JP2001111079A - Manufacturing method of photoelectric conversion device - Google Patents

Manufacturing method of photoelectric conversion device

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JP2001111079A
JP2001111079A JP29122999A JP29122999A JP2001111079A JP 2001111079 A JP2001111079 A JP 2001111079A JP 29122999 A JP29122999 A JP 29122999A JP 29122999 A JP29122999 A JP 29122999A JP 2001111079 A JP2001111079 A JP 2001111079A
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Japan
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electrode layer
harmonic
substrate
electrode
semiconductor layer
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JP29122999A
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Japanese (ja)
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Hideo Yamagishi
英雄 山岸
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To offer a method of manufacturing a high-quality photoelectric conversion device stably and precisely by executing laser scrubbing of some kinds of thin films formed on a substrate with good workability and a higher variance. SOLUTION: Splitting of a first electrode layer is executed by using one of a fundamental harmonic, a second higher harmonic and a third higher harmonic of a YAG laser. Opening of an opening for junction of semiconductor layers is executed by using the second or the third higher harmonic. Splitting of a second electrode layer is executed by using the second or the third higher harmonic. A first electrode layer of a marginal part of a substrate, the semiconductor layer, and the second electrode layer are removed partially by using the second or third higher harmonic of the YAG laser. At least, one of processes for the layers is executed by using the third higher harmonic of the YAG laser.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換装置の製
造方法に係り、特に、基板上に形成される薄膜太陽電池
の薄膜のスクライブ方法の改良に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion device, and more particularly to an improvement in a method for scribing a thin film of a thin film solar cell formed on a substrate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】アモルファスシリコン等の薄膜太陽電池
は、基板上に薄膜半導体層を含む単位素子を直列に接続
して形成した集積化構造が一般的にとられている。図２
は、このような従来の集積化薄膜太陽電池４０の断面構
造を示している。2. Description of the Related Art Thin-film solar cells made of amorphous silicon or the like generally have an integrated structure in which unit elements including a thin-film semiconductor layer are connected in series on a substrate. FIG.
Shows a cross-sectional structure of such a conventional integrated thin-film solar cell 40.

【０００３】図２に示すように、ガラス等の透光性基板
３上に、分割された第１の電極層５、第１の電極層５側
からｐ−ｉ−ｎ型の各半導体層が順次積層された薄膜半
導体層１１、第２の電極層１５が順次積層されて単位素
子１７が構成され、互いに隣設する単位素子１７の第１
の電極層５と第２の電極層１５とが電気的に接続される
ことで、基板３上で複数個の単位素子１７が直列接続さ
れている。As shown in FIG. 2, a divided first electrode layer 5 and pin-type semiconductor layers from the first electrode layer 5 side are formed on a transparent substrate 3 made of glass or the like. The thin film semiconductor layer 11 and the second electrode layer 15 that are sequentially stacked are sequentially stacked to form a unit element 17, and the first of the unit elements 17 adjacent to each other is formed.
The plurality of unit elements 17 are connected in series on the substrate 3 by electrically connecting the first electrode layer 5 and the second electrode layer 15.

【０００４】このように構成される太陽電池４０の出力
は、直列に接続された両端部から取り出されるが、図中
右側端では、端部側の単位素子１７の第２の電極層１５
と電気的に接続された第１の電極層５が延設され、取り
出し電極４２が構成されている。ここで、延設部の第１
の電極層５と端部側の単位素子１７の第１の電極層５と
の間は溝４４によって分離されている。The output of the solar cell 40 constructed as described above is taken out from both ends connected in series. On the right end in the drawing, the second electrode layer 15 of the unit element 17 on the end side is taken out.
The first electrode layer 5 electrically connected to the first electrode layer 5 extends to form a lead-out electrode 42. Here, the first part of the extension
And the first electrode layer 5 of the unit element 17 on the end portion side are separated by a groove 44.

【０００５】一方、図中左側端では、端部側の単位素子
１７の第１の電極層５がそのまま延設されて取り出し電
極４６が構成されている。そして、両側の取り出し電極
４２，４６に対して、超音波ハンダ２７等によって銅箔
等の導体が出力線２５（バスバー）として取り付けられ
ている。On the other hand, at the left end in the drawing, the first electrode layer 5 of the unit element 17 on the end side is extended as it is to form an extraction electrode 46. A conductor such as a copper foil is attached as an output line 25 (bus bar) to the extraction electrodes 42 and 46 on both sides by the ultrasonic solder 27 or the like.

【０００６】また、太陽電池モジュールの発電部と周辺
部（金属製フレームが取付けられる部分）との間の絶縁
分離を図るため、取り出し電極部の外側のフレームに沿
った部分、および集積部の外側のフレームに沿った部分
に、分離溝（図示せず）が形成されている。Further, in order to achieve insulation separation between the power generation section and the peripheral section (the section to which the metal frame is attached) of the solar cell module, a portion along the frame outside the extraction electrode section and outside the accumulation section. A separation groove (not shown) is formed in a portion along the frame.

【０００７】以上の太陽電池モジュールの製造工程にお
いて、第１の電極層の分割、半導体層の接続用開口部の
開口、第２の電極層の分割、第１の電極層の延長部上の
半導体層および第２の電極層の部分的除去、取り出し電
極部の外側の分離溝の形成、および集積部の外側の分離
溝の形成は、いずれもＹＡＧレーザの基本波または第２
高調波を用いたレーザスクライブにより行われている。In the above-described manufacturing process of the solar cell module, the division of the first electrode layer, the opening of the connection opening of the semiconductor layer, the division of the second electrode layer, and the semiconductor on the extension of the first electrode layer are performed. Partial removal of the layer and the second electrode layer, formation of the separation groove outside the extraction electrode portion, and formation of the separation groove outside the integration portion are all performed by the fundamental wave of the YAG laser or
This is performed by laser scribe using harmonics.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のレーザスクライブ法によると、その加工性は未だ満
足し得るものではなかった。また、第２の電極層は光を
反射してしまうため、膜面側からレーザ光を照射して加
工を行うことは出来ないため、ガラス基板を通して、し
かも半導体層を加工除去することによって、間接的にそ
の上の第２の電極層の加工除去を行わなければならない
等、種々の制約があった。このような第２の電極層の間
接的な加工では、微細な加工を行うことは困難である。However, according to such a conventional laser scribing method, the workability has not been satisfactory. In addition, since the second electrode layer reflects light and cannot be processed by irradiating laser light from the film surface side, indirect processing is performed by removing the semiconductor layer through a glass substrate. There are various restrictions, such as the need to process and remove the second electrode layer thereabove. In such indirect processing of the second electrode layer, it is difficult to perform fine processing.

【０００９】本発明は、上記事情の下になされ、基板上
に形成された各種薄膜のレーザスクライブを、加工性よ
く、より高い自由度をもって行うことにより、安定し
て、精度よく、高品質の光電変換装置を製造する方法を
提供することを目的とする。The present invention has been made under the above circumstances, and performs laser scribing of various thin films formed on a substrate with good workability and with a high degree of freedom, thereby achieving stable, accurate and high-quality laser scribes. It is an object to provide a method for manufacturing a photoelectric conversion device.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、基板上に第１の電極層を複数の領域に分
割して形成し、この第１の電極層上に２つの第１の電極
層上にまたがって一方の第１の電極層上に開口した接続
用開口部を有する半導体層を形成し、この半導体層上
に、前記接続用開口部を介して一方の第１の電極層と電
気的に接続した、複数に分割された第２の電極層を形成
し、前記基板の周縁部の前記第１の電極層、半導体層、
および第２の電極層を部分的に除去して、発電領域と周
縁領域とを電気的に分離することからなる光電変換装置
の製造方法において、前記第１の電極層の分割をＹＡＧ
レーザの基本波、第２高調波、および第３高調波のいず
れかを用いて行い、前記半導体層の接続用開口部の開口
をＹＡＧレーザの第２高調波または第３高調波を用いて
行い、前記第２の電極層の分割をＹＡＧレーザの第２高
調波または第３高調波を用いて行い、前記基板周縁部の
前記第１の電極層、半導体層、および第２の電極層の部
分的な除去をＹＡＧレーザの第２高調波または第３高調
波を用いて行い、前記各層の加工のすくなくとも１つ
は、 ＹＡＧレーザの第３高調波を用いて行うことを特
徴とする光電変換装置の製造方法を提供する。According to the present invention, a first electrode layer is formed on a substrate by dividing the substrate into a plurality of regions, and two first electrode layers are formed on the first electrode layer. Forming a semiconductor layer having a connection opening that is open on one of the first electrode layers over the one electrode layer, and forming one of the first layers on the semiconductor layer through the connection opening; Forming a plurality of divided second electrode layers electrically connected to the electrode layer, wherein the first electrode layer, the semiconductor layer,
And partially removing the second electrode layer to electrically separate the power generation region and the peripheral region from each other.
The connection is performed using any one of a fundamental wave, a second harmonic, and a third harmonic of a laser, and the connection opening of the semiconductor layer is formed using a second harmonic or a third harmonic of a YAG laser. Dividing the second electrode layer by using the second or third harmonic of a YAG laser, and dividing the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer at the periphery of the substrate. A photoelectric conversion device, wherein at least one of the processing of each of the layers is performed by using a third harmonic of a YAG laser, using a second harmonic or a third harmonic of a YAG laser. And a method for producing the same.

【００１１】本発明の光電変換装置の製造方法におい
て、第１の電極層の分割を、レーザ光を膜面に照射する
ことにより行い、前記半導体層の接続用開口部の開口お
よび第２の電極層の分割を、レーザ光を膜面に照射する
ことにより、または基板を通して照射することにより行
い、基板周縁部の第１の電極層、半導体層並びに第２の
電極層の部分的な除去を、レーザ光を膜面に照射するこ
とにより、または基板を通して照射することにより行う
ことが出来る。In the method of manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention, the first electrode layer is divided by irradiating the film surface with a laser beam, and the opening of the connection opening of the semiconductor layer and the second electrode are separated. The division of the layers is performed by irradiating the film surface with a laser beam or by irradiating the film through a substrate, and removing the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer at the peripheral portion of the substrate, partially. The irradiation can be performed by irradiating the film surface with a laser beam or by irradiating through a substrate.

【００１２】また、基板周縁部の前記第１の電極層、半
導体層並びに第２の電極層の部分的な除去を、ＹＡＧレ
ーザの第３高調波を膜面に照射することにより、一度に
行うことが可能である。Further, the first electrode layer, the semiconductor layer and the second electrode layer at the peripheral portion of the substrate are partially removed by irradiating the film surface with a third harmonic of a YAG laser at a time. It is possible.

【００１３】なお、上記の各種レーザの組合せのうち、
第１の電極層の分割をＹＡＧレーザの基本波を用いて行
い、半導体層の接続用開口部の開口をＹＡＧレーザの第
２高調波を用いて行い、第２の電極層の分割をＹＡＧレ
ーザの第３高調波を用いて行い、基板周縁部の前記第１
の電極層、半導体層、および第２の電極層の部分的な除
去をＹＡＧレーザの第３高調波を用いて行うことが最も
好ましい。[0013] Of the above various laser combinations,
The division of the first electrode layer is performed by using the fundamental wave of the YAG laser, the opening of the connection opening of the semiconductor layer is performed by using the second harmonic of the YAG laser, and the division of the second electrode layer is performed by the YAG laser. Using the third harmonic of
It is most preferable to partially remove the electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer by using a third harmonic of a YAG laser.

【００１４】本発明の特徴は、光電変換装置の製造にお
いて、基板上に形成された種々の薄膜の少なくとも１つ
のレーザスクライブ加工に、第３高調波を用いたことに
ある。第３高調波は、基本波の１／３の波長を有し、コ
スト高であること、高出力が得られないこと等により、
光電変換装置の製造におけるレーザスクライブには、使
用が困難であると考えられていた。また、特に、第３高
調波を用いることによる効果は全く知られていなかっ
た。従って、これまで、光電変換装置の製造におけるレ
ーザスクライブには、第３高調波は、用いられてこなか
った。A feature of the present invention resides in that in manufacturing a photoelectric conversion device, a third harmonic is used for at least one laser scribe processing of various thin films formed on a substrate. The third harmonic has a wavelength of 1/3 of the fundamental wave, is expensive, cannot obtain high output, and so on.
It has been considered that laser scribe in the manufacture of a photoelectric conversion device is difficult to use. Further, in particular, the effect of using the third harmonic was not known at all. Therefore, the third harmonic has not been used for laser scribe in the manufacture of the photoelectric conversion device.

【００１５】本発明者は、ＹＡＧレーザの第３高調波
が、光電変換装置の製造におけるレーザスクライブに、
容易に使用可能であるとともに、様々な特有の効果をも
たらすことを見出し、本発明をなすに至った。The present inventor has reported that the third harmonic of the YAG laser is used for laser scribe in the manufacture of a photoelectric conversion device,
The present invention has been found to be easily usable and to provide various specific effects, and has led to the present invention.

【００１６】即ち、第３高調波は、基本波や第２高調波
に比べ、加工性が良好であり、光電変換装置の製造にお
けるような微細加工に特に適している。That is, the third harmonic has better workability than the fundamental wave and the second harmonic, and is particularly suitable for fine processing as in the manufacture of a photoelectric conversion device.

【００１７】また、第３高調波は、高出力が得られない
ため、透明電極層のような、高出力を要するレーザスク
ライブには使用出来ないと考えられていたが、第３高調
波は、高出力を必要とせずに、透明電極層をスクライブ
出来ることがわかった。The third harmonic cannot be used for a laser scribe requiring a high output, such as a transparent electrode layer, because a high output cannot be obtained. It has been found that the transparent electrode layer can be scribed without requiring high output.

【００１８】更に、これまで裏面電極のレーザスクライ
ブは、ガラス基板を通して半導体層にレーザ光を照射
し、半導体層の除去とともに裏面電極を除去することに
より行われてきた。これは、金属は反射性が高いため、
レーザ光を吸収しにくいからである。Further, laser scribing of the back electrode has hitherto been performed by irradiating the semiconductor layer with a laser beam through a glass substrate, and removing the semiconductor layer and removing the back electrode. This is because metals are highly reflective
This is because it is difficult to absorb laser light.

【００１９】これに対し、第３高調波を用いることによ
り、裏面電極の膜面に直接レーザ光を照射して、裏面電
極のみををスクライブすることが可能となった。On the other hand, by using the third harmonic, the film surface of the back electrode can be directly irradiated with a laser beam to scribe only the back electrode.

【００２０】更にまた、発電領域と周縁領域とを電気的
に分離するために行われる、周縁部のスクライブは、３
層の積層に対し、通常、２回に分けて行われるが、第３
高調波を採用することにより、３層を一度にスクライブ
することが可能となった。Further, the scribe of the peripheral portion, which is performed for electrically separating the power generation region and the peripheral region, is performed by three times.
The lamination of the layers is usually performed in two separate steps,
The use of harmonics makes it possible to scribe three layers at a time.

【００２１】ここで、基板上に製膜された各層のスクラ
イブには、以下のような各種レーザの組合せが可能であ
る。Here, the following combinations of various lasers can be used to scribe each layer formed on the substrate.

【００２２】 以上のうち、１）と２）が最も優れた効果を得ることが
出来る。しかし、本発明は、これらに限ることなく、種
々の組合せが可能である。ただし、各スクライブ工程の
少なくとも１つは、第３高調波によるレーザスクライブ
を含まなければならない。[0022] Among the above, 1) and 2) can obtain the most excellent effects. However, the present invention is not limited to these, and various combinations are possible. However, at least one of the scribing steps must include laser scribing by the third harmonic.

【００２３】本発明のレーザスクライブは、レーザ光を
透光性基板を通して照射することにより行われても、膜
面に直接照射することにより行われてもよいが、各層に
応じて、適切な照射形態がある。The laser scribe of the present invention may be performed by irradiating a laser beam through a light-transmitting substrate or by directly irradiating the film surface. There is a form.

【００２４】即ち、透明電極層のスクライブは、高出力
を要するため、透光性基板を通して照射することにより
行うと、透光性基板にダメージを与える恐れがあるの
で、膜面に直接照射することにより行うことが好まし
い。That is, since the scribing of the transparent electrode layer requires a high output, if the irradiation is performed through a light-transmitting substrate, the light-transmitting substrate may be damaged. It is preferable to carry out.

【００２５】また、半導体層のスクライブは、どちらか
らでもよいが、通常、透光性基板を通して照射すること
により行われる。裏面電極層とともにスクライブする場
合には、当然、透光性基板を通してでなければならな
い。The scribing of the semiconductor layer may be performed from either direction, but is usually performed by irradiating the semiconductor layer through a light-transmitting substrate. In the case of scribing together with the back electrode layer, it is, of course, necessary to pass through the translucent substrate.

【００２６】裏面電極単独をスクライブする場合には、
明らかに膜面に直接照射することにより行われる。When scribing the back electrode alone,
Obviously, it is performed by directly irradiating the film surface.

【００２７】以上のように構成される本発明の方法によ
ると、従来、基本波または第２高調波で行われていたレ
ーザスクライブ工程を、これまで使用されていなかった
第３高調波を用いることにより、特に、対象となる薄膜
に応じて、基本波、第２高調波、第３高調波のレーザ光
の使い分けを行うことにより、安定して、精度よく、高
品質の光電変換装置を得ることが可能である。According to the method of the present invention configured as described above, the laser scribing step conventionally performed with the fundamental wave or the second harmonic is replaced with the third harmonic which has not been used before. In particular, it is possible to obtain a stable, accurate, and high-quality photoelectric conversion device by selectively using laser beams of a fundamental wave, a second harmonic, and a third harmonic according to a target thin film. Is possible.

【００２８】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
集積化薄膜太陽電池の製造方法について説明する。本発
明の集積化薄膜太陽電池は、以下のような工程によって
形成される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for manufacturing an integrated thin-film solar cell according to an embodiment of the present invention will be described. The integrated thin film solar cell of the present invention is formed by the following steps.

【００２９】（１）先ずガラス等の透光性基板の上に、
酸化錫（ＳｎＯ２）や酸化インジウム錫（ＩＴＯ）ある
いは酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透明導電性を有する金属酸
化物からなる、基板の一方向に延びた複数個の短冊状の
第１の電極層を、隣設し合う領域間の分離帯によって隔
てられた状態で、基板のほぼ全面にわたって形成する。(1) First, on a transparent substrate such as glass,
A plurality of strip-shaped first electrode layers extending in one direction of the substrate and made of a metal oxide having a transparent conductivity such as tin oxide (SnO 2 ), indium tin oxide (ITO), or zinc oxide (ZnO). Is formed over substantially the entire surface of the substrate in a state of being separated by a separator between adjacent regions.

【００３０】この第１の電極層の形成には、一旦絶縁性
透明基板上全面に金属酸化物層を被着した後、ＹＡＧレ
ーザの基本波、第２高調波、または第３高調波のいずれ
かのレーザ光を用いたスクライブによって分離帯部分を
除去する方法が採用される。The first electrode layer is formed by first depositing a metal oxide layer on the entire surface of the insulating transparent substrate and then forming any one of the fundamental wave, the second harmonic and the third harmonic of the YAG laser. A method of removing the separation band portion by scribing using the laser light is adopted.

【００３１】（２）続いて、この第１の電極層上に、ｐ
型の水素化非晶質炭化シリコン（以下ｐ型のａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈと記す）、ｉ型の水素化非晶質シリコン（以下ｉ
型のａ−Ｓｉ：Ｈと記す）、ｎ型の水素化非晶質シリコ
ン（以下ｎ型のａ−Ｓｉ：Ｈと記す）の３層を順次堆積
して半導体層を形成する。(2) Subsequently, p is formed on the first electrode layer.
Hydrogenated amorphous silicon carbide (hereinafter referred to as p-type a-Si
C: H), i-type hydrogenated amorphous silicon (hereinafter referred to as i
A-Si: H) and n-type hydrogenated amorphous silicon (hereinafter referred to as n-type a-Si: H) are sequentially deposited to form a semiconductor layer.

【００３２】（３）その後、ＹＡＧレーザの第２高調波
または第３高調波のいずれかのレーザ光を用いたスクラ
イブによって半導体層の一部を除去して接続用開口部を
設ける。この段階において、一つの半導体層領域は二つ
の第１の電極層にまたがって形成された構造となる。(3) Thereafter, a portion of the semiconductor layer is removed by scribing using either the second harmonic or the third harmonic of the YAG laser to provide a connection opening. At this stage, one semiconductor layer region has a structure formed over two first electrode layers.

【００３３】（４）続いて、この複数の半導体層領域の
上に、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属材
料からなる第２の電極層を形成する。(4) Subsequently, a second electrode layer made of a metal material such as aluminum (Al) or silver (Ag) is formed on the plurality of semiconductor layer regions.

【００３４】（５）そして、前記の接続用開口部に沿っ
てＹＡＧレーザの第２高調波または第３高調波のいずれ
かのレーザ光を用いたスクライブによってレ、少なくと
も第２の電極層の一部を除去した分割溝を形成する。(5) Then, at least one of the second electrode layers is scribed along the connection opening by scribing using either the second harmonic or the third harmonic of the YAG laser. The division groove from which the part was removed is formed.

【００３５】（６）次いで、接続終端部近傍の取り出し
電極部における第２の電極層および半導体層を、 ＹＡ
Ｇレーザの第２高調波または第３高調波のいずれかのレ
ーザ光を用いたスクライブによって除去する。また、そ
の外側における分離溝、および／または集積部の外側の
分離溝を、第２高調波または第３高調波のいずれかのレ
ーザ光により除去し、発電部と周縁部とを絶縁分離する
分離溝を形成する。(6) Next, the second electrode layer and the semiconductor layer in the extraction electrode portion near the connection termination portion are separated by YA
Elimination is performed by scribing using either the second harmonic or the third harmonic of the G laser. In addition, the separation groove on the outside and / or the separation groove on the outside of the integrated portion is removed by laser light of any one of the second harmonic and the third harmonic, so that the power generation part and the peripheral part are insulated and separated. Form a groove.

【００３６】更に、この分離溝の外側の周端部における
第２の電極層、半導体層および第１の電極層を、全周に
わたり、任意の方法で除去する。Further, the second electrode layer, the semiconductor layer and the first electrode layer at the outer peripheral end of the separation groove are removed by an arbitrary method over the entire circumference.

【００３７】（７）続いて、第１の電極の取出し電極部
上に、超音波ハンダ等の接合材や導電性樹脂等の接着材
によってハンダメッキ銅箔等の導電体が取り付けられる
ことで、第１の電極層と導電体との間の電気的接続が取
られて、これら導電体が取り出し電極となる。取り出し
電極を設けた太陽電池としてはこの状態で完成である
が、必要に応じてパシベーション樹脂等が塗布された
り、基板周囲に枠部材が取り付けられる。(7) Subsequently, a conductor such as a solder-plated copper foil is attached to the extraction electrode portion of the first electrode by a bonding material such as an ultrasonic solder or an adhesive such as a conductive resin. Electrical connection is established between the first electrode layer and the conductor, and these conductors become extraction electrodes. A solar cell provided with an extraction electrode is completed in this state, but a passivation resin or the like is applied as necessary, or a frame member is attached around the substrate.

【００３８】[0038]

【実施例】次に、本発明の太陽電池構造を、具体的実施
例に基づいて説明する。図１は、本発明の１実施例に係
る集積化薄膜太陽電池１ａの断面構造例を表している。
ガラス基板３上には、基板３の一方向に延びたＳｎＯ２
による複数個の短冊状の第１の電極層５が、隣設し合う
領域間の分離帯７によって隔てられた状態で基板３のほ
ぼ全面にわたって形成されている。これには、先ず基板
３全面にＳｎＯ２を堆積した後に、ＱスイッチＹＡＧレ
ーザの基本波を用いたレーザスクライブによって、分離
帯７の部分を溶断して形成される。Next, the solar cell structure of the present invention will be described with reference to specific examples. FIG. 1 shows an example of a cross-sectional structure of an integrated thin-film solar cell 1a according to one embodiment of the present invention.
On the glass substrate 3, SnO 2 extending in one direction of the substrate 3 is provided.
Are formed over substantially the entire surface of the substrate 3 in such a manner as to be separated by a separation band 7 between adjacent regions. For this, first, SnO 2 is deposited on the entire surface of the substrate 3, and then the separation band 7 is blown off by laser scribing using a fundamental wave of a Q-switched YAG laser.

【００３９】このときのレーザスクライブの操作条件
は、発振周波数：５ｋＨｚ、平均出力１Ｗ、パルス幅：
１２０ｎｓｅｃである。また、分離幅は５０μｍ、スト
リングの幅は９ｍｍである。The operating conditions of the laser scribe at this time are: oscillation frequency: 5 kHz, average output: 1 W, pulse width:
It is 120 nsec. The separation width is 50 μm, and the width of the string is 9 mm.

【００４０】そして、第１の電極層５の上面側には、二
つの第１の電極層５にまたがって、一方の第１の電極層
５上に開口した接続用開口部９を設けた半導体層１１が
設けられている。この半導体層１１は、例えば第１の電
極層５側から、膜厚１５０Åのｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ１１
ｐ、同３２００Åのｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ１１ｉ、同３００
Åのｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ１１ｎの３つの層が、プラズマＣ
ＶＤ法によって順次形成されたものであり、接続用開口
部９については、ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波
を用いたレーザスクライブによって、半導体層１１を部
分的に溶断することで形成される。On the upper surface side of the first electrode layer 5, there is provided a connection opening 9 extending over the two first electrode layers 5 and opening on one of the first electrode layers 5. A layer 11 is provided. The semiconductor layer 11 is formed, for example, from the side of the first electrode layer 5 by a p-type a-SiC: H
p, 3200% i-type a-Si: H11i, 300
The three layers of n-type a-Si: H11n of 、
The connection openings 9 are formed by partially fusing the semiconductor layer 11 by laser scribing using the second harmonic of a Q-switched YAG laser.

【００４１】このときのレーザスクライブの操作条件
は、発振周波数：５ｋＨｚ、平均出力：０．５Ｗ、パル
ス幅：１２０ｎｓｅｃである。The operating conditions of the laser scribe at this time are: oscillation frequency: 5 kHz, average output: 0.5 W, pulse width: 120 nsec.

【００４２】そして、この半導体層１１の上面側には、
接続用開口部９を介して一方の第１の電極層５と電気的
に接続した状態で、分割溝１３によって複数領域に分離
された第２の電極層１５が設けられることにより、第２
の電極層１５と他方の第１の電極層５に挟まれた領域よ
りなる単位素子１７が構成される。ここで、分割溝１３
の形成には、ＱスイッチＹＡＧレーザの第３高調波を用
いたレーザスクライブ法が用いられる。Then, on the upper surface side of the semiconductor layer 11,
The second electrode layer 15 separated into a plurality of regions by the dividing groove 13 is provided in a state where the second electrode layer 15 is electrically connected to one of the first electrode layers 5 through the connection opening 9, thereby providing a second electrode layer.
A unit element 17 is constituted by a region sandwiched between the first electrode layer 5 and the other first electrode layer 5. Here, the dividing groove 13
Is formed using a laser scribe method using the third harmonic of a Q-switched YAG laser.

【００４３】このときのレーザスクライブの操作条件
は、発振周波数：５ｋＨｚ、平均出力：０．５Ｗ、パル
ス幅：１２０ｎｓｅｃである。また、分離幅は１００μ
ｍ、ストリングの幅は９ｍｍである。このようにして、
複数個の単位素子１７が一方向に直列に接続された構造
となる。The operating conditions of the laser scribe at this time are: oscillation frequency: 5 kHz, average output: 0.5 W, pulse width: 120 nsec. The separation width is 100μ
m, the width of the string is 9 mm. In this way,
It has a structure in which a plurality of unit elements 17 are connected in series in one direction.

【００４４】次に、図の右側に相当する一方の接続終端
部にあっては、終端部側の単位素子１７の第２の電極層
１５と電気的に接続され、かつこの単位素子１７の第１
の電極層５と絶縁された第１の電極層５が延設されてい
る。ここで第１の電極層５と第２の電極層１５との電気
的接続は、半導体層１１に形成された接続用開口部９に
よって取られている。Next, at one connection termination portion corresponding to the right side of the drawing, the second terminal layer 15 is electrically connected to the second electrode layer 15 of the unit element 17 on the termination side, and 1
The first electrode layer 5 insulated from the first electrode layer 5 extends. Here, the electrical connection between the first electrode layer 5 and the second electrode layer 15 is established by a connection opening 9 formed in the semiconductor layer 11.

【００４５】そして、この第１の電極層５の延設部１９
上には単位素子１７から連続した半導体層１１と第２の
電極層１５が除去され、第１の電極層５の延設部１９の
表面に達する取り出し電極用溝２３が長手方向に形成さ
れ、この溝２３を介してハンダメッキ銅箔２５と延設さ
れた第１の電極層５とが、超音波ハンダ２７によって電
気的に接続されている。この溝２３は、ＱスイッチＹＡ
Ｇレーザの第２高調波を用いたレーザスクライブによっ
て形成される。The extension 19 of the first electrode layer 5
Above the continuous semiconductor layer 11 and the second electrode layer 15 from the unit element 17 are removed, and an extraction electrode groove 23 reaching the surface of the extension 19 of the first electrode layer 5 is formed in the longitudinal direction, The solder-plated copper foil 25 and the extended first electrode layer 5 are electrically connected by the ultrasonic solder 27 via the groove 23. This groove 23 is a Q switch YA
It is formed by laser scribe using the second harmonic of the G laser.

【００４６】このときのレーザスクライブの操作条件
は、発振周波数：５ｋＨｚ、平均出力：０．５Ｗ、パル
ス幅：１２０ｎｓｅｃである。The operating conditions of the laser scribe at this time are: oscillation frequency: 5 kHz, average output: 0.5 W, pulse width: 120 nsec.

【００４７】一方、図の左側に相当する他方の接続終端
部にあっても、同様に、終端部側の単位素子１７の第１
の電極層５が延設されるとともに、この第１の電極層５
の延設部１９上の半導体層１１と第２の電極層１５とが
除去されて、第１の電極層５の延設部１９の表面に達す
る取り出し電極用溝２３が形成され、この溝２３を介し
てハンダメッキ銅箔２５と延設された第１の電極層５と
が、超音波ハンダ２７によって電気的に接続されてい
る。こちら側の溝２３も、上述と同様の条件で形成され
る。On the other hand, even at the other connection terminal corresponding to the left side of the figure, the first
Of the first electrode layer 5 is extended.
The semiconductor layer 11 and the second electrode layer 15 on the extension 19 of the first electrode layer 5 are removed to form a groove 23 for an extraction electrode reaching the surface of the extension 19 of the first electrode layer 5. The ultrasonic plating 27 electrically connects the solder-plated copper foil 25 and the extended first electrode layer 5 to each other. The groove 23 on this side is also formed under the same conditions as described above.

【００４８】次に、取り出し電極部の外側の領域におけ
る、第１の電極層５の延設部１９、半導体層１１、およ
び第２の電極層１５が、ＹＡＧレーザの第３高調波のレ
ーザ光を用いたレーザスクライブによって一度に除去さ
れて、発電部と周縁部とを絶縁分離するための分離溝２
９が形成される。Next, in the region outside the extraction electrode portion, the extending portion 19 of the first electrode layer 5, the semiconductor layer 11, and the second electrode layer 15 form the third harmonic laser light of the YAG laser. Grooves 2 which are removed at one time by laser scribing using an insulating material to insulate and separate the power generation portion and the peripheral portion.
9 is formed.

【００４９】このときのレーザスクライブの操作条件
は、発振周波数：５ｋＨｚ、平均出力：１．５Ｗ、パル
ス幅：１２０ｎｓｅｃである。また、分離幅は２００μ
ｍである。The operating conditions of the laser scribe at this time are: oscillation frequency: 5 kHz, average output: 1.5 W, pulse width: 120 nsec. The separation width is 200μ
m.

【００５０】本例は半導体層１１として、非晶質シリコ
ンを用いた例であるが、この他の薄膜半導体としては、
銅／インジウム／セレン、硫化カドミウム、薄膜多結晶
シリコンなどが例示でき、第２の電極層１５としては、
前記のＡｌやＡｇのような金属や、ＳｎＯ２等の前述の
金属酸化物材料、およびそれらの積層体などが例示でき
る。This example is an example in which amorphous silicon is used as the semiconductor layer 11, but other thin film semiconductors include:
Copper / indium / selenium, cadmium sulfide, thin-film polycrystalline silicon and the like can be exemplified. As the second electrode layer 15,
Examples of the metal include the above-described metals such as Al and Ag, the above-described metal oxide materials such as SnO 2 , and a laminate thereof.

【００５１】また上記実施例は、基板３側から光が入射
するタイプのものであるが、これとは逆に、第２の電極
層１５側から光が入射するタイプでも可能である。そし
てこの場合には、第２の電極層１５にＳｎＯ２等の透明
導電性材料を使用すること、および基板３に透光性を有
しないものが使用できることは、言うまでもない。In the above embodiment, the light is incident from the substrate 3 side. On the contrary, the light can be incident from the second electrode layer 15 side. In this case, it is needless to say that a transparent conductive material such as SnO 2 is used for the second electrode layer 15 and that the substrate 3 does not have translucency.

【００５２】また、以上の図１を参照して説明した集積
化薄膜太陽電池においては、基板３上に第１の電極層５
を形成する際に、ＣＶＤ法やスパッタリング法によって
ＳｎＯ２等が先ず基板３の全面に被着され、その後にレ
ーザスクライブ法によって分離帯７が形成される。従っ
て、ＣＶＤによって被着した後には、基板３の全周にわ
たってその端面３３にも、第１の電極層５の形成材料で
あるＳｎＯ２等の金属酸化物が回り込んで被着されてい
る。このような状況において、ハンダメッキ銅箔２５の
ハンダ付け時にハンダが基板３の端面に回り込んでしま
うと、結局は、集積化薄膜太陽電池１の両積層帯部２１
の第１の電極層５，５の間、すなわち正極と負極とが短
絡することになる。In the integrated thin-film solar cell described with reference to FIG. 1, the first electrode layer 5
Is formed, SnO 2 or the like is first deposited on the entire surface of the substrate 3 by a CVD method or a sputtering method, and then a separation band 7 is formed by a laser scribe method. Therefore, after being deposited by CVD, a metal oxide such as SnO 2, which is a material for forming the first electrode layer 5, wraps around and covers the end face 33 over the entire circumference of the substrate 3. In such a situation, if the solder wraps around the end surface of the substrate 3 during the soldering of the solder-plated copper foil 25, the two laminated band portions 21 of the integrated thin-film solar cell 1 eventually end up.
Between the first electrode layers 5 and 5, that is, the positive electrode and the negative electrode are short-circuited.

【００５３】これを防止するため、図１に示すように、
基板３の端部直近の少なくとも第２の電極層１５、望ま
しくは第２の電極層１５、半導体層１１、および第１の
電極層５の全てを除去した絶縁代３３を形成しておくと
よい。この除去は、上述したレーザスクライブに限ら
ず、ブラスト処理等の種々の方法によって簡便に行うこ
とができる。In order to prevent this, as shown in FIG.
An insulation margin 33 from which at least the second electrode layer 15, preferably the second electrode layer 15, the semiconductor layer 11, and the first electrode layer 5 are all removed in the immediate vicinity of the end of the substrate 3 may be formed. . This removal is not limited to the laser scribing described above, and can be easily performed by various methods such as blasting.

【００５４】[0054]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来、
基本波または第２高調波で行われていたレーザスクライ
ブ工程を、これまで使用されていなかった第３高調波を
用いることにより、特に、対象となる薄膜に応じて、基
本波、第２高調波、第３高調波のレーザ光の使い分けを
行うことにより、安定して、精度よく、高品質の光電変
換装置を得ることが可能である。As described above, according to the present invention,
By using the laser scribe step performed by the fundamental wave or the second harmonic by using the third harmonic that has not been used before, the fundamental wave and the second harmonic can be particularly adjusted according to the target thin film. By selectively using the laser light of the third harmonic, it is possible to obtain a stable, accurate, and high-quality photoelectric conversion device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例に係る集積化薄膜太陽電池を
示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an integrated thin-film solar cell according to one embodiment of the present invention.

【図２】従来の集積化薄膜太陽電池を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a conventional integrated thin-film solar cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，４０… 集積化薄膜太陽電池 ３… 基板 ５… 第１の電極層 ７… 分離帯 ９… 接続用開口部 １１… 半導体層 １３… 分割溝 １５… 第２の電極層 １７… 単位素子 １９… 延設部 ２３… 取り出し電極用溝 ２５… ハンダメッキ銅箔 ２７… 超音波ハンダ ２９…分離溝 ３３…絶縁代 ４２，４６…取り出し電極 ４４…溝 1, 40 integrated thin-film solar cell 3 substrate 5 first electrode layer 7 separation band 9 connection opening 11 semiconductor layer 13 division groove 15 second electrode layer 17 unit element 19 Extension portion 23 ... Extraction electrode groove 25 ... Solder plated copper foil 27 ... Ultrasonic solder 29 ... Separation groove 33 ... Insulation allowance 42, 46 ... Extraction electrode 44 ... Groove

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】基板上に第１の電極層を複数の領域に分割
して形成し、この第１の電極層上に２つの第１の電極層
上にまたがって一方の第１の電極層上に開口した接続用
開口部を有する半導体層を形成し、この半導体層上に、
前記接続用開口部を介して一方の第１の電極層と電気的
に接続した、複数に分割された第２の電極層を形成し、
前記基板の周縁部の前記第１の電極層、半導体層、およ
び第２の電極層を部分的に除去して、発電領域と周縁領
域とを電気的に分離することからなる光電変換装置の製
造方法において、 前記第１の電極層の分割をＹＡＧレーザの基本波、第２
高調波、および第３高調波のいずれかを用いて行い、前
記半導体層の接続用開口部の開口をＹＡＧレーザの第２
高調波または第３高調波を用いて行い、前記第２の電極
層の分割をＹＡＧレーザの第２高調波または第３高調波
を用いて行い、前記基板周縁部の前記第１の電極層、半
導体層、および第２の電極層の部分的な除去をＹＡＧレ
ーザの第２高調波または第３高調波を用いて行い、前記
各層の加工のすくなくとも１つは、 ＹＡＧレーザの第
３高調波を用いて行うことを特徴とする光電変換装置の
製造方法。A first electrode layer is formed on a substrate by dividing it into a plurality of regions, and one of the first electrode layers is formed on the first electrode layer over two first electrode layers. Forming a semiconductor layer having a connection opening opened above, on this semiconductor layer,
Forming a plurality of divided second electrode layers electrically connected to one of the first electrode layers through the connection opening;
Manufacturing of a photoelectric conversion device, which comprises partially removing the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer at a peripheral portion of the substrate to electrically separate a power generation region and a peripheral region. In the method, the division of the first electrode layer is performed by using a fundamental wave of a YAG laser,
The step is performed using any one of a harmonic and a third harmonic, and the opening of the connection opening of the semiconductor layer is formed by the second of the YAG laser.
The second electrode layer is divided using a second harmonic or a third harmonic of a YAG laser, and the first electrode layer on the peripheral portion of the substrate is divided into the first electrode layer and the second electrode layer. Partial removal of the semiconductor layer and the second electrode layer is performed using the second or third harmonic of the YAG laser, and at least one of the processing of each of the layers is performed by using the third harmonic of the YAG laser. And a method for manufacturing a photoelectric conversion device. 【請求項２】前記第１の電極層の分割を、レーザ光を膜
面に照射することにより行い、前記前記半導体層の接続
用開口部の開口および前記第２の電極層の分割を、レー
ザ光を膜面に照射することにより、または前記基板を通
して照射することにより行い、前記基板周縁部の前記第
１の電極層、半導体層並びに第２の電極層の部分的な除
去を、レーザ光を膜面に照射することにより、または前
記基板を通して照射することにより行うことを特徴とす
る請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the division of the first electrode layer is performed by irradiating a film surface with a laser beam, and the division of the opening of the connection opening of the semiconductor layer and the division of the second electrode layer is performed by a laser. By irradiating light to the film surface or by irradiating through the substrate, the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer at the peripheral portion of the substrate are partially removed by laser light. The method according to claim 1, wherein the method is performed by irradiating a film surface or irradiating through a substrate. 【請求項３】前記基板周縁部の前記第１の電極層、半導
体層並びに第２の電極層の部分的な除去を、ＹＡＧレー
ザの第３高調波を膜面に照射することにより一度に行う
ことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の製造
方法。3. The partial removal of the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer at the periphery of the substrate is performed at a time by irradiating a film surface with a third harmonic of a YAG laser. The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1, wherein: 【請求項４】前記第１の電極層の分割をＹＡＧレーザの
基本波を用いて行い、前記半導体層の接続用開口部の開
口をＹＡＧレーザの第２高調波を用いて行い、前記第２
の電極層の分割をＹＡＧレーザの第３高調波を用いて行
い、前記基板周縁部の前記第１の電極層、半導体層、お
よび第２の電極層の部分的な除去をＹＡＧレーザの第３
高調波を用いて行うことを特徴とする請求項１ないし３
のいずれかの項に記載の光電変換装置の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the division of the first electrode layer is performed by using a fundamental wave of a YAG laser, and the opening of the connection opening of the semiconductor layer is performed by using a second harmonic of the YAG laser.
Is divided using the third harmonic of the YAG laser, and the partial removal of the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer from the peripheral portion of the substrate is performed by the third harmonic of the YAG laser.
4. The method according to claim 1, wherein the step is performed using a harmonic.
The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to any one of the above items.
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