(57)【要約】  隣接する薄膜光電変換セル間が電気的に直列接続するように、透光性絶縁基板上に、第１電極層と、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層と第３導電型半導体層とが順次積層された光電変換層と、第２電極層と、をこの順で形成する第１工程と、前記第２電極層の表面から前記第１電極層まで達する分離溝を形成して複数の薄膜光電変換セルにセル分離する第２工程と、前記第２工程後に前記光電変換層の前記分離溝の側壁部を酸化処理して前記光電変換層の前記分離溝の側壁部を絶縁層に改質する第３工程と、を含む。
2010064549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する薄膜光電変換セル間が電気的に直列接続するように、透光性絶縁基板上に、第１電極層と、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層と第３導電型半導体層とが順次積層された光電変換層と、第２電極層と、をこの順で形成する第１工程と、
前記第２電極層の表面から前記第１電極層まで達する分離溝を形成して複数の薄膜光電変換セルにセル分離する第２工程と、
前記第２工程後に前記光電変換層の前記分離溝の側壁部を酸化処理して前記光電変換層の前記分離溝の側壁部を絶縁層に改質する第３工程と、
を含むことを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２工程の後に、前記薄膜光電変換装置の外周縁部に位置する前記薄膜光電変換セルの外周の側壁部の一部を前記薄膜光電変換装置の外周部に沿って除去する第４工程を、さらに含み、
前記第３工程は前記第４工程後に行われて、前記光電変換層の前記外周側壁部も酸化処理して前記光電変換層の前記外周側壁部を絶縁層に改質すること、
を特徴とする請求項１に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項３】
前記酸化処理は、酸素プラズマを供給することで行われること、
を特徴とする請求項１または２に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項４】
前記酸化処理は、オゾンを含有するガスを供給することで行われること、
を特徴とする請求項１または２に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
前記酸化処理は、酸素イオンビームを照射することで行われること、
を特徴とする請求項１または２に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
前記透光性絶縁基板の面内方向に対して斜め方向から前記酸素イオンビームを照射すること、
を特徴とする請求項５に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
前記酸化処理の前に紫外線を照射する処理を行うこと、
を特徴とする請求項３〜６のいずれか1項に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
前記光電変換層が、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層と前記第３導電型半導体層とが積層された単位光電変換層であること、
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
前記光電変換層が、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層と前記第３導電型半導体層とが積層された単位光電変換層を、直接または透明導電膜からなる中間層を介して複数層積層されたタンデム構造を有すること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項１０】
前記光電変換層がシリコン層であり、前記絶縁層がシリコン酸化膜層であること、
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜光電変換装置の製造方法に関するものであり、特に、セル分離用の分離溝の側壁面におけるサイドリークを防止して光電変換効率を向上させた薄膜光電変換装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の薄膜光電変換モジュールである薄膜太陽電池モジュールは、例えば基板の一面側に、透明電極層と、光電変換層としての薄膜半導体層と、裏面電極層としての反射導電膜と、が順次形成され、基板の他面側からの光入射により薄膜半導体層で光起電力を発生する薄膜太陽電池セルを備える。そして、このような複数の薄膜太陽電池セルが隣り合うセル同士で所定の距離を隔てて配置された状態で電気的に直列に接続されて、薄膜太陽電池モジュールを形成している。また、隣り合う薄膜太陽電池セル間の光電変換層は電気的に分離されている。【０００３】
このような薄膜太陽電池モジュールは、以下に示すような方法により製造されている。まず、基板の表面に、凹凸のテクスチャ構造を有する酸化スズ（ＳｎＯ２）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）からなる透明電極層が形成された透光性絶縁基板において、レーザ照射により透明電極層を切断・除去してストライプ状に加工する。テクスチャ構造は薄膜太陽電池に入射した太陽光を散乱させ、薄膜半導体層での光利用効率を高める機能を有する。【０００４】
次に、プラズマＣＶＤ（Chemical  vapor  deposition）法などにより透明電極層上に例えばアモルファスシリコンからなる光電変換用の薄膜半導体層を形成する。その後、透明電極層が切断された場所と異なる箇所で、レーザ照射により薄膜半導体層を切断・除去してストライプ状に加工する。【０００５】
次いで、スパッタリング法などにより薄膜半導体層上に光反射性金属からなる裏面電極層を成膜した後、再度、透明電極層が切断された場所と異なる箇所でレーザ照射により裏面電極層を切断・除去してストライプ状に加工する。【０００６】
このような薄膜太陽電池モジュールでは、光電変換層である薄膜半導体層の加工面での電流リークが問題となる。すなわち、薄膜半導体層は、上記のようにレーザを照射して膜を除去して加工される。その際、レーザ強度が低い場合には、加工された膜が完全に吹き飛ばされず、膜の残滓により一方の薄膜太陽電池セルの透明電極層とそれ自身の薄膜太陽電池セルの裏面電極層との電極間に短絡不良が発生する。一方、レーザ強度が高い場合には、膜残滓は発生しないが、薄膜半導体膜の加工面端である側壁部が溶融、結晶化される。結晶化された側壁部は薄膜半導体の内部より導電率が高くなるため、薄膜太陽電池の透明電極層とそれ自身の裏面電極層間に短絡不良が発生する。その結果、光電変換効率が低下し、発電効率が低下してしまう。【０００７】
このような問題を解決するために、例えばアノード電極に周期的な凸部を有するプラズマＣＶＤ装置を用いて薄膜半導体層のレーザ加工部に対応する箇所のみに結晶性の異なる膜を形成することで、強度の低いレーザ照射でも残滓の無い加工を実現し、電流リークを抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２３４９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１の技術では、強度の低いレーザ照射で薄膜半導体層を加工する場合でも、加工端面の結晶化を完全には防ぐことはできない。このため、電流リークが生じてしまう、という問題があった。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、分離溝の側壁面におけるサイドリークの発生を防止して、高い光電変換効率が得られる薄膜光電変換装置の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる薄膜光電変換装置の製造方法は、隣接する薄膜光電変換セル間が電気的に直列接続するように、透光性絶縁基板上に、第１電極層と、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層と第３導電型半導体層とが順次積層された光電変換層と、第２電極層と、をこの順で形成する第１工程と、前記第２電極層の表面から前記第１電極層まで達する分離溝を形成して複数の薄膜光電変換セルにセル分離する第２工程と、第２工程後に前記光電変換層の前記分離溝の側壁部を酸化処理して前記光電変換層の前記分離溝の側壁部を絶縁層に改質する第３工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、分離溝の側壁面に絶縁層を形成してサイドリーク電流を防止することにより、高い光電変換効率を有する高品質の薄膜光電変換装置が得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１−１】図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの概略構成を示す平面図である。
【図１−２】図１−２は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池セルの短手方向における断面構造を説明するための図である。
【図２−１】図２−１は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−２】図２−２は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−３】図２−３は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−４】図２−４は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−５】図２−５は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−６】図２−６は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−７】図２−７は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図２−８】図２−８は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２にかかる薄膜太陽電池セルの短手方向における断面構造を説明するための図である。
【図４−１】図４−１は、本発明の実施の形態２にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図４−２】図４−２は、本発明の実施の形態２にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２にかかる酸化層の形成方法における薄膜太陽電池モジュールへの酸素イオンビームの照射方法を説明する模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３にかかる薄膜太陽電池セルの短手方向における断面構造を説明するための図である。
【図７−１】図７−１は、本発明の実施の形態３にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【図７−２】図７−２は、本発明の実施の形態３にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる薄膜光電変換装置の製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
【００１５】
実施の形態１．
図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜光電変換装置である薄膜太陽電池モジュール（以下、モジュールと呼ぶ）１０の概略構成を示す平面図である。図１−２は、モジュール１０を構成する薄膜光電変換セルである薄膜太陽電池セル（以下、セルと呼ぶ場合がある）１の短手方向における断面構造を説明するための図であり、図１−１の線分Ａ−Ａ’における要部断面図である。
【００１６】
図１−１および図１−２に示すように、実施の形態１にかかるモジュール１０は、透光性絶縁基板２上に形成された短冊状（矩形状）のセル１を複数備え、これらのセル１が電気的に直列に接続された構造を有する。セル１は、図１−２に示すように透光性絶縁基板２、透光性絶縁基板２上に形成され第１電極層となる透明電極層３、透明電極層３上に形成される薄膜半導体層である光電変換層４、光電変換層４上に形成され第２電極層となる裏面電極層５、が順次積層された構造を有する。また、図１−２に示すように透光性絶縁基板２上には不純物の阻止層として、必要に応じて酸化珪素（以下単にＳｉＯ２と記す）のアンダーコート層６が設けられる。
【００１７】
透光性絶縁基板２上に形成された透明電極層３には、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在するとともに透光性絶縁基板２に達するストライプ状の第１の溝Ｄ１が形成されている。この第１の溝Ｄ１の部分に光電変換層４が埋め込まれることで、透明電極層３が隣接するセル１に跨るようにセル毎に分離されて形成されている。
【００１８】
また、透明電極層３上に形成された光電変換層４には、第１の溝Ｄ１と異なる箇所において透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在するとともに透明電極層３に達するストライプ状の第２の溝（接続溝）Ｄ２が形成されている。この第２の溝（接続溝）Ｄ２の部分に裏面電極層５が埋め込まれることで、裏面電極層５が透明電極層３に接続される。そして、該透明電極層３が隣接するセル１に跨っているため、隣り合う２つのセルの一方の裏面電極層５と他方の透明電極層３とが電気的に接続されている。
【００１９】
また、裏面電極層５および光電変換層４には、第１の溝Ｄ１および第２の溝（接続溝）Ｄ２とは異なる箇所で、透明電極層３に達するストライプ状の第３の溝Ｄ３が形成されて、各セル１が分離されている。このように、セル１の透明電極層３が、隣接するセル１の裏面電極層５と接続することによって、隣接するセル１が電気的に直列接続している。
【００２０】
透明電極層３は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、酸化スズ（ＳｎＯ２）などの透明導電性酸化膜や、これらの透明導電性酸化膜にアルミニウム（Ａｌ）を添加した膜などの透光性の膜によって構成される。また、透明電極層３は、ドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ホウ素（Ｂ）、イットリウム（Ｙ）、シリコン（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）から選択した少なくとも１種類以上の元素を用いたＺｎＯ膜、ＩＴＯ膜、ＳｎＯ２膜、またはこれらを積層して形成した透明導電膜であってもよく、光透過性を有している透明導電膜であればよい。また、透明電極層３は、表面に凹凸３ａが形成された表面テクスチャ構造を有する。このテクスチャ構造は、入射した太陽光を散乱させ、光電変換層４での光利用効率を高める機能を有する。
【００２１】
光電変換層４は、ＰＮ接合またはＰＩＮ接合を有し、入射する光により発電を行う薄膜半導体層が１層以上積層されて構成される。本実施の形態では、光電変換層４として、透明電極層３側から第１導電型半導体層であるｐ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層、第２導電型半導体層であるｉ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層、第３導電型半導体層であるｎ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層が積層された積層膜が形成されている。なお、他の光電変換層４としては、例えば透明電極層３側から第１導電型半導体層であるｐ型の水素化アモルファス炭化シリコン（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）層、第２導電型半導体層であるｉ型の水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層、第３導電型半導体層であるｎ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層が積層された積層膜が挙げられる。
【００２２】
また光電変換層４は、第１導電型半導体層であるｐ型の水素化アモルファス炭化シリコン（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）層、第２導電型半導体層であるｉ型の水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層、第３導電型半導体層であるｎ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層、第１導電型半導体層であるｐ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層、第２導電型半導体層であるｉ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層、第３導電型半導体層であるｎ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層からなる二段のＰＩＮ接合の構成としてもよい。また、タンデム構造の場合は、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、第３導電型半導体層が積層された単位光電変換層が２層以上積層されたタンデム構造としても良い。また、上記の二段のＰＩＮ接合のように複数の薄膜半導体層が積層されて光電変換層４が構成される場合には、それぞれのＰＩＮ接合間に一酸化微結晶シリコン（μｃ−ＳｉＯ）やアルミニウム添加酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）などの中間層を挿入して、ＰＩＮ接合間の電気的、光学的接続を改善してもよい。
【００２３】
裏面電極層５は、光電変換層４と異なる形状・位置でパターニングされており、図１−２に示すように透明導電性金属化合物層５ａと金属層５ｂとから構成されている。ここで、透明導電性金属化合物層５ａには例えば酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、またはこれらの組み合わせを用いることができる。また、金属層５ｂには、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）を用いることができる。
【００２４】
また、光電変換層４の側壁面には、絶縁領域として絶縁性の高い酸化層７が形成されている。この酸化層７は、第２導電型半導体層であるｉ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。また、光電変換層４がタンデム構造を有する場合は、酸化層７は、光電変換層４に含まれる第２導電型半導体層であるｉ型非晶質半導体層の電気抵抗値のうち最大の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。
【００２５】
この酸化層７は、レーザ加工による段のＰＩＮ接合間に透明導電膜からなる低抵抗層である中間層が形成されている場合は、この中間層の側壁面も酸化されて、高抵抗化された酸化層とされている。
【００２６】
光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に低抵抗層が形成され、この低抵抗層が裏面電極層５と接触すると、薄膜太陽電池の透明電極層３からそれ自身の裏面電極層５への電流リーク（サイドリーク）が生じ、光電変換効率が低下する原因となる。しかしながら、このモジュール１０では、光電変換層４の側壁面に絶縁性の高い酸化層７が形成されているため、サイドリーク電段のＰＩＮ接合間に透明導電膜からなる低抵抗層である中間層が形成されている場合は、この中間層の側壁面も酸化されて、高抵抗化された酸化層とされている。
【００２７】
光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に低抵抗層が形成され、この低抵抗層が裏面電極層５と接触すると、薄膜太陽電池の透明電極層３からそれ自身の裏面電極層５への電流リーク（サイドリーク）が生じ、光電変換効率が低下する原因となる。しかしながら、このモジュール１０では、光電変換層４の側壁面に絶縁性の高い酸化層７が形成されているため、サイドリーク電流が流れなくなり、光電変換効率の低下を防止することができる。
【００２８】
ここで、このような実施の形態１にかかるモジュール１０の動作の概略について説明する。透光性絶縁基板２の裏面（セル１が形成されていない方の面）から太陽光が入射すると、光電変換層４で自由キャリアが生成され、電流が発生する。各セル１で発生した電流は透明電極層３と裏面電極層５とを介して隣接するセル１に流れ込み、モジュール１０全体の発電電流を生成する。
【００２９】
以上のように構成された実施の形態１にかかるモジュール１０によれば、光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に酸化層７を備えるため、一方のセル１の透明電極層３からそれ自身の裏面電極層５への電流リーク（サイドリーク）が防止され、一方のセル１の透明電極層３からそれ自身の裏面電極層５へサイドリーク電流が流れることがない。したがって、実施の形態１にかかるモジュール１０によれば、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面におけるサイドリークに起因した光電変換効率の低下が防止され、高い光電変換効率が得られる高品質の薄膜太陽電池が実現されている。
【００３０】
つぎに、上記のように構成された実施の形態１にかかるモジュール１０の製造方法について説明する。図２−１〜図２−８は、実施の形態１にかかるモジュール１０の製造工程の一例を説明するための断面図であり、図１−２に対応する断面図である。
【００３１】
まず、透光性絶縁基板２を用意する。ここでは、透光性絶縁基板２として平板状の白板ガラスを用いる。この透光性絶縁基板２の一面側にスパッタリング法などによりアンダーコート層６としてＳｉＯ２膜を成膜する。ついで、該アンダーコート層６上に透明電極層３になる透明導電膜１１としてＺｎＯ膜をスパッタリング法により形成する（図２−１）。また、透明導電膜１１を構成する材料として、ＺｎＯ膜の他にＩＴＯ、ＳｎＯ２などの透明導電性酸化膜や、導電率向上のためにこれらの透明導電性酸化膜にＡｌなどの金属を添加した膜を用いることができる。また、成膜方法として、ＣＶＤ法などの他の成膜方法を用いてもよい。
【００３２】
その後、希塩酸で透明導電膜１１の表面をエッチングして粗面化し、透明導電膜１１の表面に小さな凹凸３ａを形成する（図２−２）。ただし、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜１１をＣＶＤ法により形成した場合には自己組織的に透明導電膜１１の表面に凹凸が形成されるため、希塩酸を用いたエッチングによる凹凸の形成は必要ない。
【００３３】
次に、透明電極層３の一部を透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向のストライプ状に切断・除去して、透明電極層３を短冊状にパターニングし、複数の透明電極層３に分離する（図２−３）。透明電極層３のパターニングは、レーザスクライブ法により、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在して透光性絶縁基板２に達するストライプ状の第１の溝Ｄ１を形成することで行う。なお、このように透光性絶縁基板２上に基板面内で互いに分離された複数の透明電極層３を得るには、写真製版などで形成したレジストマスクを用いてエッチングする方法や、メタルマスクを用いた蒸着法などの方法でも可能である。
【００３４】
次に、第１の溝Ｄ１を含む透明電極層３上に光電変換層４をプラズマＣＶＤ法により形成する。本実施の形態では、光電変換層４として、透明電極層３側からｐ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層、ｉ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層、ｎ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層を順次積層形成する（図２−４）。
【００３５】
次に、このようにして積層形成された光電変換層４に、透明電極層３と同様にレーザスクライブによってパターニングを施す（図２−５）。すなわち、光電変換層４の一部を透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向のストライプ状に切断・除去して、光電変換層４を短冊状にパターニングし、分離する。光電変換層４のパターニングは、レーザスクライブ法により、第１の溝Ｄ１と異なる箇所に、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在して透明電極層３に達するストライプ状の第２の溝（接続溝）Ｄ２を形成することで行う。第２の溝（接続溝）Ｄ２の形成後、第２の溝（接続溝）Ｄ２内に付着している飛散物を高圧水洗浄、メガソニック洗浄、あるいはブラシ洗浄により除去する。
【００３６】
次に、光電変換層４上および第２の溝（接続溝）Ｄ２内に裏面電極層５として光電変換層４上に酸化スズ（ＳｎＯ２）からなる透明導電性金属化合物層５ａを真空蒸着により成膜する（図２−６）。また、透明導電性金属化合物層５ａの成膜方法として、ＣＶＤ法などの他の成膜方法を用いてもよい。
【００３７】
つぎに、裏面電極層５として、透明導電性金属化合物層５ａ上に金属層５ｂとして例えば銀（Ａｇ）をスパッタリング法により成膜する（図２−６）。このとき、第２の溝Ｄ２内を金属層５ｂが満たすような条件で金属層５ｂを形成する。また、金属層５ｂの成膜方法として、ＣＶＤ法などの他の成膜方法を用いてもよい。
【００３８】
透明導電性金属化合物層５ａの形成後、裏面電極層５および光電変換層４の一部を透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向のストライプ状に切断・除去して短冊状にパターニングして複数のセル１に分離する（図２−７）。パターニングは、レーザスクライブ法により、第１の溝Ｄ１および第２の溝（接続溝）Ｄ２とは異なる箇所に、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在して透明電極層３に達するストライプ状の第３の溝（分離溝）Ｄ３を形成することで行う。なお、反射率の高い裏面電極層５にレーザを直接吸収させるのは困難なので、光電変換層４にレーザ光エネルギーを吸収させて、光電変換層４とともに裏面電極層５を局所的に吹き飛ばすことによって複数のセル１に対応させて分離される。
【００３９】
レーザ加工により第３の溝（分離溝）Ｄ３を形成する際に、光電変換層４の加工による残滓や、レーザにより溶融・結晶化して低抵抗化した光電変換層４のシリコン膜が第３の溝（分離溝）Ｄ３における光電変換層４の側壁面に付着して、光電変換層４の側壁面に低抵抗層が形成される。より詳細には、低抵抗層であるｐ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層の残滓や、レーザにより溶融・結晶化して低抵抗化したｉ型の水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層などが光電変換層４の側壁面に付着して、光電変換層４の側壁部に低抵抗層が形成される。
【００４０】
そして、この低抵抗層が裏面電極層５と接触すると、一方のセル１の透明電極層３からそれ自身の裏面電極層５への電流リーク（サイドリーク）が生じ、光電変換効率が低下する原因となる。そこで第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成後に、光電変換層４の側壁面に形成されている低抵抗層を酸化して高抵抗化することで、サイドリーク電流が流れなくなり、光電変換効率の低下を防止することができる。
【００４１】
そこで、本実施の形態においては、レーザ加工による第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成後に、光電変換層４の側壁部を酸化する酸化処理（高抵抗化処理）を実施する。酸化処理（高抵抗化処理）は、光電変換層４の側壁部に酸素プラズマを供給し、プラズマ処理により光電変換層４の側壁部を酸化することで、酸化層７を形成する（図２−８）。例えば、モジュール１０全体を酸素プラズマに曝露させて光電変換層４の側壁部を酸化することで、酸化層７を形成する。このとき、光電変換層４の側壁部のうち、透光性絶縁基板２の長手方向と略平行な側壁部（図１−１の線分Ｂ−Ｂ’方向における側壁部）も酸化され、酸化層７が形成される。酸化層７は十分な絶縁性を維持するためには少なくとも１０nm以上の膜厚を有することが望ましい。本実施の形態では反応性の高い酸素プラズマを用いているため、厚い酸化層の形成が容易である。ここで、酸素プラズマの代わりに窒素プラズマを使用することにより同様の膜厚を有する窒化層を形成してもよい。なお、光電変換層４の上部は裏面電極層５に覆われているため酸化されない。したがって、光電変換層４における裏面電極層５で覆われていない側壁部が電気絶縁性の高い酸化層７で覆われることになる。また、前記酸素プラズマ処理前に、エッチング性ガスをプラズマ発生装置に導入し、側壁に存在する残滓を除去すると、酸化処理がより確実となり望ましい。更に、酸化処理の前にぞれぞれのセルにバイアス電圧を印加してリーク箇所を切断してもよい。
【００４２】
ここで、酸化層７は、光電変換層４における第２導電型半導体層であるｉ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。また、光電変換層４がタンデム構造を有する場合は、酸化層７は、光電変換層４に含まれる第２導電型半導体層であるｉ型非晶質半導体層の電気抵抗値のうち最大の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。
【００４３】
なお、酸化処理として酸素プラズマの代わりに、光電変換層４の側壁部に、オゾンを含有するガス、特に高濃度オゾンを供給して光電変換層４の側壁部を酸化することで、酸化層７を形成してもよい。例えば、モジュール１０全体を高濃度オゾン雰囲気に曝露させることにより酸化層７を形成してもよい。このようなモジュール１０を酸素プラズマに曝露させる方法や、モジュール１０を高濃度オゾン雰囲気に曝露させる方法により酸化層７を形成することにより、通常の熱酸化に比べて比較的低温で酸化層７を形成できる。これにより、酸化層７の形成時の光電変換層４への悪影響、例えば光電変換層４の結晶化などの熱影響を抑制して酸化層７を形成することができる。また、有害性物質等を用いることなく酸化層７を形成することができる。
【００４４】
以上により、図１−１および図１−２に示すようなセル１を有する実施の形態１にかかるモジュール１０が完成する。
【００４５】
上述したように、実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の製造方法によれば、レーザ加工による第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成後に、モジュール１０全体を酸素プラズマに曝露させる、または高濃度オゾン雰囲気に曝露させることにより光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁部に酸化層７を形成し、光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁部に絶縁領域を形成する。これにより、通常の熱酸化に比べて比較的低温で酸化層７を形成することができ、酸化層７の形成時の光電変換層４への悪影響（熱影響）を抑制して、容易に且つ生産性良く酸化層７を形成することができる。したがって、実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の製造方法によれば、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面におけるサイドリークに起因した光電変換効率の低下が防止された、高い光電変換効率が得られる高品質の薄膜太陽電池を効率的に製造することができる。そして、発電効率が向上した薄膜太陽電池を得られるため、従来と同じ発電量を得る場合には小型化を図ることが可能である。
【００４６】
なお、モジュールの外周部のセルの一部を除去する処理の後に同様の酸化処理を施すことにより、切断箇所に位置するセルの光電変換層側壁に酸化層を形成し、リーク電流を低減させてもよい。薄膜太陽電池モジュールでは、外部との絶縁性を維持するため、モジュール外周部のセルの一部を切断・除去する。このとき残されたセルの側壁は低抵抗層となるため、第三の溝（分離溝）Ｄ３と同様酸化させる方が望ましい。具体的には、サンドブラスト或いはレーザ加工により最外周部のセルの一部を除去し、それに続いて酸素プラズマ、またはオゾン雰囲気に曝露させる。これにより最外周部に位置する光電変換層の側壁に酸化層が形成され、サイドリークが抑制できる。
【００４７】
また、実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の製造方法によれば、デバイス構造を複雑化する必要が無いため従来のデバイス構造にそのまま適用することが可能である。
【００４８】
なお、上記においてはシングルセル型の薄膜太陽電池であるモジュール１０について説明したが、本発明はこれに限定されず、薄膜太陽電池であれば、光電変換層４の半導体層にアモルファスシリコンあるいは微結晶シリコンを用いたタンデム型の薄膜太陽電池でも同様に適用可能である。
【００４９】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２にかかる薄膜太陽電池モジュール２０を構成するセル２１の短手方向における断面構造を説明するための図であり、図１−１の線分Ａ−Ａ’における要部断面図である。なお、図３において、実施の形態１におけるモジュール１０と同じ部材については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５０】
図１−１および図３に示すように、実施の形態２にかかるモジュール２０は、透光性絶縁基板２上に形成された短冊状（矩形状）のセル２１を複数備え、これらのセル２１が電気的に直列に接続された構造を有する。セル２１は、図３に示すように透光性絶縁基板２、透光性絶縁基板２上に形成され第１電極層となる透明電極層３、透明電極層３上に形成される薄膜半導体層である光電変換層４、光電変換層４上に形成され第２電極層となる裏面電極層５、が順次積層された構造を有する。また、図３に示すように透光性絶縁基板２上には不純物の阻止層として酸化珪素（以下単にＳｉＯ２と記す）のアンダーコート層６が設けられる。
【００５１】
透光性絶縁基板２上に形成された透明電極層３には、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在するとともに透光性絶縁基板２に達するストライプ状の第１の溝Ｄ１が形成されている。この第１の溝Ｄ１の部分に光電変換層４が埋め込まれることで、透明電極層３が隣接するセル２１に跨るようにセル毎に分離されて形成されている。
【００５２】
また、透明電極層３上に形成された光電変換層４には、第１の溝Ｄ１と異なる箇所において透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在するとともに透明電極層３に達するストライプ状の第２の溝（接続溝）Ｄ２が形成されている。この第２の溝（接続溝）Ｄ２の部分に裏面電極層５が埋め込まれることで、裏面電極層５が透明電極層３に接続される。そして、該透明電極層３が隣接するセル２１に跨っているため、隣り合う２つのセルの一方の裏面電極層５と他方の透明電極層３とが電気的に接続されている。
【００５３】
また、裏面電極層５および光電変換層４には、第１の溝Ｄ１および第２の溝（接続溝）Ｄ２とは異なる箇所で、透明電極層３に達するストライプ状の第１の溝Ｄ３が形成されて、各セル２１が分離されている。このように、セル２１の透明電極層３が、隣接するセル２１の裏面電極層５と接続することによって、隣接するセル２１が電気的に直列接続している。
【００５４】
光電変換層４の側壁面には、絶縁領域として絶縁性の高い酸化層２７が形成されている。この酸化層２７は、第２導電型半導体層であるｉ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。また、光電変換層４がタンデム構造を有する場合は、酸化層２７は、光電変換層４に含まれる第２導電型半導体層であるｉ型非晶質半導体層の電気抵抗値のうち最大の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。
【００５５】
この酸化層２７は、レーザ加工による第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成時に、光電変換層４の加工による残滓や、レーザにより溶融・結晶化して低抵抗化した光電変換層４のシリコン膜が光電変換層４の側壁面に付着して形成された低抵抗層が酸化されて、高抵抗化された酸化層である。より詳細には、酸化層２７は、低抵抗層であるｐ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層の残滓や、レーザにより溶融・結晶化して低抵抗化したｉ型の水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層などが光電変換層４の側壁面に付着して形成された低抵抗層が酸化されて、高抵抗化された酸化層である。また、二段のＰＩＮ接合間に透明導電膜からなる低抵抗層である中間層が形成されている場合は、この中間層の側壁面も酸化されて、高抵抗化された酸化層とされている。
【００５６】
光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に低抵抗層が形成され、この低抵抗層が裏面電極層５と接触すると、一方のセル２１の透明電極層３からそれ自身の裏面電極層５への電流リーク（サイドリーク）が生じ、光電変換効率が低下する原因となる。しかしながら、このモジュール２０では、光電変換層４の側壁面に絶縁性の高い酸化層２７が形成されているため、サイドリーク電流が流れなくなり、光電変換効率の低下を防止することができる。
【００５７】
以上のように構成された実施の形態２にかかるモジュール２０によれば、光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に酸化層２７を備えるため、一方のセル２１の透明電極層３からそれ自身の裏面電極層５への電流リーク（サイドリーク）が防止され、一方のセル２１の透明電極層３からそれ自身の裏面電極層５へサイドリーク電流が流れることがない。したがって、実施の形態２にかかるモジュール２０によれば、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面におけるサイドリークに起因した光電変換効率の低下が防止され、高い光電変換効率が得られる高品質の薄膜太陽電池が実現されている。
【００５８】
つぎに、上記のように構成された実施の形態２にかかるモジュール２０の製造方法について説明する。図４−１および図４−２は、実施の形態２にかかるモジュール２０の製造工程の一例を説明するための断面図であり、図３に対応する断面図である。
【００５９】
まず、実施の形態１における図２−１〜図２−７と同じ工程により、透光性絶縁基板２上にアンダーコート層６、透明電極層３、光電変換層４、裏面電極層５を形成する（図４−１）。
【００６０】
次に、レーザ加工による第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成後に、光電変換層４の側壁部を酸化する酸化処理（高抵抗化処理）を実施する。本実施の形態においては、酸化処理（高抵抗化処理）は、モジュール２０全体に酸素イオンビーム２８を照射して光電変換層４の側壁部を酸化することで、酸化層２７を形成する（図４−２）。このとき、光電変換層４の側壁部のうち、透光性絶縁基板２の長手方向と略平行な側壁部（図１−１の線分Ｂ−Ｂ’方向における側壁部）にも酸素イオンビーム２８を照射することで、該側壁部も酸化され、酸化層２７が形成される。酸化層２７は十分な絶縁性を維持するためには少なくとも１０nm以上の膜厚を有することが望ましい。本実施の形態では反応性の高いイオンビームを用いているため、厚い酸化層の形成が容易である。なお、光電変換層４の上部は裏面電極層５に覆われているため酸化されない。したがって、光電変換層４における裏面電極層５で覆われていない側壁部が電気絶縁性の高い酸化層２７で覆われることになる。また、酸化処理の前にそれぞれのセルにバイアス電圧を印加してリーク箇所を切断してもよい。
【００６１】
ここで、酸化層２７は、光電変換層４における第２導電型半導体層であるｉ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。また、光電変換層４がタンデム構造を有する場合は、酸化層２７は、光電変換層４に含まれる第２導電型半導体層であるｉ型非晶質半導体層の電気抵抗値のうち最大の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。
【００６２】
図５は、実施の形態２にかかる酸化層２７の形成方法におけるモジュール２０への酸素イオンビーム２８の照射方法を説明する模式図である。モジュール２０に酸素イオンビーム２８を照射する際に、図５に示すようにモジュール２０におけるセル２１の形成面２２、すなわち透光性絶縁基板２の面内方向に対して所定の角度だけ傾いた方向（斜め方向）から酸素イオンビーム２８を照射することが好ましい。酸素イオンビーム２８は指向性を有するため、セル２１の形成面２２に対して所定の角度だけ傾いた方向から酸素イオンビーム２８を照射することにより、光電変換層４の側壁部に酸素イオンビーム２８が高密度に照射されるので、効率的に酸化処理を行うことができる。
【００６３】
このような酸素イオンビーム２８の照射により酸化層２７を形成することにより、通常の熱酸化に比べて比較的低温で酸化層２７を形成できる。これにより、酸化層２７の形成時の光電変換層４への悪影響、例えば光電変換層４の結晶化などの熱影響を抑制して酸化層２７を形成することができる。
【００６４】
以上により、図１−１および図３に示すようなセル２１を有する実施の形態２にかかるモジュール２０が完成する。
【００６５】
上述したように、実施の形態２にかかる薄膜太陽電池の製造方法によれば、レーザ加工による第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成後に、モジュール２０全体に酸素イオンビーム２８を照射することにより光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁部に酸化層２７を形成し、光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁部に絶縁領域を形成する。これにより、通常の熱酸化に比べて比較的低温で酸化層２７を形成することができ、酸化層２７の形成時の光電変換層４への悪影響（熱影響）を抑制して、容易に且つ生産性良く酸化層２７を形成することができる。したがって、実施の形態２にかかる薄膜太陽電池の製造方法によれば、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面におけるサイドリークに起因した光電変換効率の低下が防止された、高い光電変換効率が得られる高品質の薄膜太陽電池を効率的に製造することができる。
【００６６】
なお、モジュールの外周部のセルの一部を除去する処理の後に同様の酸化処理を施すことにより、切断箇所に位置するセルの光電変換層側壁に酸化層を形成し、リーク電流を低減させてもよい。薄膜太陽電池モジュールでは、外部との絶縁性を維持するため、モジュール外周部のセルの一部を切断・除去する。このとき残されたセルの側壁は低抵抗層となるため、第３の溝（分離溝）Ｄ３と同様酸化させる方が望ましい。具体的には、サンドブラスト或いはレーザ加工により最外周部のセルの一部を除去し、それに続いて酸素プラズマ、またはオゾン雰囲気に曝露させる。これにより最外周部に位置する光電変換層の側壁に酸化層が形成され、サイドリークが抑制できる。
【００６７】
また、実施の形態２にかかる薄膜太陽電池の製造方法によれば、デバイス構造を複雑化する必要が無いため従来のデバイス構造にそのまま適用することが可能である。
【００６８】
なお、上記においてはシングルセル型の薄膜太陽電池であるモジュール２０について説明したが、本発明はこれに限定されず、薄膜太陽電池であれば、光電変換層４の半導体層にアモルファスシリコンあるいは微結晶シリコンを用いたタンデム型の薄膜太陽電池でも同様に適用可能である。
【００６９】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３にかかる薄膜太陽電池モジュール３０を構成するセル３１の短手方向における断面構造を説明するための図であり、図１−１の線分Ａ−Ａ’における要部断面図である。なお、図６において、実施の形態１におけるモジュール１０と同じ部材については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７０】
図１−１および図６に示すように、実施の形態３にかかるモジュール３０は、透光性絶縁基板２上に形成された短冊状（矩形状）のセル３１を複数備え、これらのセル３１が電気的に直列に接続された構造を有する。セル３１は、図６に示すように透光性絶縁基板２、透光性絶縁基板２上に形成され第１電極層となる透明電極層３、透明電極層３上に形成される薄膜半導体層である光電変換層４、光電変換層４上に形成され第２電極層となる裏面電極層５、が順次積層された構造を有する。また、図６に示すように透光性絶縁基板２上には不純物の阻止層として酸化珪素（以下単にＳｉＯ２と記す）のアンダーコート層６が設けられる。
【００７１】
透光性絶縁基板２上に形成された透明電極層３には、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在するとともに透光性絶縁基板２に達するストライプ状の第１の溝Ｄ１が形成されている。この第１の溝Ｄ１の部分に光電変換層４が埋め込まれることで、透明電極層３が隣接するセル３１に跨るようにセル毎に分離されて形成されている。
【００７２】
また、透明電極層３上に形成された光電変換層４には、第１の溝Ｄ１と異なる箇所において透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在するとともに透明電極層３に達するストライプ状の第２の溝（接続溝）Ｄ２が形成されている。この第２の溝（接続溝）Ｄ２の部分に裏面電極層５が埋め込まれることで、裏面電極層５が透明電極層３に接続される。そして、該透明電極層３が隣接するセル３１に跨っているため、隣り合う２つのセルの一方の裏面電極層５と他方の透明電極層３とが電気的に接続されている。
【００７３】
また、裏面電極層５および光電変換層４には、第１の溝Ｄ１および第２の溝（接続溝）Ｄ２とは異なる箇所で、透明電極層３に達するストライプ状の第１の溝Ｄ３が形成されて、各セル３１が分離されている。このように、セル３１の透明電極層３が、隣接するセル３１の裏面電極層５と接続することによって、隣接するセル３１が電気的に直列接続している。
【００７４】
光電変換層４の側壁面には、絶縁領域として絶縁性の高い酸化層３７が形成されている。この酸化層３７は、第２導電型半導体層であるｉ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。また、光電変換層４がタンデム構造を有する場合は、酸化層３７は、光電変換層４に含まれる第２導電型半導体層であるｉ型非晶質半導体層の電気抵抗値のうち最大の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。
【００７５】
この酸化層３７は、レーザ加工による第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成時に、光電変換層４の加工による残滓や、レーザにより溶融・結晶化して低抵抗化した光電変換層４のシリコン膜が光電変換層４の側壁面に付着して形成された低抵抗層が酸化されて、高抵抗化された酸化層である。より詳細には、酸化層３７は、低抵抗層であるｐ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層の残滓や、レーザにより溶融・結晶化して低抵抗化したｉ型の水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層などが光電変換層４の側壁面に付着して形成された低抵抗層が酸化されて、高抵抗化された酸化層である。また、二段のＰＩＮ接合間に透明導電膜からなる低抵抗層である中間層が形成されている場合は、この中間層の側壁面も酸化されて、高抵抗化された酸化層とされている。
【００７６】
光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に低抵抗層が形成され、この低抵抗層が裏面電極層５と接触すると、一方のセル３１の透明電極層３からそれ自身の裏面電極層５への電流リーク（サイドリーク）が生じ、光電変換効率が低下する原因となる。しかしながら、このモジュール３０では、光電変換層４の側壁面に絶縁性の高い酸化層３７が形成されているため、サイドリーク電流が流れなくなり、光電変換効率の低下を防止することができる。
【００７７】
以上のように構成された実施の形態３にかかるモジュール３０によれば、光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面に酸化層３７を備えるため、一方のセル３１の透明電極層３からそれ自身の裏面電極層５への電流リーク（サイドリーク）が防止され、一方のセル３１の透明電極層３からそれ自身の裏面電極層５へサイドリーク電流が流れることがない。したがって、実施の形態３にかかるモジュール３０によれば、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面におけるサイドリークに起因した光電変換効率の低下が防止され、高い光電変換効率が得られる高品質の薄膜太陽電池が実現されている。
【００７８】
つぎに、上記のように構成された実施の形態３にかかるモジュール３０の製造方法について説明する。図７−１および図７−２は、実施の形態３にかかるモジュール３０の製造工程の一例を説明するための断面図であり、図６に対応する断面図である。
【００７９】
まず、実施の形態１における図２−１〜図２−７と同じ工程により、透光性絶縁基板２上にアンダーコート層６、透明電極層３、光電変換層４、裏面電極層５を形成する（図７−１）。
【００８０】
次に、レーザ加工による第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成後に、光電変換層４の側壁部を酸化する酸化処理（高抵抗化処理）を実施する。本実施の形態においては、酸化処理（高抵抗化処理）の前に紫外線を照射する処理を行う。モジュール３０全体に紫外線を照射して加工時の残滓を除去後、プラズマ処理或いはオゾン照射により光電変換層４の側壁部を酸化することで、酸化層３７を形成する（図７−２）。レーザ加工時には光電変換層４は高温になるため、加工雰囲気に存在する不純物が加工面に付着され、結果として酸化処理の妨げとなる。従って酸化処理前に不純物など残滓を除去することが望ましい。酸化層３７は十分な絶縁性を維持するためには少なくとも１０nm以上の膜厚を有することが望ましい。本実施の形態では紫外線の照射により側壁表面が反応活性になっているため、厚い酸化層の形成が容易である。ここで、酸素プラズマの代わりに窒素プラズマを使用することにより同様の膜厚を有する窒化層を形成してもよい。このとき、光電変換層４の側壁部のうち、透光性絶縁基板２の長手方向と略平行な側壁部（図１−１の線分Ｂ−Ｂ’方向における側壁部）にも紫外線を照射することで、該側壁部も酸化され、酸化層３７が形成される。なお、光電変換層４の上部は裏面電極層５に覆われているため酸化されない。したがって、光電変換層４における裏面電極層５で覆われていない側壁部が電気絶縁性の高い酸化層３７で覆われることになる。また、酸化処理の前にぞれぞれのセルにバイアス電圧を印加してリーク箇所を切断してもよい。
【００８１】
ここで、酸化層３７は、光電変換層４における第２導電型半導体層であるｉ型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。また、光電変換層４がタンデム構造を有する場合は、酸化層３７は、光電変換層４に含まれる第２導電型半導体層であるｉ型非晶質半導体層の電気抵抗値のうち最大の電気抵抗値よりも大きな電気抵抗値を有する。
【００８２】
このような紫外線照射の後、酸素プラズマ或いは高濃度オゾン雰囲気に曝露することにより酸化層３７を形成することにより、通常の熱酸化に比べて比較的低温で十分な膜厚を有する酸化層３７を形成できる。これにより、酸化層３７の形成時の光電変換層４への悪影響、例えば光電変換層４の結晶化などの熱影響を抑制して酸化層３７を形成することができる。
【００８３】
以上により、図１−１および図６に示すようなセル３１を有する実施の形態３にかかるモジュール３０が完成する。
【００８４】
上述したように、実施の形態３にかかる薄膜太陽電池の製造方法によれば、レーザ加工による第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成後に、モジュール３０全体に紫外線照射の後、酸素プラズマ或いは高濃度オゾン雰囲気に曝露することにより光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁部に酸化層３７を形成し、光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁部に絶縁領域を形成する。これにより、通常の熱酸化に比べて比較的低温で酸化層３７を形成することができ、酸化層３７の形成時の光電変換層４への悪影響（熱影響）を抑制して、容易に且つ生産性良く酸化層３７を形成することができる。したがって、実施の形態３にかかる薄膜太陽電池の製造方法によれば、第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁面におけるサイドリークに起因した光電変換効率の低下が防止された、高い光電変換効率が得られる高品質の薄膜太陽電池を効率的に製造することができる。
【００８５】
なお、モジュールの外周部のセルの一部を除去する処理の後に上記のいずれかの実施の形態で述べた方法と同様の酸化処理を施すことにより、切断箇所に位置するセルの光電変換層側壁に酸化層を形成し、リーク電流を低減させてもよい。薄膜太陽電池モジュールでは、外部との絶縁性を維持するため、モジュール外周部のセルの一部を切断・除去する。このとき残されたセルの側壁は低抵抗層となるため、第三の溝（分離溝）Ｄ３と同様酸化させる方が望ましい。具体的には、サンドブラスト或いはレーザ加工により最外周部のセルの一部を除去し、それに続いて紫外線照射を照射、酸素プラズマ、またはオゾン雰囲気に曝露させる。これにより最外周部に位置する光電変換層の側壁の残滓が除去、酸化層が形成され、サイドリークが抑制できる。分離溝の酸化処理の工程を、外周部のセルの一部を除去して外周側壁部を形成した後に行ってもよい。外周側壁部を形成後に分離溝と外周側壁部を酸化処理すると工程が簡略となる。
【００８６】
また、実施の形態３にかかる薄膜太陽電池の製造方法によれば、デバイス構造を複雑化する必要が無いため従来のデバイス構造にそのまま適用することが可能である。
【００８７】
なお、上記においてはシングルセル型の薄膜太陽電池であるモジュール３０について説明したが、本発明はこれに限定されず、薄膜太陽電池であれば、光電変換層４の半導体層にアモルファスシリコンあるいは微結晶シリコンを用いたタンデム型の薄膜太陽電池でも同様に適用可能である。
【００８８】
また、上述した紫外線の照射処理は、実施の形態２で説明した、レーザ加工による第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成後に、モジュール２０全体に酸素イオンビーム２８を照射することにより光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁部に酸化層２７を形成し、光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁部に絶縁領域を形成する場合に適用してもよい。すなわち、第３の溝（分離溝）Ｄ３の形成後にモジュール全体に紫外線を照射し、その後モジュール全体に酸素イオンビームを照射することにより光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁部に酸化層２７を形成し、光電変換層４の第３の溝（分離溝）Ｄ３の側壁部に絶縁領域を形成してもよい。この場合も、上述した効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明にかかる薄膜光電変換装置の製造方法は、分離溝の側壁面におけるサイドリークの発生が防止された高い光電変換効率が得られる薄膜光電変換装置の製造に有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１  薄膜太陽電池セル（セル）
２  透光性絶縁基板（ガラス基板）
３  透明電極層
３ａ  凹凸
４  光電変換層
５  裏面電極層
５ａ  透明導電性金属化合物層
５ｂ  金属層
６  アンダーコート層
７  酸化層
１０  薄膜太陽電池モジュール（モジュール）
１１  透明導電膜
２０  薄膜太陽電池モジュール（モジュール）
２１  薄膜太陽電池セル（セル）
２２  セルの形成面
２７  酸化層
２８  酸素イオンビーム
３０  薄膜太陽電池モジュール（モジュール）
３１  薄膜太陽電池セル（セル）
３７  酸化層
Ｄ１  第１の溝
Ｄ２  第２の溝（接続溝）
Ｄ３  第３の溝（分離溝）
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図２−５】
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【図２−６】
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【図２−７】
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【図２−８】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年1月26日(2011.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる薄膜光電変換装置の製造方法は、隣接する薄膜光電変換セル間が電気的に直列接続するように、透光性絶縁基板上に、第１電極層と、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層と第３導電型半導体層とが順次積層された光電変換層と、第２電極層と、をこの順で形成する第１工程と、前記第２電極層の表面から前記第１電極層まで達する分離溝を形成して複数の薄膜光電変換セルにセル分離する第２工程と、前記第２工程の後に、前記薄膜光電変換装置の外周縁部に位置する前記薄膜光電変換セルの外周の側壁部の一部を前記薄膜光電変換装置の外周部に沿って除去する第３工程と、前記第３工程後に前記光電変換層の前記分離溝の側壁部全体と前記外周側壁部全体とを酸化処理して絶縁層に改質する第４工程と、を含むことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する薄膜光電変換セル間が電気的に直列接続するように、透光性絶縁基板上に、第１電極層と、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層と第３導電型半導体層とが順次積層された光電変換層と、第２電極層と、をこの順で形成する第１工程と、
前記第２電極層の表面から前記第１電極層まで達する分離溝を形成して複数の薄膜光電変換セルにセル分離する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記薄膜光電変換装置の外周縁部に位置する前記薄膜光電変換セルの外周の側壁部の一部を前記薄膜光電変換装置の外周部に沿って除去する第３工程と、
前記第３工程後に前記光電変換層の前記分離溝の側壁部全体と前記外周側壁部全体とを酸化処理して絶縁層に改質する第４工程と、
を含むことを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項２】
前記第３工程では、ブラスト加工によって前記薄膜光電変換セルの一部を除去すること、
を特徴とする請求項１に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項３】
前記酸化処理は、酸素プラズマを供給することで行われること、
を特徴とする請求項１または２に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項４】
前記酸化処理は、オゾンを含有するガスを供給することで行われること、
を特徴とする請求項１または２に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
前記酸化処理は、酸素イオンビームを照射することで行われること、
を特徴とする請求項１または２に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
前記透光性絶縁基板の面内方向に対して斜め方向から前記酸素イオンビームを照射すること、
を特徴とする請求項５に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
前記酸化処理の前に紫外線を照射する処理を行うこと、
を特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
前記光電変換層が、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層と前記第３導電型半導体層とが積層された単位光電変換層であること、
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
前記光電変換層が、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層と前記第３導電型半導体層とが積層された単位光電変換層を、直接または透明導電膜からなる中間層を介して複数層積層されたタンデム構造を有すること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項１０】
前記光電変換層がシリコン層であり、前記絶縁層がシリコン酸化膜層であること、
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の薄膜光電変換装置の製造方法。
【国際調査報告】
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