JPH0831610B2 - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents

光起電力装置の製造方法

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JPH0831610B2
JPH0831610B2 JP62026721A JP2672187A JPH0831610B2 JP H0831610 B2 JPH0831610 B2 JP H0831610B2 JP 62026721 A JP62026721 A JP 62026721A JP 2672187 A JP2672187 A JP 2672187A JP H0831610 B2 JPH0831610 B2 JP H0831610B2
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electrode
semiconductor film
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浩 井上
靖雄 岸
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Sanyo Denki Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は入射光の一部を透過せしめる光起電力装置の
製造方法に関する。
(ロ) 従来の技術 光エネルギーを電気エネルギーに変換する光起電力装
置、所謂太陽電池にあって、アモルファスシリコンを主
体としたアモルファス太陽電池は大面積化が容易なこ
と、低コスト化が可能なことなどの特徴を持つことか
ら、将来の電力用太陽電池として非常に有望視されてい
る。現在は、民生用機器への応用の延長として独立電源
への使用が試みられているが、その中で自動車用の電源
又バッテリーの充電用への応用が行われ始めている(特
開昭58-50782号公報、及び/又は特開昭58-52884号公報
参照)。このように自動車用として太陽電池を使用する
場合には車体の窓ガラスやサンルーフに太陽電池を取付
けるのが通常であるが、この方法によれば窓やサンルー
フは不透明となり、視界が悪く運転に支障をきたす恐れ
もある。したがってこのような欠点をなくすために太陽
電池に、数多くの穴を穿ったシースルー型の太陽電池が
本願出願人により考案され、実願昭61-87352号として出
願されている。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明は斯るシースルー型の光起電力装置を、従来の
光起電力装置と比較して大幅な製造工程数を増加を招く
ことなく製造する方法を提供するものである。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明製造方法は上記問題点を解決すべく、透光性基
板の絶縁表面の複数の光電変換領域毎に分割配置された
透光性第1電極膜を含んで前記基板の絶縁表面に半導体
膜を配置する工程と、この半導体膜を複数の光電変換領
域毎に分割することなく当該半導体膜上に第2電極膜を
形成する工程と、前記第1電極膜の隣接間隔部の近傍に
於いて前記半導体膜と第2電極膜の積層体に第2電極膜
側からエッチングを施し、少なくとも前記第2電極膜を
複数の光電変換領域毎に分割すると同時に、光電変換領
域に於ける積層体に分散して少なくとも小面積な第2電
極膜部分を除去する工程と、複数の光電変換領域毎に分
割された第1電極膜と第2電極膜の内、隣接光電変換領
域の光電変換出力が互いに相加されるべく隣接する電極
膜同士を電気的に結合する工程と、を含むことを特徴と
する。
(ホ) 作用 上述の如く、半導体膜と第2電極膜の積層体に第2電
極膜側からエッチングを施し、少なくとも第2電極膜を
複数の光電変換領域毎に分割すると同時に、光電変換領
域に於ける積層体に分散して少なくとも小面積な第2電
極膜部分を除去することによって、第2電極膜の分割工
程で入射光の一部を透過せしめる透孔が形成される。
(ヘ) 実施例 以下第1図乃至第7図を参照して、本発明光起電力装
置の一実施例につき各工程別に詳述する。
第1図の工程では、厚さ1mm〜5mm、面積10cm×10cm〜
50cm×50cm程度の透明なガラス等の絶縁材料からなる基
板(1)上全面に、厚さ約2000Å〜5000Åの酸化錫(Sn
O2)、酸化インジウム錫(ITO)に代表される透光性導
電酸化物(TCO)の単層型或いはそれらの積層型の透明
電極膜が被着された後、隣接間隔部(ab)(bc)がレー
ザビーム(LB)の照射により除去されて、個別の受光面
電極としての第2電極膜(2a)(2b)(2c)…が分離形
成される。使用されるレーザ装置は基板(1)にほとん
ど吸収されることのない波長が適当であり、上記ガラス
に対しては0.35μm〜2.5μmの波長のパルス出力型が
好ましい。斯る好適な実施例は、波長約1.06μmエネル
ギ密度13J/cm2、パルス繰返し周波数3KHzのQスイッチ
付きNd:YAGレーザであり、隣接間隔部(ab)の間隔は約
50〜100μmに設定される。
第2図の工程では、先の工程で分割配置された第1電
極膜(2a)(2b)(2c)…の一方の隣接間隔部(ab)
(bc)…の近傍に偏って導電部材(3ab)(3bc)…が帯
状に形成される。例えば上記導電部材(3ab)(3bc)…
は銀(Ag)ペーストやその他の金属ペーストをスクリー
ン印刷手法により高さ約10〜20μm、幅約100〜150μm
にパターニングされた後、約550℃の温度にて焼成され
る。
第3図の工程では、各第1電極膜(2a)(2b)(2c)
…及び上記導電部材(3ab)(3bc)…の表面を含んで基
板(1)上のほぼ全面に光電変換に有効に寄与する厚さ
4000Å〜7000Åの非晶質シリコン(a−Si)等の非晶質
半導体膜(4)がモノシラン(SiH4)、ジシラン(Si2
6)、四弗化シリコン(SiF4)、モノフロロシラン(S
iH3F)等のシリコン化合物ガスを主ガスとし適宜価電
子制御用のシボラン(B26)、ホスフィン(PH3)の
ドーピングガスが添加された反応ガス中でのプラズマCV
D法や光CVD法により形成される。斯る半導体膜(4)は
上記B26やPH3の添加によりその内部に膜面に平行なp
in接合を含み、従ってより具体的には、上記シリコン化
合物ガスにB26、更にはメタン(CH4)、エタン(C2
6)等の水素化炭素ガスの添加によりプラズマCVD法や
光CVD法によりp型の非晶質シリコンカーバイド(a−S
iC)が被着され、次いでi型(ノンドープ)のa−Si及
びn型のa−Si或いは微結晶シリコン(μc−Si)が順
次積層被着される。
尚、半導体光活性層として動作する半導体は上記a−
Si系の半導体に限らず硫化カドミウム(CdS)、テルル
化カドミウム(CdTe)、セレン(Se)等の膜状半導体で
あっても良いが、工業的には上記a−Si、a−SiC、更
には非晶質シリコンゲルマニウム(a−SiGe)、非晶質
シリコン錫(a−SiSn)等に代表されるa−Si系半導体
が好ましい。
第4図の工程では、半導体膜(4)及び透明電極膜
(2a)(2b)(2c)…の各露出部分を含んで基板(1)
上全面に1000Å〜4000Å程度の厚さのアルミニウム単層
構造、或いは該アルミニウムにチタン(Ti)又はチタン
銀合金(TiAg)を積層した二層構造、更には斯る金属の
単層或いは二層構造と半導体膜(4)との界面にTCOを
配挿した二層或いは三層構造の裏面電極としての第2電
極膜(5)が被着される。この工程により、半導体膜
(4)が形成された直後、この半導体膜(4)を分割す
ることなくその全面に第2電極膜(5)が被着されるた
め、該半導体膜(5)面上にほこりが付着すること、ス
クライブ時の飛散物の再付着することによるシート抵抗
の増大を防ぐことができ、さらに半導体膜(4)の酸化
空気中の湿気などによる膜特性の劣化を防ぐことができ
る。
第5図の工程では、第2電極膜(5)上に、当該第2
電極膜(5)及び下層の半導体体膜(4)に対する次工
程のエッチングによるパターニングの際、マスクとして
作用するフォトレジスト(6)が露光、現像処理等を経
て配置される。斯るフォトレジスト(6)のパターンに
おいて注目すべきは、前記半導体膜(4)及び第2電極
膜(5)の積層体を複数の光電変換領域毎に分割するた
めに、隣接間隔部(ab)(bc)…の一方に偏って第1電
極膜(2b)(2c)…上に設けられた導電部材(3ab)(3
bc)…近傍に形成された分割溝(7ab)(7bc)…のみな
らず、多数の小面積な透孔を穿つべく直径0.1〜数mmの
円形の開孔(8)(8)…が分散して設けられていると
ころである。
第6図の工程では、前記フォトレジスト(6)に覆わ
れることなく上記分割溝(7ab)(7bc)…及び開孔
(8)(8)…から露出した第2電極膜(5)に対し、
エッチングが施され、次いで露出状態となった半導体膜
(4)に対してもエッチングが施される。例えば上記第
2電極膜(5)がアルミニウムからなる場合、リン酸を
用いたウェットエッチングが行なわれ、a−Si系の半導
体膜(4)にはCF4によるプラズマエッチングが施され
る。斯る両エッチングの結果、半導体膜(4)及び第2
電極膜(5)は各光電変換領域毎に(4a)(4b)(4c)
…及び(5a)(5b)(5c)…として分割されると同時
に、多数の小面積な透孔(9)(9)(9)…が分散し
て穿たれる。
第7図の最終工程では、導電部材(3ab)(3bc)…の
表面上に位置する非晶質半導体膜(5)及び第2電極膜
(6)の積層体部分にこの積層体部分の表面側から例え
ば波長1.06μmQスイッチ付Nd:YAGレーザ装置によるパル
ス出力型のレーザビーム(LB)が照射される。斯る導電
部材(3ab)(3bc)…上の積層体部分に照射されるレー
ザビーム(LB)は、当該照射領域の積層体部分を溶融す
るに足りるエネルギ密度を備えることによって、上記積
層体を溶融し、その溶融により発生した溶融物、即ちシ
リサイド合金は周囲の非晶質半導体膜(5)を貫通した
形でその直下に位置する導電部材(3ab)(3bc)…と当
接する。この導電部材(3ab)(3bc)…はAgペーストや
その他の金属ペーストを焼結せしめた金属であるために
下層の第1電極膜(2b)(2c)…よりも金属を含む溶融
物との接着性が強く、また厚み(高さ)も十分に大きい
(高い)のでレーザビーム(LB)によるダメージを被る
こともなくなる。
この様にして、第2電極膜(5a)(5b)…と第1電極
膜(2b)(2c)…との電気的接続工程が施される。その
結果、相隣り合う光電変換領域(10a)(10b)(10c)
…の第2電極膜(5a)(5b)…と第1電極膜(2b)(2
c)…は分離溝(11ab)(11bc)…より第2電極膜(5
a)(5b)(5c)…の隣接間隔部(ab)(bc)…に近い
側に於いて結合し、上記光電変換領域(10a)(10b)
(10c)…は導電部材(3ab)(3bc)…を介して電気的
に直列接続され、それらの光電変換出力は互いに相加さ
れる。
第8図は、前記第1図乃至第7図の製造工程を経て製
造された光起電力装置の一部分を光入射方向とは逆の背
面側から臨んだ斜視図である。このように、各光電変換
領域(10b)(10c)…には入射光の一部を透過するため
の多数の透孔(9)(9)…が分散して穿たれている。
斯る実施例にあっては、前記多数の透孔(9)(9)…
は第2電極(5b)(5c)…のみならず半導体膜(4b)
(4c)…にも達しているので、これら透孔(9)(9)
…を透過して背面に到達する入射光の一部は着色のない
自然光となる。
尚、上記実施例の如く透孔(9)(9)…が半導体膜
(4b)(4c)…中にも達すると、該透孔(9)(9)…
部分は発電に寄与することのない発電無効部となり、出
力低下が著しい場合には、第6図のエッチング工程にお
いて、第2電極膜(5)にのみエッチングを施し、半導
体膜(4)に対する透孔(9)(9)…の形成を中止し
ても良い。
(ト) 発明の効果 本発明製造方法は以上の説明から明らかな如く、第2
電極膜を複数の光電変換領域毎に分割するためのエッチ
ングを利用して同時に入射光の一部を透過せしめる透孔
が形成されるので、透孔を形成すべき専用の工程を経る
ことなくシースルー型の光起電力装置を製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第7図は本発明製造方法の一実施例を工程別
に示す断面図、第8図は本発明製造方法により製造され
た光起電力装置を背面方向から臨んだ斜視図、を夫々示
している。 (1)……基板、(2a)(2b)(2c)……第1電極膜、
(4)(4a)(4b)(4c)……半導体膜、(5)(5a)
(5b)(5c)……第2電極膜、(6)……フォトレジス
ト、(9)……透孔、(10a)(10b)(10c)……光電
変換領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透光性基板の絶縁表面の複数の光電変換領
    域毎に分割配置された透光性第1電極膜を含んで前記基
    板の絶縁表面に半導体膜を配置する工程と、この半導体
    膜を複数の光電変換領域毎に分割することなく当該半導
    体膜上に第2電極膜を形成する工程と、前記第1電極膜
    の隣接間隔部の近傍に於いて前記半導体膜と第2電極膜
    の積層体に第2電極膜側からエッチングを施し、少なく
    とも前記第2電極膜を複数の光電変換領域毎に分割する
    と同時に、光電変換領域に於ける積層体に分散して少な
    くとも小面積な第2電極膜部分を除去する工程と、複数
    の光電変換領域毎に分割された第1電極膜と第2電極膜
    の内、隣接光電変換領域の光電変換出力が互いに相加さ
    れるべく隣接する電極膜同士を電気的に結合する工程
    と、を含むことを特徴とした光起電力装置の製造方法。
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