JP2001210851A - Integrated thin-film solar cell - Google Patents
Integrated thin-film solar cellInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、同一基板上に複
数の発電領域を直列に接続して成る集積型薄膜太陽電池
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated thin-film solar cell having a plurality of power generation regions connected in series on the same substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、薄膜太陽電池は、ガラス等の透
光性の基板を使用したものと、金属基板等の非透光性の
基板を使用したものとに大別される。また、別の視点か
ら見れば、表面絶縁層を形成した金属基板やガラス等の
絶縁表面を有する基板を使用したものと、ステンレスや
アルミニウム等の金属基板のごとく導電表面を有する基
板を使用したものとに分けられる。このうち、基板が絶
縁表面を有する場合は、単一基板上に複数の光起電力素
子を直列に接続することによって所望の光起電力を得る
所謂集積化と呼ばれる加工が施される場合が多い。2. Description of the Related Art In general, thin-film solar cells are roughly classified into those using a light-transmitting substrate such as glass and those using a non-light-transmitting substrate such as a metal substrate. From another viewpoint, a metal substrate having a surface insulating layer or a substrate having an insulating surface such as glass, or a substrate having a conductive surface such as a metal substrate such as stainless steel or aluminum is used. And divided into When the substrate has an insulating surface, a so-called integration process for obtaining a desired photovoltaic power by connecting a plurality of photovoltaic elements in series on a single substrate is often performed. .
【０００３】上記絶縁表面を有する基板上に形成される
薄膜太陽電池は、下部電極層,光電変換層および上部電
極層を順次積層して形成されるのであるが、これを集積
化するためには、各層形成時に夫々の層をパターニング
する工程が必要となる。A thin film solar cell formed on a substrate having the above-mentioned insulating surface is formed by sequentially laminating a lower electrode layer, a photoelectric conversion layer, and an upper electrode layer. At the time of forming each layer, a step of patterning each layer is required.
【０００４】また、光入射側である上部電極層として
は、一般に酸化物透明導電膜が用いられる。ところが、
この酸化物透明導電膜の抵抗に起因する直列抵抗によっ
て太陽電池の電力損失が生じ、太陽電池電流‐電圧特性
における曲線因子(Ｆ.Ｆ.)が低下してしまう。そこで、
上述のような直列抵抗損失を抑えるために、単位セル内
で電流の流れる距離を短くする(つまり集積化)を行なう
必要がある。A transparent conductive oxide film is generally used as an upper electrode layer on the light incident side. However,
The power loss of the solar cell is caused by the series resistance caused by the resistance of the oxide transparent conductive film, and the fill factor (FF) in the solar cell current-voltage characteristic is reduced. Therefore,
In order to suppress the series resistance loss as described above, it is necessary to shorten (ie, integrate) a current flowing distance in a unit cell.
【０００５】上記集積化のためのパターニング工程に
は、マスク蒸着法,フォトエッチング法およびレーザ・ス
クライブ法等が使用されるが、コスト上,工程上,得られ
る太陽電池の出力上の何れの点においてもレーザ・スク
ライブ法が他の方法より優れているために、レーザ・ス
クライブ法が重点的に開発されている。In the patterning process for integration, a mask vapor deposition method, a photo etching method, a laser scribe method, or the like is used. Also, the laser scribe method is mainly developed because the laser scribe method is superior to other methods.
【０００６】従来、上記レーザ・スクライブ法を用いて
絶縁表面を有する基板上に集積化された薄膜太陽電池を
作製する方法として、図７〜図９に示すような方法があ
る。この方法においては、先ず、図９(a)および図９(b)
に示すように、基板１上に下部電極層２を形成する。そ
して、図９(c)に示すように、下部電極層２にレーザ光
３を照射するレーザ・スクライブ方法によって、下部電
極層２を第１のパターニングライン４で短冊状に絶縁分
離する。Conventionally, as a method of manufacturing a thin film solar cell integrated on a substrate having an insulating surface by using the laser scribe method, there is a method as shown in FIGS. In this method, first, FIGS. 9A and 9B
As shown in FIG. 1, a lower electrode layer 2 is formed on a substrate 1. Then, as shown in FIG. 9 (c), the lower electrode layer 2 is insulated and separated into strips at the first patterning line 4 by a laser scribe method of irradiating the lower electrode layer 2 with laser light 3.
【０００７】次に、図９(d)に示すように、非晶質半導
体で代表される光電変換層５を積層する。そうした後
に、図９(e)に示すように、第１のパターニングライン
４に平行な第２のパターニングライン６の位置にレーザ
光７を照射して、下地の下部電極層２を損傷することな
く光電変換層５のみを選択的に除去する。Next, as shown in FIG. 9D, a photoelectric conversion layer 5 typified by an amorphous semiconductor is laminated. After that, as shown in FIG. 9E, the position of the second patterning line 6 parallel to the first patterning line 4 is irradiated with laser light 7 without damaging the underlying lower electrode layer 2. Only the photoelectric conversion layer 5 is selectively removed.
【０００８】次に、図９(f)示すように、上部電極層８
を積層する。そして、図９(g)示すように、第２のパタ
ーニングライン６に平行であって、第２のパターニング
ライン６に関して第１のパターニングライン４とは反対
側に位置する第３のパターニングライン９の位置にレー
ザ光１０を照射して、下地の光電変換層５および下部電
極層２を損傷することなく、上部電極層８のみを選択的
に分割除去する。こうして、図７に示すような断面構造
および図８に示すような平面形状の下部電極層２を有す
る集積型薄膜太陽電池が形成されるのである。Next, as shown in FIG. 9F, the upper electrode layer 8
Are laminated. Then, as shown in FIG. 9 (g), the third patterning line 9 which is parallel to the second patterning line 6 and located on the opposite side of the second patterning line 6 from the first patterning line 4 is formed. The position is irradiated with laser light 10 to selectively separate only the upper electrode layer 8 without damaging the underlying photoelectric conversion layer 5 and lower electrode layer 2. Thus, an integrated thin-film solar cell having the sectional structure as shown in FIG. 7 and the lower electrode layer 2 having a planar shape as shown in FIG. 8 is formed.
【０００９】ところが、上述の方法の場合には、上記上
部電極層８の分割工程の際に下地の光電変換層５にダメ
ージを与え易く、そのために分割不良が生じて太陽電池
特性の低下を招くという問題がある。However, in the case of the above-described method, the underlying photoelectric conversion layer 5 is liable to be damaged during the step of dividing the upper electrode layer 8, thereby causing poor division and deteriorating solar cell characteristics. There is a problem.
【００１０】そこで、上述の問題を解決するために、特
開平２‐２６４４８０号公報においては、上部電極層８
を第３のパターニングライン９の位置でレーザ光によっ
て除去するに先立って、下地の下部電極層２における第
３のパターニングライン９に対応する位置を、両端部の
みを残して除去するようにしている。こうすることによ
って、後に第３のパターニングライン９の位置で上部電
極層８を分割する際に光電変換層５へのダメージがな
く、この光電変換層５へのダメージによって分割不良が
生じないのである。In order to solve the above-mentioned problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-264480 discloses an upper electrode layer 8.
Is removed by laser light at the position of the third patterning line 9 at a position corresponding to the third patterning line 9 in the underlying lower electrode layer 2 while leaving only both ends. . By doing so, there is no damage to the photoelectric conversion layer 5 when dividing the upper electrode layer 8 at the position of the third patterning line 9 later, and no division failure occurs due to damage to the photoelectric conversion layer 5. .
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
９に示す従来のレーザ・スクライブ法を用いた集積型薄
膜太陽電池の製造方法、および、特開平２‐２６４４８
０号公報に開示された集積型太陽電池の製造方法には、
以下のような問題がある。However, a method for manufacturing an integrated thin-film solar cell using the conventional laser scribe method shown in FIG. 9 and a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-26448.
No. 0 discloses a method of manufacturing an integrated solar cell,
There are the following problems.
【００１２】先ず、上記図９に示す集積型薄膜太陽電池
の製造方法においては、上述した３段階のパターニング
工程のうち、上部電極層８のみを選択的に除去する第３
のパターニングは、上部電極層８を短冊状に絶縁分離し
て単位セル毎に分割するために施されるものである。し
たがって、複数の光起電力素子を直列に形成する集積化
の工程において第３のパターニング加工が不完全である
と、最終的に得られる太陽電池の発電領域内部に生じる
漏れ電流によって曲線因子(Ｆ.Ｆ.)が低下し、結果とし
て太陽電池出力の低下を招くことになる。First, in the method of manufacturing the integrated thin-film solar cell shown in FIG. 9, the third step of selectively removing only the upper electrode layer 8 in the three-step patterning process described above.
The patterning is performed to insulate and separate the upper electrode layer 8 into a strip shape and divide the unit into unit cells. Therefore, if the third patterning process is incomplete in the integration step of forming a plurality of photovoltaic elements in series, the fill factor (F) is determined by the leakage current generated inside the power generation region of the finally obtained solar cell. .F.) Decreases, resulting in a decrease in solar cell output.
【００１３】従来、この第３のパターニングには、図９
に示すようにレーザ・スクライブ法を用いる他に、マス
ク蒸着法やエッチング法が多く用いられている。Conventionally, in this third patterning, FIG.
In addition to the use of the laser scribe method, a mask vapor deposition method and an etching method are often used.
【００１４】上記レーザ・スクライブ法においては、上
記上部電極層８を成膜した後に、加工対象物を載せたス
テージを走査しながらレーザ光１０を照射し、上部電極
層８を熱的または分子的に蒸発させて選択除去する。
尚、その場合、加工対象物を載せたステージを固定して
レーザ光１０を走査してもよいし、両者を併用してもよ
い。In the laser scribing method, after the upper electrode layer 8 is formed, the upper electrode layer 8 is thermally or molecularly irradiated by irradiating a laser beam 10 while scanning a stage on which a workpiece is mounted. And selectively removed.
In this case, the laser light 10 may be scanned while the stage on which the object to be processed is mounted is fixed, or both may be used in combination.
【００１５】しかしながら、その場合、下地の光電変換
層５や下部電極層２を損傷すると、隣接セル間が下部電
極層２まで完全に絶縁分離されてしまって、複数の光起
電力素子が直列に接続されていない状態になる。また
は、直列抵抗損失を生じてしまう場合もある。さらに
は、下地の光電変換層５や下部電極層２を損傷しない場
合であっても、光電変換層５にレーザ光１０に起因する
熱的な影響が及んで低抵抗化することによって隣接セル
間の絶縁分離が不完全なものとなり、漏れ電流が生じて
太陽電池特性の低下を招くこともある。However, in this case, if the underlying photoelectric conversion layer 5 and the lower electrode layer 2 are damaged, adjacent cells are completely insulated and separated to the lower electrode layer 2, and a plurality of photovoltaic elements are connected in series. Not connected. Alternatively, a series resistance loss may occur. Furthermore, even if the underlying photoelectric conversion layer 5 and the lower electrode layer 2 are not damaged, the photoelectric conversion layer 5 is thermally affected by the laser beam 10 to lower the resistance, thereby reducing the distance between adjacent cells. May be incompletely separated, and a leakage current may be caused to deteriorate the solar cell characteristics.
【００１６】一方、上記マスク蒸着法においては、成膜
時に基板とマスクを密着させる必要があり、そのために
光電変換層を損傷して漏れ電流を生じたり、太陽電池モ
ジュールの大面積化が困難であると言う問題がある。さ
らに、上記マスクの位置決め精度が、レーザ・スクライ
ブ法におけるレーザ加工に比べて低く、分離溝幅が太く
なる。そのために、実際の発電には寄与しない(すなわ
ち、発電有効面積の損失となる)直列接続部の面積を増
大させる原因となる。On the other hand, in the above-mentioned mask vapor deposition method, it is necessary to bring the substrate and the mask into close contact with each other at the time of film formation. There is a problem that there is. Further, the positioning accuracy of the mask is lower than that of the laser processing by the laser scribe method, and the width of the separation groove is increased. For this reason, it causes an increase in the area of the serially connected portion that does not contribute to actual power generation (that is, causes loss of the power generation effective area).
【００１７】また、上記エッチング法においては、上記
上部電極層を成膜した後に、スクリーン印刷等によって
エッチングレジストをパターニング印刷し、エッチング
液によって上部電極層を溶解除去してパターニングを行
なう。この方法においては、上記印刷における位置決め
精度がレーザ加工の場合に比べて低く、分離溝幅が太く
なる。そのために、上記マスク蒸着法の場合と同様に、
損失面積の増大を招くと共に、集積型薄膜太陽電池を大
面積化する場合、安定した品質でのパターニング印刷が
困難であるという問題がある。また、上記上部電極層は
光入射側に在るために、太陽電池で用いられるような可
視光領域の透過率の高いエッチングレジストを用いる
か、あるいは、エッチング後にレジストを除去する必要
がある。しかしながら、何れにしても太陽電池への入射
光損失を招き、太陽電池特性を低下させる。それと同時
に、一般に有機溶剤を溶媒として用いるレジスト液の取
り扱いやエッチング液の処理等が必要であり、工業的に
大量生産する場合には生産コストの増大を招き、環境へ
の影響も懸念される等の問題もある。In the etching method, after forming the upper electrode layer, an etching resist is patterned and printed by screen printing or the like, and the upper electrode layer is dissolved and removed with an etching solution to perform patterning. In this method, the positioning accuracy in the printing is lower than that in the case of laser processing, and the width of the separation groove is increased. Therefore, as in the case of the mask evaporation method,
When the area of the loss is increased and the area of the integrated thin-film solar cell is increased, there is a problem that patterning printing with stable quality is difficult. Further, since the upper electrode layer is on the light incident side, it is necessary to use an etching resist having a high transmittance in a visible light region as used in a solar cell, or to remove the resist after etching. However, in any case, loss of incident light to the solar cell is caused, and the characteristics of the solar cell are degraded. At the same time, it is generally necessary to handle a resist solution using an organic solvent as a solvent, treat an etching solution, and the like. In the case of mass production on an industrial scale, the production cost increases, and there is a concern about the effect on the environment. There is also a problem.
【００１８】何れにせよ、上記上部電極層８上からレー
ザ光１０を照射して上部電極層８を選択的に除去するレ
ーザ・スクライブ法や、成膜時にマスクを用いて上部電
極層のパターニングを行なうマスク蒸着法や、エッチン
グレジストをパターニング印刷した後に上部電極層のエ
ッチング処理を行なうエッチング法においては、再現性
よく良好な加工を行なうことが難しく、工業的に大量生
産する場合には、歩留りの低下や生産コストの増大を招
く恐れがあるのである。In any case, the upper electrode layer 8 is irradiated with a laser beam 10 from above to selectively remove the upper electrode layer 8, or the upper electrode layer is patterned using a mask during film formation. It is difficult to perform good processing with good reproducibility in the mask vapor deposition method performed and the etching method of etching the upper electrode layer after patterning and printing the etching resist. This can lead to a decrease and an increase in production costs.
【００１９】また、上記特開平２‐２６４４８０号公報
に開示された集積型太陽電池の製造方法においては、上
部電極層８をレーザ光１０によって除去するに先立っ
て、下地の下部電極層２における第３のパターニングラ
イン９に対応する位置を、両端部のみを残して除去する
ようにしている。その場合に、予め下地の下部電極層２
を除去する方法としてレーザ・スクライブ法を用いる場
合には、レーザ光によって幅広の加工を行なう際に複数
回数の走査を必要とするために、製造タクトの大幅な低
下を招くという問題がある。また、マスク蒸着法を用い
る場合には、位置決め精度の低さ等の理由によって、非
発電部面積の増大を招く等の問題がある。Further, in the method of manufacturing an integrated solar cell disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-264480, prior to removing the upper electrode layer 8 with the laser beam 10, A position corresponding to the patterning line 9 is removed except for both ends. In that case, the lower electrode layer 2
When the laser scribing method is used as a method for removing the laser beam, a large number of scans are required when wide processing is performed by a laser beam, so that there is a problem that the manufacturing tact is greatly reduced. In addition, when the mask vapor deposition method is used, there is a problem that the area of the non-power-generating portion is increased due to low positioning accuracy and the like.
【００２０】そこで、この発明の目的は、上部電極層の
分離加工を高歩留りで高速に行うことができる集積型薄
膜太陽電池を提供することにある。An object of the present invention is to provide an integrated thin-film solar cell capable of performing high-yield high-speed separation of an upper electrode layer.
【００２１】[0021]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、絶縁表面を有する基板上に順次積層さ
れた下部電極層,光電変換層および上部電極層をパター
ニング加工して形成された複数の発電領域が,上記基板
上において直列に接続されて成る集積型薄膜太陽電池に
おいて、互いに隣接する発電領域間で上記上部電極層を
電気的に分離するパターニングラインの直下における上
記下部電極層の部分に、周囲の下部電極層とは電気的に
分離された絶縁分離領域を設けたことを特徴としてい
る。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for forming a lower electrode layer, a photoelectric conversion layer and an upper electrode layer which are sequentially laminated on a substrate having an insulating surface. In the integrated thin-film solar cell, in which a plurality of power generation regions are connected in series on the substrate, the lower electrode layer immediately below a patterning line that electrically separates the upper electrode layer between power generation regions adjacent to each other. It is characterized in that an insulating isolation region electrically isolated from the surrounding lower electrode layer is provided in the portion.
【００２２】上記構成によれば、上部電極層を電気的に
分離するパターニングラインの直下における下部電極層
に、周辺と電気的に絶縁された絶縁分離領域が設けられ
ている。したがって、上部電極層におけるパターニング
ラインに沿って上部電極層を絶縁分離する際の光電変換
層に対するダメージは、上記絶縁分離領域の上部領域内
に生ずることになり、上記発電領域として機能する部分
には生じないことになる。その結果、従来のごとく上記
光電変換層や下部電極層を損傷しないように慎重にレー
ザ光を操作する必要もなくなる。つまり、高歩留りで高
速な加工を行うことが可能になるのである。According to the above configuration, the lower electrode layer immediately below the patterning line for electrically separating the upper electrode layer is provided with the insulating isolation region electrically insulated from the periphery. Therefore, damage to the photoelectric conversion layer when insulating and separating the upper electrode layer along the patterning line in the upper electrode layer will occur in the upper region of the insulating separation region, and the portion functioning as the power generation region Will not occur. As a result, it is not necessary to carefully operate the laser beam so as not to damage the photoelectric conversion layer and the lower electrode layer as in the related art. That is, high-speed processing can be performed with a high yield.
【００２３】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記上部電極層分離用のパターニングラインに沿って、
上記上部電極層,光電変換層および下部電極層を貫通す
る分離溝を設けることが望ましい。Further, the integrated thin-film solar cell of the present invention
Along the patterning line for separating the upper electrode layer,
It is desirable to provide a separation groove penetrating the upper electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the lower electrode layer.
【００２４】上記構成によれば、上記上部電極層を絶縁
分離する際には、上記上部電極層,光電変換層および下
部電極層を一括して溝状に除去すればよい。したがっ
て、従来のごとく上記上部電極層のみを絶縁分離する場
合に比して、再現性に優れた良好な特性の集積型薄膜太
陽電池が得られる。According to the above configuration, when the upper electrode layer is insulated and separated, the upper electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the lower electrode layer may be collectively removed in a groove shape. Therefore, an integrated thin-film solar cell having excellent reproducibility and excellent characteristics can be obtained as compared with the case where only the upper electrode layer is insulated and separated as in the conventional case.
【００２５】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記分離溝を、下部電極層の絶縁分離領域内を通過して
設けることが望ましい。Further, the integrated thin film solar cell of the present invention
It is desirable that the separation groove be provided so as to pass through the insulating separation region of the lower electrode layer.
【００２６】上記構成によれば、上記分離溝をレーザ光
によって形成する場合、レーザ光の照射による加工溝周
縁部への熱的な影響等が、上記絶縁分離領域内および上
記絶縁分離領域の上部領域内に確実に制限される。その
結果、上記熱的な影響等よる分離不良が防止されて、特
性および歩留の向上が図られる。According to the above configuration, when the separation groove is formed by laser light, thermal effects on the peripheral edge of the processing groove due to the irradiation of the laser light and the like are caused in the insulating separation region and the upper part of the insulating separation region. Limited within the area. As a result, separation failure due to the above-described thermal influence is prevented, and characteristics and yield are improved.
【００２７】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記下部電極層の絶縁分離領域を、閉ループ状の絶縁線
で囲まれた領域と成すことが望ましい。Further, the integrated thin-film solar cell of the present invention
It is desirable that the insulating separation region of the lower electrode layer be a region surrounded by a closed loop-shaped insulating line.
【００２８】上記構成によれば、上記絶縁分離領域をレ
ーザ光で形成する場合は、レーザ光を１周させて閉曲線
を描くだけでよい。したがって、ある幅を有する上記絶
縁分離領域が、レーザ光を複数回の走査して上記下部電
極層を除去して形成される場合に比して容易に形成され
る。こうして、全体としてレーザ光の走査回数が飛躍的
に減少されて、加工時間の大幅な短縮が図られる。ここ
で、上記「閉ループ状の絶縁線」とは、閉ループの内側と
外側とを電気的に絶縁するために閉ループ状に配設され
た絶縁性を有する線の概念である。According to the above configuration, when forming the insulating isolation region with laser light, it is only necessary to draw a closed curve by making one round of the laser light. Therefore, the insulating isolation region having a certain width can be easily formed as compared with a case where the lower electrode layer is removed by scanning the laser light a plurality of times. In this way, the number of times of scanning with laser light is drastically reduced as a whole, and the processing time is greatly reduced. Here, the “closed loop-shaped insulated wire” is a concept of a line having insulation properties arranged in a closed loop to electrically insulate the inside and outside of the closed loop.
【００２９】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記分離溝の長さを、上記絶縁分離領域における上記パ
ターニングラインの延在方向への長さよりも長くするこ
とが望ましい。Further, the integrated thin-film solar cell of the present invention
It is preferable that the length of the separation groove is longer than the length of the insulating separation region in the extending direction of the patterning line.
【００３０】上記構成によれば、上記分離溝の長さが上
記絶縁分離領域よりも長いために、上記分離溝の両端部
は上記絶縁分離領域の両端から突出することなる。した
がって、上記分離溝をレーザ光で形成する場合に、レー
ザ加工精度にずれがあったとしても上記絶縁分離領域内
において確実に絶縁分離が行われる。According to the above configuration, since the length of the separation groove is longer than that of the insulating separation region, both ends of the separation groove project from both ends of the insulating separation region. Therefore, when the separation groove is formed by laser light, even if there is a deviation in laser processing accuracy, insulation separation is reliably performed in the insulation separation region.
【００３１】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記絶縁分離領域における上記パターニングラインの延
在方向と直交する方向への幅を、１００μm以上且つ１m
m以下にすることが望ましい。Further, the integrated thin-film solar cell of the present invention
The width in the direction orthogonal to the extending direction of the patterning line in the insulating isolation region is 100 μm or more and 1 m
m or less is desirable.
【００３２】上記構成によれば、上記絶縁分離領域の幅
が１００μm以上であるため、隣接する発電領域間が良
好に絶縁分離される。また、１mm以下であるため、非発
電領域が実用上問題が無い程度の面積に抑えられる。According to the above configuration, since the width of the insulating separation region is 100 μm or more, the insulation between the adjacent power generation regions is favorably isolated. In addition, since it is 1 mm or less, the non-power generation region can be suppressed to an area having no practical problem.
【００３３】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記パターニングラインの間隔を１５mm以下にすること
が望ましい。Further, the integrated thin-film solar cell of the present invention
It is desirable that the distance between the patterning lines is 15 mm or less.
【００３４】上記構成によれば、上記上部電極層のパタ
ーニングラインの間隔が１５mm以下であるため、透明導
電膜で構成される上記上部電極層による抵抗損失が、実
用上問題が無い程度に抑えられる。According to the above configuration, since the interval between the patterning lines of the upper electrode layer is 15 mm or less, the resistance loss due to the upper electrode layer made of a transparent conductive film can be suppressed to a level that causes no practical problem. .
【００３５】[0035]
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。尚、以下、非透光性基板上に
作製した集積型薄膜太陽電池を例に説明するが、透光性
基板上に作製した集積型薄膜太陽電池にも同様に適用で
きるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. Hereinafter, an integrated thin-film solar cell manufactured on a non-light-transmitting substrate will be described as an example, but the present invention can be similarly applied to an integrated thin-film solar cell manufactured on a light-transmitting substrate.
【００３６】＜第１実施の形態＞図１は、本実施の形態
の集積型薄膜太陽電池における縦断面図(図１(a))およ
び上面透視図(図１(b))である。また、図２は、図１に
おける下部電極層１２のパターニング形状を示す。ま
た、図３は、図１に示す集積型薄膜太陽電池の製造プロ
セスを示す縦断面図である。以下、図１,図２および図
３に基づいて、本実施の形態における集積型薄膜太陽電
池について詳細に説明する。<First Embodiment> FIG. 1 is a vertical sectional view (FIG. 1 (a)) and a top perspective view (FIG. 1 (b)) of an integrated type thin film solar cell of the present embodiment. FIG. 2 shows a patterning shape of the lower electrode layer 12 in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process of the integrated thin-film solar cell shown in FIG. Hereinafter, the integrated thin-film solar cell according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2, and 3.
【００３７】本実施の形態においては、絶縁表面を有す
る不透光性基板として、例えばボリイミドを主成分とす
る高分子樹脂等の耐熱性を有する高分子樹脂を表面にコ
ーティングしたステンレス基板１１を用いる。そして、
図３(b)に示すように、基板１１の片面に、スパッタリ
ング法によって、下部電極層１２として、Ａg,ＺnＯ等
を連続して積層する。その場合、成膜手段はスパッタリ
ング法のみに限られるものではなく、例えば蒸着法等に
よっても差し支えない。In this embodiment, a stainless steel substrate 11 whose surface is coated with a heat-resistant polymer resin such as a polymer resin containing polyimide as a main component is used as the light-impermeable substrate having an insulating surface. . And
As shown in FIG. 3B, Ag, ZnO or the like is continuously laminated as a lower electrode layer 12 on one surface of the substrate 11 by a sputtering method. In this case, the film forming means is not limited to the sputtering method, and may be, for example, an evaporation method.
【００３８】次に、図３(c)に示すように、レーザ光１
３を用いたレーザ・スクライブ法によって、下部電極層
１２に分割溝１４を形成して短冊状のユニットセルに絶
縁分割する(第１のパターニング)。さらに、図３(d)に
示すように、下部電極層１２における後に上部電極層に
対して分離溝を加工する位置の直下に矩形溝１５(図２
参照)を形成し、矩形溝１５で囲まれて周辺と電気的に
絶縁された矩形の絶縁分離領域を形成する。本実施形態
においては、分割溝１４の幅を５０μmとする一方、そ
の間隔を１０mmとする。また、矩形溝１５の幅を５０μ
mとする一方、その間隔(絶縁分離領域幅)を３００μmと
している。尚、レーザ光１３としては、Ｑスイッチドラ
イブを用いた連続発振Ｎd:ＹＡＧレーザの第２高調波
(ＳＨＧ：波長λ＝５３２nm)を使用した。Next, as shown in FIG.
Then, a division groove 14 is formed in the lower electrode layer 12 by a laser scribe method using No. 3, and is divided into strip-shaped unit cells by insulation (first patterning). Further, as shown in FIG. 3D, a rectangular groove 15 (FIG. 2) is formed immediately below a position in the lower electrode layer 12 where a separation groove is to be formed in the upper electrode layer.
) To form a rectangular insulating isolation region surrounded by the rectangular groove 15 and electrically insulated from the periphery. In the present embodiment, the width of the division groove 14 is set to 50 μm, and the interval is set to 10 mm. The width of the rectangular groove 15 is set to 50 μm.
m, and the interval (the width of the insulating isolation region) is 300 μm. The laser beam 13 is a second harmonic of a continuous wave Nd: YAG laser using a Q switch drive.
(SHG: wavelength λ = 532 nm) was used.
【００３９】ここで、上記分割溝１４および矩形溝１５
の形成は、照射レーザ光１３を上記絶縁分離領域の幅方
向へ所定距離だけ移動する毎にオン/オフすることによ
って行う。本実施の形態においては、レーザ加工装置の
光路中に高速メカニカルシャッタを設け、照射レーザ光
１３の移動距離に応じて上記高速メカニカルシャッタを
開閉することによって照射レーザ光１３のオン/オフを
行なった。尚、照射レーザ光１３のオン/オフ制御は他
の方法によって行うことも可能であり、例えばレーザ光
路中に電気光学効果を利用した高速シャッタを設ける方
法や、レーザ発振器のＱスイッチ制御信号を照射レーザ
光の移動距離に応じて制御する方法等がある。Here, the dividing groove 14 and the rectangular groove 15
Is formed by turning on / off each time the irradiation laser beam 13 is moved by a predetermined distance in the width direction of the insulating separation region. In the present embodiment, a high-speed mechanical shutter is provided in the optical path of the laser processing apparatus, and the irradiation laser light 13 is turned on / off by opening and closing the high-speed mechanical shutter according to the moving distance of the irradiation laser light 13. . The on / off control of the irradiation laser beam 13 can be performed by other methods, for example, a method of providing a high-speed shutter using an electro-optic effect in a laser light path, or irradiation of a Q switch control signal of a laser oscillator. There is a method of controlling according to the moving distance of the laser beam.
【００４０】次に、図３(e)に示すように、光電変換層
１６として、非晶質半導体薄膜や微結晶半導体薄膜等を
プラズマＣＶＤ(化学蒸着)等の手段によって積層する。
さらに、図３(f)に示すように、第１パターニングライ
ン１４に平行であって近接した位置(第２パターニング
ライン)に、光電変換層１６上からレーザ光１７を照射
して光電変換層１６を選択除去する。こうして、後に形
成する上部電極層と下部電極層１２とを電気的に接続す
るための加工溝１８を形成する(第２のパターニング)。
ここで、光電変換層１６として用いる半導体薄膜として
は、水素化非晶質シリコンで代表されるシリコン系半導
体や化合物半導体を用いる。Next, as shown in FIG. 3E, as the photoelectric conversion layer 16, an amorphous semiconductor thin film, a microcrystalline semiconductor thin film, or the like is laminated by means such as plasma CVD (chemical vapor deposition).
Further, as shown in FIG. 3 (f), a laser beam 17 is irradiated from above the photoelectric conversion layer 16 to a position (second patterning line) which is parallel and close to the first patterning line 14, and Is selectively removed. Thus, a processing groove 18 for electrically connecting the upper electrode layer and the lower electrode layer 12 to be formed later is formed (second patterning).
Here, as a semiconductor thin film used as the photoelectric conversion layer 16, a silicon-based semiconductor or a compound semiconductor represented by hydrogenated amorphous silicon is used.
【００４１】次に、図３(g)に示すように、上記上部電
極層１９としてＩＴＯ(インジュウム錫酸化物)をスパッ
タリング法等によって成膜する。尚、上部電極層１９の
成膜は、下部電極層１２の場合と同様に、蒸着法等の他
の手段によって行っても差し支えない。但し、上部電極
層１９の成膜領域は、図１(b)に示すように、光電変換
層１６の領域よりも狭くする。こうして、上部電極層１
９と下部電極層１２とが、加工溝１８以外の個所で直接
に接触することを防止するのである。Next, as shown in FIG. 3G, ITO (indium tin oxide) is formed as the upper electrode layer 19 by a sputtering method or the like. The upper electrode layer 19 may be formed by other means such as a vapor deposition method, as in the case of the lower electrode layer 12. However, the film formation region of the upper electrode layer 19 is made smaller than the region of the photoelectric conversion layer 16 as shown in FIG. Thus, the upper electrode layer 1
This prevents direct contact between the lower electrode layer 9 and the lower electrode layer 12 at locations other than the processing groove 18.
【００４２】次に、図３(h)に示すように、上記下部電
極層１２における絶縁分離領域の幅方向中間部における
第１パターニングライン１４に平行な位置(第３パター
ニングライン)に、上部電極層１９上からレーザ光２０
を照射することによって、上部電極層１９,光電変換層
１６および下部電極層１２を一括して除去し、上部電極
層１９を絶縁分離するための分離溝２１を５０μm幅で
形成する(第３のパターニング)。Next, as shown in FIG. 3 (h), the upper electrode is placed at a position (third patterning line) parallel to the first patterning line 14 in the widthwise intermediate portion of the insulating isolation region in the lower electrode layer 12. Laser light 20 from above layer 19
Irradiates the upper electrode layer 19, the photoelectric conversion layer 16 and the lower electrode layer 12 at a time to form a separation groove 21 for insulating and separating the upper electrode layer 19 with a width of 50 μm (third). Patterning).
【００４３】その場合、図１(b)に示すように、上記分
離溝２１の両端部を、下部電極層１２の矩形溝１５の両
端よりも、発電有効領域外側に１００μmずつ突出させ
る。こうすることによって、レーザ加工装置の加工精度
のずれによる加工不良を防止するのである。In this case, as shown in FIG. 1 (b), both ends of the separation groove 21 are projected by 100 μm outside the power generation effective area beyond both ends of the rectangular groove 15 of the lower electrode layer 12. By doing so, processing defects due to deviations in processing accuracy of the laser processing apparatus are prevented.
【００４４】以上の手順によって、図１(a)に示すよう
な断面構造および図１(b)に示すような各層の平面形状
を有する集積型薄膜太陽電池が形成される。尚、図１
(b)から容易に分かるように、光電変換層１６の幅は下
部電極層１２の幅よりも狭く、光電変換層１６の側端が
矩形溝１５の両端に掛かるようにしている。したがっ
て、分離溝２１によって発電有効領域が完全に分離され
る。その際に、分離溝２１の両端部は矩形溝１５の両端
よりも突出しているので、レーザ加工精度にずれがあっ
ても、矩形溝１５内で発電有効領域が完全に分離される
のである。また、上記上部電極層１９の側端は、光電変
換層１６の側端の内側に位置している。したがって、上
部電極層４と下部電極層２とが加工溝１８以外の個所で
接触することはないのである。By the above procedure, an integrated thin-film solar cell having a sectional structure as shown in FIG. 1A and a plane shape of each layer as shown in FIG. 1B is formed. FIG.
As can be easily understood from (b), the width of the photoelectric conversion layer 16 is narrower than the width of the lower electrode layer 12, and the side ends of the photoelectric conversion layer 16 are set to both ends of the rectangular groove 15. Therefore, the power generation effective area is completely separated by the separation groove 21. At this time, since both ends of the separation groove 21 protrude beyond both ends of the rectangular groove 15, the power generation effective area is completely separated in the rectangular groove 15 even if there is a deviation in laser processing accuracy. The side edge of the upper electrode layer 19 is located inside the side edge of the photoelectric conversion layer 16. Therefore, the upper electrode layer 4 and the lower electrode layer 2 do not come into contact with each other except at the processing groove 18.
【００４５】本実施の形態によって形成した有効発電寸
法３００mm×３００mmの集積型薄膜太陽電池の出力特性
は、ＡＭ１.５(１００mＷ/cm2)において、曲線因子＝
０.６６，最大出力＝８.３Ｗであった。The output characteristic of the integrated thin-film solar cell having an effective power generation size of 300 mm × 300 mm formed according to the present embodiment is as follows: AM 1.5 (100 mW / cm 2 );
0.66, maximum output = 8.3 W.
【００４６】上述のように、本実施の形態においては、
上記レーザ光１３を用いたレーザ・スクライブ法によっ
て、下部電極層１２に分割溝１４を形成して短冊状のユ
ニットセルに絶縁分割する際に、後に上部電極層１９を
絶縁分離するための分離溝２１を形成する位置の直下に
矩形溝１５を形成して、周辺と電気的に絶縁された絶縁
分離領域を形成する。そして、上部電極層１９に分離溝
２１を形成する場合には、下部電極層１２における上記
絶縁分離領域の幅方向中間部で、レーザ光２０によっ
て、上部電極層１９,光電変換層１６および下部電極層
１２を一括して除去するようにしている。As described above, in the present embodiment,
When the dividing groove 14 is formed in the lower electrode layer 12 by the laser scribing method using the laser light 13 and is divided into strip-shaped unit cells by insulation, the separating groove for insulating and separating the upper electrode layer 19 later. The rectangular groove 15 is formed immediately below the position where the groove 21 is to be formed to form an insulating isolation region that is electrically insulated from the periphery. When the separation groove 21 is formed in the upper electrode layer 19, the upper electrode layer 19, the photoelectric conversion layer 16, and the lower electrode The layer 12 is removed at a time.
【００４７】このように、上記下部電極層１２に矩形溝
１５によって周辺と電気的に絶縁された絶縁分離領域を
形成するので、分離溝２１を上記絶縁分離領域内に形成
することによって、加工ダメージの発生を絶縁分離領域
内および絶縁分離領域の上部領域内に止めることがで
き、下地の光電変換層１６における上記発電領域として
機能する部分にダメージを与えることはない。したがっ
て、従来のごとく光電変換層１６や下部電極層１２を損
傷しないように慎重にレーザ光２０を操作する必要もな
く、高歩留りで高速な加工を行うことができる。さら
に、レーザ光２０の照射による上記絶縁分離領域の周辺
部への熱的な影響等による分離不良を防止でき、特性を
向上することができる。すなわち、高効率な集積型薄膜
太陽電池を、低コストで作製することができるのであ
る。As described above, since the insulating isolation region which is electrically insulated from the periphery by the rectangular groove 15 is formed in the lower electrode layer 12, by forming the isolation groove 21 in the insulating isolation region, processing damage is caused. Can be stopped in the insulating isolation region and the upper region of the insulating isolation region, and the portion of the underlying photoelectric conversion layer 16 that functions as the power generation region is not damaged. Therefore, it is not necessary to carefully operate the laser beam 20 so as not to damage the photoelectric conversion layer 16 and the lower electrode layer 12 as in the related art, and high-speed and high-yield processing can be performed. Further, separation failure due to thermal influence on the peripheral portion of the insulating separation region due to irradiation of the laser beam 20 can be prevented, and characteristics can be improved. That is, a highly efficient integrated thin-film solar cell can be manufactured at low cost.
【００４８】また、上記分離溝２１を形成する場合は、
レーザ光２０によって、上部電極層１９,光電変換層１
６及び下部電極層１２を一括して除去するようにしてい
る。したがって、従来のごとく上部電極層１９のみを絶
縁分離する場合に比して、再現性に優れた良好な特性の
集積型薄膜太陽電池を得ることができる。In the case where the above-mentioned separation groove 21 is formed,
The upper electrode layer 19 and the photoelectric conversion layer 1 are irradiated with the laser beam 20.
6 and the lower electrode layer 12 are collectively removed. Therefore, an integrated thin-film solar cell having excellent characteristics and excellent reproducibility can be obtained as compared with the conventional case where only the upper electrode layer 19 is insulated and separated.
【００４９】また、上記絶縁分離領域を矩形溝１５によ
って矩形状に成しているので、レーザ光の複数回の走査
を行った場合と同等以上の幅を有する上記絶縁分離領域
を、レーザ光２０を１周させて矩形溝１５を形成するだ
けで容易に加工することができる。したがって、全体と
してレーザ光の走査回数を飛躍的に減少させることがで
き、加工時間の大幅な短縮を図ることができるのであ
る。Further, since the insulating isolation region is formed in a rectangular shape by the rectangular groove 15, the insulating isolation region having a width equal to or more than that of the case where the laser beam is scanned a plurality of times is replaced with the laser beam 20. Can be easily processed only by forming the rectangular groove 15 by making one round. Therefore, the number of times of scanning with laser light can be drastically reduced as a whole, and the processing time can be greatly reduced.
【００５０】尚、上記分割溝１４の間隔(本実施の形態
においては１０mm)は、広くした場合には、上部電極層
１９としての透明導電膜(ＩＴＯ)の抵抗が金属の抵抗に
比べて高いために抵抗損失が増大することになる。した
がって、１５mm以下にすることが望ましい。さらには、
上記絶縁分離領域幅(本実施形態においては３００μm)
は、狭い場合には、レーザ光１３を照射したことによる
上記絶縁分離領域の周辺部への熱的影響等のために上部
電極層１９の電気的分離が不十分なものとなる。また、
逆に広い場合には、非発電領域である集積加工部分の面
積が増大して太陽電池特性の低下を招くことになる。し
たがって、１００μm以上且つ１mm以下にすることが望
ましい。When the interval (10 mm in the present embodiment) between the divided grooves 14 is widened, the resistance of the transparent conductive film (ITO) as the upper electrode layer 19 is higher than the resistance of the metal. Therefore, the resistance loss increases. Therefore, it is desirable that the thickness be 15 mm or less. Moreover,
The width of the insulation isolation region (300 μm in this embodiment)
In the case where is narrow, the electrical isolation of the upper electrode layer 19 becomes insufficient due to the thermal influence on the periphery of the insulating isolation region due to the irradiation of the laser beam 13 and the like. Also,
On the other hand, if it is wide, the area of the integrated processing portion, which is a non-power generation region, increases, resulting in a decrease in solar cell characteristics. Therefore, it is desirable that the thickness be 100 μm or more and 1 mm or less.
【００５１】＜第２実施の形態＞図４は、本実施の形態
の集積型薄膜太陽電池における縦断面図である。また、
図５は、図４における下部電極層３２のパターニング形
状を示す。また、図６は図４に示す集積型薄膜太陽電池
の製造プロセスを示す縦断面図である。以下、図４,図
５および図６に基づいて、本実施の形態における集積型
薄膜太陽電池について詳細に説明する。<Second Embodiment> FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an integrated thin-film solar cell according to the present embodiment. Also,
FIG. 5 shows a patterning shape of the lower electrode layer 32 in FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process of the integrated thin-film solar cell shown in FIG. Hereinafter, the integrated thin-film solar cell according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4, 5, and 6.
【００５２】本実施の形態においては、絶縁表面を有す
る不透光性基板として、陽極酸化によって表面をアルマ
イトでコーティングしたアルミニウム基板３１を用い
る。そして、図６(b)に示すように、基板３１の片面
に、スパッタリング法によって、下部電極層３２とし
て、Ａg,Ａl,ＺnＯ等を連続して積層する。In this embodiment, an aluminum substrate 31 whose surface is coated with alumite by anodic oxidation is used as the light-impermeable substrate having an insulating surface. Then, as shown in FIG. 6B, Ag, Al, ZnO or the like is continuously laminated as a lower electrode layer 32 on one surface of the substrate 31 by a sputtering method.
【００５３】次に、図６(c)に示すように、レーザ光３
３を用いたレーザ・スクライブ法によって、下部電極層
３２に分割溝３４を形成して、短冊状のユニットセルに
絶縁分割する(第１のパターニング)。さらに、上記第１
実施の形態の場合と同様に、図６(d)に示すように、下
部電極層３２における後に上部電極層に対して分離溝を
加工する位置の直下に矩形溝３５(図５参照)を形成し
て、周辺と電気的に絶縁された絶縁分離領域を形成す
る。Next, as shown in FIG.
A division groove 34 is formed in the lower electrode layer 32 by a laser scribe method using No. 3, and is divided into strip-shaped unit cells by insulation (first patterning). Further, the first
As in the case of the embodiment, as shown in FIG. 6D, a rectangular groove 35 (see FIG. 5) is formed immediately below a position where a separation groove is to be formed in the upper electrode layer in the lower electrode layer 32 later. Thus, an insulating isolation region electrically insulated from the periphery is formed.
【００５４】次に、図６(e)および図６(f)に示すよう
に、光電変換層３６および上部電極層３７を連続して成
膜する。そして、図６(g)に示すように、第１パターニ
ングライン３４に平行であって近接した位置(第２パタ
ーニングライン３８)に、上部電極層３７上からレーザ
光３９を照射して上部電極層３７と下部電極層３２とを
電気的に接続する(第２のパターニング)。Next, as shown in FIGS. 6E and 6F, the photoelectric conversion layer 36 and the upper electrode layer 37 are formed continuously. Then, as shown in FIG. 6 (g), a laser beam 39 is irradiated from above the upper electrode layer 37 to a position (second patterning line 38) that is parallel to and close to the first patterning line 34. 37 and the lower electrode layer 32 are electrically connected (second patterning).
【００５５】次に、図６(h)に示すように、上記第１実
施の形態の場合と同様に、下部電極層３２における上記
絶縁分離領域の幅方向中間部における第１パターニング
ライン３４に平行な位置(第３パターニングライン)に、
上部電極層３７上からレーザ光４０を照射することによ
って、上部電極層３７,光電変換層３６および下部電極
層３２を一括して除去し、上部電極層３７を絶縁分離す
るための分離溝４１を形成する(第３のパターニング)。Next, as shown in FIG. 6H, as in the case of the first embodiment, the lower electrode layer 32 is parallel to the first patterning line 34 at the widthwise intermediate portion of the insulating isolation region in the width direction. At a suitable position (third patterning line)
By irradiating the upper electrode layer 37 with a laser beam 40, the upper electrode layer 37, the photoelectric conversion layer 36, and the lower electrode layer 32 are collectively removed, and a separation groove 41 for insulating and separating the upper electrode layer 37 is formed. It is formed (third patterning).
【００５６】本実施の形態によって形成した有効発電寸
法３００mm×３００mmの集積型薄膜太陽電池の出力特性
は、ＡＭ１.５(１００mＷ/cm2)において、曲線因子＝
０.６４，最大出力＝８.２Ｗであった。The output characteristics of the integrated thin-film solar cell having an effective power generation size of 300 mm × 300 mm formed according to the present embodiment show a fill factor of AM 1.5 (100 mW / cm 2 ).
0.64, maximum output = 8.2 W.
【００５７】尚、上記第２のパターニングおよび第３の
パターニングの順序は上記に限るものではなく、逆に上
部電極層３７の絶縁分離加工(第３のパターニング)を行
なった後に、上部電極層３７と下部電極層３２の電気的
接続加工(第２のパターニング)を行なってもよい。ある
いは、単一のレーザ加工装置に２系統の光路を設けるこ
とによって、上記第２のパターニングと第３のパターニ
ングを同時に行なってもよい。さらには、上記第２のパ
ターニングと第３のパターニングを、異なる波長のレー
ザ光線で同時に行なうことも可能である。Note that the order of the second patterning and the third patterning is not limited to the above. Conversely, after the insulating separation process (third patterning) of the upper electrode layer 37 is performed, the upper electrode layer 37 is removed. Electrical connection processing (second patterning) between the lower electrode layer 32 and the lower electrode layer 32 may be performed. Alternatively, the second patterning and the third patterning may be performed simultaneously by providing two optical paths in a single laser processing apparatus. Further, the second patterning and the third patterning can be performed simultaneously with laser beams having different wavelengths.
【００５８】上記各実施の形態においては、不透光性基
板上に作製した集積型薄膜太陽電池について説明した。
しかしながら、この発明は、ガラス等の透光性基板上に
作製した集積型薄膜太陽電池に関しても適用できる。そ
の場合には、上記下部電極層として、酸化物透明導電体
膜あるいはそれらの積層膜を用いる。また、上記上部電
極層として、反射金属電極膜あるいはそれらと酸化物透
明導電体膜との積層膜を用いる。そして、上記透光性基
板側(つまり、上記下部電極層側)を光入射側とすればよ
い。In each of the above embodiments, the integrated thin-film solar cell manufactured on the light-impermeable substrate has been described.
However, the present invention can also be applied to an integrated thin-film solar cell fabricated on a light-transmitting substrate such as glass. In that case, an oxide transparent conductor film or a laminated film thereof is used as the lower electrode layer. Further, as the upper electrode layer, a reflective metal electrode film or a laminated film of these and a transparent conductive oxide film is used. Then, the light-transmitting substrate side (that is, the lower electrode layer side) may be the light incident side.
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の集
積型薄膜太陽電池は、互いに隣接する発電領域間で上部
電極層を電気的に分離するパターニングラインの直下に
おける下部電極層の部分に、周囲とは電気的に分離され
た絶縁分離領域を設けたので、上記パターニングライン
に沿って上部電極層を絶縁分離する際に生ずる光電変換
層に対するダメージを上記絶縁分離領域の上部領域内に
制限し、上記発電領域として機能する部分には及ばない
ようにすることが可能になる。したがって、従来のごと
く上記光電変換層や下部電極層を損傷しないように慎重
にレーザ光を操作する必要もなくなる。すなわち、この
発明によれば、上記上部電極の絶縁分離加工を高歩留り
で高速に行うことが可能になるのである。As is apparent from the above description, the integrated thin-film solar cell of the present invention has a structure in which the lower electrode layer is provided immediately below the patterning line for electrically separating the upper electrode layer between the power generation regions adjacent to each other. Since the insulating isolation region electrically isolated from the surroundings is provided, damage to the photoelectric conversion layer caused when the upper electrode layer is insulated and isolated along the patterning line is limited to the upper region of the insulating isolation region. In addition, it is possible to make it less than the part functioning as the power generation area. Therefore, it is not necessary to carefully operate the laser beam so as not to damage the photoelectric conversion layer and the lower electrode layer as in the related art. That is, according to the present invention, it is possible to perform the insulating and separating process of the upper electrode at a high yield and at a high speed.
【００６０】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記上部電極層分離用のパターニングラインに沿って、
上記上部電極層,光電変換層および下部電極層を貫通す
る分離溝を設ければ、上記上部電極層,光電変換層およ
び下部電極層を一括して溝状に除去することによって上
記上部電極層を絶縁分離できる。その場合に、加工ダメ
ージは上記光電変換層における上記発電領域として機能
する部分には及ばないようにすることが可能になる。し
たがって、従来のごとく上記上部電極層のみを絶縁分離
する場合に比して、再現性に優れた良好な特性の集積型
薄膜太陽電池を得ることができる。The integrated thin-film solar cell of the present invention
Along the patterning line for separating the upper electrode layer,
By providing a separation groove penetrating the upper electrode layer, the photoelectric conversion layer and the lower electrode layer, the upper electrode layer, the photoelectric conversion layer and the lower electrode layer are collectively removed to form a groove by removing the upper electrode layer. Insulation can be separated. In this case, the processing damage can be prevented from reaching the portion of the photoelectric conversion layer that functions as the power generation region. Therefore, an integrated thin-film solar cell with excellent reproducibility and excellent characteristics can be obtained as compared with the conventional case where only the upper electrode layer is insulated and separated.
【００６１】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記分離溝を上記絶縁分離領域内を通過して設ければ、
上記分離溝をレーザ光によって形成する場合に、加工溝
周縁部への熱的な影響等を上記絶縁分離領域内および上
記絶縁分離領域の上部領域内に確実に制限できる。した
がって、上記熱的な影響等よる分離不良を防止して、特
性および歩留の向上を図ることができる。The integrated thin-film solar cell of the present invention
If the separation groove is provided so as to pass through the insulating separation region,
In the case where the separation groove is formed by laser light, it is possible to reliably limit the thermal effect on the peripheral edge of the processing groove to the inside of the insulation separation region and the upper region of the insulation separation region. Therefore, it is possible to prevent separation failure due to the above-mentioned thermal influence and to improve characteristics and yield.
【００６２】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記下部電極層の絶縁分離領域を閉ループ状の絶縁線で
囲まれた領域とすれば、上記絶縁分離領域をレーザ光で
形成する場合は、レーザ光を１周させて閉曲線を描くだ
けでよい。したがって、ある幅を有する絶縁分離領域
を、レーザ光を複数回の走査して上記下部電極層を除去
して形成する場合に比して容易に形成できる。すなわ
ち、この発明によれば、全体としてレーザ光の走査回数
を飛躍的に減少して、加工時間の大幅な短縮を図ること
ができるのである。The integrated thin-film solar cell of the present invention
Assuming that the insulating isolation region of the lower electrode layer is a region surrounded by a closed loop-shaped insulating line, when forming the insulating isolation region with laser light, it is only necessary to draw a closed curve by making one round of the laser light. Therefore, the insulating isolation region having a certain width can be formed more easily than the case where the lower electrode layer is removed by scanning a plurality of times with laser light to remove the lower electrode layer. That is, according to the present invention, the number of times of scanning with laser light is drastically reduced as a whole, and the processing time can be greatly reduced.
【００６３】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記分離溝の長さを上記絶縁分離領域における上記パタ
ーニングラインの延在方向への長さよりも長くすれば、
上記分離溝の両端部を上記絶縁分離領域の両端から突出
させることができる。したがって、上記分離溝をレーザ
光で形成する場合に、レーザ加工精度にずれがあっても
上記絶縁分離領域内において確実に絶縁分離を行うこと
ができる。すなわち、この発明によれば、レーザ加工装
置の加工精度や位置再現性によらずに、安定した加工を
行うことができる。The integrated thin-film solar cell of the present invention
If the length of the separation groove is longer than the length of the insulating separation region in the extending direction of the patterning line,
Both ends of the separation groove may protrude from both ends of the insulating separation region. Therefore, when the separation groove is formed by laser light, insulation separation can be reliably performed in the insulation separation region even if there is a deviation in laser processing accuracy. That is, according to the present invention, stable processing can be performed regardless of the processing accuracy and position reproducibility of the laser processing apparatus.
【００６４】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記絶縁分離領域における上記パターニングラインの延
在方向と直交する方向への幅を１００μm以上且つ１mm
以下にすれば、隣接する発電領域間を良好に絶縁分離で
き、且つ、非発電領域の面積を実用上問題が無い程度に
抑えることができる。The integrated thin-film solar cell of the present invention
The width in the direction orthogonal to the extending direction of the patterning line in the insulating isolation region is 100 μm or more and 1 mm
By doing so, it is possible to satisfactorily insulate and separate the adjacent power generation regions, and to suppress the area of the non-power generation region to a level that causes no practical problem.
【００６５】また、この発明の集積型薄膜太陽電池は、
上記パターニングラインの間隔を１５mm以下にすれば、
透明導電膜で構成される上記上部電極層による抵抗損失
を実用上問題が無い程度に抑えることができる。Further, the integrated thin film solar cell of the present invention
If the patterning line spacing is 15mm or less,
The resistance loss due to the upper electrode layer made of a transparent conductive film can be suppressed to a level that causes no practical problem.
【図１】 この発明の集積型薄膜太陽電池における縦断
面図および上面透視図である。FIG. 1 is a vertical sectional view and a top perspective view of an integrated thin-film solar cell of the present invention.
【図２】 図１における下部電極層のパターニング形状
を示す図である。FIG. 2 is a view showing a patterning shape of a lower electrode layer in FIG. 1;
【図３】 図１に示す集積型薄膜太陽電池の製造プロセ
スを示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process of the integrated thin-film solar cell shown in FIG.
【図４】 図１とは異なる集積型薄膜太陽電池における
縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an integrated thin-film solar cell different from FIG.
【図５】 図４における下部電極層のパターニング形状
を示す図である。FIG. 5 is a view showing a patterning shape of a lower electrode layer in FIG. 4;
【図６】 図４に示す集積型薄膜太陽電池の製造プロセ
スを示す縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process of the integrated thin-film solar cell shown in FIG.
【図７】 従来の集積型薄膜太陽電池における縦断面図
である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a conventional integrated thin-film solar cell.
【図８】 図７における下部電極層のパターニング形状
を示す図である。FIG. 8 is a view showing a patterning shape of a lower electrode layer in FIG. 7;
【図９】 図７に示す集積型薄膜太陽電池の製造プロセ
スを示す縦断面図である。FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing process of the integrated thin-film solar cell shown in FIG.
１１,３１…基板、１２,３２…下部電極層、
１４,３４…分割溝、１５,３５…矩形溝、
１６,３６…光電変換層、１８…加工溝、
１９,３７…上部電極層、２１,４１
…分離溝、３８…第２パターニングライン(上部電極層/
下部電極層接続ライン)。11, 31 ... substrate, 12, 32 ... lower electrode layer,
14, 34 ... division groove, 15, 35 ... rectangular groove,
16, 36: photoelectric conversion layer, 18: processed groove,
19, 37: Upper electrode layer, 21, 41
... separation grooves, 38 ... second patterning line (upper electrode layer /
Lower electrode layer connection line).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5F051 EA01 EA02 EA09 EA10 EA11 EA16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Taniguchi 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka F-term (reference) 5F051 EA01 EA02 EA09 EA10 EA11 EA16
Claims (7)
た下部電極層,光電変換層および上部電極層をパターニ
ング加工して形成された複数の発電領域が、上記基板上
において直列に接続されて成る集積型薄膜太陽電池にお
いて、 互いに隣接する発電領域間で上記上部電極層を電気的に
分離するパターニングラインの直下における上記下部電
極層の部分に、周囲の下部電極層とは電気的に分離され
た絶縁分離領域を設けたことを特徴とする集積型薄膜太
陽電池。A plurality of power generation regions formed by patterning a lower electrode layer, a photoelectric conversion layer, and an upper electrode layer sequentially laminated on a substrate having an insulating surface are connected in series on the substrate. In the integrated thin-film solar cell, the lower electrode layer is electrically separated from the surrounding lower electrode layer immediately below a patterning line for electrically separating the upper electrode layer between power generation regions adjacent to each other. An integrated thin-film solar cell, characterized in that an integrated insulating region is provided.
おいて、 上記上部電極層分離用のパターニングラインに沿って、
上記上部電極層,光電変換層および下部電極層を貫通す
る分離溝を設けたことを特徴とする集積型薄膜太陽電
池。2. The integrated thin-film solar cell according to claim 1, wherein the patterning line for separating the upper electrode layer comprises:
An integrated thin-film solar cell, comprising a separation groove penetrating the upper electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the lower electrode layer.
おいて、 上記分離溝は、下部電極層の絶縁分離領域内を通過して
設けられていることを特徴とする集積型薄膜太陽電池。3. The integrated thin-film solar cell according to claim 2, wherein the separation groove is provided so as to pass through an insulating separation region of the lower electrode layer.
載の集積型薄膜太陽電池において、 上記下部電極層の絶縁分離領域は、閉ループ状の絶縁線
で囲まれた領域であることを特徴とする集積型薄膜太陽
電池。4. The integrated thin-film solar cell according to claim 1, wherein the insulating isolation region of the lower electrode layer is a region surrounded by a closed loop-shaped insulating line. An integrated thin-film solar cell characterized by the following.
型薄膜太陽電池において、 上記分離溝の長さは、上記絶縁分離領域における上記パ
ターニングラインの延在方向への長さよりも長くなって
いることを特徴とする集積型薄膜太陽電池。5. The integrated thin-film solar cell according to claim 2, wherein a length of the isolation groove is longer than a length of the insulating isolation region in a direction in which the patterning line extends. An integrated thin-film solar cell, comprising:
載の集積型薄膜太陽電池において、 上記絶縁分離領域における上記パターニングラインの延
在方向と直交する方向への幅は、１００μm以上且つ１m
m以下であることを特徴とする集積型薄膜太陽電池。6. The integrated thin-film solar cell according to claim 1, wherein a width of the insulating isolation region in a direction orthogonal to an extending direction of the patterning line is 100 μm or more. And 1m
m, wherein the thickness of the integrated thin-film solar cell is at most m.
載の集積型薄膜太陽電池において、 上記パターニングラインの間隔は１５mm以下であること
を特徴とする集積型薄膜太陽電池。7. The integrated thin-film solar cell according to claim 1, wherein an interval between the patterning lines is 15 mm or less.
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004151668A (en) * | 2002-09-02 | 2004-05-27 | Hitachi Displays Ltd | Display device, its manufacturing method and manufacturing device |
| JP2006253417A (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Solar cell panel and manufacturing method |
| JP2009071221A (en) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Photoelectric conversion device and manufacturing method of photoelectric conversion device |
| US7648906B2 (en) | 2005-01-18 | 2010-01-19 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Method and apparatus for processing a conductive thin film |
| US8703525B2 (en) | 2009-09-24 | 2014-04-22 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Solar cell and manufacturing method thereof |
| KR101520044B1 (en) * | 2009-01-30 | 2015-05-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | Solar cell module and method for manufacturing the same |
| CN113649701A (en) * | 2021-08-13 | 2021-11-16 | 苏州迈为科技股份有限公司 | Solar cell laser edge cleaning method and device |
-
2000
- 2000-01-25 JP JP2000015737A patent/JP4194728B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004151668A (en) * | 2002-09-02 | 2004-05-27 | Hitachi Displays Ltd | Display device, its manufacturing method and manufacturing device |
| US7648906B2 (en) | 2005-01-18 | 2010-01-19 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Method and apparatus for processing a conductive thin film |
| JP2006253417A (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Solar cell panel and manufacturing method |
| JP2009071221A (en) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Photoelectric conversion device and manufacturing method of photoelectric conversion device |
| KR101520044B1 (en) * | 2009-01-30 | 2015-05-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | Solar cell module and method for manufacturing the same |
| US8703525B2 (en) | 2009-09-24 | 2014-04-22 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Solar cell and manufacturing method thereof |
| CN113649701A (en) * | 2021-08-13 | 2021-11-16 | 苏州迈为科技股份有限公司 | Solar cell laser edge cleaning method and device |
| WO2023015936A1 (en) * | 2021-08-13 | 2023-02-16 | 苏州迈为科技股份有限公司 | Method and apparatus for laser edge trimming for solar cell |
| CN113649701B (en) * | 2021-08-13 | 2024-03-15 | 苏州迈为科技股份有限公司 | Laser edge cleaning method and device for solar cell |
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