JP2001230439A - Method of manufacturing ball diode substrate - Google Patents

Method of manufacturing ball diode substrate

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JP2001230439A JP2000034570A JP2000034570A JP2001230439A JP 2001230439 A JP2001230439 A JP 2001230439A JP 2000034570 A JP2000034570 A JP 2000034570A JP 2000034570 A JP2000034570 A JP 2000034570A JP 2001230439 A JP2001230439 A JP 2001230439A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To previously form a ball cell substrate, to remove the diffusion layer of second conductivity tape silicon along a spherical outline without local heating, to expose first conductivity type silicon and to form a ball diode substrate. SOLUTION: A first process for preparing a ball cell having a spherical substrate constituting first conductivity type silicon and second conductivity type silicon made to form p-n junction on the surface, a second process for arraying plural ball cells in a matrix shape, exposing a part of or whole hemispheres of second conductivity type silicon in the ball cells by sealing resin, and forming a ball cell substrate where the ball cells are mutually connected; and a third process for spraying abrasive grains to the exposed second conductive silicon of the ball cell substrate with prescribed jet pressure by a sand blasting method, removing the exposed part of second conductivity type silicon and exposing first conductivity type silicon; are given.

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、ソーラ・モジュー
ル(太陽電池モジュール)の構成要素であるボール・ダ
イオードをマトリクス状に複数個相互結合した構成のボ
ール・ダイオード基板の製造方法に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a ball diode substrate having a configuration in which a plurality of ball diodes as components of a solar module (solar cell module) are mutually connected in a matrix.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、一例である平面型のp型シリコン
基板と、該基板の表面に、pn接合部分を形成するよう
に形成されたn型シリコンとを具備し、光起電力部分を
構成する平面型フォト・ダイオードには内部電解が生じ
ており、これに太陽光を当てると電子・正孔の対が生成
される、この生成された電子と正孔は内部電界により分
離されて、電子はn側に、正孔はp側に集められ、外部
に負荷を接続するとp側からn側に向けて電流が流れ
る。この効果を利用し、光エネルギーを電氣エネルギー
に変換する素子(フォト・ダイオード)を多数個直並列
接続した平面型太陽電池モジュールの実用化が進められ
ている。
2. Description of the Related Art Heretofore, a photovoltaic portion has been provided by including a planar p-type silicon substrate as an example and n-type silicon formed on the surface of the substrate to form a pn junction. A flat photodiode has internal electrolysis, and when it is exposed to sunlight, electron-hole pairs are generated. These generated electrons and holes are separated by an internal electric field, Is collected on the n side, and holes are collected on the p side. When a load is connected to the outside, a current flows from the p side to the n side. Utilizing this effect, practical use of a planar solar cell module in which a number of elements (photodiodes) for converting light energy into electric energy are connected in series / parallel is being promoted.

【0003】また、近年、シリコン半導体粒子を無重力
又は磁気浮上など浮遊状態で溶融して自然落下させるこ
とにより、単結晶シリコン、多結晶シリコンなどのp又
はn型シリコンの球状基体(Ball Semicon
ductor)を形成する技術が開発され、このp又は
n型シリコンの球状基体に、気相成長や気相拡散、酸化
膜形成、電極形成などの処理を施してフォト・ダイオー
ド(ボール・ダイオード)に構成すれば、各方向からの
入射する太陽光等の光を受光できる優れた球体形状の受
光用の光学素子として機能するため利用されている。
Further, in recent years, by melting silicon semiconductor particles in a floating state such as weightlessness or magnetic levitation and allowing them to fall naturally, a spherical substrate (Ball Semiconductor) of p-type or n-type silicon such as monocrystalline silicon or polycrystalline silicon is obtained.
A technique for forming a p-type or p-type n-type silicon spherical substrate is subjected to a process such as vapor phase growth, vapor phase diffusion, oxide film formation, and electrode formation to form a photo diode (ball diode). When configured, it is used because it functions as an excellent spherical light-receiving optical element that can receive light such as sunlight that enters from each direction.

【0004】例えば、前記p型シリコンの球状基体の表
面に、pn接合を形成するように形成されたn型シリコ
ンを具備するボール・セルが形成され、エッチング加工
法、又は研削加工法により、該ボール・セルのn型シリ
コンの半球部分の一部又は全てを除去してp型シリコン
基体を露呈したボール・ダイオードの実用化が進められ
ている。このボール・ダイオードは、どの方向からの太
陽光等の光を受光でき且つ従来の平面型の表面積に比べ
その表面積も大きいため太陽電池モジュールを構成する
ものとして好適であり、且つ前記p型シリコン基体、n
型シリコンに共通電極を設けることで個々のボール・ダ
イオードの直並列が可能となり太陽電池モジュールの構
造が簡易化できることから注目されている。
For example, a ball cell including n-type silicon formed to form a pn junction is formed on the surface of the spherical substrate of p-type silicon, and the ball cell is formed by an etching method or a grinding method. Practical use of a ball diode in which a part or all of the hemispherical portion of n-type silicon of a ball cell is removed to expose a p-type silicon substrate has been promoted. Since the ball diode can receive light such as sunlight from any direction and has a larger surface area than a conventional planar type surface area, the ball diode is suitable for forming a solar cell module. , N
Providing a common electrode on the silicon mold allows individual ball diodes to be connected in series and parallel, and the structure of the solar cell module can be simplified.

【0005】この種の従来技術としては、特開公報平6
−第13633号に示すように、第1のアルミ箔を用意
し、前記第1のアルミ箔の所定位置に開口を形成し、表
皮部が第2導電型シリコンでその表皮部下が第1導電型
シリコンの球状の半導体粒子を前記開口のそれぞれに、
該半導体粒子が前記第1アルミ箔の両側から突出するよ
うに配置してオーミック接触を行った後、前記第1アル
ミ箔の片側にある前記第2導電型シリコン表皮部をエッ
チング、研磨加工等により除去して、第1導電型シリコ
ンを露出した半導体粒子(ソーラ・ダイオード)が金属
箔マトリクス内に配置された太陽電池モジュールの構成
が開示されている。
[0005] Japanese Patent Application Laid-Open No.
As shown in No. 13633, a first aluminum foil is prepared, an opening is formed in a predetermined position of the first aluminum foil, a skin portion is silicon of a second conductivity type, and a portion below the skin portion is a first conductivity type. Silicon spherical semiconductor particles are applied to each of the openings,
After the semiconductor particles are arranged so as to protrude from both sides of the first aluminum foil and make ohmic contact, the second conductive type silicon skin portion on one side of the first aluminum foil is etched, polished or the like. A configuration of a solar cell module in which semiconductor particles (solar diodes) that have been removed to expose the first conductivity type silicon are arranged in a metal foil matrix is disclosed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、複数の前記ソーラ・ダイオードに共通電極が
予め形成され、電気的な接続形態が固定化れており、前
記ソーラ・ダイオードを個々の独立したものとして取り
扱うことができないので、ソーラ・モジュール(太陽電
池モジュール)を構成する要素の最小単位であるソーラ
・ダイオードを必要な個数だけ組合せて直並列に接続し
たソーラ・モジュール(太陽電池モジュール)や該ソー
ラ・モジュールを必要に応じて直並列に接続したソーラ
・セル・アレイ(太陽電池アレイ)などを形成する設計
の自由度を阻害するという問題があった。
However, in the above configuration, a common electrode is formed in advance on a plurality of the solar diodes, an electrical connection form is fixed, and the solar diodes are individually connected. Solar modules (solar cell modules), which are connected in series and parallel by combining the required number of solar diodes, which are the minimum units of the components that make up a solar module (solar cell module), There is a problem that the degree of freedom in designing a solar cell array (solar cell array) or the like in which the solar modules are connected in series and parallel as needed is hindered.

【0007】さらに、第2導電型シリコン表皮部を除去
してその表皮部下の第1導電型シリコンを露出する手段
として平面研削法又はエッチング法を用いているので、
次のような解決すべき課題を有していた。
Further, since a surface grinding method or an etching method is used as a means for removing the second conductive type silicon skin portion and exposing the first conductive type silicon under the skin portion,
It had the following problems to be solved.

【0008】第2導電型シリコンの一部を除去して球状
輪郭に沿って第1導電型シリコンを露呈するに平面研削
法を用いた場合、第2導電型シリコンの一部を球体形状
に沿ってその輪郭を研削して除去することは作業性、生
産性の面で難点があり、従って球状面の一部を平面に研
削してボトム・フラットの形成を行って第2導電型シリ
コンの一部を除去して第1導電型シリコンを露呈する方
法が採られている。しかし、前記研削加工を行って前記
ボトム・フラットを形成すると、その研削熱によって局
部的に加熱されるので、その熱応力により第1導電型シ
リコン、第2導電型シリコンにマイクロクラック(結晶
欠陥)が発生し、ボール・ダイオードの性能に悪影響を
及ぼすという問題があった。
When a surface grinding method is used to remove a part of the silicon of the second conductivity type and expose the silicon of the first conductivity type along the spherical contour, a part of the silicon of the second conductivity type is formed along the spherical shape. Grinding and removing the contours has drawbacks in terms of workability and productivity. Therefore, a part of the spherical surface is ground into a flat surface to form a bottom flat, thereby forming one of the second conductive type silicon. A method of removing the portion and exposing the first conductivity type silicon is adopted. However, when the bottom flat is formed by performing the grinding process, the bottom heat is locally heated by the grinding heat, and the thermal stress causes microcracks (crystal defects) in the first conductivity type silicon and the second conductivity type silicon. This causes a problem that the performance of the ball diode is adversely affected.

【0009】さらに、ボトム・フラットの同一平坦面に
第1導電型シリコンと第2導電型シリコンとが共存して
いるので、それぞれ独立した電極を取り出すことが難し
いという問題があった。
Furthermore, since silicon of the first conductivity type and silicon of the second conductivity type coexist on the same flat surface of the bottom flat, it is difficult to take out independent electrodes.

【0010】また、球体形状の第2導電型シリコンを除
去するに、エッチング法を用いた場合、球体形状に沿っ
て第2導電型シリコンの一部を容易に除去することがで
きるが、レジスト・パターンの形成等に高価な設備を必
要とすると共に、エッチングの深さやその液管理等作業
性や生産性に難点を有すると共に、環境への汚染物の排
出が懸念されるという問題があった。
When the etching method is used to remove the spherical second conductive type silicon, a part of the second conductive type silicon can be easily removed along the spherical shape. Expensive equipment is required for pattern formation and the like, and there is a problem that there is a problem in workability and productivity such as etching depth and liquid management thereof, and there is a concern that pollutants may be discharged to the environment.

【0011】本発明は上記の実情に鑑みてなされたもの
であって、第1の目的は、ボール・ダイオードを単一も
しくは必要な個数だけ直並列に接続して形成されるソー
ラ・モジュール(太陽電池モジュール)などを形成する
設計の自由度を向上させることにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object is to provide a solar module (solar module) formed by connecting a single or required number of ball diodes in series and parallel. (Battery module) and the like.

【0012】また、第2の目的は、球体形状のボール・
セルの取扱が容易で、且つ高価な設備を必要とせず作業
性及び生産性を向上することにある。
A second object is to provide a spherical ball.
An object of the present invention is to improve the workability and productivity without easily handling cells and without using expensive equipment.

【0013】また、第3の目的は、局所的な加熱を伴わ
ずに球状輪郭に沿って第2導電型シリコンを除去して第
1導電型シリコンを露出させることにある。
A third object is to remove the second conductivity type silicon along the spherical contour without exposing the first conductivity type silicon without local heating.

【0014】さらに、他の目的は、複雑な制御を必要と
せず、且つ環境汚染物の発生をなくすことにある。
Yet another object is to eliminate the need for complicated controls and to eliminate the generation of environmental pollutants.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的に沿う請求項
1記載のボール・ダイオード基板の製造方法は、ソーラ
・モジュール(太陽電池モジュール)の構成要素の最小
単位であるボール・ダイオードを多数個マトリクス状に
配置し、前記ボール・ダイオードを封止樹脂で相互結合
して形成されたボール・ダイオード基板の製造方法であ
って、少なくともその表面が第1導電型シリコンを構成
する球状基体と、該表面に、pn接合を形成するように
形成された第2導電型シリコンとを具備するボール・セ
ルを準備する第1の工程と、前記ボール・セルを複数個
マトリクス状に配列し、封止樹脂により、前記ボール・
セルのそれぞれの第2導電型シリコンの半球の一部又は
全てを露出せしめると共に、前記ボール・セルを相互結
合したボール・セル基板を形成する第2の工程と、前記
ボール・セル基板の前記露出した第2導電型シリコン
に、サンドブラスト法により、砥粒を所定の噴出圧で吹
き付けて前記第2導電型シリコンの前記露出部分を取り
除き、前記第1導電型シリコンを露呈せしめる第3の工
程を具備し、前記工程を順次行うことによって、第1導
電型シリコンと、該第1導電型シリコンとpn接合を形
成するように形成された第2導電型シリコンから成る光
起電力部を構成するボール・ダイオードが多数個マトリ
クス状に封止樹脂により相互固着されたボール・ダイオ
ード基板を形成する構成とされている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a ball diode substrate, comprising the steps of: providing a plurality of ball diodes as a minimum unit of a component of a solar module (solar cell module); A method for manufacturing a ball diode substrate formed by arranging the ball diodes in a matrix and interconnecting the ball diodes with a sealing resin, wherein at least a surface of the ball diode constitutes first conductivity type silicon; A first step of preparing a ball cell having a second conductivity type silicon formed so as to form a pn junction on the surface; and arranging a plurality of the ball cells in a matrix, and using a sealing resin. By the said ball
A second step of exposing a portion or all of the second conductivity type hemisphere of each cell of the cell and forming a ball cell substrate interconnecting the ball cells; and exposing the ball cell substrate. A third step of exposing the first conductive type silicon by removing the exposed portion of the second conductive type silicon by spraying abrasive grains at a predetermined ejection pressure to the second conductive type silicon by sandblasting. By sequentially performing the above-described steps, a ball that forms a photovoltaic portion made of the first conductivity type silicon and the second conductivity type silicon formed to form a pn junction with the first conductivity type silicon is formed. It is configured to form a ball diode substrate in which a large number of diodes are mutually fixed in a matrix by a sealing resin.

【0016】請求項2記載のボール・ダイオード基板の
製造方法は、請求項1記載のボール・ダイオード基板の
製造方法にあって、前記ボール・セルは、p型又はn型
単結晶又は多結晶シリコンの球形状基体と、該表面に、
pn接合を形成するように形成されたn型又はp型単結
晶又は多結晶シリコンとから成る構成とされている。前
記第1導電型シリコンの球状基体は、p型又はn型単結
晶或いは多結晶シリコンであり、該表面に、pn接合を
形成するように形成された前記第2導電型シリコンは、
n型又はp型単結晶もしくは多結晶シリコンであること
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a ball diode substrate according to the first aspect, the ball cell is a p-type or n-type single crystal or polycrystalline silicon. And a spherical substrate of
The structure is made of n-type or p-type single crystal or polycrystalline silicon formed to form a pn junction. The spherical body of the first conductivity type silicon is p-type or n-type single crystal or polycrystalline silicon, and the second conductivity type silicon formed to form a pn junction on the surface thereof is:
It is characterized by being n-type or p-type single crystal or polycrystalline silicon.

【0017】請求項3記載のボール・ダイオード基板の
製造方法は、請求項1記載のボール・ダイオード基板の
製造方法にあって、前記ボール・セルは、球体形状のガ
ラス又は金属基体と、その表面に堆積されたp型又はn
型アモルファス・シリコンと、pin接合を形成するよ
うに形成されたn型又はp型アモルファス・シリコンと
から成る構成とされている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a ball diode substrate, wherein the ball cell comprises a spherical glass or metal substrate and a surface thereof. P or n deposited on
The structure is made of amorphous silicon and n-type or p-type amorphous silicon formed so as to form a pin junction.

【0018】請求項4記載のボール・ダイオードの製造
方法は、請求項1〜3のいずれか1項記載のボール・ダ
イオードの製造方法にあって、前記ボール・セル基板
は、上型と、所定のピッチでマトリクス状に配置され、
吸引口を設けた凹部を有し、且つ着脱自在としたキャビ
ティ・ブロックを備えた下型とを具備する樹脂封止金型
を用い、前記キャビティ・ブロックの前記凹部に前記ボ
ール・セルを載置し、前記凹部に半球の一部又は全てを
吸着した状態で封止樹脂を注入して前記ボール・セルの
半球の一部又は全ての表面が露出した状態で相互結合し
て形成された構成とされている。
A ball diode manufacturing method according to a fourth aspect of the present invention is the ball diode manufacturing method according to any one of the first to third aspects, wherein the ball cell substrate includes an upper die and a predetermined die. Are arranged in a matrix at a pitch of
The ball cell is placed in the concave portion of the cavity block using a resin mold having a concave portion provided with a suction port and a lower mold having a detachable cavity block. A configuration formed by injecting a sealing resin in a state in which a part or all of the hemisphere is adsorbed to the concave portion and interconnecting in a state in which a part or all of the surface of the hemisphere of the ball cell is exposed. Have been.

【0019】請求項5記載のボール・ダイオードの製造
方法は、請求項1〜4のいずれか1項記載のボール・ダ
イオードの製造方法にあって、前記封止樹脂は、熱硬化
性又は熱可塑性透明樹脂から選択された一種を用いた構
成とされている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a ball diode manufacturing method according to any one of the first to fourth aspects, wherein the sealing resin is a thermosetting or thermoplastic resin. It is configured to use one type selected from transparent resins.

【0020】請求項6記載のボール・ダイオードの製造
方法は、請求項1〜5のいずれか1項記載のボール・ダ
イオードの製造方法において、前記第1導電型シリコン
を露呈せしめる工程は、所定の間隔で千鳥状に配置され
た砥粒噴出ノズルから成る露呈手段と、洗浄液吐出ノズ
ルから成る洗浄手段と、ボール・セル基板を所定の速度
で走行させる搬送手段とを具備するサンドブラスト装置
内を所定の搬送速度で前記ボール・セル基板を走行させ
つつ、露出した前記第2導電型シリコンの拡散層を取り
除く構成とされている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a ball diode according to any one of the first to fifth aspects, the step of exposing the silicon of the first conductivity type includes a step of: A sand blasting apparatus is provided with a predetermined means including an exposing means comprising abrasive grain ejection nozzles arranged in a staggered manner at intervals, a cleaning means comprising a cleaning liquid discharge nozzle, and a transport means for causing a ball / cell substrate to travel at a predetermined speed. While the ball cell substrate is running at a transport speed, the exposed diffusion layer of the second conductivity type silicon is removed.

【0021】請求項7記載のボール・ダイオードの製造
方法は、請求項1〜6のいずれか1項記載のボール・ダ
イオード基板の製造方法にあって、前記砥粒は、その粒
径が5μm〜200μm程度のけい砂、ガーネット、ガ
ラスビーズ、焼結アルミ、炭化硅素、炭化硼素、ダイヤ
モンドから選択された一種を用いた構成とされている。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a ball diode substrate according to any one of the first to sixth aspects, wherein the abrasive grains have a particle size of 5 μm to 5 μm. It is configured to use one selected from silica sand of about 200 μm, garnet, glass beads, sintered aluminum, silicon carbide, boron carbide, and diamond.

【0022】請求項8記載のボール・ダイオードの製造
方法は、請求項1〜7のいずれか1項記載のボール・ダ
イオードの製造方法にあって、前記砥粒の噴出圧は、
0.1MPa〜0.7MPa程度の範囲で砥粒を吹き付
ける構成とされている。
The method of manufacturing a ball diode according to claim 8 is the method of manufacturing a ball diode according to any one of claims 1 to 7, wherein the jet pressure of the abrasive grains is:
The abrasive particles are sprayed in a range of about 0.1 MPa to 0.7 MPa.

【0023】請求項1〜8記載の構成によれば、予めボ
ール・セルをマトリクス状に封止樹脂で相互結合した構
成のボール・セル基板が形成されているので、ボール・
セル間の位置精度が安定し、且つ高密度配置が可能とな
る。そして、サンドブラスト処理など次工程の作業の取
扱が容易になり作業性が向上すると共に、封止樹脂が第
2導電型シリコンの拡散層表面の損傷の発生を防ぐ保護
機能を果たすことができ信頼性を向上させることができ
る。
According to the first to eighth aspects of the present invention, a ball cell substrate is formed in which ball cells are interconnected in a matrix with a sealing resin in advance.
The positional accuracy between cells is stable, and high-density arrangement is possible. In addition, the handling of the next step operation such as sandblasting is facilitated and the workability is improved, and the sealing resin can perform a protection function of preventing the damage of the surface of the diffusion layer of the second conductivity type silicon, thereby improving reliability. Can be improved.

【0024】ボール・セル基板から、第2導電型シリコ
ンを取り除き第1導電型シリコンを露呈せしめたボール
ダイオード基板を形成するに、サンドブラスト法を用い
ているので、局部的な発熱を伴うこともなく且つ、第2
導電型シリコンを一括して取り除くことができ、高品質
のボール・ダイオード基板を形成することが可能とな
る。
Since a ball diode substrate in which the second conductivity type silicon is removed from the ball cell substrate and the first conductivity type silicon is exposed is formed by the sandblast method, no local heat is generated. And the second
Conductive silicon can be removed at a time, and a high-quality ball diode substrate can be formed.

【0025】さらに、ボールダイオード基板が形成され
ているので、ダイシングにより、ボール・ダイオードを
個々、又は複数のボール・ダイオードが連接された行又
は列毎に分離した後に、所要部分に電極パッドを形成す
ることが可能となり、このボール・ダイオード基板を相
互に種々組み合わせすることが可能となり、これによる
所要のソーラ・モジュールなどを形成する設計の自由度
を向上させることができる。
Further, since the ball diode substrate is formed, the ball diodes are separated by dicing into individual or row or column connecting a plurality of ball diodes, and then electrode pads are formed on required portions. This makes it possible to combine the ball diode substrates with one another in various ways, thereby improving the degree of freedom in designing a required solar module or the like.

【0026】特に、請求項6〜8記載の構成によれば、
ボール・セル基板の第2導電型シリコンを、サンドブラ
スト法により、第2導電型シリコンを機械的に削り取る
ので、局部的発熱を伴ず常温で簡単に処理でき、且つ露
呈部に沿って熱歪み領域が生じることがなく、従来の研
削やレーザーによる露呈技術に比べ熱歪みによるマイク
ロクラックが発生がなくなり、高品質のボール・ダイオ
ードを形成することができソーラ・モジュール(太陽電
池モジュール)の安定性に悪影響を及ぼすことがなくな
る。
In particular, according to the constitutions of claims 6 to 8,
Since the second conductive type silicon of the ball cell substrate is mechanically scraped off by sand blasting, the second conductive type silicon can be easily processed at room temperature without local heat generation, and the heat distortion region along the exposed portion can be easily obtained. No microcracks due to thermal distortion are generated compared to conventional grinding and laser exposure technologies, and high-quality ball diodes can be formed, improving the stability of solar modules (solar cell modules). No adverse effects.

【0027】また、砥粒の拡がりによる削り取る領域が
広いので、露呈作業性が向上すると共に、前記ボール・
セル基板の搬送・サンドブラスト・洗浄と一括処理でき
で製造の自動化が可能となり生産性が向上し、搬送速
度、噴出圧などの制御が簡素化され、設備コストを低減
することができる。
Further, since the area to be shaved by the spread of the abrasive grains is large, the workability of the exposure is improved and
The transfer, sandblasting, and cleaning of the cell substrate can be performed at the same time, so that the production can be automated and the productivity can be improved, and the control of the transfer speed and the ejection pressure can be simplified, and the equipment cost can be reduced.

【0028】また、第2電導型シリコンの拡散層の取り
除きにサドブラスト法を用いているので、砥粒の回収が
可能となり、従来技術のエッチング法に比べて複雑な制
御を必要する高価な設備を必要とせず、且つ環境汚染物
の発生が少なく作業性及び生産性が向上し、製造コスト
を低減することができる。
Further, since the saddle blast method is used to remove the diffusion layer of the second conductive type silicon, abrasive grains can be collected, and expensive equipment that requires complicated control compared to the conventional etching method is required. It is not necessary, generates less environmental pollutants, improves workability and productivity, and can reduce manufacturing costs.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照にし
つつ、本発明のボール・ダイオード基板の製造方法を具
体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供す
る。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a ball diode substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention;

【0030】図1は本発明の実施形態の一例に係る多数
個のボール・ダイオードがマトリクス状に配列されたボ
ール・ダイオード基板を示す平面図、図2は同断面図、
図3(a)は本発明の実施形態の一例に係る球状基体を
示す断面図、(b)は本発明の実施形態の一例に係るボ
ール・ダイオードを示す断面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a ball diode substrate according to an embodiment of the present invention in which a large number of ball diodes are arranged in a matrix, FIG.
FIG. 3A is a sectional view showing a spherical substrate according to an example of the embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a sectional view showing a ball diode according to an example of the embodiment of the present invention.

【0031】まず、本発明の実施の一例であるボール・
ダイオード基板200は、図1、図2に示すように、例
えば直径1mmの第1伝導型シリコンの球状基体10の
一例であるp型多結晶シリコンの球状基体(図3(a)
参照)と、該p型多結晶シリコン10の全表面に、pn
結合11を形成するように高温下で不純物を表面から浅
く拡散して形成された第2導電型シリコン12の一例で
あるn型多結晶シリコンとから成る光起電力部13が形
成され、且つ前記p型多結晶シリコン10の一部又は半
球の全てが露呈した露呈部14を有するボール・ダイオ
ード15(図3(b)参照)をマトリクス状に多数個配
列され、それぞれの前記ボール・ダイオード14を透明
の封止樹脂25の一例であるアクリル樹脂(図7、9を
参照)により前記露呈部14を露出した状態で相互接合
する封止樹脂部16形成した構成としたものである。こ
こで、第1伝導型シリコンの球状基体10は、p型シリ
コンの球状基体の外に、n型シリコンの球状基体や球状
ガラス又は金属基体にp(n)型アモルファスシリコン
を堆積したものを用いることもできる。また、ボール・
ダイオード15は、二つの電極を持つ半導体をいう。
First, a ball, which is an embodiment of the present invention, will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the diode substrate 200 is a spherical substrate of p-type polycrystalline silicon, which is an example of the spherical substrate 10 of the first conductivity type silicon having a diameter of 1 mm (FIG. 3A).
Pn) on the entire surface of the p-type polycrystalline silicon 10.
A photovoltaic portion 13 made of n-type polycrystalline silicon which is an example of the second conductivity type silicon 12 formed by diffusing impurities shallowly from the surface at a high temperature to form a bond 11; A large number of ball diodes 15 (see FIG. 3B) each having an exposed portion 14 in which a part or the entire hemisphere of the p-type polycrystalline silicon 10 is exposed are arranged in a matrix. The sealing resin portion 16 is formed by an acrylic resin (see FIGS. 7 and 9), which is an example of the transparent sealing resin 25, which is joined to each other while the exposed portion 14 is exposed. Here, the spherical body 10 of the first conductivity type silicon is formed by depositing p (n) -type amorphous silicon on a spherical substrate of n-type silicon, a spherical glass or a metal substrate in addition to a spherical substrate of p-type silicon. You can also. In addition, ball
The diode 15 is a semiconductor having two electrodes.

【0032】次に、前記ボール・ダイオード基板の製造
方法の一例を添付した図面を参照しつつ説明する。そし
て、前記ボール・ダイオード基板の製造工程は、P型シ
リコン粒からボール・セルを形成する第1の工程と、前
記ボール・セルをマトリクス状配列したボール・セル基
板を形成する第2の工程と、前記ボール・セル基板から
それぞれのn型シリコンの拡散層を取り除きP型シリコ
ンを露呈せしめる第3の工程とを含む構成とされてい
る。以下各工程について説明する。
Next, an example of a method of manufacturing the ball diode substrate will be described with reference to the accompanying drawings. The manufacturing process of the ball diode substrate includes a first process of forming a ball cell from P-type silicon grains, and a second process of forming a ball cell substrate in which the ball cells are arranged in a matrix. A third step of removing the respective n-type silicon diffusion layers from the ball cell substrate and exposing the P-type silicon. Hereinafter, each step will be described.

【0033】まず、添付された図面を参照しつつ、ボー
ル・セルを形成する第1の工程について説明する。図4
は本発明の実施形態の一例に係るボール・セルの構成を
示す断面図、図5は本発明の実施形態の一例に係る多数
個のボール・セルをマトリクス状に配列し、相互固着し
て形成されたボール・セル基板を示す平面図、図6は同
断面図である。
First, a first step of forming a ball cell will be described with reference to the accompanying drawings. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a ball cell according to an example of the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram in which a number of ball cells according to an example of the embodiment of the present invention are arranged in a matrix and fixed to each other. FIG. 6 is a cross-sectional view of the same ball / cell substrate.

【0034】第1の工程においては、例えば、図示して
いない、半導体シリコン粒の一例である、直径1mmの
p型多結晶シリコン粒を無重力、又は磁気浮上など浮遊
状態で溶融して自然落下させることにより、真空中で加
熱しつつ落下させながら冷却して球状化した第1導電型
シリコンの球状基体10の一例であるp型多結晶シリコ
ンの球状基体(図3(a)参照)を形成すると共に、該
p型多結晶シリコンの球状基体10の落下途中で前記p
型シリコンの球状基体10にP(リン)を、POCl
3、P2O5などを拡散源とし、850〜950℃程度
の温度のガス雰囲気中で加熱して拡散させることによ
り、その全表面に、pn接合11を形成するように形成
された第2導電型シリコンの球状基体12の一例である
n型多結晶シリコンの拡散層をからなる光起電力部13
を具備する、図4に示すような、ボール・セル10aが
形成される。
In the first step, for example, a p-type polycrystalline silicon particle having a diameter of 1 mm, which is an example of a semiconductor silicon particle, not shown, is melted in a gravity-free state or a floating state such as magnetic levitation and dropped naturally. Thus, a spherical substrate of p-type polycrystalline silicon (see FIG. 3A), which is an example of the spherical substrate 10 of the first conductivity type silicon, which is cooled while being dropped in a vacuum while being cooled, is formed. At the same time, the p-type polycrystalline silicon
P (phosphorus) on the spherical substrate 10 of silicon mold, POCl
3. The second conductivity type silicon formed to form a pn junction 11 on the entire surface by heating and diffusing in a gas atmosphere at a temperature of about 850 to 950 ° C. using P2O5 or the like as a diffusion source. Photovoltaic unit 13 comprising a diffusion layer of n-type polycrystalline silicon, which is an example of spherical substrate 12 of FIG.
A ball cell 10a is formed as shown in FIG.

【0035】ここで、p形多結晶シリコン粒の直径を1
mmとしたが、その直径を0.25mm〜10mmの範
囲(好ましくはその直径が1mmないし2mm)のp形
多結晶シリコン粒であってもよい。0.25mm未満で
は電極形成などのその取扱が困難であり、10mm以上
では集電フィンガー、バスバーから成る電極パターンを
形成する必要があり、集光面積が縮小すると共に、作業
工数が増加する。
Here, the diameter of the p-type polycrystalline silicon grain is set to 1
However, p-type polycrystalline silicon particles having a diameter in the range of 0.25 mm to 10 mm (preferably, 1 mm to 2 mm) may be used. If it is less than 0.25 mm, it is difficult to handle such as forming an electrode, and if it is 10 mm or more, it is necessary to form an electrode pattern composed of a current collecting finger and a bus bar, and the light condensing area is reduced and the number of work steps is increased.

【0036】さらに、前記n型シリコン12の拡散層は
自由電子密度が2〜4*1020cm−3程度であり、
且つ、pn接合は0.6μm程度の深さの位置に形成す
るようにすることが好ましい。
Further, the diffusion layer of the n-type silicon 12 has a free electron density of about 2 to 4 * 1020 cm-3.
Further, it is preferable that the pn junction is formed at a position having a depth of about 0.6 μm.

【0037】さらに、表面付近の不純物密度が1021
cm−3程度(デッド層)となるので、必要ならばプラ
ズマエッチングを行い、前記デッド層を除去して表面抵
抗の増加を反射防止膜を兼ねたITO(Indium
Tin Oxide)膜を形成して補償するようにして
もよい。これによって変換効率を向上させることができ
る。
Further, the impurity density near the surface is 1021
Since it becomes about cm −3 (dead layer), plasma etching is performed if necessary, and the dead layer is removed to increase the surface resistance.
A tin oxide (TiN) film may be formed for compensation. Thereby, the conversion efficiency can be improved.

【0038】また、n型のシリコンの球状基体の場合
は、B(硼素)をBCl3,BBr3などを拡散源とし
て拡散させることにより、その表面に、p型シリコンの
拡散層を具備するボール・セルが形成される。
In the case of a spherical substrate of n-type silicon, B (boron) is diffused using BCl3, BBr3 or the like as a diffusion source, so that a ball cell having a p-type silicon diffusion layer on its surface is provided. Is formed.

【0039】さらに、n型又はp型拡散層は、ガス拡散
法以外に、固相拡散法、イオン注入法によって形成する
こともできる。
Further, the n-type or p-type diffusion layer can be formed by a solid phase diffusion method or an ion implantation method other than the gas diffusion method.

【0040】また、p型又はn型多結晶シリコン粒以外
に、p型又はn型単結晶シリコン粒を用いることもでき
る。
In addition to the p-type or n-type polycrystalline silicon grains, p-type or n-type single-crystal silicon grains can be used.

【0041】次に、図4〜図9を参照してボール・セル
基板100を形成する第2の工程について説明する。図
7は本発明の実施形態の一例に係る樹脂封止用金型を用
いた樹脂封止状態の概要を示す断面図、図8は本発明の
実施形態の一例に係るキャビティ・ブロックに搭載され
た状態を示す断面図、図9は本発明の実施形態の一例に
係る整列治具を用いた樹脂封止状態の概要を示す断面図
である。
Next, a second step of forming the ball cell substrate 100 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view showing an outline of a resin-sealed state using a resin-sealing mold according to an example of the embodiment of the present invention. FIG. 8 is mounted on a cavity block according to an example of the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional view showing an outline of a resin-sealed state using an alignment jig according to an example of the embodiment of the present invention.

【0042】第2の工程においては、まず、第1の工程
で形成されたボール・セル10aを、樹脂封止金型の一
例である上型17と、下型18と、複数のボール・セル
10aを所定の搭載ピッチで吸着固定する吸引口19a
を備えた凹部19をマトリクス状に設け、且つ着脱自在
としたキャビティ・ブロック20とを具備する、図7、
図8に示す、樹脂封止金型21を用い、前記キャビティ
・ブロック20を吸引手段を備えた整列治具22(図9
を参照)に載置し、前記凹部19のそれぞに前記ボール
・セル10aを、バキューム23により、吸着した状態
で搭載し、余剰のボール・セル10aを排除する。
In the second step, first, the ball cell 10a formed in the first step is replaced with an upper mold 17, an example of a resin mold, a lower mold 18, and a plurality of ball cells. Suction port 19a for sucking and fixing 10a at a predetermined mounting pitch
FIG. 7 is provided with a cavity block 20 which is provided with concave portions 19 having a matrix shape and is detachable.
Using a resin sealing mold 21 shown in FIG. 8, the cavity block 20 is aligned with an alignment jig 22 having suction means (FIG. 9).
), And the ball cells 10a are mounted on the respective concave portions 19 in a state of being sucked by the vacuum 23, thereby removing excess ball cells 10a.

【0043】次に、図8に示すように、前記ボール・セ
ル10aを搭載した前記キャビティ・ブロック20を前
記樹脂封止金型21に装着し、バキューム23により、
前記凹部19に前記ボール・セル10aを一括吸着固定
した状態で、液状封止樹脂25の一例である液状アクリ
ル樹脂を前記キャビティブロック20内に注入して前記
ボール・セル10aの半球表面の一部又は全てを露出せ
しめる封止樹脂部16を形成してボール・セル10aを
相互固定し、複数の前記ボール・セル10aがマトリク
ス状に配列される。そして、n型シリコン12の拡散層
の半球表面の一部又は全てが前記封止樹脂部16の面よ
り露出した、図5、6に示す、ボール・セル基板100
が形成される(第2工程)。
Next, as shown in FIG. 8, the cavity block 20 on which the ball cells 10a are mounted is mounted on the resin mold 21 and the vacuum 23 is used.
A liquid acrylic resin, which is an example of a liquid sealing resin 25, is injected into the cavity block 20 in a state where the ball cells 10a are collectively adsorbed and fixed in the concave portions 19, and a part of the hemispheric surface of the ball cells 10a is formed. Alternatively, a sealing resin portion 16 that exposes all of them is formed to mutually fix the ball cells 10a, and the plurality of ball cells 10a are arranged in a matrix. Then, a part or all of the hemispherical surface of the diffusion layer of the n-type silicon 12 is exposed from the surface of the sealing resin portion 16 as shown in FIGS.
Is formed (second step).

【0044】ここで、前記ボール・セル基板100の形
成は、前記樹脂封止金型を用いたトランスファ・モール
ド法の外、図9に示すように、注型法(キャスティング
法、ポッティング法、滴下法、スキージング法)によ
り、液状樹脂25を注入した後、加熱硬化させることに
よって前記ボール・セルを相互連結して前記封止樹脂部
16形成することも可能であり、且つ設備費を低減を図
ることができる。
Here, the ball cell substrate 100 is formed by a casting method (casting method, potting method, dropping method) as shown in FIG. 9 in addition to the transfer molding method using the resin sealing mold. Squeezing method), it is also possible to interconnect the ball cells by heating and hardening after injecting the liquid resin 25 to form the sealing resin portion 16 and to reduce equipment costs. Can be planned.

【0045】また、前記液状封止樹脂剤25は、液状ア
クリル樹脂の外に、ガラス又はシリコン樹脂等の熱硬化
性又は熱可塑性透明樹脂を用いて封止樹脂部16を形成
することができる。
In addition, the liquid sealing resin agent 25 can form the sealing resin portion 16 using a thermosetting or thermoplastic transparent resin such as glass or silicon resin in addition to the liquid acrylic resin.

【0046】次に、図10、図11を参照して前記第2
導電型シリコンの一例であるn型シリコンの拡散層を取
り除き前記第1導電型シリコンの一例であるp型シリコ
ンを露呈したボール・ダイオード基板を形成する第3の
工程について説明する。図10は本発明の実施形態の一
例に係るサンドブラスト法を用いてボール・ダイオード
基板の形成工程を示す概要図、図11は本発明の実施形
態の一例に係る前記第2導電型シリコンの拡散層を取り
除く状態を示す模式図を示す断面図である。
Next, referring to FIG. 10 and FIG.
A third step of removing the diffusion layer of n-type silicon, which is an example of conductive silicon, and forming a ball diode substrate exposing p-type silicon, which is an example of the first conductive silicon, will be described. FIG. 10 is a schematic diagram showing a step of forming a ball diode substrate using a sandblast method according to an example of the embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a diffusion layer of the second conductivity type silicon according to an example of the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic view illustrating a state in which the is removed.

【0047】第3の工程においては、前記ボール・セル
基板100を、図示していない、搬送プレート上に固定
し、慣用のサンドブラスト装置内を走行させつつ、前記
ボール・セル基板100の表面に露出した前記n型シリ
コン12の拡散層の面に、図10に示すように、所定の
噴射範囲26の噴射ノズル27を所定の間隔で千鳥状に
配列し、該ノズル27から、所定の噴出圧(0.1MP
a〜0.7MPaの範囲で好ましくは0.6MPa)で
粒径が5μm〜200μmのけい砂、ガーネット、ガラ
スビーズ、焼結アルミ、炭化硅素、炭化硼素、ダイヤモ
ンド等から選択された(好ましくは焼結アルミ)砥粒を
吹き付けて前記n型シリコン12の拡散層の露出部分1
4aを除去して前記p型シリコン10を露呈処理を行
い、前記砥粒などの残存物を除去する洗浄を行って複数
のボール・ダイオード15がマトリクス状に配列され、
前記p型シリコン10の半球の一部又は全てが前記封止
樹脂16面に露呈した構成とされた、図1,2(半球の
全てを露呈した状態)、3(b)(半球の一部が露呈し
た状態)に示す、ボール・ダイオード基板200が形成
される(第3の工程)。
In the third step, the ball / cell substrate 100 is fixed on a carrier plate (not shown) and exposed on the surface of the ball / cell substrate 100 while running in a conventional sandblasting apparatus. As shown in FIG. 10, on the surface of the diffusion layer of the n-type silicon 12, the injection nozzles 27 of a predetermined injection range 26 are arranged in a staggered manner at predetermined intervals, and a predetermined ejection pressure ( 0.1MP
(preferably 0.6 MPa in the range of a to 0.7 MPa) and a particle size of 5 μm to 200 μm selected from silica sand, garnet, glass beads, sintered aluminum, silicon carbide, boron carbide, diamond, and the like (preferably firing). (Aluminum) Exposed portion 1 of diffusion layer of n-type silicon 12 by spraying abrasive grains
4a, the p-type silicon 10 is subjected to an exposing process, and a cleaning process is performed to remove a residue such as the abrasive grains, and a plurality of ball diodes 15 are arranged in a matrix.
FIGS. 1 and 2 (a state in which all the hemispheres are exposed), 3 (b) (a part of the hemisphere), in which a part or all of the hemisphere of the p-type silicon 10 is exposed on the surface of the sealing resin 16. The ball diode substrate 200 is formed as shown in FIG.

【0048】ここで、前記噴射角度は、基板面に対して
60゜程度傾けた状態で噴射することが好ましい。ま
た、前記基板から外れる砥粒を投射範囲内に噴射させる
ように規制板を設けるようにしてもよい。
Here, it is preferable that the injection angle is about 60 ° with respect to the substrate surface. Further, a regulating plate may be provided so as to eject abrasive grains coming off the substrate into the projection range.

【0049】本発明は、その精神又は主要な特徴から逸
脱することなく、多のいろいろな形で実施することがで
きる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例
示に過ぎず、限定的な解釈しては成らない。本発明の範
囲は、特許請求範囲の範囲で示すものであって、明細書
本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範
囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲
内のものである。
The present invention may be embodied in many different forms without departing from its spirit or essential characteristics. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in every aspect, and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and is not restricted by the specification text. Furthermore, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

【0050】例えば、必要に応じて、予め、ボール・セ
ル基板100を形成した後、前記ボール・セル基板10
0の表面に露出した前記第2導電型シリコン12の拡散
層に、前記第2導電型シリコン12の拡散層にた対応す
る位置に、前記露出部よりも小さい開口部を穿設したア
ルミ箔と前記第2導電型シリコン12の拡散層との間に
オーミック接触させた集電電極パターンを形成する工程
を設けた構成とすることもできる。その結果として、ボ
ール・セル間の位置精度が安定しているので良好な集電
電極パターンを形成することができる。
For example, if necessary, after the ball cell substrate 100 is formed in advance, the ball cell substrate 10
An aluminum foil having an opening smaller than the exposed portion at a position corresponding to the diffusion layer of the second conductivity type silicon 12 on the diffusion layer of the second conductivity type silicon 12 exposed on the surface A configuration may be provided in which a step of forming a current collecting electrode pattern in ohmic contact with the diffusion layer of the second conductivity type silicon 12 is provided. As a result, a good current collecting electrode pattern can be formed since the positional accuracy between the ball and the cell is stable.

【0051】また、洗浄後、形成されたボール・ダイオ
ード基板200面に露出した前記p型シリコン10の露
呈部分の電極層と拡散層との間に層間絶縁層を形成する
工程を設けた構成とすることもできる。
Further, after the cleaning, a step of forming an interlayer insulating layer between the electrode layer and the diffusion layer in the exposed portion of the p-type silicon 10 exposed on the surface of the formed ball diode substrate 200 is provided. You can also.

【0052】また、ボール・セルを整列載置する前記キ
ャビティ・ブロック設けた前記凹部に弾性樹脂のコーテ
ィング膜24を設ける用にすることもできる。これによ
って、前記ボール・セル10aと凹部との密着性がより
向上する。
Further, an elastic resin coating film 24 may be provided in the concave portion provided in the cavity block in which the ball cells are arranged and mounted. Thereby, the adhesion between the ball cell 10a and the concave portion is further improved.

【0053】さらには、液状フォトレジストを用い、光
硬化させて封止樹脂部16を形成することも可能であ
る。これによって、電極の形成などの処置が終わった
後、透明樹脂て再固着する工程を設けた構成とすること
もできる。
Furthermore, it is also possible to form the sealing resin portion 16 by using a liquid photoresist and photo-curing. With this, it is also possible to adopt a configuration in which a step of re-fixing with a transparent resin is provided after a treatment such as formation of an electrode is completed.

【0054】また、複数のボール・ダイオードを連接し
たボール・ダイオード基板が形成されているので、ボー
ル・ダイオード基板の状態で頂点電極及び低点電極の形
成処理が容易にできる。
Further, since the ball diode substrate in which a plurality of ball diodes are connected is formed, it is possible to easily form the apex electrode and the low point electrode in the state of the ball diode substrate.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明のボール・ダイオードの製造方法
によれば、予め、ボール・セル基板を形成しているの
で、球体形状のボール・セルの取扱が容易で、且つ高密
度の配列が可能となり、作業性、生産性を著しく向上さ
せることができる。
According to the ball diode manufacturing method of the present invention, since the ball cell substrate is formed in advance, it is easy to handle the spherical ball cells and a high-density arrangement is possible. Thus, workability and productivity can be significantly improved.

【0056】さらに、球体形状の第2導電型半導体層の
一部を除去するにサンドブラスト法を用いているので、
第2導電型シリコンの拡散層を、高価な設備を必要とせ
ず球体輪郭に沿い、且つ局所的な発熱を伴わず容易に除
去することができる。その結果として高品質のボール・
ダイオード基板を形成が可能となる。
Further, since the sand blast method is used to remove a part of the spherical second conductive type semiconductor layer,
The diffusion layer of the second conductivity type silicon can be easily removed along the spherical contour without requiring expensive equipment and without local heat generation. As a result, high quality balls
A diode substrate can be formed.

【0057】また、ボール・ダイオードが封止樹脂基板
に配列されているので、次工程の処理作業が容易になり
生産性が向上する。例えば、ボール・ダイオード基板を
列又は行でダイシングし、所定の箇所に電極を形成した
複数のボール・ダイオードが連接された短冊状基板を形
成することもできる。これによって、拡散層がp型又は
n型の短冊状基板を交互に配列してソーラ・モジュール
やを形成することもできる。
Further, since the ball diodes are arranged on the sealing resin substrate, the processing operation in the next step is facilitated, and the productivity is improved. For example, the ball diode substrate may be diced in columns or rows to form a strip-shaped substrate in which a plurality of ball diodes having electrodes formed at predetermined locations are connected. Thus, a solar module or the like can be formed by alternately arranging p-type or n-type strip-shaped substrates in which the diffusion layers are arranged.

【0058】さらに、前記短冊状基板をダイシングして
個々のボール・ダイオード基板を形成することもでき
る。これによって、太陽光発電やロジックやメモリーな
どの集積回路チップを駆動する電池として適用すること
ができ、PCカード、ICタグ等に活用することができ
る等の設計自由度を向上させることができる。
Further, individual ball diode substrates can be formed by dicing the strip-shaped substrate. As a result, the present invention can be applied as a battery for driving an integrated circuit chip such as a photovoltaic power generator or a logic or a memory, and the degree of freedom in design such as application to a PC card, an IC tag, and the like can be improved.

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

【図1】本発明の実施形態の一例に係る多数個のボール
・ダイオードがマトリクス状に配列されたボール・ダイ
オード基板を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a ball diode substrate according to an embodiment of the present invention, in which a large number of ball diodes are arranged in a matrix.

【図2】同断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the same.

【図3】(a)は本発明の実施形態の一例に係る球状基
体を示す断面図、(b)は本発明の実施形態の一例に係
るボール・ダイオードを示す断面図である。
FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a spherical base according to an example of the embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating a ball diode according to an example of the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態の一例に係るボール・セルの
構成を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a ball cell according to an example of an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態の一例に係る多数個のボール
・セルをマトリクス状に配列したボール・セル基板を示
す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a ball cell substrate according to an embodiment of the present invention, in which a large number of ball cells are arranged in a matrix.

【図6】同断面図である。FIG. 6 is a sectional view of the same.

【図7】本発明の実施形態の一例に係る樹脂封止用金型
を用いた樹脂封止状態の概要を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an outline of a resin-sealed state using a resin-sealing mold according to an example of an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態の一例に係るキャビティ・ブ
ロックに搭載された状態を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state of being mounted on a cavity block according to an example of an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施形態の一例に係る整列治具を用い
た樹脂封止状態の概要を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an outline of a resin-sealed state using an alignment jig according to an example of an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施形態の一例に係るサンドブラス
ト法を用いてボール・ダイオード基板の形成工程を示す
概要図である。
FIG. 10 is a schematic view showing a step of forming a ball diode substrate using a sandblast method according to an example of an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施形態の一例に係る前記第2導電
型シリコンの拡散層を取り除く状態を示す模式図を示す
断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic view illustrating a state where a diffusion layer of the second conductivity type silicon is removed according to an example of an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 ボール・セル基板 200 ボール・ダイオード基板 10 第1伝導型シリコンの球状基体 10a ボール・セル 11 pn結合 12 第2導電型シリコン 13 光起電力部 14 露呈部 15 ボール・ダイオード 16 封止樹脂部 17 上型 18 下型 19 凹部 19a 吸引口吸引用貫通口 20 キャビティ・ブロック 21 樹脂封止金型 22 整列治具 23 バキューム 24 弾性樹脂コーティング膜 25 液状封止樹脂材 26 噴射範囲 27 噴射ノズル 28 洗浄シャワー範囲 29 シャワー・ノズル REFERENCE SIGNS LIST 100 ball cell substrate 200 ball diode substrate 10 first conductive type spherical silicon substrate 10 a ball cell 11 pn bond 12 second conductive type silicon 13 photovoltaic unit 14 exposed part 15 ball diode 16 sealing resin part 17 Upper die 18 Lower die 19 Concave part 19a Suction port suction through hole 20 Cavity block 21 Resin sealing mold 22 Alignment jig 23 Vacuum 24 Elastic resin coating film 25 Liquid sealing resin material 26 Injection range 27 Injection nozzle 28 Cleaning shower Range 29 shower nozzle

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Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ソーラ・モジュール(太陽電池モジュー
ル)の構成要素の最小単位であるボール・ダイオードを
多数個マトリクス状に配置し、前記ボール・ダイオード
を封止樹脂で相互結合して形成されたボール・ダイオー
ド基板の製造方法であって、少なくともその表面が第1
導電型シリコンを構成する球状基体と、該表面に、pn
接合を形成するように形成された第2導電型シリコンと
を具備するボール・セルを準備する第1の工程と、前記
ボール・セルを複数個マトリクス状に配列し、封止樹脂
により、前記ボール・セルのそれぞれの第2導電型シリ
コンの半球の一部又は全てを露出せしめると共に、前記
ボール・セルを相互結合したボール・セル基板を形成す
る第2の工程と、前記ボール・セル基板の前記露出した
第2導電型シリコンに、サンドブラスト法により、砥粒
を所定の噴出圧で吹き付けて前記第2導電型シリコンの
前記露出部分を取り除き前記第1導電型シリコンを露呈
せしめる第3の工程を具備し、前記工程を順次行うこと
によって、第1導電型シリコンと、該第1導電型シリコ
ンとpn接合を形成するように形成された第2導電型シ
リコンとから成る光起電力部を構成するボール・ダイオ
ードが多数個マトリクス状に封止樹脂により相互固着さ
れたボール・ダイオード基板を形成することを特徴とす
るボール・ダイオード基板の製造方法。
1. A ball formed by arranging a large number of ball diodes as a minimum unit of a solar module (solar cell module) in a matrix and interconnecting the ball diodes with a sealing resin. -A method for manufacturing a diode substrate, wherein at least the surface is the first
A spherical substrate constituting conductive silicon, and pn
A first step of preparing a ball cell comprising silicon of the second conductivity type formed to form a junction; arranging a plurality of said ball cells in a matrix; A second step of exposing a portion or all of a hemisphere of the second conductivity type silicon of each of the cells and forming a ball cell substrate interconnecting the ball cells; and A third step of spraying abrasive grains to the exposed second conductivity type silicon with a predetermined ejection pressure by sandblasting to remove the exposed portion of the second conductivity type silicon and expose the first conductivity type silicon. Then, by sequentially performing the above steps, the first conductive type silicon and the second conductive type silicon formed to form a pn junction with the first conductive type silicon are formed. Ball diode manufacturing method of a substrate, which comprises forming a ball diode substrate are mutually fixed ball diode by a large number matrix in a sealing resin constituting the electromotive force unit.
【請求項2】 請求項1記載のボール・ダイオード基板
の製造方法において、前記ボール・セルは、p型又はn
型単結晶又は多結晶シリコンの球形状基体と、該表面
に、pn接合を形成するように形成されたn型又はp型
単結晶又は多結晶シリコンとから成る構成としたことを
特徴とするボール・ダイオード基板の製造方法。
2. The method of manufacturing a ball diode substrate according to claim 1, wherein the ball cell is a p-type or n-type ball cell.
A ball comprising a spherical substrate of type single crystal or polycrystalline silicon and an n-type or p-type single crystal or polycrystalline silicon formed on its surface to form a pn junction.・ Method of manufacturing diode substrate.
【請求項3】 請求項1記載のボール・ダイオード基板
の製造方法において、前記ボール・セルは、球体形状の
ガラス基体又は金属基体と、その表面に堆積されたp型
又はn型アモルファス・シリコンと、pin接合を形成
するように形成されたn型又はp型アモルファス・シリ
コンとから成る構成としたことを特徴とするボール・ダ
イオード基板の製造方法。
3. The method of manufacturing a ball diode substrate according to claim 1, wherein said ball cell comprises a spherical glass substrate or a metal substrate, and p-type or n-type amorphous silicon deposited on the surface thereof. And n-type or p-type amorphous silicon formed to form a pin junction.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項記載のボー
ル・ダイオード基板の製造方法において、前記ボール・
セル基板は、上型と、所定のピッチでマトリクス状に配
置され、吸引口を設けた凹部を有し、且つ着脱自在とし
たキャビティ・ブロックを備えた下型とを具備する樹脂
封止金型を用い、前記キャビティ・ブロックの前記凹部
に前記ボール・セルを載置し、前記凹部に半球の一部又
は全てを吸着した状態で封止樹脂を注入して前記ボール
・セルの半球の一部又は全ての表面が露出した状態で相
互結合して形成された構成としたことを特徴とするボー
ル・ダイオード基板の製造方法。
4. The method for manufacturing a ball diode substrate according to claim 1, wherein
The cell substrate is a resin mold having an upper mold and a lower mold having a concave portion provided with a suction port and arranged in a matrix at a predetermined pitch and having a detachable cavity block. And placing the ball cell in the concave portion of the cavity block, injecting a sealing resin in a state where a part or all of the hemisphere is adsorbed in the concave portion, and forming a part of the hemisphere of the ball cell. Alternatively, a method for manufacturing a ball diode substrate, characterized in that all the surfaces are exposed and mutually connected.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項記載のボー
ル・ダイオードの製造方法において、前記封止樹脂は、
熱硬化性又は熱可塑性透明樹脂から選択された一種を用
いた構成としたことを特徴とするボール・ダイオード基
板の製造方法。
5. The method of manufacturing a ball diode according to claim 1, wherein the sealing resin comprises:
A method for manufacturing a ball / diode substrate, comprising a structure using one selected from thermosetting or thermoplastic transparent resins.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項記載のボー
ル・ダイオード基板の製造方法において、前記第1導電
型シリコンを露呈せしめる工程は、所定の間隔で千鳥状
に配置された砥粒噴出ノズルから成る露呈手段と、洗浄
液吐出ノズルから成る洗浄手段と、ボール・セル基板を
所定の速度で走行させる搬送手段とを具備するサンドブ
ラスト装置内を所定の搬送速度で前記ボール・セル基板
を走行させつつ、露出した前記第2導電型シリコンの拡
散層を取り除く構成としたことを特徴とするボール・ダ
イオード基板の製造方法。
6. The method of manufacturing a ball diode substrate according to claim 1, wherein the step of exposing the first conductivity type silicon includes the step of forming abrasive grains arranged in a staggered manner at predetermined intervals. The ball / cell substrate travels at a predetermined transport speed in a sandblasting apparatus including an exposure unit including a jet nozzle, a cleaning unit including a cleaning liquid discharge nozzle, and a transport unit configured to transport the ball / cell substrate at a predetermined speed. A method of removing the exposed diffusion layer of the second conductivity type silicon while removing the silicon.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項記載のボー
ル・ダイオード基板の製造方法において、前記砥粒は、
その粒径が5μm〜200μmのけい砂、ガーネット、
ガラスビーズ、焼結アルミ、炭化硅素、炭化硼素、ダイ
ヤモンドから選択された一種で構成されていることを特
徴とするボール・ダイオード基板の製造方法。
7. The method for manufacturing a ball diode substrate according to claim 1, wherein the abrasive grains are:
Silica sand, garnet, whose particle size is 5 μm to 200 μm,
A method for manufacturing a ball / diode substrate, comprising a kind selected from glass beads, sintered aluminum, silicon carbide, boron carbide, and diamond.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれか1項記載のボー
ル・ダイオード基板の製造方法において、前記砥粒の噴
出圧は、0.1MPa〜0.7MPaの範囲であること
を特徴とするボール・ダイオード基板の製造方法。
8. The method for manufacturing a ball diode substrate according to claim 1, wherein a jet pressure of said abrasive grains is in a range of 0.1 MPa to 0.7 MPa. Manufacturing method of ball diode substrate.
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