JP2002050780A - 太陽電池の製造方法および太陽電池 - Google Patents
太陽電池の製造方法および太陽電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池の内側電極の形成、外側電極の形
成、および、両電極間の絶縁層形成するための工程を一
工程で製造でき、基板と球体セルの固着性が良く信頼性
の高い太陽電池の製造方法および太陽電池を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 第１導電層17aと、絶縁層17bと、第２導
電層17cとからなる三層構造の内部の二層が露出するよ
うに円形の加工が施された基板17を用意する工程と、第
１導電型半導体層11を有する球体基板表面に、第１導電
型半導体層11の一部が露出したように第２導電型半導体
層12を形成してなる球体セル10を用意する工程と、球体
セル10の第１導電型半導体層11の露出した部分が、基板
17の内部の二層が露出するように円形の加工が施された
部分に当接するように球体セル10を載置し、弾性体14を
基板の下に配置して加圧することにより、第１導電型半
導体層11の露出した部分と、第１導電層17aとを電気的
に接続させ、第２導電型半導体層12と第２導電層17cと
を電気的に接続させ、基板17が球体セル10に沿うように
凹部17dを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
成、および、両電極間の絶縁層形成するための工程を一
工程で製造でき、基板と球体セルの固着性が良く信頼性
の高い太陽電池の製造方法および太陽電池を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 第１導電層17aと、絶縁層17bと、第２導
電層17cとからなる三層構造の内部の二層が露出するよ
うに円形の加工が施された基板17を用意する工程と、第
１導電型半導体層11を有する球体基板表面に、第１導電
型半導体層11の一部が露出したように第２導電型半導体
層12を形成してなる球体セル10を用意する工程と、球体
セル10の第１導電型半導体層11の露出した部分が、基板
17の内部の二層が露出するように円形の加工が施された
部分に当接するように球体セル10を載置し、弾性体14を
基板の下に配置して加圧することにより、第１導電型半
導体層11の露出した部分と、第１導電層17aとを電気的
に接続させ、第２導電型半導体層12と第２導電層17cと
を電気的に接続させ、基板17が球体セル10に沿うように
凹部17dを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池の製造方
法および太陽電池に係り、特に球体セルを用いた太陽電
池の製造方法および太陽電池に関する。
法および太陽電池に係り、特に球体セルを用いた太陽電
池の製造方法および太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体のｐｎ接合部分には内部電界が生
じており、これに光を当て、電子正孔対を生成させる
と、生成し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、光エネルギーを電気エネルギーに変換する素
子として太陽電池の実用化が進められている。
じており、これに光を当て、電子正孔対を生成させる
と、生成し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、光エネルギーを電気エネルギーに変換する素
子として太陽電池の実用化が進められている。
【０００３】近年、単結晶、多結晶シリコンなどの直径
１ｍｍ以下の球状の半導体（Ball Semiconductor）上に
回路パターンを形成して半導体素子を製造する技術が開
発されている。
１ｍｍ以下の球状の半導体（Ball Semiconductor）上に
回路パターンを形成して半導体素子を製造する技術が開
発されている。
【０００４】その１つとして、アルミ箔を用いて多数個
の半導体粒子を接続したソーラーアレーの製造方法が提
案されている（特開平６-１３６３３号）。この方法で
は、図６に示すように、ｎ型表皮部とｐ型内部を有する
半導体粒子２０７をアルミ箔の開口にアルミ箔２０１の
両側から突出するように配置し、片側の表皮部２０９を
除去し、絶縁層２２１を形成する。次にｐ型内部２１１
の一部およびその上の絶縁層２２１を除去し、その除去
された領域２１７に第２アルミ箔２１９を結合する。そ
の平坦な領域２１７が導電部としての第２アルミ箔２１
９に対し良好なオーミック接触を提供するようにしたも
のである。
の半導体粒子を接続したソーラーアレーの製造方法が提
案されている（特開平６-１３６３３号）。この方法で
は、図６に示すように、ｎ型表皮部とｐ型内部を有する
半導体粒子２０７をアルミ箔の開口にアルミ箔２０１の
両側から突出するように配置し、片側の表皮部２０９を
除去し、絶縁層２２１を形成する。次にｐ型内部２１１
の一部およびその上の絶縁層２２１を除去し、その除去
された領域２１７に第２アルミ箔２１９を結合する。そ
の平坦な領域２１７が導電部としての第２アルミ箔２１
９に対し良好なオーミック接触を提供するようにしたも
のである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の太陽電池（上記ソーラーアレー）では、ｐ型
内部２１１の電極は第２アルミ箔２０１、ｎ型表皮部の
電極はアルミ箔２０１であり、これら２枚のアルミ箔を
接触させないように、上面のアルミ箔２０１の裏面をア
ルマイト処理をする工程や、ポリイミド等の絶縁性樹脂
をコーティングする工程が必要になり、太陽電池の内側
電極の形成、外側電極の形成、および、両電極間の絶縁
層形成にかかる製造工程数が非常に多くなってしまい、
作業性が良くないなどの問題点があった。また、上記２
枚のアルミ箔間に間隙（ギャップ）が存在するため、半
導体粒子２０７と太陽電池の基板となるアルミ箔との固
着性が悪く、信頼性に問題が生じるなどの問題点があっ
た。
うな従来の太陽電池（上記ソーラーアレー）では、ｐ型
内部２１１の電極は第２アルミ箔２０１、ｎ型表皮部の
電極はアルミ箔２０１であり、これら２枚のアルミ箔を
接触させないように、上面のアルミ箔２０１の裏面をア
ルマイト処理をする工程や、ポリイミド等の絶縁性樹脂
をコーティングする工程が必要になり、太陽電池の内側
電極の形成、外側電極の形成、および、両電極間の絶縁
層形成にかかる製造工程数が非常に多くなってしまい、
作業性が良くないなどの問題点があった。また、上記２
枚のアルミ箔間に間隙（ギャップ）が存在するため、半
導体粒子２０７と太陽電池の基板となるアルミ箔との固
着性が悪く、信頼性に問題が生じるなどの問題点があっ
た。
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みて成されたも
のであり、太陽電池の内側電極の形成、外側電極の形
成、および、両電極間の絶縁層形成するための工程を一
工程で製造でき、基板と球体セルの固着性が良く信頼性
の高い太陽電池の製造方法および太陽電池を提供するこ
とを目的とする。
のであり、太陽電池の内側電極の形成、外側電極の形
成、および、両電極間の絶縁層形成するための工程を一
工程で製造でき、基板と球体セルの固着性が良く信頼性
の高い太陽電池の製造方法および太陽電池を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の太陽電池
の製造方法は、第１導電層と、絶縁層と、第２導電層と
からなる三層構造の内部の二層が露出するように円形の
加工が施された基板を用意する工程と、第１導電型半導
体層を有する球体基板表面に、前記第１導電型半導体層
の一部が露出したように第２導電型半導体層を形成して
なる球体セルを用意する工程と、前記球体セルの第１導
電型半導体層の露出した部分が、前記基板の内部の二層
が露出するように円形の加工が施された部分に当接する
ように球体セルを載置し、弾性体を前記基板の下に配置
して加圧することにより、前記第１導電型半導体層の露
出した部分と、前記基板の第１導電層とを電気的に接続
させ、前記第２導電型半導体層と前記基板の第２導電層
とを電気的に接続させ、前記基板が前記球体セルに沿う
ように凹部を形成する工程と、を含むことを特徴とす
る。かかる方法によれば、球体セル内側の第１導電型半
導体層と、基板の第１導電層との接合工程、および、内
側電極と外側電極の間の絶縁層形成工程、および、球体
セル外側の第２導電型（ｎ型）半導体層と外側電極の電
極部材（基板の第２導電層）との接合工程を一工程で製
造できる。また、効率的な集光構造となる凹部を前記の
工程で製造できる。また、球体セル内側のｐ型半導体層
と内側電極の電極部材、および、球体セル外側のｎ型半
導体層と外側電極の電極部材が、それぞれ導電性ペース
ト等を介さずに直接接合するように製造できる。
の製造方法は、第１導電層と、絶縁層と、第２導電層と
からなる三層構造の内部の二層が露出するように円形の
加工が施された基板を用意する工程と、第１導電型半導
体層を有する球体基板表面に、前記第１導電型半導体層
の一部が露出したように第２導電型半導体層を形成して
なる球体セルを用意する工程と、前記球体セルの第１導
電型半導体層の露出した部分が、前記基板の内部の二層
が露出するように円形の加工が施された部分に当接する
ように球体セルを載置し、弾性体を前記基板の下に配置
して加圧することにより、前記第１導電型半導体層の露
出した部分と、前記基板の第１導電層とを電気的に接続
させ、前記第２導電型半導体層と前記基板の第２導電層
とを電気的に接続させ、前記基板が前記球体セルに沿う
ように凹部を形成する工程と、を含むことを特徴とす
る。かかる方法によれば、球体セル内側の第１導電型半
導体層と、基板の第１導電層との接合工程、および、内
側電極と外側電極の間の絶縁層形成工程、および、球体
セル外側の第２導電型（ｎ型）半導体層と外側電極の電
極部材（基板の第２導電層）との接合工程を一工程で製
造できる。また、効率的な集光構造となる凹部を前記の
工程で製造できる。また、球体セル内側のｐ型半導体層
と内側電極の電極部材、および、球体セル外側のｎ型半
導体層と外側電極の電極部材が、それぞれ導電性ペース
ト等を介さずに直接接合するように製造できる。
【０００８】本発明の第２の太陽電池の製造方法は、第
１導電層と、絶縁層と、第２導電層とからなる三層構造
の内部の二層が露出するように円形の加工が施された凹
部を形成した基板を用意する工程と、第１導電型半導体
層を有する球体基板表面に、前記第１導電型半導体層の
一部が露出したように第２導電型半導体層を形成してな
る球体セルを用意する工程と、前記球体セルの前記第１
導電型半導体層の露出した部分が、前記基板の内部の二
層が露出するように円形の加工が施された凹部に当接す
るように球体セルを載置し、加圧することにより、前記
第１導電型半導体層の露出した部分と、前記基板の第１
の導電層とを電気的に接続させ、前記第２導電型半導体
層と前記基板の第２の導電層とを電気的に接続させる工
程と、を含むことを特徴とする。かかる方法によれば、
弾性体を用いずに、前記第１の太陽電池の製造方法によ
る作用効果を得ることができる。
１導電層と、絶縁層と、第２導電層とからなる三層構造
の内部の二層が露出するように円形の加工が施された凹
部を形成した基板を用意する工程と、第１導電型半導体
層を有する球体基板表面に、前記第１導電型半導体層の
一部が露出したように第２導電型半導体層を形成してな
る球体セルを用意する工程と、前記球体セルの前記第１
導電型半導体層の露出した部分が、前記基板の内部の二
層が露出するように円形の加工が施された凹部に当接す
るように球体セルを載置し、加圧することにより、前記
第１導電型半導体層の露出した部分と、前記基板の第１
の導電層とを電気的に接続させ、前記第２導電型半導体
層と前記基板の第２の導電層とを電気的に接続させる工
程と、を含むことを特徴とする。かかる方法によれば、
弾性体を用いずに、前記第１の太陽電池の製造方法によ
る作用効果を得ることができる。
【０００９】本発明の第３の太陽電池は、第１導電層、
絶縁層、第２導電層の三層構造からなるシート状の基板
が凹部を具備し、該凹部内に内部が第１導電型半導体
層、表面が第２導電型半導体層からなる球体セルを有
し、該球体セルの第１導電型半導体層が前記基板の第１
導電層と電気的に接続されることにより内側電極が形成
され、該球体セルの第２導電型半導体層が前記基板の第
２導電層と電気的に接続されることにより外側電極が形
成されてなることを特徴とする。かかる構成によれば、
基板の表面が球体セルの形状に沿って形成された凹部
が、球体セルへの効率的な集光構造となるため、基板の
表面からの反射光を有効に利用できる。また、球体セル
内側のｐ型半導体層と内側電極の電極部材、および、球
体セル外側のｎ型半導体層と外側電極の電極部材が、そ
れぞれ導電性ペースト等を介さずに直接接合され、接合
部の低抵抗化が実現できる。
絶縁層、第２導電層の三層構造からなるシート状の基板
が凹部を具備し、該凹部内に内部が第１導電型半導体
層、表面が第２導電型半導体層からなる球体セルを有
し、該球体セルの第１導電型半導体層が前記基板の第１
導電層と電気的に接続されることにより内側電極が形成
され、該球体セルの第２導電型半導体層が前記基板の第
２導電層と電気的に接続されることにより外側電極が形
成されてなることを特徴とする。かかる構成によれば、
基板の表面が球体セルの形状に沿って形成された凹部
が、球体セルへの効率的な集光構造となるため、基板の
表面からの反射光を有効に利用できる。また、球体セル
内側のｐ型半導体層と内側電極の電極部材、および、球
体セル外側のｎ型半導体層と外側電極の電極部材が、そ
れぞれ導電性ペースト等を介さずに直接接合され、接合
部の低抵抗化が実現できる。
【００１０】本発明の第４は、請求項３に記載の太陽電
池において、前記基板の下に弾性体を有することを特徴
とする。かかる構成によれば、弾性体により太陽電池の
裏面保護をすることができる。
池において、前記基板の下に弾性体を有することを特徴
とする。かかる構成によれば、弾性体により太陽電池の
裏面保護をすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る太陽電池およ
び太陽電池の製造方法について一実施の形態を挙げ、図
面を参照して詳細に説明する。
び太陽電池の製造方法について一実施の形態を挙げ、図
面を参照して詳細に説明する。
【００１２】本発明の実施形態に係る太陽電池は、図１
に要部斜視図を示すように、第１導電層１７ａ、絶縁層
１７ｂ、第２導電層１７ｃの三層構造からなるシート状
の基板１７が、凹部１７ｄを有しており、この凹部１７
ｄの内部に、太陽電池のセルとなる球体セル１０を有し
ているものである。
に要部斜視図を示すように、第１導電層１７ａ、絶縁層
１７ｂ、第２導電層１７ｃの三層構造からなるシート状
の基板１７が、凹部１７ｄを有しており、この凹部１７
ｄの内部に、太陽電池のセルとなる球体セル１０を有し
ているものである。
【００１３】さらに詳しく太陽電池の断面構造を説明す
る。図１のＡ−Ａ線の断面を図２に示す。この図２に示
すように、内部のｐ型半導体層１１（第１導電型半導体
層）とｐｎ接合を形成するｎ型半導体層１２（第２導電
型半導体層）を有する球体セル１０が、第１導電層１７
ａ、絶縁層１７ｂ、第２導電層１７ｃの三層構造からな
るシート状の基板１７に圧着され、内部のｐ型半導体層
１１と基板１７の第１導電層１７ａとが電気的に接続さ
れている。これにより、第１導電層１７ａは、太陽電池
の内側電極となっている。また、第２導電層１７ｃはｎ
型半導体層１２と電気的に接続され、太陽電池の外側電
極となっている。
る。図１のＡ−Ａ線の断面を図２に示す。この図２に示
すように、内部のｐ型半導体層１１（第１導電型半導体
層）とｐｎ接合を形成するｎ型半導体層１２（第２導電
型半導体層）を有する球体セル１０が、第１導電層１７
ａ、絶縁層１７ｂ、第２導電層１７ｃの三層構造からな
るシート状の基板１７に圧着され、内部のｐ型半導体層
１１と基板１７の第１導電層１７ａとが電気的に接続さ
れている。これにより、第１導電層１７ａは、太陽電池
の内側電極となっている。また、第２導電層１７ｃはｎ
型半導体層１２と電気的に接続され、太陽電池の外側電
極となっている。
【００１４】次に、本発明の実施形態に係る太陽電池の
具体的な製造方法の一例を以下、説明する。まず、本実
施の形態で用いる球体セル１０の形成方法の一例につい
て説明する。直径１ｍｍのｐ型多結晶シリコン粒を真空
中で加熱しつつ落下させ、結晶性の良好なｐ型多結晶シ
リコン球（ｐ型半導体層）１１を形成し、この表面に、
フォスフィンを含むシランなどの混合ガスを用いたＣＶ
Ｄ法により、ｎ型多結晶シリコン層（ｎ型半導体層）１
２を形成する。ここでＣＶＤ工程は細いチューブ内でシ
リコン球を搬送しながら、所望の反応温度に加熱された
ガスを供給排出することにより、薄膜形成を行うもので
ある。
具体的な製造方法の一例を以下、説明する。まず、本実
施の形態で用いる球体セル１０の形成方法の一例につい
て説明する。直径１ｍｍのｐ型多結晶シリコン粒を真空
中で加熱しつつ落下させ、結晶性の良好なｐ型多結晶シ
リコン球（ｐ型半導体層）１１を形成し、この表面に、
フォスフィンを含むシランなどの混合ガスを用いたＣＶ
Ｄ法により、ｎ型多結晶シリコン層（ｎ型半導体層）１
２を形成する。ここでＣＶＤ工程は細いチューブ内でシ
リコン球を搬送しながら、所望の反応温度に加熱された
ガスを供給排出することにより、薄膜形成を行うもので
ある。
【００１５】なお、この工程は、ｐ型多結晶シリコン粒
を真空中で加熱しつつ落下させながら球状化し、ｐ型多
結晶シリコン球（ｐ型半導体層）１１を形成するととも
に、落下途上で所望のガスと接触させることにより、ｎ
型多結晶シリコン層（ｎ型半導体層）１２を形成する様
にすることも可能である。
を真空中で加熱しつつ落下させながら球状化し、ｐ型多
結晶シリコン球（ｐ型半導体層）１１を形成するととも
に、落下途上で所望のガスと接触させることにより、ｎ
型多結晶シリコン層（ｎ型半導体層）１２を形成する様
にすることも可能である。
【００１６】次に、上述の球体セル１０を用いた太陽電
池の製造方法を図３、図４、図５を用いて説明する。図
３は球体セルを加工する工程の概略断面図であり、図４
は加工した球体セルを基板に搭載し、太陽電池を形成す
る工程の概略断面図である。図５は三層構造からなる基
板の概略斜視図である。
池の製造方法を図３、図４、図５を用いて説明する。図
３は球体セルを加工する工程の概略断面図であり、図４
は加工した球体セルを基板に搭載し、太陽電池を形成す
る工程の概略断面図である。図５は三層構造からなる基
板の概略斜視図である。
【００１７】球体セルを加工する工程を図３を用いて説
明する。まず、一定間隔を空けて縦横等間隔に球体セル
を並べるために設けられた窪みを有するトレイＴを用意
する。図３の（ａ）にこのトレイＴの概略断面図を示
す。
明する。まず、一定間隔を空けて縦横等間隔に球体セル
を並べるために設けられた窪みを有するトレイＴを用意
する。図３の（ａ）にこのトレイＴの概略断面図を示
す。
【００１８】次に、図３の（ｂ）に示すように、球体セ
ル１０をトレイＴの窪みに載置する。
ル１０をトレイＴの窪みに載置する。
【００１９】次に、図３の（ｃ）に示すように、球体セ
ル１０が埋まるように、ろう剤（例えば、パラフィン等
のエレクトロンワックス）からなる固定部材１３を溶融
温度（パラフィンの場合は１００℃〜２００℃）に熱し
て溶融させて流し込み、温度を下げて硬化させる。
ル１０が埋まるように、ろう剤（例えば、パラフィン等
のエレクトロンワックス）からなる固定部材１３を溶融
温度（パラフィンの場合は１００℃〜２００℃）に熱し
て溶融させて流し込み、温度を下げて硬化させる。
【００２０】次に、図３の（ｄ）に示すように、トレイ
Ｔから固定部材１３により固定された球体セル１０を取
り出し、逆向きにする。
Ｔから固定部材１３により固定された球体セル１０を取
り出し、逆向きにする。
【００２１】次に、図３の（ｅ）に示すように、球体セ
ル１０が固定部材１３に覆われていない部分に対し、エ
ッチング等を施すことにより表面のｎ型半導体層１２を
除去し、内部のｐ型半導体層１１を露出させる。あるい
は、上記固定部材１３に覆われていない部分をグライン
ディング等により研削することで、内部のｐ型半導体層
１１を露出させても良い。
ル１０が固定部材１３に覆われていない部分に対し、エ
ッチング等を施すことにより表面のｎ型半導体層１２を
除去し、内部のｐ型半導体層１１を露出させる。あるい
は、上記固定部材１３に覆われていない部分をグライン
ディング等により研削することで、内部のｐ型半導体層
１１を露出させても良い。
【００２２】次に、加工した球体セルを基板に搭載し、
太陽電池を形成する工程を図４、図５を用いて説明す
る。まず、図５に示すように、第１導電層１７ａ（例え
ば、アルミニウム等）、絶縁層１７ｂ（例えば、インシ
ュレータレジン等）、第２導電層１７ｃ（例えば、アル
ミニウム等）の三層構造からなり、球体セル１０を載置
する箇所が内部の二層が露出するように円形の加工が施
されたシート状の基板１７を用意する。
太陽電池を形成する工程を図４、図５を用いて説明す
る。まず、図５に示すように、第１導電層１７ａ（例え
ば、アルミニウム等）、絶縁層１７ｂ（例えば、インシ
ュレータレジン等）、第２導電層１７ｃ（例えば、アル
ミニウム等）の三層構造からなり、球体セル１０を載置
する箇所が内部の二層が露出するように円形の加工が施
されたシート状の基板１７を用意する。
【００２３】次に、図４の（ａ）の概略断面図に示すよ
うに、上述のように加工した球体セル１０と、上記の三
層構造の基板１７とを位置合わせし、弾性体１４（例え
ば、エラストマ等）を基板１７の下に敷くように配置す
る。
うに、上述のように加工した球体セル１０と、上記の三
層構造の基板１７とを位置合わせし、弾性体１４（例え
ば、エラストマ等）を基板１７の下に敷くように配置す
る。
【００２４】次に、上記の球体セル１０、基板１７、弾
性体１４を重ね合わせて、約１５０℃に加熱し、プレス
装置等を用いて約１時間上部より加圧する。基板１７の
下部に弾性体１４を敷くことにより、球体セル１０の形
状に沿って、基板１７が変形し、凹部１７ｄが形成さ
れ、図４の（ｂ）の状態となる。次に、加圧した状態の
まま、焼結（シンタリング）処理を行う。この焼結（シ
ンタリング）処理の加熱温度は２００℃〜３００℃、加
圧時間は３０分〜１時間、無酸素雰囲気中にて行うこと
が好ましい。
性体１４を重ね合わせて、約１５０℃に加熱し、プレス
装置等を用いて約１時間上部より加圧する。基板１７の
下部に弾性体１４を敷くことにより、球体セル１０の形
状に沿って、基板１７が変形し、凹部１７ｄが形成さ
れ、図４の（ｂ）の状態となる。次に、加圧した状態の
まま、焼結（シンタリング）処理を行う。この焼結（シ
ンタリング）処理の加熱温度は２００℃〜３００℃、加
圧時間は３０分〜１時間、無酸素雰囲気中にて行うこと
が好ましい。
【００２５】次に、加圧を解除し、冷却後、上面の固定
部材１３を熱または薬品（例えば、アセトン）を用いて
除去するか、あるいは、加圧した状態で同様の方法で除
去する。これにより、図４の（ｃ）の状態となる。
部材１３を熱または薬品（例えば、アセトン）を用いて
除去するか、あるいは、加圧した状態で同様の方法で除
去する。これにより、図４の（ｃ）の状態となる。
【００２６】最後に、弾性体１４を機械的な方法等で剥
がし取り、さらに粘着した残滓を有機溶剤等を用いて除
去し、図４の（ｄ）の状態となる。あるいは、弾性体１
４を除去せずに、太陽電池の裏面保護シートとして用い
ることもできる。この場合は熱処理により粘着性が出る
材質の弾性体１４（エラストマ）を用い、基板１７と接
着するようにする。
がし取り、さらに粘着した残滓を有機溶剤等を用いて除
去し、図４の（ｄ）の状態となる。あるいは、弾性体１
４を除去せずに、太陽電池の裏面保護シートとして用い
ることもできる。この場合は熱処理により粘着性が出る
材質の弾性体１４（エラストマ）を用い、基板１７と接
着するようにする。
【００２７】また、上記の三層構造の基板は予め、球体
セルの形状に沿って凹部を機械的に加工して形成してお
けば、この凹部に球体セル載置して、加圧処理を行うこ
とにより、同様の工程で本実施の形態の太陽電池を製造
することができる。
セルの形状に沿って凹部を機械的に加工して形成してお
けば、この凹部に球体セル載置して、加圧処理を行うこ
とにより、同様の工程で本実施の形態の太陽電池を製造
することができる。
【００２８】上述の実施の形態において、第１導電型を
ｐ型、第２導電型をｎ型として、説明を行ったが、第１
導電型をｎ型、第２導電型をｐ型としても同様に製造で
きるものである。また、ｐ型多結晶を球状基板とする球
体セルを用いたが、ｐ型単結晶またはｐ型アモルファス
シリコンなどを用いても良い。
ｐ型、第２導電型をｎ型として、説明を行ったが、第１
導電型をｎ型、第２導電型をｐ型としても同様に製造で
きるものである。また、ｐ型多結晶を球状基板とする球
体セルを用いたが、ｐ型単結晶またはｐ型アモルファス
シリコンなどを用いても良い。
【００２９】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明に係る太陽
電池の製造方法および太陽電池によれば、第１導電層、
絶縁層、第２導電層の三層構造からなるシート状の基板
を用いたことにより、球体セル内側の第１導電型（ｐ
型）半導体層と、内側電極の電極部材（基板の第１導電
層）との接合工程、および、内側電極と外側電極の間の
絶縁層形成工程、および、球体セル外側の第２導電型
（ｎ型）半導体層と外側電極の電極部材（基板の第２導
電層）との接合工程を一工程で製造でき、太陽電池の製
造工程を大幅に簡略化できるものである。また、基板の
表面が球体セルの形状に沿って形成された凹部が、球体
セルへの効率的な集光構造となるため、基板の表面から
の反射光を有効に利用でき、太陽電池の光電変換の効率
を大きく向上させることができる。また、球体セル内側
のｐ型半導体層と内側電極の電極部材、および、球体セ
ル外側のｎ型半導体層と外側電極の電極部材が、それぞ
れ導電性ペースト等を介さずに直接接合されるので、接
合部の低抵抗化が実現できる。また、基板内の絶縁層
（インシュレータレジン）は加熱することにより粘着性
を持ち、球体セルの基板への固定をより強固にすること
ができ、よって太陽電池の信頼性がより高めることがで
きる。また、球体セル部分を除いて全て薄い部材で形成
可能であるため、加工性の自由度が高いシート状の太陽
電池を製造できる。
電池の製造方法および太陽電池によれば、第１導電層、
絶縁層、第２導電層の三層構造からなるシート状の基板
を用いたことにより、球体セル内側の第１導電型（ｐ
型）半導体層と、内側電極の電極部材（基板の第１導電
層）との接合工程、および、内側電極と外側電極の間の
絶縁層形成工程、および、球体セル外側の第２導電型
（ｎ型）半導体層と外側電極の電極部材（基板の第２導
電層）との接合工程を一工程で製造でき、太陽電池の製
造工程を大幅に簡略化できるものである。また、基板の
表面が球体セルの形状に沿って形成された凹部が、球体
セルへの効率的な集光構造となるため、基板の表面から
の反射光を有効に利用でき、太陽電池の光電変換の効率
を大きく向上させることができる。また、球体セル内側
のｐ型半導体層と内側電極の電極部材、および、球体セ
ル外側のｎ型半導体層と外側電極の電極部材が、それぞ
れ導電性ペースト等を介さずに直接接合されるので、接
合部の低抵抗化が実現できる。また、基板内の絶縁層
（インシュレータレジン）は加熱することにより粘着性
を持ち、球体セルの基板への固定をより強固にすること
ができ、よって太陽電池の信頼性がより高めることがで
きる。また、球体セル部分を除いて全て薄い部材で形成
可能であるため、加工性の自由度が高いシート状の太陽
電池を製造できる。
【図１】本発明の実施形態に係る太陽電池の要部斜視図
である。
である。
【図２】本発明の実施形態に係る太陽電池を説明する断
面概要図である。
面概要図である。
【図３】本発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法の
球体セルの加工工程を説明する断面概要図である。
球体セルの加工工程を説明する断面概要図である。
【図４】本発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法の
加工した球体セルを基板に搭載し、太陽電池を形成する
工程の概略断面図である。
加工した球体セルを基板に搭載し、太陽電池を形成する
工程の概略断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る三層構造の基板の概略
斜視図である。
斜視図である。
【図６】従来の太陽電池を説明する断面概要図である。
１０ 球体セル １１ 第１導電型（ｐ型）半導体層 １２ 第２導電型（ｎ型）半導体層 １３ 固定部材 １４ 弾性体 １７ 基板 １７ａ 第１導電層 １７ｂ 絶縁層 １７ｃ 第２導電層 １７ｄ 凹部
フロントページの続き (72)発明者 甲斐 秀芳 福岡県北九州市八幡西区小嶺二丁目10番１ 号 株式会社三井ハイテック内 (72)発明者 木本 啓介 福岡県北九州市八幡西区小嶺二丁目10番１ 号 株式会社三井ハイテック内 Ｆターム(参考） 5F051 AA03 BA11 CB04 DA03 DA20 FA06 FA16 FA17
Claims (4)
- 【請求項１】 第１導電層と、絶縁層と、第２導電層と
からなる三層構造の内部の二層が露出するように円形の
加工が施された基板を用意する工程と、 第１導電型半導体層を有する球体基板表面に、前記第１
導電型半導体層の一部が露出したように第２導電型半導
体層を形成してなる球体セルを用意する工程と、 前記球体セルの第１導電型半導体層の露出した部分が、
前記基板の内部の二層が露出するように円形の加工が施
された部分に当接するように球体セルを載置し、弾性体
を前記基板の下に配置して加圧することにより、前記第
１導電型半導体層の露出した部分と、前記基板の第１導
電層とを電気的に接続させ、前記第２導電型半導体層と
前記基板の第２導電層とを電気的に接続させ、前記基板
が前記球体セルに沿うように凹部を形成する工程と、を
含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 【請求項２】 第１導電層と、絶縁層と、第２導電層と
からなる三層構造の内部の二層が露出するように円形の
加工が施された凹部を形成した基板を用意する工程と、 第１導電型半導体層を有する球体基板表面に、前記第１
導電型半導体層の一部が露出したように第２導電型半導
体層を形成してなる球体セルを用意する工程と、 前記球体セルの前記第１導電型半導体層の露出した部分
が、前記基板の内部の二層が露出するように円形の加工
が施された凹部に当接するように球体セルを載置し、加
圧することにより、前記第１導電型半導体層の露出した
部分と、前記基板の第１の導電層とを電気的に接続さ
せ、前記第２導電型半導体層と前記基板の第２の導電層
とを電気的に接続させる工程と、を含むことを特徴とす
る太陽電池の製造方法。 - 【請求項３】 第１導電層、絶縁層、第２導電層の三層
構造からなるシート状の基板が凹部を具備し、該凹部内
に内部が第１導電型半導体層、表面が第２導電型半導体
層からなる球体セルを有し、該球体セルの第１導電型半
導体層が前記基板の第１導電層と電気的に接続されるこ
とにより内側電極が形成され、該球体セルの第２導電型
半導体層が前記基板の第２導電層と電気的に接続される
ことにより外側電極が形成されてなることを特徴とする
太陽電池。 - 【請求項４】 請求項３に記載の太陽電池において、前
記基板の下に弾性体を有することを特徴とする太陽電
池。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000235296A JP3939082B2 (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | 太陽電池の製造方法 |
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| JP2000235296A JP3939082B2 (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | 太陽電池の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| WO2003094248A1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-11-13 | Josuke Nakata | Light-receiving panel or light-emitting panel, and manufacturing method thereof |
| US6706959B2 (en) | 2000-11-24 | 2004-03-16 | Clean Venture 21 Corporation | Photovoltaic apparatus and mass-producing apparatus for mass-producing spherical semiconductor particles |
| JP2006049831A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-02-16 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 光発電パネルの製造方法 |
| EP1693903A1 (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-23 | Clean Venture 21 Corporation | Method of fabricating an array of spherical solar cells |
| US7214557B2 (en) | 2003-10-24 | 2007-05-08 | Kyosemi Corporation | Light receiving or light emitting modular sheet and process for producing the same |
| US7220997B2 (en) | 2002-06-21 | 2007-05-22 | Josuke Nakata | Light receiving or light emitting device and itsd production method |
| US7238968B2 (en) | 2001-08-13 | 2007-07-03 | Josuke Nakata | Semiconductor device and method of making the same |
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| JP2008034643A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Clean Venture 21:Kk | 光電変換装置の製造方法 |
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| US7387400B2 (en) | 2003-04-21 | 2008-06-17 | Kyosemi Corporation | Light-emitting device with spherical photoelectric converting element |
| US7602035B2 (en) | 2001-10-19 | 2009-10-13 | Josuke Nakata | Light emitting or light receiving semiconductor module and method for manufacturing same |
| JP2015164219A (ja) * | 2015-05-13 | 2015-09-10 | アン，ヒョン・ウー | Ｐｃｂを利用した太陽電池 |
-
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- 2000-08-03 JP JP2000235296A patent/JP3939082B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US8597971B2 (en) | 2005-02-18 | 2013-12-03 | Clean Venture 21 Corporation | Method for producing photovoltaic device and photovoltaic device |
| JP2008034643A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Clean Venture 21:Kk | 光電変換装置の製造方法 |
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