JP2002083980A - 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る低コストかつ簡単な太陽
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、透明部材の上に透明導電層を形成した透明基板を用
意する工程と、透明基板の上に、球体セルを載置し、接
着させる工程と、電気的絶縁性を持つ透明樹脂を溶融さ
せ、球体セルの一部が液面から露出するまで流し込み、
硬化させ、透明絶縁層を形成する工程と、透明絶縁層か
ら露出した球体セルの第２導電型半導体層のみをエッチ
ングし、内部の第１導電型半導体層を露出させる工程
と、透明絶縁層および前記球体セルの上に露出した第１
導電型半導体層の中央の一部が露出したまま残るよう
に、絶縁部材を塗布することにより、絶縁層を形成する
工程と、透明絶縁層上の第１導電型半導体層の露出した
側の表面に、導電層を形成する工程と、を含む。
一な真球でなくても製造できる低コストかつ簡単な太陽
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、透明部材の上に透明導電層を形成した透明基板を用
意する工程と、透明基板の上に、球体セルを載置し、接
着させる工程と、電気的絶縁性を持つ透明樹脂を溶融さ
せ、球体セルの一部が液面から露出するまで流し込み、
硬化させ、透明絶縁層を形成する工程と、透明絶縁層か
ら露出した球体セルの第２導電型半導体層のみをエッチ
ングし、内部の第１導電型半導体層を露出させる工程
と、透明絶縁層および前記球体セルの上に露出した第１
導電型半導体層の中央の一部が露出したまま残るよう
に、絶縁部材を塗布することにより、絶縁層を形成する
工程と、透明絶縁層上の第１導電型半導体層の露出した
側の表面に、導電層を形成する工程と、を含む。
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、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。
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る低コストかつ簡単な太
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。
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る低コストかつ簡単な太
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、透明部材の上に透明
導電層を形成した透明基板を用意する工程と、前記透明
基板の上に、前記球体セルを載置し、接着させる工程
と、電気的絶縁性を持つ透明樹脂を溶融させ、球体セル
の一部が液面から露出するまで流し込み、硬化させ、透
明絶縁層を形成する工程と、前記透明絶縁層から露出し
た前記球体セルの第２導電型半導体層のみをエッチング
し、内部の前記第１導電型半導体層を露出させる工程
と、前記透明絶縁層および前記球体セルの上に露出した
前記第１導電型半導体層の中央の一部が露出したまま残
るように、絶縁部材を塗布することにより、絶縁層を形
成する工程と、前記透明絶縁層上の前記第１導電型半導
体層の露出した側の表面に、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、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る。ま
た、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る。
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、透明部材の上に透明
導電層を形成した透明基板を用意する工程と、前記透明
基板の上に、前記球体セルを載置し、接着させる工程
と、電気的絶縁性を持つ透明樹脂を溶融させ、球体セル
の一部が液面から露出するまで流し込み、硬化させ、透
明絶縁層を形成する工程と、前記透明絶縁層から露出し
た前記球体セルの第２導電型半導体層のみをエッチング
し、内部の前記第１導電型半導体層を露出させる工程
と、前記透明絶縁層および前記球体セルの上に露出した
前記第１導電型半導体層の中央の一部が露出したまま残
るように、絶縁部材を塗布することにより、絶縁層を形
成する工程と、前記透明絶縁層上の前記第１導電型半導
体層の露出した側の表面に、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、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る。ま
た、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る。
【０００８】本発明の第２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、透明部材の上に透明導電層を形成した
透明基板を用意する工程と、前記透明基板の上に、前記
球体セルを載置し、接着させる工程と、電気的絶縁性を
持つ透明樹脂を溶融させ、前記球体セルの全部分が埋ま
るように流し込み、硬化させ、透明絶縁層を形成する工
程と、透明絶縁層から露出した球体セル内部の第１導電
型半導体層が露出するように、透明絶縁層および球体セ
ルの表面を研削し除去する工程と、前記第１導電型半導
体層のみに接する貫通孔を有する絶縁部材を、前記透明
絶縁層および前記球体セルの表面に貼り付け、絶縁層と
する工程と、前記絶縁部材の表面を導電部材で覆い、か
つ、前記貫通孔に前記導電部材を充填させ、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、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
ができる。また、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る。さら
に、絶縁層を形成する工程は、貫通孔のある絶縁部材を
貼り付けることだけであるので、絶縁樹脂の溶融・硬化
処理などの工程が必要とせず、製造が容易にできる。
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、透明部材の上に透明導電層を形成した
透明基板を用意する工程と、前記透明基板の上に、前記
球体セルを載置し、接着させる工程と、電気的絶縁性を
持つ透明樹脂を溶融させ、前記球体セルの全部分が埋ま
るように流し込み、硬化させ、透明絶縁層を形成する工
程と、透明絶縁層から露出した球体セル内部の第１導電
型半導体層が露出するように、透明絶縁層および球体セ
ルの表面を研削し除去する工程と、前記第１導電型半導
体層のみに接する貫通孔を有する絶縁部材を、前記透明
絶縁層および前記球体セルの表面に貼り付け、絶縁層と
する工程と、前記絶縁部材の表面を導電部材で覆い、か
つ、前記貫通孔に前記導電部材を充填させ、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、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
ができる。また、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る。さら
に、絶縁層を形成する工程は、貫通孔のある絶縁部材を
貼り付けることだけであるので、絶縁樹脂の溶融・硬化
処理などの工程が必要とせず、製造が容易にできる。
【０００９】本発明の第３は、請求項１または２に記載
の太陽電池の製造方法において、前記導電層を、透明な
導電膜で形成す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。
の太陽電池の製造方法において、前記導電層を、透明な
導電膜で形成す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。
【００１０】本発明の第４の太陽電池は、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、下層から順に導電層、絶縁層、透明絶縁層、透
明導電層、透明部材が積層された基板に埋め込むように
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、絶縁層および透明絶縁層によって、前記
導電層と前記透明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、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。
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、下層から順に導電層、絶縁層、透明絶縁層、透
明導電層、透明部材が積層された基板に埋め込むように
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、絶縁層および透明絶縁層によって、前記
導電層と前記透明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、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。
【００１１】本発明の第５は、請求項４に記載の太陽電
池において、前記導電層が透明な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。
池において、前記導電層が透明な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。
【００１２】
【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。
【００１３】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、この図１に示すように、下
から導電層１７（例えば、アルミ薄膜、ＩＴＯ等で形成
される）、絶縁層１６（例えば、エポキシ樹脂等で形成
される）、透明絶縁層１５、透明導電層１３（例えば、
ＩＴＯ等で形成される）、透明部材１４を積層構成され
た太陽電池基板２０内に、太陽電池のセルとなる球体セ
ル１０を埋め込むように形成されている。
に要部斜視図を示すように、この図１に示すように、下
から導電層１７（例えば、アルミ薄膜、ＩＴＯ等で形成
される）、絶縁層１６（例えば、エポキシ樹脂等で形成
される）、透明絶縁層１５、透明導電層１３（例えば、
ＩＴＯ等で形成される）、透明部材１４を積層構成され
た太陽電池基板２０内に、太陽電池のセルとなる球体セ
ル１０を埋め込むように形成されている。
【００１４】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、前述のように、
下層から順に導電層１７、絶縁層１６、透明絶縁層１
５、透明導電層１３、透明部材１４を積層構成された太
陽電池基板２０内に埋め込むように形成されている。
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、前述のように、
下層から順に導電層１７、絶縁層１６、透明絶縁層１
５、透明導電層１３、透明部材１４を積層構成された太
陽電池基板２０内に埋め込むように形成されている。
【００１５】上記構成において、導電層１７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、導電層１７は太陽電池の内側電極となって
いる。また、透明導電層１３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、透
明導電層１３は太陽電池の外側電極となっている。
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、導電層１７は太陽電池の内側電極となって
いる。また、透明導電層１３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、透
明導電層１３は太陽電池の外側電極となっている。
【００１６】さらに、透明絶縁層１５および絶縁層１６
により導電層１７（太陽電池の内側電極）と透明導電層
１３（太陽電池の外側電極）とが電気的に絶縁されてい
るものである。
により導電層１７（太陽電池の内側電極）と透明導電層
１３（太陽電池の外側電極）とが電気的に絶縁されてい
るものである。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】次に、上述の球体セル１０を用いた太陽電
池の製造方法として、第１の製造方法と第２の製造方法
の二例を挙げ、図３〜図６を用いて説明する。
池の製造方法として、第１の製造方法と第２の製造方法
の二例を挙げ、図３〜図６を用いて説明する。
【００２０】（第１の製造方法）図３は、第１の製造方
法における工程（ａ）〜（ｄ）を説明する概略断面図で
ある。図４は、第１の製造方法における工程（ｅ）〜
（ｇ）を説明する概略断面図である。まず、図３の
（ａ）に示すように、透明部材１４（例えば、ガラス
等）の上に、透明導電層１３（例えば、ＩＴＯ等）が形
成された透明基板２１を用意する。
法における工程（ａ）〜（ｄ）を説明する概略断面図で
ある。図４は、第１の製造方法における工程（ｅ）〜
（ｇ）を説明する概略断面図である。まず、図３の
（ａ）に示すように、透明部材１４（例えば、ガラス
等）の上に、透明導電層１３（例えば、ＩＴＯ等）が形
成された透明基板２１を用意する。
【００２１】次に、図３の（ｂ）に示すように、透明導
電層１３上に、球体セル１０を載置し、プレス装置等で
圧接させた状態で、例えば、ＩＴＯ等を流し込むことに
よって接着させる。このときの位置決めは特に必要とせ
ず、また、その配列方法として、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。
電層１３上に、球体セル１０を載置し、プレス装置等で
圧接させた状態で、例えば、ＩＴＯ等を流し込むことに
よって接着させる。このときの位置決めは特に必要とせ
ず、また、その配列方法として、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。
【００２２】次に、図３の（ｃ）に示すように、電気的
絶縁性を持つ透明樹脂（例えば、ローダミンなどの増感
材）を、球体セル１０の一部が液面から露出するまで流
し込み、硬化させ、透明絶縁層１５を形成する。
絶縁性を持つ透明樹脂（例えば、ローダミンなどの増感
材）を、球体セル１０の一部が液面から露出するまで流
し込み、硬化させ、透明絶縁層１５を形成する。
【００２３】次に、図３の（ｄ）に示すように、透明絶
縁層１５から露出した球体セル１０のｎ型半導体層１２
のみをエッチングし、内部のｐ型半導体層１１を露出さ
せる。
縁層１５から露出した球体セル１０のｎ型半導体層１２
のみをエッチングし、内部のｐ型半導体層１１を露出さ
せる。
【００２４】次に、図４の（ｅ）に示すように、絶縁部
材（例えば、エポキシ樹脂）を透明絶縁層１５および球
体セル１０の上に塗布（コーティング）し、絶縁層１６
を形成する。このとき、上記の図３の（ｄ）における工
程で露出したｐ型半導体層１１の中央の一部が露出した
まま残るように、塗布（コーティング）する。
材（例えば、エポキシ樹脂）を透明絶縁層１５および球
体セル１０の上に塗布（コーティング）し、絶縁層１６
を形成する。このとき、上記の図３の（ｄ）における工
程で露出したｐ型半導体層１１の中央の一部が露出した
まま残るように、塗布（コーティング）する。
【００２５】次に、図４の（ｆ）に示すように、透明絶
縁層１５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および透明絶縁層１５の表面）を、導電
金属膜でコーティングし（例えば、アルミニウム等をス
パッタリングする）、これを導電層１７（太陽電池の内
側電極）とする。
縁層１５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および透明絶縁層１５の表面）を、導電
金属膜でコーティングし（例えば、アルミニウム等をス
パッタリングする）、これを導電層１７（太陽電池の内
側電極）とする。
【００２６】最後に、図４の（ｇ）に示すように、上下
を逆転することにより（上面から太陽光が照射されると
して）、本実施の形態に係る太陽電池が形成される。
を逆転することにより（上面から太陽光が照射されると
して）、本実施の形態に係る太陽電池が形成される。
【００２７】（第２の製造方法）図５は、第２の製造方
法における工程（ａ）〜（ｄ）を説明する概略断面図で
ある。図６は、第２の製造方法における工程（ｅ）〜
（ｇ）を説明する概略断面図である。まず、図５の
（ａ）に示すように、透明部材１４（例えば、ガラス
等）の上に、透明導電層１３（例えば、ＩＴＯ等）を形
成した透明基板２１を用意する。
法における工程（ａ）〜（ｄ）を説明する概略断面図で
ある。図６は、第２の製造方法における工程（ｅ）〜
（ｇ）を説明する概略断面図である。まず、図５の
（ａ）に示すように、透明部材１４（例えば、ガラス
等）の上に、透明導電層１３（例えば、ＩＴＯ等）を形
成した透明基板２１を用意する。
【００２８】次に、図５の（ｂ）に示すように、透明導
電層１３上に、球体セル１０を載置し、、プレス装置等
で圧接させた状態で、例えば、ＩＴＯ等を流し込むこと
によって接着させる。このときの位置決めは特に必要と
せず、また、その配列方法として、例えば、球体セル１
０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。
電層１３上に、球体セル１０を載置し、、プレス装置等
で圧接させた状態で、例えば、ＩＴＯ等を流し込むこと
によって接着させる。このときの位置決めは特に必要と
せず、また、その配列方法として、例えば、球体セル１
０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。
【００２９】次に、図５の（ｃ）に示すように、電気的
絶縁性を持つ透明絶縁層１５（例えば、ローダミンなど
の増感材）を、球体セル１０の全部分が埋まるように流
し込み、硬化させる。
絶縁性を持つ透明絶縁層１５（例えば、ローダミンなど
の増感材）を、球体セル１０の全部分が埋まるように流
し込み、硬化させる。
【００３０】次に、図５の（ｄ）に示すように、透明絶
縁層１５から露出した球体セル１０内部のｐ型半導体層
１１が露出するように、透明絶縁層１５および球体セル
１０の表面をグラインディング等により研削し除去す
る。
縁層１５から露出した球体セル１０内部のｐ型半導体層
１１が露出するように、透明絶縁層１５および球体セル
１０の表面をグラインディング等により研削し除去す
る。
【００３１】次に、図６の（ｅ）に示すように、表面に
貫通孔Ｈがあるシート状の絶縁部材を、透明絶縁層１５
および球体セル１０の表面に貼り付け、これを絶縁層１
６とする。この貫通孔Ｈは、上記の研削により球体セル
１０の表面に露出したｐ型半導体層１１のみに接するよ
うに予め空けられている。
貫通孔Ｈがあるシート状の絶縁部材を、透明絶縁層１５
および球体セル１０の表面に貼り付け、これを絶縁層１
６とする。この貫通孔Ｈは、上記の研削により球体セル
１０の表面に露出したｐ型半導体層１１のみに接するよ
うに予め空けられている。
【００３２】次に、図６の（ｆ）に示すように、絶縁層
１６の表面が、導電部材で覆われ、かつ、貫通孔Ｈに充
填するように、例えば、銀ペーストをスキージング（sq
ueezing）処理を施した後、貫通孔に埋め込み、１５０
℃〜２００℃に加熱して、約１時間キュア（硬化）処理
を施す。これを導電層１７（太陽電池の内側電極）とす
る。
１６の表面が、導電部材で覆われ、かつ、貫通孔Ｈに充
填するように、例えば、銀ペーストをスキージング（sq
ueezing）処理を施した後、貫通孔に埋め込み、１５０
℃〜２００℃に加熱して、約１時間キュア（硬化）処理
を施す。これを導電層１７（太陽電池の内側電極）とす
る。
【００３３】最後に、図６の（ｇ）に示すように、上下
を逆転することにより（上面から太陽光が照射されると
して）、本実施の形態に係る太陽電池が形成される。
を逆転することにより（上面から太陽光が照射されると
して）、本実施の形態に係る太陽電池が形成される。
【００３４】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。また、導電層１７（太陽
電池の内側電極）は、ＩＴＯ等の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。
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。また、導電層１７（太陽
電池の内側電極）は、ＩＴＯ等の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。
【００３５】
【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、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。または、導電層を
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。または、絶縁層を貫通孔のある絶縁部材
を貼り付けることによっても製造できるので、この場合
は、絶縁樹脂の溶融・硬化処理などの工程が必要とせ
ず、さらに製造が容易になる。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。
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、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。または、導電層を
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。または、絶縁層を貫通孔のある絶縁部材
を貼り付けることによっても製造できるので、この場合
は、絶縁樹脂の溶融・硬化処理などの工程が必要とせ
ず、さらに製造が容易になる。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第１の製造
方法における工程（ａ）〜（ｄ）の概略断面図である。
方法における工程（ａ）〜（ｄ）の概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る太陽電池の第１の製造
方法における工程（ｅ）〜（ｇ）の概略断面図である。
方法における工程（ｅ）〜（ｇ）の概略断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る太陽電池の第２の製造
方法における工程（ａ）〜（ｄ）の概略断面図である。
方法における工程（ａ）〜（ｄ）の概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る太陽電池の第２の製造
方法における工程（ｅ）〜（ｇ）の概略断面図である。
方法における工程（ｅ）〜（ｇ）の概略断面図である。
【図７】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 透明導電層 １４ 透明部材 １５ 透明絶縁層 １６ 絶縁層 １７ 導電層 ２０ 太陽電池基板 ２１ 透明基板
Claims (5)
- 【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、 透明部材の上に透明導電層を形成した透明基板を用意す
る工程と、 前記透明基板の上に、前記球体セルを載置し、接着させ
る工程と、 電気的絶縁性を持つ透明樹脂を溶融させ、球体セルの一
部が液面から露出するまで流し込み、硬化させ、透明絶
縁層を形成する工程と、 前記透明絶縁層から露出した前記球体セルの第２導電型
半導体層のみをエッチングし、内部の前記第１導電型半
導体層を露出させる工程と、 前記透明絶縁層および前記球体セルの上に露出した前記
第１導電型半導体層の中央の一部が露出したまま残るよ
うに、絶縁部材を塗布することにより、絶縁層を形成す
る工程と、 前記透明絶縁層上の前記第１導電型半導体層の露出した
側の表面に、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。 - 【請求項２】 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、 透明部材の上に透明導電層を形成した透明基板を用意す
る工程と、 前記透明基板の上に、前記球体セルを載置し、接着させ
る工程と、 電気的絶縁性を持つ透明樹脂を溶融させ、前記球体セル
の全部分が埋まるように流し込み、硬化させ、透明絶縁
層を形成する工程と、 透明絶縁層から露出した球体セル内部の第１導電型半導
体層が露出するように、透明絶縁層および球体セルの表
面を研削し除去する工程と、 前記第１導電型半導体層のみに接する貫通孔を有する絶
縁部材を、前記透明絶縁層および前記球体セルの表面に
貼り付け、絶縁層とする工程と、 前記絶縁部材の表面を導電部材で覆い、かつ、前記貫通
孔に前記導電部材を充填させ、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。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の太陽電池の製
造方法において、前記導電層を、透明な導電膜で形成す
ることを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 【請求項４】 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、下層から順に導電
層、絶縁層、透明絶縁層、透明導電層、透明部材が積層
された基板に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、絶縁層およ
び透明絶縁層によって、前記導電層と前記透明導電層と
が電気的に絶縁されてなることを特徴とする太陽電池。 - 【請求項５】 請求項４に記載の太陽電池において、前
記導電層が透明な導電膜で形成されてなることを特徴と
する太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000270064A JP4001260B2 (ja) | 2000-09-06 | 2000-09-06 | 太陽電池の製造方法および太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000270064A JP4001260B2 (ja) | 2000-09-06 | 2000-09-06 | 太陽電池の製造方法および太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002083980A true JP2002083980A (ja) | 2002-03-22 |
| JP4001260B2 JP4001260B2 (ja) | 2007-10-31 |
Family
ID=18756572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000270064A Expired - Fee Related JP4001260B2 (ja) | 2000-09-06 | 2000-09-06 | 太陽電池の製造方法および太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4001260B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7079453B2 (en) | 2002-07-09 | 2006-07-18 | Casio Computer Co., Ltd. | Timepiece and electronic apparatus with bulb-shaped semiconductor element |
| JP2011205150A (ja) * | 2011-07-15 | 2011-10-13 | Clean Venture 21 Corp | 光電変換装置の製造方法 |
| KR101316943B1 (ko) | 2010-09-30 | 2013-10-18 | 한국에너지기술연구원 | 실리콘 구립체 기반 태양전지 제조방법 및 이에 의하여 제조된 태양전지 |
-
2000
- 2000-09-06 JP JP2000270064A patent/JP4001260B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7079453B2 (en) | 2002-07-09 | 2006-07-18 | Casio Computer Co., Ltd. | Timepiece and electronic apparatus with bulb-shaped semiconductor element |
| KR101316943B1 (ko) | 2010-09-30 | 2013-10-18 | 한국에너지기술연구원 | 실리콘 구립체 기반 태양전지 제조방법 및 이에 의하여 제조된 태양전지 |
| JP2011205150A (ja) * | 2011-07-15 | 2011-10-13 | Clean Venture 21 Corp | 光電変換装置の製造方法 |
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|---|---|
| JP4001260B2 (ja) | 2007-10-31 |
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