JPH065779B2 - 太陽電池装置の製造方法 - Google Patents
太陽電池装置の製造方法Info
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- JPH065779B2 JPH065779B2 JP61036813A JP3681386A JPH065779B2 JP H065779 B2 JPH065779 B2 JP H065779B2 JP 61036813 A JP61036813 A JP 61036813A JP 3681386 A JP3681386 A JP 3681386A JP H065779 B2 JPH065779 B2 JP H065779B2
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- metal electrode
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/40—Optical elements or arrangements
- H10F77/42—Optical elements or arrangements directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H10F77/48—Back surface reflectors [BSR]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
- H10F19/30—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells
- H10F19/31—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
本発明は、アモルファスシリコンなどを主成分とする薄
膜半導体を用いた太陽電池のユニットセルを直列接続し
てなる太陽電池装置の製造方法に関する。
膜半導体を用いた太陽電池のユニットセルを直列接続し
てなる太陽電池装置の製造方法に関する。
原料ガスのグロー放電分解や光ＣＶＤにより形成される
アモルファス半導体薄膜は気相成長法によって得られる
ために大面積化が容易であり、低コスト太陽電池用材料
として期待されている。こうしたアモルファス太陽電池
から発電した電力を効率良く取り出すために、太陽電池
の装置を、例えば第２図に示すような形状とし、ユニッ
トセルが直列接続されるような構造にすることが望まし
い。この構造は、ガラス基板等の透光性絶縁基板１上に
ＩＴＯやSnO2などからなる透明電極21，22，23…を短冊
状に形成し、その上に光起電力発生部であるアモルファ
ス半導体層31，32，33…，次いで金属電極41，42，43…
を順に積層する。そして、一つのユニットセルの透明電
極が隣接するユニットセルの金属電極と一部接触する構
造となるように両電極及びアモルファス層のパターンを
構成する。 この種の太陽電池では、透光性絶縁基板側から入射した
光のうち、アモルファス半導体層で吸収されずに金属電
極まで到達した光を効率よく反射させ再びアモルファス
半導体層で吸収させることによって、発電量を増大させ
るために、金属電極として、通常用いられているような
Al，Cr，Ni，Tiなどに加えて更に高反射率を有するAg，
Au，Cuなどの金属やこれらの合金を用いることが得策で
ある。金属膜の形成は通常蒸着法，スパッタ法及びイオ
ンプレーティング法などによって行われるが、上記高反
射率金属であるAg，Au，Cuなどはどの薄膜形成法によっ
てもアモルファス半導体層との十分な密着強度が得られ
にくい。従って、金属膜全面形成後にスクリーン印刷に
よるマスクやフォトマスクを用いる選択エッチング法に
よってパターニングを行う際に、エッチングに伴って露
出してくる金属とアモルファス半導体層の間の界面内へ
エッチング液が浸入し、金属膜の剥離が生ずる。従って
これまでパターニング工程を伴う太陽電池では高反射率
金属の適用による発電量の増大、すなわち高変換効率化
は難しいという欠点があった。
アモルファス半導体薄膜は気相成長法によって得られる
ために大面積化が容易であり、低コスト太陽電池用材料
として期待されている。こうしたアモルファス太陽電池
から発電した電力を効率良く取り出すために、太陽電池
の装置を、例えば第２図に示すような形状とし、ユニッ
トセルが直列接続されるような構造にすることが望まし
い。この構造は、ガラス基板等の透光性絶縁基板１上に
ＩＴＯやSnO2などからなる透明電極21，22，23…を短冊
状に形成し、その上に光起電力発生部であるアモルファ
ス半導体層31，32，33…，次いで金属電極41，42，43…
を順に積層する。そして、一つのユニットセルの透明電
極が隣接するユニットセルの金属電極と一部接触する構
造となるように両電極及びアモルファス層のパターンを
構成する。 この種の太陽電池では、透光性絶縁基板側から入射した
光のうち、アモルファス半導体層で吸収されずに金属電
極まで到達した光を効率よく反射させ再びアモルファス
半導体層で吸収させることによって、発電量を増大させ
るために、金属電極として、通常用いられているような
Al，Cr，Ni，Tiなどに加えて更に高反射率を有するAg，
Au，Cuなどの金属やこれらの合金を用いることが得策で
ある。金属膜の形成は通常蒸着法，スパッタ法及びイオ
ンプレーティング法などによって行われるが、上記高反
射率金属であるAg，Au，Cuなどはどの薄膜形成法によっ
てもアモルファス半導体層との十分な密着強度が得られ
にくい。従って、金属膜全面形成後にスクリーン印刷に
よるマスクやフォトマスクを用いる選択エッチング法に
よってパターニングを行う際に、エッチングに伴って露
出してくる金属とアモルファス半導体層の間の界面内へ
エッチング液が浸入し、金属膜の剥離が生ずる。従って
これまでパターニング工程を伴う太陽電池では高反射率
金属の適用による発電量の増大、すなわち高変換効率化
は難しいという欠点があった。
本発明は、上述の欠点を除去してパターニング工程にお
いて金属電極膜とアモルファス半導体層の界面へのエッ
チング液の浸入によって生ずる金属電極の剥離等による
製造の歩留り低下を防ぐことにより、高反射率金属の適
用を可能にする高効率の太陽電池装置の製造方法を提供
することを目的とする。
いて金属電極膜とアモルファス半導体層の界面へのエッ
チング液の浸入によって生ずる金属電極の剥離等による
製造の歩留り低下を防ぐことにより、高反射率金属の適
用を可能にする高効率の太陽電池装置の製造方法を提供
することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明によれば、それぞ
れ透光性絶縁基板上に積層された透明電極，アモルファ
ス半導体層，金属電極からなり、直列接続される複数の
ユニットセルの金属電極を、金属膜をエッチングにより
分割することによって形成する太陽電池装置の製造方法
において、分割される部分の近傍のみの金属膜とアモル
ファス半導体層の間に予め前記金属膜および前記アモル
ファス半導体層に対する接着強度の強い接着層を介在さ
せることとする。これによりエッチングにより露出する
金属膜とアモルファス半導体層は、接着層により強い強
度で接着されており、エッチング液の金属電極と半導体
層との界面への浸入による金属電極の剥離が防止されて
上記の目的が達成される。
れ透光性絶縁基板上に積層された透明電極，アモルファ
ス半導体層，金属電極からなり、直列接続される複数の
ユニットセルの金属電極を、金属膜をエッチングにより
分割することによって形成する太陽電池装置の製造方法
において、分割される部分の近傍のみの金属膜とアモル
ファス半導体層の間に予め前記金属膜および前記アモル
ファス半導体層に対する接着強度の強い接着層を介在さ
せることとする。これによりエッチングにより露出する
金属膜とアモルファス半導体層は、接着層により強い強
度で接着されており、エッチング液の金属電極と半導体
層との界面への浸入による金属電極の剥離が防止されて
上記の目的が達成される。
第１図は、本発明の一実施例による太陽電池装置を断面
図で示し、第２図あるいは以下の各図と共通の部分には
同一の符号が付されている。ガラス板などの透光性絶縁
基板１の上に、ＩＴＯもしくはSnO2のような透明導電物
質により透明電極を成膜し、フォトエッチングあるいは
レーザースクライブ法により分割して短冊状のパターン
21，22，23…を形成する。そして、その上にグロー放電
分解法によりｐ型のアモルファスシリコン層（ａ−SiC:
H），真性のアモルファスシリコン層（ａ−Si:H）及び
ｎ型のアモルファスシリコン層（ａ−Si:H）をそれぞれ
100〜150Å，5000〜7000Å及び150〜500Åの厚さに成膜
し、透明電極と同様に短冊状パターン31，32，33…を形
成する。さらにこの上に、アモルファス層及び透明電極
との接着強度の強い金属、例えばTi，Ｗ，Mo，Co，Ni，
Cr，TaなどかもしくはＩＴＯなどの導電性物質よりなる
短冊状部51，52，53…を形成する。この場合、短冊状に
パターン形成する方法としては、マスクを用いた選択蒸
着法でもよいが、スクリーン印刷によるマスクやフォト
マスクを用いたエッチング法でもよい。そしてさらに、
裏面の金属電極としてAg，Au，Cu，Alなどの高反射率金
属膜を形成し、同様にスクリーン印刷やフォトエッチン
グ法を用いて分割されたパターン41，42，43…を図示の
ように形成する。このパターニングは、接着物質層51，
52，53の形成されている領域で行うため、最初に先ず金
属膜をエッチングした後さらに下部の接着物質をエッチ
ングする。例えば接着物質としてTi、金属電極としてAg
を用いた場合には、先ずアンモニア，過酸化水素及び水
を１：１：５の比で混合した溶液中でAgをエッチング
（エッチング速度としては約1000Å／秒が得られる）
し、次いで弗酸，硝酸及び水を１：１：100〜300の比で
混合した溶液中へ移してTiをエッチング（エッチング速
度は約20Å／秒）する。なお、接着物質層51，52，53は
上記金属電極の被エッチング部分の下側に形成するが、
第１図に示すように透明電極21，22，23及びアモルファ
ス層31，32，33の分割部を覆う領域にわたって形成すれ
ば、接着物質のパターニング時，金属電極の形成時及び
金属電極のパターニング時に各パターンの縁部で起こる
問題、例えば透明電極のエッジ部を覆うアモルファス層
が接着物質のパターニング時に剥離して透明電極と金属
電極とが短絡するという問題を回避することができると
いう利点がある。さらに、ユニットセル間を直列に接続
する金属電極と透明電極、例えば金属電極41と透明電極
22との接続が接着物質層52と透明電極22とで実行される
ため、ここでの接着強度も改善されるという利点があ
る。図ではユニットセルの接続部を誇張して示している
が、実際には接着物質層により減少する金属電極の光反
射面積はそれほど大きくない。 尚、本明細書でいう「分割される部分の近傍のみの金属
膜とアモルファス半導体層の間に予め前記金属膜および
前記アモルファス半導体層に対する接着強度の強い接着
層を介在させる」という構成は、第１図の実施例の構成
を含むものである。 第３図は、本発明の異なる実施例による太陽電池装置の
断面図を示すもので、第１図と異なる点は金属電極の分
割部の下側のアモルファス層の領域にのみ短冊状接着物
質層51，52，53…を形成したことで、接着物質層の幅を
狭くしても第１図の構造と同様の効果を得ることができ
る特長がある。 第４図は本発明のさらに異なる実施例を示したもので、
第３図と異なる点は、接着物質層51，52，53…をSiO2，
TiO2，SiNx，SiCなどの絶縁物としたことで、この場合
には金属電極のパターニングのみで接着物質のパターニ
ングが不要となるため工程が簡略化されるばかりか、金
属電極のパターニング法としてフォトエッチング法など
の湿式法ばかりでなく、エキシマレーザやＹＡＧレーザ
などを用いたレーザスクライブ法が適用できる。これ
は、例えばArFのエキシマレーザでは紫外域に発振線を
もつため、レーザが照射されるとレーザビームは絶縁物
までで阻止されて、その下のアモルファス層には達しな
いので、アモルファス層上に直接金属電極膜を形成した
場合にはできなかった金属電極のレーザによる選択的な
パターニングが可能となる利点がある。
図で示し、第２図あるいは以下の各図と共通の部分には
同一の符号が付されている。ガラス板などの透光性絶縁
基板１の上に、ＩＴＯもしくはSnO2のような透明導電物
質により透明電極を成膜し、フォトエッチングあるいは
レーザースクライブ法により分割して短冊状のパターン
21，22，23…を形成する。そして、その上にグロー放電
分解法によりｐ型のアモルファスシリコン層（ａ−SiC:
H），真性のアモルファスシリコン層（ａ−Si:H）及び
ｎ型のアモルファスシリコン層（ａ−Si:H）をそれぞれ
100〜150Å，5000〜7000Å及び150〜500Åの厚さに成膜
し、透明電極と同様に短冊状パターン31，32，33…を形
成する。さらにこの上に、アモルファス層及び透明電極
との接着強度の強い金属、例えばTi，Ｗ，Mo，Co，Ni，
Cr，TaなどかもしくはＩＴＯなどの導電性物質よりなる
短冊状部51，52，53…を形成する。この場合、短冊状に
パターン形成する方法としては、マスクを用いた選択蒸
着法でもよいが、スクリーン印刷によるマスクやフォト
マスクを用いたエッチング法でもよい。そしてさらに、
裏面の金属電極としてAg，Au，Cu，Alなどの高反射率金
属膜を形成し、同様にスクリーン印刷やフォトエッチン
グ法を用いて分割されたパターン41，42，43…を図示の
ように形成する。このパターニングは、接着物質層51，
52，53の形成されている領域で行うため、最初に先ず金
属膜をエッチングした後さらに下部の接着物質をエッチ
ングする。例えば接着物質としてTi、金属電極としてAg
を用いた場合には、先ずアンモニア，過酸化水素及び水
を１：１：５の比で混合した溶液中でAgをエッチング
（エッチング速度としては約1000Å／秒が得られる）
し、次いで弗酸，硝酸及び水を１：１：100〜300の比で
混合した溶液中へ移してTiをエッチング（エッチング速
度は約20Å／秒）する。なお、接着物質層51，52，53は
上記金属電極の被エッチング部分の下側に形成するが、
第１図に示すように透明電極21，22，23及びアモルファ
ス層31，32，33の分割部を覆う領域にわたって形成すれ
ば、接着物質のパターニング時，金属電極の形成時及び
金属電極のパターニング時に各パターンの縁部で起こる
問題、例えば透明電極のエッジ部を覆うアモルファス層
が接着物質のパターニング時に剥離して透明電極と金属
電極とが短絡するという問題を回避することができると
いう利点がある。さらに、ユニットセル間を直列に接続
する金属電極と透明電極、例えば金属電極41と透明電極
22との接続が接着物質層52と透明電極22とで実行される
ため、ここでの接着強度も改善されるという利点があ
る。図ではユニットセルの接続部を誇張して示している
が、実際には接着物質層により減少する金属電極の光反
射面積はそれほど大きくない。 尚、本明細書でいう「分割される部分の近傍のみの金属
膜とアモルファス半導体層の間に予め前記金属膜および
前記アモルファス半導体層に対する接着強度の強い接着
層を介在させる」という構成は、第１図の実施例の構成
を含むものである。 第３図は、本発明の異なる実施例による太陽電池装置の
断面図を示すもので、第１図と異なる点は金属電極の分
割部の下側のアモルファス層の領域にのみ短冊状接着物
質層51，52，53…を形成したことで、接着物質層の幅を
狭くしても第１図の構造と同様の効果を得ることができ
る特長がある。 第４図は本発明のさらに異なる実施例を示したもので、
第３図と異なる点は、接着物質層51，52，53…をSiO2，
TiO2，SiNx，SiCなどの絶縁物としたことで、この場合
には金属電極のパターニングのみで接着物質のパターニ
ングが不要となるため工程が簡略化されるばかりか、金
属電極のパターニング法としてフォトエッチング法など
の湿式法ばかりでなく、エキシマレーザやＹＡＧレーザ
などを用いたレーザスクライブ法が適用できる。これ
は、例えばArFのエキシマレーザでは紫外域に発振線を
もつため、レーザが照射されるとレーザビームは絶縁物
までで阻止されて、その下のアモルファス層には達しな
いので、アモルファス層上に直接金属電極膜を形成した
場合にはできなかった金属電極のレーザによる選択的な
パターニングが可能となる利点がある。
本発明によれば、直列接続型のアモルファス太陽電池装
置の金属電極をパターニングする場合に、切断しようと
する金属膜部の下側に予め金属膜およびアモルファス層
との接着強度の強い接着物質層を形成することにより、
金属電極のパターニング時にアモルファス層と金属電極
界面へのエッチング液の浸入による剥離が回避され、従
来実用化できなかったAg，Cuなどの高反射率を有し、ア
モルファス層との接着強度が比較的弱い金属の裏面金属
電極への適用が可能となる。本発明を面積100cm2の直列
接続型の太陽電池の製造に適用したところ、変換効率７
％以上の良品率で定義する歩留りが従来方法の場合の68
％から81％まで向上し高い量産性が得られた。
置の金属電極をパターニングする場合に、切断しようと
する金属膜部の下側に予め金属膜およびアモルファス層
との接着強度の強い接着物質層を形成することにより、
金属電極のパターニング時にアモルファス層と金属電極
界面へのエッチング液の浸入による剥離が回避され、従
来実用化できなかったAg，Cuなどの高反射率を有し、ア
モルファス層との接着強度が比較的弱い金属の裏面金属
電極への適用が可能となる。本発明を面積100cm2の直列
接続型の太陽電池の製造に適用したところ、変換効率７
％以上の良品率で定義する歩留りが従来方法の場合の68
％から81％まで向上し高い量産性が得られた。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は従来の太
陽電池による太陽電池装置の断面図、第３図及び第４図
はそれぞれ本発明の異なる実施例による太陽電池装置の
断面図を示す。 １：透光性絶縁基板、21，22，23：透明電極、31，32，
33：アモルファス層、41，42，43：金属電極、51，52，
53：接着物質層。
陽電池による太陽電池装置の断面図、第３図及び第４図
はそれぞれ本発明の異なる実施例による太陽電池装置の
断面図を示す。 １：透光性絶縁基板、21，22，23：透明電極、31，32，
33：アモルファス層、41，42，43：金属電極、51，52，
53：接着物質層。
Claims (1)
- 【請求項１】それぞれ透光性絶縁基板上に積層された透
明電極，アモルファス半導体層，金属電極からなり、直
列接続される複数のユニットセルの金属電極を、金属膜
をエッチングにより分割することによって形成する太陽
電池装置の製造方法において、分割される部分の近傍の
みの金属膜とアモルファス半導体層の間に予め前記金属
膜および前記アモルファス半導体層に対する接着強度の
強い接着層を介在させることを特徴とする太陽電池装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036813A JPH065779B2 (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 太陽電池装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61036813A JPH065779B2 (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 太陽電池装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62195184A JPS62195184A (ja) | 1987-08-27 |
| JPH065779B2 true JPH065779B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=12480208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61036813A Expired - Fee Related JPH065779B2 (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 太陽電池装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065779B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001189473A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力素子及びその製造方法 |
| JP5230222B2 (ja) * | 2008-02-21 | 2013-07-10 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池 |
| JP5174114B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2013-04-03 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池 |
| JP5094949B2 (ja) * | 2010-11-30 | 2012-12-12 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池 |
-
1986
- 1986-02-21 JP JP61036813A patent/JPH065779B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62195184A (ja) | 1987-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |