JP2002076408A - 太陽電池の製造方法および太陽電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 球体セルが正確な位置合わせや均一な真球で
なくても製造でき、低コストかつ簡単で、受光効率の良
い太陽電池の製造方法および太陽電池を提供する。 【解決手段】 球体セルの上部表面および下部表面が露
出するように、電気的絶縁性および柔軟性のある第１の
透明部材で固定する工程と、球体セル表面の第２導電型
半導体層をエッチングにより除去し、第１導電型半導体
層を露出させる工程と、第１導電型半導体層が露出した
面に、電気的絶縁性および柔軟性のある第２の透明部材
を塗布し、硬化させる工程と、前記第１導電型半導体層
のみが露出するように第２の透明部材を、エッチングに
より除去する、もしくは、研削することにより、第１導
電型半導体層のみを露出させる工程と、第２導電型半導
体層が露出した側の、球体セルおよび第１の透明部材の
表面に、第１導電層を形成する工程と、第１の透明部材
上の第１導電型半導体層の露出した側の、球体セルおよ
び第２の透明部材の表面に、第２導電層を形成する工程
と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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７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、アル
ミ箔２１９にパンチ等により打ち抜いて開口を形成し、
半導体粒子２０７をこのアルミ箔２１９の開口に埋め込
んでいた。このため、半導体粒子２０７をアルミ箔２１
９の開口に対して正確な位置合わせをしてから埋め込ま
なければならなかった。また、埋め込み時に開口のエッ
ジと球体セル間に隙間ができてしまうのを防ぐため、球
体である半導体粒子２０７が球形状や直径が一定の真球
であることが要求されていた。よって、上記のような従
来の太陽電池の製造方法および太陽電池では製造方法が
困難であり、製造コストも高くなってしまうという問題
点があった。

【０００６】本発明は、上記の問題点に鑑みて成された
ものであり、太陽電池の球体セルが正確な位置合わせや
均一な真球でなくても製造でき、低コストかつ簡単で、
受光効率の良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導電型半導体層を有する球体基板表
面に、第２導電型半導体層を形成してなる球体セルを用
いた太陽電池の製造方法において、前記球体セルの上部
表面および下部表面が露出するように、電気的絶縁性お
よび柔軟性のある第１の透明部材で固定する工程と、前
記球体セル表面の前記第２導電型半導体層をエッチング
により除去し、前記第１導電型半導体層を露出させる工
程と、前記第１導電型半導体層が露出した面に、電気的
絶縁性および柔軟性のある第２の透明部材を塗布し、硬
化させる工程と、前記第１導電型半導体層のみが露出す
るように前記第２の透明部材を、エッチングにより除去
する、もしくは、研削することにより、前記第１導電型
半導体層のみを露出させる工程と、前記第２導電型半導
体層が露出した側の、前記球体セルおよび前記第１の透
明部材の表面に、第１導電層を形成する工程と、前記第
１導電型半導体層が露出した側の、前記球体セルおよび
前記第２の透明部材の表面に、第２導電層を形成する工
程と、を含むことを特徴とする。かかる方法によれば、
大きな面積を一括処理することができ、電極間の短絡が
基本的に発生しない。また、基板である絶縁層として柔
軟性のある透明部材を用いるため、容易にエッチング処
理が可能であり、柔軟で受光面積を大きく取ることがで
きる太陽電池を製造することができ、また、第２導電層
を反射効率の良いアルミ薄膜等の金属で形成することが
でき、太陽光の効率的な利用を図ることができる。

【０００８】本発明の第２は、請求項１に記載の太陽電
池の製造方法において、前記第１導電層は、透明導電膜
で被覆することにより、形成されることを特徴とする。
かかる方法によれば、この透明導電膜を透過した太陽光
を取り込むことができる太陽電池を製造することができ
る。

【０００９】本発明の第３の太陽電池の製造方法は、第
１導電型半導体層を有する球体基板表面に、第２導電型
半導体層を形成してなる球体セルを用いた太陽電池の製
造方法において、前記球体セルの上部表面および下部表
面が露出するように、電気的絶縁性および柔軟性のある
第１の透明部材で固定する工程と、前記球体セル表面の
前記第２導電型半導体層をエッチングにより除去し、前
記第１導電型半導体層を露出させる工程と、前記第１導
電型半導体層が露出した面に、電気的絶縁性および柔軟
性のある第２の透明部材を塗布し、硬化させる工程と、
前記第１導電型半導体層のみが露出するように前記第２
の透明部材を、エッチングにより除去する、もしくは、
研削することにより、前記第１導電型半導体層のみを露
出させる工程と、前記第２導電型半導体層が露出した側
の、前記球体セルおよび前記第１の透明部材の表面を導
電性の金属膜で被覆する工程と、前記金属膜の表面に、
光透過層を形成する工程と、前記球体セル間の隙間には
残り、前記球体セル上部のみが露出するようになるま
で、前記光透過層を除去する工程と、残った前記光透過
層をマスクとして用い、前記球体セル上部の前記第２導
電型半導体層が露出するように、前記金属膜の一部を除
去することにより第１導電層を形成する工程と、前記第
１導電型半導体層が露出した側の、前記球体セルおよび
前記第２の透明部材の表面に、第２導電層を形成する工
程と、を含むことを特徴とする。かかる方法によれば、
大きな面積を一括処理することができ、電極間の短絡が
基本的に発生しない。また、基板である絶縁層として柔
軟性のある透明部材を用いるため、容易にエッチング処
理が可能であり、上側の第１導電層を金属膜で形成する
ため、この金属膜で反射した太陽光を球体セルに取り込
むことができ、太陽光の効率的な利用を図れる太陽電池
を製造することができる。

【００１０】本発明の第４は、請求項１〜３のいずれか
に記載の太陽電池の製造方法において、前記第２導電層
は、透明導電膜で被覆することにより、形成されること
を特徴とする。かかる方法によれば、表裏の両面とも受
光面となる太陽電池を製造することができる。

【００１１】本発明の第５は、請求項１〜４のいずれか
に記載の太陽電池の製造方法において、前記球体セルの
上部表面および下部表面が露出するように、電気的絶縁
性および柔軟性のある第１の透明部材で固定する工程
は、離型性粘着テープに前記球体セルを載置し、配列さ
せ、仮固定する工程と、前記球体セルを配列した前記離
型性粘着テープの外縁に、離型性型枠を設ける工程と、
液状の電気的絶縁性および柔軟性のある前記第１の透明
部材を、前記球体セルの一部が液面から露出しないよう
になるまで流し込み、硬化させる工程と、硬化させた前
記第１の透明部材で固定した前記球体セルを、前記離形
性型枠および前記離型性粘着テープから外す工程と、前
記第１の透明部材をエッチングし、表裏両面ともに球体
セルの一部を、前記第１の透明部材から露出させる工程
と、を含むことを特徴とする。かかる方法によれば、球
体セルの正確な位置決めを必要とせず、球体セルの球形
状や直径が一定の真球でなくてもよく、形状や直径がに
ばらつきがあっても配列でき、また、凝集型の配列方
法、格子状の配列方法、千鳥状の配列方法、などの配列
方法により任意の形状に配列させることが可能である。

【００１２】本発明の第６は、請求項１〜４のいずれか
に記載の太陽電池の製造方法において、前記球体セルの
上部表面および下部表面が露出するように、電気的絶縁
性および柔軟性のある第１の透明部材で固定する工程
は、柔軟材を下地に敷いて形成された柔軟離型性粘着テ
ープに、前記球体セルを載置し、配列させ、仮固定する
工程と、前記球体セルを配列した前記柔軟離型性粘着テ
ープの外縁に離型性型枠を設ける工程と、液状の電気的
絶縁性および柔軟性のある前記第１の透明部材を、前記
球体セルの一部が前記透明部材の液面から出るように流
し込み、硬化させる工程と、前記離型性型枠を外し、前
記柔軟離型性粘着テープを下型とし、前記球体セルの上
面に柔軟離型性テープを貼り、これを上型とし、上下よ
り加圧しながら前記第１の透明部材を硬化させる工程
と、前記下型の柔軟離型性粘着テープと、前記上型の柔
軟離型性テープとを剥がし取る程と、を含むことを特徴
とする。かかる方法によれば、球体セルの球形状や直径
が一定の真球でなくてもよく、形状や直径がにばらつき
があっても配列でき、また、凝集型の配列方法、格子状
の配列方法、千鳥状の配列方法、などの配列方法により
任意の形状に配列させることが可能である。さらに、第
１の透明部材をエッチング処理ではなく加圧処理で成形
するため、処理時間の短縮と、エッチング液が不要にな
り、製造コストが低減できる。

【００１３】本発明の第７の太陽電池は、第１導電層
と、柔軟性のある透明部材からなる絶縁層と、第２導電
層とが積層されてなる基板に、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が、埋
め込むように形成され、前記球体セルの第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、前記球体セルの第２導電
型半導体層が、前記基板の透明な第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、前記絶縁層
によって、前記第１導電層と、第２導電層とが電気的に
絶縁されてなることを特徴とする。かかる構成によれ
ば、製造が容易で単純な構造であり、内側電極と外側電
極の短絡が基本的に発生せず、受光面に設けられた透明
な絶縁層により受光効率の優れた太陽電池を実現でき
る。

【００１４】本発明の第８は、請求項７に記載の太陽電
池において、前記第１導電層が透明導電膜で形成されて
なることを特徴とする。かかる構成によれば、この透明
導電膜を透過した太陽光を取り込むことができる太陽電
池を実現できる。

【００１５】本発明の第９太陽電池は、光透過層と、第
１導電層と、柔軟性のある透明部材からなる絶縁層と、
第２導電層とが積層されてなる基板に、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
ルが、埋め込むように形成され、前記第１導電層が、前
記球体セルの受光面を除いた前記第２導電型半導体層の
一部表面と、前記絶縁層の上側の表面とに形成され、前
記球体セルの第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、前記球体セルの第２導電型半導体層が、前記基板の
透明な第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、前記絶縁層によって、前記第１導電層
と、第２導電層とが電気的に絶縁されてなることを特徴
とする。かかる構成によれば、製造が容易で単純な構造
であり、内側電極と外側電極の短絡が基本的に発生せ
ず、第１導電層が、球体セルの受光面を除いて形成され
ており、これにより、反射した太陽光を球体セルに取り
込むことができ、受光効率の優れた太陽電池を実現でき
る。

【００１６】本発明の第１０は、請求項８または９に記
載の太陽電池において、前記第２導電層が透明導電膜で
形成されてなることを特徴とする。かかる構成によれ
ば、太陽電池の表裏の両面とも受光面として使用するこ
とができる。

【００１７】

【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実施の形態を挙げ、図面
を参照して詳細に説明する。

【００１８】（第１の実施の形態）図１は、第１の実施
の形態および第２の実施の形態に係る太陽電池を説明す
る （ａ）要部斜視図、（ｂ）要部斜視図のＡ−Ａ線に対す
る概略断面図である。第１の実施の形態に係る太陽電池
は、図１の（ａ）に示すように、例えばＩＴＯ等で形成
される透明な第１導電層１４と、柔軟性のある透明部材
からなる絶縁層１３と、例えばアルミニウム等の導電性
の金属膜で形成される第２導電層１５とが積層されてな
る基板２０に、太陽電池のセルとなる球体セル１０を埋
め込むように固定されてなる。

【００１９】さらに詳しく本実施の形態に係る太陽電池
の断面構造を説明する。図１の（ｂ）に示すように、内
部のｐ型半導体層（第１導電型半導体層）１１とｐｎ接
合を形成するｎ型半導体層（第２導電型半導体層）１２
を有する球体セル１０が、電気的絶縁性および柔軟性の
ある透明部材１３ａ，１３ｂで形成される絶縁層１３に
埋め込むように形成され、その下面に形成された第２導
電層１５とｐ型半導体層１１が電気的に接続されるよう
に構成されている。これにより、第２導電層１５は太陽
電池の内側電極（ｐ型半導体層に対する電極）となって
いる。

【００２０】また、絶縁層１３の上面（受光面）に形成
された透明な第１導電層１４は、ｎ型半導体層１２と電
気的に接続されるように構成されている。これにより、
第１導電層１４は、太陽電池の外側電極（ｎ型半導体層
に対する電極）となっている。

【００２１】そして、球体セル１０が埋め込まれた柔軟
性のある透明部材１３ａ，１３ｂで形成される絶縁層１
３は、前記第１導電層１４（太陽電池の外側電極）と第
２導電層１５（太陽電池の内側電極）とを電気的に絶縁
するように形成されてなる

【００２２】次に、本実施の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ＣＶＤ法
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。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。

【００２３】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。

【００２４】次に、上述の球体セル１０を用いた太陽電
池の製造方法について、図２、図３を用いて説明する。

【００２５】図２は、第１の製造方法における球体セル
１０の配置から、絶縁層１３に固定するまでの工程を説
明する概略断面図である。まず、図２の（ａ）に示すよ
うに、離型性粘着テープ２１（例えば、テフロン（登録
商標））に球体セル１０を載置し配列させ仮固定する。
この配列方法は、例えば、球体セル１０同士を隙間無く
接触するように配列させる凝集型の配列方法、一定の隙
間を空ける格子状の配列方法、または千鳥状に配列させ
る配列方法、などの配列方法により任意の形状に配列さ
せることが可能である。

【００２６】次に、図２の（ｂ）に示すように、球体セ
ル１０を配列した離型性粘着テープ２１の外縁に、離形
性型枠２２（例えば、テフロン）を設ける。

【００２７】次に、図２の（ｃ）に示すように、電気的
絶縁性を有し、硬化した後に柔軟性が得られる性質を持
つ、常温下で液状の透明部材１３ａ（例えば、エポキシ
樹脂）を球体セル１０の一部が液面から露出しないよう
になるまで流し込み、その後、１００℃〜１５０℃に加
熱して硬化させる。なお、上記透明部材として、時間経
過に伴い自然に硬化する性質の樹脂を用いても良く、そ
の場合には、上記の加熱処理は必要がなくなる。また、
上記のエポキシ樹脂に変えて、ポリイミド樹脂、ガラス
樹脂等を用いることもできる。また、上記の流し込む透
明部材１３ａの量を、球体セル１０の一部が透明部材１
３ａの液面から出る程度（図２の（ｃ）の点線部分ま
で）の量としても良い。

【００２８】次に、図２の（ｄ）に示すように、硬化さ
せた透明部材１３ａで固定した球体セル１０を、離形性
型枠２２および離型性粘着テープ２１から外す。

【００２９】次の工程以降は、図３を用いて以下、説明
する。図３は、球体セル１０を透明部材１３ａで固定し
た後、完成するまでの工程を説明する概略断面図であ
る。球体セル１０が硬化した透明部材１３ａから露出し
ていない場合は、透明部材１３ａを選択的にエッチング
することができる（球体セル１０はエッチングしない）
性質のエッチング剤（例えば、透明部材１３ａがエポキ
シ樹脂の場合は、発煙硝酸等）を用いてエッチングを施
すことにより、表裏両面ともに球体セル１０の一部を透
明部材１３ａから露出させ、図３の（ａ）に示す状態と
する。また、球体セル１０が硬化した透明部材１３ａか
ら露出している場合は、露出している側のみをエッチン
グし、図３の（ａ）に示す状態とする。

【００３０】次に、図３の（ｂ）に示すように、片面
（図では下面）の露出した球体セル１０表面のｎ型半導
体層１２をエッチングにより除去し、ｐ型半導体層１１
を露出させる。

【００３１】次に、図３の（ｃ）に示すように、ｐ型半
導体層１１が露出した側の表面（球体セル１０表面およ
び透明部材１３ａ表面）に、電気的絶縁性を有し、硬化
した後に柔軟性が得られる性質を持つ液状の透明部材１
３ｂ（例えば、エポキシ樹脂）を塗布し、硬化させる。
この透明部材１３ｂは、前記の透明部材１３ａと同じ材
質の樹脂を用いることが好ましい。

【００３２】次に、図３の（ｄ）に示すように、ｐ型半
導体層１１層のみが露出するように透明部材１３ｂをエ
ッチング（例えば、透明部材１３ｂがエポキシ樹脂の場
合は、発煙硝酸を用いる）するか、もしくは、グライン
ディング等により研削することにより、透明部材１３ｂ
からｐ型半導体層１１層のみを露出させる。このように
して、透明部材１３ａおよび透明部材１３ｂにより太陽
電池の基板となる絶縁層１３が形成される。

【００３３】次に、図３の（ｅ）に示すように、ｎ型半
導体層１２が露出した側の表面（ｎ型半導体層１２及び
透明部材１３ｂの表面）を、透明導電膜（例えば、ＩＴ
Ｏ等）で被覆（コーティング）し、これを第１導電層１
４（太陽電池の外側電極）とする。

【００３４】最後に、図３の（ｆ）に示すように、透明
部材１３ｂ上のｐ型半導体層１１の露出した側の表面
（ｐ型半導体層１１及び透明部材１３ａの表面）を、例
えば、スパッタリング法などにより、導電金属膜（例え
ば、アルミニウム等）で被覆（コーティング）し、これ
を第２導電層１５（太陽電池の内側電極）とする。また
は、ニッケル等で鍍金し、その上に半田等を塗布して、
第２導電層１５（太陽電池の内側電極）としても良い。
なお、上記アルミニウム等の導電性の金属膜の代わり
に、ＩＴＯ等の透明導電膜で被覆（コーティング）して
も良く、この場合は、両面から受光することが可能とな
る。以上の一連の工程により、本実施の形態の太陽電池
が形成される。

【００３５】（第２の実施の形態）第２の実施の形態の
太陽電池は、図１に示すように、上述の第１の実施の形
態の太陽電池と構成は同一であるが、その製造方法にお
いて、球体セル１０の配置から、絶縁層１３に固定する
までの工程にのみが異なり、以下、その製造工程につい
て詳細に説明する。

【００３６】図４は、第２の実施の形態における球体セ
ル１０の配置から、絶縁層１３に固定するまでの工程を
説明する概略断面図である。まず、図４の（ａ）に示す
ように、柔軟材を下地に敷いて形成された柔軟離型性粘
着テープ３１に、球体セル１０を載置し配列させ仮固定
する。この配列方法は、例えば、球体セル１０同士を隙
間無く接触するように配列させる凝集型の配列方法、一
定の隙間を空ける格子状の配列方法、または千鳥状に配
列させる配列方法、などの配列方法により任意の形状に
配列させることが可能である。

【００３７】次に、図４の（ｂ）に示すように、球体セ
ル１０を配列した柔軟離型性粘着テープ３１（柔軟材を
下地に敷いて形成されたテフロン等の離型性テープ）の
外縁に離形性型枠２２（例えば、テフロン）を設ける。

【００３８】次に、図４の（ｃ）に示すように、電気的
絶縁性を有し、硬化した後に柔軟性が得られる性質を持
つ、常温下で液状の透明部材１３ａ（例えば、エポキシ
樹脂）を適量流し込む。なお、上記のエポキシ樹脂に変
えて、ポリイミド樹脂、ガラス樹脂等を用いてることも
できる。

【００３９】次に、図４の（ｄ）に示すように、離型性
型枠３２を外す。そして、図４の（ｅ）に示すように、
柔軟離型性粘着テープ３１を下型とし、球体セル１０の
上面に柔軟離型性テープ３３（柔軟材を下地に敷いて形
成されたテフロン等の離型性テープ）を貼り上型とし、
１００℃〜１５０℃に加熱し、プレス装置等を用いて加
圧する。

【００４０】次に、下型の柔軟離型性粘着テープ３１
と、上型の柔軟離型性テープ３３とを剥がし取る。これ
により、図３の（ａ）に示す状態となる。次の工程以降
は、図３の（ｂ）〜（ｆ）に示すように、第１の製造方
法と同様の方法を用いて製造する。以上の一連の工程に
より、本実施の形態の太陽電池が形成される。

【００４１】（第３の実施の形態）図５は、第３の実施
の形態に係る太陽電池を説明する（ａ）要部斜視図、
（ｂ）要部斜視図Ａ−Ａ線に対する概略断面図である。
本実施の形態に係る太陽電池は、図５の（ａ）に示すよ
うに、例えば透明なエポキシ樹脂からなる光透過層１６
と、例えばアルミニウム等の導電性の金属膜で形成され
る第１導電層１４と、柔軟性のある透明部材からなる絶
縁層１３と、例えばアルミニウム等の導電性の金属膜で
形成される第２導電層１５とが積層されてなる基板３０
に、太陽電池のセルとなる球体セル１０を埋め込むよう
に固定されてなる。

【００４２】さらに詳しく本実施の形態に係る太陽電池
の断面構造を説明する。この図５の（ｂ）に示すよう
に、内部のｐ型半導体層（第１導電型半導体層）１１と
ｐｎ接合を形成するｎ型半導体層（第２導電型半導体
層）１２を有する球体セル１０が、電気的絶縁性および
柔軟性のある透明部材１３ａ，１３ｂで形成される絶縁
層１３に埋め込むように形成され、その下面に形成され
た第２導電層１５とｐ型半導体層１１が電気的に接続さ
れるように構成されている。これにより、第１導電層１
４は太陽電池の内側電極（ｐ型半導体層に対する電極）
となっている。

【００４３】また、球体セル１０の受光面を除いたｎ型
半導体層の一部表面と、絶縁層１３の上側の表面とに第
１導電層１４が形成され、ｎ型半導体層１２と電気的に
接続されるように構成されている。これにより、第１導
電層１４は、太陽電池の外側電極（ｎ型半導体層に対す
る電極）になっている。

【００４４】そして、球体セル１０が埋め込まれた柔軟
性のある透明部材１３ａ，１３ｂで形成される絶縁層１
３は、前記第１導電層１４（太陽電池の外側電極）と第
２導電層１５（太陽電池の内側電極）とを電気的に絶縁
するように形成されてなる。

【００４５】次に、本実施の形態に係る太陽電池の具体
的な製造方法の一例を説明する。本実施の形態は、図３
の（ｄ）の絶縁層１３を形成する工程までは、上述の第
１の実施の形態または第２の実施の形態の製造方法と同
様に製造を行い、その後、図６に示した一連の工程で太
陽電池を形成するものである。以下、図６の第３の実施
の形態の一部工程を説明する概略断面図を用いて、絶縁
層１３形成以降の工程を説明する。

【００４６】図３の（ｄ）の絶縁層１３形成の後、図６
の（ａ）に示すように、ｎ型半導体層１２が露出した側
の表面（ｎ型半導体層１２及び透明部材１３ｂの表面）
を、例えば、スパッタリング法などにより、導電性の金
属膜（例えば、アルミニウム等）で被覆（コーティン
グ）し、これを第１導電層１４（太陽電池の外側電極）
とする。

【００４７】次に、図６の（ｂ）に示すように、球体セ
ル１０の上部に、例えば、透明なエポキシ樹脂で被覆
（コーティング）することにより光透過層１６を形成す
る。

【００４８】次に、図６の（ｃ）に示すように、球体セ
ル１０間の隙間には残り、球体セル１０上部のみが露出
するようになるまで、光透過層１６をエッチングする。

【００４９】次に、図６の（ｄ）に示すように、残った
光透過層１６をマスクとして用い、球体セル１０上部の
ｎ型半導体層１２が露出するように、第１導電層１４を
エッチングして除去する。

【００５０】最後に、図６の（ｅ）に示すように、透明
部材１３ｂ上のｐ型半導体層１１の露出した側の表面
（ｐ型半導体層１１及び透明部材１３ａの表面）を、例
えば、スパッタリング法などにより、導電性の金属膜
（例えば、アルミニウム等）で被覆（コーティング）
し、これを第２導電層１５（太陽電池の内側電極）とす
る。以上の一連の工程により、第３の実施の形態の太陽
電池が形成される。

【００５１】上述の各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。

【００５２】

【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、球体セルの正
確な位置決めを必要とせず、球体セルの球形状や直径が
一定の真球でなくてもよく、形状や直径がにばらつきが
あっても製造可能である。また、凝集型の配列方法、格
子状の配列方法、千鳥状の配列方法、などの配列方法に
より任意の形状に配列させることができ、自由な設計が
可能である。また、大きな面積を一括処理することがで
き、さらに、電極間の短絡が基本的に発生しない製造方
法である。また、基板である絶縁層として柔軟性のある
透明部材を用いることができるため、容易にエッチング
処理が可能であり、柔軟で受光面積を大きく取ることが
できる太陽電池を製造することができ、また、上の第１
導電層を透明な導電膜で形成し、下の第２導電層をアル
ミ薄膜で形成することができるため（アルミ薄膜は反射
効率が良いため）、反射した太陽光を球体セルに取り込
むことができ、太陽光の効率的な利用を図ることができ
る。また、上側の第１導電層を金属膜で形成することが
できるため、この金属膜で反射した太陽光を球体セルに
取り込むことができ、太陽光の効率的な利用を図れるこ
とができる。さらに、上下２つの導電層（第１導電層お
よび第２導電層）をどちらも透明な導電膜で形成するこ
ともでき、この場合は、太陽電池の表裏の両面とも受光
面として使用することができるので、さらに効率的な太
陽光の利用を図ることができるものである。これらの効
果により、低コストかつ簡単な太陽電池の製造方法で、
受光効率の優れた太陽電池を提供することができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態および第２の実施の
形態に係る太陽電池を説明する（ａ）要部斜視図、
（ｂ）要部斜視図のＡ−Ａ線に対する概略断面図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る太陽電池の製
造方法における、球体セルを第１により固定するまでの
工程を説明する概略断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池の製
造方法における、球体セルを第１ により固定するまで
の工程を説明する概略断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態および第２の実施の
形態に係る太陽電池の製造方法の第１絶縁層により固定
した後の工程の概略断面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る太陽電池を説
明する（ａ）要部斜視図、（ｂ）要部斜視図Ａ−Ａ線に
対する概略断面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態の一部工程を説明す
る概略断面図である。

【図７】従来の太陽電池を説明する概略断面図である。

【符号の説明】

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 絶縁層 １３ａ，１３ｂ 絶縁部材 １４ 第１導電層 １５ 第２導電層 １６ 光透過層 ２０，３０ 基板 ２１，３１ 離型性粘着テープ ２２，３２ 離型性型枠 ３３ 柔軟離型性テープ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１導電型半導体層を有する球体基板表
   面に、第２導電型半導体層を形成してなる球体セルを用
   いた太陽電池の製造方法において、 前記球体セルの上部表面および下部表面が露出するよう
   に、電気的絶縁性および柔軟性のある第１の透明部材で
   固定する工程と、 前記球体セル表面の前記第２導電型半導体層をエッチン
   グにより除去し、前記第１導電型半導体層を露出させる
   工程と、 前記第１導電型半導体層が露出した面に、電気的絶縁性
   および柔軟性のある第２の透明部材を塗布し、硬化させ
   る工程と、 前記第１導電型半導体層のみが露出するように前記第２
   の透明部材を、エッチングにより除去する、もしくは、
   研削することにより、前記第１導電型半導体層のみを露
   出させる工程と、 前記第２導電型半導体層が露出した側の、前記球体セル
   および前記第１の透明部材の表面に、第１導電層を形成
   する工程と、 前記第１導電型半導体層が露出した側の、前記球体セル
   および前記第２の透明部材の表面に、第２導電層を形成
   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。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の太陽電池の製造方法に
   おいて、前記第１導電層は、透明導電膜で被覆すること
   により、形成されることを特徴とする太陽電池の製造方
   法。
3. 【請求項３】 第１導電型半導体層を有する球体基板表
   面に、第２導電型半導体層を形成してなる球体セルを用
   いた太陽電池の製造方法において、 前記球体セルの上部表面および下部表面が露出するよう
   に、電気的絶縁性および柔軟性のある第１の透明部材で
   固定する工程と、 前記球体セル表面の前記第２導電型半導体層をエッチン
   グにより除去し、前記第１導電型半導体層を露出させる
   工程と、 前記第１導電型半導体層が露出した面に、電気的絶縁性
   および柔軟性のある第２の透明部材を塗布し、硬化させ
   る工程と、 前記第１導電型半導体層のみが露出するように前記第２
   の透明部材を、エッチングにより除去する、もしくは、
   研削することにより、前記第１導電型半導体層のみを露
   出させる工程と、 前記第２導電型半導体層が露出した側の、前記球体セル
   および前記第１の透明部材の表面を導電性の金属膜で被
   覆する工程と、 前記金属膜の表面に、光透過層を形成する工程と、 前記球体セル間の隙間には残り、前記球体セル上部のみ
   が露出するようになるまで、前記光透過層を除去する工
   程と、 残った前記光透過層をマスクとして用い、前記球体セル
   上部の前記第２導電型半導体層が露出するように、前記
   金属膜の一部を除去することにより第１導電層を形成す
   る工程と、 前記第１導電型半導体層が露出した側の、前記球体セル
   および前記第２の透明部材の表面に、第２導電層を形成
   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。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電
   池の製造方法において、前記第２導電層は、透明導電膜
   で被覆することにより、形成されることを特徴とする太
   陽電池の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電
   池の製造方法において、前記球体セルの上部表面および
   下部表面が露出するように、電気的絶縁性および柔軟性
   のある第１の透明部材で固定する工程は、 離型性粘着テープに前記球体セルを載置し、配列させ、
   仮固定する工程と、 前記球体セルを配列した前記離型性粘着テープの外縁
   に、離型性型枠を設ける工程と、 液状の電気的絶縁性および柔軟性のある前記第１の透明
   部材を、前記球体セルの一部が液面から露出しないよう
   になるまで流し込み、硬化させる工程と、 硬化させた前記第１の透明部材で固定した前記球体セル
   を、前記離形性型枠および前記離型性粘着テープから外
   す工程と、 前記第１の透明部材をエッチングし、表裏両面ともに球
   体セルの一部を、前記第１の透明部材から露出させる工
   程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電
   池の製造方法において、前記球体セルの上部表面および
   下部表面が露出するように、電気的絶縁性および柔軟性
   のある第１の透明部材で固定する工程は、 柔軟材を下地に敷いて形成された柔軟離型性粘着テープ
   に、前記球体セルを載置し、配列させ、仮固定する工程
   と、 前記球体セルを配列した前記柔軟離型性粘着テープの外
   縁に離型性型枠を設ける工程と、 液状の電気的絶縁性および柔軟性のある前記第１の透明
   部材を、前記球体セルの一部が前記透明部材の液面から
   出るように流し込み、硬化させる工程と、 前記離型性型枠を外し、前記柔軟離型性粘着テープを下
   型とし、前記球体セルの上面に柔軟離型性テープを貼
   り、これを上型とし、上下より加圧しながら前記第１の
   透明部材を硬化させる工程と、 前記下型の柔軟離型性粘着テープと、前記上型の柔軟離
   型性テープとを剥がし取る程と、を含むことを特徴とす
   る太陽電池の製造方法。
7. 【請求項７】 第１導電層と、柔軟性のある透明部材か
   らなる絶縁層と、第２導電層とが積層されてなる基板
   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が、埋め込むように形成され、 前記球体セルの第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、 前記球体セルの第２導電型半導体層が、前記基板の透明
   な第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、 前記絶縁層によって、前記第１導電層と、第２導電層と
   が電気的に絶縁されてなることを特徴とする太陽電池。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の太陽電池において、前
   記第１導電層が透明導電膜で形成されてなることを特徴
   とする太陽電池。
9. 【請求項９】 光透過層と、第１導電層と、柔軟性のあ
   る透明部材からなる絶縁層と、第２導電層とが積層され
   てなる基板に、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が、埋め込むように形
   成され、 前記第１導電層が、前記球体セルの受光面を除いた前記
   第２導電型半導体層の一部表面と、前記絶縁層の上側の
   表面とに形成され、 前記球体セルの第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、 前記球体セルの第２導電型半導体層が、前記基板の透明
   な第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、 前記絶縁層によって、前記第１導電層と、第２導電層と
   が電気的に絶縁されてなることを特徴とする太陽電池。
10. 【請求項１０】 請求項８または９に記載の太陽電池に
    おいて、前記第２導電層が透明導電膜で形成されてなる
    ことを特徴とする太陽電池。