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JP2006222384A - Integrated thin film solar cell and manufacturing method thereof - Google Patents

Integrated thin film solar cell and manufacturing method thereof Download PDF

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JP2006222384A
JP2006222384A JP2005036497A JP2005036497A JP2006222384A JP 2006222384 A JP2006222384 A JP 2006222384A JP 2005036497 A JP2005036497 A JP 2005036497A JP 2005036497 A JP2005036497 A JP 2005036497A JP 2006222384 A JP2006222384 A JP 2006222384A
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Japan
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film
electrode film
electrode
semiconductor film
semiconductor
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JP2005036497A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Shimakawa
伸一 島川
Shigeo Hayashi
茂生 林
Takayuki Negami
卓之 根上
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】直列接続構造でモジュールを作製する際に、半導体膜が積層する部分の洩れ電流を低減した集積型薄膜太陽電池及びその製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁性基板(10)上に順次積層された第1の電極膜(11)、半導体膜(12)及び第2の電極膜(13)を含み、第1の電極膜(11)に基板を露出するようにストライプ状に分割し(13p)、半導体膜を積層して第1の電極膜の分割溝と隣接・平行に第1の電極膜表面を露出するようにストライプ状に分割し(12p)、第2の電極膜を積層した上に半導体膜の分割溝に隣接・平行に分割して第1の電極膜(11)と第2の電極膜(13)とを電気的に直列接続させ、少なくとも第1の電極膜の分割溝(13p)上に積層された半導体膜の抵抗率ρ1をユニットセル(14)上の第1の電極膜に接して積層された半導体膜の抵抗率ρ2よりも大きくする。
【選択図】 図1
An object of the present invention is to provide an integrated thin-film solar cell and a method of manufacturing the same, in which leakage current is reduced at a portion where semiconductor films are stacked when a module is manufactured with a series connection structure.
A first electrode film (11) includes a first electrode film (11), a semiconductor film (12), and a second electrode film (13) sequentially stacked on an insulating substrate (10). Dividing into stripes so that the substrate is exposed (13p), stacking the semiconductor film and dividing into stripes so that the surface of the first electrode film is exposed adjacent to and parallel to the dividing groove of the first electrode film (12p), and the first electrode film (11) and the second electrode film (13) are electrically separated by laminating the second electrode film on and adjacent to and parallel to the dividing groove of the semiconductor film. The resistivity ρ1 of the semiconductor film that is connected in series and stacked on at least the dividing groove (13p) of the first electrode film is the resistance of the semiconductor film stacked in contact with the first electrode film on the unit cell (14). It is made larger than the rate ρ2.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、太陽電池に関し、例えば半導体層が薄膜の光吸収層とする集積型の直列接続した太陽電池及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a solar cell, for example, an integrated series-connected solar cell in which a semiconductor layer is a thin light absorption layer and a method for manufacturing the same.

薄膜で作製された太陽電池の場合は、従来からガラス基板等の絶縁性基板に薄膜を積層し、短冊状に分割して直列接続を行い、高電圧な集積型太陽電池の作製を行ってきた。第1の電極膜をストライプ状に分割し、その上に半導体膜を積層して第1の電極膜の溝に隣接して分割し、さらに第2の電極膜を積層し半導体膜の分割した溝に隣接して分割し、電極膜同士の接触によって直列接続を行っている(特許文献1)。   In the case of solar cells made of thin films, a thin film is conventionally laminated on an insulating substrate such as a glass substrate, divided into strips and connected in series, and high voltage integrated solar cells have been produced. . The first electrode film is divided into stripes, a semiconductor film is stacked thereon and divided adjacent to the groove of the first electrode film, and the second electrode film is further stacked and the semiconductor film is divided into grooves. Are adjacent to each other and are connected in series by contact between the electrode films (Patent Document 1).

従来の集積型直列接続太陽電池の構造と製造方法について、Ib族、IIIbとVIb族元素からなる化合物半導体薄膜(カルコパイライト構造半導体薄膜)であるCuInSe2(CIS)又はGaを固溶したCu(In,Ga)Se2(CIGS)、あるいはCuInS2を光吸収層に用いた場合の例を図4A−Eにより説明する。図4Aに示すように、絶縁性基板1上に第1の電極膜2となるMo膜などをスパッタリング法によって形成した後、上記Mo膜等にパターニングで短冊状の第1の電極膜2を形成する。パターニング後、図4Bに示すように、蒸着法、スパッタリング法又は化学析出法などによってp型Cu(In,Ga)Se2薄膜と、n型II族とVI族を含む化合物薄膜との積層膜からなる半導体膜3を形成する。その後、図4Cに示すように、第1の電極膜の分割溝に隣接し同じくストライプ状に半導体膜3のパターニングを行う。その後、図4Dに示すように、第2の電極膜4として透明導電膜、例えばZnO膜やITO膜を形成する。そして、図4Eに示すように、半導体膜の分割溝に隣接して、第2の電極膜4をパターニングによって短冊状に分割する。図4Eの集積型薄膜太陽電池では、各ユニットセル5の第2の電極膜4が、隣接するユニットセル5の第1の電極膜2と接続することによって、各ユニットセル5が直列接続している。図4A,C及び図4Eの工程において、薄膜のパターニングはレーザビームの照射による除去や、カッターナイフやニードルのようなものでのメカニカルパターニングが行われている。半導体膜3がアモルファスシリコン膜の場合は、第1の電極膜2が透明導電膜であり、第2の電極膜4には金属電極膜が用いられる。
特公平4-72392号公報
Regarding the structure and manufacturing method of a conventional integrated series-connected solar cell, CuInSe 2 (CIS), which is a compound semiconductor thin film (chalcopyrite structure semiconductor thin film) composed of Ib group, IIIb and VIb group elements, or Cu in which Ga is dissolved ( An example in the case of using In, Ga) Se 2 (CIGS) or CuInS 2 for the light absorption layer will be described with reference to FIGS. 4A to 4E. As shown in FIG. 4A, after a Mo film or the like to be the first electrode film 2 is formed on the insulating substrate 1 by sputtering, the strip-shaped first electrode film 2 is formed by patterning on the Mo film or the like. To do. After patterning, as shown in FIG. 4B, from a laminated film of a p-type Cu (In, Ga) Se 2 thin film and a compound thin film containing an n-type II group and VI group by vapor deposition, sputtering, chemical deposition, or the like. A semiconductor film 3 is formed. Thereafter, as shown in FIG. 4C, the semiconductor film 3 is patterned in the same stripe shape adjacent to the dividing groove of the first electrode film. Thereafter, as shown in FIG. 4D, a transparent conductive film such as a ZnO film or an ITO film is formed as the second electrode film 4. Then, as shown in FIG. 4E, the second electrode film 4 is divided into strips by patterning adjacent to the dividing grooves of the semiconductor film. In the integrated thin film solar cell of FIG. 4E, each unit cell 5 is connected in series by connecting the second electrode film 4 of each unit cell 5 to the first electrode film 2 of the adjacent unit cell 5. Yes. 4A, 4C, and 4E, thin film patterning is performed by laser beam irradiation or mechanical patterning with a cutter knife or needle. When the semiconductor film 3 is an amorphous silicon film, the first electrode film 2 is a transparent conductive film, and the second electrode film 4 is a metal electrode film.
Japanese Patent Publication No. 4-72392

上記従来技術では直列接続構造でモジュールを作製する際に、第1の電極膜を分割した溝に半導体膜が積層するため、その半導体膜が積層する部分に洩れ電流が発生し、完全なセルより多くの洩れ電流が流れる。直接接続部は発電に寄与しない非発電領域なため、できる限り小さくすることが求められるが、第1の電極膜の分割溝の幅は、洩れ電流を低減するために一定の幅以下には低減できなかった。   In the above prior art, when a module is manufactured in a series connection structure, a semiconductor film is stacked in a groove obtained by dividing the first electrode film, so that a leakage current is generated in a portion where the semiconductor film is stacked, and a complete cell is used. A lot of leakage current flows. Since the direct connection portion is a non-power generation region that does not contribute to power generation, it is required to be as small as possible. However, the width of the first electrode film dividing groove is reduced below a certain width in order to reduce leakage current. could not.

本発明は、前記従来の問題を解決するため、第1の電極膜を分割した溝に積層された半導体膜を流れる洩れ電流を低減し、さらに第1の電極膜の溝幅を現状よりも狭くすることで非発電領域を低減して、変換効率を向上させた太陽電池及びその製造方法を提供する。   In order to solve the above-described conventional problems, the present invention reduces the leakage current flowing through the semiconductor film stacked in the groove obtained by dividing the first electrode film, and further narrows the groove width of the first electrode film. The solar cell which reduced the non-power generation area | region and improved the conversion efficiency, and its manufacturing method are provided.

本発明の集積型薄膜太陽電池は、直列接続された2以上のユニットセルを絶縁性基板に形成する集積型薄膜太陽電池において、前記絶縁性基板上に順次積層された第1の電極膜、半導体膜及び第2の電極膜を含み、前記第1の電極膜に基板を露出するようにストライプ状に分割し、半導体膜を積層して第1の電極膜の分割溝と隣接しかつ平行に第1の電極膜表面を露出するようにストライプ状に分割し、第2の電極膜を積層した上に半導体膜の分割溝に隣接しかつ平行に分割して第1の電極膜と第2の電極膜とを電気的に直列接続させ、
少なくとも第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜の抵抗率ρ1がユニットセル上の第1の電極膜に接して積層された半導体膜の抵抗率ρ2よりも大きいことを特徴とする。
The integrated thin film solar cell of the present invention is an integrated thin film solar cell in which two or more unit cells connected in series are formed on an insulating substrate. The first electrode film and the semiconductor sequentially stacked on the insulating substrate Including a film and a second electrode film, and is divided into stripes so as to expose the substrate to the first electrode film, and a semiconductor film is laminated to be adjacent to and parallel to the dividing groove of the first electrode film. The first electrode film and the second electrode are divided into stripes so as to expose the surface of the first electrode film, the second electrode film is laminated, and the first electrode film and the second electrode are divided in parallel and adjacent to the dividing groove of the semiconductor film. Electrically connect the membrane in series,
The resistivity ρ1 of the semiconductor film stacked at least on the dividing groove of the first electrode film is larger than the resistivity ρ2 of the semiconductor film stacked in contact with the first electrode film on the unit cell.

本発明の集積型薄膜太陽電池の製造方法は、直列接続された2以上のユニットセルを絶縁性基板に形成する集積型薄膜太陽電池の製造方法において、前記絶縁性基板上に第1の電極膜を形成した後、前記第1の電極膜の一部をストライプ状に除去して前記第1の電極膜を短冊状に分割する第1の工程と、前記第1の電極膜上にpn接合を含む半導体膜を形成したのち、前記半導体膜の一部をストライプ状に除去することによって前記半導体膜を短冊状に分割する第2の工程と、前記半導体膜上及び前記半導体膜が除去されて露出した前記第1の電極膜上に第2の電極膜を形成したのち前記第2の電極膜の一部をストライプ状に除去することによって前記第2の電極膜を短冊状に分割する第3の工程を含み、第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜を、半導体膜を短冊状に分割する前に高抵抗化することを特徴とする。   The method for manufacturing an integrated thin film solar cell according to the present invention is the method for manufacturing an integrated thin film solar cell in which two or more unit cells connected in series are formed on an insulating substrate, wherein the first electrode film is formed on the insulating substrate. After forming the first electrode film, a part of the first electrode film is striped to divide the first electrode film into strips, and a pn junction is formed on the first electrode film. A second step of dividing the semiconductor film into strips by removing a part of the semiconductor film after forming a semiconductor film including the semiconductor film, and removing the semiconductor film on the semiconductor film and exposing the semiconductor film Forming a second electrode film on the first electrode film, and then removing a part of the second electrode film in a stripe shape to divide the second electrode film into a strip shape; Including a step, and laminated on the dividing groove of the first electrode film. A semiconductor film, characterized by high resistance prior to dividing the semiconductor film into strips.

本発明の別の集積型薄膜太陽電池の製造方法は、直列接続された2以上のユニットセルを絶縁性基板に形成する集積型薄膜太陽電池において、前記絶縁性基板上に第1の電極膜を形成した後、前記第1の電極膜の一部をストライプ状に除去して前記第1の電極膜を短冊状に分割する第1の工程と、前記第1の電極膜上にpn接合を含む半導体膜を形成したのち、前記半導体膜の一部をストライプ状に除去することによって前記半導体膜を短冊状に分割する第2の工程と、前記半導体膜上及び前記半導体膜が除去されて露出した前記第1の電極膜上に第2の電極膜を形成したのち前記第2の電極膜の一部をストライプ状に除去することによって前記第2の電極膜を短冊状に分割する第3の工程を含み、第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜を、半導体膜を短冊状にレーザビームを照射して分割する時に酸素ガス(O2)を同時にあてて酸化物を形成して、高抵抗化することを特徴とする。 Another method of manufacturing an integrated thin film solar cell according to the present invention is an integrated thin film solar cell in which two or more unit cells connected in series are formed on an insulating substrate, wherein the first electrode film is formed on the insulating substrate. After forming, a first step of removing a part of the first electrode film in a stripe shape to divide the first electrode film into a strip shape, and including a pn junction on the first electrode film After forming the semiconductor film, a second step of dividing the semiconductor film into strips by removing a part of the semiconductor film in stripes, and the semiconductor film and the semiconductor film are removed and exposed A third step of dividing the second electrode film into strips by forming a second electrode film on the first electrode film and then removing a part of the second electrode film in a stripe shape. And is laminated on the dividing groove of the first electrode film Membrane, forming an oxide by applying oxygen gas (O 2) at the same time when the division is irradiated with a laser beam a semiconductor film into strips, characterized by high resistance.

本発明は、第1の電極膜を分割した溝に積層した部分の半導体膜を高抵抗化するため、第1の電極溝間の半導体膜に流れる洩れ電流が低減することができる。さらに洩れ電流の低減が可能なため、第1の電極溝の溝幅が低減可能なため、非発電領域が低減され、発電される電流が増える。これら2つの効果でモジュールの変換効率が向上する。   According to the present invention, since the resistance of the semiconductor film in the portion where the first electrode film is laminated in the divided grooves is increased, the leakage current flowing in the semiconductor film between the first electrode grooves can be reduced. Furthermore, since the leakage current can be reduced, the groove width of the first electrode groove can be reduced, so that the non-power generation region is reduced and the generated current increases. These two effects improve the conversion efficiency of the module.

本発明の太陽電池は、半導体膜が複数積層されて状態で形成されている場合には第1の電極膜に接して形成されている半導体膜aについて、第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜aの抵抗率ρ1がユニットセル上の第1の電極膜に接して積層された半導体膜aの抵抗率ρ2よりも大きい。   In the solar cell of the present invention, in the case where a plurality of semiconductor films are stacked, the semiconductor film a formed in contact with the first electrode film is stacked on the dividing groove of the first electrode film. The resistivity ρ1 of the formed semiconductor film a is larger than the resistivity ρ2 of the semiconductor film a stacked in contact with the first electrode film on the unit cell.

本発明の太陽電池においては、前記第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜aのキャリア密度は、1×1015/cm3以下であることが好ましい。現在の太陽電池のキャリア密度は1×1016/cm3以上であることが多いため、1×1015/cm3以下では移動度が同じ場合には抵抗が10倍となり第1の電極溝の幅は1/10にすることが可能になる。そのため、非発電領域の低減が可能であり、発電領域が増加し、エネルギー変換効率は向上する。以上の理由によりキャリア密度は×1015/cm3以下であることが好ましい。また第1の電極溝の幅を低減できない場合でも、第1の電極膜の溝間を流れる洩れ電流が1/10になるため、シャント抵抗(並列抵抗)が改善されるため、電流−電圧特性が改善され、並列抵抗が200Ω・cm2の時は2000Ω・cm2となり、変換効率は0.2〜0.5%程度改善される。 In the solar cell of the present invention, the carrier density of the semiconductor film a stacked on the dividing groove of the first electrode film is preferably 1 × 10 15 / cm 3 or less. Since the current solar cell carrier density is often 1 × 10 16 / cm 3 or more, if the mobility is the same at 1 × 10 15 / cm 3 or less, the resistance becomes 10 times and the first electrode groove The width can be reduced to 1/10. Therefore, the non-power generation area can be reduced, the power generation area is increased, and the energy conversion efficiency is improved. For the above reasons, the carrier density is preferably not more than × 10 15 / cm 3 . Even when the width of the first electrode groove cannot be reduced, the leakage current flowing between the grooves of the first electrode film becomes 1/10, and the shunt resistance (parallel resistance) is improved. When the parallel resistance is 200 Ω · cm 2 , it becomes 2000 Ω · cm 2 , and the conversion efficiency is improved by about 0.2 to 0.5%.

また、前記第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜aの移動度が5cmV・s以下であることが好ましい。現在の薄膜太陽電池のP形の半導体層の移動度は10〜20cmV・s以上であることが多い。キャリア密度を一定とすると、移動度は5cmV・s以下である場合は、抵抗はキャリア密度と移動度の積であるため、抵抗は2倍となる。抵抗が2倍となり第1の電極溝の幅は1/2にすることが可能になる。そのため、非発電領域の低減が可能であり、発電領域が増加し、エネルギー変換効率は向上する。そのためにそのため移動度は5cmV・s以下であることが望ましい。   The mobility of the semiconductor film a stacked on the dividing groove of the first electrode film is preferably 5 cmV · s or less. The mobility of the P-type semiconductor layer of current thin-film solar cells is often 10 to 20 cmV · s or more. Assuming that the carrier density is constant, when the mobility is 5 cmV · s or less, the resistance is the product of the carrier density and the mobility, so the resistance is doubled. The resistance is doubled, and the width of the first electrode groove can be halved. Therefore, the non-power generation area can be reduced, the power generation area is increased, and the energy conversion efficiency is improved. Therefore, the mobility is preferably 5 cmV · s or less.

また、半導体膜がIb族元素とIIIb族元素とVIb族元素とを含む化合物半導体膜、II族とVI族元素とを含む化合物半導体膜、アモルファスシリコン薄膜、多結晶シリコン薄膜、微結晶シリコン薄膜の内の少なくとも1つの太陽電池用薄膜であることが好ましい。特に光電変換効果がある光吸収性のより高い半導体材料、例えば可視域での光吸収係数が1×103(cm-1)以上の材料が望ましい。 In addition, a compound semiconductor film containing a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element, a compound semiconductor film containing a group II and group VI element, an amorphous silicon thin film, a polycrystalline silicon thin film, and a microcrystalline silicon thin film. Of these, at least one thin film for solar cell is preferred. In particular, a semiconductor material having a photoelectric conversion effect and a higher light absorption property, for example, a material having a light absorption coefficient in the visible range of 1 × 10 3 (cm −1 ) or more is desirable.

本発明の太陽電池の製造方法では、前記半導体膜がIb族元素とIIIb族元素とVIb族元素とを含む化合物半導体膜の場合に、前記絶縁性基板上に第1の電極膜を形成した後、前記第1の電極膜の一部をストライプ状に除去して前記第1の電極膜を短冊状に分割する第1の工程と、前記第1の電極膜上にpn接合を含む半導体膜を形成したのち、前記第1の電極膜の溝上に積層された半導体膜にレーザビームを照射しながら酸素ガス(O2)を同時にあてて酸化物を形成することが好ましい。この時、レーザビームの熱による酸化反応で高抵抗な酸化物が形成される。一般的に酸化膜は高バンドギャップになるため、高抵抗になりやすい。 In the method for manufacturing a solar cell according to the present invention, when the semiconductor film is a compound semiconductor film containing a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element, the first electrode film is formed on the insulating substrate. A first step of removing a part of the first electrode film in a stripe shape to divide the first electrode film into a strip shape, and a semiconductor film including a pn junction on the first electrode film After the formation, it is preferable to form an oxide by simultaneously applying an oxygen gas (O 2 ) while irradiating the semiconductor film laminated on the groove of the first electrode film with a laser beam. At this time, an oxide having high resistance is formed by an oxidation reaction caused by the heat of the laser beam. Since an oxide film generally has a high band gap, it tends to have a high resistance.

本発明の太陽電池の製造方法では、前記半導体膜がアモルファスシリコン薄膜、多結晶シリコン薄膜、又は微結晶シリコン薄膜の場合に、前記絶縁性基板上に第1の電極膜を形成した後、前記第1の電極膜の一部をストライプ状に除去して前記第1の電極膜を短冊状に分割する第1の工程と、前記第1の電極膜上にpn接合を含む半導体膜を形成したのち、さらに半導体膜を形成する際に前記第1の電極膜の溝上に積層された半導体膜の部分のみ集束イオンビーム(FIB)によって、半導体層の表面側がN型ならばBイオンやAlイオンを、P型ならばNイオンやPイオンを打ち込み高抵抗化することが好ましい。N型の半導体層の場合はP型用添加物をドーピングすることで高抵抗のI型にしている。同じくP型の半導体層の場合はN型用添加物をドーピングすることで同じく高抵抗のI型にしている。   In the method for manufacturing a solar cell according to the present invention, when the semiconductor film is an amorphous silicon thin film, a polycrystalline silicon thin film, or a microcrystalline silicon thin film, after forming the first electrode film on the insulating substrate, A first step of removing a part of the first electrode film in a stripe shape to divide the first electrode film into strips, and forming a semiconductor film including a pn junction on the first electrode film Further, when forming the semiconductor film, if only the portion of the semiconductor film laminated on the groove of the first electrode film is focused ion beam (FIB), if the surface side of the semiconductor layer is N-type, B ions and Al ions are In the case of the P type, it is preferable to increase the resistance by implanting N ions or P ions. In the case of an N-type semiconductor layer, a high-resistance I-type is formed by doping a P-type additive. Similarly, in the case of a P-type semiconductor layer, an N-type additive is doped to obtain a high-resistance I-type.

本発明の太陽電池の製造方法では、前記半導体膜がアモルファスシリコン薄膜、多結晶シリコン薄膜、微結晶シリコン薄膜の場合に、第1電極膜に接する面がp型ならばNやPなどV族元素を含む膜を、n型ならばBやAlなどIII族元素を含む膜を前記絶縁性基板上と第1の電極膜の間に形成し、前記第1の電極膜に前記の膜を露出するようにストライプ状に分割し、さらに半導体膜を形成する際に前記第1の電極膜の溝上に積層された半導体膜を高抵抗化することが好ましい。同じ工程で高抵抗化することが低コスト化になる。   In the method for manufacturing a solar cell of the present invention, when the semiconductor film is an amorphous silicon thin film, a polycrystalline silicon thin film, or a microcrystalline silicon thin film, if the surface in contact with the first electrode film is p-type, a group V element such as N or P In the case of n-type, a film containing a group III element such as B or Al is formed between the insulating substrate and the first electrode film, and the film is exposed to the first electrode film. When the semiconductor film is divided into stripes and further formed, it is preferable to increase the resistance of the semiconductor film stacked on the groove of the first electrode film. Increasing the resistance in the same process reduces the cost.

また、直列接続された2以上のユニットセルを絶縁性基板に形成する集積型薄膜太陽電池において、前記絶縁性基板上に第1の電極膜を形成した後、前記第1の電極膜の一部をストライプ状に除去して前記第1の電極膜を短冊状に分割する第1の工程と、前記第1の電極膜上にpn接合を含む半導体膜を形成したのち、前記半導体膜の一部をストライプ状に除去することによって前記半導体膜を短冊状に分割する第2の工程と、前記半導体膜上及び前記半導体膜が除去されて露出した前記第1の電極膜上に第2の電極膜を形成したのち前記第2の電極膜の一部をストライプ状に除去することによって前記第2の電極膜を短冊状に分割する第3の工程を含み、第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜を、半導体膜を短冊状にレーザビームを照射して分割する時に酸素ガス(O2)を同時にあてて酸化物を形成して、高抵抗化させることか好ましい。この時、レーザビームの熱による酸化反応で高抵抗な酸化物が形成される。 Further, in an integrated thin film solar cell in which two or more unit cells connected in series are formed on an insulating substrate, after forming the first electrode film on the insulating substrate, a part of the first electrode film A first step of dividing the first electrode film into strips by forming a semiconductor film including a pn junction on the first electrode film, and a part of the semiconductor film A second step of dividing the semiconductor film into strips by removing the stripes, and a second electrode film on the semiconductor film and on the first electrode film exposed by removing the semiconductor film A third step of dividing the second electrode film into strips by removing a part of the second electrode film in a stripe shape, and laminating on the dividing groove of the first electrode film Laser beam into a strip of semiconductor film By applying oxygen gas (O 2) at the same time to form an oxide when dividing by irradiating it or preferably to high resistance. At this time, an oxide having high resistance is formed by an oxidation reaction caused by the heat of the laser beam.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態において、同一の部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the following embodiments, the same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(実施形態1)
実施形態1では、本発明の太陽電池の構造と製造方法についての一例として、光吸収層としてIb族元素とIIIb族元素とVIb族元素とを含む化合物半導体膜を用いた場合について説明する。図1に構造の断面図を示す。
(Embodiment 1)
In Embodiment 1, a case where a compound semiconductor film containing a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element is used as a light absorption layer will be described as an example of the structure and manufacturing method of the solar cell of the present invention. FIG. 1 shows a cross-sectional view of the structure.

絶縁性基板10は従来のガラス基板だけでなく、表面に高抵抗の絶縁膜が形成された基板又は表面が絶縁処理された基板でもよい。図1に示すように、絶縁性基板10上に第1の電極膜11として例えばMo膜を形成され、ユニットセル幅に合わせて分割されている。その上にp型半導体膜として、カルコパイライト構造半導体薄膜、例えばCuInSe2(CIS)膜あるいはGaを固溶したCu(In,Ga)Se2(CIGS)膜が積層されている。さらにn型半導体膜として、例えば、CdS、ZnO、ZnMgO、Zn(O,OH)、Zn(O,OH,S)等の少なくともII族とVI族の元素を含む化合物層を薄く形成し、pn接合を含む半導体膜12とする。半導体膜12の分割溝12pをストライプ状に第1の電極膜11の分割溝11pに隣接して形成されている。第2の電極膜13の分割溝13pは溝12pに隣接するように形成される。このようにして、各太陽電池ユニットの第2の電極膜は、隣接する太陽電池ユニットセル14の第1の電極膜と接続されており、これによって隣接する太陽電池ユニットが直接接続されている。 The insulating substrate 10 may be not only a conventional glass substrate but also a substrate having a high resistance insulating film formed on the surface or a substrate having an insulating surface. As shown in FIG. 1, a Mo film, for example, is formed as a first electrode film 11 on an insulating substrate 10 and is divided in accordance with the unit cell width. On top of that, a chalcopyrite structure semiconductor thin film, for example, a CuInSe 2 (CIS) film or a Cu (In, Ga) Se 2 (CIGS) film in which Ga is dissolved is laminated as a p-type semiconductor film. Further, as an n-type semiconductor film, for example, a compound layer containing at least a group II and group VI element such as CdS, ZnO, ZnMgO, Zn (O, OH), Zn (O, OH, S) is formed thinly, and pn The semiconductor film 12 includes a junction. The dividing grooves 12p of the semiconductor film 12 are formed in stripes adjacent to the dividing grooves 11p of the first electrode film 11. The dividing groove 13p of the second electrode film 13 is formed adjacent to the groove 12p. In this way, the second electrode film of each solar cell unit is connected to the first electrode film of the adjacent solar cell unit cell 14, whereby the adjacent solar cell units are directly connected.

この時、本実施形態では第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜12a1の抵抗率ρ1がユニットセル上の第1の電極膜に接して積層された半導体膜12a2の抵抗率ρ2よりも大きくなっている。さらに、p型のCIS膜もしくはCIGS膜は、キャリア密度が第1の電極膜の分割溝上に積層された領域では1×1015/cm3以下、移動度が5cmV・s以下となっている。この時、第1の電極膜上に積層したp型のCIS膜もしくはCIGS膜はキャリア密度が1×1016/cm3、移動度は10cmV・s程度である。 At this time, in this embodiment, the resistivity ρ1 of the semiconductor film 12a1 stacked on the dividing groove of the first electrode film is greater than the resistivity ρ2 of the semiconductor film 12a2 stacked in contact with the first electrode film on the unit cell. Is also getting bigger. Further, the p-type CIS film or CIGS film has a carrier density of 1 × 10 15 / cm 3 or less and a mobility of 5 cmV · s or less in the region laminated on the dividing groove of the first electrode film. At this time, the p-type CIS film or CIGS film laminated on the first electrode film has a carrier density of 1 × 10 16 / cm 3 and a mobility of about 10 cmV · s.

次に製造方法の1例について、説明する(図2A−D参照)。まず絶縁性基板10上にZnやAlを含む膜10aを形成する。この膜としては例としては、高抵抗なZnO膜やAl23膜が考えられる。さらに第1の電極膜11として例えばMo膜をスパッタリング法によって形成する。このときの膜厚は0.3〜2.0μmである。その後、連続発振するレーザビームを照射してMo膜の一部を除去して溝11pを形成することにより、短冊状の第1の電極膜11を分割する(図2A)。第1の電極膜11を覆うように、p型半導体膜として、カルコパイライト構造半導体薄膜、例えばCuInSe2(CIS)膜あるいはGaを固溶したCu(In,Ga)Se2(CIGS)膜を蒸着法又はスパッタリング法により成膜する。CIS膜やCIGS膜は500℃以上の温度で形成する際に第1の電極膜の下に形成したZnやAlを含む膜からZnイオンやAlイオンが拡散し、P型のCIS膜又はCIGS膜がI型になり、高抵抗化する。P型のCIS膜又はCIGS膜は、Cuの空孔があることにより、P型の半導体になっているが、例えばZnイオンがCuの空孔に入るとI型もしくはN型になり、高抵抗化する。このとき、キャリア密度は1×1015/cm3以下、移動度が5cmV・s以下となっている。 Next, an example of the manufacturing method will be described (see FIGS. 2A to 2D). First, a film 10 a containing Zn or Al is formed on the insulating substrate 10. As this film, for example, a high resistance ZnO film or Al 2 O 3 film can be considered. Further, for example, a Mo film is formed as the first electrode film 11 by a sputtering method. The film thickness at this time is 0.3 to 2.0 μm. Thereafter, the strip-shaped first electrode film 11 is divided by irradiating a continuous oscillation laser beam to remove a part of the Mo film to form the groove 11p (FIG. 2A). A chalcopyrite structure semiconductor thin film, for example, a CuInSe 2 (CIS) film or a Cu (In, Ga) Se 2 (CIGS) film in which Ga is dissolved is deposited as a p-type semiconductor film so as to cover the first electrode film 11. It forms into a film by the method or sputtering method. When the CIS film or CIGS film is formed at a temperature of 500 ° C. or higher, Zn ions or Al ions diffuse from the film containing Zn or Al formed under the first electrode film, and a P-type CIS film or CIGS film is formed. Becomes I-type and increases resistance. The P-type CIS film or CIGS film is a P-type semiconductor due to the presence of Cu vacancies. For example, when Zn ions enter the Cu vacancies, they become I-type or N-type, and have high resistance. Turn into. At this time, the carrier density is 1 × 10 15 / cm 3 or less, and the mobility is 5 cmV · s or less.

さらにn型半導体膜として、例えば、CdS、ZnO、ZnMgO、Zn(O,OH)、Zn(O,OH,S)等の少なくともII族とVI族の元素を含む化合物層を化学析出法もしくはスパッタリング法で成膜することにより、pn接合を含む半導体膜12とする(図2B)。   Further, as an n-type semiconductor film, for example, a compound layer containing at least a group II and group VI element such as CdS, ZnO, ZnMgO, Zn (O, OH), Zn (O, OH, S) or the like is chemically deposited or sputtered. The semiconductor film 12 including a pn junction is formed by the method (FIG. 2B).

その後、半導体膜12をストライプ状に第1の電極膜11の分割溝に隣接してレーザパターニングもしくはメカニカルパターニングをすることで溝12pを形成する(図2C)。   Thereafter, the semiconductor film 12 is subjected to laser patterning or mechanical patterning adjacent to the dividing groove of the first electrode film 11 in a stripe shape to form the groove 12p (FIG. 2C).

その後、半導体膜12上に第2の電極膜13を形成後、第2の電極膜13の一部をメカニカルパターニングやレーザパターニングによって、ストライプ状に除去して分割溝13pを形成する(図2D)。溝13pは溝12pに隣接するように形成される。なお、このとき第2の電極膜13の一部とともに、半導体膜12の一部もストライプ状に除去してもよい。このようにして、直列接続された2以上の太陽電池ユニットセル14が基板上に集積され集積型薄膜太陽電池を形成できる。各太陽電池ユニットの第2の電極膜13は、隣接する太陽電池ユニットセル14の第1の電極膜11と接続されており、これによって隣接する太陽電池ユニットが直接接続されている。   Thereafter, after the second electrode film 13 is formed on the semiconductor film 12, a part of the second electrode film 13 is removed in a stripe shape by mechanical patterning or laser patterning to form the division grooves 13p (FIG. 2D). . The groove 13p is formed adjacent to the groove 12p. At this time, a part of the semiconductor film 12 may be removed in a stripe shape together with a part of the second electrode film 13. In this way, two or more solar cell unit cells 14 connected in series can be integrated on the substrate to form an integrated thin film solar cell. The second electrode film 13 of each solar cell unit is connected to the first electrode film 11 of the adjacent solar cell unit cell 14, whereby the adjacent solar cell units are directly connected.

上記で説明したように第1の電極膜を分割した溝に積層した部分の半導体膜を高抵抗化するため、第1の電極溝間の半導体膜に流れる洩れ電流が低減することができる。さらに洩れ電流の低減が可能なため、第1の電極溝の溝幅が低減可能なため、非発電領域が低減され、発電される電流が増える。これら2つの効果でモジュールの変換効率が向上する。   As described above, since the resistance of the semiconductor film in the portion where the first electrode film is laminated in the divided grooves is increased, leakage current flowing in the semiconductor film between the first electrode grooves can be reduced. Furthermore, since the leakage current can be reduced, the groove width of the first electrode groove can be reduced, so that the non-power generation region is reduced and the generated current increases. These two effects improve the conversion efficiency of the module.

(実施形態2)
実施形態2では、本発明の太陽電池の構造と製造方法についての一例として、光吸収層としてアモルファスシリコン層と薄膜多結晶シリコン層のタンデムで用いた場合について説明する(図3A−B)。
(Embodiment 2)
In Embodiment 2, as an example of the structure and manufacturing method of the solar cell of the present invention, a case where an amorphous silicon layer and a thin polycrystalline silicon layer are used as a light absorption layer in tandem will be described (FIGS. 3A-B).

図3Aに示すようにガラス基板などの透光性絶縁性基板201上に透明電極膜202を形成されており、透明電極膜202には例えばSnO2膜やインジウム−錫酸化物合金(ITO)膜などが用いられる。透明電極膜202を等間隔にパターニングによって分割溝を形成している。 As shown in FIG. 3A, a transparent electrode film 202 is formed on a translucent insulating substrate 201 such as a glass substrate. For example, a SnO 2 film or an indium-tin oxide alloy (ITO) film is formed on the transparent electrode film 202. Etc. are used. Dividing grooves are formed by patterning the transparent electrode film 202 at equal intervals.

次に透明電極膜202上にPIN接合を有するアモルファスシリコン半導体膜203aをP層、I層、N層の順に成膜する。さらに薄膜多結晶シリコン半導体膜203bをP層、I層、N層の順に成膜する。アモルファスシリコン半導体膜と薄膜多結晶シリコン半導体膜の間に中間層として高抵抗な透明膜を用いてもよい。この2層の半導体膜203を透明電極膜202の分割溝202pに隣接してパターニングを行い、溝203pを形成する。図3Bで示すように、パターニングは基板の裏面から波長0.532μmのNd:YAGレーザの第2高調波210を照射し、ガラス基板と透明電極を透過して半導体膜203のみを選択的に除去する。211は集光レンズである。この時に透明電極膜の分割溝202p側から、酸素ガス220を供給して、分割溝202p上の半導体膜203を高抵抗化する。221は酸素ガス供給パイプである。   Next, an amorphous silicon semiconductor film 203a having a PIN junction is formed on the transparent electrode film 202 in the order of the P layer, the I layer, and the N layer. Further, a thin polycrystalline silicon semiconductor film 203b is formed in the order of the P layer, the I layer, and the N layer. A high-resistance transparent film may be used as an intermediate layer between the amorphous silicon semiconductor film and the thin polycrystalline silicon semiconductor film. The two-layer semiconductor film 203 is patterned adjacent to the dividing groove 202p of the transparent electrode film 202 to form the groove 203p. As shown in FIG. 3B, patterning is performed by irradiating the second harmonic wave 210 of an Nd: YAG laser having a wavelength of 0.532 μm from the back surface of the substrate, and selectively removing only the semiconductor film 203 through the glass substrate and the transparent electrode. To do. Reference numeral 211 denotes a condenser lens. At this time, oxygen gas 220 is supplied from the side of the dividing groove 202p of the transparent electrode film to increase the resistance of the semiconductor film 203 on the dividing groove 202p. Reference numeral 221 denotes an oxygen gas supply pipe.

その後、金属電極膜204の一部をレーザパターニングによって、ストライプ状に除去して分割溝204pを形成し、金属電極膜204を短冊状に分割する。溝204pは溝203pに隣接するように形成される。なお、このとき金属電極膜204の一部とともに、半導体膜203の一部もストライプ状に除去してもよい。このようにして、直列接続された2以上の太陽電池ユニットセルが基板上に集積され集積型薄膜太陽電池を形成できる。各太陽電池ユニットの金属電極膜204は、隣接する太陽電池ユニットセルの透明電極膜202と接続されており、これによって隣接する太陽電池ユニットが直接接続されている。   Thereafter, a part of the metal electrode film 204 is removed in a stripe shape by laser patterning to form a division groove 204p, and the metal electrode film 204 is divided into strips. The groove 204p is formed so as to be adjacent to the groove 203p. Note that at this time, a part of the semiconductor film 203 may be removed in a stripe shape together with a part of the metal electrode film 204. In this way, two or more solar cell unit cells connected in series can be integrated on the substrate to form an integrated thin film solar cell. The metal electrode film 204 of each solar cell unit is connected to the transparent electrode film 202 of the adjacent solar cell unit cell, whereby the adjacent solar cell units are directly connected.

(実施形態3)
実施形態3では、光吸収層としてIb族元素とIIIb族元素とVIb族元素とを含む化合物半導体膜を用いた場合について、従来例と本発明の比較例について示す。従来例として実施形態1で第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜aの抵抗率ρ1がユニットセル上の第1の電極膜に接して積層された半導体膜aの抵抗率ρ2と同じサンプルと、ρ1>ρ2となって、第1の電極膜溝幅が従来の100μmから10μmになったサンプルを作製した。10cmサイズのサブモジュールでピッチ幅が3mm幅で、有効面積が81cm2で作製した。AM1.5の100mW/cm2の疑似太陽光を用いて、温度25℃で電流−電圧特性の測定を行い、表1の結果となった。
(Embodiment 3)
In Embodiment 3, a conventional example and a comparative example of the present invention will be described in the case where a compound semiconductor film containing a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element is used as the light absorption layer. As a conventional example, the resistivity ρ1 of the semiconductor film a stacked on the dividing groove of the first electrode film in Embodiment 1 is equal to the resistivity ρ2 of the semiconductor film a stacked in contact with the first electrode film on the unit cell. The same sample as that in which ρ1> ρ2 was satisfied and the first electrode film groove width was changed from the conventional 100 μm to 10 μm was manufactured. The sub-module of 10 cm size was manufactured with a pitch width of 3 mm and an effective area of 81 cm 2 . Current-voltage characteristics were measured at a temperature of 25 ° C. using AM1.5 100 mW / cm 2 pseudo sunlight, and the results shown in Table 1 were obtained.

Figure 2006222384
Figure 2006222384

(備考1)Effとはエネルギー変換効率である。
(備考2)Iscとは光照射下での短絡電流である。
(備考3)Vocとは開放状態で発生する電圧(開放端電圧)である。
(備考4)FFとは曲線因子である。
(Note 1) Eff is energy conversion efficiency.
(Note 2) Isc is a short circuit current under light irradiation.
(Note 3) Voc is a voltage generated in an open state (open end voltage).
(Note 4) FF is a fill factor.

従来と比較して、まず電流が改善されているがこれは第1の電極溝間の半導体膜に流れる洩れ電流が低減したため、非発電領域が低減されたためである。さらにFFが改善しているがこれは第1の電極膜を分割した溝に積層した部分の半導体膜を高抵抗化するため、第1の電極溝間の半導体膜に流れる洩れ電流が低減した結果である。このように本発明の集積型太陽電池では洩れ電流が小さく、高効率な太陽電池を実現できる。   First, the current is improved as compared with the prior art because the leakage current flowing in the semiconductor film between the first electrode grooves is reduced, and the non-power generation region is reduced. The FF is further improved. This is because the resistance of the semiconductor film in the portion where the first electrode film is laminated in the divided grooves is increased, and the leakage current flowing in the semiconductor film between the first electrode grooves is reduced. It is. As described above, the integrated solar cell of the present invention can realize a highly efficient solar cell with a small leakage current.

図1は本発明の太陽電池の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the solar cell of the present invention. 図2A−Dは本発明の一例における太陽電池の製造方法の工程断面図である。2A to 2D are process cross-sectional views of a method for manufacturing a solar cell according to an example of the present invention. 図3A−Bは本発明の一例における太陽電池の製造方法の工程断面図である。3A-B are process cross-sectional views of a method for manufacturing a solar cell in one example of the present invention. 従来の太陽電池の製造方法についての一例を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows an example about the manufacturing method of the conventional solar cell.

符号の説明Explanation of symbols

10 絶縁性基板
11 第1の電極膜
12 pn接合を含む半導体膜
13 第2の電極膜
14 太陽電池ユニットセル
11p,12p,13p 分割溝
201 透光性絶縁性基板201
202 透明電極膜
203a アモルファスシリコン半導体膜
203b 多結晶シリコン半導体膜

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Insulating substrate 11 1st electrode film 12 Semiconductor film 13 including pn junction 2nd electrode film 14 Solar cell unit cell 11p, 12p, 13p Dividing groove 201 Translucent insulating substrate 201
202 Transparent electrode film 203a Amorphous silicon semiconductor film 203b Polycrystalline silicon semiconductor film

Claims (12)

直列接続された2以上のユニットセルを絶縁性基板に形成する集積型薄膜太陽電池において、
前記絶縁性基板上に順次積層された第1の電極膜、半導体膜及び第2の電極膜を含み、
前記第1の電極膜に基板を露出するようにストライプ状に分割し、
半導体膜を積層して第1の電極膜の分割溝と隣接しかつ平行に第1の電極膜表面を露出するようにストライプ状に分割し、
第2の電極膜を積層した上に半導体膜の分割溝に隣接しかつ平行に分割して第1の電極膜と第2の電極膜とを電気的に直列接続させ、
少なくとも第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜の抵抗率ρ1がユニットセル上の第1の電極膜に接して積層された半導体膜の抵抗率ρ2よりも大きいことを特徴とする集積型薄膜太陽電池。
In an integrated thin film solar cell in which two or more unit cells connected in series are formed on an insulating substrate,
Including a first electrode film, a semiconductor film and a second electrode film sequentially stacked on the insulating substrate;
Dividing into a stripe shape so as to expose the substrate to the first electrode film,
A semiconductor film is stacked and divided into stripes so as to expose the surface of the first electrode film adjacent to and parallel to the dividing groove of the first electrode film,
The first electrode film and the second electrode film are electrically connected in series by stacking the second electrode film adjacent to and in parallel with the dividing groove of the semiconductor film,
The integration characterized in that the resistivity ρ1 of the semiconductor film laminated at least on the dividing groove of the first electrode film is larger than the resistivity ρ2 of the semiconductor film laminated in contact with the first electrode film on the unit cell. Type thin film solar cell.
前記半導体膜が単体膜又は複数の膜で積層されており、複数の膜で積層されている場合は、少なくとも第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜の抵抗率ρ1がユニットセル上の第1の電極膜に接して積層された半導体膜の抵抗率ρ2よりも大きい請求項1に記載の集積型薄膜太陽電池。   When the semiconductor film is laminated by a single film or a plurality of films, and when the semiconductor films are laminated by a plurality of films, the resistivity ρ1 of the semiconductor film laminated at least on the dividing groove of the first electrode film is on the unit cell. The integrated thin film solar cell according to claim 1, wherein the resistivity ρ <b> 2 of the semiconductor film stacked in contact with the first electrode film is larger. 前記第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜のキャリア密度が1×1015/cm3以下である請求項1又は2に記載の集積型薄膜太陽電池。 3. The integrated thin film solar cell according to claim 1, wherein a carrier density of a semiconductor film stacked on the dividing groove of the first electrode film is 1 × 10 15 / cm 3 or less. 前記第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜の移動度が5cmV・s以下である請求項1又は2に記載の集積型薄膜太陽電池。   3. The integrated thin film solar cell according to claim 1, wherein the mobility of the semiconductor film stacked on the dividing groove of the first electrode film is 5 cmV · s or less. 前記半導体膜が、Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元素とを含む化合物半導体膜、II族とVI族元素とを含む化合物半導体膜、アモルファスシリコン薄膜、多結晶シリコン薄膜、及び微結晶シリコン薄膜から選ばれる少なくとも一つの太陽電池用薄膜である請求項1に記載の集積型薄膜太陽電池。   The semiconductor film includes a compound semiconductor film including a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element, a compound semiconductor film including a group II and a group VI element, an amorphous silicon thin film, a polycrystalline silicon thin film, and a microcrystalline silicon thin film The integrated thin film solar cell according to claim 1, which is at least one thin film for solar cell selected from 直列接続された2以上のユニットセルを絶縁性基板に形成する集積型薄膜太陽電池の製造方法において、
前記絶縁性基板上に第1の電極膜を形成した後、前記第1の電極膜の一部をストライプ状に除去して前記第1の電極膜を短冊状に分割する第1の工程と、
前記第1の電極膜上にpn接合を含む半導体膜を形成したのち、前記半導体膜の一部をストライプ状に除去することによって前記半導体膜を短冊状に分割する第2の工程と、
前記半導体膜上及び前記半導体膜が除去されて露出した前記第1の電極膜上に第2の電極膜を形成したのち前記第2の電極膜の一部をストライプ状に除去することによって前記第2の電極膜を短冊状に分割する第3の工程を含み、
第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜を、半導体膜を短冊状に分割する前に高抵抗化することを特徴とする集積型薄膜太陽電池の製造方法。
In a method for manufacturing an integrated thin film solar cell in which two or more unit cells connected in series are formed on an insulating substrate,
A first step of forming a first electrode film on the insulating substrate and then removing a part of the first electrode film in a stripe shape to divide the first electrode film into a strip shape;
A second step of dividing the semiconductor film into strips by forming a semiconductor film including a pn junction on the first electrode film and then removing a part of the semiconductor film in a stripe shape;
A second electrode film is formed on the semiconductor film and on the first electrode film exposed by removing the semiconductor film, and then a part of the second electrode film is removed in a stripe shape. Including a third step of dividing the two electrode films into strips,
A method of manufacturing an integrated thin film solar cell, comprising: increasing a resistance of a semiconductor film laminated on a dividing groove of a first electrode film before dividing the semiconductor film into strips.
前記半導体膜がIb族元素とIIIb族元素とVIb族元素とを含む化合物半導体膜であり、Zn又はAlを含む膜を前記絶縁性基板上と第1の電極膜の間に形成し、前記第1の電極膜にZn又はAlを含む膜を露出するようにストライプ状に分割し、さらに半導体膜を形成する際に前記第1の電極膜の溝上に積層された半導体膜を高抵抗化する請求項6に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。   The semiconductor film is a compound semiconductor film containing a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element, a film containing Zn or Al is formed between the insulating substrate and the first electrode film, Claims: 1 is divided into stripes so that a film containing Zn or Al is exposed on one electrode film, and when the semiconductor film is formed, the resistance of the semiconductor film stacked on the groove of the first electrode film is increased. Item 7. A method for producing an integrated thin-film solar cell according to Item 6. 前記半導体膜がIb族元素とIIIb族元素とVIb族元素とを含む化合物半導体膜であり、前記絶縁性基板上に第1の電極膜を形成した後、前記第1の電極膜の一部をストライプ状に除去して前記第1の電極膜を短冊状に分割する第1の工程と、前記第1の電極膜上にpn接合を含む半導体膜を形成したのち、前記第1の電極膜の溝上に積層された半導体膜にレーザビームを照射しながら酸素ガス(O2)を同時にあてて酸化物を形成する請求項6記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法 The semiconductor film is a compound semiconductor film containing a group Ib element, a group IIIb element, and a group VIb element. After forming the first electrode film on the insulating substrate, a part of the first electrode film is formed. A first step of stripping the first electrode film by striping and forming a semiconductor film including a pn junction on the first electrode film; 7. The method of manufacturing an integrated thin-film solar cell according to claim 6, wherein an oxide gas is formed by simultaneously applying oxygen gas (O 2 ) while irradiating a semiconductor film laminated on the groove with a laser beam. 前記レーザビームを照射の照射が基板側からであり、前記酸素ガス(O2)の噴射が半導体膜側からである請求項8に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。 Wherein it is a laser beam from the irradiation substrate side of the irradiation method of an integrated thin-film solar cell according to claim 8 injection is a semiconductor film side of the oxygen gas (O 2). 前記半導体膜がアモルファスシリコン薄膜、多結晶シリコン薄膜、及び微結晶シリコン薄膜から選ばれる少なくとも一つの半導体薄膜であり、
前記絶縁性基板上に第1の電極膜を形成した後、前記第1の電極膜の一部をストライプ状に除去して前記第1の電極膜を短冊状に分割する第1の工程と、前記第1の電極膜上にpn接合を含む半導体膜を形成したのち、
さらに半導体膜を形成する際に前記第1の電極膜の溝上に積層された半導体膜の部分のみ集束イオンビーム(FIB)によって、半導体層の表面側がn型の場合はBイオン又はAlイオンを、p型の場合は窒素(N)イオン又はリン(P)イオンを打ち込み高抵抗化する請求項6に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
The semiconductor film is at least one semiconductor thin film selected from an amorphous silicon thin film, a polycrystalline silicon thin film, and a microcrystalline silicon thin film;
A first step of forming a first electrode film on the insulating substrate and then removing a part of the first electrode film in a stripe shape to divide the first electrode film into a strip shape; After forming a semiconductor film including a pn junction on the first electrode film,
Further, when forming the semiconductor film, only the portion of the semiconductor film laminated on the groove of the first electrode film is focused ion beam (FIB), and when the surface side of the semiconductor layer is n-type, B ions or Al ions are The method of manufacturing an integrated thin film solar cell according to claim 6, wherein in the case of p-type, nitrogen (N) ions or phosphorus (P) ions are implanted to increase resistance.
前記半導体膜がアモルファスシリコン薄膜、多結晶シリコン薄膜、及び微結晶シリコン薄膜から選ばれる少なくとも一つの半導体薄膜であり、
第1電極膜に接する面がP型の場合はN又はPからなるV族元素を含む膜、N型の場合はB又はAlからなるIII族元素を含む膜を前記絶縁性基板上と第1の電極膜の間に形成し、前記第1の電極膜に前記の膜を露出するようにストライプ状に分割し、さらに半導体膜を形成する際に前記第1の電極膜の溝上に積層された半導体膜を高抵抗化する請求項6に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
The semiconductor film is at least one semiconductor thin film selected from an amorphous silicon thin film, a polycrystalline silicon thin film, and a microcrystalline silicon thin film;
When the surface in contact with the first electrode film is P-type, a film containing a group V element composed of N or P is formed on the insulating substrate and a film containing a group III element composed of B or Al is formed on the insulating substrate. Formed between the electrode films, divided into stripes so as to expose the film on the first electrode film, and further laminated on the groove of the first electrode film when forming a semiconductor film The method for producing an integrated thin film solar cell according to claim 6, wherein the resistance of the semiconductor film is increased.
直列接続された2以上のユニットセルを絶縁性基板に形成する集積型薄膜太陽電池において、
前記絶縁性基板上に第1の電極膜を形成した後、前記第1の電極膜の一部をストライプ状に除去して前記第1の電極膜を短冊状に分割する第1の工程と、
前記第1の電極膜上にpn接合を含む半導体膜を形成したのち、前記半導体膜の一部をストライプ状に除去することによって前記半導体膜を短冊状に分割する第2の工程と、
前記半導体膜上及び前記半導体膜が除去されて露出した前記第1の電極膜上に第2の電極膜を形成したのち前記第2の電極膜の一部をストライプ状に除去することによって前記第2の電極膜を短冊状に分割する第3の工程を含み、
第1の電極膜の分割溝上に積層された半導体膜を、半導体膜を短冊状にレーザビームを照射して分割する時に酸素ガス(O2)を同時にあてて酸化物を形成して、高抵抗化することを特徴とする集積型薄膜太陽電池の製造方法。

In an integrated thin film solar cell in which two or more unit cells connected in series are formed on an insulating substrate,
A first step of forming a first electrode film on the insulating substrate and then removing a part of the first electrode film in a stripe shape to divide the first electrode film into a strip shape;
A second step of dividing the semiconductor film into strips by forming a semiconductor film including a pn junction on the first electrode film and then removing a part of the semiconductor film in a stripe shape;
A second electrode film is formed on the semiconductor film and on the first electrode film exposed by removing the semiconductor film, and then a part of the second electrode film is removed in a stripe shape. Including a third step of dividing the two electrode films into strips,
When the semiconductor film laminated on the dividing groove of the first electrode film is divided by irradiating a laser beam in a strip shape, an oxide is formed by simultaneously applying oxygen gas (O 2 ) to form an oxide. An integrated thin film solar cell manufacturing method characterized by comprising:

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