(57)【要約】【課題】隣接セルとの間で裏面電極に所定の溝を形成する際の、この溝の開口部におけるバリの発生を除去し得る薄膜太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】透明基板１０上に透明電極膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、半導体膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び裏面電極膜１３をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜１３に、隣接するセルを隔離するための溝１３ｄを形成しする場合において、パルス幅を５０ｎｓ以下として前記透明基板側よりレーザビームＬＢを照射しながら、製造過程の前記薄膜太陽電池とレーザビームＬＢとを相対的に移動させることにより前記半導体膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び裏面電極膜１３を同時に除去して前記溝１３ｄを形成する。【選択図】　図１１
2004039891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造方法において、
パルス幅を５０ｎｓ以下として前記透明基板側よりレーザビームをパルス状に断続的に照射しながら、製造過程の前記薄膜太陽電池とレーザビームとを相対的に移動させるとともに、前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造方法において、
パルス幅を３０ｎｓ以下として前記透明基板側よりレーザビームをパルス状に断続的に照射しながら、製造過程の前記薄膜太陽電池とレーザビームとを相対的に移動させるとともに、前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造装置において、
製造過程の前記薄膜太陽電池にその透明電極側よりパルス状のレーザビームを照射するレーザ発振器と、
このレーザ発振器が出射するパルスレーザ光のパルス幅を制御する制御部と、前記レーザビームに対し製造過程の前記薄膜太陽電池を相対的に移動させる移動手段とを有するとともに、
前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成する際、前記レーザビームのパルス幅が５０ｎｓ以下となるレーザビームを照射するように構成したことを特徴とする薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項４】
透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造装置において、
製造過程の前記薄膜太陽電池にその透明電極側よりパルス状のレーザビームを照射するレーザ発振器と、
このレーザ発振器が出射するパルスレーザ光のパルス幅を制御する制御部と、
前記レーザビームに対し製造過程の前記薄膜太陽電池を相対的に移動させる移動手段とを有するとともに、
前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成する際、前記レーザビームのパルス幅が３０ｎｓ以下となるレーザビームを照射するように構成したことを特徴とする薄膜太陽電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜太陽電池の製造方法及び装置に関し、特に集光させたレーザ光による細いビームを照射して溝を形成するレーザスクライブ法で薄膜太陽電池の製造を行う場合に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来技術に係る薄膜太陽電池の基本構造を示す構造図である。同図において、１はガラス等で形成した透明基板、２ａ，２ｂ，２ｃ…は分離形成された酸化錫等で形成した透明電極膜、３ａ，３ｂ，３ｃ…は各透明電極膜２ａ，２ｂ，２ｃ…上に分離形成された珪素等の半導体膜、４ａ，４ｂ，４ｃ…は各半導体膜３ａ，３ｂ，３ｃ…上に形成され且つ図中右隣の透明電極膜２ｂ，２ｃ…に部分的に重畳された金属膜からなる裏面電極膜である。かかる透明電極膜２ａ，２ｂ，２ｃ…乃至裏面電極膜４ａ，４ｂ，４ｃ…等の各積層体により隣接するもの同士が直列に接続された光電変換セル５ａ，５ｂ，５ｃ…を構成している。各半導体膜３ａ，３ｂ，３ｃ…は、その内部に平行なＰＩＮ接合を含み、透明基板１及び透明電極２ａ，２ｂ，２ｃを順次介する光の入射により光起電力を発生する。この結果、各半導体膜３ａ，３ｂ，３ｃ…内で発生した光起電力は、裏面電極膜４ａ，４ｂ，４ｃ…を介して隣接するもの同士が直列的に接続されて相加され、当該薄膜太陽電池の出力電圧を規定する。
【０００３】
かかる構成の薄膜太陽電池の製造には、通常細密加工性に優れているレーザ加工技術が用いられているが、このレーザ加工による薄膜太陽電池の製造行程を図を参照しながら説明しておく。
【０００４】
第１の工程の様子を示す図６において、１０は透明基板、１１は透明電極膜である。同図に示す工程では、厚さ１ｍｍ〜４ｍｍ、面積１０ｃｍ２　〜１５０ｃｍ２　程度の透明基板１０の全上面に、厚さ２０００Å〜７０００Åの酸化錫ＳｎＯ２　からなる透明電極膜１１を被着する。
【０００５】
第２の工程の様子を示す図７において、１１ａ，１１ｂ，１１ｃは分離された各透明電極膜、１１ｄは隣接間隔部である溝、Ｌ１は溝１１ｄの溝幅、ＬＢはレーザビームである。同図に示す工程では、レーザビームＬＢに照射により隣接間隔部である溝１１ｄを形成し、個別の各透明電極膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃを分離、形成する。ここで使用するレーザの波長は通常１．０６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザを好適に使用することができ、隣接間隔部１１ｄの溝幅Ｌ１は約５０μｍ程度に設定される。
【０００６】
第３の工程の様子を示す図８において、１２は半導体膜である。同図に示す工程では、各透明電極膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃの表面を含んで基板１０上全面に光電変換に有効に寄与する厚さ３０００Å〜５０００Åの半導体膜１２を被着する。
【０００７】
第４の工程の様子を示す図９において、１２ｄは隣接間隔部である溝、Ｌ２は溝１２ｄの溝幅、１２ａ，１２ｂ，１２ｃは分離・形成された半導体膜である。同図に示す工程では、透明基板１０の膜面と反対側から（図中の矢印方向から）レーザビームＬＢを照射して溝１２ｄを形成することにより個別の各半導体膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃを分離・形成する。ここで、溝１２ｄの溝幅Ｌ２は約８０μｍ程度に設定される。また、使用するレーザは、波長０．５３μｍのパルスＮｄ：ＹＡＧレーザが、通常用いられる。この波長では、各透明電極膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃの光吸収率は小さく、殆どが透過するため、レーザ光のエネルギの大部分は各半導体膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃで吸収される。したがって各半導体膜のみを選択して除去することができる。
【０００８】
第５の工程の様子を示す図１０において、１３は裏面電極膜である。同図に示す工程では、裏面電極膜１３を、各半導体膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び各透明電極膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃの各露出部分を含んで基板１０の全上面で３０００Å〜５０００Å程度の厚さに被着する。ここで、裏面電極膜１３は、通商アルミニウム又は銀で形成する。
【０００９】
第６の工程の様子を示す図１１において、１３ａ，１３ｂ，１３ｃは分離された個別の裏面電極膜、１３ｄは隣接間隔部である溝、Ｌ３は溝１３ｄの溝幅、１４ａ，１４ｂ，１４ｃは分離、形成した各光電変換セルである。同図に示す工程では、レーザビームＬＢの照射により各半導体膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃの一部及び裏面電極膜１３ａ，１３ｂ，１３ｃの一部を除去して溝１３ｄを形成することにより、個別の裏面電極膜１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…を形成する。ここで使用するレーザは、図９に示す第４の工程と同様に、通常、波長０．５３μｍのパルスＮｄ：ＹＡＧレーザを使用する。また、当該工程でも、レーザビームＬＢを、透明基板１０の膜面と反対側から（図中の矢印方向から）照射している。したがって、この場合のレーザ光は、各透明電極膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃを透過して半導体層１２に到達し、同層にて吸収される。吸収されたエネルギにより半導体層１２は蒸発するが、そのガス圧力で裏面電極膜１３ａ，１３ｂ，１３ｃの一部を除去して溝１３ｄを形成する。かくして、各光電変換領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…が電気的に直列接続される。
【００１０】
当該第６の工程において、溝１３ｄの溝幅Ｌ３は細いほど好ましい。当該薄膜太陽電池の発電のための有効面積を減少させないためである。このため、通常は約４０〜８０μｍに設定される。
【００１１】
第６の工程により溝１３ｄを形成した後、裏面電極膜１３ａ，１３ｂ，１３ｃの表面に保護膜を形成して製品とする。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、薄膜太陽電池の製造工程の最終工程においては、レーザビームＬＢの照射により各半導体膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃの一部及び裏面電極膜１３ａ，１３ｂ，１３ｃの一部を同時に除去して溝１３ｄを形成しているが、この溝１３ｄの形成に伴い、溝１３ｄの開口部にバリを発生することがある。図１２はこのバリを説明するための図であり、同図中、１０は透明基板、１１は透明電極膜、１２は半導体層、１３は裏面電極膜である。同図は、レーザビームＬＢの照射により溝１３ｄを形成した結果、溝１３ｄの開口端部に外側にめくれたバリ１３ｅが発生した状態を示している。
【００１３】
かかるバリ１３ｅが発生した場合、裏面電極１３の表面に形成する保護膜によりこのバリ１３ｅが当該薄膜太陽電池の内側に押さえ込まれて反対側の透明電極１１に接触する場合が発生する。バリ１３ｅは裏面電極１３と同材質の導電体であるため、透明電極１１に接触した場合には、これら透明電極１１及び裏面電極１３間を短絡してしまう。したがって、半導体層１２で発生した起電力の一部が無駄に消費され、当該薄膜太陽電池の性能劣化の原因となる。したがって、裏面電極１３における前記バリ１３ｅの発生は可及的に除去しなければならない。
【００１４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、隣接セルとの間で裏面電極に所定の溝を形成する際の、この溝の開口部におけるバリの発生を除去し得る薄膜太陽電池の製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は次の知見を基礎とするものである。すなわち、図１２に示す工程において発生するバリ１３ｅは、半導体膜１２が薄い場合（例えば３０００Å以下）又は裏面電極膜１３が厚い場合（例えば３０００Å以上）に発生し易くなる。これは次の様な理由に依るものと考えられる。すなわち、溝１３ｄは、レーザビームＬＢを、透明基板１０側から照射してこのレーザビームＬＢを半導体膜１２に吸収させ、これに伴い半導体膜１２を蒸発させて体積を膨張させ、このときの圧力で裏面電極膜１３を吹き飛ばすことにより形成していると考えられる。したがって、半導体膜１２が薄い場合には、その分蒸発する半導体膜１２の量も少なくなり、十分な体積膨張（爆発力）が得られず、また裏面電極膜１３が厚い場合には、その分除去対象部分の強度が大きく、これを除去するためのエネルギーも大きなものが必要になるからである。
【００１６】
ここで、バリ１３ｅの発生を抑制するための手段として、レーザビームＬＢのレーザ密度を高くすること、レーザビームＬＢの強度分布（レーザプロファイル）を均一にすることが考えられる。しかし、レーザ密度が大きくなるとこのレーザビームＬＢの照射により透明電極１１の熱的変質を招来するという新たな問題を生起する。したがって、かかる制限により適正なレーザ密度が決まり、これを変更するのは一般に得策ではない。一方、レーザプロファイルは一般にその周辺部のエネルギー密度が小さく、中央部程大きくなる（ガウス分布となっている）ため、周辺部のエネルギー密度を向上させるべく、その均一化を図ることができれば、これも有効なバリ１３ｅ発生防止手段となり得る。しかし、レーザプロファイルはレーザ発振器の特性により一義的に定まり、一般に人為的に調整し得る要素とはなり得ない。したがって、レーザプロファイルの均一化によるバリ発生抑制手段も有効な対策とはなり得ない。
【００１７】
そこで、本発明者等は照射するレーザビームＬＢのパルス幅に注目した。すなわち、バリ１３ｅの発生による影響を透明電極１１と裏面電極膜１３との間の絶縁抵抗を介して評価することに思い至った。すなわち、パルス幅を短くすると半導体膜１２を蒸発させて体積を膨張させ、このときの圧力で裏面電極膜１３を吹き飛ばすことが効率的に行われる。その理由は、光が半導体膜１２で吸収されて熱に変わった後、半導体膜１２の局部温度を上昇させ蒸発に至る迄の間に、周囲への熱伝導も同時に起きる。この周囲への熱伝導は半導体膜１２の局部的な温度上昇には寄与せず、無駄なエネルギであると同時に、透明電極１１の熱的変質を引き起こす。パルス幅が短くなると、同じパルスエネルギであっても単位時間当たりのエネルギが増大するので、周囲への熱伝導が起きる前に半導体膜１２の局部的温度上昇が大きくなる。したがって、パルス幅を短くすると膨張力が大きくなるので、バリ１３ｅが発生しにくくなる。そこで、レーザビームＬＢのパルス幅を変えて溝１３ｄを形成し、このようにして形成した各薄膜太陽電池における透明電極１１と裏面電極膜１３間の絶縁抵抗を測定した。
【００１８】
この測定結果を図１及び図２に示す。両図はレーザビームＬＢのパルス幅（ｎｓ）に対する電極面積０．５（ｃｍ２）当たりの絶縁抵抗特性を示すグラフである。図１に示す場合の試料は、その半導体膜１２の膜厚が３０００Å近傍で、裏面電極膜１３の膜厚が２９００Å近傍である。図２に示す場合の試料は、その半導体膜１２の膜厚が２３００Å近傍で、裏面電極膜１３の膜厚が３５００Å近傍である。
【００１９】
この結果、前記絶縁抵抗の値は、レーザビームＬＢのパルス幅と密接な関係があり、このレーザビームＬＢのパルス幅が小さくなるに従い高くなる傾向があることが判明した。これは、レーザビームＬＢのパルス幅が小さくなるに従いバリ１３ｅの発生が抑制されていることを意味するものと考えられる。そして、図１の場合、薄膜太陽電池として十分な性能を発揮し得る、絶縁抵抗が５（ｋΩ）以上を得るためには、パルス幅が５０（ｎｓ）以下であれば良く、また図２の場合にはパルス幅が３０（ｎｓ）以下であれば良いことが分かる。
【００２０】
ここで、半導体膜１２の膜厚は、発電効率の観点から、通常２０００Å〜４０００Åの範囲で形成され、裏面電極膜１３の膜厚はレーザビームＬＢの反射効率の観点から、通常３０００Å〜２０００Åの範囲で形成される。したがって、このような通常の膜厚範囲で半導体膜１２の膜厚が比較的厚い場合、又は裏面電極膜１３の膜厚が比較的薄い場合には、パルス幅を５０（ｎｓ）以下とすれば良いが、半導体膜１２の膜厚が比較薄い場合、又は裏面電極膜１３の膜厚が比較的厚い場合にはパルス幅を３０（ｎｓ）以下とする必要がある。何れにしてもパルス幅を３０（ｎｓ）以下とすれば十分である。
【００２１】
なお、バリ１３ｅの発生は、レーザビームＬＢを、透明基板１０側から照射して溝１３ｄを形成する場合に固有の現象である。すなわち、裏面電極１３側からレーザビームＬＢを照射して溝１３ｄを形成する場合には発生しない。
【００２２】
上述の如き知見に基づく本発明の構成は、次の点を特徴とする。
【００２３】
１）　透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造方法において、
パルス幅を５０ｎｓ以下として前記透明基板側よりレーザビームをパルス状に断続的に照射しながら、製造過程の前記薄膜太陽電池とレーザビームとを相対的に移動させるとともに、前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成すること。
【００２４】
２）　透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造方法において、
パルス幅を３０ｎｓ以下として前記透明基板側よりレーザビームをパルス状に断続的に照射しながら、製造過程の前記薄膜太陽電池とレーザビームとを相対的に移動させるとともに、前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成すること。
【００２５】
３）　透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造装置において、
製造過程の前記薄膜太陽電池にその透明電極側よりパルス状のレーザビームを照射するレーザ発振器と、
このレーザ発振器が出射するパルスレーザ光のパルス幅を制御する制御部と、
前記レーザビームに対し製造過程の前記薄膜太陽電池を相対的に移動させる移動手段とを有するとともに、
前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成する際、前記レーザビームのパルス幅が５０ｎｓ以下となるレーザビームを照射するように構成したこと。
【００２６】
４）　透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造装置において、
製造過程の前記薄膜太陽電池にその透明電極側よりパルス状のレーザビームを照射するレーザ発振器と、
このレーザ発振器が出射するパルスレーザ光のパルス幅を制御する制御部と、
前記レーザビームに対し製造過程の前記薄膜太陽電池を相対的に移動させる移動手段とを有するとともに、
前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成する際、前記レーザビームのパルス幅が３０ｎｓ以下となるレーザビームを照射するように構成したこと。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２８】
図１は本発明の実施の形態に係る薄膜太陽電池の製造装置であるレーザ加工機を概念的に示す説明図である。同図に示すように、レーザ発振器８１から出射したパルスレーザ光であるレーザビーム８３は、ミラー８２で反射させた後、レンズ８４で集光させてＸＹステージ８６上の基板（製造過程の薄膜太陽電池）８５に照射するようになっている。ここで、ＸＹステージ８６上の基板８５はレーザビーム８３に対してＸＹ平面（水平面）上を移動することにより溝１３ｄ（図１２参照。）等の必要な加工が施される。また、レーザ発振器８１は、制御部８７の制御によりその出力パルスの幅、繰り返し周期等が制御される。
【００２９】
レーザビーム８３による上記溝加工は、図４に示すように、レーザ加工機から出射したレーザビーム８３を断面円形のビームとして基板８５に照射するとともに、レーザビーム８３に対する基板８５の相対移動により隣接するビーム８８の一部（２０％程度）が重畳されるようにしてビーム８８を連続させることにより所定の溝１３ｄ（図１２参照）等を形成する。このときの溝加工速度は、
レーザビーム径×０．８×レーザのパルス繰り返し周波数
で与えられる。
【００３０】
また、レーザ発振器８１から出射するパルスレーザ光のパルス幅は５０（ｎｓ）以下、さらに好ましくは３０（ｎｓ）以下とする。このパルス幅の調整は制御部８７の制御により行う。
【００３１】
かかるレーザ加工機は、薄膜太陽電池の製造工程のうち、図９に示す第６の工程で使用する。すなわち、図４乃至図８に示す工程を経た後、図９に示す工程で溝１３ｄを形成する際、レーザ発振器８１から出射するパルスレーザ光のパルス幅を５０（ｎｓ）以下、さらに好ましくは３０（ｎｓ）以下として図８に示す半導体膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び裏面電極膜１３の一部を除去し、図９に示す溝１３ｄを形成する。
【００３２】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに具体的に説明した通り、〔請求項１〕に記載する発明は、透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造方法において、パルス幅を５０ｎｓ以下として前記透明基板側よりレーザビームをパルス状に断続的に照射しながら、製造過程の前記薄膜太陽電池とレーザビームとを相対的に移動させるとともに、前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成するので、
図１に示すように、電極面積０．５（ｃｍ２）当たりの絶縁抵抗が５（ｋΩ）となり、薄膜太陽電池としての良好な性能を確保し得る。これは、特に半導体膜が比較的厚い場合、又は裏面電極膜が比較的薄い場合において裏面電極膜に対する溝加工の際のバリの発生を抑制し得たためと考えられ、結果としてバリの発生を抑制し、良好な発電効率を確保した薄膜太陽電池を得ることができる。
【００３３】
〔請求項２〕に記載する発明は、透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造方法において、パルス幅を３０ｎｓ以下として前記透明基板側よりレーザビームをパルス状に断続的に照射しながら、製造過程の前記薄膜太陽電池とレーザビームとを相対的に移動させるとともに、前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成するので、
図２に示すように、電極面積０．５（ｃｍ２）当たりの絶縁抵抗が５（ｋΩ）となり、薄膜太陽電池としての良好な性能を確保し得る。これは、特に半導体膜が比較的厚い場合、又は裏面電極膜が比較的薄い場合において裏面電極膜に対する溝加工の際のバリの発生を抑制し得たためと考えられ、結果としてバリの発生を抑制し、良好な発電効率を確保した薄膜太陽電池を得ることができる。
【００３４】
〔請求項３〕に記載する発明は、透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造装置において、製造過程の前記薄膜太陽電池にその透明電極側よりパルス状のレーザビームを照射するレーザ発振器と、このレーザ発振器が出射するパルスレーザ光のパルス幅を制御する制御部と、前記レーザビームに対し製造過程の前記薄膜太陽電池を相対的に移動させる移動手段とを有するとともに、前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成する際、前記レーザビームのパルス幅が５０ｎｓ以下となるレーザビームを照射するように構成したので、
図１に示すように、電極面積０．５（ｃｍ２）当たりの絶縁抵抗が５（ｋΩ）となり、薄膜太陽電池としての良好な性能を確保し得る。これは、特に半導体膜が比較的厚い場合、又は裏面電極膜が比較的薄い場合において裏面電極膜に対する溝加工の際のバリの発生を抑制し得たためと考えられ、結果としてバリの発生を抑制し、良好な発電効率を確保した薄膜太陽電池を得ることができる。
【００３５】
〔請求項４〕に記載する発明は、透明基板上に透明電極膜、半導体膜及び裏面電極膜をこの順序で積層し、かかる状態の前記裏面電極膜に、隣接するセルを隔離するための溝を形成して単位セルを複数個直列に接続した薄膜太陽電池を形成する薄膜太陽電池の製造装置において、製造過程の前記薄膜太陽電池にその透明電極側よりパルス状のレーザビームを照射するレーザ発振器と、このレーザ発振器が出射するパルスレーザ光のパルス幅を制御する制御部と、前記レーザビームに対し製造過程の前記薄膜太陽電池を相対的に移動させる移動手段とを有するとともに、前記レーザビームにより前記半導体膜及び裏面電極膜を同時に除去して前記溝を形成する際、前記レーザビームのパルス幅が３０ｎｓ以下となるレーザビームを照射するように構成したので、
図２に示すように、電極面積０．５（ｃｍ２）当たりの絶縁抵抗が５（ｋΩ）となり、薄膜太陽電池としての良好な性能を確保し得る。これは、特に半導体膜が比較的厚い場合、又は裏面電極膜が比較的薄い場合において裏面電極膜に対する溝加工の際のバリの発生を抑制し得たためと考えられ、結果としてバリの発生を抑制し、良好な発電効率を確保した薄膜太陽電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜太陽電池の製造方法の実施の形態を実現するに当たり測定したレーザパルス幅と薄膜太陽電池の両電極間の絶縁抵抗との関係を示すグラフ（半導体膜が厚く、裏面電極膜が薄い場合。）である。
【図２】本発明に係る薄膜太陽電池の製造方法の実施の形態を実現するに当たり測定したレーザパルス幅と薄膜太陽電池の両電極間の絶縁抵抗との関係を示すグラフ（半導体膜が薄く、裏面電極膜が厚い場合。）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る薄膜太陽電池の製造装置であるレーザ加工機を概念的に示す説明図である。
【図４】図３に示すレーザ加工機による溝加工の様子を概念的に示す説明図である。
【図５】薄膜太陽電池の一般的な構造を示す構造図である。
【図６】図３に示す薄膜太陽電池の第１の製造工程の様子を示す説明図である。
【図７】図３に示す薄膜太陽電池の第２の製造工程の様子を示す説明図である。
【図８】図３に示す薄膜太陽電池の第３の製造工程の様子を示す説明図である。
【図９】図３に示す薄膜太陽電池の第４の製造工程の様子を示す説明図である。
【図１０】図３に示す薄膜太陽電池の第５の製造工程の様子を示す説明図である。
【図１１】図３に示す薄膜太陽電池の第６の製造工程の様子を示す説明図である。
【図１２】薄膜太陽電池の製造に当たり、従来問題となっていた裏面電極におけるバリの状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　　　　透明基板
１１　　　　透明電極
１２　　　　半導体膜
１３　　　　裏面電極膜
１３ｄ　　　溝
１３ｅ　　　バリ
８１　　　　レーザ発振器
８３　　　　レーザビーム
８５　　　　基板
８６　　　　ＸＹステージ
８７　　　　制御部
８８　　　　レーザビーム
ＬＢ　　　　レーザビーム
【図１】
2004039891.tif 000003
【図２】
2004039891.tif 000004
【図３】
2004039891.tif 000005
【図４】
2004039891.tif 000006
【図５】
2004039891.tif 000007
【図６】
2004039891.tif 000008
【図７】
2004039891.tif 000009
【図８】
2004039891.tif 000010
【図９】
2004039891.tif 000011
【図１０】
2004039891.tif 000012
【図１１】
2004039891.tif 000013
【図１２】
2004039891.tif 000014