(57)【要約】  【課題】太陽電池等の集積型光電変換装置を製造する方法に関するものであり、発電効率の高い集積型光電変換装置を開発することを課題とするものである。  【解決手段】最初の工程として絶縁透光性基板１の上に透明導電膜２を成膜する。続いて、透明導電膜２に対してレーザスクライブによって第一溝３を形成する。続いて透明導電膜２の上に、光電変換機能を備えた半導体膜５を設ける。その後、レーザ光を用いたスクライブによって半導体膜５の一部を除去しての様に電気接続用溝６を設け光電変換膜たる半導体膜５を短冊状に分割する。電気接続用溝６は間欠的に発光するパルス光を照射することによって形成されたものであり、前記パルス光は単位面積あたりのエネルギーが２００００Ｊ／ｍ2以下である。【選択図】図６
2007273858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁透光性基板に積層体が設けられ、当該積層体は第一導電膜と、第二導電膜とを有し、その間に半導体膜を含む光電変換層が一層だけ設けられたものであり、前記積層体には所定の溝が形成されていて絶縁透光性基板上の積層体が複数の光電変換セルに分割されており、さらに前記半導体膜に電気接続用溝が形成され当該電気接続用溝に導体が導入され、前記電気接続用溝の導体によって第一導電膜と第二導電膜が電気的に接続され各光電変換セルが電気的に直列接続されて成る集積型光電変換装置を製造する方法において、前記電気接続用溝は間欠的に発光するパルス光を照射することによって形成されたものであり、前記パルス光は単位面積あたりのエネルギーが５０００Ｊ／ｍ2以下であることを特徴とする集積型光電変換装置の製造方法。
【請求項２】
絶縁透光性基板に積層体が設けられ、当該積層体は第一導電膜と、第二導電膜とを有し、その間に半導体膜を含む光電変換層が複数層設けられたものであり、前記積層体には所定の溝が形成されていて絶縁透光性基板上の積層体が複数の光電変換セルに分割されており、さらに前記半導体膜に電気接続用溝が形成され当該電気接続用溝に導体が導入され、前記電気接続用溝の導体によって第一導電膜と第二導電膜が電気的に接続され各光電変換セルが電気的に直列接続されて成る集積型光電変換装置を製造する方法において、前記電気接続用溝は間欠的に発光するパルス光を照射することによって形成されたものであり、前記パルス光は単位面積あたりのエネルギーが２００００Ｊ／ｍ2以下であることを特徴とする集積型光電変換装置の製造方法。
【請求項３】
光電変換層の内部あるいは光電変換層同士の間に光の反射層が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の集積型光電変換装置の製造方法。
【請求項４】
光電変換層は、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層、及びｎ型半導体層を積層させたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
電気接続用溝はパルス光によって形成される小孔を連続させたものであり、一つの小孔は、隣接する小孔と面積の３０％以上の部分でオーバーラップしたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の集積型光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
絶縁透光性基板に少なくとも第一導電膜と光電変換機能を備えた半導体膜と第二導電膜の三者を有する積層体が設けられ、前記三者の膜には所定の溝が形成されていて絶縁透光性基板上の積層体が複数の光電変換セルに分割されており、さらに前記半導体膜に電気接続用溝が形成され当該電気接続用溝に導体が導入され、前記電気接続用溝の導体によって第一導電膜と第二導電膜が電気的に接続され各光電変換セルが電気的に直列接続されて成る集積型光電変換装置を製造する方法において、前記電気接続用溝は間欠的に発光するパルス光を照射することによって形成され、電気接続用溝はパルス光によって形成される小孔を連続させたものであり、一つの小孔は、隣接する小孔と面積の３０％以上の部分でオーバーラップしたものであることを特徴とする集積型光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
一つの小孔は、隣接する小孔と面積の６０％以上の部分でオーバーラップしたものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の集積型光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
パルス光はレーザ光であり、絶縁透光性基板側からパルス光を照射することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の集積型光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
半導体膜は珪素を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の集積型光電変換装置の製造方法。
【請求項１０】
絶縁透光性基板に少なくとも第一導電膜と光電変換機能を備えた半導体膜と第二導電膜の三者を有する積層体が設けられ、前記三者の膜には所定の溝が形成されていて絶縁透光性基板上の積層体が複数の光電変換セルに分割されており、さらに前記半導体膜に電気接続用溝が形成され当該電気接続用溝に導体が導入され、前記電気接続用溝の導体によって第一導電膜と第二導電膜が電気的に接続され各光電変換セルが電気的に直列接続されて成る集積型光電変換装置において、前記電気接続用溝はパルス光を照射することによって形成されたものであって多数の小孔が連続したものであり、一つの小孔は、隣接する小孔と面積の３０％以上の部分でオーバーラップしたものであることを特徴とする集積型光電変換装置。
【請求項１１】
各小孔同士が６０％以上オーバーラップしたものであることを特徴とする請求項１０に記載の集積型光電変換装置。
【請求項１２】
電気接続用溝内における第一導電膜の表面に残る半導体膜は、半導体膜自体の酸化物の含有量が２０％以下であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の集積型光電変換装置。
【請求項１３】
電気接続用溝内の底部は、第一導電膜が５０％以上露出していることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の集積型光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池等の集積型光電変換装置を製造する方法に関するものであり、より詳細には、レーザスクライブ等の光線を使用して半導体膜に溝を形成させる工程を改良するものである。
【背景技術】
【０００２】
無尽蔵に降り注ぐ太陽エネルギーを利用して発電することができ、且つ排気ガスを排出することなくクリーンであり、さらに放射能を放出するといった危険もなく安全であることから、太陽電池が注目を集めている。今日実用化されている太陽電池に、集積型と称される構造のものがある。
以下、集積型太陽電池について説明する。
【０００３】
図１０は、太陽電池の層構成を簡単に説明する太陽電池の概念図の一例である。太陽電池１００は、図１０に示すように、ガラス基板１０１に透明導電膜１０２と半導体層１０３（半導体膜）及び裏面電極膜１０４が順次積層されたものであり、透明導電膜１０２と裏面電極膜１０４の間に電位差が生じる。
しかしながら、一個の太陽電池が発生させる電圧は極めて低いものであり、一つの太陽電池だけでは実用的な電圧に達しない。そこで太陽電池の薄膜に複数の溝を設けて多数の単体電池（セル）に分割し、この多数の太陽電池のセルを電気的に直列接続し、実用的な電圧にまで高める工夫がなされている。この様な太陽電池は集積型太陽電池と称され、例えば特許文献１等に構造と製造方法が開示されている。
【０００４】
図１１は、集積型太陽電池の層構成を簡単に説明する太陽電池の概念図である。
集積型太陽電池１０５の層構成は、前記した基本構成は太陽電池１００と同一であり、ガラス基板１０１に透明導電膜１０２と光電変換層１０３（半導体層、半導体膜）及び裏面電極膜１０４が順次積層されたものであるが、各層に溝１１０，１１１，１１２，１１３が形成されている。
すなわち透明導電膜１０２に第一溝１１０が形成され、透明導電膜１０２が複数に分割されている。また光電変換層１０３には第二溝（電気接続用溝）１１１が形成され、光電変換層１０３が複数に分割され、さらに当該第二溝１１１の中に裏面電極膜１０４の一部が進入して溝底部で透明導電膜１０２と接している。
さらに光電変換層１０３の第三溝１１２と裏面電極膜１０４に設けられた第四溝１１３が連通し、全体として深い共通溝１１５が形成されている。
【０００５】
集積型太陽電池１０５は、透明導電膜１０２に設けられた第一溝１１０と、光電変換層１０３（具体的にはｐ型半導体層、ｉ型半導体層、ｎ型半導体層を持つ）及び裏面電極膜１０４に設けられた共通溝１１５によって各薄膜が区画され、独立したセルが形成されている。そして前記した様に、第二溝１１１の中に裏面電極膜１０４の一部が進入し、裏面電極膜１０４の一部が透明導電膜１０２と接しており、一つのセルは隣接するセルと電気的に直列に接続されている。
すなわち光電変換層１０３で発生した電流は、透明導電膜１０２側から裏面電極膜１０４側に向かって流れるが、裏面電極膜１０４の一部が第二溝１１１を介して透明導電膜１０２と接しており、最初のセルで発生した電流が隣のセルの透明導電膜１０２に流れる。そのため電圧が順次加算されてゆく。
【０００６】
上記した各溝の形成は、レーザー加工機を使用して行われ、この工程はレーザースクライブ工程と称されている。
レーザ加工機は、所定の周波数でパルス状にレーザを発生させるものである。レーザースクライブ工程では、所定の光学系や、グラスファイバーを経由して基板にパルス状レーザを照射する。パルス状レーザは、ガラス基板１０１側から照射する場合と、膜に直接照射する場合がある。いずれの場合であっても、パルス状レーザを照射することにより、膜が瞬間的に蒸発し、図１２（ａ）の様に一回のパルスによって円形の小孔１２０が形成される。レーザ加工機は、前記した様に所定の周波数でパルスを発生させるから、パルスの照射位置を変えることによって小孔１２０が連続し、図１２（ｂ）の様に溝が形成される。
【特許文献１】特開２００４−３３６０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
集積型太陽電池は既に実用化されており、工場の屋上や一般家屋の屋根に設置されて工場や家庭に電力を供給している。
しかしながら集積型太陽電池１０５によって生産される電力は満足できるものではなく、さらなる発電効率の向上が望まれている。
そこで本発明はこの要求に応えるため、発電効率の高い集積型光電変換装置を開発することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、集積型光電変換装置の発電効率を向上させるべく、日々検討を重ねてきたが、その過程で常識を覆す事実を発見した。以下、新事実を発見した経緯とその概要を説明する。
前記した様に、集積型光電変換装置は、光電変換機能を備えた薄膜に複数の溝を設けて多数の単体電池（セル）に分割し、この多数の太陽電池のセルを電気的に直列接続したものである。
そして前記した様に、セルを電気的に直列接続する機能は、光電変換層１０３に形成された電気接続用溝１１１とその中に侵入した裏面電極膜１０４の一部によって達成されている。即ち裏面電極膜１０４は当然導体であり、一部が延長されて電気接続用溝１１１に導入され、電気接続用溝１１１の底で透明導電膜１０２と接触している。
従って、電気接続用溝１１１の底部における裏面電極膜１０４の一部と、透明導電膜１０２との接触状況は、単体電池（セル）同士の接続部における電気抵抗値に大きな影響を与える。
【０００９】
ここで電気接続用溝１１１は、光電変換層１０３をレーザスクライブして作られている。光電変換層１０３は電気導電性はあるものの、裏面電極膜１０４と比較すると格段に高い電気抵抗を持つ。即ち光電変換層１０３はｐ型半導体層、ｉ型半導体層、及びｎ型半導体層を積層させたものであり実質的に半導体層（半導体膜）であり、裏面電極膜１０４に比べて格段に電気抵抗が高い。
そのため当業者の常識として、電気接続用溝１１１内に半導体層１０３の残渣を残してはならず、半導体層１０３をより綺麗に削りとることが良いとされていた。
そのため従来技術では、レーザスクライブ加工を行う際のワンパルスあたりのエネルギーを高く設定し、かつ形成される小孔の重複を少なくして電気接続用溝１１１を形成していた。
【００１０】
即ち、レーザスクライブ加工を行う際のワンパルスあたりのエネルギーが高いと、単位面積当たりのエネルギー（エネルギー密度）が高くなり、光電変換層（半導体層）１０３が瞬間的に蒸発して飛散するから、小孔の形状が明確なものとなる。言い換えると、パルスのエネルギー密度が高いほど、真円に近い小孔が形成され、逆にエネルギー密度が低いと、小孔の形状がいびつなものとなる。小孔の壁面はパルスのエネルギー密度が高いほど切り立ったものとなり、逆にエネルギー密度が低いと、小孔はすり鉢状となる。
また小孔の重複が多い場合は、形成された溝の壁面が乱れたものとなるので、前記した様に小孔の重複を少なくして電気接続用溝１１１を形成していた。
【００１１】
さらに当業者の常識に沿ってレーザスクライブ加工を行う際のワンパルスあたりのエネルギーを高く設定し、かつ形成される小孔の重複を少なくして電気接続用溝１１１を形成し、それを開口側から顕微鏡で観察すると、光電変換層（半導体層）１０３の残渣が少ないように見える。
即ち光電変換層（半導体層）１０３の色と、電気接続用溝１１１の底たる透明導電膜１０２とは色彩や光透性が明確に異なる。
前記した様に当業者の常識に沿ってレーザスクライブ加工を行う際のパルスのエネルギー密度を高く設定し、かつ形成される小孔の重複を少なくして電気接続用溝１１１を形成し、それを開口側から顕微鏡で観察すると、透明導電膜１０２が見え、光電変換層（半導体層）１０３の残渣は少ない。
【００１２】
この様に、溝の外観形状や溝の内部観察から、レーザスクライブ加工を行う際のワンパルスあたりのエネルギーを高く設定し、かつ形成される小孔の重複を少なくした場合に良好な電気接続用溝１１１が形成されると信じられ、これが当業者の常識として広く知られていた。
【００１３】
ところが、本発明者らが当業者の常識に従って、ワンパルスあたりのエネルギーをより高くし、パルスのエネルギー密度を高くしたところ、集積型太陽電池の出力がかえって低下するという不思議な現象が発生した。
この様な現象が生じた集積型太陽電池の電気接続用溝１１１は、小孔の形状が真円であり、小孔の壁面は切り立ったものであって外観上、申し分のないものであった。
また上記した現象が生じた集積型太陽電池の電気接続用溝１１１の内部を顕微鏡で観察したが、溝の底に透明導電膜１０２がくっきりと見え、光電変換層（半導体層）１０３の残渣は少ないものであった。
【００１４】
そこで本発明者らは、電気接続用溝１１１の断面における成分を分析した。その結果、電気接続用溝１１１の底に光電変換層（半導体層）１０３の酸化物が付着していることが判った。
即ち光電変換層（半導体層）１０３は、珪素を主成分とし、これに微量の不純物が添加されたものである。そして電気接続用溝１１１の底には、珪素の酸化物たる二酸化珪素（ＳｉＯ2）が付着していた。
この二酸化珪素は、レーザ光が照射された時、その熱の影響を受けて珪素が空気と反応して生成されたものであると予想される。
二酸化珪素は、光の透過性があるので、顕微鏡観察では発見することができなかった。
【００１５】
二酸化珪素（ＳｉＯ2）は周知の通り絶縁体であり、二酸化珪素（ＳｉＯ2）が電気伝導を妨げていると予想された。
【００１６】
そこで本発明者らは、当業者の常識に反し、一回のパルスの出力を極力落としてパルスのエネルギー密度を下げ、且つパルスによって形成される小孔を重複させて電気接続用溝１１１を形成した。形成された電気接続用溝１１１は、小孔の形状が不明確であり、電気接続用溝１１１の壁面はすり鉢状であって、見栄えの悪いものであった。
また電気接続用溝１１１の開口側から顕微鏡で観察すると、光電変換層（半導体層）１０３の残渣が散見された。
こうして作られた電気接続用溝１１１は、従来の当業者の常識からかけ離れたものであった。しかしながら、完成された集積型太陽電池は、従来技術のそれに比べて高い出力を示した。
【００１７】
上記した新事実の発見に基づいて完成された請求項１に記載の発明は、絶縁透光性基板に積層体が設けられ、当該積層体は第一導電膜と、第二導電膜とを有し、その間に半導体膜を含む光電変換層が一層だけ設けられたものであり、前記積層体には所定の溝が形成されていて絶縁透光性基板上の積層体が複数の光電変換セルに分割されており、さらに前記半導体膜に電気接続用溝が形成され当該電気接続用溝に導体が導入され、前記電気接続用溝の導体によって第一導電膜と第二導電膜が電気的に接続され各光電変換セルが電気的に直列接続されて成る集積型光電変換装置を製造する方法において、前記電気接続用溝は間欠的に発光するパルス光を照射することによって形成されたものであり、前記パルス光は単位面積あたりのエネルギーが５０００Ｊ／ｍ2以下であることを特徴とする集積型光電変換装置の製造方法である。
【００１８】
本発明は、光電変換層が一層だけ設けられた光電変換装置の製造に適応したものである。本発明の集積型光電変換装置の製造方法では、パルス光の単位面積あたりのエネルギーが低い。そのため光電変換層（半導体層）の昇温が低く、光電変換層（半導体層）の酸化物が生成されにくい。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、絶縁透光性基板に積層体が設けられ、当該積層体は第一導電膜と、第二導電膜とを有し、その間に半導体膜を含む光電変換層が複数層設けられたものであり、前記積層体には所定の溝が形成されていて絶縁透光性基板上の積層体が複数の光電変換セルに分割されており、さらに前記半導体膜に電気接続用溝が形成され当該電気接続用溝に導体が導入され、前記電気接続用溝の導体によって第一導電膜と第二導電膜が電気的に接続され各光電変換セルが電気的に直列接続されて成る集積型光電変換装置を製造する方法において、前記電気接続用溝は間欠的に発光するパルス光を照射することによって形成されたものであり、前記パルス光は単位面積あたりのエネルギーが２００００Ｊ／ｍ2以下であることを特徴とする集積型光電変換装置の製造方法である。
【００２０】
前記した請求項１に記載の発明は、光電変換層が一層だけ設けられた光電変換装置の製造に適応したものであるのに対し、本発明は、複数の光電変換層を有する光電変換装置に対応したものである。
即ち光電変換層は、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層、及びｎ型半導体層が積層されてワンセットを構成しているが、本出願人は、これを複数セット重ねて積層した光電変換装置を開発した。
このような複数の光電変換層を持つものは、光電変換層の総厚が厚く、電気接続用溝の形成には、単層の光電変換層を持つものに比べて高いエネルギーが必要である。
従って本発明の光電変換装置の製造方法では、電気接続用溝を形成する際に使用するパルス光は前記した単数の光電変換層を持つものに比べて高い。しかしながら、本発明においても、一般的に採用されているパルス光に比べると単位面積あたりのエネルギーが低い。そのため光電変換層（半導体層）の昇温が低く、光電変換層（半導体層）の酸化物が生成されにくい。
【００２１】
また上記した発明は、光電変換層の内部あるいは光電変換層同士の間に光の反射層が設けられた集積型光電変換装置を製造する場合にも適用できる（請求項３）。
【００２２】
光電変換層は、一般にｐ型半導体層、ｉ型半導体層、及びｎ型半導体層を積層させたものである（請求項４）。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、電気接続用溝はパルス光によって形成される形成される小孔を連続させたものであり、一つの小孔は、隣接する小孔と面積の３０％以上の部分でオーバーラップしたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の集積型光電変換装置の製造方法である。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、絶縁透光性基板に少なくとも第一導電膜と光電変換機能を備えた半導体膜と第二導電膜の三者を有する積層体が設けられ、前記三者の膜には所定の溝が形成されていて絶縁透光性基板上の積層体が複数の光電変換セルに分割されており、さらに前記半導体膜に電気接続用溝が形成され当該電気接続用溝に導体が導入され、前記電気接続用溝の導体によって第一導電膜と第二導電膜が電気的に接続され各光電変換セルが電気的に直列接続されて成る集積型光電変換装置を製造する方法において、前記電気接続用溝は間欠的に発光するパルス光を照射することによって形成され、電気接続用溝はパルス光によって形成される小孔を連続させたものであり、一つの小孔は、隣接する小孔と面積の３０％以上の部分でオーバーラップしたものであることを特徴とする集積型光電変換装置の製造方法である。
【００２５】
請求項５及び６に記載の発明では、小孔同士のオーバーラップ率が高いので、ワンパルス当たりのエネルギーが低くても半導体膜を除去することができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、一つの小孔は、隣接する小孔と面積の６０％以上の部分でオーバーラップしたものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の集積型光電変換装置の製造方法である。
【００２７】
本発明の集積型光電変換装置は、小孔同士のオーバーラップ率がさらに高いので、ワンパルス当たりのエネルギーが低くても半導体膜を除去することができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、パルス光はレーザ光であり、絶縁透光性基板側からパルス光を照射することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の集積型光電変換装置の製造方法である。
【００２９】
請求項９に記載の発明は、半導体膜は珪素を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の集積型光電変換装置の製造方法である。
【００３０】
請求項１０に記載の発明は、絶縁透光性基板に少なくとも第一導電膜と光電変換機能を備えた半導体膜と第二導電膜の三者を有する積層体が設けられ、前記三者の膜には所定の溝が形成されていて絶縁透光性基板上の積層体が複数の光電変換セルに分割されており、さらに前記半導体膜に電気接続用溝が形成され当該電気接続用溝に導体が導入され、前記電気接続用溝の導体によって第一導電膜と第二導電膜が電気的に接続され各光電変換セルが電気的に直列接続されて成る集積型光電変換装置において、前記電気接続用溝はパルス光を照射することによって形成されたものであって多数の小孔が連続したものであり、一つの小孔は、隣接する小孔と面積の３０％以上の部分でオーバーラップしたものであることを特徴とする集積型光電変換装置である。
【００３１】
本発明の集積型光電変換装置は、小孔のオーバーラップ率が高いものであるから、ワンパルス当たりのエネルギーを抑えて加工されたものである。そのため光電変換層（半導体層）の酸化物が少ない。また小孔のオーバーラップ率が高いものであるから、半導体膜は略完全に除去されている。
【００３２】
請求項１１に記載の発明は、各小孔同士が６０％以上オーバーラップしたものであることを特徴とする請求項１０に記載の集積型光電変換装置である。
【００３３】
本発明の集積型光電変換装置は、小孔のオーバーラップ率がさらに高いものであるから、ワンパルス当たりのエネルギーをより抑えて加工されたものである。そのため光電変換層（半導体層）の酸化物がより少ない。また小孔のオーバーラップ率がさらに高いものであるから、半導体膜はより完全に除去されている。
【００３４】
請求項１２に記載の発明は、電気接続用溝内における第一導電膜の表面に残る半導体膜は、半導体膜自体の酸化物の含有量が２０％以下であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の集積型光電変換装置である。
【００３５】
本発明の集積型光電変換装置は、半導体膜自体の酸化物が少ないので、単体電池（セル）同士の接続部における電気抵抗値が小さい。
【００３６】
また請求項１３に記載の発明は、電気接続用溝内の底部は、第一導電膜が５０％以上露出していることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の集積型光電変換装置である。
【００３７】
本発明の集積型光電変換装置は、電気接続用溝内の底部は、第一導電膜が５０％以上露出しているので、第一導電膜と第二導電膜との電気的接触が確保され、接続部における電気抵抗値が小さい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の積層型光電変換装置の製造方法によると、電気接続用溝内に半導体の酸化物が生成されにくく、第一導電膜と第二導電膜との電気的接続が確保される。そのため本発明の製造方法に沿って作られた積層型光電変換装置は、発電効率が高く、高出力である。
【００３９】
また本発明の積層型光電変換装置は、電気接続用溝内の半導体の酸化物が少なく第一導電膜と第二導電膜との電気的接続が確保されている。そのため発電効率が高く、高出力である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態の光電変換装置の製造方法の各工程を示す基板の断面図である。
【００４１】
本発明の実施形態の光電変換装置の製造方法は、光電変換層が一層だけ有する光電変換装置の製造方法である。
本実施形態の光電変換装置の製造方法は、最初の工程として図１（ａ）の様に絶縁透光性基板１の上に透明導電膜２を成膜する。
【００４２】
絶縁透光性基板１としては、例えば、ガラス板や透明樹脂フィルムなどを用いることができる。ガラス板としては、大面積な板が安価に入手可能で透明性、絶縁性が高い、二酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）及び酸化カルシウム（ＣａＯ）を主成分とする両主面が平滑なフロート板ガラスを用いることができる。
透明導電膜２は、ＩＴＯ膜、酸化錫（ＳｎＯ2）膜、或いは酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜のような透明導電性酸化物層等で構成することができる。透明導電膜２は、蒸着法、ＣＶＤ法、或いはスパッタリング法等それ自体既知の気相堆積法を用いて形成することができる。
【００４３】
そして続いて、透明導電膜２に対してレーザスクライブによって第一溝３を形成する。例えばＹＡＧ基本波レーザ光を照射して透明導電膜２を短冊状に分割する第一溝３を形成する。
レーザスクライブを行うレーザ加工機は、図２の通りであり、レーザ発生装置１１と光学系１２によって構成され、レーザ光は、絶縁透光性基板１側から透明導電膜２に照射される。
【００４４】
レーザ発生装置１１は、前記したＹＡＧの他、公知のＹＶＯ4 （ワイ・ブイ・オーフォワー）、ＹＬＦ等を発生させるレーザ発生装置を使用可能である。本実施形態では、前記した様にＹＡＧ基本波レーザ光を使用するが、これらの第二高調波を利用してもよい。
またファイバーレーザの使用も推奨される。すなわち、レーザ発生装置１１と凹レンズ５５の間に光ファイバを配置し、光ファイバでレーザ光を伝送すると、装置の安定性が向上し、なお良い。
レーザ発生装置１１は、レーザ光を間欠的に発生させるものであり、パルス光が絶縁透光性基板１に照射される。
【００４５】
続いて透明導電膜２の上に、光電変換機能を備えた半導体膜５を設ける。
即ち第一溝３が形成された透明導電膜２にわたって、光電変換膜としてアモルファスシリコン及び／又は多結晶シリコンの半導体を、プラズマＣＶＤ法等でｐ型、ｉ型、ｎ型の順に１回以上積層する。
【００４６】
この様に光電変換膜５はアモルファスシリコン及び／又は多結晶シリコン系半導体光電変換層を備えており、例えば、透明導電膜２側からｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層、及びｎ型シリコン系半導体層を順次積層した構造を有する。
【００４７】
半導体膜５を構成するｐ型半導体層は、例えば、シリコンまたはシリコンカーバイドやシリコンゲルマニウム等のシリコン合金に、ボロンやアルミニウム等のｐ導電型決定不純物原子をドープすることにより形成することができる。また、ｉ型半導体層は、非晶質シリコン系半導体材料及び結晶質シリコン系半導体材料でそれぞれ形成することができ、そのような材料としては、真性半導体のシリコン（水素化シリコン等）やシリコンカーバイド及びシリコンゲルマニウム等のシリコン合金等を拳げることができる。また、光電変換機能を十分に備えていれば、微量の導電型決定不純物を含む弱ｐ型もしくは弱ｎ型のシリコン系半導体材料も用いられ得る。さらに、ｎ型半導体層は、シリコンまたはシリコンカーバイドやシリコンゲルマニウム等のシリコン合金に、燐や窒素等のｎ導電型決定不純物原子をドープすることにより形成することができる。
【００４８】
本実施形態では、ｐ型の水素化非晶質炭化シリコン（以下ｐ型のａ−ＳｉＣ：Ｈと記す）、ｉ型の水素化非晶質シリコン（以下ｉ型のａ−Ｓｉ：Ｈと記す）、ｎ型の水素化非晶質シリコン（以下ｎ型のａ−Ｓｉ：Ｈと記す）の３層を順次堆積し、図１（ｃ）の様に半導体膜５を形成する。
【００４９】
図３は、本実施形態の製造方法で成膜される半導体膜５の層構成を示すものであり、図３の様に透明導電膜２側からｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層、及びｎ型シリコン系半導体層を順次積層した三層構造である。
【００５０】
その後、レーザ光を用いたスクライブによって半導体膜５の一部を除去して図１（ｄ）の様に第二溝（電気接続用溝）６を設け光電変換膜たる半導体膜５を短冊状に分割する。電気接続用溝６を設ける際のレーザ光は任意であるが、ＹＡＧ、ＹＶＯ4 （ワイ・ブイ・オーフォワー）、ＹＬＦやファイバーレーザの採用が推奨される。
【００５１】
ここで特記すべき事項は、電気接続用溝６をレーザスクライブする際におけるレーザの発振周波数と、レーザ出力及び絶縁透光性基板１を移動させるＸ−Ｙテーブル等の移動速度との関係である。
即ちレーザ発生装置１１は、レーザ光を間欠的に発生させるものであり、パルス光が絶縁透光性基板１側から半導体膜５に照射される。
そして本実施形態で採用するレーザ発生装置１１は、比較的低い出力でパルス光を発生させる。
即ち本実施形態で採用するレーザ発生装置１１では、パルス光は単位面積あたりのエネルギーが５０００Ｊ／ｍ2以下である。
またより好ましいエネルギー密度は、３０００Ｊ／ｍ2以下であり、さらに好ましいエネルギー密度は、２２００Ｊ／ｍ2前後である。
【００５２】
本実施形態では、絶縁透光性基板１をＸ−Ｙテーブルに置き、絶縁透光性基板１を移動させてレーザスクライブを行う。即ちレーザの照射位置は一定であり、絶縁透光性基板１を移動させて絶縁透光性基板１に照射されるパルスの位置を変える。
前記した様に絶縁透光性基板１側からパルスを照射すると、パルス光は絶縁透光性基板１及び透明導電膜２を透過し、半導体膜５に至る。そして半導体膜５は瞬間的に蒸発し、その膨張力によって半導体膜５の照射部分が吹き飛ぶ。その結果、ワンパルスによって半導体膜５に小孔が形成される。
【００５３】
パルス光は、前記した様に一定の周波数で発生するので、Ｘ−Ｙテーブルを動作させて絶縁透光性基板１を移動させると、パルス光の照射位置がずれ、図４（ａ）の様に小孔５０〜５４の列ができる。
そしてパルス光で形成される小孔が先に形成された小孔と面積の３０％以上の部分で重なる様にＸ−Ｙテーブルを動作させる。
図４（ａ）では手前側の小孔５０から順に５１，５２，５３，５４という様に小孔が形成されると過程すると、二番目に形成された小孔５１と最初に形成された小孔５０の重複部分６０が二番目に形成された小孔５１の面積の３０％以上である。
従って小孔は、隣接する小孔と面積の３０％以上の部分でオーバーラップする。なお、小孔は列状に設けられるので、一つの小孔は、先に形成された小孔及び後に形成された小孔の双方と重複するから、結果的に６０％以上の部分で他の孔と重複することとなる。
尚、図４（ｂ）は小孔が繋がって電気用接続溝６になった状態である。
【００５４】
またより望ましいオーバーラップ量は、６０％以上であり、パルス光で形成される小孔が先に形成された小孔と面積の６０％以上の部分で重なる様にＸ−Ｙテーブルを動作させることが望ましい。
【００５５】
本実施形態では、絶縁透光性基板１をＸ−Ｙテーブルに置き、絶縁透光性基板１を移動させてレーザスクライブを行ったが、ファイバーレーザを使用する際は、発光側を移動させてもよい。
【００５６】
本実施形態の方法で形成された電気用接続溝６は、溝の形状は歪である。即ち形成された電気接続用溝６は、小孔の形状が不明確であった。また電気接続用溝６の壁面はすり鉢状であって、見栄えの悪いものであった。さらに電気接続用溝６の開口側から顕微鏡で観察すると、半導体膜５の残渣が散見された。
【００５７】
しかしながら電気接続用溝６内の組成を分析したところ、電気接続用溝６内における透明導電膜（第一導電膜）２の表面に残る半導体膜５は、珪素を主成分とする半導体そのものであり、酸化された部分は、僅かであった。より具体的には、電気接続用溝６の底に残った半導体膜５の残渣は、珪素であり、二酸化珪素（ＳｉＯ2）は、２０重量％以下であった。
さらに電気接続用溝６は、透明導電膜２（第一導電膜）が５０％以上露出していた。
【００５８】
続いて、図１（ｅ）の様に半導体膜５の上に、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属材料からなる裏面側電極膜７を形成する。
【００５９】
裏面側電極膜７は電極としての機能を有するだけでなく、絶縁透光性基板１から光電変換膜（半導体膜）５に入射し裏面側電極膜７に到着した光を反射して光電変換膜５に再入射させる反射層としての機能も有している。
また裏面側電極膜７は、光電変換セル同士を電気的に接続する機能も果たす。即ち裏面側電極膜７の一部は、電気接続用溝６の中にも形成され、電気接続用溝６の中で透明導電膜２と接する。従って裏面側電極膜７は、電気接続用溝６の中に導入された裏面側電極膜７の一部によって隣接する光電変換セルの透明導電膜２と電気的に接続される。
【００６０】
裏面側電極膜７は、銀やアルミニウム等を用いて、蒸着法やスパッタ法等により、例えば２００ｎｍ〜４００ｎｍ程度の厚さに形成することができる。
なお、裏面側電極膜７と光電変換膜５との間には、例えば両者の間の接着性を向上させるために、ＺｎＯのような非金属材料からなる透明電導性薄膜（図示せず）を設けることができる。
また裏面側電極膜７として、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）酸化亜鉛（ＺｎＯ）等からなる透明反射層７ｔと０．０１〜５．０重量％（より好ましくは０．０１〜３．０重量％）のアルミニウム、インジウム、錫、ビスマス、ガリウム、亜鉛、マグネシウムを少なくとも１種包含する銀（Ａｇ）合金からなる裏面反射層７ｍとの２層構造であってもかまわない。
【００６１】
さらに続いてレーザ光を用いたスクライブによって裏面側電極膜７と半導体膜５の双方に共通溝８を形成する。共通溝８を設ける際のレーザ光についてもＹＡＧ、ＹＶＯ4 （ワイ・ブイ・オーフォワー）、ＹＬＦやファイバーレーザの採用が推奨される。
さらに図示しない取り出し電極の成形や、その外側における分離溝（図示せず）の成形、分離溝の外側部分の裏面側電極膜７等の除去等の作業を行う。
【００６２】
なお屋外環境で使用される集積型太陽電池は、それを保護する目的で、保護フィルムを裏面側電極膜に設け、裏面側電極膜側を封止する。保護フィルムは、加熱により軟化・溶融を経て硬化し得る封止樹脂を介して集積型太陽電池に強固に接着される。
【００６３】
このような保護フィルムの例としては、ポリフッ化ビニルフィルム（例えば、テドラーフィルム（登録商標））等のフッ素樹脂フィルムやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのような有機フィルム、アルミニウム等からなる金属箔を、単層構造または複層構造で積層した構造を有する積層フィルムである。また、加熱により軟化・溶融を経て硬化し得る封止樹脂としては、例えば、エチレン／ビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／酢酸ビニル／トリアリルイソシアヌレート（ＥＶＡＴ）、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）等の熱可塑樹脂に、パーオキサイド化合物等の架橋剤を添加したものである。また、このように集積型太陽電池に保護フィルムを取りつける場合、半田ディップ銀箔、金属箔、ケーブル等を使用した内部配線と、端子ボックス等の外部配線剤を介し、電力取り出し用半田ディップリード線から得られる電力を外部に取り出す。
以上の作業が行われて集積型太陽電池が完成する。本実施形態の製造方法によって作られた集積型太陽電池は、従来のものに比べて出力が高いものであった。
【００６４】
上記した実施形態では、光電変換膜（半導体膜）５は図３の様に透明導電膜２側からｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層、及びｎ型シリコン系半導体層を順次積層した三層構造であったが、この間に他の層が介在されていてもよい。例えば図５に示す光電変換膜５の様に、ＳｉＯ等で成膜された反射層１５を設けてもよい。
図５に示した光電変換装置の光電変換膜５は、透明導電膜２に近い側から順にｐ型シリコン系半導体層層、ｉ型シリコン系半導体層、ＳｉＯ層１５（反射層）、及びｎ型シリコン系半導体層の四層構造となっている。半導体膜５の全体の厚みは、例えば０．１〜３．０μｍである。これに対して、ＳｉＯ等の反射層１５の厚みは、例えば５０〜８００オングストロームである。
【００６５】
反射層１５は、Ｃａｐ層とも称されるものであり、シリコンオキサイドが代表的に用いられる。反射層１５には、結晶質シリコン成分が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。
【００６６】
また、反射層１５としては、シリコンオキサイドの代わりに、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、シリコンオキシナイトライド、シリコンオキシカーバイド等、シリコンに窒素、炭素、酸素のいずれか一つ以上の元素が含まれる層であってもよい。
【００６７】
次に本発明の第二の実施形態について説明する。
上記した第一の実施形態は、ｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層及びｎ型シリコン系半導体層が一組となって構成される光電変換膜５を一層だけ設けたが、これを複数設ける光電変換装置に本発明を適用することもできる。
即ち前記したｐｉｎ構造を２段積層したタンデム構造、３段積層したトリプル構造等の構造に本発明を適用してもよい。これらの光電変換装置は、ハイブリッド型光電変換装置とも称される。
ただしこの場合には、電気接続用溝６を設ける際のレーザ光は前記した場合に比べて強力なものとする必要がある。
以下説明する。
【００６８】
図６は、本発明の第二の実施形態の光電変換装置の製造方法の各工程を示す基板の断面図である。図７は、第二の実施形態の製造方法で成膜される半導体膜の層構成を示すものである。
本実施形態の光電変換装置では、ｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層、及びｎ型シリコン系半導体層が一組となって構成される下部側光電変換膜５ａと、同じくｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層、及びｎ型シリコン系半導体層が一組となって構成される上部側光電変換膜５ｂとが積層されたものである。
また下部側光電変換膜５ａと上部側光電変換膜５ｂとの間に中間層１６が設けられている。
【００６９】
より詳細に説明すると、下部側光電変換膜５ａは、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）によって構成された光電変換膜である。一方、上部側光電変換膜５ｂは、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）によって構成された光電変換膜である。上部側光電変換膜５ｂは、４層構造であり、光電変換装置の光電変換膜５は、透明導電膜２に近い側から順にｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層、ＳｉＯ層１５（反射層）、及びｎ型シリコン系半導体層の四層構造となっている。半導体膜５の全体の厚みは、例えば０．１〜３．０μｍである。これに対して、ＳｉＯ等の反射層１５の厚みは、例えば５０〜８００オングストロームである。
【００７０】
中間層１６は、反射層として機能するものであり、シリコンオキサイド（ＳｉＯ）が代表的に用いられる。反射層１５には、結晶質シリコン成分が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。
【００７１】
また、反射層１５としては、シリコンオキサイドの代わりに、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、シリコンオキシナイトライド、シリコンオキシカーバイド等、シリコンに窒素、炭素、酸素のいずれか一つ以上の元素が含まれる層であってもよい。
【００７２】
本実施形態の製造方法で製造せんとする光電変換装置１０は、絶縁透明性基板側から侵入した光が、中間層１６と反射層１５で主に反射され、ａ−Ｓｉのｉ層とｐ−Ｓｉのｉ層の中を光が往復する。これにより発電効率が向上する。
【００７３】
第二の実施形態の光電変換装置の製造方法は、基本的に先に記載した第一の実施形態の光電変換装置の製造方法と同一であり、光電変換膜５の生成と、電気接続用溝６を設ける際のパルスのエネルギー密度だけが異なる。
従って第二に実施形態において先の実施形態と重複する部分は、簡単に説明し、材質等の説明については図面に同一の番号を付すことによって省略する。
【００７４】
本実施形態の光電変換装置の製造方法についても、最初の工程として図６（ａ）の様に絶縁透光性基板１の上に透明導電膜２を成膜する。
【００７５】
そして続いて、透明導電膜２に対してレーザスクライブによって第一溝３を形成する。
【００７６】
続いて透明導電膜２の上に、光電変換機能を備えた半導体膜（光電変換膜）５を設ける。
即ち第一溝３が形成された透明導電膜２に下部側光電変換膜５ａと中間層１６と上部側光電変換膜５ｂをプラズマＣＶＤ法等で積層する。
ここで下部側光電変換膜５ａはアモルファスシリコン系の半導体であり、上部側光電変換膜５ｂは、多結晶シリコン系半導体（ポリシリコン）の半導体である。
また中間層１６は、ＳｉＯである。
【００７７】
その後、レーザ光を用いたスクライブによって半導体膜５の一部を除去して図６（ｄ）の様に第二溝（電気接続用溝）６を設け光電変換膜たる半導体膜５を短冊状に分割する。電気接続用溝６を設ける際のレーザ光は任意であるが、ＹＡＧ、ＹＶＯ4 （ワイ・ブイ・オーフォワー）、ＹＬＦやファイバーレーザの採用が推奨される。
【００７８】
電気接続用溝６をレーザスクライブする際におけるパルス光は、単位面積あたりのエネルギーが２００００Ｊ／ｍ2以下である。
またよりこの好ましいエネルギー密度は、１８０００Ｊ／ｍ2以下であり、さらに好ましいエネルギー密度は、１７０００Ｊ／ｍ2前後である。
【００７９】
また本実施形態においても、パルス光は、前記した様に一定の周波数で発生するので、Ｘ−Ｙテーブルを動作させて絶縁透光性基板１を移動させると、パルス光の照射位置がずれ、小孔の列ができる。
そしてパルス光で形成される小孔が先に形成された小孔と面積の３０％以上の部分で重なる様にＸ−Ｙテーブルを動作させる。
またより望ましいオーバーラップ量は、６０％以上であり、パルス光で形成される小孔が先に形成された小孔と面積の６０％以上の部分で重なる様にＸ−Ｙテーブルを動作させることが望ましい。
【００８０】
本実施形態の方法で形成された電気接続用溝６は、溝の形状が歪である。即ち形成された電気接続用溝６は、小孔の形状が不明確であった。また電気接続用溝６の壁面はすり鉢状であって、見栄えの悪いものであった。さらに電気接続用溝６の開口側から顕微鏡で観察すると、半導体膜５の残渣が散見された。
【００８１】
しかしながら電気接続用溝６内の組成を分析したところ、電気接続用溝６内における透明導電膜（第一導電膜）２の表面に残る半導体膜５は、珪素を主成分とする半導体そのものであり、酸化された部分は、僅かであった。より具体的には、電気接続用溝６の底に残った半導体膜５の残渣は、珪素であり、二酸化珪素（ＳｉＯ2）は、２０重量％以下であった。
さらに電気接続用溝６は、透明導電膜（第一導電膜）２が５０％以上露出していた。
【００８２】
続いて、図６（ｅ）の様に半導体膜５の上に、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属材料からなる裏面側電極膜７を形成する。
【００８３】
さらに続いてレーザ光を用いたスクライブによって裏面側電極膜７と半導体膜５の双方に共通溝８を形成する。
さらに図示しない取り出し電極の成形や、その外側における分離溝（図示せず）の成形、分離溝の外側部分の裏面側電極膜７等の除去等の作業を行う。
また必要に応じて保護フィルムを設ける。
以上の作業が行われて集積型太陽電池が完成する。本実施形態の製造方法によって作られた集積型太陽電池は、従来のものに比べて出力が高いものであった。
【００８４】
（実施例１）
次に本発明の効果を確認するために行った実験について説明する。
まず、第一の実施形態の様な、第一導電膜と、第二導電膜とを有し、その間に半導体膜を含む光電変換層が一層だけ設けられた構造の実施例及び実験について説明する。
本発明の実施例として図１に示す製造方法に則って集積型太陽電池を製造した。
まず、９８０ｍｍ×９５０ｍｍの面積と５ｍｍの厚さを有するガラス基板（絶縁透光性基板）１上に、透明導電膜２として、熱ＣＶＤ法による厚さ約７００ｎｍの二酸化錫（ＳｎＯ2）膜を製膜した。この酸化珪素膜に対して、二酸化錫（ＳｎＯ2）膜側からＹＡＧ基本波レーザ光ビームを照射することにより、第１の分離溝３をパターンニング加工形成した。
【００８５】
次に、加工により生じた微粉などを洗浄除去した後、ガラス基板１をプラズマＣＶＤ製膜装置に搬入し、厚さ約３００ｎｍ（３０００オングストローム）のアモルファスシリコンからなる光電変換膜（半導体膜）５を製膜した。
ＣＶＤ装置からガラス基板１を搬出した後、光電変換膜５にガラス基板１側からＹＡＧ第二高調波レーザ光を照射して電気接続用溝６を形成した。
【００８６】
本発明の実施例として、電気接続用溝６を設ける際のレーザ光のパルスの単位面積あたりのエネルギーが、２２００Ｊ／ｍ2（第一実施例）及び１１００Ｊ／ｍ2（第一実施例）となる様に設定した。
また各実施例における小孔のオーバーラップ率は、表１の通りである。ここでオーバーラップ率に幅があるのは、Ｘ−Ｙテーブルの動作誤差や振動に起因するものである。
【００８７】
次に裏面側電極膜７として、厚さ約８０ｎｍのＺｎＯ膜と厚さ約２００ｎｍのＡｇ膜をこの順でスパッタ法で光電変換膜５上に製膜した。さらに、裏面側電極膜７にガラス基板１側からＹＡＧ第二高調波レーザ光を照射して短冊上に分割し共通溝８を形成した。
【００８８】
セル領域と接続領域とをガラス基板１周囲から絶縁するために、ガラス基板１の周辺に沿ってＹＡＧレーザ光を照射して、ＳｎＯ2膜、アモルファスシリコン光電変換膜５、及び裏面側電極膜７を除去し、絶縁線を形成した。以上のようにして、面積がほぼ８２．６７ｃｍ2の光電変換セルが１０８個直列接続した集積型太陽電池を得た。
【００８９】
一方、比較例として電気接続用溝を作る際のレーザスクライブのパルスのエネルギー密度だけを変え、他の条件を同一にして集積型太陽電池を作製した。
比較例におけるレーザスクライブの条件は、次の通りである。
【００９０】
第一比較例：１４２００Ｊ／ｍ2
第二比較例：１６６００Ｊ／ｍ2
【００９１】
また各比較例における小孔のオーバーラップ率は、表１の通りである。
【００９２】
【表１】
2007273858.tif 000003
【００９３】
実施例及び比較例の集積型太陽電池の出力は、表１の通りである。この出力は非加工物における値である。
本実験の結果から、電気接続用溝を作る際のレーザスクライブのパルスのエネルギー密度が５０００Ｊ／ｍ2以下である場合に製造された集積型太陽電池の出力が高く、よりこの好ましいエネルギー密度は、３０００Ｊ／ｍ2以下であり、さらに好ましいエネルギー密度は、２２００Ｊ／ｍ2前後であることが理解できる。
なお実施例と比較例の出力の差は、３Ｗから５Ｗであるが、集積型太陽電池の発電出力は集積型太陽電池の基本的性能であり、３Ｗから５Ｗも出力が向上することは画期的なことである。
【００９４】
（実施例２）
本発明の第二実施例として図６に示す製造方法に則って集積型太陽電池を製造した。
まず、９８０ｍｍ×９５０ｍｍの面積と５ｍｍの厚さを有するガラス基板（絶縁透光性基板）１上に、透明導電膜２として、熱ＣＶＤ法による厚さ約７００ｎｍの二酸化錫（ＳｎＯ2）膜を製膜した。この酸化珪素膜に対して、二酸化錫（ＳｎＯ2）膜側からＹＡＧ基本波レーザ光ビームを照射することにより、第１の分離溝３をパターンニング加工形成した。
【００９５】
次に、加工により生じた微粉などを洗浄除去した後、ガラス基板１をプラズマＣＶＤ製膜装置に搬入し、下部側光電変換膜５ａと上部側光電変換膜５ｂと中間層１６が設けられた光電変換膜５を成膜した。光電変換膜５の膜厚は、２μｍである。なお下部側光電変換膜５ａは、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）によって構成された光電変換膜であり、上部側光電変換膜５ｂは、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）によって構成された光電変換膜である。中間層１６はＳｉＯである。
ＣＶＤ装置からガラス基板１を搬出した後、光電変換膜５にガラス基板１側からＹＡＧ第二高調波レーザ光を照射して電気接続用溝６を形成した。
【００９６】
本発明の実施例として、電気接続用溝６を設ける際のレーザ光のパルスの単位面積あたりのエネルギーが、１２７００Ｊ／ｍ2（第一実施例）、１６９００Ｊ／ｍ2（第二実施例）、１３１００Ｊ／ｍ2（第三実施例）となる様に設定した。
また各実施例における小孔のオーバーラップ率は、表２の通りである。
【００９７】
次に裏面側電極膜７として、厚さ約８０ｎｍのＺｎＯ膜と厚さ約２００ｎｍのＡｇ膜をこの順でスパッタ法で光電変換膜５上に製膜した。さらに、裏面側電極膜７にガラス基板１側からＹＡＧ第二高調波レーザ光を照射して短冊上に分割し共通溝８を形成した。
【００９８】
セル領域と接続領域とをガラス基板１周囲から絶縁するために、ガラス基板１の周辺に沿ってＹＡＧレーザ光を照射して、ＳｎＯ2膜、アモルファスシリコン光電変換膜５、及び裏面側電極膜７を除去し、絶縁線を形成した。以上のようにして、面積がほぼ８２．６７ｃｍ2の光電変換セルが１０８個直列接続した集積型太陽電池を得た。
【００９９】
一方、比較例として電気接続用溝を作る際のレーザスクライブのパルスのエネルギー密度だけを変え、他の条件を同一にして集積型太陽電池を作成した。
比較例におけるレーザスクライブの条件は、次の通りである。
【０１００】
第一比較例：３０６００Ｊ／ｍ2
第二比較例：３１８００Ｊ／ｍ2
第三比較例：２５５００Ｊ／ｍ2
【０１０１】
また各比較例における小孔のオーバーラップ率は、表２の通りである。この出力は非加工物における値である。
実施例及び比較例の集積型太陽電池の出力は、表２の通りである。
【０１０２】
【表２】
2007273858.tif 000004
【０１０３】
本実験の結果から、電気接続用溝を作る際のレーザスクライブのパルスのエネルギー密度が２００００Ｊ／ｍ2以下である場合に製造された集積型太陽電池の出力が高く、よりこの好ましいエネルギー密度は、１８０００Ｊ／ｍ2以下であり、さらに好ましいエネルギー密度は、１７０００Ｊ／ｍ2前後であることが理解できる。
なお実施例と比較例の出力の差は、６Ｗから１０Ｗであるが、集積型太陽電池の発電出力は集積型太陽電池の基本的性能であり、６Ｗから１０Ｗも出力が向上することは画期的なことである。
【０１０４】
また第２実施例における電気接続用溝の外観形状及び同比較例における電気接続用溝の外観形状は図８の写真の通りである。
【０１０５】
また第２実施例における電気接続用溝及び同比較例における電気接続用溝の底部の組成を電子分光（ＥＳＣＡ分析）したところ、図９のグラフの通りであった。ここでＳｉとＳｉＯ2の光領域から、第２実施例における電気接続用溝及び同比較例におけるＳｉとＳｉＯ2の量は、表３の通りであった。
【０１０６】
【表３】
2007273858.tif 000005
【０１０７】
また電気接続用溝内の底部は、第一導電膜（透明導電膜２）が５０％以上露出しているものであった。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第一実施形態の光電変換装置の製造方法の各工程を示す基板の断面図である。
【図２】図１の実施形態の中のレーザースクライブする際に使用するレーザ加工機の構成図である。
【図３】図１の第一実施形態の製造方法で製造される光電変換装置の層構成を説明する概念図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態の光電変換装置の製造方法において、電気接続用溝の成形原理を説明する説明図である。
【図５】光電変換装置の層構成の変形例を説明する概念図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第二実施形態の光電変換装置の製造方法の各工程を示す基板の断面図である。
【図７】図６に示す実施形態の製造方法で製造される光電変換装置の層構成を説明する概念図である。
【図８】（ａ）は、第２実施例における電気接続用溝の外観形状を撮影した写真である。（ｂ）は、同比較例における電気接続用溝の外観形状を撮影した写真である。
【図９】第２実施例における電気接続用溝及び同比較例における電気接続用溝の底部の組成を電子分光（ＥＳＣＡ分析）した結果を示すグラフである。
【図１０】集積型太陽電池の層構成を簡単に説明する太陽電池の概念図である。
【図１１】集積型太陽電池の層構成を簡単に説明する太陽電池の斜視図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は、従来の光電変換装置の製造方法において、電気接続用溝の成形原理を説明する説明図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  絶縁透光性基板
２  透明導電膜（第一導電膜）
５  半導体膜
６  電気接続用溝
７  裏面側電極膜（第二導電膜）
８  共通溝
５０〜５４  小孔
【図１】
2007273858.tif 000006
【図２】
2007273858.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図８】
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