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    公开号:WO1988007768A1
    申请号:PCT/JP1988/000319
    申请日:1988-03-30
    公开日:1988-10-06
    发明作者:Kazunori Tsuge；Toshihito Endo；Kenji Kobayashi；Yoshihisa Tawada
    申请人:Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:H01L31-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 集積型太陽電池お よ びそ の製法 技術分野
    [0002] 本発明 は、 透光性基板上 に 小面積の 太陽電池セ ルを多 数作成 し て、 こ れ ら を直列 ま は 直並列 に接続 し た 集積 型太陽電池お よ びそ の 製法 に-関す る も の で あ る 。 背景技術
    [0003] 従来、 透光性基板上 に 小面積の太陽電池セ ルを多数作 成 し 、 こ れ ら を 直列 ま た は 直並列 に 接続 し た集積型太陽 電池 に あ つ て は、 太陽電池セ ル の 受光面側 に ィ ン ジ ゥ ム -ス ズ酸化物 （以下 こ.れを. 1 T O と 称す） ま た は 酸化ス ズ (以下 こ れを S n 02 と 称す） な どか ら な る 透明電極を形成 し、 太陽電池 セ ル の受光面 に背設す る 面 に ア ル ミ ニ ゥ ム 銀 な どか ら な る 金属電極を形成 し て 、 1 つ の 太陽電池セ ル の透明電極 と 他の 太陽電池セ ル の 金属電極 と を接触 さ せ る こ と に よ っ て 、 直列接続を構成 し て、 集積型太陽電 池を形成 し て い た。
    [0004] こ の よ う に し た 集積型太陽電池 に あ っ て は 、 I T 0 、
    [0005] S n 02 等の透明電極 は酸化物で あ る 為 に 、 長期間放置 し て お く だ け で も 、 金属電極 と 透明電極 の 接触部を介 し て 、 透明電極 の 成分が金属電極を酸化 さ せ、 こ の 接触部の 接 触抵抗が増大す る こ と に. な る 。
    [0006] こ れか ら 、 太陽電池の ιΐί列抵抗成分が增加す る こ と に な り 、 太陽電池の 出 力 は低下す る と い う 問題点が あ る 。
    [0007] さ ら に 、 こ の よ う に し て製造 さ れ た 太陽電池を高温で 使用す る と 電気的接続の た め に設け られた金属酸化物 と 金属が接続 し て い る 部分の金属層が酸化 さ れ、 太陽電池 の 出力特性が低下す る と い う 問題 も あ る 。 と く に酸化 さ れ易 い金属を用 い た ばあ い に は、 太陽電池の 出力特性の 低下は著 し く な る 。 発明の開彔
    [0008] 本発明 は、 前記問題点に鑑—み て、 受光面側に は透明電 極を有 し 、 受光面に背設す る 面に は金属電極を有す る 太 陽電池セ ルを、 透光性基板上に複数個配 し 、 前記透明電 極お よ び金属電極を利甩 し て、 前記複数個の太陽電池セ ルが、 直歹 IIま た は直並列 に接続 さ れて な り 、 少な く と も 前記透明電極と 前記金属電極 と の 直列接銃部分に導電性 の酸化防止膜を形成 さ れてな る 集積型太陽電池を構成す る も の で あ る 。
    [0009] 本発明 に係 る 集積型太陽電池 は、 前記の よ う な構成か ら な り 、 金属電極 と 透明電極 と の あ い だに形成 し た酸化 防止膜が、 金属電極の酸化を防止 し て、 太陽電池の 出力 の低下を防 ぐも のであ る 。
    [0010] 本発明 に お け る 酸化防止膜は前記 し た よ う に透明電極 と は別 に作成 し て も よ い し 、 透明電極層の金属成分比を 変え る こ と に よ つ て も 形成 し て も よ い。
    [0011] すな わ ち 、 金属酸化物か ら な る 透明電極 と 金属電極の 接続部分 少な く と も 金属電極に接近 し て い る領域に お け る 透明電極の金属成分比が透明電極の他の部分の金属 成分比 よ り も 大 き く し 酸化防止膜を形成す る こ と がで き る 。 こ れ は金属酸化物'を還元処理 し て透明電極の表面の 金属組成を大 き く し て形成す る こ とがで き 、 ま た は透明 電極の ;透光性基板 と 反対側の表面層の 金属成分比が透明 電極の 内部の金属成分比 よ り も 大 き く な る よ う に'し て形 成す る こ と も で き る 。
    [0012] 本明細書 に お い て は、 こ の よ う に透明電極中 の 金属成 分比を変化 さ せ た部分 も 酸化防止膜の概念中 に 含 ま れ る も の と す る 。
    [0013] こ の ばあ い 、 通常 は表面層 の金属成分比が 内部 の 金属 成分比の 1.2倍以上 と な る よ う に す る の が好 ま し い。 そ し て還元 さ れ金属成分比が大 き く な っ て い る 層 は 10A 以 上、 好 ま し く は 20〜 30A 以上 の厚 さ が必要で あ る 。 一方 金属成分比が 9 Q原子％以上の と き は 150 Α 以下 に す る の 力 好 ま し い。
    [0014] 本発明 に用 い る 基板の 例 と し て は 、 半導体装置 の製造 に用 い ら れ る 一般的 な 透光性基板、' た と え ばガ ラ ス 、 耐 熱性高分子 フ ィ ル ム な ど力、 ら 成形 さ れた基板が あ げ ら れ る o
    [0015] 前記基板上 に は電気的 に分離 さ れて い る 透 明電極が形 成 さ れ る 。 こ の透明電極の具体例 と し て は 、 I TO 、 Sn02 ZnO な どが あ げ ら れ る 。
    [0016] 前記透光性基板上 に電気的 に分離 さ れて形成 さ れた透 明電極 の上 に ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体が積層 さ れ な 0
    [0017] 本発明 に お い て ァ モ ゾレ フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体-と は 、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体 の み 力、 ら な る も の ま た は 微結晶質を含 む ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体 の こ と で あ る 。 そ の具体例 と し て は 、 a-S i： H、 a-Si c： H 、
    [0018] a-Si N： II 、 a-Si Ge. a - S i S n . μ C - S i : H (微結晶 ） な ど力く あ げ ら れ る 。 本発明の太陽電池の酸化防止膜は ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体層 の一部を除去 し透明電極を露出 さ せ、 こ の 露出 し た透明電極の裏面金属電極 と 接続す る 側の表面の 金属成分比が透明電極の他の部分の金属成分比よ り も 大 き く し て形成す る こ と がで き る 。 こ れは、 還元性の気体 液に よ り 透明電極の接続部を処理す る こ と に よ り 実現す る こ どがで き- --る 。 ま 、 あ ら か じ め金属成分比を高 く し た金属酸化物を通常の酸化物上に堆積す る こ と に よ つ て も 可能で あ る 。 と こ ろ で、 金属成分比を と く に高 く す る と き は、 そ の層 の厚 さ な どを考慮 し て透-明電極層 の透明 性を著 し く 損 う こ と の な い よ う にす る 必要力 あ る 。 金属 成.分比 は通常の分析法た と え ば A E S で容易に測定す る こ と がで き る 。
    [0019] 前記ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系半導体層の一部を除去す る 方法 と し て は、 ェネ ルギ一 ビ一ム 法で も よ い し 、 エ ツ チ ン グ法で も よ い し 、 ま た リ フ ト オ フ 法で も よ い 。
    [0020] 裏面金属電極 と して は、 た と え ば 、 Ot、 Cr な どがあ げ ら れる 。 こ の裏面金属電極を分離す る こ と で複数個 fit 列接続 さ れた太陽電池を う る こ とがで き る 。
    [0021] 前記裏面金属電極を分離す る 方法 と し ては、 エ ツ チ ン グ法で も よ い し 、 エ ネ ル ギー ビー ム 法で も よ い し リ フ ト オ フ 法で も よ い 。 ' 図面の簡単な説明
    [0022] 第 1 図 は本発明 に係 る 集稜型太陽 池の第 1 実施例 の 断面図、 第 2 図 は本発明 に係 る 集稜型太陽電池 に用 い ら れ る ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 太陽電池の説明用断面図、 第 3 は本発明 に係 る 集積型太陽電池の 第 2 実施例 の 断面 図、 第 4 図 は本発明 に 係 る 集積型太陽電池の 第 3 実施例 の 断面図、 第 5 〜 1 1図 は本発明 の 太陽電池の製法 の一実 施例 の概略説明 図で あ る 。 発明 を実施す る た め の最良 の形態 . 本発明 の詳細を 図示 し た実施例 に 基づい て 説明す る 。 第 1 図一は 、 本発明 に係 る 集積型太-陽電池の 実施例 の断 面図で あ る 。
    [0023] 図 中（1)は、 該太陽電池の受光面側 に設 け ら れ る ガ ラ ス
    [0024] S板で あ る 。
    [0025] (2)は、 ガ ラ ス 基板 1 上 に 形成 さ れ た 、 I T O ま た は S n 02 ま た は酸化亜鉛 な どの透明導電膜で な る 透明電極で あ り 小面積の 太陽電池セ ル に対応すべ く 、 ェ ッ チ ン グ法 ま た は レ ーザ ビー ム 法 な ど に よ つ て分離 さ れた も の で め る （
    [0026] (3)は、 グ ロ一放電分解法 な どで積層 さ れ た ァ 乇 ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体層 で な る 太陽電池セ ルで あ り 、 該太 陽電池セ ル（3) も 、 透明電極 (2) と 同様 に 、 小面積の セ ル毎 に レ ー ザ ビー ム 法 な ど に よ り 分離 さ れ る も の で あ る
    [0027] こ の 上 に裏面電極 と し て、 ァ ル ミ 二 ゥ ム な どの 金属 を 電子 ビー ム 蒸着法 な ど に よ つ て 、 金属電極（4)を形成 し 、 さ ら に 化学エ ツ チ ン グ法 な ど に よ り 、 金属電極（4)を各セ ル毎 に分離す る も のであ る
    [0028] 第 1 図 か ら 第 4 図 に示 さ れ る も の は、 隣 り 合 う セ ル を 直列 に接続 し て な る も の で あ る が、 パ ター ン を適宜選択 し て 、 並列接続を組 わせ る こ と も 可能で あ る 。
    [0029] こ こ で 、 金厲 n極（4)を形成す る 前 に 、 透明電極（2)の レ
    [0030] — ザ一 ビー ム 等 に よ っ て露出 せ し め た 部分 に 、 メ タ ル マ ス ク な ど を用 い て 、 酸化防止膜 (5) と し て 、 金属膜 ま た は 金属 シ リ サ イ ド層を電 ビー ム蒸着な ど に よ っ て形成す る も の であ る 。
    [0031] こ の酸化防止膜（5)に用 い ら れ る 金属 と し て は、 Mo、 N i C r、 ¥ 、 P d、 P t M n、 F eな ど力、 ら 選択 し た も の を用 い る こ と がで き 膜厚は 1 0〜 2 Q 0 A の範囲 と す る 。
    [0032] こ こ で、 太陽電池セ ル（3) と し て は、 各種の も のが利用 可能で あ が、 こ こ で は、 第 2 図 に説明用断面図を示す よ う に、 爱-光面側か ら、 P 型ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン カ ー バ イ ド （3 a )、 i 型ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン （3 b )、 n 型 ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン （ 3 c )の順に積層 さ せ た P I N 接合型の ァ モ ノレ フ ァ ス シ リ コ ン太陽電池を利用 し て い る 。
    [0033] 本発明 に係 る 集積型太陽電池の第 1 実施例 は、 前述の よ う に し て な り 、 直列接続であ る 太陽電池セ ル（3)の透明 電極（2) と 金属電極 (4) と の接触部分 に金属膜ま た は金属 シ リ サ イ ド層でな る 酸化防止膜（5)を設け てい る 為に 、 I T O S n 02 ま た は酸化亜鉛な どの透明導電膜か ら な る 透明電極 (2)が、 ア ル ミ ニ ウ ム な どか ら な る 金属電極（4)を、 そ の接 触部 （4 a )よ り 酸化 さ せ る こ と を防止 し 、 こ の こ と 力、 ら 、 太陽電池の特性を低下 さ せ る こ と な く 、 長期間出力 を維 持す る こ と が可能 と な る も の であ る 。
    [0034] ま た 、 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系の太陽電池を用 い て い る た め に 、 コ ス ト を抑え る こ と も 可能であ り 、 と く 【こ受 光面 ίの P 型層 に ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン力 ―ノく イ ドを利 用 し てい る た め に、 エネ ルギー変換効率を高め る こ と を 口 J能 にする も のであ る 。
    [0035] 第 3 図.は、 本発明 に係 る 集積型太陽電池の第 2 実施例 の 断面図であ る 。 .
    [0036] こ の第 2 ¾施例で は、 第 1 実施例 と 同様に、 ガ ラ ス基 板（1)に上 に 、 透明電極（2) 太陽電池セ ル（3)を積層 し 、 レ 一ザ ビー ム 法 な ど に よ つ て 、 透明電極（2)の 一部を露出 さ せ る 0
    [0037] そ の の ち 、 受光面 に対設す る 面全体 に 、 Mo、 Ni、 Cr、 W 、 Pd、 Pt、 Mn、 Feな ど の金属膜 ま た は、 Mo、 Ni、 Cr、 W 、 Pd、 Pt、 Mn、 Feな ど の 金属 シ リ サ イ ド層 を 蒸着す る な ど し て、 酸化防止膜（5)を形成す る 。
    [0038] さ ら に 、 ア ル ミ ニ ウ ム な ど の 金属で な る 金属電極（4)を 形成 し 、 こ の 金属電極（4)お よ び酸化防止膜 5 の 一部を 化 学エ ッ チ ン グ法 な ど に よ り 分離す る 。
    [0039] 酸化防止膜（5)は、 透明電極（2) と 金属電極（4)の接触部分 (4a)に あ っ て は、 透明電極（2)が金属電極（4)を酸化す る こ と を防止す る が、 太陽電池セ ル（3) と 金属電極（4)の 接触部 (4b)に あ っ て は 、 金属拡散防止膜（6) と し て作用 す る も の 、 め 。
    [0040] す な わ ち 、 ァ モ ノレ フ ァ ス シ リ コ ン 系 の太陽電池で あ る こ と 力、 ら 、 熱に よ っ て、 裏面 に 取付 け た金属電極 4 の 金 属成分が、 n 型 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 層 （3c)に拡散 し て 太陽電池 と し て の性能を劣化 さ せ る が、 こ の金属拡散防 止膜（6)を形成す る こ と に よ っ て 、 該太陽電池が高温 に な つ て も 、 金属電極 (4)の 金属成分が、 半導体層 に 拡散す る こ と を防止で き る も の で あ る 。
    [0041] と く に 、 金属成分 と し て Mo、 Ni s C rな どを利用 し た シ リ サ イ ド層 を形成 し た と き 、 効果的 に 金属拡散を防止す る こ と 力 <で き る も の で あ る 。
    [0042] 本発明 に係 る 集積型太陽電池の第 2 実施例 は 、 以上 の よ う に し てな る も の で あ り 、 第 1 実施例 と 同様 に 、 透 明 電極（2) と 金属電極（4)の 直列接続部分 に お い て 、 酸化防止 膜（5)を介 し て接触 し てい る た め に、 透明電極（2)が金属電 極 (4)の 分を酸化す る こ と を防止 し 、 太陽電池の 出力低 下を防 ぐ と と も に、 酸化防止膜（5)の形成 に お い て、 マ ス ク を必要 と し な い た め、 製造工程が簡単に な る も ので あ る o
    [0043] ま た、 金属電極 (4)の金属成分が、 熱に よ っ て 、 半導体 層に拡散す る こ と を、 金属拡散防止膜 6)に よ二-つ て防止 し て い る た め に、 熱に よ る 劣化を防 ぎ、 寿命 © "長い太陽電 池を う る こ と を可能にす る も のであ る 。
    [0044] 第 4 図 は、 本発明 に係 る 集積型太陽電池の第 3 実施例 の断面図であ る 。
    [0045] こ の第 3 実施例で は、 第 1 実施例 と 同様に 、 ガラ ス基 板は）上に 、 透明電極（2)、 太陽電池セ ルを積層 し 、 レーザ ビ一ム な ど に よ っ て、 透明電極（2)の一部を露出 さ せ る 。
    [0046] そ の の ち 、 グ ロ 一放電装 Rを用 い て水素プラ ズマを発 生 さ せ、 透明電極（2)の露出 し た部分を還元 し て還元層（7) と し 、 次い で、 第 1 実施例 と 同様に酸化防止膜（5)お よ び 金属電極（4)を形成す る も の で あ る 。
    [0047] こ こ で、 還元層（7) と 金属電極 (4)のあ い だ に形成す る 酸 化防止膜（5) は、 第 1 実施例 と 同様に Mo、 N i、 C r、 W 、 P d P t、 M n、 F e な どの金属膜ま た は Mo、 N i、 C r、 W 、 Pd、 P t、 Mii、 F eな どの シ リ サ イ ド層を利用 す る も のであ る 。
    [0048] こ の ばあ い、 簡易的 に は金属膜ま た は金属 の シ リ サ イ ド層 を形成せずに 、 還元層（7) と 金属電極（4)を 直接接触 さ せ る こ と も で き る 。
    [0049] 本発明 に係 る 稜型太陽電池の第 3 実施例 は、 以上の よ う に し て な り 、 透明電極（2) と金属電極 (4)の接触部分 ( 4 a )に お い て 、 透明電極（2)を還元 し て、 金属成分の比率 を 高め 酸化防止膜 と し て機能す る 還元層（7)お よ び酸化防 止膜（5)を形成す る こ と に よ っ て 、 酸化防止 の効果を さ ら に 高め る こ と に よ り 、 太陽電池の 出 力 の 低下を 防 ぐ こ と -カ（で き る も の で あ る 。
    [0050] 次 に本発明 に係 る 集積型太陽電池を実際 に作製 し て、 特性を測定 し た 実施例 を示す。
    [0051] 実施例 1
    [0052] 厚 さ l . l oi mの 青板ガ ラ ス 上 に 9 0"0 0 A の S η·02 の透明電極 を設 け、 こ の 透明電極を レ ーザ ビ ー ム に よ っ て分離 し た そ の の ち 、 グ ロ 一放電分解法 に よ っ て基板温度 2 0 (TC Βΐ力 1 . 0 T o r rに て 、 型ア モ ル フ ァ ス 力 一バ イ ド、 i 型 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 、 n 型微結晶 シ リ コ ン の構成で 、 そ れぞれの厚 さ が 1 5 0 A 、 6 0 0 0 A 、 3 0 0 A の シ リ コ ン 半 導体層 を 形成 し た。
    [0053] さ ら に 、 レ ー ザ ビ ー ム を用 い て半導体層 の一部を 除去 し 透明電極 の一部 を露出 さ せ、 こ の露出 し た透明電極部 分 に電子 ビー ム 蒸着 に よ り M oに よ る 酸化防止膜を 6 ϋ A の 厚 さ で形成 し 、 こ の上 に ア ル ミ 二 ゥ 厶 を の 厚 さ で 形成 し て、 次 い で、 化学エ ッ チ ン グ に よ っ て パ タ ー ン 化 し 金属電極を 形成 し た。
    [0054] え ら れ た 太陽電池の初期特性、 8 (TC で 2 G 0時間加熱 し た 後 の特性、 お よ び 3 力 月 間室温で放置 し た後 の特性 を ， A M— 1、 1 0 0 in V Z cilの ソ ー ラ ー シ ミ ュ レ 一 ターを用 い て 測 定 し た 。 結果 を第 1 表 に 示す。
    [0055] ¾施例 2
    [0056] 酸化防止膜 と し て M oの 金属膜の 代わ り に ク 口 ム シ リ サ ィ ド の タ 一 ゲ ッ 卜 を ffl い た 電子 ビー ム 蒸着 に よ り 、 ク ロ ム シ リ サ ィ ド層 を 形成 し た 以外 は 、 実施例 1 と 同様 に し (1Q) て太陽電池を作成 し た。 . こ の と き の ク ロ ム シ リ サ イ ド層 の 膜厚は 、 40〜 5 0 A の 範囲 に あ っ た。
    [0057] え ら れ た太陽電池の特性を実施例 1 と 同様に し て、 測 定 し た結果を第 1 表に示す。 実施例 .3 ; ' ' , ' , ,
    [0058] 透明電極の一部を露出せ めた .の ち 、 グ ロ一放電装置 を用 い て水素ブラ ズマを発生さ せ 露出 し た透明電極の 表面を還元 さ せた。 そ の-後実施例 1 と 同様に M oを 6 0 A の 厚 さ で酸化防止膜 と し て形成 し 、 実施例 1 と 同様に ア ル ミ ニ ゥ ム に よ る 金属電極を形成 し た。
    [0059] え ら れた太陽電池の特性は、 第 1 表に示す通 り で あ る 比較例 1
    [0060] 電子 ビーム蒸着 に よ る M oの酸化防止膜を形成 し なか つ た以外 は、 実施例 1 と 同様に し て太陽電池を作成 し 、 そ の特性を測定 し た結果を第 1 表に示す'。
    [0061] こ の第 1 表力、 ら 明 ら か な よ う に、 本発明 に係 る 実施例 1 、 実施例 2 、 実施例 3 は、 8 0 °C で 2 0 ϋ時間加熱 し た の ち に おい て も 、 ま た 3 力 月 間室温で放置 し た の ち に お い て も 、 太陽電池の電流 -電圧特性の短絡電流密度 （ j s c ) 曲線因子であ る F F ( フ ィ ル フ ァ ク タ 一） の値、 お よ びェ ネ ルギー変換効率 77 の値が ほ と ん ど変化せず、 加熱や放 置 に よ っ て金属電極成分が透明電極に よ っ て酸化 さ れ る こ と な く 、 太陽電池の特性の低下を防止で き る こ と が理 解 さ れ る も の で あ る 。 第 1 表 初 期 特 性 80 Cで 200 時間加熱した後の 3ヶ月間室温で放置した後の 特性 特性
    [0062] Jsc Voc FF Jsc Voc FF V jsc; Voc FF V
    [0063] (mA/ cm2 ) (V) (%) (%) (V) (%) (%) (V) (%) (%) 実施例 1 16.4 14.2 68.2 9.93 16 O.2 14.2 68.0 9.78 16.3 14.2 68.5 9.91 実施例 2 15.6 14.2 68.4 9.47 15.5 14.2 68.1 9.37 15.6 14.1 68.3 9.39 実施例 3 16.5 14.2 69.0 10.1 16.3 14.2 69.1 10.0 16.6 14.2 68.9 10.2 比铰例 1 1G.6 14.2 66.0 9.72 14.8 13.9 53.5 6.88 15.5 14.0 56.2 7.62
    [0064] r
    [0065] つ ぎに金属膜 ま た は金属 の シ リ サ イ ド層 ¾形成せずに 透明電極 と 金属電極 (4)を 直接接触 さ せ た実施例 につ い て 説明す る 。 こ こ で は透明電極の表面部分を水素プ ラ ズマ に て還元処理をす る一実施例 につ い て説明す る 。 第 5 〜 1 1図 は本発明 の集積型太陽電池の製法の一実施例の概略 説明 図であ る 。
    [0066] ま ず、 第 5 図 に示す よ . ό に た と え ばガラ ス基板で あ る 透光性基板（1)上に Sn 02 な .どの透明電極（2)を C V D 法な どの 方法に よ り 形成す る 。 つ いで第 6 図 に示す よ う に レーザ ビー ム に よ り 電極を分離す る 。 そ し て 、 そ の 上 に グロ 一 放電分解法な どの方法に よ り ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン系半 導体層（3)を堆積せ し め る （第 7 図参照） 。
    [0067] そ の の ち第 8 図 に示す よ う に レ ーザ ビー ム を照射 し て ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体層（3)の 一部を除去 し 透明 電極 (2)を露出 さ せ る 。 そ して、 スパ ッ タ な どの真空装置 を用 い て水素プラ ズマ を発生 さ せ前記露出せ ら れた透明 電極（2)を還元 し第 9 図 に示す よ う に還元層（7)を形成す る 水素プラ ズマ の条件 と し て は、 水素流量 3 0〜 3 0 0 s c c 01 チ ャ ン バ一圧力 0 . 3〜 3 T o r r、 基板温度 1 8 CTC 〜製膜温 度、 放電時間 1 〜 1 0 Di i η 程度の条件があ げ ら れる 。
    [0068] 水素ブラ ズマ処理を行な つ た の ち第 1 Q図 に示す よ う に 裏面電極 (4)を形成す る 。 そ して第 1 1図 に示す よ う に裏面 極（4)を分離すれば本発明 の 太陽電池が製造 さ れ る 。 つ ぎに実施例 に も と づ き 説明す る 。
    [0069] 実施例 4
    [0070] 厚 さ 1 . I麵の 青扳ガラ ス上に厚 さ 4 5 ϋ ϋ A の S n O2透明 ¾ 極を設け、 そ の の ち レーザ ビー ム に よ り 前 Ϊ己透明電極を ¾気的 に分離 し た基板を形成 し た。 そ の の ち グ ロ 一放 ¾ 分解法 に よ り 、 基板温度 20Q°C 、 圧力約 l . OTorrの条件 で Ρ 型非晶質 Si H/i 型非晶質 Si： H/n型微結晶質 Si： Hな る 構成で あ っ て各層の厚 さ が そ れ ぞれ 150A 、 6000 Α .
    [0071] 300Α の ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導体層を 形成 し た。 そ の の ち 、 レ ー ザ ビー ム を用 い て半導体層の一部を 除去 し 透明電極を露出 せ し め た。
    [0072] そ の の ち ス パ ッ タ 装置を用 い て水素 プラ ズマ を発生 さ せ、 露出 し た-透明電極の表面を還元 さ せ た。 こ れ に よ り 表面部 は ほ と ん 'ど金属 S nと な つ た 。 そ し て Αί 電極を 500 ϋ Α の厚 さ に な る よ う に スパ ッ タ リ ン グ法 に よ り 形成 し 、 化学エ ッ チ ン グ に よ り パ タ ー ン 化 し 同一面内 に 16個 の 太 陽電池が直列 に接続 さ れた 太陽電池を製造 し た。 こ の 太 陽電池 1 個の有効面稹は約 8.75 cm 2 で合計の有効面積 は約 140 cm 2 で あ っ た。
    [0073] え ら れ た 1 G個 の 太陽電池を 直列 に 接続 し た 太陽電池の 特性お よ び 150 °C で 10時間加熱 し た の ち の該太陽電池の 第 2 表 に 示す特性を A M- 1、 100 Di V / cm 2 の ソ ー ラ ー シ ミ ユ レ ー タ 一 を用 い て測定 し た。 そ の結果を第 2 表 に 示す， 実施例 5
    [0074] 水素プ ラ ズマ で透明電極を還元 さ せ る か わ り に 次亜 リ ン 酸溶液を用 い て透明電極を還元 さ せ る 以外 は実施例 4 と 同様 に し て太陽電池を製造 し 、 え ら れ た太陽電池特性 を測定 し た。 そ の結果を第 2 表 に 示す。
    [0075] 実施例 6
    [0076] 厚 さ 1.1腿 の 青扳 ガ ラ ス 上 に通常の条件で厚 さ 450 ϋ A の S 11 O2 を堆積 し 、 そ の の ち Snの 成分 を 20 (原子） ％ 多 く し た Sn02 を 1 G Q A の厚 さ で堆 ¾せ し め た透 明電極付 き 基 板 を 形成 し た。 そ の の ち 、 実施例 4 と 同様 に し て透明 ' 極を分離 し、 そ の上に半導体層を堆積 し 、 そ の の ち 半導 体層 の一部を除去 し透明電極を露出せ し めた。
    [0077] そ し て、 Αί電極を スパ ツ タ リ ン グ法に よ り 形成 し 、 化 学エ ツ チ ン グに よ り パ タ ー ン 化 し 同一面内 に 1 6個の太陽 電池が直列 に接続さ れた太陽電池を製造 し た。 え ら れた 太陽電池につ い て実施例 4 と 同様の項目 を測定 し た。 そ の.結果を.:第 2 表に示す。
    [0078] 比較例 - '
    [0079] 水素プ ラ ズマで透明電極を還元 さ せ なか っ た以外 は実 施例 4 と 同様に し て太陽電池を製造 し 、 実施例 4 と 同様 の項 目 につ い て測定を行 っ た。 そ の結果を第 2 表に示す
    [0080] [以下余白 ] *
    [0081] 第
    [0082] 製造後の太！ ¾ 電池特性 150°Cで 10時間処理後の
    [0083] 太陽電池特性
    [0084] Jsc Voc FF V Jsc Voc Ι·1·
    [0085] (fliA/cm2 ) (V) ( ) '(%) 、DiA/cm2 ) (V) (% l (%) 突施^ 4 16.4 14.2 65.3 9.50 16.2 14.2 65.1 9.36 突施例 5 16.4 14.2 65.3 9.50 1G.2 14.2 65.1 9.36 実施例 6 15.8 14.2 65.3 9.16 15.4 、 14.2 G4.8 8.86 比較例 2 16,6 14.2 66.0 9.72 12.2 13.7 42.3 4.42
    [0086] 産業上の利用可能性
    [0087] 本発明 に係 る 集積型太陽電池は、 以上の よ う な構成か ら な り 、 太陽電池セ ル の受光面側 に設け た透明電極 と 、 受光面に背設す る 面に設けた金属電極の 直列接続部分 に あ っ て、 そ の接触部分 に酸化防止膜を設け て い る ので、 高温で使用 し たばあ い に お い て も 透明電極 に よ っ て金属 、電極力 i酸化 さ れ る こ と を防止 し -、 こ の こ と に よ っ て、 妾 触抵抗の増大を防 ぎ、 太陽電池の 出力低下を防止す る こ と がで き る 。 す な わ ち 太陽電池の寿命を長 く し て、 設定 範囲内での 出力 を長期間保持 さ せ る こ と が可能に な る も の で あ る 。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    1. 受光面側 に は透明電極 を有 し 、 受光面 に 背設す る 面 に は 金属電極を有す る ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系 の 太陽 電池セ ル を透光性基板上 に 複数個配 し 、 前記透明電極 及 び金属電極を利用 し て 、 前記複数個 の 太陽電池セ ル が、 直列 ま た は 直並列 に 接続 さ れ て な り 、 少 な く と も 前記透明電極 と 前記金属電極 と の 直列接続部分 に導電 性 の酸化防止膜を形成 さ れて な る 集積型太陽電池。
    2. 太陽電池セ ル と し て、 P 1 接合 の ァ モ-ル フ ァ ス シ リ コ ン 太陽電池を利用 し て な る 請求の範囲第 1 項記載の 集積型太陽電池。
    3. 太陽電池セ ル と し て、 少な く と も 受光面側力 < ァ モ ル フ ァ ス シ リ コ ン カ ー ノく イ ドで な る 太陽電池を利用 し た 請求の範囲第 1 項 ま た は.第 2 頊記載の集積型太陽電池
    4. 透 明電極 と し て イ ン ジ ゥ ム ー ス ズ酸化物 ま た は 酸化 ス ズ ま た は酸化亜鉛を利用 し て な る 詰求の範囲第 1 項 第 2 項 ま た は笫 3 項記狨の 柒積型太陽電池。
    5. 酸化防止膜 と し て、 金厲膜 ま た は金属 シ リ サ イ ド層 を利用 し て な る 請求の範囲第 1 項、 第 2 項、 第 3 項 ま た は第 4 ¾記載の 集積型太陽電池。
    6. 酸化防止膜 と し て、 モ リ ブ デ ン 、 ニ ッ ケ ル 、 ク ロ ム タ ン グ ス テ ン 、 ハ" ラ ジ ウ ム 、 白 金、 マ ン ガ ン 、— 鉄 な ど か ら 選ん だ金属成分を利用 し て な る 請求の 範囲第 1 项 2 ¾、 第 3 ¾、 第 4 项 ま た は 第 5 項記載の 集稻型太 陽 ¾池。
    7. 酸化防止膜 を 1 0〜 2 0 0 A の さ で形成 し た こ と を特 徴 と す る 求の 範囲笫 1 项、 ^ 2 . 笫 3 項、 笫 4 項 . 5 項ま た は第 S 項記載の 集積型木 ^電池
    酸化防止膜を、 太陽電池セ ル と 金属電極 と の あ い だ に延設 し て金属拡散防止膜 と し た、こ と を特徴 と す る 請 求の範囲第 1 項、 第 2 項、 第 3 項、 第 4 項、 第 5 項、 6 ¾ま た は第 7 頃記載の集積型太陽電池。
    透明電極 と 金属電極が電気的 に 直列接続す る べ く 接 し て い る 部分の少-な く と も 金属電極に近接 し て い る 領域に お け る透明電極の金属成分比が透明電極の他の 部分の金属成.分比よ り も 大 き く し て酸化防止膜を形成 0 し て な る 請求の範囲第 1 項、 第 2 項、 第 3 項、 第 4 項
    5 項、 第 6 項、 第 7 項ま た は第 8 項記載の集積型太 電池。
    1 0 . 酸化防止膜 と し て、 透明電極の金属電極 と の接続部 分を還元 し た も の を利用 し て な る 請求の範囲第 9 項記
    15 載の集積型太陽電池。
    1 1 . 前記透光性基板がガラ ス基板であ る こ と を特徴 と す る 請求の範囲第 1 项、 第 2 頊、 第 3 ¾ 、 第 4 项、 第 5 、 第 6 項、 第 7 項、 第 8 項、 第 9 項ま た は第 1 Q項記 載の集積型太陽電池。
    £0 1 2 前記透明電極のう ち 金属電極に近接 し て.い る 領域の 属組成が該透明電極の他の 部分の金属組成の 1 . 2倍 以上で あ る こ と を特徵 と す る 請求の範囲第 9 項記載の 積型太陽電池。
    1 3 透光性基板上に積層 さ れた透明電極、 ア モ ル フ ァ ス
    25 ン' リ コ ン 系半導体廇お よ び金属電極か ら な り 、 光電変 換領域が複数假 '¾気的 に iE列接続 さ れた集積型太陽電 池の製法であ っ て、 前記 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン 系半導 休層 の一部を除 i し た後、 露出 し た透明電極の表面部 分 を還 元 し 、 そ の 後金 m を 形成す る こ と を特徴 と す る Ift lS型太！ 池の 製 。
    丄 4 . 前記透 明電極の表面部分 の還 を水素 プ ラ ズマ で行 な う こ と を特徴 と す る ^求の範 E1第 〗 3項記載の ¾毡型 太陽 ¾池の製法。
    1 5 . 前記透明電極の表面部分の還 元を還元性溶液中で行 な う こ と を特徴 と す る 請求の範 ffl第 1 3項記-載の 集稜型 太陽電池の製法。
    6 . 透光性基板上 に 形成 さ れ る 透明 ¾極の透光性基板 と 反対側の表面層 の 金属成分比が透叨 ¾極の他の部分の 金属成分比 よ り 大 き く な る よ う に ί 成す る こ と を特徴 と す る 桀 ¾型太陽電池の製法。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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