JP2000196116A - Integrated thin-film element and its manufacture - Google Patents

Integrated thin-film element and its manufacture

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JP2000196116A
JP2000196116A JP10373242A JP37324298A JP2000196116A JP 2000196116 A JP2000196116 A JP 2000196116A JP 10373242 A JP10373242 A JP 10373242A JP 37324298 A JP37324298 A JP 37324298A JP 2000196116 A JP2000196116 A JP 2000196116A
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thin film
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solar cell
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孟史 松下
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一志 山内
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真一 水野
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an integrated thin-film element by which the manufacturing yield can be improved, and at the same time, the manufacturing cost can be reduced by forming an ohmic contact without requiring long time by preventing the peeling of the element, and a method for manufacturing the element. SOLUTION: After solar battery elements 10 are transferred to a plastic film substrate 21, a separating groove 31a is formed by projecting a laser beam LB from the substrate 21 side in a direction perpendicular to the arranging direction of the elements 10. Then another plastic film substrate 22, in which a reflecting mirror 23 is formed, is stuck to the rear surfaces of the elements 10 with an adhesive layer 25. Successively, an element isolation layer 31 is formed by filling up the groove 31a with a flexible transparent insulating material, such as EVA, etc. After the formation of the layer 31, through-holes 15a which reach cathodes 13 and anodes 14 are formed by projecting the laser beam LB from the substrate 21 side. Successively, contact electrodes composed of silver paste are formed so as to electrically connect the adjacent solar battery elements 10 to each other through the through-holes 15a.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池などの薄
膜素子を支持基板に集積化してなる集積型薄膜素子およ
びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated thin-film element in which a thin-film element such as a solar cell is integrated on a supporting substrate, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、太陽電池が一部実用化されてい
る。この太陽電池が本格的に使用されるためには、省資
源化、低コスト化を図ることが重要であり、また、エネ
ルギー変換(光−電気変換)効率、エネルギー回収年数
の短縮化などを考えた場合、厚膜の太陽電池よりも薄膜
の太陽電池が望ましい。更に、薄膜の太陽電池である
と、ある程度折り曲げることが可能であり、例えば自動
車のボディの曲面部やポータブル電気製品の外部の曲面
部に搭載して発電を行うことができるので、その利用範
囲が広がるという利点を有する。
2. Description of the Related Art In recent years, some solar cells have been put to practical use. In order for this solar cell to be used in earnest, it is important to save resources and reduce costs, and consider energy conversion (light-to-electric conversion) efficiency and shortening the energy recovery period. In this case, a thin-film solar cell is preferable to a thick-film solar cell. Furthermore, a thin-film solar cell can be bent to some extent, and can be mounted on, for example, a curved surface of an automobile body or a curved external portion of a portable electric product to generate power. It has the advantage of spreading.

【0003】そこで、本出願人と同一出願人は、先に、
薄膜の太陽電池を製造するための好適な方法として、単
結晶シリコン基板上に分離層として多孔質層を形成し、
この多孔質層上に太陽電池となる薄膜単結晶シリコンよ
りなる半導体層を成長させたのち、その半導体層上に接
着剤を用いて薄いプラスチック板を接着し、続いて単結
晶シリコン基板からプラスチック板と共に半導体層を剥
離する方法を提案した(特開平8−213645号公
報,特開平10−135500号公報)。
[0003] Therefore, the same applicant as the present applicant firstly
As a preferred method for manufacturing a thin-film solar cell, forming a porous layer as a separation layer on a single crystal silicon substrate,
After growing a semiconductor layer made of thin-film single-crystal silicon to be a solar cell on this porous layer, a thin plastic plate is bonded on the semiconductor layer using an adhesive, and then the plastic plate is removed from the single-crystal silicon substrate. Also, a method of peeling the semiconductor layer has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 8-213645 and Hei 10-135500).

【0004】ところで、太陽電池を利用する場合には、
数個あるいは数十個以上の太陽電池素子を直列に接続し
て、集積型太陽電池として利用することが多い。ある程
度大面積のシリコン基板を用いて単一の太陽電池素子に
より構成されたものを作製すると、電池の出力電流が1
0A以上に達し、抵抗損失によりエネルギー変換効率が
大きく低下してしまうからである。
By the way, when using a solar cell,
In many cases, several or dozens or more solar cell elements are connected in series and used as an integrated solar cell. When a device composed of a single solar cell element is manufactured using a silicon substrate having a relatively large area, the output current of the battery becomes 1
This is because it reaches 0 A or more, and the energy conversion efficiency is greatly reduced due to the resistance loss.

【0005】この集積型太陽電池の製造方法の一例とし
ては、同じく本出願人と同一出願人が特開平10−15
0211号公報に開示した方法がある。この方法は、シ
リコン基板から半導体層を剥離する前にエッチングによ
り半導体層を分割し、そののち、複数の太陽電池素子を
形成する方法である。また、他の方法としては、上述し
た薄膜太陽電池の製造方法と同様にして、電池の表面側
に正極となる電極が形成されると共に、裏面側に負極と
なる金属(例えばアルミニウム(Al))電極が形成さ
れた複数の太陽電池素子を作製したのち、これら太陽電
池素子を互いに電気的に接続させて集積型とする方法
(特願平9−225076号明細書)がある。
[0005] An example of a method of manufacturing this integrated solar cell is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-15 / 1998.
There is a method disclosed in JP-A-0211. In this method, a semiconductor layer is divided by etching before the semiconductor layer is separated from a silicon substrate, and thereafter, a plurality of solar cell elements are formed. As another method, an electrode serving as a positive electrode is formed on the front surface of the battery, and a metal serving as a negative electrode (for example, aluminum (Al)) is provided on the back surface in the same manner as in the method for manufacturing a thin film solar cell described above. There is a method of producing a plurality of solar cell elements on which electrodes are formed and then electrically connecting the solar cell elements to each other to form an integrated type (Japanese Patent Application No. 9-225076).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
10−150211号公報に開示した方法では、シリコ
ン基板から半導体層を剥離する前にエッチングにより半
導体層を分割するため、エッチングされてシリコンの厚
さが薄くなった部分は、半導体層分割後に太陽電池素子
を形成する過程においてシリコン基板から剥離する確率
が高くなってしまう。すなわち、この方法は、製造の歩
留りが低いという問題があった。
However, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-150211, the semiconductor layer is divided by etching before the semiconductor layer is separated from the silicon substrate. In the process of forming the solar cell element after the division of the semiconductor layer, the thinned portion has a high probability of peeling from the silicon substrate. That is, this method has a problem that the production yield is low.

【0007】また、裏面電極がアルミニウムにより構成
されている場合、300〜400℃でシンタリングする
と良好なオーミック接触が可能になるが、上述した他の
方法においては、このような温度でシンタリングすると
プラスチック板が溶けてしまう。そのためシンタリング
150℃程度の低温で行わなければならず、良好なオー
ミック接触を確保するには長時間が必要であり、製造コ
ストが高くなるという問題があった。
Further, when the back electrode is made of aluminum, good ohmic contact can be achieved by sintering at 300 to 400 ° C., but in the other methods described above, sintering at such a temperature is not possible. The plastic plate melts. Therefore, sintering must be performed at a low temperature of about 150 ° C., and a long time is required to ensure good ohmic contact, which causes a problem that manufacturing cost is increased.

【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、素子の剥離を防止し、オーミック接
触の形成に長時間を要することなく、製造歩留りが向上
すると共に製造コストの低減化を図ることのできる集積
型薄膜素子およびその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the foregoing problems, and has as its object to prevent the element from being separated, to improve the production yield and reduce the production cost without requiring a long time for forming the ohmic contact. It is an object of the present invention to provide an integrated type thin film element which can be manufactured and a method for manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による集積型薄膜
素子は、柔軟性を有する支持基板に対して、半導体層に
形成された複数の薄膜素子を少なくとも一方向に配列し
てなり、複数の薄膜素子のうち隣接する素子間に柔軟性
を有する絶縁材料よりなる少なくとも1つの素子分離層
を備えた構成を有している。
According to the present invention, there is provided an integrated type thin film device in which a plurality of thin film devices formed on a semiconductor layer are arranged in at least one direction with respect to a flexible supporting substrate. It has a configuration including at least one element isolation layer made of a flexible insulating material between adjacent elements among the thin film elements.

【0010】本発明による集積型薄膜素子の製造方法
は、柔軟性を有する支持基板上に、複数の薄膜素子を含
む半導体層を形成する工程と、支持基板および半導体層
に同時にエネルギービームを照射して支持基板および半
導体層に分離溝を形成し、半導体層を複数の薄膜素子毎
に分離する工程と、分離溝に柔軟性を有する絶縁材料を
充填することにより素子分離層を形成する工程とを含む
ものである。
According to a method of manufacturing an integrated type thin film element according to the present invention, a step of forming a semiconductor layer including a plurality of thin film elements on a flexible supporting substrate, and simultaneously irradiating the supporting substrate and the semiconductor layer with an energy beam. Forming a separation groove in the support substrate and the semiconductor layer, separating the semiconductor layer into a plurality of thin film elements, and forming an element separation layer by filling the separation groove with a flexible insulating material. Including.

【0011】本発明による他の集積型薄膜素子の製造方
法は、柔軟性を有する支持基板上に、複数の薄膜素子を
含む半導体層を形成する工程と、支持基板および半導体
層をプラズマCVM(Chemical Vaporization Machinin
g )法により選択的に除去して支持基板および半導体層
に分離溝を形成し、半導体層を複数の薄膜素子毎に分離
する工程と、分離溝に柔軟性を有する絶縁材料を充填す
ることにより素子分離層を形成する工程とを含むもので
ある。
Another method of manufacturing an integrated type thin film device according to the present invention comprises a step of forming a semiconductor layer including a plurality of thin film devices on a flexible supporting substrate, and a step of forming the supporting substrate and the semiconductor layer by plasma CVM (Chemical Chemical). Vaporization Machinin
g) forming a separation groove in the supporting substrate and the semiconductor layer by selective removal by the method, separating the semiconductor layer into a plurality of thin film elements, and filling the separation groove with a flexible insulating material. Forming an element isolation layer.

【0012】本発明による集積型薄膜素子では、隣接す
る薄膜素子間に柔軟性を有する素子分離層が介在してい
るので、折り曲げた場合に生じる応力が緩和される。こ
のため、複数の薄膜素子が支持基板と共に折り曲げやす
くなる。
In the integrated type thin film device according to the present invention, since the flexible device isolation layer is interposed between the adjacent thin film devices, the stress generated when the thin film device is bent is reduced. For this reason, the plurality of thin film elements are easily bent together with the support substrate.

【0013】本発明による集積型薄膜素子の製造方法で
は、支持基板および支持基板に形成された半導体層に同
時にエネルギービームが照射され、分離溝が形成される
と共に、半導体層が複数の薄膜素子に分離される。その
のち、分離溝には柔軟性を有する絶縁材料が充填され、
素子分離層が形成される。
In the method of manufacturing an integrated thin film device according to the present invention, the support substrate and the semiconductor layer formed on the support substrate are simultaneously irradiated with an energy beam to form a separation groove and to connect the semiconductor layer to a plurality of thin film devices. Separated. After that, the isolation groove is filled with a flexible insulating material,
An element isolation layer is formed.

【0014】本発明による他の集積型薄膜素子の製造方
法では、支持基板および支持基板に形成された半導体層
がプラズマCVM法により選択的に除去され、分離溝が
形成されると共に、半導体層が複数の薄膜素子に分離さ
れる。そののち、分離溝には柔軟性を有する絶縁材料が
充填され、素子分離層が形成される。
In another method of manufacturing an integrated thin film device according to the present invention, the support substrate and the semiconductor layer formed on the support substrate are selectively removed by a plasma CVM method to form an isolation groove and to form the semiconductor layer. It is separated into a plurality of thin film elements. After that, the isolation groove is filled with a flexible insulating material, and an element isolation layer is formed.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0016】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態に係る集積型太陽電池の構成を表すもので
ある。図2は、図1に示した集積型太陽電池のA−A線
に沿った断面構造の一部を簡略化して示したものであ
る。なお、図1においては、図2に示した保護フィルム
33は省略されている。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1 illustrates a configuration of an integrated solar cell according to an embodiment. FIG. 2 is a simplified view of a part of the cross-sectional structure along the line AA of the integrated solar cell shown in FIG. In FIG. 1, the protective film 33 shown in FIG. 2 is omitted.

【0017】この集積型太陽電池は、互いに電気的に接
続された複数の太陽電池素子10が一方向(図1におい
てx方向)に配列されることにより構成されている。こ
れら太陽電池素子10は、例えば透明で柔軟性を有する
薄いプラスチックフィルム基板21の端面近傍領域を除
いた領域に接着されている。各太陽電池素子10は、素
子の配列方向に対して直交する方向(図1においてy方
向)に沿って形成された素子分離層31によって隣接す
る素子と電気的に分離されている。本実施の形態では、
この素子分離層31は柔軟性を有する絶縁材料、例えば
エチレンビニルアセテート(EVA)により形成されて
いる。隣接する太陽電池素子10同士はプラスチックフ
ィルム基板21の表面に設けられたコンタクト電極15
により電気的に接続されている。なお、プラスチックフ
ィルム基板21が本発明の支持基板に対応している。
This integrated solar cell is constituted by arranging a plurality of solar cell elements 10 electrically connected to each other in one direction (x direction in FIG. 1). These solar cell elements 10 are adhered to, for example, a region except for a region near an end face of a thin plastic film substrate 21 that is transparent and flexible. Each solar cell element 10 is electrically separated from an adjacent element by an element separation layer 31 formed along a direction (y direction in FIG. 1) orthogonal to the arrangement direction of the elements. In the present embodiment,
The element isolation layer 31 is formed of a flexible insulating material, for example, ethylene vinyl acetate (EVA). Adjacent solar cell elements 10 are connected to a contact electrode 15 provided on the surface of a plastic film substrate 21.
Are electrically connected to each other. Note that the plastic film substrate 21 corresponds to the support substrate of the present invention.

【0018】太陽電池素子10のプラスチックフィルム
基板21と反対側(以下、裏面側という。)には、図2
に示したように、連続した共通の透明の薄いプラスチッ
クフィルム基板22が配設されている。このプラスチッ
クフィルム基板22は、例えば波形状の凹凸面を有して
いる。太陽電池素子10とプラスチックフィルム基板2
2との間には、プラスチックフィルム基板22の凹凸面
に沿って、連続した共通の反射鏡23が形成されてい
る。反射鏡23は、例えばアルミニウム(Al)または
銀(Ag)により構成されており、各太陽電池素子10
を透過してきた光、特に透過しやすい長波長の光を反射
し、太陽電池素子10への入射光量を増加させるように
なっている。プラスチックフィルム基板21,22は、
例えばフッ素樹脂、ポリカーボネートあるいはポリエチ
レンテレフタレートにより構成されている。プラスチッ
クフィルム基板21と太陽電池素子10とは接着層24
により、また、プラスチックフィルム基板22と太陽電
池素子10とは接着層25によりそれぞれ接着されてい
る。これら接着層24,25は、エチレンビニルアセテ
ート(EVA)、紫外線硬化樹脂あるいはフロロプラス
チック(THV)などによりそれぞれ構成されている。
なお、プラスチックフィルム基板22が本発明の他の支
持基板に対応している。
The opposite side of the solar cell element 10 from the plastic film substrate 21 (hereinafter referred to as the back side) is shown in FIG.
As shown, a continuous common transparent thin plastic film substrate 22 is provided. The plastic film substrate 22 has, for example, a corrugated uneven surface. Solar cell element 10 and plastic film substrate 2
2, a continuous common reflecting mirror 23 is formed along the uneven surface of the plastic film substrate 22. The reflecting mirror 23 is made of, for example, aluminum (Al) or silver (Ag).
Is reflected, and particularly long-wavelength light that is easily transmitted, is reflected to increase the amount of light incident on the solar cell element 10. The plastic film substrates 21 and 22
For example, it is made of fluororesin, polycarbonate or polyethylene terephthalate. An adhesive layer 24 is formed between the plastic film substrate 21 and the solar cell element 10.
Further, the plastic film substrate 22 and the solar cell element 10 are bonded to each other by the bonding layer 25. These adhesive layers 24 and 25 are respectively made of ethylene vinyl acetate (EVA), ultraviolet curable resin, fluoroplastic (THV), or the like.
Note that the plastic film substrate 22 corresponds to another support substrate of the present invention.

【0019】太陽電池素子10は、半導体層例えば厚さ
1〜50μm程度の半導体層11に形成されている。半
導体層11内には、例えば、ホウ素(B)などのp型不
純物を1×1015〜1×1018atoms /cm3 含む厚さ
1〜49μmのp型層11aが形成されている。p型層
11aのプラスチックフィルム基板21の側(以下、表
面側という。)には、例えば、厚さが0.05〜1μm
程度であり、リン(P)などのn型不純物を高濃度(1
×1019atoms /cm3 程度)に含むn+ 型層11bが
p型層11aに隣接してそれぞれ設けられている。ま
た、p型層11aの表面側には、例えば、厚さが0.0
5〜1μm程度であり、ホウ素などのp型不純物を高濃
度(1×1019atoms /cm3 程度)に含むp+ 型層1
1cが、n+ 型層11bと離れた領域に形成されてい
る。
The solar cell element 10 is formed on a semiconductor layer, for example, a semiconductor layer 11 having a thickness of about 1 to 50 μm. In the semiconductor layer 11, for example, a p-type layer 11a having a thickness of 1 to 49 μm and containing a p-type impurity such as boron (B) at 1 × 10 15 to 1 × 10 18 atoms / cm 3 is formed. The thickness of the p-type layer 11a on the side of the plastic film substrate 21 (hereinafter referred to as the front side) is, for example, 0.05 to 1 μm.
And n-type impurities such as phosphorus (P) at a high concentration (1
N + -type layers 11b containing about × 10 19 atoms / cm 3 ) are provided adjacent to the p-type layers 11a. On the surface side of the p-type layer 11a, for example, a thickness of 0.0
P + type layer 1 having a high concentration (about 1 × 10 19 atoms / cm 3 ) of p type impurities such as boron
1c is formed in a region apart from n + -type layer 11b.

【0020】p型層11aの裏面側には、例えば、厚さ
が約1μmであり、ホウ素などのp型不純物を高濃度
(1×1019/cm3 程度)に含むp+ 型層11dが設
けられている。このp+ 型層11dは、光によりp型層
11aで発生した電子を反射し、p+ 型層11cでの電
子と正孔との再結合を減少させて光電変換効率を高くす
るためのものである。
On the back side of the p-type layer 11a, for example, a p + -type layer 11d having a thickness of about 1 μm and containing p-type impurities such as boron at a high concentration (about 1 × 10 19 / cm 3 ) is provided. Is provided. The p + -type layer 11d reflects electrons generated in the p + -type layer 11a by light, reduces recombination of electrons and holes in the p + -type layer 11c, and increases photoelectric conversion efficiency. It is.

【0021】半導体層11の表面側には反射防止膜12
が設けられている。反射防止膜12は、例えば、厚さ6
0nm程度の酸化チタン(TiO2 )によりそれぞれ構
成されており、半導体層11の表面(特にn+ 型層11
bの表面)において光が反射されることを防止するよう
になっている。反射防止膜12には、n+ 型層11bに
対応して開口がそれぞれ形成されている。n+ 型層11
bにはこの開口を介して例えばアルミニウムやチタンパ
ラジウム銀(TiPdAg)よりなる陰極13がそれぞ
れ電気的に接続されている。また、反射防止膜12に
は、p+ 型層11cに対応して開口がそれぞれ形成され
ている。p+ 型層11cにはこの開口を介して例えばA
lやTiPdAgからなる陽極14がそれぞれ電気的に
接続されている。
An antireflection film 12 is formed on the surface of the semiconductor layer 11.
Is provided. The antireflection film 12 has, for example, a thickness of 6
The surface of the semiconductor layer 11 (particularly, the n + -type layer 11) is made of titanium oxide (TiO 2 ) of about 0 nm.
b) to prevent light from being reflected. Openings are formed in the antireflection film 12 corresponding to the n + -type layers 11b. n + type layer 11
A cathode 13 made of, for example, aluminum or titanium palladium silver (TiPdAg) is electrically connected to b through this opening. In the antireflection film 12, openings are formed corresponding to the p + -type layers 11c. through the opening in the p + -type layer 11c example A
1 and TiPdAg anodes 14 are electrically connected to each other.

【0022】プラスチックフィルム基板21および接着
層24には陰極13および陽極14に対応して連通する
スルーホール15aがそれぞれ形成されている。プラス
チックフィルム21上にはコンタクト電極15が形成さ
れている。このコンタクト電極15により陰極13と隣
接する太陽電池素子10の陽極14とがスルーホール1
5aを介して互いに電気的に接続されている。コンタク
ト電極15は、例えば銀により形成されている。また、
両端に配置された太陽電池素子10のコンタクト電極1
5には、それぞれ引き出し電極32が接続され、これら
引き出し電極32によって複数の太陽電池素子10から
生じた起電力が取り出されるようになっている。引き出
し電極32は、例えば銅(Cu)線により形成されてい
る。
The plastic film substrate 21 and the adhesive layer 24 are formed with through holes 15a communicating with the cathode 13 and the anode 14, respectively. The contact electrode 15 is formed on the plastic film 21. The contact electrode 15 causes the cathode 13 and the anode 14 of the adjacent solar cell element 10 to pass through the through hole 1.
They are electrically connected to each other via 5a. The contact electrode 15 is formed of, for example, silver. Also,
Contact electrodes 1 of solar cell element 10 arranged at both ends
5 are connected to extraction electrodes 32, respectively, so that the electromotive forces generated from the plurality of solar cell elements 10 are extracted by the extraction electrodes 32. The lead electrode 32 is formed of, for example, a copper (Cu) line.

【0023】プラスチックフィルム基板21の表面に
は、コンタクト電極15を保護するための連続した共通
の保護フィルム33が接着されている。この保護フィル
ム33は、柔軟性を有する透明のプラスチック材料、例
えばフッ素樹脂あるいはポリカーボネートにより形成さ
れている。
A continuous common protective film 33 for protecting the contact electrode 15 is adhered to the surface of the plastic film substrate 21. The protective film 33 is formed of a transparent plastic material having flexibility, for example, fluororesin or polycarbonate.

【0024】この集積型太陽電池では、光が照射される
と、一部の光が保護フィルム33およびプラスチックフ
ィルム21を透過して太陽電池素子10に入り、吸収さ
れる。また、太陽電池素子10を透過した光の一部は、
反射板23において反射し、再び太陽電池素子10に入
り、吸収される。光が吸収されたn+ 型層11bおよび
p型層11aでは、電子−正孔対が発生する。p+ 型層
11dおよびp型層11aにおいて発生した電子は電界
に引かれてn+ 型層11bに入り、n+ 型層11bにお
いて発生した正孔は電界に引かれてp型層11aに入
る。これにより、入射光量に比例する電流が発生し、引
き出し電極32から取り出される。
In this integrated solar cell, when light is irradiated, a part of the light passes through the protective film 33 and the plastic film 21 and enters the solar cell element 10 to be absorbed. In addition, part of the light transmitted through the solar cell element 10 is:
The light is reflected by the reflection plate 23, enters the solar cell element 10 again, and is absorbed. Electron-hole pairs are generated in the n + -type layer 11b and the p-type layer 11a that have absorbed light. p + -type layer electrons generated in 11d and the p-type layer 11a is pulled field enters the n + -type layer 11b, holes generated in the n + -type layer 11b enter the p-type layer 11a is drawn to the field . As a result, a current proportional to the amount of incident light is generated and extracted from the extraction electrode 32.

【0025】本実施の形態に係る集積型太陽電池は、複
数の素子が柔軟性を有する薄いプラスチックフィルム基
板21に接着されると共に、素子間を絶縁分離するため
の素子分離層31が柔軟性を有する材料により形成され
ているため、プラスチックフィルム基板21と共に容易
に折り曲げることができる。従って、例えばカーポート
の曲面部など種々の箇所に容易に設置可能であり、従来
に比して用途を拡大することが可能になる。
In the integrated solar cell according to the present embodiment, a plurality of elements are bonded to a thin plastic film substrate 21 having flexibility, and an element isolation layer 31 for insulating and separating between elements has flexibility. Since it is formed of a material having the same, it can be easily bent together with the plastic film substrate 21. Therefore, it can be easily installed at various places such as a curved portion of a carport, for example, and the application can be expanded as compared with the related art.

【0026】次に、図3ないし図6および先の図1,図
2を参照して、この集積型太陽電池の製造方法について
説明する。
Next, a method for manufacturing the integrated solar cell will be described with reference to FIGS.

【0027】まず、図3(A)に示したように、複数の
太陽電池素子10を形成するためのシリコン基板41を
用意する。シリコン基板41としては、例えば、ホウ素
などのp型不純物を添加した0.01〜0.02Ω・c
m程度の比抵抗を有する単結晶シリコンを用いる。次い
で、図3(B)に示したように、シリコン基板41の表
面に、例えば陽極化成法により多孔質シリコン層42を
形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a silicon substrate 41 for forming a plurality of solar cell elements 10 is prepared. As the silicon substrate 41, for example, 0.01 to 0.02 Ω · c doped with a p-type impurity such as boron is used.
Single crystal silicon having a specific resistance of about m is used. Next, as shown in FIG. 3B, a porous silicon layer 42 is formed on the surface of the silicon substrate 41 by, for example, anodization.

【0028】なお、この陽極化成法は、シリコン基板4
1を陽極としてフッ化水素酸溶液中で通電を行う方法で
あり、例えば伊東等による「表面技術Vol.46.No.5.p8〜
13,1995 [多孔質シリコンの陽極化成] 」に示された2
重セル法により行うことができる。この方法では、2つ
の電解溶液槽の間に多孔質シリコン層33を形成すべき
シリコン基板41を配置し、両方の電解溶液槽には直流
電源と接続された白金電極を設置する。そして、両電解
溶液槽に電解溶液を入れ、シリコン基板41を陽極、白
金電極を陰極として直流電圧を印加する。これによりシ
リコン基板41の一方の面が浸食されて多孔質化する。
In this anodization method, the silicon substrate 4
1 is used as an anode in a hydrofluoric acid solution, for example, as described in “Surface Technology Vol.46.No.5.p8-
13,1995 [Anodic formation of porous silicon] "
It can be performed by the double cell method. In this method, a silicon substrate 41 on which a porous silicon layer 33 is to be formed is arranged between two electrolytic solution tanks, and a platinum electrode connected to a DC power supply is installed in both electrolytic solution tanks. Then, an electrolytic solution is put into both electrolytic solution tanks, and a DC voltage is applied using the silicon substrate 41 as an anode and the platinum electrode as a cathode. Thereby, one surface of the silicon substrate 41 is eroded and becomes porous.

【0029】ここでは、例えば、電解溶液(陽極化成溶
液)として例えばHF(フッ化水素) :C2 5 OH
(エタノール)=1:1の電解溶液を用い、例えば0.
5〜3mA/cm2 程度の電流密度で8分間、第1段階
の陽極化成を行うことにより多孔率が小さな第1の多孔
質層を形成する。続いて、例えば3〜20mA/cm2
の電流密度で8分間、第2段階の陽極化成を行うことに
より多孔率が中程度の第2の多孔質層を形成する。更
に、例えば40〜300mA/cm2 の電流密度で数秒
間、第3段階の陽極化成を行うことにより多孔率が大き
な第3の多孔質層を形成する。ちなみに、この第3の多
孔質層は、後述する分離層42a(図3(C))の元と
なるものである。これにより、合わせて約8μmの厚さ
を有する多孔質シリコン層42が形成される。
Here, for example, HF (hydrogen fluoride): C 2 H 5 OH as an electrolytic solution (anodizing solution)
(Ethanol) = 1: 1 electrolytic solution, for example, 0.1.
A first porous layer having a small porosity is formed by performing the first stage anodization at a current density of about 5 to 3 mA / cm 2 for 8 minutes. Subsequently, for example, 3 to 20 mA / cm 2
The second stage of anodization is performed at a current density of 8 minutes to form a second porous layer having a medium porosity. Furthermore, a third porous layer having a large porosity is formed by performing the third step of anodization at a current density of, for example, 40 to 300 mA / cm 2 for several seconds. Incidentally, the third porous layer is a source of a later-described separation layer 42a (FIG. 3C). As a result, a porous silicon layer 42 having a thickness of about 8 μm is formed.

【0030】なお、シリコン基板41としては、陽極化
成法によりその上に多孔質シリコン層42を形成する観
点からは、p型の単結晶シリコン基板を用いることが望
ましいが、条件設定によってはn型の単結晶シリコン基
板を用いるようにしてもよい。
As the silicon substrate 41, from the viewpoint of forming the porous silicon layer 42 thereon by anodization, it is desirable to use a p-type single-crystal silicon substrate. May be used.

【0031】続いて、多孔質シリコン層42の上に太陽
電池素子10を形成する。すなわち、まず、例えば11
00℃の温度で30分間水素アニールを行い、多孔質シ
リコン層42の表面に存在する穴を塞ぐ。そののち、図
3(C)に示したように、例えば、多孔質シリコン層4
2上に、SiH4 またはSiCl4 等のガスを用いてp
+ 型層11dとp型層11aとからなる半導体層11を
エピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる
際の成長温度は、SiH4 を用いた場合には例えば10
70℃とし、SiCl4 を用いた場合には例えば114
0℃とする。
Subsequently, the solar cell element 10 is formed on the porous silicon layer 42. That is, first, for example, 11
Hydrogen annealing is performed at a temperature of 00 ° C. for 30 minutes to close a hole existing on the surface of the porous silicon layer 42. Then, for example, as shown in FIG.
2 on a p 2 using a gas such as SiH 4 or SiCl 4.
The semiconductor layer 11 composed of the + -type layer 11d and the p-type layer 11a is epitaxially grown. The growth temperature for epitaxial growth is, for example, 10 when SiH 4 is used.
70 ° C. and, for example, 114 when SiCl 4 is used.
0 ° C.

【0032】このように水素アニールとエピタキシャル
成長とを行っている間に、多孔質シリコン層42中のシ
リコン原子が移動し再配列される結果、多孔質シリコン
層42中の多孔率が大きかった部分が更に大きく変化
し、引っ張り強度が最も弱い層すなわち分離層42aが
形成される。但し、この分離層42aは、多孔質シリコ
ン層42の上に太陽電池素子10を形成している間にお
いて、p+ 型層11dおよびp型層11aが部分的にあ
るいは全面的に渡ってシリコン基板41から剥がれない
程度の引っ張り強度は十分有している。
As described above, during the hydrogen annealing and the epitaxial growth, the silicon atoms in the porous silicon layer 42 are moved and rearranged. As a result, the portion of the porous silicon layer 42 where the porosity is large is reduced. Further, a layer having the smallest tensile strength, that is, a separation layer 42a is formed. However, while the solar cell element 10 is formed on the porous silicon layer 42, the separation layer 42a is formed on the silicon substrate by partially or entirely covering the p + -type layer 11d and the p-type layer 11a. It has a sufficient tensile strength that it does not peel off from 41.

【0033】次いで、図3(D)に示したように、太陽
電池素子10の形成領域に対応させて、例えばイオン注
入によりp型層11aにリンなどのn型不純物を高濃度
に導入し、厚さ0.02〜1μm程度のn+ 型層11b
を形成する。また、例えばイオン注入により、p型層1
1aにホウ素などのp型不純物を高濃度に導入し、厚さ
0.02〜1μm程度のp+ 型層11cを形成する。n
+ 型層11bおよびp+ 型層11cをそれぞれ形成した
のち、半導体層11上に例えばスパッタ法により酸化チ
タンよりなる反射防止膜12を形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, an n-type impurity such as phosphorus is introduced into the p-type layer 11a at a high concentration by ion implantation, for example, so as to correspond to the formation region of the solar cell element 10. N + -type layer 11b having a thickness of about 0.02 to 1 μm
To form Further, the p-type layer 1 is formed by ion implantation, for example.
A p-type impurity such as boron is introduced at a high concentration into 1a to form ap + -type layer 11c having a thickness of about 0.02 to 1 μm. n
After forming each of the + type layer 11b and the p + type layer 11c, an antireflection film 12 made of titanium oxide is formed on the semiconductor layer 11 by, for example, a sputtering method.

【0034】続いて、反射防止膜12のn+ 型層11b
およびp+ 型層11cそれぞれに対応する領域を選択的
に除去して開口を形成する。そののち、反射防止膜12
に形成された開口に、例えばスパッタ法によりAlより
なる陰極13および陽極14をそれぞれ形成する。陰極
13および陽極14としては、後述するAgのコンタク
ト電極とのオーミック接触の容易さを考慮してTiPd
Agとしてもよい。
Subsequently, the n + type layer 11b of the antireflection film 12
An opening is formed by selectively removing a region corresponding to each of p and p + -type layers 11c. After that, the antireflection film 12
The cathode 13 and the anode 14 made of Al are formed in the openings formed by, for example, the sputtering method. The cathode 13 and the anode 14 are made of TiPd in consideration of the easiness of ohmic contact with the Ag contact electrode described later.
Ag may be used.

【0035】このようにして太陽電池素子10を形成し
たのち、図4(A)に示したように、シリコン基板41
よりも面積の広い、例えばフッ素樹脂、ポリカーボネー
トあるいはポリエチレンテレフタレートよりなるプラス
チックフィルム基板21を用意し、このプラスチックフ
ィルム基板21を太陽電池素子10の表面側に接着層2
4を介して接着させる。
After the solar cell element 10 is formed in this way, as shown in FIG.
A plastic film substrate 21 having a larger area, for example, made of fluororesin, polycarbonate or polyethylene terephthalate is prepared, and the plastic film substrate 21 is attached to the surface of the solar cell element 10 with an adhesive layer 2.
4 to adhere.

【0036】太陽電池素子10にプラスチックフィルム
基板21を接着したのち、図4(B)に示したように、
太陽電池素子10をプラスチックフィルム基板21と共
に分離層42aにおいてシリコン基板41から剥離し、
太陽電池素子10をプラスチックフィルム基板21に転
写する。剥離の際には、例えば、プラスチックフィルム
基板21とシリコン基板41との間に引っ張り応力を加
える方法、水あるいはエタノールなどの溶液中にシリコ
ン基板41を浸し、超音波を照射して分離層42aの強
度を弱めて剥離する方法、遠心分離を加えて分離層42
aの強度を弱めて剥離する方法、または上記3つの方法
のうちの複数を併用する。
After bonding the plastic film substrate 21 to the solar cell element 10, as shown in FIG.
The solar cell element 10 is separated from the silicon substrate 41 at the separation layer 42a together with the plastic film substrate 21,
The solar cell element 10 is transferred to the plastic film substrate 21. At the time of peeling, for example, a method of applying a tensile stress between the plastic film substrate 21 and the silicon substrate 41, immersing the silicon substrate 41 in a solution such as water or ethanol, and irradiating ultrasonic waves to form the separation layer 42a Separation layer 42 by a method of peeling with reduced strength, adding centrifugation
The method of peeling off by reducing the strength of a, or a plurality of the above three methods are used in combination.

【0037】なお、太陽電池素子10を剥離した後のシ
リコン基板41については、表面に残存している多孔質
シリコン層42を通常の研磨方法、電解研磨あるいはシ
リコンエッチングにより除去すれば、次回の太陽電池素
子の作製工程において再利用することが可能になる。
Incidentally, with respect to the silicon substrate 41 after the solar cell element 10 has been peeled off, if the porous silicon layer 42 remaining on the surface is removed by a usual polishing method, electrolytic polishing or silicon etching, the next solar cell layer 41 is removed. It can be reused in the battery element manufacturing process.

【0038】太陽電池素子10をプラスチックフィルム
基板21に転写したのち、図5(A)に示したように、
太陽電池素子10の配列方向に直交するように、炭酸ガ
スレーザ、YAG(Yttrium Aluminium Garnet)レーザ
あるいはエキシマレーザなどのレーザビームLBをプラ
スチックフィルム21側から照射することにより、分離
溝31aを形成する。本実施の形態では、シリコン基板
41の表面から裏面まで貫通するようにレーザビームL
Bを照射する。これにより、半導体層11が分割され、
太陽電池素子10が個々に分離される。例えば、プラス
チックフィルム基板21および接着層24がそれぞれ5
0μmのフッ素樹脂および350μmのEVA樹脂、あ
るいはそれぞれ300μmのポリカーボネートおよび紫
外線硬化樹脂により構成されている場合には、炭酸ガス
レーザビームを、例えば18J/cm2 の出力で60パ
ルス照射することにより、完全に太陽電池素子10を分
離することができる。
After transferring the solar cell element 10 to the plastic film substrate 21, as shown in FIG.
The separation groove 31a is formed by irradiating a laser beam LB such as a carbon dioxide laser, a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser or an excimer laser from the plastic film 21 side so as to be orthogonal to the arrangement direction of the solar cell elements 10. In this embodiment, the laser beam L is penetrated from the front surface to the back surface of the silicon substrate 41.
Irradiate B. Thereby, the semiconductor layer 11 is divided,
The solar cell elements 10 are individually separated. For example, if the plastic film substrate 21 and the adhesive layer 24
When it is composed of 0 μm fluororesin and 350 μm EVA resin, or 300 μm polycarbonate and ultraviolet curable resin, respectively, the carbon dioxide laser beam is completely irradiated by irradiating 60 pulses at an output of 18 J / cm 2 , for example. The solar cell element 10 can be separated.

【0039】なお本実施の形態では、プラスチックフィ
ルム基板21の面積が半導体層11の面積よりも大き
く、プラスチックフィルム基板21の端面近傍領域には
シリコン基板41が接着されていない。従って、レーザ
ビームLBを照射して分離溝31aを形成する際に、プ
ラスチックフィルム基板21の端面近傍領域を除くこと
により、半導体層11を素子毎に完全に分離したとして
も、太陽電池素子10がプラスチックフィルム基板21
から離脱するおそれはない。
In the present embodiment, the area of the plastic film substrate 21 is larger than the area of the semiconductor layer 11, and the silicon substrate 41 is not bonded to a region near the end face of the plastic film substrate 21. Therefore, when the separation groove 31a is formed by irradiating the laser beam LB, even if the semiconductor layer 11 is completely separated for each element by removing the region near the end face of the plastic film substrate 21, the solar cell element 10 can be used. Plastic film substrate 21
There is no danger of leaving.

【0040】続いて、半導体層11の裏面に残存してい
る多孔質シリコン層42をエッチングにより除去する。
ここで、分離溝31aを形成した際に、半導体層11の
分離面(すなわち、分離溝31aの内壁面)が破壊され
てダメージ層Dが形成された場合には、フッ酸、硝酸あ
るいは酢酸などのエッチング液を用いてダメージ層Dを
除去する。その際、多孔質シリコン層42とダメージ層
Dを同時にエッチングして除去すると、製造プロセスが
簡略化され、製造コストが低減される。このダメージ層
Dは、本発明の損傷部分に対応している。
Subsequently, the porous silicon layer 42 remaining on the back surface of the semiconductor layer 11 is removed by etching.
Here, when the separation surface of the semiconductor layer 11 (that is, the inner wall surface of the separation groove 31a) is broken and the damage layer D is formed when the separation groove 31a is formed, hydrofluoric acid, nitric acid, acetic acid, or the like is used. Then, the damaged layer D is removed using the etching solution. At that time, if the porous silicon layer 42 and the damaged layer D are simultaneously etched and removed, the manufacturing process is simplified, and the manufacturing cost is reduced. This damaged layer D corresponds to the damaged portion of the present invention.

【0041】太陽電池素子10を個々に分離したのち、
図5(B)に示したように、例えば波形状の凹凸部を有
し、この凹凸面に例えば蒸着法によりアルミニウムまた
は銀等よりなる反射鏡23が形成されたプラスチックフ
ィルム基板22を、接着層25によって太陽電池素子1
0の裏面側(図において、下側)に接着させる。続い
て、太陽電池素子10間の分離溝31aに対して、柔軟
性を有する透明の絶縁材料、例えばEVAを充填して素
子分離層31を形成する。
After separating the solar cell elements 10 individually,
As shown in FIG. 5 (B), a plastic film substrate 22 having, for example, a corrugated uneven portion, on which a reflecting mirror 23 made of aluminum, silver, or the like is formed by, for example, a vapor deposition method, is bonded to an adhesive layer. 25 solar cell element 1
0 is adhered to the back side (the lower side in the figure). Subsequently, the isolation groove 31a between the solar cell elements 10 is filled with a transparent insulating material having flexibility, for example, EVA, to form the element isolation layer 31.

【0042】素子分離層31を形成したのち、プラスチ
ックフィルム基板21側からレーザビームLB、例えば
炭酸ガスレーザビームを照射して、陰極13および陽極
14に達するスルーホール15aを形成する。プラスチ
ックフィルム基板21および接着層24がそれぞれ50
μmのフッ素樹脂および350μmのEVA樹脂により
構成されている場合には、炭酸ガスレーザビームを例え
ば18J/cm2 の出力で60パルス照射することによ
り、対応する領域のプラスチックフィルム21および接
着層24を除去することができる。また、プラスチック
フィルム21および接着層24がそれぞれ300μmの
ポリカーボネートおよび紫外線硬化樹脂により構成され
ている場合には、炭酸ガスレーザビームを例えば18J
/cm2の出力で7パルス照射することにより、対応す
る領域のプラスチックフィルム21および接着層24を
除去することができる。
After the element isolation layer 31 is formed, a laser beam LB, for example, a carbon dioxide gas laser beam is irradiated from the plastic film substrate 21 side to form a through hole 15 a reaching the cathode 13 and the anode 14. The plastic film substrate 21 and the adhesive layer 24 each have 50
In the case where the plastic film 21 and the adhesive layer 24 are formed of a fluorine resin of 350 μm and an EVA resin of 350 μm, a carbon dioxide laser beam is irradiated with 60 pulses at an output of, for example, 18 J / cm 2 to remove the plastic film 21 and the adhesive layer 24 in the corresponding regions. can do. When the plastic film 21 and the adhesive layer 24 are each made of 300 μm polycarbonate and an ultraviolet curable resin, the carbon dioxide laser beam is applied to, for example, 18J.
By irradiating 7 pulses at an output of / cm 2 , the plastic film 21 and the adhesive layer 24 in the corresponding regions can be removed.

【0043】なお、スルーホール15aを形成した後
に、プラスチックフィルム基板21や接着層24を構成
している樹脂が残存している場合には、スルーホール1
5aの内壁面を、例えばプラズマエッチングあるいはR
IE(Reactive Ion Etching)することにより、陰極1
3および陽極14を完全に露出させる。この残存樹脂
は、コロナ放電によって取り除くことも可能である。
If the resin forming the plastic film substrate 21 and the adhesive layer 24 remains after the formation of the through hole 15a, the through hole 1
5a, for example, by plasma etching or R
Cathode 1 by IE (Reactive Ion Etching)
3 and anode 14 are completely exposed. This residual resin can be removed by corona discharge.

【0044】スルーホール15aを形成したのち、図6
に示したように、互いに隣接する素子間が直列に接続さ
れるように、例えば印刷法により銀ペーストからなるコ
ンタクト電極15を形成する。更に、コンタクト電極1
5と陰極13および陽極14との接触部分にレーザビー
ムLBを照射して、陰極13および陽極14とコンタク
ト電極15との間に良好なオーミック接触を得る(レー
ザボンディング)。炭酸ガスレーザを使用する場合に
は、例えば18J/cm2 の出力で7パルス照射する。
これにより、陽極14と隣接する太陽電池素子10の陰
極13とが電気的に接続される。なお、陰極13および
陽極14をTiPdAgにより形成した場合には、既に
述べたように銀ペーストなどよりなるコンタクト電極1
5との間にオーミック接触が得られやすいので、レーザ
ビームLBを照射せず、150℃程度の熱処理を行うこ
とによりオーミック接触を得ることもできる。
After forming the through-hole 15a, FIG.
As shown in (1), a contact electrode 15 made of silver paste is formed by, for example, a printing method so that adjacent elements are connected in series. Further, the contact electrode 1
A laser beam LB is applied to a contact portion between the cathode 5 and the cathode 13 and the anode 14 to obtain a good ohmic contact between the cathode 13 and the anode 14 and the contact electrode 15 (laser bonding). When a carbon dioxide laser is used, seven pulses are emitted at an output of, for example, 18 J / cm 2 .
Thereby, the anode 14 and the cathode 13 of the adjacent solar cell element 10 are electrically connected. When the cathode 13 and the anode 14 are formed of TiPdAg, as described above, the contact electrode 1 made of silver paste or the like is used.
Since ohmic contact is easily obtained between the substrate 5 and the substrate 5, the ohmic contact can be obtained by performing a heat treatment at about 150 ° C. without irradiating the laser beam LB.

【0045】太陽電池素子10間を接続させたのち、配
列方向の一方の端部の太陽電池素子10の陰極13、お
よび他方の端部の太陽電池素子10の陽極14にそれぞ
れコンタクト電極15を介して電気的に接続されるよう
に、引き出し電極(出力端子)32を形成する。最後
に、コンタクト電極15およびプラスチックフィルム基
板21の露出面を覆うように例えば透明プラスチックフ
ィルムよりなる保護フィルム33を接着して、図2に示
した集積型太陽電池が完成する。
After the solar cell elements 10 are connected to each other, the cathode 13 of the solar cell element 10 at one end in the arrangement direction and the anode 14 of the solar cell element 10 at the other end via contact electrodes 15 respectively. An extraction electrode (output terminal) 32 is formed so as to be electrically connected to the substrate. Finally, a protective film 33 made of, for example, a transparent plastic film is adhered so as to cover the contact electrode 15 and the exposed surface of the plastic film substrate 21, thereby completing the integrated solar cell shown in FIG.

【0046】なお、保護フィルム33、素子分離層3
1、接着層25およびプラスチックフィルム基板22を
全て透明あるいは半透明の材料を用いて形成すると、シ
ースルー型の集積型太陽電池を作製することができる。
この場合には、半導体層11のの5%〜90%、好まし
くは30〜70%、より好ましくは30〜40%に相当
する領域に分離溝31aを形成するようにする。
The protective film 33 and the element isolation layer 3
1. If all of the adhesive layer 25 and the plastic film substrate 22 are formed using a transparent or translucent material, a see-through integrated solar cell can be manufactured.
In this case, the separation groove 31a is formed in a region corresponding to 5% to 90%, preferably 30% to 70%, more preferably 30% to 40% of the semiconductor layer 11.

【0047】このように本実施の形態では、プラスチッ
クフィルム基板21に接着された半導体層11に対し
て、レーザビームLBを照射することにより、太陽電池
素子10を個々に分離すると共に、コンタクト電極形成
用のスルーホール15aを形成するようにしている。従
って、これらのプロセスをエッチングなどにより行う場
合とは異なり、マスクが不要であると共に短時間で処理
することができる。また、陰極13および陽極14とコ
ンタクト電極15との接続部分にレーザビームを照射す
ることによりオーミック接触を得るようにしたので、極
めて短時間で良好なオーミック接触を得ることができ、
製造歩留りが向上し、製造コストの低減化を図ることが
できる。
As described above, in the present embodiment, the semiconductor layer 11 bonded to the plastic film substrate 21 is irradiated with the laser beam LB to separate the solar cell elements 10 individually and to form the contact electrodes. Through holes 15a are formed. Therefore, unlike the case where these processes are performed by etching or the like, a mask is not required and processing can be performed in a short time. In addition, since the ohmic contact is obtained by irradiating a laser beam to a connection portion between the cathode 13 and the anode 14 and the contact electrode 15, a good ohmic contact can be obtained in a very short time,
The production yield is improved, and the production cost can be reduced.

【0048】更に、複数の太陽電池素子10を形成した
後に、シリコン基板41から剥離し、これら太陽電池素
子10を分離するようにしたので、太陽電池素子形成時
に、半導体層11がシリコン基板41から剥離するおそ
れがない。
Further, after the plurality of solar cell elements 10 are formed, they are separated from the silicon substrate 41 to separate these solar cell elements 10, so that the semiconductor layer 11 is separated from the silicon substrate 41 when forming the solar cell elements. There is no possibility of peeling.

【0049】加えて、本実施の形態では、複数の素子分
離層31を柔軟性のある材料により形成するようにした
ので、素子の配列方向に沿って太陽電池を折り曲げた場
合に生じる応力が緩和され、曲げの曲率半径を小さくす
ることができる。そのため太陽電池の用途が拡大され
る。
In addition, in the present embodiment, since the plurality of element isolation layers 31 are formed of a flexible material, the stress generated when the solar cell is bent along the element arrangement direction is reduced. As a result, the radius of curvature of the bending can be reduced. Therefore, the use of the solar cell is expanded.

【0050】(第2の実施の形態)図7は本発明の第2
の実施の形態に係る集積型太陽電池の平面構成を表すも
のである。この集積型太陽電池では、素子分離層31の
他に、素子分離層31と交差、好ましくは直交する他の
素子分離層31´が設けられ、それに伴って太陽電池素
子10が2方向(x−y方向)に配列された構成を有し
ている。その他は、第1の実施の形態と同一の構成、作
用および効果を有している。よって、同一の構成要素に
は同一の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略す
る。
(Second Embodiment) FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
1 shows a planar configuration of an integrated solar cell according to an embodiment. In this integrated solar cell, in addition to the element isolation layer 31, another element isolation layer 31 ′ crossing, preferably orthogonal to, the element isolation layer 31 is provided, so that the solar cell element 10 can be moved in two directions (x− (y direction). Others have the same configuration, operation and effect as those of the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0051】素子分離層31´は、例えば素子分離層3
1と同一の柔軟性を有する絶縁材料により構成されてい
る。すなわち、この集積型太陽電池は、柔軟性のブロッ
クフィルム基板21,22と共に、x−yの2方向のい
ずれにも容易に折り曲げることができるようになってい
る。
The element isolation layer 31 ′ is, for example, an element isolation layer 3.
1 is made of an insulating material having the same flexibility. That is, this integrated solar cell can be easily bent in any of the two directions of xy together with the flexible block film substrates 21 and 22.

【0052】ここで、本実施の形態では、第1の実施の
形態と同様の方法によって、分離溝31aおよび素子分
離層31´を形成するための分離溝31a´を格子状に
形成すると、内側の太陽電池素子10がプラスチックフ
ィルム基板21から分離され、脱落してしまうという不
都合が生じる。そのため、本実施の形態では、シリコン
基板41を剥離したのち、分離溝31a,31a´を形
成する前に、予め反射鏡23付きのプラスチックフィル
ム基板22を半導体層11の裏面に接着させる必要があ
る。なお、プラスチックフィルム基板22を接着させた
場合には、レーザビームの出力を調整して、ビームがプ
ラスチックフィルム基板22を完全に貫通しないように
し、分離溝31a,31a´の形成を厚さ方向の途中で
終了させる必要がある。但し、このレーザビームの出力
の調整は手間がかかるため、x−y方向のいずれか一方
であれば、分離溝がプラスチックフィルム基板22を完
全に貫通するようにしてもよい。これにより太陽電池素
子10が脱落することなく、しかも分離溝形成の作業性
が向上する。
Here, in the present embodiment, if the separation grooves 31a and the separation grooves 31a 'for forming the element separation layers 31' are formed in a lattice shape by the same method as in the first embodiment, Of the solar cell element 10 is separated from the plastic film substrate 21 and falls off. Therefore, in the present embodiment, after the silicon substrate 41 is peeled off, the plastic film substrate 22 with the reflecting mirror 23 needs to be bonded to the back surface of the semiconductor layer 11 before forming the separation grooves 31a and 31a '. . When the plastic film substrate 22 is bonded, the output of the laser beam is adjusted so that the beam does not completely pass through the plastic film substrate 22, and the separation grooves 31a and 31a 'are formed in the thickness direction. It needs to be terminated on the way. However, since the adjustment of the output of the laser beam is troublesome, the separation groove may completely penetrate the plastic film substrate 22 in any one of the xy directions. Thereby, the solar cell element 10 does not fall off, and the workability of forming the separation groove is improved.

【0053】このように本実施の形態によれば、2方向
に互いに交差する素子分離層31,31´を備えるよう
にしたので、太陽電池を2方向に容易に折り曲げること
ができ、第1の実施の形態よりもフレキシブル度が増
す。従って、太陽電池の用途をより一層拡大させること
ができる。
As described above, according to the present embodiment, since the device isolation layers 31 and 31 'which intersect with each other in two directions are provided, the solar cell can be easily bent in two directions. More flexibility than in the embodiment. Therefore, the use of the solar cell can be further expanded.

【0054】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態で
は、レーザビームLBを照射して分離溝31aを形成す
る場合について説明したが、プラスチックフィルム基板
21、接着層24および半導体層11をプラズマCVM
(Chemical Vaporization Machining )法により選択的
に除去して分離溝31aを形成するようにしても、短時
間で分離溝31aを形成することができる。なお、この
プラズマCVM法は、ハロゲン等の化学的活性度の大き
な原子を高圧力雰囲気中(1atm )で空間的に局在した
高周波(例えば150MHz) プラズマ内で励起し、高密度の
中性ラジカルを生成することにより、被加工物(ここで
は太陽電池素子)と反応させ、揮発性物質に変えること
によって除去を行う加工法であり、加工雰囲気を高圧力
とすることにより、高速加工を実現することができる。
この方法においても、太陽電池素子形成時に半導体層1
1がシリコン基板41から剥離するおそれがない。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified. For example, in the above embodiment, the case where the separation groove 31a is formed by irradiating the laser beam LB has been described, but the plastic film substrate 21, the adhesive layer 24, and the semiconductor layer 11 are formed by plasma CVM
The separation groove 31a can be formed in a short time even if the separation groove 31a is formed by selective removal by a (Chemical Vaporization Machining) method. In this plasma CVM method, atoms having a high chemical activity such as halogen are excited in a spatially localized high-frequency (for example, 150 MHz) plasma in a high-pressure atmosphere (1 atm), and a high-density neutral radical is generated. This is a processing method that removes by converting it to a volatile substance by reacting it with a workpiece (here, a photovoltaic cell element) by generating, and realizing high-speed processing by setting the processing atmosphere to a high pressure. be able to.
Also in this method, the semiconductor layer 1 is formed when the solar cell element is formed.
There is no possibility that 1 is peeled off from the silicon substrate 41.

【0055】また、上記各実施の形態では、図3
(A),(B),(C)の工程において、単結晶シリコ
ン基板上に半導体層11を成長させるようにしたが、非
晶質シリコンや多結晶シリコンよりなる基板上に半導体
層を成長させてもよい。
In each of the above embodiments, FIG.
In the steps (A), (B) and (C), the semiconductor layer 11 is grown on a single-crystal silicon substrate, but the semiconductor layer is grown on a substrate made of amorphous silicon or polycrystalline silicon. You may.

【0056】更に、上記実施の形態では、上記各実施の
形態では、太陽電池素子10の裏面側に、反射鏡23と
共に透明のプラスチックフィルム基板22を備えた集積
型太陽電池について説明したが、裏面側にアルミニウム
や銀などの金属薄膜を接着させる構成とするようにして
もよい。但し、金属薄膜を接着する際に、各太陽電池素
子10間を短絡させないように、絶縁性材料よりなる接
着剤を使用する必要がある。
Further, in each of the above embodiments, the integrated solar cell including the transparent plastic film substrate 22 together with the reflecting mirror 23 on the back side of the solar cell element 10 has been described in each of the above embodiments. A configuration may be adopted in which a thin metal film such as aluminum or silver is adhered to the side. However, when bonding the metal thin films, it is necessary to use an adhesive made of an insulating material so as not to short-circuit the solar cell elements 10.

【0057】また、上記実施の形態では、プラスチック
フィルム基板22の凹凸面(すなわち、反射面)を波形
形状として説明したが、反射面を、凹凸が不揃いなラン
ダムな形状とすることにより、透過光を太陽電池素子に
向けて乱反射させるようにしてもよい。
In the above embodiment, the uneven surface (ie, the reflecting surface) of the plastic film substrate 22 has been described as having a corrugated shape. However, by forming the reflecting surface into a random shape having irregularities, the transmitted light can be reduced. May be diffusely reflected toward the solar cell element.

【0058】更に、上記実施の形態では、薄膜素子とし
て太陽電池素子10を例にして説明したが、本発明は、
その他の受光素子あるいは発光素子、液晶表示素子、集
積回路素子など他の薄膜素子を備える場合についても広
く適用される。
Further, in the above-described embodiment, the solar cell element 10 has been described as an example of the thin film element.
The present invention is widely applied to the case where other thin film elements such as other light receiving elements or light emitting elements, liquid crystal display elements, integrated circuit elements, etc. are provided.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように請求項1ないし請求
項11のいずれか1項に記載の集積型薄膜素子によれ
ば、複数の薄膜素子のうち隣接する素子間に柔軟性を有
する絶縁材料よりなる素子分離層を設けるようにしたの
で、折り曲げた場合に生じる応力が緩和される。よっ
て、複数の薄膜素子が柔軟性を有する支持基板と共に折
り曲げやすくなり、任意の箇所へ任意の形状で設置する
ことが可能になる。
As described above, according to the integrated thin-film element according to any one of claims 1 to 11, an insulating material having flexibility between adjacent elements among a plurality of thin-film elements. Since the element isolation layer is provided, the stress generated when the element is bent is reduced. Therefore, the plurality of thin film elements can be easily bent together with the flexible supporting substrate, and can be installed at an arbitrary position in an arbitrary shape.

【0060】特に、請求項9記載の集積型薄膜素子によ
れば、柔軟性を有する素子分離層を互いに交差する2方
向に沿って設けるようにしたので、2方向にフレキシブ
ルで、より利便性および応用性に優れたものとなる。
In particular, according to the integrated thin film element of the ninth aspect, the flexible element isolation layer is provided along two directions intersecting each other, so that it is flexible in two directions, and is more convenient and convenient. It has excellent applicability.

【0061】また、請求項12ないし請求項29のいず
れか1項に記載の集積型薄膜素子の製造方法によれば、
エネルギービームを照射し、半導体層に分離溝を形成す
ることにより、半導体層を複数の薄膜素子に分離するよ
うにしたので、エッチングなどにより分離層を形成する
場合とは異なり、マスクが不要であると共に短時間で分
離溝を形成することができる。よって、製造歩留りが向
上すると共に製造コストの低減化を実現することができ
る。
According to a method of manufacturing an integrated thin film device according to any one of claims 12 to 29,
Since the semiconductor layer is separated into a plurality of thin film elements by irradiating an energy beam and forming a separation groove in the semiconductor layer, a mask is not required unlike the case where the separation layer is formed by etching or the like. In addition, the separation groove can be formed in a short time. Therefore, the production yield can be improved and the production cost can be reduced.

【0062】特に、請求項25または26記載の集積型
薄膜素子の製造方法によれば、複数の薄膜素子を含む半
導体層を支持基板に転写したのち、半導体層を複数の薄
膜素子に分離するようにしたので、半導体基板に薄膜素
子を形成する際に半導体層が半導体基板から剥離するお
それがなくなり、これにより製造の歩留りが向上する。
In particular, according to the method of manufacturing an integrated thin film device according to claim 25 or 26, after transferring a semiconductor layer including a plurality of thin film devices to a supporting substrate, the semiconductor layer is separated into a plurality of thin film devices. Accordingly, there is no possibility that the semiconductor layer is separated from the semiconductor substrate when the thin film element is formed on the semiconductor substrate, thereby improving the production yield.

【0063】また、請求項15ないし17のいずれか1
項に記載の集積型薄膜素子の製造方法によれば、分離溝
の形成に加えて、配線形成用の開口もエネルギービーム
を照射して形成するようにしたので、更に製造コストの
低減化を実現することができる。
Further, any one of claims 15 to 17
According to the method for manufacturing an integrated thin film element described in the section, in addition to the formation of the separation groove, the opening for forming the wiring is formed by irradiating the energy beam, thereby further reducing the manufacturing cost. can do.

【0064】更に、請求項16記載の集積型薄膜素子の
製造方法によれば、エネルギービームを照射することに
より電極と配線とをオーミック接触させるようにしたの
で、良好なオーミック接触を短時間で得ることができ
る。これによっても、製造の歩留りおよび生産効率が向
上するという効果を奏する。
Further, according to the method of manufacturing an integrated thin-film element according to the sixteenth aspect, the ohmic contact between the electrode and the wiring is made by irradiating the energy beam, so that a good ohmic contact can be obtained in a short time. be able to. This also has the effect of improving the manufacturing yield and production efficiency.

【0065】加えて、請求項30記載の集積型薄膜素子
の製造方法によれば、支持基板および半導体層をプラズ
マCVM法により選択的に除去して半導体層に分離溝を
形成することにより、半導体層を複数の薄膜素子に分離
するようにしたので、短時間で分離溝を形成することが
できる。よって、製造歩留りが向上すると共に製造コス
トの低減化を実現することができる。
In addition, according to the method of manufacturing an integrated thin-film element of the present invention, the semiconductor substrate is formed by selectively removing the supporting substrate and the semiconductor layer by the plasma CVM method to form a separation groove in the semiconductor layer. Since the layer is separated into a plurality of thin film elements, a separation groove can be formed in a short time. Therefore, the production yield can be improved and the production cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る集積型太陽電
池の全体構成を説明するための平面図である。
FIG. 1 is a plan view illustrating an overall configuration of an integrated solar cell according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した集積型太陽電池の内部構造を説明
するための断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining an internal structure of the integrated solar cell shown in FIG.

【図3】図2に示した集積型太陽電池の製造工程を表す
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the integrated solar cell illustrated in FIG.

【図4】図3に続く製造工程を表す断面図である。FIG. 4 is a sectional view illustrating a manufacturing step following FIG. 3;

【図5】図4に続く製造工程を表す断面図である。FIG. 5 is a sectional view illustrating a manufacturing step following FIG. 4;

【図6】図5に続く製造工程を表す断面図である。FIG. 6 is a sectional view illustrating a manufacturing step following FIG. 5;

【図7】本発明の第2の実施の形態に係る集積型太陽電
池の構成を説明するための平面図である。
FIG. 7 is a plan view illustrating a configuration of an integrated solar cell according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…太陽電池素子、11…半導体層、11a…p型
層、11b…n+ 型層、11c,11d…p+ 型層、1
2…反射防止膜、13…陰極、14…陽極、15…コン
タクト電極、15a…スルーホール、21…プラスチッ
クフィルム基板(支持基板)、22…プラスチックフィ
ルム基板(他の支持基板)、23…反射鏡、24,25
…接着層、31…素子分離層、31a…分離溝、32…
引き出し電極、33…保護フィルム、41…シリコン基
板、42…多孔質シリコン層、42a…分離層
10 ... solar cell element, 11 ... semiconductor layer, 11a ... p-type layer, 11b ... n + -type layer, 11c, 11d ... p + -type layer, 1
2: anti-reflection film, 13: cathode, 14: anode, 15: contact electrode, 15a: through hole, 21: plastic film substrate (supporting substrate), 22: plastic film substrate (other supporting substrate), 23: reflecting mirror , 24, 25
... Adhesive layer, 31 ... Element isolation layer, 31a ... Separation groove, 32 ...
Leader electrode, 33: protective film, 41: silicon substrate, 42: porous silicon layer, 42a: separation layer

フロントページの続き (72)発明者 水野 真一 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5F051 BA15 BA17 DA01 EA02 FA14 GA04 GA05 GA06 GA14 GA20 HA20 Continued on the front page (72) Inventor Shinichi Mizuno 6-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation F-term (reference) 5F051 BA15 BA17 DA01 EA02 FA14 GA04 GA05 GA06 GA14 GA20 HA20

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 柔軟性を有する支持基板に対して、半導
体層に形成された複数の薄膜素子を少なくとも一方向に
配列してなる集積型薄膜素子において、 前記複数の薄膜素子のうち隣接する素子間に柔軟性を有
する絶縁材料よりなる少なくとも1つの素子分離層を有
することを特徴とする集積型薄膜素子。
1. An integrated thin-film element in which a plurality of thin-film elements formed on a semiconductor layer are arranged in at least one direction with respect to a flexible supporting substrate, wherein an adjacent element among the plurality of thin-film elements is provided. An integrated thin film device comprising at least one device isolation layer made of a flexible insulating material between them.
【請求項2】 前記薄膜素子は、前記半導体層の表面に
一対の電極を有する太陽電池素子であることを特徴とす
る請求項1記載の集積型薄膜素子。
2. The integrated thin film device according to claim 1, wherein the thin film device is a solar cell device having a pair of electrodes on a surface of the semiconductor layer.
【請求項3】 前記支持基板に、前記太陽電池素子の電
極に達する配線形成用の開口が形成されると共に、前記
素子分離層上に、前記開口を通して隣接する2つの太陽
電池の電極間を電気的に接続するためのコンタクト電極
を備えたことを特徴とする請求項2記載の集積型薄膜素
子。
3. An opening for forming a wiring reaching the electrode of the solar cell element is formed in the support substrate, and an electric connection between the electrodes of two adjacent solar cells through the opening is formed on the element isolation layer. 3. The integrated thin-film element according to claim 2, further comprising a contact electrode for electrically connecting.
【請求項4】 前記半導体層は、前記支持基板の端面近
傍領域を除いた内部領域に形成され、かつ、前記分離溝
は前記支持基板の内部領域のみにおいて前記半導体層を
貫通して形成されていることを特徴とする請求項1記載
の集積型薄膜素子。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is formed in an internal region excluding a region near an end face of the support substrate, and the separation groove is formed through the semiconductor layer only in the internal region of the support substrate. The integrated thin-film element according to claim 1, wherein
【請求項5】 前記分離溝は、前記薄膜素子の配列方向
に対して直交する方向に沿って形成されていることを特
徴とする請求項1記載の集積型薄膜素子。
5. The integrated thin-film element according to claim 1, wherein the separation groove is formed along a direction orthogonal to an arrangement direction of the thin-film elements.
【請求項6】 更に、前記半導体層の前記支持基板と反
対側に柔軟性を有する他の支持基板が接着されているこ
とを特徴とする請求項1記載の集積型薄膜素子。
6. The integrated thin film device according to claim 1, further comprising another flexible supporting substrate bonded to the semiconductor layer on the side opposite to the supporting substrate.
【請求項7】 前記他の支持基板の前記半導体層側の面
に反射鏡が配設されていることを特徴とする請求項6記
載の集積型薄膜素子。
7. The integrated thin-film element according to claim 6, wherein a reflection mirror is provided on a surface of the other support substrate on the semiconductor layer side.
【請求項8】 前記反射鏡は、波形形状またはランダム
な形状の凹凸面を有することを特徴とする請求項7記載
の集積型薄膜素子。
8. The integrated thin-film element according to claim 7, wherein said reflecting mirror has a corrugated or randomly shaped uneven surface.
【請求項9】 前記薄膜素子が互いに交差する2つの方
向に配列されると共に、前記分離溝が2つの方向それぞ
れに沿って形成されていることを特徴とする請求項1記
載の集積型薄膜素子。
9. The integrated thin film element according to claim 1, wherein said thin film elements are arranged in two directions intersecting each other, and said separation grooves are formed along each of the two directions. .
【請求項10】 前記素子分離層が、透明または半透明
材料により形成されていることを特徴とする請求項1記
載の集積型薄膜素子。
10. The integrated thin film device according to claim 1, wherein said device isolation layer is formed of a transparent or translucent material.
【請求項11】 前記半導体層のうちの5%以上90%
以下の範囲に相当する領域に素子分離層が形成されてい
ることを特徴とする請求項10記載の集積型薄膜素子。
11. 5% or more and 90% of the semiconductor layer
11. The integrated thin-film element according to claim 10, wherein an element isolation layer is formed in a region corresponding to the following range.
【請求項12】 柔軟性を有する支持基板上に、複数の
薄膜素子を含む半導体層を形成する工程と、 前記支持基板および前記半導体層に同時にエネルギービ
ームを照射して前記支持基板および前記半導体層に分離
溝を形成し、前記半導体層を複数の薄膜素子毎に分離す
る工程と、 前記分離溝に柔軟性を有する絶縁材料を充填することに
より素子分離層を形成する工程とを含むことを特徴とす
る集積型薄膜素子の製造方法。
12. A step of forming a semiconductor layer including a plurality of thin film elements on a flexible support substrate, and irradiating the support substrate and the semiconductor layer with an energy beam simultaneously to form the support substrate and the semiconductor layer. Forming a separation groove and separating the semiconductor layer into a plurality of thin film elements; and forming an element separation layer by filling the separation groove with a flexible insulating material. Manufacturing method of an integrated type thin film element.
【請求項13】 前記エネルギービームとして、レーザ
ビームを用いることを特徴とする請求項12記載の集積
型薄膜素子の製造方法。
13. The method according to claim 12, wherein a laser beam is used as the energy beam.
【請求項14】 前記薄膜素子として、一対の電極を有
する太陽電池素子を形成することを特徴とする請求項1
3記載の集積型薄膜素子の製造方法。
14. A solar cell element having a pair of electrodes is formed as the thin film element.
4. The method for manufacturing an integrated thin film element according to 3.
【請求項15】 更に、前記支持基板側からエネルギー
ビームを照射して、前記支持基板に、前記太陽電池素子
の電極に達する配線形成用の開口を形成する工程を含む
ことを特徴とする請求項14記載の集積型薄膜素子の製
造方法。
15. The method according to claim 15, further comprising the step of irradiating an energy beam from the side of the support substrate to form an opening for forming a wiring reaching the electrode of the solar cell element in the support substrate. 15. The method for manufacturing an integrated thin film element according to 14.
【請求項16】 前記配線形成用の開口を利用して、前
記電極を構成する材料とは異なる他の導電性材料により
配線層を形成した後、エネルギービームを照射すること
により電極と配線とをオーミック接触させることを特徴
とする請求項15記載の集積型薄膜素子の製造方法。
16. A method of forming a wiring layer by using another conductive material different from a material forming the electrode by using the opening for forming the wiring, and irradiating an energy beam with the wiring layer to connect the electrode and the wiring. The method according to claim 15, wherein ohmic contact is made.
【請求項17】 前記開口の内壁面をエッチングして前
記太陽電池素子の電極の表面を露出させた後、配線を形
成することを特徴とする請求項16記載の集積型薄膜素
子の製造方法。
17. The method according to claim 16, wherein the wiring is formed after the inner wall surface of the opening is etched to expose the surface of the electrode of the solar cell element.
【請求項18】 前記半導体層を、前記支持基板の端面
近傍領域を除いた内部領域に形成し、かつ、前記エネル
ギービームを前記支持基板の内部領域のみに照射し前記
半導体層を貫通させて分離溝を形成することを特徴とす
る請求項12記載の集積型薄膜素子の製造方法。
18. The semiconductor layer is formed in an internal region excluding a region near an end face of the support substrate, and the energy beam is applied only to an internal region of the support substrate to penetrate and separate the semiconductor layer. The method according to claim 12, wherein a groove is formed.
【請求項19】 前記分離溝を、前記薄膜素子の配列方
向に対して直交する方向に沿って形成することを特徴と
する請求項12記載の集積型薄膜素子の製造方法。
19. The method according to claim 12, wherein the separation groove is formed along a direction orthogonal to an arrangement direction of the thin film elements.
【請求項20】 更に、前記半導体層の前記支持基板と
反対側に柔軟性を有する他の支持基板を接着させる工程
を含むことを特徴とする請求項12記載の集積型薄膜素
子の製造方法。
20. The method according to claim 12, further comprising the step of bonding another flexible support substrate to the semiconductor layer on the side opposite to the support substrate.
【請求項21】 前記他の支持基板の前記半導体層側の
面に反射鏡を配設することを特徴とする請求項20記載
の集積型薄膜素子の製造方法。
21. The method according to claim 20, wherein a reflecting mirror is provided on the surface of the other support substrate on the semiconductor layer side.
【請求項22】 前記反射鏡は、波形形状またはランダ
ムな形状の凹凸面を有することを特徴とする請求項21
記載の集積型薄膜素子の製造方法。
22. The reflection mirror according to claim 21, wherein the reflection mirror has a corrugated or randomly shaped uneven surface.
A manufacturing method of the integrated thin film element according to the above.
【請求項23】 前記薄膜素子を互いに交差する2つの
方向に配列すると共に、前記半導体層に前記他の支持基
板を接着させた後、エネルギービームを照射して、前記
分離溝を2つの方向それぞれに沿って形成することを特
徴とする請求項12記載の集積型薄膜素子の製造方法。
23. Arranging the thin film elements in two directions intersecting with each other, bonding the another supporting substrate to the semiconductor layer, and irradiating the semiconductor layer with an energy beam to thereby separate the separation grooves in the two directions. 13. The method for manufacturing an integrated thin-film element according to claim 12, wherein the method is formed along the following.
【請求項24】 前記分離溝に、透明または半透明材料
を充填して素子分離層う形成することを特徴とする請求
項12記載の集積型薄膜素子の製造方法。
24. The method according to claim 12, wherein a transparent or translucent material is filled in the isolation groove to form an element isolation layer.
【請求項25】 更に、前記半導体層を、前記支持基板
とは異なる他の半導体基板に形成した後、前記半導体基
板から前記支持基板に転写する工程を含むことを特徴と
する請求項12記載の集積型薄膜素子の製造方法。
25. The method according to claim 12, further comprising the step of forming the semiconductor layer on another semiconductor substrate different from the support substrate, and then transferring the semiconductor layer from the semiconductor substrate to the support substrate. Manufacturing method of integrated thin film element.
【請求項26】 前記半導体基板に多孔質層を介して前
記半導体層を形成すると共に、前記多孔質層を剥離手段
として利用することにより、前記半導体層を前記半導体
基板から前記支持基板に転写することを特徴とする請求
項25記載の集積型薄膜素子の製造方法。
26. The semiconductor layer is transferred from the semiconductor substrate to the support substrate by forming the semiconductor layer on the semiconductor substrate via a porous layer and using the porous layer as a peeling means. The method for manufacturing an integrated thin film device according to claim 25, wherein:
【請求項27】 前記エネルギービームを照射して前記
支持基板および半導体層に前記分離溝を形成した後、前
記分離溝の内壁面をエッチングして損傷部分を除去する
ことを特徴とする請求項12記載の集積型薄膜素子の製
造方法。
27. The method according to claim 12, wherein the separation groove is formed in the supporting substrate and the semiconductor layer by irradiating the energy beam, and an inner wall surface of the separation groove is etched to remove a damaged portion. A manufacturing method of the integrated thin film element according to the above.
【請求項28】 前記エネルギービームを照射して前記
分離溝を形成した後、剥離後に前記半導体層側に残存し
た多孔質層と同時に前記分離溝の内壁面をエッチングし
て損傷部分を除去することを特徴とする請求項26記載
の集積型薄膜素子の製造方法。
28. After forming the separation groove by irradiating the energy beam, an inner wall surface of the separation groove is etched simultaneously with a porous layer remaining on the semiconductor layer side after peeling to remove a damaged portion. The method for manufacturing an integrated thin-film element according to claim 26, wherein:
【請求項29】 前記半導体基板として単結晶シリコン
よりなる基板を用いると共に前記半導体基板上に単結晶
シリコンを成長させて前記半導体層を形成することを特
徴とする請求項25記載の集積型薄膜素子の製造方法。
29. The integrated thin film device according to claim 25, wherein a substrate made of single crystal silicon is used as the semiconductor substrate, and the semiconductor layer is formed by growing single crystal silicon on the semiconductor substrate. Manufacturing method.
【請求項30】 柔軟性を有する支持基板上に、複数の
薄膜素子を含む半導体層を形成する工程と、 前記支持基板および前記半導体層をプラズマCVM法に
より選択的に除去して前記支持基板および前記半導体層
に分離溝を形成し、前記半導体層を複数の薄膜素子毎に
分離する工程と、 前記分離溝に柔軟性を有する絶縁材料を充填することに
より素子分離層を形成する工程とを含むことを特徴とす
る集積型薄膜素子の製造方法。
30. A step of forming a semiconductor layer including a plurality of thin film elements on a flexible supporting substrate; and selectively removing the supporting substrate and the semiconductor layer by a plasma CVM method to form the supporting substrate and the semiconductor layer. Forming a separation groove in the semiconductor layer and separating the semiconductor layer into a plurality of thin film elements; and forming an element separation layer by filling the separation groove with a flexible insulating material. A method for manufacturing an integrated thin film element, characterized by comprising:
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