JP2013258176A

JP2013258176A - 光電変換装置の製造方法

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Publication number: JP2013258176A
Application number: JP2012131693A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nakahara; 智中原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2013-12-26

Abstract

【課題】周縁絶縁領域をより正確な位置に形成することができる光電変換装置の製造方法を提供する。
【解決手段】透明電極層、光電変換層および裏面電極層を備えた透明絶縁基板に第２のマークを形成する工程と、第２のマークを位置合わせの基準としたレーザ光の照射により透明絶縁基板の周縁の透明電極層、光電変換層および裏面電極層を除去して周縁絶縁領域を形成する工程と、を含む、光電変換装置の製造方法である。
【選択図】図９

Description

本発明は、光電変換装置の製造方法に関する。

太陽光のエネルギを直接電気エネルギに変換する太陽電池の種類としては、各種のものが実用化されている。なかでも、薄膜太陽電池は、低温プロセスおよび大面積化が容易であるという特徴から低コストで製造可能であるため、開発が進められている。

たとえば特許文献１には、以下の（ａ）〜（ｇ）の工程を含む薄膜シリコン系太陽電池の製造方法が開示されている（特許文献１の段落［００１９］〜［００４２］）。

（ａ）まず、透光性基板の一面に透明電極層を製膜する工程を行なう（特許文献１の段落［００１９］）。

（ｂ）その後、透明電極層を除去してレーザーエッチング溝および交差溝を形成する工程を行なう。ここで、レーザーエッチング溝と２本の交差溝との交差部にできた十字形状のアライメントマークとして活用する（特許文献１の段落［００２０］〜［００２７］）。

（ｃ）レーザーエッチング溝の加工が終了すると、光電変換層を製膜する工程を行なう（特許文献１の段落［００２８］〜［００２９］）。

（ｄ）次いで、上記のアライメントマークに基づいて、透明電極層および光電変換層を除去してレーザーエッチング溝を加工する工程を行なう（特許文献１の段落［００３０］〜［００３４］）。

（ｅ）そして、レーザーエッチング溝の加工が終了すると裏面電極層を製膜する工程を行なう（特許文献１の段落［００３５］）。

（ｆ）次いで、上記のアライメントマークに基づいて、透明電極層、光電変換層および裏面電極層を除去してレーザーエッチング溝を加工する工程を行なう（特許文献１の段落［００３６］〜［００３８］）。

（ｇ）次に、透光性基板の端部から５〜１５ｍｍの位置に絶縁溝を形成するようにレーザーエッチングする（特許文献１の段落［００３９］〜［００４２］）。

特開２００８―２８３０２３号公報

しかしながら、従来の特許文献１に記載の方法においては、上記の工程（ｇ）でレーザーエッチングにより周縁絶縁領域である絶縁溝を形成する際に、アライメントマークによる位置合わせにずれが生じるという問題があった。

本発明者らが、上記の問題について鋭意検討した結果、上記の問題が生じる理由として以下の理由（i）および（ii）を見い出した。

（i）図１５の模式的断面図に示すように、アライメントマーク１１５の形成後に、透光性基板１０１上に、透明電極層１０２、光電変換層１０３および裏面電極層１０４が積層されるため、アライメントマーク１１５が見えにくくなってしまうため、これにより、読み取りエラーが発生しやすくなり、アライメントマーク１１５による位置合わせにずれが生じる。

（ii）透光性基板の中央に形成された膜よりも周縁に形成された膜の方が透光性基板に対する密着性や膜自体の品質が劣る傾向にあるため、透光性基板の周縁のレーザーエッチング溝の加工線を起点として、図１６の模式的断面図および図１７の模式的平面図に示すように、透光性基板の搬送時の衝撃や成膜時の透光性基板の熱変形などによって、透明電極層１０２およびその上の光電変換層１０３に剥がれ１２１が生じることがある。これにより、アライメントマーク１１５の形状が変わるか、アライメントマーク１１５が破壊されるため、アライメントマーク１１５による位置合わせにずれが生じる。特に、特許文献１の方法においては、スクライブラインを交差させることによって、アライメントマーク１１５を形成しているため、上記の問題の発生が顕著になる。

透光性基板の周縁の絶縁溝は、薄膜太陽電池などの光電変換装置の安全性および高い発電能力を実現するために正確な位置に形成する必要があることから、上記の課題を解決することが要望されている。

上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、周縁絶縁領域をより正確な位置に形成することができる光電変換装置の製造方法を提供することにある。

本発明は、透明電極層を備えた透明絶縁基板に第１のマークを形成する工程と、透明電極層上に光電変換層および裏面電極層を積層する工程と、第１のマークを位置合わせの基準としたレーザ光の照射により光電変換層および裏面電極層を線状に除去してスクライブラインを形成する工程と、透明電極層、光電変換層および裏面電極層を備えた透明絶縁基板に第２のマークを形成する工程と、第２のマークを位置合わせの基準としたレーザ光の照射により透明絶縁基板の周縁の透明電極層、光電変換層および裏面電極層を除去して周縁絶縁領域を形成する工程と、を含む、光電変換装置の製造方法である。

ここで、本発明の光電変換装置の製造方法は、スクライブラインを形成する工程と周縁絶縁領域を形成する工程との間に、第１のマークを位置合わせの基準としたレーザ光の照射により光電変換層および裏面電極層を線状に除去してスクライブラインと交差する第２のスクライブラインを形成する工程をさらに含むことが好ましい。

また、本発明の光電変換装置の製造方法において、第２のマークを形成する工程は、第１のマークを位置合わせの基準としたレーザ光の照射により少なくとも裏面電極層を線状に除去することにより行なわれることが好ましい。

また、本発明の光電変換装置の製造方法においては、第２のマークを形成する工程において、第２のマークはスクライブラインと交差するようにして形成されることが好ましい。

また、本発明の光電変換装置の製造方法において、周縁絶縁領域を形成する工程は、第２のマークよりも外側の透明電極層、光電変換層および裏面電極層を除去する工程を含むことが好ましい。

本発明によれば、周縁絶縁領域をより正確な位置に形成することができる光電変換装置の製造方法を提供することができる。

実施の形態１の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。実施の形態１の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。実施の形態１の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な平面図である。図３のＩＶ−ＩＶに沿った模式的な断面図である。実施の形態１の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。実施の形態１の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。実施の形態１の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。実施の形態１の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。実施の形態１の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な平面図である。図９のＸ−Ｘに沿った模式的な断面図である。実施の形態１の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。実施の形態１の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な平面図である。実施の形態２の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な平面図である。実施の形態２の光電変換装置の製造方法の製造工程の一部を図解する模式的な平面図である。従来の特許文献１に記載の方法における問題を図解する模式的な断面図である。従来の特許文献１に記載の方法における問題を図解する模式的な断面図である。従来の特許文献１に記載の方法における問題を図解する模式的な平面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。

＜実施の形態１＞
まず、図１の模式的断面図に示すように、透明絶縁基板１上に透明電極層２を積層する。ここで、透明絶縁基板１としては、たとえばガラス基板などを用いることができる。また、透明電極層２としては、たとえば、ＳｎＯ₂（酸化スズ）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＺｎＯ（酸化亜鉛）からなる層等を用いることができる。透明電極層２の形成方法は特に限定されず、たとえば従来から公知の熱ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法またはイオンプレーティング法などを用いることができる。

次に、図２の模式的断面図に示すように、透明絶縁基板１側および／または透明電極層２側から、レーザ光を直線状に移動させて照射することによって、レーザ光の照射部分に相当する透明電極層２の一部をストライプ状に除去して、透明電極層２を分離する第１の分離溝５を形成する。

また、図３の模式的平面図および図４の模式的断面図に示すように、透明絶縁基板１側および／または透明電極層２側から、レーザ光を直線状に移動させて照射することによって、レーザ光の照射部分に相当する透明電極層２の一部を帯状に除去して、透明電極層２を分離し、かつ第１の分離溝５と交差する第１のアライメントマーク１５を第１の分離溝５の両端にそれぞれ形成する。なお、第１の分離溝５と第１のアライメントマーク１５とが為す角度は、たとえば９０°±１０°とすることができる。

第１の分離溝５および第１のアライメントマーク１５の形成に用いられるレーザ光としては、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）またはＹＶＯ₄（Yttrium Orthovanadate）レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）を用いることが好ましい。

また、第１のアライメントマーク１５の形成は、第１の分離溝５の形成に用いられた装置と同一の装置を用いて行なってもよい。

次に、図５の模式的断面図に示すように、透明絶縁基板１の表面をたとえば純水を用いて超音波洗浄を行なった後、第１の分離溝５で分離された透明電極層２を覆うように光電変換層３を積層する。

光電変換層３としては、半導体光電変換層を用いることができ、たとえば、透明絶縁基板１側から、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順に積層したトップセル（第１光電変換層）と、トップセル上に、微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順に積層したボトムセル（第２光電変換層）と、をたとえばプラズマＣＶＤ法により積層することができる。

また、光電変換層３としては、たとえば、透明絶縁基板１側から、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順に積層したトップセル（第１光電変換層）と、トップセル上に、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順に積層したミドルセル（第２光電変換層）と、ミドルセル上に、微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順に積層したボトムセル（第３光電変換層）と、をたとえばプラズマＣＶＤ法により積層してもよい。なお、光電変換層の数をこれ以上とすることもできる。

第１光電変換層から第３光電変換層の各光電変換層は、すべて同種のシリコン系半導体からなっていてもよく、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなっていてもよい。

第１光電変換層から第３光電変換層の各光電変換層が、それぞれ、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層およびｎ型半導体層を含んでいる場合には、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層およびｎ型半導体層の各半導体層は、たとえば、シリコン系半導体からなってもよい。

光電変換層３に含まれる各半導体層は、すべて同種のシリコン系半導体からなっていてもよく、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなっていてもよい。たとえば、ｐ型半導体層とｉ型半導体層をアモルファスシリコンで形成し、ｎ型半導体層を微結晶シリコンで形成してもよい。また、たとえば、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とをシリコンカーバイドまたはシリコンゲルマニウムで形成し、ｉ型半導体層をシリコンで形成してもよい。

また、ｐ型、ｉ型およびｎ型の各半導体層は、１層構造であってもよく、複数層構造であってもよい。複数層構造である場合には、各半導体層は、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなっていてもよい。

アモルファスシリコン薄膜の概念には、シリコンの未結合手（ダングリングボンド）が水素で終端された水素化アモルファスシリコン系半導体（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなる薄膜が含まれる。微結晶シリコン薄膜の概念には、シリコンの未結合手（ダングリングボンド）が水素で終端された水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなる薄膜が含まれる。光電変換層３の厚みは、特には限定されず、たとえば２００ｎｍ以上５μｍ以下とすることができる。光電変換層３の形成方法もプラズマＣＶＤ法に限定されるものではない。

次に、図６の模式的断面図に示すように、透明絶縁基板１側および／または光電変換層３側から、レーザ光を第１の分離溝５の伸長方向に直線状に移動させて照射することによって、光電変換層３の一部をストライプ状に除去して、光電変換層３を分離する第２の分離溝６を形成する。ここで、第２の分離溝６の形成のためのレーザ光の照射位置は、第１のアライメントマーク１５を位置合わせの基準として決定することができる。

第２の分離溝６の形成に用いられるレーザ光としては、ＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いることが好ましい。ＹＡＧレーザ光の第２高調波およびＹＶＯ₄レーザ光の第２高調波はそれぞれ透明絶縁基板１および透明電極層２を透過し、光電変換層３に吸収される傾向にあるため、光電変換層３を選択的に加熱して光電変換層３を選択的に蒸散させることができる傾向にある。

次に、図７の模式的断面図に示すように、光電変換層３を覆うようにして裏面電極層４を積層する。これにより、図７に示すように、裏面電極層４で第２の分離溝６が埋められる。

裏面電極層４としては、たとえば、銀またはアルミニウムからなる金属薄膜とＺｎＯ等の透明導電膜との積層体を用いることができる。ここで、金属薄膜の厚みはたとえば１００ｎｍ以上１μｍ以下とすることができ、透明導電膜の厚みはたとえば２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができる。単層または複数層の金属薄膜からなる裏面電極層４と光電変換層３との間に透明導電膜を設置した場合には、金属薄膜からなる裏面電極層４から光電変換層３に金属原子が拡散するのを防止することができ、さらに裏面電極層４による太陽光の反射率が向上する傾向にある点で好ましい。裏面電極層４としては、金属薄膜の単層のみまたは金属薄膜の複数層のみを用いてもよいことは言うまでもない。裏面電極層４の形成方法は特に限定されず、たとえばスパッタリング法などを用いることができる。

次に、図８の模式的断面図に示すように、透明絶縁基板１側および／または裏面電極層４側から、レーザ光を第１の分離溝５および第２の分離溝６の伸長方向に直線状に移動させて照射することによって、光電変換層３および裏面電極層４の一部をストライプ状に除去して、光電変換層３および裏面電極層４を分離するスクライブライン７を形成する。ここで、スクライブライン７の形成のためのレーザ光の照射位置は、第１のアライメントマーク１５を位置合わせの基準として決定することができる。

スクライブライン７の形成に用いられるレーザ光としては、ＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いることが好ましい。ＹＡＧレーザ光の第２高調波およびＹＶＯ₄レーザ光の第２高調波はそれぞれ透明絶縁基板１および透明電極層２を透過し、光電変換層３に吸収される傾向にあるため、光電変換層３を選択的に加熱して、光電変換層３および裏面電極層４を選択的に蒸散させることができる傾向にある。

次に、図９の模式的平面図に示すように、透明絶縁基板１側および／または裏面電極層４側から、レーザ光をスクライブライン７と交差し、かつ第１のアライメントマーク１５の伸長方向に直線状に移動させて照射することによって、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４の一部をストライプ状に除去して、たとえば図１０の模式的断面図に示すような第２のアライメントマーク１６を形成する。第２のアライメントマーク１６の形成のためのレーザ光の照射位置は、第１のアライメントマーク１５を位置合わせの基準として決定することができる。また、スクライブライン７と第２のアライメントマーク１６とが為す角度は、たとえば９０°±１０°とすることができる。また、第２のアライメントマーク１６は、上記のような線状のものに限られず、スクライブライン７との交点などの点状のものであってもよい。

第２のアライメントマーク１６の形成に用いられるレーザ光としては、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）またはＹＶＯ₄（Yttrium Orthovanadate）レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）を用いることが好ましい。

なお、上記のように、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を除去して第２のアライメントマーク１６を形成することが最も好ましいが、第２のアライメントマーク１６は少なくとも最表面の裏面電極層４が除去されることにより形成されればよく、透明電極層２を残して、光電変換層３および裏面電極層４のみを除去して、第２のアライメントマーク１６を形成することが次に好ましい。

透明電極層２を残して、光電変換層３および裏面電極層４のみを除去して、第２のアライメントマーク１６を形成する場合には、レーザ光としては、ＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いることが好ましい。

次に、図１１の模式的断面図に示すように、透明絶縁基板１の周縁の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４にレーザ光を照射して除去することにより、透明絶縁基板１の表面が露出した周縁絶縁領域１０を形成する。これにより、図１２の模式的平面図に示すように、隣り合う発電セル１１同士が順次直列に接続されてなるストリング１２が形成されて、実施の形態１の光電変換装置を作製することができる。

周縁絶縁領域１０の形成に用いられるレーザ光としては、ＹＡＧレーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）を用いることが好ましい。また、周縁絶縁領域１０は一般的に幅広に形成されるため、レーザ光の照射幅（レーザ光の移動方向に直交する方向の長さ）は１５０μｍ以上であることが好ましく、４００μｍ以上であることがより好ましい。また、周縁絶縁領域１０の形成時において、レーザ光は、透明絶縁基板１側および／または裏面電極層４側から、照射することができる。

実施の形態１においては、第２のアライメントマーク１６を位置合わせの基準として、周縁絶縁領域１０の形成のためのレーザ光の照射位置を決定し、透明絶縁基板１の周縁の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４にレーザ光を照射することによって、周縁絶縁領域１０を形成している。

したがって、実施の形態１においては、周縁絶縁領域１０の形成の際のレーザ光の照射位置を決定する際に、少なくとも光電変換層３および裏面電極層４が除去された部分に相当する第２のアライメントマーク１６を位置合わせの基準としているため、従来の特許文献１に記載の方法と比べて、第２のアライメントマーク１６が確認しやすくなり、第２のアライメントマーク１６による位置合わせにずれが生じにくくなる。

また、実施の形態１においては、第２のアライメントマーク１６は、少なくとも光電変換層３および裏面電極層４が除去されることによって形成されているため、従来の特許文献１に記載の方法と比べて、透明絶縁基板１の搬送時の衝撃や成膜時の透明絶縁基板１の熱変形などによって、透明電極層２および光電変換層３に剥がれが生じにくくなる。

以上の理由により、実施の形態１においては、従来の特許文献１に記載の方法と比べて周縁絶縁領域１０をより正確な位置に形成することができる。

また、実施の形態１において、周縁絶縁領域１０の形成の際に用いられる第２のアライメントマーク１６は、透明絶縁基板１の周縁によりマークであることが好ましく、透明絶縁基板１の周縁に最も近いマークであることがより好ましい。これは、温度による透明絶縁基板１の膨張、ならびに透明絶縁基板１自体の反りおよび変形などがあるため、たとえば透明絶縁基板１の中央部の第２のアライメントマーク１６を用いた場合には、透明絶縁基板１の周縁部ではレーザ光の照射位置にずれが生じることがあるためである。

すなわち、第２の分離溝６、スクライブライン７および後述する第２のスクライブラインは、通常、透明絶縁基板１の中央および周縁を含む透明絶縁基板１の全面に対して実施されることから、これらの位置合わせについては、透明絶縁基板１の中央と周縁との位置ずれを考慮した上で、膜剥がれの生じにくい透明絶縁基板１の中央の第１のアライメントマーク１５を基準として行なうことができる。

一方、透明絶縁基板１の周縁に最も近い第２のアライメントマーク１６を用い、第２のアライメントマーク１６よりも外側の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を除去することによって周縁絶縁領域１０を形成した場合には、周縁絶縁領域１０の形成時のレーザ光の照射位置のずれを抑えることができるため、周縁絶縁領域１０の形成位置のずれの発生を効果的に抑えることができる。これにより、周縁絶縁領域１０の絶縁不良および光電変換装置の性能の低下を抑制することができる。

また、実施の形態１において、第２のアライメントマーク１６の形成領域の少なくとも一部が第１のアライメントマーク１５の形成領域と重複していてもよく、第２のアライメントマーク１６の形成領域が第１のアライメントマーク１５の形成領域を包含していてもよい。

また、実施の形態１において、第２のアライメントマーク１６および／または周縁絶縁領域１０の形成は、スクライブライン７の形成に用いられた装置と同一の装置を用いて行なってもよい。

また、実施の形態１において、第２のアライメントマーク１６の形成は、上記のようにスクライブライン７の形成後に行なうことが好ましく、裏面電極層４の形成後かつスクライブライン７の形成前に行なうことも好ましく、スクライブライン７の形成と同時に行なうことも好ましい。すなわち、裏面電極層４の形成後に第２のアライメントマーク１６を形成した場合には、第２のアライメントマーク１６の形成後に成膜工程（加熱工程も含まれる）がないため、第２のアライメントマーク１６近傍の膜剥がれが発生しにくくなるという優れた効果が得られる。

なお、レーザ光の照射後の周縁絶縁領域１０の状態を良好にするため、レーザ光の強度分布は、レーザ光の移動方向および幅方向のそれぞれについて矩形状の分布にすることが好ましい。また、この場合には、たとえばガルバノスキャンを用いた光学系や角ファイバーを用いた光学系を特に限定なく併せて用いることもできる。

また、周縁絶縁領域１０の形成後には、周縁絶縁領域１０の絶縁検査や光電変換装置の特性評価などを行なってもよい。

また、発電セル１１の長手方向に直交する方向の両端の裏面電極層４の表面上にそれぞれ、銀ペーストなどの金属ペーストを介して発電セル１１の長手方向に伸長する電流取り出し用の電極を形成することもできる。

また、電流取り出し用の電極の形成後の裏面電極層４の表面上にたとえばＥＶＡシートなどからなる透明接着材を設置し、透明接着材上に、たとえばＰＥＴ（ポリエステル）／Ａｌ（アルミニウム）／ＰＥＴの３層積層フィルムなどからなる裏面封止材を設置した後に、これらを加熱圧着し、裏面封止材に端子ボックスを接着し、端子ボックス内をシリコーンで充填し、アルミニウムフレームなどの枠体を取り付けることもできる。

なお、本発明の光電変換装置は、上記の構成に限定されるものではなく、たとえば、裏面電極層４上にＥＶＡなどの透明接着材を設置した後、ガラス基板などの透光性基板を設置し、透明接着材と透光性基板とを加熱圧着してなるペアガラス薄膜太陽電池モジュール、および光電変換装置の周縁部をブチルゴムなどの端面封止材などで封止してアルミニウムフレームなどの枠体を不要としたフレームレス薄膜太陽電池モジュールなどにも適用することができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態２においては、スクライブライン７を形成する工程と周縁絶縁領域１０を形成する工程との間にスクライブライン７と交差する第２のスクライブラインを形成することを特徴としている。

すなわち、図８に示すように、スクライブライン７を形成することまでは、実施の形態１と同様にして行なう。

次に、図１３の模式的平面図に示すように、スクライブライン７に交差する第２のスクライブライン１７を形成する。ここで、第２のスクライブライン１７は、透明絶縁基板１側および／または裏面電極層４側から、レーザ光をスクライブライン７と交差する方向に直線状に移動させて照射することによって、少なくとも光電変換層３および裏面電極層４を除去することによって形成することができる。

また、第２のスクライブライン１７の形成は、光電変換層３および裏面電極層４のみをレーザ光の照射により除去して行なってもよく、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４のすべてをレーザ光の照射により除去して行なってもよい。

光電変換層３および裏面電極層４のみをレーザ光の照射により除去して第２のスクライブライン１７を形成する場合には、ＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いることが好ましい。

透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４のすべてをレーザ光の照射により除去して第２のスクライブライン１７を形成する場合には、ＹＡＧレーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）を用いることが好ましい。

また、光電変換層３および裏面電極層４のみをレーザ光の照射により除去して第２のスクライブライン１７を形成する場合には、第２のスクライブライン１７の形成は、スクライブライン７の形成に用いられた装置と同一の装置を用いて行なってもよい。

また、第２のスクライブライン１７の形成のためのレーザ光の照射位置は、第１のアライメントマーク１５を位置合わせの基準として決定することができる。また、スクライブライン７と第２のスクライブライン１７とが為す角度は、たとえば９０°±１０°とすることができる。

次に、図１４の模式的平面図に示すように、透明絶縁基板１側および／または裏面電極層４側から、レーザ光をスクライブライン７と交差し、かつ第１のアライメントマーク１５の伸長方向に直線状に移動させて照射することによって、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４の一部をストライプ状に除去して、第２のアライメントマーク１６を形成する。

その後は、実施の形態１と同様にして、第２のアライメントマーク１６を位置合わせの基準としたレーザ光の照射により、透明絶縁基板１の周縁の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を除去して周縁絶縁領域１０を形成し、周縁絶縁領域１０の絶縁検査や光電変換装置の特性評価などを行なってもよい。

実施の形態２においても、第２のアライメントマーク１６を位置合わせの基準として、周縁絶縁領域１０の形成のためのレーザ光の照射位置を決定し、透明絶縁基板１の周縁の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４にレーザ光を照射することによって、周縁絶縁領域１０を形成している。

したがって、実施の形態２においても、周縁絶縁領域１０の形成の際のレーザ光の照射位置を決定する際に、少なくとも光電変換層３および裏面電極層４が除去された部分に相当する第２のアライメントマーク１６を位置合わせの基準としているため、従来の特許文献１に記載の方法と比べて、第２のアライメントマーク１６が確認しやすくなり、第２のアライメントマーク１６による位置合わせにずれが生じにくくなる。

また、実施の形態２においても、第２のアライメントマーク１６は、少なくとも光電変換層３および裏面電極層４が除去されることによって形成されているため、従来の特許文献１に記載の方法と比べて、透明絶縁基板１の搬送時の衝撃や成膜時の透明絶縁基板１の熱変形などによって、透明電極層２および光電変換層３に剥がれが生じにくくなる。

以上の理由により、実施の形態２においても、従来の特許文献１に記載の方法と比べて周縁絶縁領域１０をより正確な位置に形成することができる。

なお、実施の形態２において、第２のアライメントマーク１６は、第２のスクライブライン１７の形成後に形成したが、第２のスクライブライン１７の形成前に形成してもよい。

また、実施の形態２においては、第２のスクライブライン１７の少なくとも一部を第２のアライメントマーク１６に用いてもよい。

実施の形態２における上記以外の説明は、実施の形態１と同様であるため、ここではその説明については省略する。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の各実施の形態の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、光電変換装置の製造方法に利用することができ、特に薄膜太陽電池の製造方法に好適に利用することができる。

１透明絶縁基板、２透明電極層、３光電変換層、４裏面電極層、５第１の分離溝、６第２の分離溝、７スクライブライン、１０周縁絶縁領域、１１発電セル、１２ストリング、１５第１のアライメントマーク、１６第２のアライメントマーク、１７第２のスクライブライン、１０１透光性基板、１０２透明電極層、１０３光電変換層、１０４裏面電極層、１１５アライメントマーク、１２１剥がれ。

Claims

透明電極層を備えた透明絶縁基板に第１のマークを形成する工程と、
前記透明電極層上に光電変換層および裏面電極層を積層する工程と、
前記第１のマークを位置合わせの基準としたレーザ光の照射により前記光電変換層および前記裏面電極層を線状に除去してスクライブラインを形成する工程と、
前記透明電極層、前記光電変換層および前記裏面電極層を備えた前記透明絶縁基板に第２のマークを形成する工程と、
前記第２のマークを位置合わせの基準としたレーザ光の照射により前記透明絶縁基板の周縁の前記透明電極層、前記光電変換層および前記裏面電極層を除去して周縁絶縁領域を形成する工程と、を含む、光電変換装置の製造方法。
前記スクライブラインを形成する工程と前記周縁絶縁領域を形成する工程との間に、前記第１のマークを位置合わせの基準としたレーザ光の照射により前記光電変換層および前記裏面電極層を線状に除去して前記スクライブラインと交差する第２のスクライブラインを形成する工程をさらに含む、請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。
前記第２のマークを形成する工程は、前記第１のマークを位置合わせの基準としたレーザ光の照射により少なくとも前記裏面電極層を線状に除去することにより行なわれる、請求項１または２に記載の光電変換装置の製造方法。
前記第２のマークを形成する工程において、前記第２のマークは前記スクライブラインと交差するようにして形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の光電変換装置の製造方法。
前記周縁絶縁領域を形成する工程は、前記第２のマークよりも外側の前記透明電極層、前記光電変換層および前記裏面電極層を除去する工程を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の光電変換装置の製造方法。