JP2002100792A - 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】 （修正有）
【課題】 低コストかつ簡単で受光効率の優れた太陽電
池の製造方法および太陽電池を提供する。 【解決手段】 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、球体セルを、金属板
上の熱可塑性樹脂の表面から半分程度露出するように埋
め込み、熱可塑性樹脂で被覆されていない球体セルの表
面の第２導電型半導体層を除去し、セルの表面に露出し
た第１導電型半導体層に接触するように、第１の導電性
部材を塗布する工程と、球体セルを金属シートに載置し
て加圧する工程と、熱可塑性樹脂を除去する工程と、金
属板を取り外し、金属シート上と球体セルとの下部を覆
うように絶縁性樹脂を塗布、硬化させる工程と、球体セ
ルおよび絶縁性樹脂を覆うように、透明導電膜を形成す
る工程と、を含む
池の製造方法および太陽電池を提供する。 【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
いた太陽電池の製造方法において、球体セルを、金属板
上の熱可塑性樹脂の表面から半分程度露出するように埋
め込み、熱可塑性樹脂で被覆されていない球体セルの表
面の第２導電型半導体層を除去し、セルの表面に露出し
た第１導電型半導体層に接触するように、第１の導電性
部材を塗布する工程と、球体セルを金属シートに載置し
て加圧する工程と、熱可塑性樹脂を除去する工程と、金
属板を取り外し、金属シート上と球体セルとの下部を覆
うように絶縁性樹脂を塗布、硬化させる工程と、球体セ
ルおよび絶縁性樹脂を覆うように、透明導電膜を形成す
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。
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。
【０００６】また、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。
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。
【０００７】さらに、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ものであっ
た。
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ものであっ
た。
【０００８】本発明は、上記の問題点に鑑みて成された
ものであり、低コストかつ簡単で受光効率の優れた太陽
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、低コストかつ簡単で受光効率の優れた太陽
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。
【０００９】
【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、加熱した金属板の表
面に、熱可塑性樹脂を塗布する工程と、前記球体セル
を、前記熱可塑性樹脂の表面から半分程度露出するよう
に、埋め込み、前記熱可塑性樹脂を固体化する工程と、
前記熱可塑性樹脂で被覆されていない前記球体セルの表
面の前記第２導電型半導体層を除去する工程と、前記第
２導電型半導体層を除去した前記球体セルの表面に露出
した第１導電型半導体層に接触するように、第１の導電
性部材を塗布する工程と、前記球体セルを金属シートに
載置して加圧する工程と、前記熱可塑性樹脂を除去する
工程と、前記金属板を取り外し、前記金属シート上と前
記球体セルとの下部を覆うように絶縁性樹脂を塗布した
後、該絶縁性樹脂を硬化させる工程と、前記球体セルお
よび前記絶縁性樹脂を覆うように、透明導電膜を形成す
る工程と、第２の導電性部材を、球体セルの側面上の前
記透明導電膜に接するように塗布する工程と、前記金属
シートと前記第１導電型半導体層との電気的な接続をと
る工程と、を含むことを特徴とする。かかる方法によれ
ば、ｐｎ接合領域が球体であるため、ｐｎ接合領域の面
積が大きく光の変換効率が高い太陽電池を製造できる。
また、球体セル表面を覆う導電膜が透明であるため、太
陽光を受ける面積が大きく、かつ、球体セルの下に敷い
た金属シートから反射した太陽光を取り込むことができ
るため、太陽光の受光効率が良い。さらに、製造工程が
簡単で、信頼性の高い太陽電池を製造できる。
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、加熱した金属板の表
面に、熱可塑性樹脂を塗布する工程と、前記球体セル
を、前記熱可塑性樹脂の表面から半分程度露出するよう
に、埋め込み、前記熱可塑性樹脂を固体化する工程と、
前記熱可塑性樹脂で被覆されていない前記球体セルの表
面の前記第２導電型半導体層を除去する工程と、前記第
２導電型半導体層を除去した前記球体セルの表面に露出
した第１導電型半導体層に接触するように、第１の導電
性部材を塗布する工程と、前記球体セルを金属シートに
載置して加圧する工程と、前記熱可塑性樹脂を除去する
工程と、前記金属板を取り外し、前記金属シート上と前
記球体セルとの下部を覆うように絶縁性樹脂を塗布した
後、該絶縁性樹脂を硬化させる工程と、前記球体セルお
よび前記絶縁性樹脂を覆うように、透明導電膜を形成す
る工程と、第２の導電性部材を、球体セルの側面上の前
記透明導電膜に接するように塗布する工程と、前記金属
シートと前記第１導電型半導体層との電気的な接続をと
る工程と、を含むことを特徴とする。かかる方法によれ
ば、ｐｎ接合領域が球体であるため、ｐｎ接合領域の面
積が大きく光の変換効率が高い太陽電池を製造できる。
また、球体セル表面を覆う導電膜が透明であるため、太
陽光を受ける面積が大きく、かつ、球体セルの下に敷い
た金属シートから反射した太陽光を取り込むことができ
るため、太陽光の受光効率が良い。さらに、製造工程が
簡単で、信頼性の高い太陽電池を製造できる。
【００１０】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、前記球体セルを配列させるため
の保持部材を用いて、前記球体セル同士の間隔を空けて
配列することを特徴とする。かかる方法によれば、保持
部材の形状に合わせて、球体セルの配列の形状・間隔を
設定できるので、太陽電池に適した球体セルの配列が容
易に実現できる。
池の製造方法において、前記球体セルを配列させるため
の保持部材を用いて、前記球体セル同士の間隔を空けて
配列することを特徴とする。かかる方法によれば、保持
部材の形状に合わせて、球体セルの配列の形状・間隔を
設定できるので、太陽電池に適した球体セルの配列が容
易に実現できる。
【００１１】本発明の第３は、請求項２に記載の太陽電
池の製造方法において、前記球体セルが縦横に格子状に
配列することを特徴とする。かかる方法によれば、第２
の導電性部材による配線がし易い形状であり、受光効率
の良い球体セルの配列をとることができる。
池の製造方法において、前記球体セルが縦横に格子状に
配列することを特徴とする。かかる方法によれば、第２
の導電性部材による配線がし易い形状であり、受光効率
の良い球体セルの配列をとることができる。
【００１２】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、前記透明導電膜
よりも低い抵抗値の前記第２の導電性部材を、前記球体
セルの側面上の透明導電膜に接するように塗布すること
を特徴とする。かかる方法によれば、電極までの配線抵
抗を低くできる。
に記載の太陽電池の製造方法において、前記透明導電膜
よりも低い抵抗値の前記第２の導電性部材を、前記球体
セルの側面上の透明導電膜に接するように塗布すること
を特徴とする。かかる方法によれば、電極までの配線抵
抗を低くできる。
【００１３】本発明の第５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
セルを具備し、前記球体セルの一部の第１導電型半導体
層が露出し、該第１導電型半導体層が第１の導電性部材
を介して金属シートに電気的に接続するように、該金属
シート上に前記球体セルが載置され、前記球体セルの表
面は、絶縁性樹脂によって前記金属シートと電気的に絶
縁された透明導電膜によって覆われ、該透明導電膜と第
２導電型半導体層とが電気的に接続され、第２の導電性
部材が、前記球体セルの側面上の前記透明導電膜に接す
るように接続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
セルを具備し、前記球体セルの一部の第１導電型半導体
層が露出し、該第１導電型半導体層が第１の導電性部材
を介して金属シートに電気的に接続するように、該金属
シート上に前記球体セルが載置され、前記球体セルの表
面は、絶縁性樹脂によって前記金属シートと電気的に絶
縁された透明導電膜によって覆われ、該透明導電膜と第
２導電型半導体層とが電気的に接続され、第２の導電性
部材が、前記球体セルの側面上の前記透明導電膜に接す
るように接続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６は、請求項５に記載の太陽電
池において、前記球体セルが縦横に格子状に配列されて
なることを特徴とする。かかる構成によれば、受光効率
の良い球体セルの配列をとることができる。
池において、前記球体セルが縦横に格子状に配列されて
なることを特徴とする。かかる構成によれば、受光効率
の良い球体セルの配列をとることができる。
【００１５】本発明の第７は、請求項５または６に記載
の太陽電池において、前記第２の導電性部材の配線パタ
ーンに設けられたパッド部に接続されたボンディングワ
イヤーにより、太陽電池の一方の電極に接続され、前記
透明導電膜の外周には、前記絶縁性樹脂が配置され、該
絶縁性樹脂の外周には、前記金属シートが配置され、該
金属シートは、ボンディングワイヤーにより、太陽電池
の他方の電極に接続されてなることを特徴とする。かか
る構成によれば、ボンディングワイヤーによる接続が容
易にでき、電極を容易に形成可能な太陽電池を実現でき
る。
の太陽電池において、前記第２の導電性部材の配線パタ
ーンに設けられたパッド部に接続されたボンディングワ
イヤーにより、太陽電池の一方の電極に接続され、前記
透明導電膜の外周には、前記絶縁性樹脂が配置され、該
絶縁性樹脂の外周には、前記金属シートが配置され、該
金属シートは、ボンディングワイヤーにより、太陽電池
の他方の電極に接続されてなることを特徴とする。かか
る構成によれば、ボンディングワイヤーによる接続が容
易にでき、電極を容易に形成可能な太陽電池を実現でき
る。
【００１６】
【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。
【００１７】図１は、本発明の実施の形態に係る太陽電
池の（ａ）平面図、（ｂ）Ａ−Ａ線の断面概要図であ
る。本発明の実施形態に係る太陽電池１は、図１の
（ａ）に示すように、透明導電膜２２に覆われた球体セ
ル１０が縦横に格子状に配列され、これらの球体セル１
０の側面上の透明導電膜２２に接するように第２の導電
性部材２３が接続され、この第２の導電性部材２３の配
線パターンに設けられたパッド部２３ａに接続されたボ
ンディングワイヤー２４により、太陽電池１のマイナス
電極２５に接続されている。また、透明導電膜２２の外
周には、絶縁性樹脂２１が配置され、さらに、この絶縁
性樹脂２１の外周には、金属シート１７が配置されてお
り、この金属シート１７は、ボンディングワイヤー２６
により、太陽電池１のプラス電極２７に接続されてい
る。
池の（ａ）平面図、（ｂ）Ａ−Ａ線の断面概要図であ
る。本発明の実施形態に係る太陽電池１は、図１の
（ａ）に示すように、透明導電膜２２に覆われた球体セ
ル１０が縦横に格子状に配列され、これらの球体セル１
０の側面上の透明導電膜２２に接するように第２の導電
性部材２３が接続され、この第２の導電性部材２３の配
線パターンに設けられたパッド部２３ａに接続されたボ
ンディングワイヤー２４により、太陽電池１のマイナス
電極２５に接続されている。また、透明導電膜２２の外
周には、絶縁性樹脂２１が配置され、さらに、この絶縁
性樹脂２１の外周には、金属シート１７が配置されてお
り、この金属シート１７は、ボンディングワイヤー２６
により、太陽電池１のプラス電極２７に接続されてい
る。
【００１８】なお、上記の球体セル１０の配列方法は、
縦横に格子状に配列しているものであるが、千鳥状の配
列方法などの配列方法などでもよく、第２の導電性部材
２３による配線パターンが設けられるように球体セル１
０同士が間隔を空けて配置されていれば任意の形状に配
列してもよい。
縦横に格子状に配列しているものであるが、千鳥状の配
列方法などの配列方法などでもよく、第２の導電性部材
２３による配線パターンが設けられるように球体セル１
０同士が間隔を空けて配置されていれば任意の形状に配
列してもよい。
【００１９】さらに詳しく太陽電池の断面構造を説明す
る。図１の（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線の断面図であ
る。この図１の（ｂ）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は、その一部のｐ型半導体層１１が露出してい
る。そして、この露出したｐ型半導体層１１のみが接す
る（ｎ型半導体層１１は接しない）ように、金属シート
１７上に載置されている。さらに、球体セル１０は、絶
縁性樹脂２１によって金属シート１７と電気的に絶縁さ
れた透明導電膜２２によって覆われ、この透明導電膜２
２とｎ型半導体層１２とが電気的に接続されるように構
成されている。
る。図１の（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線の断面図であ
る。この図１の（ｂ）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は、その一部のｐ型半導体層１１が露出してい
る。そして、この露出したｐ型半導体層１１のみが接す
る（ｎ型半導体層１１は接しない）ように、金属シート
１７上に載置されている。さらに、球体セル１０は、絶
縁性樹脂２１によって金属シート１７と電気的に絶縁さ
れた透明導電膜２２によって覆われ、この透明導電膜２
２とｎ型半導体層１２とが電気的に接続されるように構
成されている。
【００２０】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。図２は、球
体セル１０の構造を模式的に示した断面図であり、ｐ型
半導体層１１を有する球体基板の表面にｎ型半導体層１
２が形成されている。以下、本実施の形態で用いるこの
球体セル１０の形成方法の一例について説明する。
具体的な製造方法の一例を以下、説明する。図２は、球
体セル１０の構造を模式的に示した断面図であり、ｐ型
半導体層１１を有する球体基板の表面にｎ型半導体層１
２が形成されている。以下、本実施の形態で用いるこの
球体セル１０の形成方法の一例について説明する。
【００２１】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。
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。
【００２２】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。
【００２３】次に、上述の球体セル１０を用いた太陽電
池の製造方法の一例を、図３，図４を用いて説明する。
池の製造方法の一例を、図３，図４を用いて説明する。
【００２４】図３は、工程（ａ）〜（ｆ）を説明する概
略断面図である。図４は、工程（ｇ）〜（ｋ）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、３０秒〜１２０秒間、６０℃〜１００℃に加熱した
金属板１３（例えば、アルミニウム、銅、ＳＵＳ等）の
表面に、熱可塑性樹脂１４（例えば、ワックス等）を塗
布し、なじませる。
略断面図である。図４は、工程（ｇ）〜（ｋ）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、３０秒〜１２０秒間、６０℃〜１００℃に加熱した
金属板１３（例えば、アルミニウム、銅、ＳＵＳ等）の
表面に、熱可塑性樹脂１４（例えば、ワックス等）を塗
布し、なじませる。
【００２５】次に、図３の（ｂ）に示すように、球体セ
ル１０を配列させるための保持部材１５（例えば、ホル
ダー等）を用いて間隔を空けて配列された球体セル１０
を、熱可塑性樹脂１４の表面から半分程度露出するよう
に、埋め込む。そして、球体セル１０が熱可塑性樹脂１
４になじむまで放置し、なじんだ時点で、金属板１３を
強制的に急冷させて常温に戻し、熱可塑性樹脂１４を固
体化する。
ル１０を配列させるための保持部材１５（例えば、ホル
ダー等）を用いて間隔を空けて配列された球体セル１０
を、熱可塑性樹脂１４の表面から半分程度露出するよう
に、埋め込む。そして、球体セル１０が熱可塑性樹脂１
４になじむまで放置し、なじんだ時点で、金属板１３を
強制的に急冷させて常温に戻し、熱可塑性樹脂１４を固
体化する。
【００２６】次に、図３の（ｃ）に示すように、熱可塑
性樹脂１４で被覆されていない球体セル１０の表面を、
例えばフッ硝酢酸等のエッチング剤を用いてエッチング
処理を施すことにより、この部分のｎ型半導体層１２を
除去する。
性樹脂１４で被覆されていない球体セル１０の表面を、
例えばフッ硝酢酸等のエッチング剤を用いてエッチング
処理を施すことにより、この部分のｎ型半導体層１２を
除去する。
【００２７】次に、図３の（ｄ）に示すように、エッチ
ング処理を施された球体セル１０の表面に露出したｐ型
半導体層１１に接触するように、例えば、銀、銅、アル
ミニウム等からなる導電性ペースト１６（第１の導電性
部材）を塗布する。
ング処理を施された球体セル１０の表面に露出したｐ型
半導体層１１に接触するように、例えば、銀、銅、アル
ミニウム等からなる導電性ペースト１６（第１の導電性
部材）を塗布する。
【００２８】次に、図３の（ｅ）に示すように、全体を
逆さまにして、金属シート（例えば、アルミシート等）
１７の上に載置して押しつける。
逆さまにして、金属シート（例えば、アルミシート等）
１７の上に載置して押しつける。
【００２９】次に、図３の（ｆ）に示すように、バイス
（万力）１８等を用いて、矢印で示すように上下から圧
力を加えて、球体セル１０を金属シート１７にめり込む
ように押しつけた後、バイス（万力）１８で押しつけた
状態のまま、電離炉（図示せず）に入れ、導電性ペース
ト１６を硬化（キュア）させる。この硬化（キュア）処
理の温度は１００℃〜３００℃、時間は１時間〜３時間
にて行うことが好ましい。
（万力）１８等を用いて、矢印で示すように上下から圧
力を加えて、球体セル１０を金属シート１７にめり込む
ように押しつけた後、バイス（万力）１８で押しつけた
状態のまま、電離炉（図示せず）に入れ、導電性ペース
ト１６を硬化（キュア）させる。この硬化（キュア）処
理の温度は１００℃〜３００℃、時間は１時間〜３時間
にて行うことが好ましい。
【００３０】次に、図４の（ｇ）に示すように、例え
ば、５０℃〜８０℃に加熱した有機溶剤１９（例えば、
アセトン、エタノール等）の入った容器２０に浸して、
熱可塑性樹脂１４を除去する。なお、図示しないが上記
の加熱した有機溶剤１９をシャワーのように噴射させる
シャワー方式を用いて、熱可塑性樹脂１４を除去しても
いよい。
ば、５０℃〜８０℃に加熱した有機溶剤１９（例えば、
アセトン、エタノール等）の入った容器２０に浸して、
熱可塑性樹脂１４を除去する。なお、図示しないが上記
の加熱した有機溶剤１９をシャワーのように噴射させる
シャワー方式を用いて、熱可塑性樹脂１４を除去しても
いよい。
【００３１】次に、容器２０から取り出し、金属板１３
を取り外す。そして、図４の（ｈ）に示すように、ｐ型
半導体層１１と、ｎ型半導体層１２との間の電気的短絡
を防ぐため、絶縁性樹脂２１（例えば、エポキシレジン
等）を金属シート１７上と、球体セル１０の下部を覆う
ように塗布した後、硬化（キュア）させる。この硬化
（キュア）処理の温度は１００℃〜３００℃、時間は１
時間〜３時間にて行うことが好ましい。なお、図３の
（ｆ）の工程において、球体セル１０を金属シート１７
にめり込むように押しつけたことにより、金属シートの
裏面に突出するようにバリ１７ａができている。
を取り外す。そして、図４の（ｈ）に示すように、ｐ型
半導体層１１と、ｎ型半導体層１２との間の電気的短絡
を防ぐため、絶縁性樹脂２１（例えば、エポキシレジン
等）を金属シート１７上と、球体セル１０の下部を覆う
ように塗布した後、硬化（キュア）させる。この硬化
（キュア）処理の温度は１００℃〜３００℃、時間は１
時間〜３時間にて行うことが好ましい。なお、図３の
（ｆ）の工程において、球体セル１０を金属シート１７
にめり込むように押しつけたことにより、金属シートの
裏面に突出するようにバリ１７ａができている。
【００３２】次に、図４の（ｉ）に示すように、球体セ
ル１０および絶縁性樹脂２１を覆うように、透明導電膜
２２（例えば、ＩＴＯ等）を形成する。
ル１０および絶縁性樹脂２１を覆うように、透明導電膜
２２（例えば、ＩＴＯ等）を形成する。
【００３３】次に、図４の（ｊ）に示すように、透明導
電膜２２よりも低い抵抗値の（例えば、銀、銅、アルミ
ニウム等からなる）導電性ペースト２３（第２の導電性
部材）を、球体セル１０の側面上の透明導電膜２２に接
するように塗布する。この導電性ペースト２３は、太陽
電池１の外部電極に接続する配線となる（図１の（ａ）
参照）。
電膜２２よりも低い抵抗値の（例えば、銀、銅、アルミ
ニウム等からなる）導電性ペースト２３（第２の導電性
部材）を、球体セル１０の側面上の透明導電膜２２に接
するように塗布する。この導電性ペースト２３は、太陽
電池１の外部電極に接続する配線となる（図１の（ａ）
参照）。
【００３４】最後に、金属シート１７裏面に突出したバ
リ１７ａを押し込むことにより、図４の（ｋ）に示す状
態となる。このようにして、球体セル１０のｐ型半導体
層１１の露出部分に押し込んだバリ１７ａが、くい込む
ように接触し、金属シート１７とｐ型半導体層１１との
確実な電気的な接続が実現できる。このようにして、本
実施の形態に係る太陽電池（図１参照）が形成される。
リ１７ａを押し込むことにより、図４の（ｋ）に示す状
態となる。このようにして、球体セル１０のｐ型半導体
層１１の露出部分に押し込んだバリ１７ａが、くい込む
ように接触し、金属シート１７とｐ型半導体層１１との
確実な電気的な接続が実現できる。このようにして、本
実施の形態に係る太陽電池（図１参照）が形成される。
【００３５】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。
【００３６】
【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、ｐｎ接合領域
の面積が大きく光の変換効率が高い太陽電池を製造でき
る。また、球体セル表面を覆う導電膜が透明であるた
め、太陽光を受ける面積が大きく、かつ、球体セルの下
に敷いた金属シートから反射した太陽光を取り込むこと
ができるため、太陽光の受光効率が良い。また、球体セ
ルの配列の形状・間隔を自由に設定でき、太陽電池に適
した球体セルの配列が容易に実現できる。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、ｐｎ接合領域
の面積が大きく光の変換効率が高い太陽電池を製造でき
る。また、球体セル表面を覆う導電膜が透明であるた
め、太陽光を受ける面積が大きく、かつ、球体セルの下
に敷いた金属シートから反射した太陽光を取り込むこと
ができるため、太陽光の受光効率が良い。また、球体セ
ルの配列の形状・間隔を自由に設定でき、太陽電池に適
した球体セルの配列が容易に実現できる。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】本発明の実施の形態に係る太陽電池の（ａ）平
面図、（ｂ）Ａ−Ａ線の断面概要図である。
面図、（ｂ）Ａ−Ａ線の断面概要図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る太陽電池に用いる球
体セルの構造を説明する断面概要図である。
体セルの構造を説明する断面概要図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る太陽電池の製造方法
における工程（ａ）〜（ｆ）の概略断面図である。
における工程（ａ）〜（ｆ）の概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る太陽電池の製造方法
における工程（ｇ）〜（ｋ）の概略断面図である。
における工程（ｇ）〜（ｋ）の概略断面図である。
【図５】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 金属板 １４ 熱可塑性樹脂 １５ 保持部材 １６ 導電性ペースト（第１の導電性部材） １７ 金属シート １７ａ （金属シートの）バリ １８ バイス（万力） １９ 有機溶剤 ２０ 容器 ２１ 絶縁性樹脂 ２２ 透明導電膜 ２３ 導電性ペースト（第２の導電性部材） ２３ａ パッド ２４，２６ ボンディングワイヤー ２５ マイナス電極 ２７ プラス電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 蓮尾 裕介 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 AA20 CB04 CB12 DA01 DA03 FA02 FA04 FA13 FA14 FA15 FA16 FA17 GA02 GA06
Claims (7)
- 【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、 加熱した金属板の表面に、熱可塑性樹脂を塗布する工程
と、 前記球体セルを、前記熱可塑性樹脂の表面から半分程度
露出するように、埋め込み、前記熱可塑性樹脂を固体化
する工程と、 前記熱可塑性樹脂で被覆されていない前記球体セルの表
面の前記第２導電型半導体層を除去する工程と、 前記第２導電型半導体層を除去した前記球体セルの表面
に露出した第１導電型半導体層に接触するように、第１
の導電性部材を塗布する工程と、 前記球体セルを金属シートに載置して加圧する工程と、 前記熱可塑性樹脂を除去する工程と、 前記金属板を取り外し、前記金属シート上と前記球体セ
ルとの下部を覆うように絶縁性樹脂を塗布した後、該絶
縁性樹脂を硬化させる工程と、 前記球体セルおよび前記絶縁性樹脂を覆うように、透明
導電膜を形成する工程と、 第２の導電性部材を、球体セルの側面上の前記透明導電
膜に接するように塗布する工程と、 前記金属シートと前記第１導電型半導体層との電気的な
接続をとる工程と、 を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の太陽電池の製造方法に
おいて、前記球体セルを配列させるための保持部材を用
いて、前記球体セル同士の間隔を空けて配列することを
特徴とする太陽電池の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の太陽電池の製造方法に
おいて、前記球体セルを縦横に格子状に配列することを
特徴とする太陽電池の製造方法。 - 【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、前記透明導電膜よりも低い抵抗
値の前記第２の導電性部材を、前記球体セルの側面上の
透明導電膜に接するように塗布することを特徴とする太
陽電池の製造方法。 - 【請求項５】 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具備し、 前記球体セルの一部の第１導電型半導体層が露出し、該
第１導電型半導体層が第１の導電性部材を介して金属シ
ートに電気的に接続するように、該金属シート上に前記
球体セルが載置され、 前記球体セルの表面は、絶縁性樹脂によって前記金属シ
ートと電気的に絶縁された透明導電膜によって覆われ、
該透明導電膜と第２導電型半導体層とが電気的に接続さ
れ、 第２の導電性部材が、前記球体セルの側面上の前記透明
導電膜に接するように接続されてなることを特徴とする
太陽電池。 - 【請求項６】 請求項５に記載の太陽電池において、前
記球体セルが縦横に格子状に配列されてなることを特徴
とする太陽電池。 - 【請求項７】 請求項５または６に記載の太陽電池にお
いて、前記第２の導電性部材の配線パターンに設けられ
たパッド部に接続されたボンディングワイヤーにより、
太陽電池の一方の電極に接続され、前記透明導電膜の外
周には、前記絶縁性樹脂が配置され、該絶縁性樹脂の外
周には、前記金属シートが配置され、該金属シートは、
ボンディングワイヤーにより、太陽電池の他方の電極に
接続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 |
|---|---|---|---|
| JP2000288020A JP3976162B2 (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | 太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000288020A JP3976162B2 (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002100792A true JP2002100792A (ja) | 2002-04-05 |
| JP3976162B2 JP3976162B2 (ja) | 2007-09-12 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000288020A Expired - Fee Related JP3976162B2 (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | 太陽電池の製造方法 |
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| JP (1) | JP3976162B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245134A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Clean Venture 21:Kk | 光電変換装置およびその光電変換素子の製造方法 |
| KR100927421B1 (ko) | 2007-12-17 | 2009-11-19 | 삼성전기주식회사 | 구형 표면을 갖는 태양전지 및 그 제조방법 |
-
2000
- 2000-09-22 JP JP2000288020A patent/JP3976162B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3976162B2 (ja) | 2007-09-12 |
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