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JPH04249378A - Photovoltaic device and manufacture thereof - Google Patents

Photovoltaic device and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH04249378A
JPH04249378A JP3035422A JP3542291A JPH04249378A JP H04249378 A JPH04249378 A JP H04249378A JP 3035422 A JP3035422 A JP 3035422A JP 3542291 A JP3542291 A JP 3542291A JP H04249378 A JPH04249378 A JP H04249378A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
conductor
amorphous semiconductor
photovoltaic device
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3035422A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yoshimi
吉見 尚
Toshio Mishiyuku
俊雄 三宿
Yutaka Aikawa
豊 相川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Yuden Co Ltd filed Critical Taiyo Yuden Co Ltd
Priority to JP3035422A priority Critical patent/JPH04249378A/en
Publication of JPH04249378A publication Critical patent/JPH04249378A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a manufacture method of a photovoltaic device which can carry out patterning of an amorphous semiconductor layer readily and precisely and a photovoltaic device of excellent VI characteristics based thereon. CONSTITUTION:After a transparent conductive film is formed on a glass substrate 1, specified incidence electrodes 2a, 2b, 2c are formed by resist patterning and etching. After an a-Si layer which consists of each layer of P, I and N is formed thereon by plasma CVD method, a Cr layer which works as both a rear electrode and a mask of the a-Si layer is formed at a room temperature by vacuum evaporation using a metal mask. Thereafter, the a-Si layer in a part whereon the Cr layer is not formed is removed by etching to acquire rear electrodes 6a, 6b and amorphous semiconductor layers 4a, 4b consisting of a-Si. Then, Cu paste is printed and burnt at a specified position to form connection electrodes 8a, 8b, 8c for connecting the rear electrode and an incidence electrode of adjacent element.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁基板上に複数の光
起電力素子が規則的に配置形成されてなる光起電力装置
およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic device in which a plurality of photovoltaic elements are regularly arranged on an insulating substrate, and a method for manufacturing the same.

【0002】0002

【従来の技術】基板上に複数の光起電力素子が規則的に
配置されてなる光起電力装置が知られている。該装置の
各光起電力素子は、基板表面に接して形成された第1の
導電体単位層と、該第1の導電体単位層上その主要部に
形成された非晶質半導体単位層と、該非晶質半導体単位
層上に第1の導電体単位層に対向するように形成された
第2の導電体単位層からなり、基板および各層はそれぞ
れ下記のような物質から構成されている。すなわち、ま
ず基板は、ガラスなどの透光性絶縁基板、あるいは金属
などの不透光性基板上に必要に応じ絶縁膜が形成された
ものからなる。本発明の装置では通常透光性絶縁基板が
使用され、基板上に形成される第1の導電体単位層とし
ては、酸化インジウムスズ(ITO)等の透明導電膜が
用いられる。第1の導電体単位層上に形成される非晶質
半導体単位層は、例えばp層、i層およびn層からなる
アモルファスシリコン(以下a−Siと記す)を積層し
たものである。非晶質半導体単位層上に第1の導電体単
位層に対向するように形成された第2の導電体単位層は
、Cr、Al、Cu等の導電性金属からなり、通常、第
2の導電体単位層は隣接する光起電力素子の第1の導電
体単位層と接続されるように構成されており、それぞれ
の光起電力素子が直列に接続されている。なお、必要に
応じて保護膜が形成される。
2. Description of the Related Art A photovoltaic device is known in which a plurality of photovoltaic elements are regularly arranged on a substrate. Each photovoltaic element of the device includes a first conductive unit layer formed in contact with the substrate surface, and an amorphous semiconductor unit layer formed on the first conductive unit layer in its main part. , a second conductor unit layer is formed on the amorphous semiconductor unit layer so as to face the first conductor unit layer, and the substrate and each layer are each made of the following materials. That is, first, the substrate is made of a light-transmitting insulating substrate such as glass, or a non-light-transmitting substrate such as metal, on which an insulating film is formed as necessary. In the device of the present invention, a light-transmitting insulating substrate is usually used, and a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) is used as the first conductive unit layer formed on the substrate. The amorphous semiconductor unit layer formed on the first conductor unit layer is a stack of amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) consisting of, for example, a p layer, an i layer, and an n layer. The second conductor unit layer formed on the amorphous semiconductor unit layer so as to face the first conductor unit layer is made of a conductive metal such as Cr, Al, Cu, etc. The conductor unit layer is configured to be connected to the first conductor unit layer of an adjacent photovoltaic element, and each photovoltaic element is connected in series. Note that a protective film is formed if necessary.

【0003】このような光起電力装置を得るための製造
工程において、各光起電力素子の第2の導電体単位層で
ある背面電極と隣接する光起電力素子の第1の導電体単
位層である入射電極とを接続するための方法としては、
(1) a−Si層をメタルマスクにより、成膜時にパ
ターニングする方法、(2) a−Si層をレジストパ
ターニングによるエッチングによりパターニングする方
法、(3) レーザ光によりa−Si層をカッティング
する方法の3つが挙げられる。これらの詳細は以下に説
明する通りである。
In the manufacturing process for obtaining such a photovoltaic device, the first conductive unit layer of the photovoltaic element adjacent to the back electrode, which is the second conductive unit layer of each photovoltaic element, is The method for connecting the input electrode is as follows:
(1) A method of patterning the a-Si layer using a metal mask during film formation, (2) A method of patterning the a-Si layer by etching using resist patterning, (3) A method of cutting the a-Si layer with laser light. There are three examples: These details are as explained below.

【0004】従来の光起電力装置の製造方法 (1) 
 図2は上記 (1)の方法による光起電力装置の断面
図である。この方法では、ガラス基板1を用意し、該基
板表面の全面に真空蒸着法により、一様な厚さのITO
膜を形成する。次いで、所定のパターンが得られるよう
にレジストを塗布した後、塩酸等でITO膜の不要部分
をエッチングして取り去る。次に、塗布したレジストを
除去して所定のパターンのITO膜からなる第1の導電
体パターン、すなわち入射電極2a、2b、2cを得る
Conventional method for manufacturing a photovoltaic device (1)
FIG. 2 is a sectional view of a photovoltaic device according to the method (1) above. In this method, a glass substrate 1 is prepared, and a uniform thickness of ITO is deposited on the entire surface of the substrate by vacuum evaporation.
Forms a film. Next, after applying a resist to obtain a predetermined pattern, unnecessary portions of the ITO film are removed by etching with hydrochloric acid or the like. Next, the applied resist is removed to obtain a first conductor pattern made of an ITO film in a predetermined pattern, that is, incident electrodes 2a, 2b, and 2c.

【0005】次に、所定パターンに開口が設けられたa
−Si層形成用のメタルマスクを上記基板の表面上第1
の導電体パターンの上に配置し、プラズマCVD法によ
り、p層、i層およびn層からなるa−Si層を所定の
厚みに形成した後、メタルマスクを取り外し、所定パタ
ーンのa−Si層からなる非晶質半導体層4a、4bを
得る。
Next, a is provided with openings in a predetermined pattern.
- Place a metal mask for forming the Si layer on the first surface of the substrate.
After forming an a-Si layer consisting of a p layer, an i layer and an n layer to a predetermined thickness by plasma CVD method, the metal mask is removed and the a-Si layer with a predetermined pattern is placed on top of the conductor pattern. Amorphous semiconductor layers 4a and 4b are obtained.

【0006】次に、第2の導電体層形成用のメタルマス
クを上記同様に基板上のa−Siパターンの上に配置し
、真空蒸着法により、例えばCr層を所定の厚みに形成
した後、メタルマスクを取り外し、所定パターンの第2
の導電体として背面電極5a、5b、5cを得る。さら
に、必要に応じ、樹脂等を用い、スクリーン印刷法等に
より保護膜9を形成する。
Next, a metal mask for forming a second conductive layer is placed on the a-Si pattern on the substrate in the same manner as above, and a Cr layer, for example, is formed to a predetermined thickness by vacuum evaporation. , remove the metal mask, and remove the second mask of the predetermined pattern.
Back electrodes 5a, 5b, and 5c are obtained as conductors. Furthermore, if necessary, a protective film 9 is formed using a resin or the like by a screen printing method or the like.

【0007】従来の光起電力装置の製造方法 (2) 
 図3は上記 (2)の方法による光起電力装置の断面
図である。この方法における非晶質半導体パターンの形
成は以下の通りであり、その他は第1の方法と同様であ
る。 すなわち、プラズマCVD法により、p層、i層および
n層からなるa−Si層を第1の導電体パターンの上面
全体に、一様な所定の厚みに形成した後、所定パターン
にレジストを塗布してエッチングを行うことにより不要
部分のa−Siを取り去り、次いでレジストを除去する
ことにより所定パターンのa−Siからなる非晶質半導
体層4a、4bを得る。
[0007] Conventional method for manufacturing a photovoltaic device (2)
FIG. 3 is a sectional view of a photovoltaic device according to method (2) above. The formation of an amorphous semiconductor pattern in this method is as follows, and the rest is the same as in the first method. That is, after forming an a-Si layer consisting of a p layer, an i layer, and an n layer to a uniform predetermined thickness over the entire upper surface of the first conductor pattern by plasma CVD method, a resist is applied in a predetermined pattern. By performing etching to remove unnecessary portions of a-Si, and then removing the resist, amorphous semiconductor layers 4a and 4b made of a-Si having a predetermined pattern are obtained.

【0008】従来の光起電力装置の製造方法 (3) 
 図4は上記 (3)の方法による光起電力装置の断面
図である。この方法における非晶質半導体パターンの形
成は以下の通りであり、その他は第1の方法と同様であ
る。 すなわち、プラズマCVD法により、第1の導電体パタ
ーンの上から該パターンの全面にわたりp層、i層およ
びn層からなるa−Si層を所定の一様な厚みに形成し
た後、またはさらにそのa−Si層の上に所定パターン
の第2の導電体層を形成した後レーザ光を所定個所に照
射することにより、a−Siの一部またはa−Siと第
2の導電体層の各一部を除去し、除去した部分に導電体
を封入し、所定パターンのa−Siからなる非晶質半導
体層4を得る。同図のCはレーザパターニングの穴もし
くは変質部を示している。
Conventional method for manufacturing a photovoltaic device (3)
FIG. 4 is a sectional view of a photovoltaic device according to method (3) above. The formation of an amorphous semiconductor pattern in this method is as follows, and the rest is the same as in the first method. That is, after forming an a-Si layer consisting of a p layer, an i layer, and an n layer to a predetermined uniform thickness over the entire surface of the first conductor pattern by plasma CVD, or after forming the a-Si layer to a predetermined uniform thickness, After forming a second conductor layer in a predetermined pattern on the a-Si layer, a part of the a-Si or each of the a-Si and the second conductor layer is irradiated with laser light at a predetermined location. A portion is removed and a conductor is encapsulated in the removed portion to obtain an amorphous semiconductor layer 4 made of a-Si having a predetermined pattern. C in the same figure shows a hole or altered part formed by laser patterning.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては下記のような問題点がある。
However, the above prior art has the following problems.

【0010】前記製造方法(1) においては、非晶質
半導体を成膜する際、高温にしなければならないために
、メタルマスクの熱膨張等の要因によってパターンのズ
レやぼけが発生しパターン精度が悪くなり、例えば、図
2に見られるように、a−Siが横に広がり、入射電極
2bと背面電極5bの接続部Aが狭くなって、電気特性
が悪くなってしまう。また、メタルマスクの強度を一定
に保たなければならないために、パターン間隔を狭めて
光起電力素子間の間隔を狭めることや複数の光起電力素
子からなる大型の光起電力装置を得ることが困難になる
[0010] In the above manufacturing method (1), when forming an amorphous semiconductor film, the temperature must be high, so the pattern may be misaligned or blurred due to factors such as thermal expansion of the metal mask, resulting in poor pattern accuracy. For example, as shown in FIG. 2, the a-Si spreads laterally, the connection part A between the incident electrode 2b and the back electrode 5b becomes narrow, and the electrical characteristics deteriorate. In addition, because the strength of the metal mask must be kept constant, it is necessary to narrow the spacing between the photovoltaic elements by narrowing the pattern spacing, and to obtain a large photovoltaic device consisting of multiple photovoltaic elements. becomes difficult.

【0011】前記製造方法(2) においては、図3に
見られるように、a−Si層のパターニングに用いたレ
ジストを除去する際、a−Si層4a、4bの表面や背
面電極5a、5b、5cを形成する面、および入射電極
2bと背面電極5bとの接続部に異物、例えばレジスト
インキなどの残渣Bが存在し易く、電気特性を悪くする
ので、それを取り除くため洗浄するというような工程が
必要となり、工程が複雑になってしまう。
In the manufacturing method (2), as shown in FIG. 3, when removing the resist used for patterning the a-Si layer, the surfaces of the a-Si layers 4a and 4b and the back electrodes 5a and 5b are removed. , 5c, and the connection between the incident electrode 2b and the back electrode 5b, foreign matter, such as residue B of resist ink, is likely to exist and deteriorate the electrical characteristics, so cleaning is required to remove it. This requires additional steps and makes the process complicated.

【0012】前記製造方法(3) においては、レーザ
を用いるため、図4に見られるように、例えば背面電極
5bと入射電極2bとの接続は、レーザによりa−Si
がなくなった部分もしくはレーザで変質させた部分Cに
よりなされることになり、製造に要するコストが高価に
なり、またレーザ強度の調節が困難であるため、大型の
光起電力装置を製造するには不向きである。また、上記
C部に導電体を封入するために接続抵抗が大きくなる。
[0012] In the manufacturing method (3), since a laser is used, as shown in FIG.
It is difficult to manufacture a large photovoltaic device because the manufacturing cost is high and it is difficult to adjust the laser intensity. Not suitable. Furthermore, since the conductor is enclosed in the C section, the connection resistance increases.

【0013】したがって、本発明の目的は、非晶質半導
体層のパターニングを容易かつ精密に行うことができる
光起電力装置の製造方法、並びにこれによって得られる
VI特性の良好な光起電力装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a photovoltaic device that allows easy and precise patterning of an amorphous semiconductor layer, and a photovoltaic device with good VI characteristics obtained thereby. It is about providing.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく、前記従来の製造方法における問題点を子
細に研究した結果、非晶質半導体層、例えばa−Si層
の上に成膜する第2の導電体である背面電極をa−Si
層をエッチングするマスクとして用い、各光起電力素子
の第2の導電体(背面電極)とこれに隣接する光起電力
素子の第1の導電体(入射電極)との接続は別の工程で
接続電極を形成して行うようにすれば、従来の光起電力
装置における前記課題が解決でき、しかも従来の光起電
力装置よりもVI特性が向上した光起電力装置が得られ
ることを見出し、本発明に到達した。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present inventors have carefully studied the problems in the conventional manufacturing method and have found that The back electrode, which is the second conductor, is made of a-Si.
The second conductor (back electrode) of each photovoltaic element is connected to the first conductor (incident electrode) of the adjacent photovoltaic element in a separate step. We have discovered that by forming connection electrodes, the above-mentioned problems in conventional photovoltaic devices can be solved, and a photovoltaic device with improved VI characteristics than conventional photovoltaic devices can be obtained. We have arrived at the present invention.

【0015】すなわち本発明は、第1に、基板上に複数
の光起電力素子が所定パターンで形成されている光起電
力装置であって、各光起電力素子は、基板に接して形成
された第1の導電体層と、該第1の導電体層の上面主要
部を覆い一端が基板と接するように形成された非晶質半
導体層と、該非晶質半導体層上面の前記第1の導電体層
に対向している部分全体を覆うように形成された第2の
導電体層からなる3層構造を有しており、各光起電力素
子の第2の導電体層と、これに隣接する光起電力素子の
第1の導電体層とは、該第2の導電体層上面のほぼ全体
を覆いかつ該光起電力素子の一方の側面を覆って隣接す
る光起電力素子の第1の導電体層の非晶質半導体層がそ
の上面に形成されていない部分の上に重なるように形成
された層状の導電性物質からなる接続電極によって導電
接続されていることを特徴とする光起電力装置;第2に
、前記基板が透光性絶縁基板であり、前記第1の導電体
層が透光性の入射電極であり、前記第2の導電体層が不
透光性の反射電極である、上記の光起電力装置;第3に
、基板上に第1の導電体単位層群を所定パターンで形成
した後、該パターンの上面全体に一様な厚さの連続層と
して非晶質半導体層を形成し、該半導体層の上に第2の
導電体単位層群を、その各単位層が前記第1の導電体パ
ターンを構成する各単位層と対向する態様となるパター
ンで形成し、形成された第2の導電体パターンをレジス
トとして用いることにより非晶質半導体層をエッチング
してパターニングした後、各第2の導電体単位層を、隣
接位置の第1の導電体単位層と接続するための接続電極
を形成することからなる光起電力装置の製造方法を提供
するものである。
That is, the present invention firstly provides a photovoltaic device in which a plurality of photovoltaic elements are formed on a substrate in a predetermined pattern, each photovoltaic element being formed in contact with the substrate. an amorphous semiconductor layer formed to cover the main part of the upper surface of the first conductor layer and have one end in contact with the substrate; It has a three-layer structure consisting of a second conductor layer formed to cover the entire portion facing the conductor layer, and the second conductor layer of each photovoltaic element and the second conductor layer formed to cover the entire portion facing the conductor layer. A first conductive layer of an adjacent photovoltaic element is a first conductive layer of an adjacent photovoltaic element that covers almost the entire upper surface of the second conductive layer and one side of the photovoltaic element. A light characterized in that the amorphous semiconductor layer of the first conductor layer is conductively connected by a connecting electrode made of a layered conductive material formed so as to overlap the portion not formed on the upper surface of the amorphous semiconductor layer. Electromotive force device; secondly, the substrate is a transparent insulating substrate, the first conductive layer is a transparent incident electrode, and the second conductive layer is a non-transparent reflective substrate; The photovoltaic device described above is an electrode; third, after forming a first conductive unit layer group in a predetermined pattern on a substrate, a non-conductive layer is formed as a continuous layer with a uniform thickness over the entire upper surface of the pattern. A crystalline semiconductor layer is formed, and a second conductor unit layer group is formed on the semiconductor layer in a pattern in which each unit layer faces each unit layer constituting the first conductor pattern. After etching and patterning the amorphous semiconductor layer by using the formed second conductor pattern as a resist, each second conductor unit layer is replaced with a first conductor unit at an adjacent position. A method of manufacturing a photovoltaic device is provided, which comprises forming a connecting electrode for connecting to a layer.

【0016】[0016]

【作用】本発明の製造方法では、非晶質半導体層、例え
ばa−Si層の上に成膜される第2の導電体層(通常、
背面電極となる)をa−Si層をエッチングによりパタ
ーニングするためのマスクとして用いるので、パターン
のズレやぼけの発生がなく精密なパターニングができる
。a−Si層と背面電極層との間に異物が混入しない。 またエッチングによる低温プロセスのパターニングであ
るため、素子間の間隔を狭めることができるので複数の
素子による大型化が可能となる。さらに、背面電極のほ
ぼ全面に接続電極を設けることにより、隣接する素子の
第1の導電体層(入射電極)との間に抵抗の低い良好な
接続が得られる。接続電極の形成は銅ペーストや銀ペー
スト等を用いて印刷法により行うことができる。また、
印刷法に限らず、スパッタ法、蒸着法等により、クロム
、アルミニウム、ニッケル、ITO等を成膜するもので
も良い。接続電極の材質は第2の導電体と同じであって
も異なるものであってもよい。
[Operation] In the manufacturing method of the present invention, the second conductor layer (usually
Since the back electrode (which becomes the back electrode) is used as a mask for patterning the a-Si layer by etching, precise patterning can be performed without pattern displacement or blurring. Foreign matter does not get mixed in between the a-Si layer and the back electrode layer. Furthermore, since the patterning is performed by a low-temperature process using etching, the spacing between elements can be narrowed, making it possible to increase the size by using a plurality of elements. Furthermore, by providing a connection electrode on almost the entire surface of the back electrode, a good connection with low resistance can be obtained between the first conductor layer (incident electrode) of an adjacent element. The connection electrodes can be formed by a printing method using copper paste, silver paste, or the like. Also,
The method is not limited to the printing method, and a film of chromium, aluminum, nickel, ITO, etc. may be formed by a sputtering method, a vapor deposition method, or the like. The material of the connection electrode may be the same as or different from that of the second conductor.

【0017】以下実施例により本発明をさらに説明する
The present invention will be further explained below with reference to Examples.

【0018】[0018]

【実施例1】図1は本発明の一実施例による光起電力素
子の断面図であって、この図を参照して以下説明する。 ガラス基板1上に真空蒸着法によりITOを 800A
(オングストローム)の厚みで成膜した。これに所定パ
ターンのレジストを印刷し、塩酸でエッチングを行い、
レジストを除去して所定パターンの入射電極2a、2b
、2cを得た。この上に、a−SiをプラズマCVD法
により、p層 200A、i層6,000 A、n層 
200A堆積させた。得られたa−Si層の上に背面電
極とa−Siエッチング用のマスクとを兼ねるCr層を
室温にて真空蒸着法によりメタルマスクを用いながら 
1,200Aの厚みに形成した。これを60℃、10w
t%のNaOH溶液中に5分間浸漬し、Cr層が形成さ
れていない部分のa−Siをエッチングした。その後、
水洗、乾燥して背面電極6a、6bを得た。次いで、接
続電極8a、8b、8cとしてCuペーストを所定個所
に印刷し、 150℃で10分間焼成した。さらに保護
膜9として、樹脂を印刷して 150℃で10分間焼成
した。
Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view of a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention, and the following description will be made with reference to this figure. 800A of ITO was deposited on the glass substrate 1 by vacuum evaporation method.
The film was formed to a thickness of (Angstrom). A resist with a predetermined pattern is printed on this and etched with hydrochloric acid.
By removing the resist, a predetermined pattern of incident electrodes 2a, 2b is formed.
, 2c was obtained. On top of this, a-Si was deposited by plasma CVD to form a p layer of 200A, an i layer of 6,000A, and an n layer.
200A was deposited. On the obtained a-Si layer, a Cr layer which also serves as a back electrode and a mask for a-Si etching is formed by vacuum evaporation at room temperature using a metal mask.
It was formed to a thickness of 1,200A. This at 60℃, 10w
It was immersed in a t% NaOH solution for 5 minutes to etch the a-Si portions where the Cr layer was not formed. after that,
After washing with water and drying, back electrodes 6a and 6b were obtained. Next, Cu paste was printed at predetermined locations as connection electrodes 8a, 8b, and 8c, and baked at 150° C. for 10 minutes. Furthermore, a resin was printed as a protective film 9 and baked at 150° C. for 10 minutes.

【0019】上記の方法で作製した光起電力素子にソー
ラーシュミレータによる疑似太陽光を照射させ、VI特
性を測定した結果、図5の実線で示すような特性曲線が
得られた。なお、比較のために、メタルマスクを用いて
a−Si層の形成とパターニングを同時に行う従来の方
法での光起電力素子も作製し、上記と同様の条件で測定
を行ったところ、同図の点線で示す曲線が得られた。
The photovoltaic device produced by the above method was irradiated with simulated sunlight using a solar simulator, and its VI characteristics were measured. As a result, a characteristic curve as shown by the solid line in FIG. 5 was obtained. For comparison, a photovoltaic device was also fabricated using the conventional method of simultaneously forming and patterning an a-Si layer using a metal mask, and measurements were performed under the same conditions as above. A curve shown by the dotted line was obtained.

【0020】図5からわかるように、本発明の光起電力
装置は、従来法で得た光起電力装置と比較して、同じ大
きさのパターンからなる素子であっても、VI特性が向
上している。なお上記の測定は、AM(エアマス)1.
0 、疑似太陽光の入射強度 100mW(ミリワット
)/cm2 の場合に、セル面積1cm2 、セルギャ
ップ 1.6mm、セル幅5mm、セル数4セルの光起
電力装置に対して行った測定値である。
As can be seen from FIG. 5, the photovoltaic device of the present invention has improved VI characteristics compared to the photovoltaic device obtained by the conventional method, even if the device has a pattern of the same size. are doing. Note that the above measurements were performed using AM (air mass) 1.
0, the incident intensity of simulated sunlight is 100 mW (milliwatt)/cm2, and these are the measured values for a photovoltaic device with a cell area of 1 cm2, a cell gap of 1.6 mm, a cell width of 5 mm, and a number of cells of 4 cells. .

【0021】[0021]

【実施例2】接続電極として、真空蒸着によりAlをメ
タルマスク法でパターン形成させながら 1,200A
の厚さに成膜したこと以外は実施例1と同様にして光起
電力装置を製造した。実施例1のものと同様に良好な特
性を持つ光起電力装置が得られた。
[Example 2] As a connection electrode, 1,200A was formed by patterning Al using a metal mask method using vacuum evaporation.
A photovoltaic device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the film was formed to a thickness of . A photovoltaic device having good characteristics similar to those of Example 1 was obtained.

【0022】[0022]

【実施例3】接続電極として、真空蒸着によりCrをメ
タルマスク法でパターン形成させながら 1,200A
の厚さに成膜したこと以外は実施例1と同様にして光起
電力装置を製造した。実施例1のものと同様に良好な特
性を持つ光起電力装置が得られた。
[Example 3] As a connection electrode, 1,200A was used while patterning Cr using a metal mask method using vacuum evaporation.
A photovoltaic device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the film was formed to a thickness of . A photovoltaic device having good characteristics similar to those of Example 1 was obtained.

【0023】[0023]

【実施例4】ステンレス基板上にスプレー法により、S
iO2 を絶縁膜として10μm形成した。その上に、
真空蒸着法により、Crをメタルマスクにより、1,2
00 Aの厚みで成膜した。この上に、a−Siをプラ
ズマCVD法により、p層 200A、i層6,000
 A、n層 200A、堆積させた。この上に背面電極
とマスクを兼ねるITOを、室温にて、真空蒸着法によ
り、メタルマスクを用いながら、 900Aの厚みに形
成した。これを、60℃、10wt%のNaOH溶液中
に5分浸漬し、ITOが形成されていない部分のa−S
iをエッチングした。その後、水洗し、乾燥させた後接
続電極としてのITOをメタルマスクを用いながら室温
にて真空蒸着法により成膜して、図1の8bに対応する
透明導電膜を 900Aの厚みに形成した。さらに、保
護膜として、樹脂を印刷して、 150℃で10分間焼
成した。実施例1のものと同様に良好な特性を持つ光起
電力装置が得られた。
[Example 4] Stainless steel substrate was sprayed with S.
An insulating film of iO2 was formed to a thickness of 10 μm. in addition,
By vacuum evaporation method, 1,2 Cr is deposited using a metal mask.
The film was formed to a thickness of 0.00 A. On top of this, a-Si was deposited by plasma CVD to form a p layer of 200A and an i layer of 6,000A.
A, n-layer 200A, deposited. On top of this, ITO, which also served as a back electrode and a mask, was formed to a thickness of 900 Å by vacuum evaporation at room temperature using a metal mask. This was immersed in a 10 wt% NaOH solution at 60°C for 5 minutes, and the a-S
i was etched. Thereafter, after washing with water and drying, ITO was deposited as a connection electrode by vacuum evaporation at room temperature using a metal mask to form a transparent conductive film having a thickness of 900 Å corresponding to 8b in FIG. Furthermore, a resin was printed as a protective film and baked at 150°C for 10 minutes. A photovoltaic device having good characteristics similar to those of Example 1 was obtained.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光起電力
装置は、その非晶質半導体層が、高温環境下でパターニ
ングされるものではないために、その製造に際しては非
晶質半導体層のパターニングを容易かつ精密に行うこと
ができ、また光起電力素子の間隔を狭めて、多数の光起
電力素子を直列に接続した大型の光起電力装置の製造も
を可能である。また第2の導電体単位層(背面電極)の
ほぼ全面に接続電極を設けることができるので、隣接す
る光起電力素子の第1の導電体単位層(入射電極)との
間に良好な接続が得られ、上記のパターニングの効果と
ともに、従来例よりもVI特性が向上した光起電力装置
とすることができる。
As explained above, in the photovoltaic device of the present invention, the amorphous semiconductor layer is not patterned in a high-temperature environment. patterning can be performed easily and precisely, and it is also possible to narrow the spacing between the photovoltaic elements and manufacture a large-sized photovoltaic device in which a large number of photovoltaic elements are connected in series. In addition, since the connection electrode can be provided on almost the entire surface of the second conductor unit layer (back electrode), good connection can be achieved between the first conductor unit layer (incidence electrode) of the adjacent photovoltaic element. can be obtained, and a photovoltaic device can be obtained which has not only the above-mentioned patterning effect but also improved VI characteristics compared to the conventional example.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の1実施例における光起電力装置の断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a photovoltaic device in one embodiment of the present invention.

【図2】a−Si層をメタルマスクによりパターニング
した従来の光起電力装置の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional photovoltaic device in which an a-Si layer is patterned using a metal mask.

【図3】a−Si層をレジストによりパターニングした
従来の光起電力装置の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional photovoltaic device in which an a-Si layer is patterned with a resist.

【図4】a−Si層をレーザ光によりパターニングした
従来の光起電力装置の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional photovoltaic device in which an a-Si layer is patterned by laser light.

【図5】本発明の光起電力装置および従来の光起電力装
置のVI特性を測定したグラフであり、実線は本発明、
点線は従来例の特性曲線である。
FIG. 5 is a graph showing the VI characteristics of the photovoltaic device of the present invention and the conventional photovoltaic device, with solid lines indicating the present invention,
The dotted line is the characteristic curve of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1                  ガラス基板2
a、2b、2c    入射電極(透明導電膜)4、4
a、4b      非晶質半導体層5a、5b、5c
    背面電極 6a、6b          背面電極8a、8b、
8c    接続電極 9                  保護膜A  
                接続部B     
             レジストインキなどの残渣
C                  レーザパター
ニングの穴もしくは変質部
1 Glass substrate 2
a, 2b, 2c incident electrode (transparent conductive film) 4, 4
a, 4b amorphous semiconductor layers 5a, 5b, 5c
Back electrodes 6a, 6b Back electrodes 8a, 8b,
8c Connection electrode 9 Protective film A
Connection part B
Residues of resist ink, etc. Holes or altered areas from laser patterning

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  基板上に複数の光起電力素子が所定パ
ターンで形成されている光起電力装置であって、各光起
電力素子は、基板に接して形成された第1の導電体層と
、該第1の導電体層の上面主要部を覆い一端が基板と接
するように形成された非晶質半導体層と、該非晶質半導
体層上面の前記第1の導電体層に対向している部分全体
を覆うように形成された第2の導電体層からなる3層構
造を有しており、各光起電力素子の第2の導電体層と、
これに隣接する光起電力素子の第1の導電体層とは、該
第2の導電体層上面のほぼ全体を覆いかつ該光起電力素
子の一方の側面を覆って隣接する光起電力素子の第1の
導電体層の非晶質半導体層がその上面に形成されていな
い部分の上に重なるように形成された層状の導電性物質
からなる接続電極によって導電接続されていることを特
徴とする光起電力装置。
1. A photovoltaic device in which a plurality of photovoltaic elements are formed in a predetermined pattern on a substrate, wherein each photovoltaic element has a first conductive layer formed in contact with the substrate. an amorphous semiconductor layer formed to cover the main part of the upper surface of the first conductor layer and have one end in contact with the substrate; and an amorphous semiconductor layer that faces the first conductor layer on the upper surface of the amorphous semiconductor layer. It has a three-layer structure consisting of a second conductor layer formed to cover the entire part of the photovoltaic element, and the second conductor layer of each photovoltaic element;
The first conductive layer of the photovoltaic element adjacent to this means that the first conductive layer of the adjacent photovoltaic element covers almost the entire upper surface of the second conductive layer and covers one side of the photovoltaic element. The amorphous semiconductor layer of the first conductor layer is conductively connected by a connection electrode made of a layered conductive material formed so as to overlap the portion not formed on the upper surface of the amorphous semiconductor layer. photovoltaic device.
【請求項2】  前記基板が透光性絶縁基板であり、前
記第1の導電体層が透光性の入射電極であり、前記第2
の導電体層が不透光性の反射電極である、請求項1記載
の光起電力装置。
2. The substrate is a light-transmitting insulating substrate, the first conductive layer is a light-transmitting incident electrode, and the second
2. The photovoltaic device according to claim 1, wherein the conductive layer is a non-transparent reflective electrode.
【請求項3】  基板上に第1の導電体単位層群を所定
パターンで形成した後、該パターンの上面全体に一様な
厚さの連続層として非晶質半導体層を形成し、該半導体
層の上に第2の導電体単位層群を、その各単位層が前記
第1の導電体パターンを構成する各単位層と対向する態
様となるパターンで形成し、形成された第2の導電体パ
ターンをレジストとして用いることにより非晶質半導体
層をエッチングしてパターニングした後、各第2の導電
体単位層を、隣接位置の第1の導電体単位層と接続する
ための接続電極を形成することからなる光起電力装置の
製造方法。
3. After forming a first conductor unit layer group in a predetermined pattern on a substrate, an amorphous semiconductor layer is formed as a continuous layer with a uniform thickness over the entire upper surface of the pattern, and A second conductor unit layer group formed on the layer is formed in a pattern in which each unit layer faces each unit layer constituting the first conductor pattern. After etching and patterning the amorphous semiconductor layer by using the body pattern as a resist, forming connection electrodes for connecting each second conductor unit layer to the first conductor unit layer at an adjacent position. A method for manufacturing a photovoltaic device, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011023717A (en) * 2009-07-13 2011-02-03 Wuxi Suntech Power Co Ltd Method for etching see-through thin film solar module
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Effective date: 19990629