光电转换装置的制造方法及光电转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种尽可能防止电流经由中间接触层分离槽从中间接触层泄漏的光电转换装置的制造方法。该方法包括：制膜以非结晶硅为主成分的顶层（９１）的工序；在顶层（９１）上制膜对该顶层进行电连接及光学连接的中间接触层（９３）的工序；照射脉冲激光，除去中间接触层（９３），并形成直至顶层（９１）的中间接触层分离槽（１４）而分离中间接触层（９３）的工序；在中间接触层（９３）上及中间接触层分离槽（１４）内制膜对其进行电连接及光学连接且以微结晶硅为主成分的底层（９２）的工序。作为分离中间接触层（９３）的脉冲激光器，使用脉冲宽度为１０ｐｓ以上７５０ｐｓ以下的脉冲激光器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如 薄膜太阳电池的光电转换装置的制造方法及光电转换装置，尤其 是涉及具有利用脉冲激光器分离中间接触层的工序的光电转换装置的制造方法。
技术介绍
以往，为了提高薄膜太阳电池的光电转换效率，已知有层叠多个光电转换层的结 构。例如，已知有层叠了非结晶硅层和微结晶硅层的串联型太阳电池。这种串联型太阳电 池通过在光透过性基板上依次层叠透明电极、非结晶硅层、微结晶硅层及背面电极而形成。 并且，已知有在非结晶硅层和微结晶硅层之间设置与它们进行电连接及光学连接的中间接 触层，使入射光的一部分反射而进一步提高光电转换效率的技术。在这种串联型太阳电池中，谋求通过串联连接多个光电转换单元而获得所希望电 压的高电压化。在串联连接多个光电转换单元时，形成贯通非结晶硅层、中间接触层及微结 晶硅层的连接槽，通过将背面电极填充在该连接槽内而将背面电极和透明电极连接。另一方面，中间接触层具有导电性，因此，与填充了背面电极的连接槽电连接时， 非结晶硅层和微结晶硅层产生的电流经由中间接触层向连接槽泄漏。因此，提出了通过激光加工分离中间接触层，而防止电流从中间接触层向连接槽 泄漏的技术(参照专利文献1及2)。专利文献1 日本特开2002-261308号公报专利文献2 日本特开2006-313872号公报然而，即使在利用激光加工而分离中间接触层的情况下，基于以下的理由，依然存 在从中间接触层泄漏电流的可能性。若在分离中间接触层时将激光照射到中间接触层及非结晶硅层，则非结晶硅层吸 收激光的热能，使该非结晶硅层熔融，伴随中间接触层飞散，而形成中间接触层分离槽。当 形成该中间接触层分离槽时，在形成中间接触层分离槽的壁部(包含底壁)，熔融的非结晶 硅层再结晶。考虑到该再结晶化的区域从当初的非结晶硅变质，因此会导致低电阻化。这 种低电阻化的再结晶区域成为电流的新的泄漏路径，导致电池性能降低。本专利技术者们积极研究判断出，这种原因之一是激光加工时使用具有纳秒级的脉冲 宽度的脉冲激光器。其原因在于，纳秒级的脉冲宽度中，时间间隔比较长，因此向形成中间 接触层分离槽的壁部进行热扩散，在该壁部形成过多的再结晶化区域。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而作成的，其目的在于提供一种尽可能防止电流经由中间 接触层分离槽从中间接触层泄漏的光电转换装置的制造方法及光电转换装置。为了解决上述课题，本专利技术的光电转换装置的制造方法及光电转换装置采用以下 方式。S卩，本专利技术的一方式的光电转换装置的制造方法包括制膜以硅为主成分的第一光电转换层的第一光电转换层制膜工序；在所述第一光电转换层上制膜对该第一光电转换 层进行电连接及光学连接的中间接触层的中间接触层制膜工序；照射激光，除去所述中间 接触层，并形成直至所述第一光电转换层的中间接触层分离槽而分离该中间接触层的中间 接触层分离工序；制膜第二光电转换层的第二光电转换层制膜工序，该第二光电转换层在 所述中间接触层上及所述中间接触层分离槽内对该中间接触层进行电连接及光学连接且 以硅为主成分，其中，所述中间接触层分离工序利用脉冲宽度为IOps以上且750ps以下的 脉冲激光器进行。在照射激光而赋予的热能作用下，中间接触层及第一光电转换层熔融、飞散，在激 光的照射部分形成槽。由此，形成分离中间接触层的中间接触层分离槽。在上述方式中，分离中间接触层时使用的脉冲激光器的脉冲宽度为IOps以上且 750ps以下，与现有的纳秒级的脉冲宽度相比，被大幅缩短，从而使赋予第一光电转换层热 能的时间间隔极短。由此，与纳秒级的脉冲宽度的激光器相比，第一光电转换层以极短的时 间间隔熔融飞散，因此，形成中间接触层分离槽的壁部没有得到过多的热量。从而，能够在 形成中间接触层分离槽的壁部尽可能地减小硅再结晶化的区域。如上所述，由于能够减小 硅再结晶化而导致低电阻化的区域，因此能够减少经由中间接触层分离槽漏出的电流。作为第一光电转换层优选使用非结晶硅层，作为第二光电转换层使用微结晶硅 层。作为中间接触层优选使用GZO (Ga掺杂ZnO)。在本专利技术一方式的光电转换装置的制造方法中，所述中间接触层分离槽在所述第 一光电转换层的中途位置成为终端。中间接触层分离槽在第一光电转换层的中途位置成为终端，并且，没有到达与第 一光电转换层连接的电极(或其他中间接触层)。由此，即使在形成分离槽的壁部上形成再 结晶化区域，该再结晶化区域也不会与电极(或中间层)进行物理性连接，因此，中间接触 层与电极不会电连接。中间接触层分离槽的终端位置优选位于再结晶化区域与和第一光电转换层连接 的电极(或其他中间接触层)不接触的位置。在本专利技术一方式的光电转换装置的制造方法中，所述中间接触层分离工序包括使 多个分离孔局部重合而形成一连串的所述中间接触层分离槽的工序，相邻的所述分离孔的 重合宽度为该分离孔直径的0%以上且5%以下。由于为IOps以上且750ps以下的脉冲宽度的脉冲激光器，因此，能够以极短的时 间间隔对第一光电转换层赋予热能。即，与纳秒的脉冲宽度的现有的脉冲激光器相比，能够 将投入的热能被第一光能吸收而扩散的热扩散抑制得较小，因此，能够将充分的热能投入 到形成中间接触层分离槽的壁部附近而将热能不浪费地用于槽加工，从而能够形成直至分 离孔的周缘附近的所希望深度的分离孔。因此，能够将相邻的分离孔的重合宽度减小至分 离孔直径的0%以上且5%以下，进而实现加工速度的增大。 在此，相邻的分离孔的重合宽度为0%是指相邻的分离孔相接。本专利技术的一方式的光电转换装置具备以硅为主成分的第一光电转换层；对该第 一光电转换层进行电连接及光学连接的中间接触层；对该中间接触层进行电连接及光学连 接且以硅为主成分的第二光电转换层，所述光电转换装置以分离所述中间接触层的方式形 成有中间接触层分离槽，该中间接触层分离槽贯通该中间接触层且到达所述第一光电转换层，其中，所述中间接触层分离槽为使多个分离孔重合而形成的一连串的槽，相邻的所述分 离孔的重合宽度为该分离孔的直径的0%以上且5%以下。相邻的分离孔的重合宽度减小至分离孔直径的0%以上且5%以下，因此，能够实 现加工速度的增大。在此，相邻的分离孔的重合宽度为0%是指相邻的分离孔相接。专利技术效果根据本专利技术，加工中间接触层分离槽时使用脉冲宽度为IOps以上且750ps以下的 脉冲激光器，因此，能够尽可能地限定形成中间接触层分离槽的壁部附近产生的硅的再结 晶化区域，能够抑制经由中间分离槽漏出的电流。由此，实现光电转换装置的效率提高。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的串联型太阳电池的纵向剖视图。图2是表示在中间接触层分离工序中形成中间接触层分离槽的状态的纵向剖视 图。图3是表示微微秒脉冲激光器的能量密度与加工深度的关系的图形。图4A是表示本专利技术一实施方式的使用了微微秒脉冲激光器的情况下的分离孔的 重合状态的俯视图。图4B是本专利技术的一实施方式的使用了微微秒脉冲激光器的情况下的微微秒脉冲 激光器的用于槽加工的能量密度的曲线图。图5A是表示使用了本专利技术的比较例的纳秒脉冲激光器的情况下的分离孔的重合 状态的俯视图。图5B是表示使用了本专利技术的比较例的纳秒脉冲激光器的情况下的纳秒脉冲激光 器的用于槽加工的能量密度的曲线图。图6是对通过本实施方式的制造方法制造的太阳电池模块与本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光电转换装置的制造方法，包括：制膜以硅为主成分的第一光电转换层的第一光电转换层制膜工序；在所述第一光电转换层上制膜对该第一光电转换层进行电连接及光学连接的中间接触层的中间接触层制膜工序；照射激光，除去所述中间接触层，并形成直至所述第一光电转换层的中间接触层分离槽而分离该中间接触层的中间接触层分离工序；制膜第二光电转换层的第二光电转换层制膜工序，该第二光电转换层在所述中间接触层上及所述中间接触层分离槽内对该中间接触层进行电连接及光学连接且以硅为主成分，其中，所述中间接触层分离工序利用脉冲宽度为１０ｐｓ以上且７５０ｐｓ以下的脉冲激光器进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：西宫立享，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP