JPH09116179A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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- JPH09116179A JPH09116179A JP7272382A JP27238295A JPH09116179A JP H09116179 A JPH09116179 A JP H09116179A JP 7272382 A JP7272382 A JP 7272382A JP 27238295 A JP27238295 A JP 27238295A JP H09116179 A JPH09116179 A JP H09116179A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い変換効率を有するとともに、タブをハン
ダ付けする際のセルの短絡を有効に防止することができ
る光起電力素子を提供する。 【解決手段】 モジュール化のためタブがハンダ付けさ
れる光起電力素子であって、ｎ型結晶半導体層１と、そ
の上に形成されたｐ型非晶質半導体層２と、その上に形
成された透明導電膜３と、その上に形成された絶縁層４
と、その上に形成された集電極５と、その上にハンダ付
けにより電気的に接続されたタブ６とを備え、絶縁層４
は、ハンダ付け部分の位置に対応して少なくともハンダ
付け部分と同一の幅を有するように形成されている。
ダ付けする際のセルの短絡を有効に防止することができ
る光起電力素子を提供する。 【解決手段】 モジュール化のためタブがハンダ付けさ
れる光起電力素子であって、ｎ型結晶半導体層１と、そ
の上に形成されたｐ型非晶質半導体層２と、その上に形
成された透明導電膜３と、その上に形成された絶縁層４
と、その上に形成された集電極５と、その上にハンダ付
けにより電気的に接続されたタブ６とを備え、絶縁層４
は、ハンダ付け部分の位置に対応して少なくともハンダ
付け部分と同一の幅を有するように形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池等の光
起電力素子に関するものであり、出力取出し用のタブを
非晶質半導体層上に備えた光起電力素子に関するもので
ある。
起電力素子に関するものであり、出力取出し用のタブを
非晶質半導体層上に備えた光起電力素子に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、光起電力素子として、結晶シリコ
ンを用いた太陽電池の研究および実用化が盛んに行なわ
れている。中でも、非晶質シリコンに代表される非晶質
半導体と結晶シリコン、多結晶シリコン等の結晶系半導
体とを組合せることにより構成されたヘテロ接合を有す
る太陽電池は、その接合を２００℃以下の低温プロセス
で形成することができ、かつ、高い変換効率が得られる
ことから、注目を集めている。
ンを用いた太陽電池の研究および実用化が盛んに行なわ
れている。中でも、非晶質シリコンに代表される非晶質
半導体と結晶シリコン、多結晶シリコン等の結晶系半導
体とを組合せることにより構成されたヘテロ接合を有す
る太陽電池は、その接合を２００℃以下の低温プロセス
で形成することができ、かつ、高い変換効率が得られる
ことから、注目を集めている。
【０００３】このような光起電力素子では、十分な電圧
を得るため、複数個の光起電力素子を直列接続して用い
るのが一般的である。このような直列接続を施した構造
は、一般にモジュールと称されており、光起電力素子の
集電極をハンダ付けによってタブで接続することによ
り、モジュール化が図られている。
を得るため、複数個の光起電力素子を直列接続して用い
るのが一般的である。このような直列接続を施した構造
は、一般にモジュールと称されており、光起電力素子の
集電極をハンダ付けによってタブで接続することによ
り、モジュール化が図られている。
【０００４】しかし、従来、複数の光起電力素子をタブ
で電気的に接続する際、ハンダ付けにおける加熱および
機械的圧力により、非晶質半導体層が変質して部分的に
亀裂を生じたり、剥離が起こったりするため、この亀裂
や剥離を通じて集電極を構成する金属などが侵入し、セ
ルが部分的に短絡され、光起電力素子の特性が低下する
という問題があった。
で電気的に接続する際、ハンダ付けにおける加熱および
機械的圧力により、非晶質半導体層が変質して部分的に
亀裂を生じたり、剥離が起こったりするため、この亀裂
や剥離を通じて集電極を構成する金属などが侵入し、セ
ルが部分的に短絡され、光起電力素子の特性が低下する
という問題があった。
【０００５】このような問題を解決するための手段の一
例が、たとえば、特開平６−１９６７２８号に開示され
ている。
例が、たとえば、特開平６−１９６７２８号に開示され
ている。
【０００６】図９は、この特開平６−１９６７２８号に
開示された従来の光起電力素子の一例の構造を示す断面
図である。
開示された従来の光起電力素子の一例の構造を示す断面
図である。
【０００７】図９を参照して、この光起電力素子は、一
導電型結晶半導体層１上に形成された他導電型非晶質半
導体層２と、非晶質半導体層２上に形成された透明導電
膜３と、透明導電膜３上に形成された集電極５と、集電
極５上にハンダ付けにより電気的に接続されたタブ６と
を備え、ハンダ付け部分の下方に位置する結晶半導体層
１の表面上またはその内部に、絶縁層４が形成されてい
る。
導電型結晶半導体層１上に形成された他導電型非晶質半
導体層２と、非晶質半導体層２上に形成された透明導電
膜３と、透明導電膜３上に形成された集電極５と、集電
極５上にハンダ付けにより電気的に接続されたタブ６と
を備え、ハンダ付け部分の下方に位置する結晶半導体層
１の表面上またはその内部に、絶縁層４が形成されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示す従来の光起電力素子の製造においては、絶縁層４の
形成後に非晶質半導体層２の形成を行なうことにより、
ｐｎ接合を作っている。ところが、非晶質半導体層２の
膜厚は約１００Åと極めて薄膜であるために、絶縁層４
により生じた段差部で該半導体層２が段差切れを生じ、
得られる光起電力素子の変換効率等の特性が低下する、
という問題があった。
示す従来の光起電力素子の製造においては、絶縁層４の
形成後に非晶質半導体層２の形成を行なうことにより、
ｐｎ接合を作っている。ところが、非晶質半導体層２の
膜厚は約１００Åと極めて薄膜であるために、絶縁層４
により生じた段差部で該半導体層２が段差切れを生じ、
得られる光起電力素子の変換効率等の特性が低下する、
という問題があった。
【０００９】また、絶縁層４の形成時に結晶半導体層１
の表面が絶縁層４中に含まれる金属や有機物による汚染
を受けてしまい、得られる光起電力素子の変換効率等の
特性が低下する、といった問題があった。
の表面が絶縁層４中に含まれる金属や有機物による汚染
を受けてしまい、得られる光起電力素子の変換効率等の
特性が低下する、といった問題があった。
【００１０】一方、結晶半導体層１としてシリコン（Ｓ
ｉ）を用いる場合、これを水洗したり大気中に放置する
と、容易に結晶半導体層１の表面上に自然酸化膜が形成
される。この結晶半導体層１の表面上の自然酸化膜を除
去せずに非晶質半導体層２の形成を行なうと、得られる
光起電力素子の特性が低下する。そのため、従来は通
常、非晶質半導体層２の形成前に、結晶半導体層１の表
面をフッ酸等で予め洗浄する工程が用いられる。しかし
ながら、図９に示した従来の光起電力素子の製造におい
ては、非晶質半導体層２の形成前に絶縁層４が既に形成
されているため、フッ酸での洗浄工程において該絶縁層
４を除去せぬよう細かい制御が必要になるという問題が
あった。
ｉ）を用いる場合、これを水洗したり大気中に放置する
と、容易に結晶半導体層１の表面上に自然酸化膜が形成
される。この結晶半導体層１の表面上の自然酸化膜を除
去せずに非晶質半導体層２の形成を行なうと、得られる
光起電力素子の特性が低下する。そのため、従来は通
常、非晶質半導体層２の形成前に、結晶半導体層１の表
面をフッ酸等で予め洗浄する工程が用いられる。しかし
ながら、図９に示した従来の光起電力素子の製造におい
ては、非晶質半導体層２の形成前に絶縁層４が既に形成
されているため、フッ酸での洗浄工程において該絶縁層
４を除去せぬよう細かい制御が必要になるという問題が
あった。
【００１１】この発明の目的は、上述の問題点を解決
し、高い変換効率を有するとともに、タブをハンダ付け
する際のセルの短絡を有効に防止することができる光起
電力素子を、提供することにある。
し、高い変換効率を有するとともに、タブをハンダ付け
する際のセルの短絡を有効に防止することができる光起
電力素子を、提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明による光
起電力素子は、光入射側に設けられた一導電型の非晶質
半導体層上に、集電極と、該集電極上の一部にハンダ付
けにより電気的に接続されたタブと、を備えた光起電力
素子であって、非晶質半導体層と集電極との間に、ハン
ダ付けの部分に対応して絶縁層が形成されている。
起電力素子は、光入射側に設けられた一導電型の非晶質
半導体層上に、集電極と、該集電極上の一部にハンダ付
けにより電気的に接続されたタブと、を備えた光起電力
素子であって、非晶質半導体層と集電極との間に、ハン
ダ付けの部分に対応して絶縁層が形成されている。
【００１３】請求項２の発明による光起電力素子は、請
求項１の発明において、非晶質半導体層と絶縁層との間
に、透明導電膜が形成されている。
求項１の発明において、非晶質半導体層と絶縁層との間
に、透明導電膜が形成されている。
【００１４】請求項３の発明による光起電力素子は、請
求項１の発明において、絶縁層と集電極との間に、透明
導電膜が形成されている。
求項１の発明において、絶縁層と集電極との間に、透明
導電膜が形成されている。
【００１５】請求項４の発明による光起電力素子は、光
入射側に設けられた一導電型の非晶質半導体層上に、透
明導電膜と、集電極と、該集電極上の一部にハンダ付け
により電気的に接続されたタブと、をこの順に備えた光
起電力素子であって、透明導電膜のうち、ハンダ付けの
部分に対応した部分が絶縁化されている。
入射側に設けられた一導電型の非晶質半導体層上に、透
明導電膜と、集電極と、該集電極上の一部にハンダ付け
により電気的に接続されたタブと、をこの順に備えた光
起電力素子であって、透明導電膜のうち、ハンダ付けの
部分に対応した部分が絶縁化されている。
【００１６】請求項５の発明による光起電力素子は、光
透過側に設けられた一導電型の非晶質半導体層上に、裏
面電極と、該裏面電極上にハンダ付けにより電気的に接
続されたタブと、を備えた光起電力素子であって、非晶
質半導体層と裏面電極との間に、ハンダ付けの部分に対
応して絶縁層が形成されている。
透過側に設けられた一導電型の非晶質半導体層上に、裏
面電極と、該裏面電極上にハンダ付けにより電気的に接
続されたタブと、を備えた光起電力素子であって、非晶
質半導体層と裏面電極との間に、ハンダ付けの部分に対
応して絶縁層が形成されている。
【００１７】本願発明において、絶縁層としては、酸化
シリコン、酸化アルミニウムなどの酸化物や、非晶質窒
化シリコン、非晶質炭化シリコンなどの窒化物および炭
化物、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の他、酸化錫など
の透明導電膜を還元処理し絶縁化したものを用いること
ができる。
シリコン、酸化アルミニウムなどの酸化物や、非晶質窒
化シリコン、非晶質炭化シリコンなどの窒化物および炭
化物、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の他、酸化錫など
の透明導電膜を還元処理し絶縁化したものを用いること
ができる。
【００１８】また、この絶縁層の形成方法としては、ス
パッタリングやプラズマＣＶＤ法などにより、メタルマ
スクを用いて選択的に絶縁層となる膜を形成するか、あ
るいは全体に絶縁層となる膜を形成した後、不要な部分
をエッチング等により除去して形成する方法がある。ま
た、絶縁物のペーストを印刷法により必要な部分のみに
塗布した後焼成する方法もある。さらに、透明導電膜を
形成した後、メタルマスクを用いて透明導電膜を部分的
に絶縁化するように還元する方法もある。
パッタリングやプラズマＣＶＤ法などにより、メタルマ
スクを用いて選択的に絶縁層となる膜を形成するか、あ
るいは全体に絶縁層となる膜を形成した後、不要な部分
をエッチング等により除去して形成する方法がある。ま
た、絶縁物のペーストを印刷法により必要な部分のみに
塗布した後焼成する方法もある。さらに、透明導電膜を
形成した後、メタルマスクを用いて透明導電膜を部分的
に絶縁化するように還元する方法もある。
【００１９】
（実施例１）図１は、本発明による光起電力素子の一例
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【００２０】また、図２は、図１に示す光起電力素子の
斜視図である。図１および図２を参照して、この光起電
力素子は、厚みが３００μｍ、比抵抗が約０．２Ωｃｍ
のｎ型結晶シリコン基板１上に、厚みが約１００Åのｐ
型非晶質シリコン層２が形成されている。また、非晶質
シリコン層２の上には、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）か
らなる厚み７５０Åの透明導電膜３が形成されている。
さらに、透明導電膜３上には、厚みが約２μｍの酸化シ
リコンからなる絶縁層４が選択的に設けられている。
斜視図である。図１および図２を参照して、この光起電
力素子は、厚みが３００μｍ、比抵抗が約０．２Ωｃｍ
のｎ型結晶シリコン基板１上に、厚みが約１００Åのｐ
型非晶質シリコン層２が形成されている。また、非晶質
シリコン層２の上には、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）か
らなる厚み７５０Åの透明導電膜３が形成されている。
さらに、透明導電膜３上には、厚みが約２μｍの酸化シ
リコンからなる絶縁層４が選択的に設けられている。
【００２１】さらに、酸化シリコン層４上には、厚みが
約３０μｍの集電極５が形成されているが、この集電極
５は、バスバー５ａと、バスバー５ａと直交するフィン
ガ５ｂとから構成されている。ここで、バスバー５ａは
前述した絶縁層４上に形成され、一方、フィンガ５ｂは
絶縁層４のない透明導電膜３上に形成されている。
約３０μｍの集電極５が形成されているが、この集電極
５は、バスバー５ａと、バスバー５ａと直交するフィン
ガ５ｂとから構成されている。ここで、バスバー５ａは
前述した絶縁層４上に形成され、一方、フィンガ５ｂは
絶縁層４のない透明導電膜３上に形成されている。
【００２２】また、ｎ型結晶シリコン基板１の光透過側
には、裏面電極７が形成されている。さらに、この光起
電力素子においては、モジュール化のために、集電極５
のバスバー５ａの上に、タブ６がハンダ付けされてい
る。
には、裏面電極７が形成されている。さらに、この光起
電力素子においては、モジュール化のために、集電極５
のバスバー５ａの上に、タブ６がハンダ付けされてい
る。
【００２３】なお、この実施例１においては、絶縁層４
はタブ６もしくは集電極５のバスバー５ａの幅よりも広
い幅で形成されているが、絶縁層４は、前述したハンダ
付け部分の位置に対応して少なくともハンダ付け部分と
同一の幅を有するように形成されていればよい。
はタブ６もしくは集電極５のバスバー５ａの幅よりも広
い幅で形成されているが、絶縁層４は、前述したハンダ
付け部分の位置に対応して少なくともハンダ付け部分と
同一の幅を有するように形成されていればよい。
【００２４】次に、このように構成される光起電力素子
の製造方法について、以下に説明する。
の製造方法について、以下に説明する。
【００２５】図３は、図１および図２に示す実施例１の
光起電力素子を製造する工程を示す断面図である。
光起電力素子を製造する工程を示す断面図である。
【００２６】図３（ａ）を参照して、まず、有機洗浄お
よびフッ酸洗浄を行なったｎ型結晶シリコン基板１の上
に、ＰＥＣＶＤ法によりｐ型非晶質シリコン層２を、続
いて、スパッタ法により透明導電膜３を順次形成した。
よびフッ酸洗浄を行なったｎ型結晶シリコン基板１の上
に、ＰＥＣＶＤ法によりｐ型非晶質シリコン層２を、続
いて、スパッタ法により透明導電膜３を順次形成した。
【００２７】次に、図３（ｂ）を参照して、透明導電膜
３上に、低温焼成型の酸化シリコンペーストを用いたス
クリーン印刷法により、酸化シリコンからなる絶縁層４
を選択的に設けた後、１８０℃で焼成した。さらに、絶
縁層４上に、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法によ
り、集電極５を形成した後、１８０℃で焼成した。この
とき、酸化シリコンからなる絶縁層４上に集電極５のバ
スバー５ａが載るようにした。
３上に、低温焼成型の酸化シリコンペーストを用いたス
クリーン印刷法により、酸化シリコンからなる絶縁層４
を選択的に設けた後、１８０℃で焼成した。さらに、絶
縁層４上に、銀ペーストを用いたスクリーン印刷法によ
り、集電極５を形成した後、１８０℃で焼成した。この
とき、酸化シリコンからなる絶縁層４上に集電極５のバ
スバー５ａが載るようにした。
【００２８】次に、図３（ｃ）を参照して、ｎ型結晶シ
リコン基板１の裏面側の全面に、アルミニウムペースト
のスクリーン印刷および１６０℃での焼成により、裏面
電極７を形成した。
リコン基板１の裏面側の全面に、アルミニウムペースト
のスクリーン印刷および１６０℃での焼成により、裏面
電極７を形成した。
【００２９】このようにして作製した光起電力素子をモ
ジュール化する際には、集電極５のバスバー５ａの上
に、タブ６をハンダ付けする。このとき、ｐ型非晶質シ
リコン層２の上には、酸化シリコンからなる絶縁層４が
存在する。そのため、ハンダ付けの際の加熱、機械的圧
力により非晶質シリコン層２がダメージを受けることが
ないため、セルの短絡を有効に防止することができる。
ジュール化する際には、集電極５のバスバー５ａの上
に、タブ６をハンダ付けする。このとき、ｐ型非晶質シ
リコン層２の上には、酸化シリコンからなる絶縁層４が
存在する。そのため、ハンダ付けの際の加熱、機械的圧
力により非晶質シリコン層２がダメージを受けることが
ないため、セルの短絡を有効に防止することができる。
【００３０】なお、上述の実施例では、酸化シリコンか
らなる絶縁層４をスクリーン印刷法で形成しているが、
透明導電膜３を形成した後、メタルマスクを用いたスパ
ッタ法またはＰＥＣＶＤ法により、マスクの開口部を通
じて透明導電膜３の所定部分を還元して絶縁層４として
もよい。
らなる絶縁層４をスクリーン印刷法で形成しているが、
透明導電膜３を形成した後、メタルマスクを用いたスパ
ッタ法またはＰＥＣＶＤ法により、マスクの開口部を通
じて透明導電膜３の所定部分を還元して絶縁層４として
もよい。
【００３１】（実施例２）図４は、本発明による光起電
力素子の他の例の構造を示す断面図である。
力素子の他の例の構造を示す断面図である。
【００３２】図４を参照して、この光起電力素子は、図
１に示す実施例１のようにｎ型結晶シリコン基板１の裏
面全面上に裏面電極を形成する代わりに、ｎ型結晶シリ
コン基板１の裏面上には、ｎ型非晶質シリコン層８が形
成され、さらにその上には、酸化シリコンからなる絶縁
層１４が選択的に設けられている。また、絶縁層１４上
には、裏面電極７が形成され、裏面電極７上には、タブ
１６がハンダ付けされている。
１に示す実施例１のようにｎ型結晶シリコン基板１の裏
面全面上に裏面電極を形成する代わりに、ｎ型結晶シリ
コン基板１の裏面上には、ｎ型非晶質シリコン層８が形
成され、さらにその上には、酸化シリコンからなる絶縁
層１４が選択的に設けられている。また、絶縁層１４上
には、裏面電極７が形成され、裏面電極７上には、タブ
１６がハンダ付けされている。
【００３３】他の構成については、図１に示す実施例１
の光起電力素子と全く同様であるので、その説明は省略
する。
の光起電力素子と全く同様であるので、その説明は省略
する。
【００３４】なお、この実施例２においては、絶縁層１
４は、タブ１６の幅よりも広い幅で形成されているが、
前述した裏面電極７とタブ１６とのハンダ付け部分の位
置に対応して少なくともハンダ付け部分と同一の幅を有
するように形成されていればよい。
４は、タブ１６の幅よりも広い幅で形成されているが、
前述した裏面電極７とタブ１６とのハンダ付け部分の位
置に対応して少なくともハンダ付け部分と同一の幅を有
するように形成されていればよい。
【００３５】（実施例３）図５は、本発明による光起電
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
【００３６】図５を参照して、この光起電力素子は、図
４に示す実施例２のようにｎ型結晶シリコン基板１上に
直接ｐ型非晶質シリコン層２を形成する代わりに、ｎ型
結晶シリコン基板１上には、厚みが約５０Åの真性非晶
質シリコン層９を形成した後、さらにその上に、厚みが
約５０Åのｐ型非晶質シリコン層２を形成している。
４に示す実施例２のようにｎ型結晶シリコン基板１上に
直接ｐ型非晶質シリコン層２を形成する代わりに、ｎ型
結晶シリコン基板１上には、厚みが約５０Åの真性非晶
質シリコン層９を形成した後、さらにその上に、厚みが
約５０Åのｐ型非晶質シリコン層２を形成している。
【００３７】このように、ｎ型結晶シリコン基板１とｐ
型非晶質シリコン層２との間に真性非晶質シリコン層９
を介在させることにより、界面でのキャリアの再結合が
低減される。
型非晶質シリコン層２との間に真性非晶質シリコン層９
を介在させることにより、界面でのキャリアの再結合が
低減される。
【００３８】他の構成については、図４に示す実施例２
の光起電力素子と全く同様であるので、その説明は省略
する。
の光起電力素子と全く同様であるので、その説明は省略
する。
【００３９】なお、図５の光起電力素子において、ｎ型
結晶シリコン基板１とｎ型非晶質シリコン層８との間
に、厚みが約５０Åの真性非晶質シリコン層を設けても
よい。
結晶シリコン基板１とｎ型非晶質シリコン層８との間
に、厚みが約５０Åの真性非晶質シリコン層を設けても
よい。
【００４０】（実施例４）図６は、本発明による光起電
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
【００４１】図６を参照して、この光起電力素子は、図
４に示す実施例２のようにｐ型非晶質シリコン層２上に
透明導電膜３を形成しさらにその上に絶縁層４を形成す
る代わりに、ｐ型非晶質シリコン層２上にまず絶縁層４
を選択的に形成した後、形成された絶縁層４およびｐ型
非晶質シリコン層２の絶縁層４が形成されていない部分
上に、透明導電膜３を形成している。
４に示す実施例２のようにｐ型非晶質シリコン層２上に
透明導電膜３を形成しさらにその上に絶縁層４を形成す
る代わりに、ｐ型非晶質シリコン層２上にまず絶縁層４
を選択的に形成した後、形成された絶縁層４およびｐ型
非晶質シリコン層２の絶縁層４が形成されていない部分
上に、透明導電膜３を形成している。
【００４２】他の構成については、図４に示す実施例２
の光起電力素子と全く同様であるので、その説明は省略
する。
の光起電力素子と全く同様であるので、その説明は省略
する。
【００４３】（実施例５）図７は、本発明による光起電
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
【００４４】図７を参照して、この光起電力素子は、図
６に示す実施例４のようにｎ型結晶シリコン基板１上に
直接ｐ型非晶質シリコン層２を形成する代わりに、ｎ型
結晶シリコン基板１上には、厚みが約５０Åの真性非晶
質シリコン層９を形成した後、さらにその上に、厚みが
約５０Åのｐ型非晶質シリコン層２を形成している。
６に示す実施例４のようにｎ型結晶シリコン基板１上に
直接ｐ型非晶質シリコン層２を形成する代わりに、ｎ型
結晶シリコン基板１上には、厚みが約５０Åの真性非晶
質シリコン層９を形成した後、さらにその上に、厚みが
約５０Åのｐ型非晶質シリコン層２を形成している。
【００４５】このように、ｎ型結晶シリコン基板１とｐ
型非晶質シリコン層２との間に真性非晶質シリコン層９
を介在させることにより、前述のように界面でのキャリ
アの再結合が低減される。
型非晶質シリコン層２との間に真性非晶質シリコン層９
を介在させることにより、前述のように界面でのキャリ
アの再結合が低減される。
【００４６】他の構成については、図６に示す実施例４
の光起電力素子と全く同様であるので、その説明は省略
する。
の光起電力素子と全く同様であるので、その説明は省略
する。
【００４７】（実施例６）図８は、本発明による光起電
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
【００４８】図８を参照して、この光起電力素子は、ｎ
型結晶シリコン基板１上に、ｐ型非晶質シリコン層２、
透明導電膜３および集電極５が順次形成されている。ま
た、集電極５上には、タブ６がハンダ付けされている。
型結晶シリコン基板１上に、ｐ型非晶質シリコン層２、
透明導電膜３および集電極５が順次形成されている。ま
た、集電極５上には、タブ６がハンダ付けされている。
【００４９】ここで、透明導電膜３のうち、前述したハ
ンダ付け部分の直下部分は、絶縁化されて絶縁層２４が
形成されている。
ンダ付け部分の直下部分は、絶縁化されて絶縁層２４が
形成されている。
【００５０】なお、この実施例６においては、絶縁層２
４はタブ６もしくは集電極５のバスバー５ａの幅よりも
広い幅で形成されているが、絶縁層２４は、前述した集
電極５とタブ６とのハンダ付け部分の位置に対応して少
なくともハンダ付け部分と同一の幅を有するように形成
されていればよい。
４はタブ６もしくは集電極５のバスバー５ａの幅よりも
広い幅で形成されているが、絶縁層２４は、前述した集
電極５とタブ６とのハンダ付け部分の位置に対応して少
なくともハンダ付け部分と同一の幅を有するように形成
されていればよい。
【００５１】次に、このように構成される光起電力素子
の製造方法について、以下に説明する。
の製造方法について、以下に説明する。
【００５２】まず、前述した図３（ａ）に示す実施例１
と同様にして、ｎ型結晶シリコン基板１上に、ｐ型非晶
質シリコン層２および透明導電膜３を順次形成する。
と同様にして、ｎ型結晶シリコン基板１上に、ｐ型非晶
質シリコン層２および透明導電膜３を順次形成する。
【００５３】次に、透明導電膜３の所定部分を、メタル
マスクを用いて、マスクの開口部のみを水素プラズマに
晒すことにより、絶縁化するように部分的に還元し、絶
縁層２４を形成する。
マスクを用いて、マスクの開口部のみを水素プラズマに
晒すことにより、絶縁化するように部分的に還元し、絶
縁層２４を形成する。
【００５４】その後、前述した実施例１と同様にして、
集電極５を形成し、タブ６をハンダ付けする。
集電極５を形成し、タブ６をハンダ付けする。
【００５５】なお、絶縁層２４は、後工程でのタブ接続
時にハンダ付けする部分の位置に対応して、少なくとも
ハンダ付け部分と同一の幅を有するように形成する。
時にハンダ付けする部分の位置に対応して、少なくとも
ハンダ付け部分と同一の幅を有するように形成する。
【００５６】また、上述した実施例はいずれも、結晶シ
リコン基板１の表面形状がフラットなものを前提として
いるが、D. L. King et al., 22th IEEE PVSC, 1991, p
p.303-308 に記載のテクスチャー形状や、M. A. Green
et al., 22th IEEE PVSC, 1991, pp.46-53に記載のフィ
ンガ電極埋込型の形状についても、本発明は同様に適用
できる。
リコン基板１の表面形状がフラットなものを前提として
いるが、D. L. King et al., 22th IEEE PVSC, 1991, p
p.303-308 に記載のテクスチャー形状や、M. A. Green
et al., 22th IEEE PVSC, 1991, pp.46-53に記載のフィ
ンガ電極埋込型の形状についても、本発明は同様に適用
できる。
【００５７】（評価）実施例３のタブがハンダ付けされ
た光起電力素子（表１において「本発明」と示す）につ
いて、セルの出力特性を調べた。なお、ｎ型結晶シリコ
ン基板１の裏面には、実施例１のように全面に裏面電極
７を形成したものを用いた。
た光起電力素子（表１において「本発明」と示す）につ
いて、セルの出力特性を調べた。なお、ｎ型結晶シリコ
ン基板１の裏面には、実施例１のように全面に裏面電極
７を形成したものを用いた。
【００５８】比較のため、図９に示す従来構造のセル、
すなわち、絶縁層４形成後に非晶質シリコン層２を形成
した光起電力素子（表１において「従来」と示す）の出
力特性も調べた。なお、この従来構造の光起電力素子の
作製においては、絶縁層４の形成前後に、ｎ型結晶シリ
コン基板１に有機洗浄およびフッ酸洗浄を施した。
すなわち、絶縁層４形成後に非晶質シリコン層２を形成
した光起電力素子（表１において「従来」と示す）の出
力特性も調べた。なお、この従来構造の光起電力素子の
作製においては、絶縁層４の形成前後に、ｎ型結晶シリ
コン基板１に有機洗浄およびフッ酸洗浄を施した。
【００５９】さらに、比較のため、絶縁層を全く設けな
い光起電力素子（表１において「絶縁層なし」と示す）
の出力特性についても調べた。
い光起電力素子（表１において「絶縁層なし」と示す）
の出力特性についても調べた。
【００６０】開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、短絡電流Ｉｓｃ
（ｍＡ／ｃｍ2 ）、曲線因子Ｆ．Ｆ．、変換効率（％）
および歩留りの結果を、表１に示す。
（ｍＡ／ｃｍ2 ）、曲線因子Ｆ．Ｆ．、変換効率（％）
および歩留りの結果を、表１に示す。
【００６１】なお、表１中、歩留りの欄において８／９
とあるのは、９個のセルのうち、短絡を生じなかったセ
ルの数が８個であることを示している。また、出力特性
は、短絡を生じなかったセルの出力特性の平均値であ
る。
とあるのは、９個のセルのうち、短絡を生じなかったセ
ルの数が８個であることを示している。また、出力特性
は、短絡を生じなかったセルの出力特性の平均値であ
る。
【００６２】
【表１】
【００６３】表１より明らかなように、本発明による光
起電力素子は、変換効率は絶縁層のないセルと同等の値
を維持しつつ、歩留りは従来構造と同等の高い値が得ら
れることがわかる。
起電力素子は、変換効率は絶縁層のないセルと同等の値
を維持しつつ、歩留りは従来構造と同等の高い値が得ら
れることがわかる。
【００６４】すなわち、本発明によれば、従来構造に比
べて、非晶質半導体層の段差切れが生じることもなく、
また結晶半導体層の表面が金属や有機物の汚染を受ける
可能性を小さくでき、また、洗浄工程を一部簡略化する
ことができる。このため、従来構造と比べて高い変換効
率を有する光起電力素子を、簡便な工程で製造すること
ができる。しかも、本発明によれば、タブ付け後のセル
の短絡を防止する効果については、従来構造と同様の効
果を保つことができる。
べて、非晶質半導体層の段差切れが生じることもなく、
また結晶半導体層の表面が金属や有機物の汚染を受ける
可能性を小さくでき、また、洗浄工程を一部簡略化する
ことができる。このため、従来構造と比べて高い変換効
率を有する光起電力素子を、簡便な工程で製造すること
ができる。しかも、本発明によれば、タブ付け後のセル
の短絡を防止する効果については、従来構造と同様の効
果を保つことができる。
【００６５】なお、以上の実施例では結晶シリコンと非
晶質半導体とからなる光起電力素子について説明した
が、これに限るものではなく、一導電性の非晶質半導体
層上にタブをハンダ付けしたものであればよい。たとえ
ば、非晶質半導体のみからなる光起電力素子や、化合物
半導体と非晶質半導体とからなる光起電力素子について
も、本発明を適用することができる。
晶質半導体とからなる光起電力素子について説明した
が、これに限るものではなく、一導電性の非晶質半導体
層上にタブをハンダ付けしたものであればよい。たとえ
ば、非晶質半導体のみからなる光起電力素子や、化合物
半導体と非晶質半導体とからなる光起電力素子について
も、本発明を適用することができる。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高い変換効率を有するとともに、タブをハンダ付けする
際のセルの短絡を有効に防止することができる光起電力
素子が得られる。
高い変換効率を有するとともに、タブをハンダ付けする
際のセルの短絡を有効に防止することができる光起電力
素子が得られる。
【図１】本発明による光起電力素子の一例の構造を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】図１に示す光起電力素子の斜視図である。
【図３】図１および図２に示す光起電力素子を製造する
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
【図４】本発明による光起電力素子の他の例の構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】本発明による光起電力素子のさらに他の例の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図６】本発明による光起電力素子のさらに他の例の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図７】本発明による光起電力素子のさらに他の例の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図８】本発明による光起電力素子のさらに他の例の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図９】従来の光起電力素子の一例の構造を示す断面図
である。
である。
１ ｎ型結晶シリコン基板 ２ ｐ型非晶質シリコン層 ３ 透明導電膜 ４，１４ 絶縁層 ５ 集電極 ５ａ バスバー ５ｂ フィンガ ６，１６ タブ ７ 裏面電極 ８ ｎ型非晶質シリコン層 ９ 真性非晶質シリコン層 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (5)
- 【請求項１】 光入射側に設けられた一導電型の非晶質
半導体層上に、集電極と、該集電極上の一部にハンダ付
けにより電気的に接続されたタブと、を備えた光起電力
素子であって、 前記非晶質半導体層と集電極との間に、前記ハンダ付け
の部分に対応して絶縁層が形成された、光起電力素子。 - 【請求項２】 前記非晶質半導体層と前記絶縁層との間
に、透明導電膜が形成された、請求項１記載の光起電力
素子。 - 【請求項３】 前記絶縁層と前記集電極との間に、透明
導電膜が形成された、請求項１記載の光起電力素子。 - 【請求項４】 光入射側に設けられた一導電型の非晶質
半導体層上に、透明導電膜と、集電極と、該集電極上の
一部にハンダ付けにより電気的に接続されたタブと、を
この順に備えた光起電力素子であって、 前記透明導電膜のうち、前記ハンダ付けの部分に対応し
た部分が絶縁化されている、光起電力素子。 - 【請求項５】 光透過側に設けられた一導電型の非晶質
半導体層上に、裏面電極と、該裏面電極上にハンダ付け
により電気的に接続されたタブと、を備えた光起電力素
子であって、 前記非晶質半導体層と裏面電極との間に、前記ハンダ付
けの部分に対応して絶縁層が形成された、光起電力素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272382A JPH09116179A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272382A JPH09116179A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 光起電力素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09116179A true JPH09116179A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17513113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7272382A Withdrawn JPH09116179A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09116179A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005004242A3 (en) * | 2003-06-25 | 2005-04-14 | Boeing Co | Solar cell with an electrically insulating layer under the busbar |
| JP2011009616A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池 |
| CN102354710A (zh) * | 2006-01-24 | 2012-02-15 | 三洋电机株式会社 | 光电动势模块 |
| JP2012191186A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-10-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
| EP2704202A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-05 | LG Electronics, Inc. | Solar cell |
| JP2014063979A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-04-10 | Lg Electronics Inc | 太陽電池及びその製造方法 |
| US8728880B2 (en) | 2010-12-17 | 2014-05-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Graphene electronic device and method of fabricating the same |
| JPWO2013073211A1 (ja) * | 2011-11-18 | 2015-04-02 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
| JP2015126171A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | 株式会社カネカ | 結晶シリコン系太陽電池および太陽電池モジュール |
| CN112750915A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-05-04 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种薄膜砷化镓太阳电池上电极及其制备方法 |
-
1995
- 1995-10-20 JP JP7272382A patent/JPH09116179A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007525006A (ja) * | 2003-06-25 | 2007-08-30 | ザ・ボーイング・カンパニー | 母線の下方に電気絶縁層を備えた太陽電池 |
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| JP2016106434A (ja) * | 2011-02-21 | 2016-06-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 光電変換装置 |
| JPWO2013073211A1 (ja) * | 2011-11-18 | 2015-04-02 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
| KR20140029722A (ko) * | 2012-08-29 | 2014-03-11 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 |
| EP2704202A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-05 | LG Electronics, Inc. | Solar cell |
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| JP2015126171A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | 株式会社カネカ | 結晶シリコン系太陽電池および太陽電池モジュール |
| CN112750915A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-05-04 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种薄膜砷化镓太阳电池上电极及其制备方法 |
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