薄膜太阳能电池及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及薄膜太阳能电池及其制造方法。背景技术 以往， 在 1 个玻璃基板中具有多个薄膜太阳能电池单元的集成型的薄膜太阳能电 池中， 在透明绝缘基板上， 依次形成由透明电极层构成的第 1 电极层、 由薄膜半导体构成的 光电变换层、 第 2 电极层。为了使邻接的薄膜太阳能电池单元之间绝缘分离， 在第 1 电极层 中形成了分离槽 ( 例如， 参照专利文献 1)。
在由透明电极层构成的第 1 电极层中， 为了防止光反射损失而在表面形成有凹 凸。由于因在其表面局部地形成具有陡峭的倾斜的突起而所致的凹凸等的不良， 存在如下 问题 ： 在由薄膜半导体构成的光电变换层中产生裂纹 (crack)、 针孔 (pinhole)。
对此， 公开了如下方法 ： 在具有凹凸的透明导电膜上形成界面层， 以该界面层为掩 模而去除第 1 电极层中存在的局部性突起， 从而抑制由于形成在基板上的第 1 电极层表面
的局部性突起等的凹凸不良而产生裂纹、 针孔， 减少短路电阻的影响 ( 例如， 参照专利文献 2)。
另外， 公开了如下方法 ： 仅在以氧化锡为主成分且在上表面具有存在高低差的凹 凸表面形状的第一透明电极膜的凹部中选择性地层叠以氧化锌为主成分的第二透明电极 膜， 使凹部的凹陷变得平缓， 从而选择性地去除陡峭的凹部， 抑制缺陷的产生 ( 例如， 参照 专利文献 3)。
专利文献 1 ： 日本特开 2001-267613 号公报
专利文献 2 ： 日本特开 2001-352081 号公报
专利文献 3 ： 日本特许第 3297380 号公报 发明内容 但是， 光电变换层的膜质劣化并非仅起因于裂纹、 针孔。在薄膜太阳能电池中， 当 由于晶体粒径小而使晶界增加、 由于生长晶粒彼此的碰撞而生成晶界时， 晶界部成为泄漏 电流的产生路径、 光激励载流子的再结合消灭区域， 所以会引起开路电压特性的降低、 曲线 因子特性的降低， 进一步会导致短路电流密度的降低， 向光电变换特性的影响大。
根据我们的研究结果， 发现了在第 1 电极层的凹陷部分处易于产生这样的晶界。 特别是， 使单元之间绝缘分离的分离槽、 为了防止光反射损失而形成的第 1 电极层表面的 凹凸深的凹部等成为陡峭的凹陷部分， 所以易于生成晶界。如果存在这样的槽、 深的凹部， 则在其上形成的光电变换层受到它们的影响而使其膜质降低。另外， 在第 1 电极层的厚度 相对于光电变换层的厚度成为比较大的比例的情况下， 不仅是分离槽、 深的凹部的正上方， 而且对其周边的光电变换层的膜质的影响也变大。
但是， 在上述以往的技术中， 虽然针对在透明导电膜上形成的具有陡峭的倾斜的 局部性突起具有效果， 但针对如分离槽那样形成于透明导电膜的局部性的凹陷得不到效
果。 本发明是鉴于上述问题而完成的， 其目的在于得到一种光电变换特性优良的薄膜 太阳能电池及其制造方法， 防止层叠在基板上的透明电极层的凹陷部所引起的特性变差。
为了解决上述课题并达到目的， 本发明的薄膜太阳能电池的特征在于， 在透光性 绝缘基板上， 配置了将由透明导电膜构成的第 1 电极层、 进行光电变换的光电变换层、 以及 由反射光的导电膜构成的第 2 电极层按照这个顺序进行层叠而成的多个薄膜太阳能电池 单元， 并且， 邻接的所述薄膜太阳能电池单元彼此串联电连接， 所述第 1 电极层具有凹陷 部， 所述凹陷部的底部被绝缘材料填埋。
根据本发明， 第 1 电极层的凹陷部的底部被绝缘材料填埋， 从而起到如下效果 ： 可 以防止由在基板上层叠的透明电极层的阶梯差所引起的光电变换层的膜质的降低， 得到光 电变换特性优良的薄膜太阳能电池。
附图说明 图 1-1 是示出本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池模块的概要结构的俯视图。
图 1-2 是用于说明本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池单元的短边方向上的剖 面构造的图。
图 1-3 是示出构成本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池单元的薄膜半导体层的 结构的主要部分剖面图。
图 2-1 是用于说明本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池模块的制造工序的一个 例子的剖面图。
图 2-2 是用于说明本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池模块的制造工序的一个 例子的剖面图。
图 2-3 是用于说明本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池模块的制造工序的一个 例子的剖面图。
图 2-4 是用于说明本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池模块的制造工序的一个 例子的剖面图。
图 2-5 是用于说明本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池模块的制造工序的一个 例子的剖面图。
图 2-6 是用于说明本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池模块的制造工序的一个 例子的剖面图。
图 2-7 是用于说明本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池模块的制造工序的一个 例子的剖面图。
图 2-8 是用于说明本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池模块的制造工序的一个 例子的剖面图。
图 2-9 是用于说明本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池模块的制造工序的一个 例子的剖面图。
图 2-10 是用于说明本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池模块的制造工序的一 个例子的剖面图。
图 3-1 是用于说明本发明的实施方式 2 中的平坦化层的形成方法的剖面图。
图 3-2 是用于说明本发明的实施方式 2 中的平坦化层的形成方法的剖面图。 图 3-3 是用于说明本发明的实施方式 2 中的平坦化层的形成方法的剖面图。 图 4 是示出丙烯酸树脂膜厚与光能的曝光量的关系的特性图。 图 5-1 是用于说明本发明的实施方式 3 中的平坦化层的形成方法的主要部分剖面 图 5-2 是用于说明本发明的实施方式 3 中的平坦化层的形成方法的主要部分剖面 图 5-3 是用于说明本发明的实施方式 3 中的平坦化层的形成方法的主要部分剖面 图 6 是示出本发明的实施方式 3 中的透明电极层的光透射特性的特性图。 图 7 是用于说明本发明的实施方式 4 中的平坦化层的形成方法的主要部分剖面 图 8-1 是用于说明本发明的实施方式 5 中的平坦化层的形成方法的主要部分剖面 图 8-2 是用于说明本发明的实施方式 5 中的平坦化层的形成方法的主要部分剖面图。
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图。 附图标记说明
1： 薄膜太阳能电池单元 ( 单元 ) ； 2： 透光性绝缘基板 ； 3： 透明电极层 ； 3a ： 凹凸 ； 4： 光电变换层 ； 4a ： p 型非晶质半导体层 ； 4b ： i 型非晶质半导体层 ； 4c ： n 型非晶质半导体 层； 5： 背面电极层 ； 5a ： 凹凸 ； 10 ： 模块 ； 11 ： 透明导电膜 ； 14 ： 光电变换层 ； 14a ： p 型微晶半 导体层 ； 14b ： i 型微晶半导体层 ； 14c ： n 型微晶半导体层 ； 21 ： 平坦化层 ； 22 ： 异物 ； 23 ： 开口 部； 41 ： 感光性树脂 41 ； 51 ： 平坦化层 ； D1 ： 第1槽； D2 ： 第2槽； D3 ： 第 3 槽。
具体实施方式
以下， 根据附图， 详细说明本发明的薄膜太阳能电池及其制造方法的实施方式。 另 外， 本发明不限于以下的记述， 可以在不脱离本发明的要旨的范围内适当地变更。另外， 在 以下所示的附图中， 为易于理解， 有时各部件的比例尺与实际不同。 在各附图之间也是同样 的。
实施方式 1.
图 1-1 是示出本发明的实施方式 1 的薄膜太阳能电池即串列 (tandem) 型薄膜太 阳能电池模块 ( 以下， 称为模块 )10 的概要结构的俯视图。图 1-2 是用于说明构成模块 10 的薄膜太阳能电池单元 ( 以下， 有时还称为单元 )1 的短边方向上的剖面构造的图， 是图 1-1 的线段 A-A’ 方向上的主要部分剖面图。图 1-3 是示出构成单元 1 的薄膜半导体层的结构 的主要部分剖面图。
如图 1-1 以及图 1-2 所示， 实施方式 1 的模块 10 具备多个形成在透光性绝缘基板 2 上的长方形形状 ( 矩形形状 ) 的单元 1， 具有这些单元 1 串联地电连接的构造。单元 1 如 图 1-2 所示， 具有将透光性绝缘基板 2、 在透光性绝缘基板 2 上形成的成为第 1 电极层的透 明电极层 ( 透明导电膜 )3、 在透明电极层 3 上形成的作为薄膜半导体层的第 1 光电变换层 4、 在第 1 光电变换层 4 上形成的作为薄膜半导体层的第 2 光电变换层 14、 在第 2 光电变换层 14 上形成并成为第 2 电极层的背面电极层 5 依次进行了层叠的构造。另外， 在透明电极 层 3 的开口部分中设置了平坦化层 21， 透明电极层 3 的第 1 光电变换层 4 侧的表面被大致 平坦化。另外， 开口部分是通过去除透明电极层 3 的一部分而凹陷的部分。通过向凹陷的 部分的底部填埋平坦化层 21 而使其大致平坦化， 但平坦化层 21 无需到达至凹陷的部分的 上端， 只要减小凹陷的阶梯差即可。
在透光性绝缘基板 2 上形成的透明电极层 3 中， 形成有在与透光性绝缘基板 2 的 短边方向大致平行的方向上延伸并且到达透光性绝缘基板 2 的条状的第 1 槽 D1。通过该 第 1 槽 D1 的部分， 邻接的单元 1 的透明电极层 3 相互分离。在第 1 槽 D1 的部分中埋入由 绝缘材料构成的平坦化层 21。在埋入了平坦化层 21 的槽 D1 的部分之上形成了第 1 光电变 换层 4。这样， 透明电极层 3 的一部分以横跨邻接的单元 1 的方式针对每个单元分离。
另外， 在与第 1 槽 D1 邻接的部位， 背面电极层 5 沿着第 2 光电变换层 14 以及第 1 光电变换层 4 的剖面侧壁部而形成至透明电极层 3。这样， 在第 2 光电变换层 14 以及第 1 光电变换层 4 的侧壁部中形成背面电极层 5， 从而使背面电极层 5 与透明电极层 3 连接。并 且， 由于该透明电极层 3 横跨邻接的单元 1， 所以相邻的 2 个单元 1 的一方的背面电极层 5 和另一方的透明电极层 3 被电连接。 另外， 在第 1 光电变换层 4 以及第 2 光电变换层 14 中， 形成有到达透明电极层 3 的条状的第 2 槽 D2。而且， 背面电极层 5、 第 2 光电变换层 14 以及第 1 光电变换层 4 在与 第 1 槽 D1 以及第 2 槽 D2 不同的部位， 形成有到达透明电极层 3 的条状的第 3 槽 ( 分离槽 ) D3， 各单元 1 被分离。这样， 单元 1 的透明电极层 3 与邻接的单元 1 的背面电极层 5 连接， 从而使邻接的单元 1 串联地电连接。
透光性绝缘基板 2 例如使用具有透光性的绝缘基板。在这样的透光性绝缘基板 2 中， 通常使用透射率高的材质， 使用从可见至近红外区域为止的吸收小的玻璃基板等。
透明电极层 3 由以下的膜构成 ： 以氧化锌 (ZnO)、 氧化铟锡 (ITO ： Indium Tin Oxide)、 氧化锡 (SnO2) 以及氧化锆 (ZrO2) 等晶体性金属氧化物为主成分的透明导电性氧化 膜、 或在这些透明导电性氧化膜中作为掺杂物 (dopant) 添加了铝 (Al) 的膜等透光性的膜。 另外， 透明电极层 3 也可以是作为掺杂物使用了从铝 (Al)、 镓 (Ga)、 铟 (In)、 硼 (B)、 钇 (Y)、 硅 (Si)、 锆 (Zr)、 钛 (Ti) 中选择出的至少 1 种以上的元素的 ZnO 膜、 ITO 膜、 SnO2 膜、 或者 将它们层叠而形成的透明导电膜， 只要是具有光透射性的透明导电膜即可。
另外， 透明电极层 3 具有在表面形成了凹凸 3a 的表面纹理构造。该纹理构造具有 如下功能 ： 使入射的太阳光散射， 提高第 1 光电变换层 4 中的光利用效率。详细而言， 从透 光性绝缘基板 2 侧入射过来的光在具有凹凸 3a 的透明电极层 3 与第 1 光电变换层 4 的界 面处进行了散射之后入射到第 1 光电变换层 4， 所以向第 1 光电变换层 4 大致倾斜地入射。 通过使光倾斜地入射， 光的实质上的光路延长而使光的吸收增大， 所以太阳能电池单元的 光电变换特性得到提高而使输出电流增加。透明电极层 3 例如也可以使用 DC 溅射法、 真空 蒸镀法、 离子电镀 (ion plating) 法等物理方法、 喷镀 (spray) 法、 浸渍 (dip) 法、 CVD 法等 化学方法。
此处， 如图 1-2 所示， 由于透明电极层 3 中的异物 22 的影响， 透明电极层 3 的开口 部分有时局部地具有陡峭的壁面部。 具有这样的陡峭的倾斜的侧壁的开口部分有时是由于 透明电极层 3 的构图 (patterning) 而形成的第 1 槽 D1 的一部分， 另外， 有时是与第 1 槽 D1
无关的其他部分。关于存在具有该陡峭的倾斜的开口部的部分， 透明电极层 3 没有附着到 透光性绝缘基板 2， 或者与其他大部分区域相比成为非常薄的部分。
在本实施方式中， 在具有该陡峭的倾斜的侧壁的开口部中形成平坦化层 21 而使 透明电极层 3 大致平坦化。作为平坦化层 21 的材料， 例如可以使用丙烯酸树脂、 聚酰亚胺 树脂、 环氧树脂、 烯烃树脂、 或者硅树脂等的树脂等各种有机材料。这些有机材料的粘性比 较小， 且这些有机材料可以容易地平坦地覆盖透明电极层 3 的开口部分。另外， 耐热性也优 良， 可以通过 300℃以下程度的工艺来形成。另外， 关于通过透明电极层 3 的构图得到的第 1 槽 D1， 在平坦化层 21 中， 选择可以使邻接的透明电极层彼此电绝缘的硅等绝缘材料或者 高电阻材料。另外， 形成平坦化层 21 的部分仅是形成了凹凸 3a 的透明电极层 3 的表面之 中的具有陡峭的壁面部的开口部分。因此， 透明电极层 3 的表面的大半不会被平坦化层 21 所覆盖， 特别是表面的凸部的大部分不会被覆盖， 所以透明电极层 3 与第 1 光电变换层 4 的 电连接被保持。
第 1 光电变换层 4 以及第 2 光电变换层 14 具有 pn 结或者 pin 结， 将利用所入射 的光来进行发电的薄膜半导体层层叠 1 层以上而构成。第 1 光电变换层 4 如图 1-3 所示， 从透明电极层 3 侧起具备作为第 1 导电型半导体层的 p 型非晶质半导体层 4a、 作为第 2 导 电型半导体层的 i 型非晶质半导体层 4b、 作为第 3 导电型半导体层的 n 型非晶质半导体层 4c。作为这样的第 1 光电变换层 4， 例如形成从透明电极层 3 侧起层叠 p 型的非晶态碳化硅 膜 (a-SiC 膜 )、 i 型的非晶态硅膜 (a-Si 膜 )、 n 型的非晶态硅膜 (a-Si 膜 ) 而成的层叠膜。 另外， 作为其他的第 1 光电变换层 4， 例如可以举出从透明电极层 3 侧起层叠作为第 1 导电 型半导体层的 p 型的氢化非晶态碳化硅 (a-SiC:H) 层、 作为第 2 导电型半导体层的 i 型的 氢化非晶态硅 (a-Si:H) 层、 作为第 3 导电型半导体层的 n 型的氢化微晶硅 (μc-Si:H) 层 而成的层叠膜。
另外， 第 2 光电变换层 14 如图 1-3 所示， 从第 1 光电变换层 4 侧起具备作为第 1 导 电型半导体层的 p 型微晶半导体层 14a、 作为第 2 导电型半导体层的 i 型微晶半导体层 14b、 作为第 3 导电型半导体层的 n 型微晶半导体层 14c。作为这样的第 2 光电变换层 14， 例如 形成从第 1 光电变换层 4 侧起层叠 p 型的微晶硅膜 (μc-Si 膜 )、 i 型的微晶硅膜 (μc-Si 膜 )、 n 型的微晶硅膜 (μc-Si 膜 ) 而成的层叠膜。
另外， 在如上述二级的 pin 结那样层叠多个薄膜半导体层而构成光电变换层的情 况下， 也可以在各个 pin 结之间， 插入由氧化微晶硅 (μc-SiOX)、 铝添加氧化锌 (ZnO:Al)、 氧化锌 (ZnO)、 氧化铟锡 (ITO)、 氧化锡 (SnO2)、 氧化硅 (SiO) 等具有导电性的透明的膜构成 的中间层， 来改善 pin 结之间的电、 光学性连接。以上那样的第 1 光电变换层 4 以及第 2 光 电变换层 14 通过等离子体 CVD 等公知的手段来形成薄膜。
背面电极层 5 与透明电极层 3 同样地由以下膜构成 ： 以氧化锌 (ZnO)、 氧化铟锡 (ITO ： Indium Tin Oxide)、 氧化锡 (SnO2) 以及氧化锆 (ZrO2) 等的晶体性金属氧化物为主成 分的透明导电性氧化膜、 或在这些透明导电性氧化膜中添加铝 (Al) 得到的膜等透光性的 膜。背面电极层 5 例如通过溅射法、 CVD 法、 喷镀法等公知的手段来形成。另外， 背面电极 层 5 的表面具有通过利用鼓风 (blasting) 法、 湿蚀刻法等的粗面化处理而形成了凹凸 5a 的表面纹理构造。
在如上所述构成的实施方式 1 的模块 10 中， 通过在第 1 槽 D1 内埋入平坦化层 21，使邻接的透明电极层 3 彼此电绝缘， 并且使透明电极层 3 的第 1 光电变换层 4 侧的表面被 大致平坦化。由此， 可以使由第 1 槽 D1 造成的阶梯差减少， 防止在其上形成的作为光电变 换层的薄膜半导体 ( 第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14) 的由于第 1 槽 D1 的阶梯差所 致的针孔、 裂纹、 晶界的产生， 提高光电变换层的膜质。因此， 可以防止由于第 1 槽 D1 的阶 梯差所引起的开路电压特性的降低、 曲线因子特性的降低、 短路电流密度的降低， 实现良好 的光电变换效率。另外， 该效果在透明电极层 3 的厚度相对于光电变换层的厚度成为比较 大的比例的情况下也是有效的。
另外， 在实施方式 1 的模块 10 中， 在与第 1 槽 D1 不同的部分中， 也在透明电极层 3 中的具有陡峭的倾斜的侧壁的开口部中形成平坦化层 21 而使透明电极层 3 大致平坦化。 由此， 可以与减少第 1 槽 D1 所致的阶梯差的情况同样地， 防止在其上形成的作为光电变换 层的薄膜半导体 ( 第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14) 的由于开口部的阶梯差所致的 针孔、 裂纹、 晶界的产生， 提高光电变换层的膜质。并且， 可以防止由于透明电极层 3 中的具 有陡峭的倾斜的侧壁的开口部的阶梯差所引起的开路电压特性的降低、 曲线因子特性的降 低、 短路电流密度的降低， 实现良好的光电变换效率。另外， 该效果即使在透明电极层 3 的 厚度相对于光电变换层的厚度成为比较大的比例的情况下也是有效的。
以往， 作为形成凹凸构造的透明导电膜， 已知氧化锡 (SnO2) 透明导电膜。一般， 通 过热 CVD 法， 在膜表面生长几十～几百 nm 直径的晶粒， 从而形成氧化锡 (SnO2) 透明导电膜 中形成的凹凸构造。但是， 为了在该氧化锡 (SnO2) 透明导电膜表面形成良好的凹凸构造， 需要 500℃～ 600℃的高温工艺， 另外需要 1μm 左右的膜厚， 所以成为使制造成本增加的主 要原因之一。
因此， 近年来， 根据等离子体耐性优良且资源丰富这样的观点， 作为代替氧化锡 (SnO2) 的材料， 正在普及氧化锌 (ZnO)。但是， 在氧化锌 (ZnO) 的情况下， 存在如下问题 ： 为 了在表面形成良好的凹凸构造， 需要 2μm 左右的膜厚。因此， 作为在通过低温形成而使氧 化锌 (ZnO) 膜薄膜化的情况下也具有良好的光封闭效果的凹凸构造的形成方法， 有如下技 术： 在基板上通过溅射法形成透明导电膜， 并通过酸进行蚀刻， 从而在表面形成凹凸构造。 通过该方法， 可以期待降低太阳能电池装置的成本。
但是， 当通过蚀刻处理而在透明导电膜的表面形成了凹凸化的情况下， 有时在透 明导电膜上存在具有陡峭的倾斜的局部性的开口部。如果存在这样的开口部， 则该开口部 会成为在其上形成的薄膜半导体的针孔、 裂纹、 晶界的原因， 成为使短路电阻降低而使太阳 能电池装置的特性变差的主要原因。特别是在太阳能电池中， 当由于晶体粒径小而引起晶 界增加、 或由于生长晶粒彼此的碰撞而生成晶界时， 晶界部成为泄漏电流的产生路径、 光激 励载流子的再结合消灭区域， 所以导致开路电压特性降低、 曲线因子特性降低、 以及短路电 流密度降低， 成为负面因子。
但是， 在实施方式 1 的模块 10 中， 在透明电极层 3 中的具有陡峭的倾斜的侧壁的 开口部中形成平坦化层 21 而使透明电极层 3 大致平坦化。由此， 即使在由于形成凹凸 3a 用的蚀刻处理而在透明电极层 3 上存在具有陡峭的倾斜的局部性的开口部的情况下， 也可 以防止在其上形成的作为光电变换层的薄膜半导体 ( 第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14) 的由于开口部的阶梯差所致的针孔、 裂纹、 晶界的产生， 提高光电变换层的膜质。即， 透 明电极层 3 中的具有陡峭的倾斜的局部性的开口部减少， 可以实现由薄膜半导体层的泄漏电流减少所致的针对膜厚方向的良好的载流子输送特性。
其结果， 可以利用由凹凸 3a 所致的表面纹理构造光封闭效果而使光吸收量增大， 同时通过使作为微晶半导体层的第 2 光电变换层 14 中的缺陷减少而实现针对膜厚方向的 良好的载流子输送特性， 可得到具有高的光电变换效率的薄膜太阳能电池。
因此， 根据实施方式 1 的模块 10， 通过具备平坦化层 21， 可以防止透明电极层 3 中 的由于透明电极层 3 的阶梯差所致的晶质光电变换层的膜质的降低， 实现光电变换特性优 良的薄膜太阳能电池。
另外， 在以上那样的实施方式 1 的模块 10 中， 具有多层型的薄膜光电变换层， 各光 电变换层串联连接。因此， 以在各光电变换层中产生的电流值之中的最小的值来限制作为 太阳能电池的短路电流。因此， 各光电变换层的电流值越是均等越好， 而且， 电流的绝对值 越大， 变换效率越提高。
在以上那样的实施方式 1 的模块 10 中， 即使在使作为非晶质硅薄膜半导体层的第 1 光电变换层 4 的膜厚变薄的情况下也具有良好的包覆性， 所以通过第 1 光电变换层 4 的膜 厚， 易于控制与在其上层叠的作为微晶硅薄膜光电变换层的第 2 光电变换层 14 的电流值的 匹配， 可以实现具有更高的光电变换效率的薄膜太阳能电池。 接下来， 说明如上所述构成的实施方式 1 的模块 10 的制造方法。图 2-1 ～图 2-9 是用于说明实施方式 1 的模块 10 的制造工序的一个例子的剖面图。
首先， 准备透光性绝缘基板 2。此处， 以下使用无碱玻璃基板作为透光性绝缘基板 2 来进行说明。另外， 也可以使用廉价的青板玻璃基板作为透光性绝缘基板 2， 但在该情况 下， 为了防止来自透光性绝缘基板 2 的碱成分的扩散， 优选通过 PCVD 法等来形成 50nm 左右 的 SiO2 膜。
接下来， 在透光性绝缘基板 2 上， 作为成为透明电极层 3 的透明导电膜 11， 通过 DC 溅射法来形成将铝 (Al) 作为掺杂物而包含的膜厚 1μm 的氧化锌 (ZnO) 膜 ( 图 2-1)。在 本实施方式中， 作为成为透明电极层 3 的透明导电膜 11， 形成掺杂了铝 (Al) 的 ZnO 膜， 但 作为成为透明电极层 3 的透明导电膜 11， 不限于此， 而由以下的膜构成 ： 以氧化铟锡 (ITO ： Indium Tin Oxide)、 氧化锡 (SnO2) 以及氧化锆 (ZrO2) 等晶体性金属氧化物为主成分的透 明导电性氧化膜、 或在这些透明导电性氧化膜中作为掺杂物添加了铝 (Al) 的膜等透光性 的膜。 另外， 透明电极层 3 也可以是使用从铝 (Al)、 镓 (Ga)、 铟 (In)、 硼 (B)、 钇 (Y)、 硅 (Si)、 锆 (Zr)、 钛 (Ti) 中选择出的至少 1 种以上的元素作为掺杂物的 ZnO 膜、 ITO 膜、 SnO2 膜、 或 者将它们层叠而形成的透明导电膜， 只要是具有光透射性的透明导电膜即可。 另外， 作为成 膜方法， 也可以使用 CVD 法等其他成膜方法。
并且， 例如在 1％的盐酸 (HCl) 水溶液中将透光性绝缘基板 2 浸渍 30 秒而对透明 导电膜 11 的表面进行蚀刻并粗面化， 在透明导电膜 11 的表面形成小的凹凸 3a( 图 2-2)。 之后， 对透光性绝缘基板 2 进行 1 分钟以上的纯水清洗并干燥。通过该蚀刻处理， 在成为透 明电极层 3 的透明导电膜 11 的表面形成例如平均 100nm 以上的深度的凹凸 3a， 平均膜厚成 为约 500nm 左右。
接下来， 将透明电极层 3 的一部分切断并去除为与透光性绝缘基板 2 的短边方向 大致平行的方向的条状， 将透明电极层 3 构图为长方形形状， 分离为多个透明电极层 3( 图 2-3)。通过激光划线 (laser scribe) 法， 形成在与透光性绝缘基板 2 的短边方向大致平行
的方向上延伸而到达至透光性绝缘基板 2 的条状的第 1 槽 D1， 由此进行透明电极层 3 的构 图。另外， 为了这样在透光性绝缘基板 2 上得到在基板面内相互分离的多个透明电极层 3， 也可以利用使用通过照相制版等形成的抗蚀剂掩模来进行蚀刻的方法、 或使用金属掩模的 蒸镀法等方法。
此处， 在透明电极层 3 中内含异物 22 的情况下， 即使在通过透明电极层 3 的构图 进行分离时， 有时也在第 1 槽 D1 中产生形状异常 ( 图 2-3)。关于存在具有该陡峭的倾斜的 开口部 23 等的部分， 透明电极层 3 没有附着到透光性绝缘基板 2， 或者与其他大部分的区 域相比成为非常薄的部分。另外， 在形成上述凹凸 3a 时， 如图 2-1 所示由于在透明导电膜 11 中内含的异物 22 的影响， 有时在蚀刻后的透明导电膜 11 中局部性地存在陡峭的开口部 23( 图 2-2)。
在存在产生了形状异常的第 1 槽 D1、 陡峭的开口部 23 的情况下， 如上所述这些开 口部成为在其上形成的薄膜半导体的针孔、 裂纹、 晶界的原因， 成为使短路电阻降低并使太 阳能电池装置的特性变差的主要原因。
因此， 在本实施方式中， 在进行了透明电极层 3 的构图之后的透光性绝缘基板 2 上 形成平坦化层 21( 图 2-4)。作为平坦化层 21 的材料， 例如可以使用聚酰亚胺、 丙烯酸等各 种有机材料。 这些有机材料的粘性比较小， 可以容易地平坦地覆盖透明电极层 3 的表面。 另 外， 耐热性也优良， 可以使用 300℃以下程度的工艺。 在本实施方式中， 采用丙烯酸树脂作为平坦化层 21， 以埋入第 1 槽 D1、 陡峭的开口 部 23 的方式在透光性绝缘基板 2 上形成 1μm 的膜厚之后， 在 250℃左右进行焙烧。从加工 偏差、 吞吐量的观点来看， 优选将平坦化层 21 的厚度设成比凹凸 3a 的凸部的从透光性绝缘 基板 2 的表面起的高度 ( 突起高度 )24 还高的程度。
接下来， 通过对平坦化层 21 进行蚀刻， 以在第 1 槽 D1、 陡峭的开口部 23 的内部使 作为平坦化层 21 的丙烯酸树脂残留的方式将平坦化层 21 加工至规定的膜厚， 对透明电极 层 3 上的丙烯酸树脂进行深蚀刻 (etch back) 来进行去除 ( 图 2-5)。在本实施方式中， 作 为蚀刻方法， 采用平行平板型 RIE(Reactive On Etching) 法。 蚀刻条件优选使用如下条件 ： 以使透明电极层 3 的表面的凹凸 3a 的形状不发生变化的方式， 使平坦化层 21 以比透明电 极层 3 更快的蚀刻速率被蚀刻。
在本实施方式中， 为了使丙烯酸树脂以比氧化锌 (ZnO) 更快的蚀刻速率进行蚀 刻， 使用氧 (O2) 的单体气体作为蚀刻气体来进行蚀刻。在对丙烯酸树脂那样的有机材料进 行蚀刻的情况下， 通过调整氧气的供给气体比， 可以容易地调整丙烯酸树脂的蚀刻速率， 控 制性良好。另外， 对于氧气， 氧化锌 (ZnO) 薄膜的蚀刻速率低， 为使蚀刻变慢而使用氧气， 由 此可以抑制透明电极层 3 的表面的凹凸 3a 的形状变化。
另外， 将上述方法下的蚀刻时间设成直至丙烯酸树脂在透明电极层 3 的表面上消 失。由此， 可以设成至少在第 1 槽 D1、 陡峭的开口部 23 中埋入了作为平坦化层 21 的丙烯 酸树脂的状态。 此时， 作为确认蚀刻时间的方法， 可以使用根据等离子体发光强度变化来检 测并求出氧基的消耗比例的方法。另外， 在本实施方式中， 作为蚀刻气体使用了氧 (O2) 的 单体气体， 但也可以将四氟化甲烷 (CF4)、 三氟甲烷 (CHF3)、 六氟化乙烷 (C2F6)、 八氟化丙烷 (C3F8)、 四氯化碳 (CCl4)、 六氟化硫 (SF6) 等含有卤素的卤素类气体的单体气体、 该卤素类气 体与氧 (O2) 气的混合气体用作蚀刻气体。
接下来， 在透明电极层 3 上， 通过等离子体 CVD 法形成第 1 光电变换层 4。在本实 施方式中， 作为第 1 光电变换层 4， 从透明电极层 3 侧起依次层叠形成 p 型的非晶态碳化硅 膜 (a-SiC 膜 )、 i 型的非晶态硅膜 (a-Si 膜 )、 n 型的非晶态硅膜 (a-Si 膜 )( 图 2-6)。
接下来， 在第 1 光电变换层 4 上， 通过等离子体 CVD 法形成第 2 光电变换层 14。在 本实施方式中， 作为第 2 光电变换层 14， 从第 1 光电变换层 4 侧起依次层叠形成 p 型的微晶 硅膜 (μc-Si 膜 )、 i 型的微晶硅膜 (μc-Si 膜 )、 n 型的微晶硅膜 (μc-Si 膜 )( 图 2-7)。
另外， 也可以在第 1 光电变换层 4 与第 2 光电变换层 14 之间， 形成由透明导电膜构 成的中间层。中间层由具有光透射性以及光反射性这两种特性并且具有导电性的膜构成。 中间层可以使入射到第 1 光电变换层 4 的光反射， 所以具有使第 1 光电变换层 4 的有效膜 厚增大的效果， 可以调节第 1 光电变换层 4 和第 2 光电变换层 14 的输出电流密度， 提高模 块特性。作为这样的中间层， 可以使用氧化锌 (ZnO)、 氧化铟锡 (ITO)、 氧化锡 (SnO2)、 一氧 化硅 (SiO) 等的膜。
接下来， 对于这样层叠形成的半导体层 ( 第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14)， 与透明电极层 3 同样地通过激光划线来实施构图 ( 图 2-8)。即， 将半导体层 ( 第 1 光电变 换层 4、 第 2 光电变换层 14) 的一部分切断并去除为与透光性绝缘基板 2 的短边方向大致平 行的方向的条状， 将半导体层 ( 第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14) 构图为长方形形状 并分离。通过激光划线法， 在与第 1 槽 D1 不同的部位形成在与透光性绝缘基板 2 的短边方 向大致平行的方向上延伸而到达透明电极层 3 的条状的第 2 槽 D2， 从而进行半导体层 ( 第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14) 的构图。在第 2 槽 D2 的形成之后， 通过高压水清洗、 兆频超声波 (megasonic) 清洗、 或者刷 (brush) 清洗， 去除第 2 槽 D2 内附着的飞散物。 接下来， 在第 2 光电变换层 14 上以及第 2 槽 D2 内， 例如通过溅射法， 形成由膜厚 200nm 的银合金 (Ag Alloy) 膜构成的背面电极层 5( 图 2-9)。另外， 作为背面电极层 5 的 成膜方法， 也可以使用 CVD 法、 喷镀法等其他的成膜方法。另外， 为了防止向第 2 光电变换 层 14 的硅进行的金属扩散， 也可以在背面电极层 5 与第 2 光电变换层 14 之间， 例如设置氧 化锌 (ZnO)、 氧化铟锡 (ITO)、 氧化锡 (SnO2) 等透明导电膜。
在背面电极层 5 的形成之后， 将背面电极层 5 以及半导体层 ( 第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14) 的一部分切断并去除为与透光性绝缘基板 2 的短边方向大致平行的方 向的条状， 在与第 1 槽 D1 以及第 2 槽 D2 不同的部位形成到达透明电极层 3 的条状的第 3 槽 D3， 构图为长方形形状而分离为多个单元 1( 图 2-10)。
另外， 由于难以使反射率高的背面电极层 5 直接吸收激光， 所以使半导体层 ( 第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14) 吸收激光能量， 与半导体层一起局部地吹走背面电极 层 5， 从而与多个单位元件 ( 发电区域 ) 即多个单元 1 对应地分离。通过以上， 完成具有图 1-1 ～图 1-3 所示那样的单元 1 的模块 10。
对通过上述实施方式 1 的薄膜太阳能电池的制造方法制作出的串列型薄膜太阳 能电池， 使用太阳模拟器 (solar simulator) 分别以 100mW/cm2 的光量从基板侧入射 AM(air mass ： 大气质量 )1.5 的光并测定输出特性， 评价了作为太阳能电池的特性。其结果， 可 2 确认开路电压是 1.35V， 短路电流是 12.5MA/cm ， 曲线因子是 0.74， 并且光电变换效率是 12.5％， 得到了良好的输出特性。
这可以说是因为如下 ： 在透明电极层 3 中， 在具有陡峭的倾斜的局部性的开口部
即开口部 23 的内部、 以及邻接的透明电极层 3 之间的区域即第 1 槽 D1 的内部， 形成了填埋 这些开口区域而进行平坦化的平坦化层 21。
在以上那样的实施方式 1 的薄膜太阳能电池的制造方法中， 通过在第 1 槽 D1 内形 成平坦化层 21， 使邻接的透明电极层 3 彼此电绝缘， 并且使透明电极层 3 的第 1 光电变换层 4 侧的表面大致平坦化。 由此， 可以使通过第 1 槽 D1 形成的阶梯差减少， 防止在其上形成的 作为光电变换层的薄膜半导体 ( 第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14) 的由第 1 槽 D1 的 阶梯差所引起的针孔、 裂纹、 晶界的产生， 提高光电变换层的膜质。因此， 可以防止由第 1 槽 D1 的阶梯差所引起的开路电压特性的降低、 曲线因子特性的降低、 短路电流密度的降低， 实 现良好的光电变换效率。
另外， 在实施方式 1 的薄膜太阳能电池的制造方法中， 在与第 1 槽 D1 不同的部分 中， 在透明电极层 3 中的具有陡峭的倾斜的侧壁的开口部中形成平坦化层 21 而使透明电极 层 3 大致平坦化。由此， 与减少由第 1 槽 D1 形成的阶梯差的情况同样地， 可以防止在其上 形成的作为光电变换层的薄膜半导体 ( 第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14) 的由开口部 的阶梯差所致的针孔、 裂纹、 晶界的产生， 提高光电变换层的膜质。 其结果， 可以利用由凹凸 3a 形成的表面纹理构造光封闭效果而使光吸收量增大， 同时通过使作为微晶半导体层的第 2 光电变换层 14 中的缺陷减少而实现针对膜厚方向的良好的载流子输送特性。并且， 可以 防止由透明电极层 3 中的具有陡峭的倾斜的侧壁的开口部的阶梯差所引起的开路电压特 性的降低、 曲线因子特性的降低、 短路电流密度的降低， 实现良好的光电变换效率。
因此， 根据实施方式 1 的薄膜太阳能电池的制造方法， 通过在透明电极层 3 中的第 1 槽 D1 以及具有陡峭的倾斜的侧壁的开口部中形成平坦化层 21， 可以防止由透明电极层 3 中的透明电极层 3 的阶梯差所引起的准晶质光电变换层的膜质的降低， 高成品率地制作光 电变换特性优良的薄膜太阳能电池。
另外， 以上说明了在第 1 光电变换层 4 中使用了非晶质硅的情况， 但也可以使用非 晶质硅锗、 非晶质硅碳化物等非晶质硅类的半导体、 以及它们的准晶质硅类的半导体， 如图 1-2 以及图 1-3 所示， 构成具有第 1 光电变换层和第 2 光电变换层 14 的串列型的薄膜太阳 能电池。通过设成使用了这些半导体的 pin 构造， 可得到良好的特性。
另外， 以上以串列型薄膜太阳能电池为例进行了说明， 但只要是具备由微晶半导 体层构成的光电变换层的薄膜太阳能电池， 即使在仅具备 1 层的光电变换层的情况下也可 以应用本发明。
实施方式 2.
在上述实施方式 1 中， 说明了使用平行平板型 RIE 法作为平坦化层 21 的形成方法 的情况， 但平坦化层 21 的形成方法不限于此。如实施方式 1 那样在平坦化层 21 的形成中 使用平行平板型 RIE 法的情况下， 由于因等离子体针对透明电极层 3 的表面的离子冲击所 致的加工损伤， 有时透明电极层 3 的表面的凹凸 3a 的形状变化成为问题。因此， 在实施方 式 2 中， 作为平坦化层 21 的形成方法， 使用光转印技术 ( 光刻技术 )。
与实施方式 1 的情况同样地， 在透光性绝缘基板 2 上形成了透明电极层 3 之后， 通 过激光划线法等来形成第 1 槽 D1 而分离透明电极层 3。接下来， 与实施方式 1 的情况同样 地形成平坦化层 21， 但在本实施方式中使用光转印技术。以下， 说明本实施方式中的平坦 化层的形成方法。图 3-1 ～图 3-3 是用于说明实施方式 2 中的平坦化层的形成方法的剖面图。 首先， 在进行了透明电极层 3 的构图之后的透光性绝缘基板 2 上， 例如形成 1.5μm 的膜厚的正型的丙烯酸树脂膜 31( 图 3-1)。然后， 在 100℃左右进行了焙烧之后， 从丙烯酸 树脂膜 31 的膜面侧向该丙烯酸树脂进行光照射 ( 曝光处理 )( 图 3-2)。 作为所照射的光能， 使用波长为 200nm ～ 500nm 程度的紫外光以及可见光。 具体而言， 通过分档器 (Stepper) 等 转印装置， 使用超高压汞灯的明线光谱中的 g 线 ( 波长 436nm)、 i( 波长 365nm) 的混合线。 接下来， 对于丙烯酸树脂作为化学反应工艺 ( 显影处理 ) 进行了有机碱溶剂处理以及水洗 处理之后， 例如在 250℃下进行焙烧， 从而可以设为在第 1 槽 D1、 陡峭的开口部 23 中埋入了 作为平坦化层 21 的丙烯酸树脂的状态 ( 图 3-3)。
该情况下的丙烯酸树脂膜厚与光能的曝光量的关系如图 4 所示， 通过对正型的丙 烯酸树脂照射的光能的曝光量的控制， 可以容易地控制最终残存的正型的丙烯酸树脂的膜 厚。图 4 是示出丙烯酸树脂膜厚与光能的曝光量的关系的特性图。
在如上所述形成了平坦化层 21 的透明电极层 3 上与实施方式 1 同样地形成了第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14 以及背面电极层 5 的模块 10 中， 也与实施方式 1 的情 况同样地， 可得到良好的光电变换效率。因此， 在实施方式 2 的薄膜太阳能电池的制造方法 中， 通过在透明电极层 3 中的第 1 槽 D1 以及具有陡峭的倾斜的侧壁的开口部中形成平坦化 层 21， 也可以防止由透明电极层 3 中的透明电极层 3 的阶梯差所引起的准晶质光电变换层 的膜质的降低， 制作光电变换特性优良的薄膜太阳能电池。
实施方式 3.
在实施方式 3 中， 说明使用光转印技术 ( 光刻技术 ) 来作为平坦化层 21 的形成方 法的其他方法。在实施方式 3 的平坦化层 21 的形成方法中， 与实施方式 2 同样地使用光刻 技术， 但从透光性绝缘基板 2 侧照射光的这一点不同。另外， 在实施方式 3 中， 使用透明电 极层 3 的光透射率比透光性绝缘基板 2 小的波长的光 (350nm ～ 450nm 的 i 线、 h 线、 g线 等 )， 采用使对成为平坦化层 21 的树脂照射了该波长的光的部分的树脂残留这样的负型的 感光性树脂。
以下， 说明本实施方式中的平坦化层的形成方法。图 5-1 ～图 5-3 是用于说明实 施方式 3 中的平坦化层的形成方法的主要部分剖面图。首先， 与实施方式 1 的情况同样地， 在透光性绝缘基板 2 上形成了透明电极层 3 之后， 通过激光划线法等来形成第 1 槽 D1 而分 离透明电极层 3。
接下来， 与实施方式 1 的情况同样地形成平坦化层 21， 但在本实施方式中使用光 转印技术 ( 光刻技术 )。在进行了透明电极层 3 的构图之后， 在透光性绝缘基板 2 上， 例如 形成 1.5μm 的膜厚的负型的感光性树脂 41( 图 5-1)。然后， 在 100℃左右对感光性树脂 41 进行了焙烧之后， 对该感光性树脂 41 进行光照射 ( 曝光处理 )( 图 5-2)。
作为进行照射的光能， 使用透明电极层 3 的光透射率比透光性绝缘基板 2 小的波 长的光 (350nm ～ 450nm 的 i 线、 h 线、 g 线等 )。图 6 是示出由添加了铝的 ZnO 构成的透明 电极层 3 的光透射特性的特性图， 是示出在通过有机树脂使陡峭的凹凸形状平坦化时所使 用的光的波长与透明电极层 3 中的总光透射率 (％ ) 的关系的特性图。从图 6 可知， i线 (365nm)、 h 线 (405nm)、 g 线 (436nm) 中的透明电极层 3 中的总光透射率小。另外， 在上述 感光性树脂 41 中， 使用使照射了该波长的光的部分的树脂残留这样的负型的感光性树脂。
接下来， 在对感光性树脂 41 作为化学反应工艺 ( 显影处理 ) 进行了有机碱溶剂处 理以及水洗处理之后， 例如在 250℃下进行焙烧， 从而可以设为在第 1 槽 D1、 具有陡峭的倾 斜的侧壁的开口部中埋入了作为平坦化层 21 的感光性树脂 41 的状态 ( 图 5-3)。
平坦化层 21 不仅填埋到达至透光性绝缘基板 2 的基板面的凹陷， 而且还填埋形成 于透明电极层 3 表面的纹理即凹凸 3a 之中的特别是深度深的部分的底部。此处， 对曝光量 进行调节， 以使在透明电极层 3 的凸部的部分、 浅的凹陷中不残存平坦化层 21。另外， 作为 负型的感光性树脂 41 中使用的有机树脂， 例如可以使用丙烯酸树脂、 聚酰亚胺树脂、 环氧 树脂、 烯烃树脂、 或者硅树脂等树脂。
在如上所述形成了平坦化层 21 的透明电极层 3 上与实施方式 1 同样地形成了第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14 以及背面电极层 5 的模块 10 中， 也与实施方式 1 的情 况同样地， 可得到良好的光电变换效率。因此， 在实施方式 3 的薄膜太阳能电池的制造方法 中， 通过在透明电极层 3 中的第 1 槽 D1 以及具有陡峭的倾斜的侧壁的开口部中形成平坦化 层 21， 也可以防止由透明电极层 3 中的阶梯差所引起的准晶质光电变换层的膜质的降低， 制作光电变换特性优良的薄膜太阳能电池。
另外， 如上所述形成平坦化层 21， 所以透明电极层 3 自身成为掩模， 在其厚度薄的 部分中形成平坦化层 21， 可以通过简单的步骤高精度地形成将凹陷的底部进行填埋的平坦 化层 21。在透明电极层 3 的表面形成的纹理的凹凸 3a 之中的深度深的部分中存在作为绝 缘膜的平坦化层 21， 并存在无法与光电变换层 4 电连接的部分， 但由于非常少且大部分是 电连接的部分， 所以不会妨碍电连接。 实施方式 4.
在实施方式 4 中， 与实施方式 2、 3 不同， 说明不使用光转印技术 ( 光刻技术 ) 作为 平坦化层 21 的形成方法的方法。以下， 说明本实施方式中的平坦化层的形成方法。图 7 是 用于说明实施方式 4 中的平坦化层的形成方法的主要部分剖面图。
首先， 与实施方式 1 的情况同样地， 在透光性绝缘基板 2 上形成了透明电极层 3 之 后， 通过激光划线法等来形成第 1 槽 D1 而分离透明电极层 3。接下来， 与实施方式 1 的情况 同样地形成平坦化层 21， 但在本实施方式中使用旋涂法。以使有机树脂的粘度尽可能成为 低粘度性的方式用溶剂来进行调整而得到涂敷液。然后， 一边通过旋涂法在透明电极层 3 上以及透光性绝缘基板 2 上涂敷该涂敷液， 一边使不需要的涂敷液飞散而进行去除。之后， 去除溶剂， 进而使有机树脂硬化。 关于有机树脂的硬化， 根据树脂的特性， 适当选择加热、 UV 照射等。
由此， 平坦化层 21 不仅填埋到达至透光性绝缘基板 2 的基板面的凹陷， 而且还填 埋形成于透明电极层 3 表面的纹理即凹凸 3a 之中的特别是深度深的部分的底部 ( 图 7)。 此处， 对进行树脂涂敷的树脂膜厚进行调节， 以使在透明电极层 3 的凸部的部分、 浅的凹陷 中不残存平坦化层 21。
在如上所述形成了平坦化层 21 的透明电极层 3 上与实施方式 1 同样地形成了第 1 光电变换层 4、 第 2 光电变换层 14 以及背面电极层 5 的模块 10 中， 与实施方式 1 的情况 同样地， 也可得到良好的光电变换效率。因此， 在实施方式 3 的薄膜太阳能电池的制造方法 中， 通过在透明电极层 3 中的第 1 槽 D1 以及具有陡峭的倾斜的侧壁的开口部中形成平坦化 层 21， 也可以防止由透明电极层 3 中的阶梯差所引起的准晶质光电变换层的膜质的降低，
制作光电变换特性优良的薄膜太阳能电池。
另外， 如上所述形成平坦化层 21， 所以还可以使用不具有感光性的涂敷液， 所应用 的树脂材料的种类多。另外， 即使是具有感光性的涂敷液， 只要不进行曝光 / 显影就可以使 用。作为有机树脂， 例如可以使用丙烯酸树脂、 聚酰亚胺树脂、 环氧树脂、 烯烃树脂、 或者硅 树脂等树脂。另外， 由于可以省略曝光 / 显影工序， 所以与其他实施方式相比， 可实现低成 本、 高吞吐量。
实施方式 5.
在实施方式 5 中， 作为平坦化层的形成方法， 说明如下方法 ： 使用透明导电性氧化 物电极材料， 通过利用溶胶 - 凝胶法的涂敷法来形成平坦化层 51。 以下， 说明本实施方式中 的平坦化层的形成方法。图 8-1 以及图 8-2 是用于说明实施方式 5 中的平坦化层 51 的形 成方法的主要部分剖面图。
与实施方式 1 的情况同样地， 在透光性绝缘基板 2 上形成透明电极层 3。接下来， 以透明导电性氧化物电极材料为原料来制作凝胶。作为透明导电性氧化物电极材料， 优选 以氟掺杂氧化锡 (SnO2:F)、 锑掺杂氧化锡 (SnO2:Sb)、 锡掺杂氧化铟 (In2O3:Sn)、 Al 掺杂氧 化锌 (ZnO:Al)、 Ga 掺杂氧化锌 (ZnO:Ga) 等为代表的透明导电性氧化物电极材料。 接下来， 使透光性绝缘基板 2 浸渍于该凝胶， 并在提出来之后， 使透明电极层 3 为 上。由此， 在透明电极层 3 的表面形成的纹理即凹凸 3a 的凹部内滞留凝胶。接下来， 去除 凝胶中包含的溶剂。在溶胶 - 凝胶法中， 通过一次的处理仅能够形成厚度薄的膜。因此， 反 复进行上述处理， 在透明电极层 3 的表面形成的纹理即凹凸 3a 的凹部内以期望的厚度形成 由透明导电性氧化物电极材料构成的平坦化层 51( 图 8-1)。
在该情况下， 对处理次数进行调节， 以使在透明电极层 3 的凸部的部分、 浅的凹陷 中不残存平坦化层 51。另外， 在透明电极层 3 的凸部的部分、 浅的凹陷中形成了平坦化层 51 的情况、 平坦化层 51 比期望的厚度还厚的情况下， 可以通过蚀刻来调整平坦化层 51 的厚 度。
接下来， 通过激光划线法等来形成第 1 槽 D1 而分离透明电极层 3( 图 8-2)。在本 实施方式中， 与上述实施方式不同， 利用透明导电性氧化物电极材料来形成平坦化层 51， 所 以在第 1 槽 D1 内不会形成平坦化层 51。在第 1 槽 D1 内也形成了平坦化层 51 的情况下， 邻 接的透明电极层 3 彼此会短路。因此， 在本实施方式中， 在形成了平坦化层 51 之后， 形成第 1 槽 D1。
在如上所述形成了第 1 槽 D1 的透明电极层 3 上与实施方式 1 同样地形成了第 1 光 电变换层 4、 第 2 光电变换层 14 以及背面电极层 5 的模块 10 中， 与实施方式 1 的情况同样 地， 也可得到良好的光电变换效率。因此， 在实施方式 5 的薄膜太阳能电池的制造方法中， 通过在透明电极层 3 中的具有陡峭的倾斜的侧壁的开口部中形成平坦化层 51， 可以防止由 透明电极层 3 中的阶梯差所引起的准晶质光电变换层的膜质地降低， 制作光电变换特性优 良的薄膜太阳能电池。
另外， 在本实施方式中， 作为透明电极层 3 中的填埋阶梯差的材料， 使用了透明导 电性氧化物电极材料， 所以与使用绝缘材料作为透明电极层 3 中的填埋阶梯差的材料 ( 材 料透明电极层 3 中的填埋材料 ) 的上述实施方式相比， 可以期待更高的电特性。
产业上的可利用性
如上所述， 本发明的薄膜太阳能电池的制造方法适用于具有高质量的光电变换层 且光电变换效率优良的薄膜太阳能电池的制造。