JP2003218370A - サブストレート上に層構造体を形成する方法 - Google Patents
サブストレート上に層構造体を形成する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の技術のタイプの方法を、薄くて脆い平坦
なサブストレートが、所望の範囲で、ソーラセルのよう
な半導体素子を加工及び形成する工程に晒されることが
でき、安価な方法で破壊及び変形に対する保護が与えら
れているべきであるように、開発する。 【解決手段】無機セラミック素材１２を脆いサブストレ
ー１０ト上に少なくとも部分的に被覆させること、及び
無機セラミック素材を硬化及び焼結するために続いての
熱処理を行なうこと。
なサブストレートが、所望の範囲で、ソーラセルのよう
な半導体素子を加工及び形成する工程に晒されることが
でき、安価な方法で破壊及び変形に対する保護が与えら
れているべきであるように、開発する。 【解決手段】無機セラミック素材１２を脆いサブストレ
ー１０ト上に少なくとも部分的に被覆させること、及び
無機セラミック素材を硬化及び焼結するために続いての
熱処理を行なうこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は特に脆い平坦なサブ
ストレート上に層構造体を形成する方法に関する。更
に、本発明はソーラセル及び無機セラミック素材の使用
に関する。
ストレート上に層構造体を形成する方法に関する。更
に、本発明はソーラセル及び無機セラミック素材の使用
に関する。
【０００２】
【従来の技術】マクロ的な及びミクロ的なボディに層構
造体を形成することは良く知られている。例としては、
家具産業及び建設材料産業でのラミネート又は金属の耐
蝕性被覆が挙げられる。
造体を形成することは良く知られている。例としては、
家具産業及び建設材料産業でのラミネート又は金属の耐
蝕性被覆が挙げられる。
【０００３】機械内の構成部材の摩耗を減らすために、
表面硬度を高めるための被覆を形成することも知られて
いる。
表面硬度を高めるための被覆を形成することも知られて
いる。
【０００４】セラミック産業では、表面を形成するため
の層を化粧タイルに被覆して、焼き付ける。
の層を化粧タイルに被覆して、焼き付ける。
【０００５】薄板を化学的作用に対し及び機械的な有害
な作用に耐えさせるために、薄板をエナメル加工するこ
とができる。同時に、魅力的に形成された表面が生じ
る。
な作用に耐えさせるために、薄板をエナメル加工するこ
とができる。同時に、魅力的に形成された表面が生じ
る。
【０００６】マイクロエレクトロニクスからは、個々の
層がフォトリソグラフィ技術で構成され、気相エピタキ
シアル法で製造されてなる層構造体が知られている。通
常のエピタキシアル層によって、通常は、機能構成要素
が製造される。この場合、サブストレートとしては、層
状に構成される、磨かれた半導体ウェーハが通常用いら
れる。
層がフォトリソグラフィ技術で構成され、気相エピタキ
シアル法で製造されてなる層構造体が知られている。通
常のエピタキシアル層によって、通常は、機能構成要素
が製造される。この場合、サブストレートとしては、層
状に構成される、磨かれた半導体ウェーハが通常用いら
れる。
【０００７】ソーラセルの製造の分野では、セラミック
のサブストレート上に、ケイ素又は類似の半導体をベー
スにした電気活性の層を被覆させることが知られてい
る。特に用いられる方法は、例えば溶融性のケイ素がセ
ラミックのサブストレート上に被覆されてなる気相エピ
タキシアル法又は液相エピタキシアル法である。
のサブストレート上に、ケイ素又は類似の半導体をベー
スにした電気活性の層を被覆させることが知られてい
る。特に用いられる方法は、例えば溶融性のケイ素がセ
ラミックのサブストレート上に被覆されてなる気相エピ
タキシアル法又は液相エピタキシアル法である。
【０００８】他の方法では、電気的特性を改善するため
に、気相から、セラミックのサブストレート上に被覆さ
れた層を続いて結晶化する。光電池の分野では、これら
の方法は、高価な半導体材料を節約し、半導体をより安
価なセラミックで補うために用いられる。
に、気相から、セラミックのサブストレート上に被覆さ
れた層を続いて結晶化する。光電池の分野では、これら
の方法は、高価な半導体材料を節約し、半導体をより安
価なセラミックで補うために用いられる。
【０００９】光電層の厚さを減らすための、従来知られ
た試みは、支持用のサブストレート（この上に、ソーラ
セルを形成するために１つ又は複数の層の形の半導電性
材料が種々の方法で構成される）から出発する。
た試みは、支持用のサブストレート（この上に、ソーラ
セルを形成するために１つ又は複数の層の形の半導電性
材料が種々の方法で構成される）から出発する。
【００１０】光電池が経済的に上手く行くことができる
ためには、製造コストの削減が非常に重要である。従来
の手段で発生された電気エネルギと比較して、太陽光か
らソーラセルによって得られたエネルギは依然余りに高
価である。このことに大部分与かっているのは材料コス
トである。
ためには、製造コストの削減が非常に重要である。従来
の手段で発生された電気エネルギと比較して、太陽光か
らソーラセルによって得られたエネルギは依然余りに高
価である。このことに大部分与かっているのは材料コス
トである。
【００１１】単結晶又は多結晶のケイ素をベースにした
光電池は、サブストレートに組み立てられておりかつ薄
くて光活性の層からなるソーラセルと比較して、太陽光
から電流への良好なエネルギ変換効率を供する。この場
合、材料のコスト割合は、まず第１に、単結晶又は多結
晶のケイ素ウェーハの価格によって規定されている。従
って、コストを下げるために、ウェーハの出来る限り薄
い厚さを達成しようとする試みがなされる。しかし乍
ら、層の厚さの減少は、ソーラセルへの及び後ではモジ
ュールへの加工の際の、破壊割合の増加を伴う。ウェー
ハが後の製造段階で壊れるほど、価値物(Wertschoepfun
g)の損失は一層大きくなる。
光電池は、サブストレートに組み立てられておりかつ薄
くて光活性の層からなるソーラセルと比較して、太陽光
から電流への良好なエネルギ変換効率を供する。この場
合、材料のコスト割合は、まず第１に、単結晶又は多結
晶のケイ素ウェーハの価格によって規定されている。従
って、コストを下げるために、ウェーハの出来る限り薄
い厚さを達成しようとする試みがなされる。しかし乍
ら、層の厚さの減少は、ソーラセルへの及び後ではモジ
ュールへの加工の際の、破壊割合の増加を伴う。ウェー
ハが後の製造段階で壊れるほど、価値物(Wertschoepfun
g)の損失は一層大きくなる。
【００１２】多結晶のケイ素ウェーハの場合、ブロック
の鋳造及び続いての鋸引きから得られるケイ素ウェーハ
は、例えばＥＦＧ法（リボン状結晶成長法）でリボンと
して又は円柱の形で溶融液から直接結晶化されるケイ素
ウェーハとは異なっている。しかし、これらの物質の性
質は機械荷重の下で異なっている。更なる加工のために
は、通常の方法による出来る限り安定的な処理が必要で
ある。その目的は、欠損の減少による高い価値物を達成
するためである。このことは、特に、薄いケイ素ウェー
ハに当て嵌まる。このことも、物質を異なった製造法で
同一の生産ラインで加工しようとするとき、重要であ
る。
の鋳造及び続いての鋸引きから得られるケイ素ウェーハ
は、例えばＥＦＧ法（リボン状結晶成長法）でリボンと
して又は円柱の形で溶融液から直接結晶化されるケイ素
ウェーハとは異なっている。しかし、これらの物質の性
質は機械荷重の下で異なっている。更なる加工のために
は、通常の方法による出来る限り安定的な処理が必要で
ある。その目的は、欠損の減少による高い価値物を達成
するためである。このことは、特に、薄いケイ素ウェー
ハに当て嵌まる。このことも、物質を異なった製造法で
同一の生産ラインで加工しようとするとき、重要であ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】明細書導入部に記載さ
れたタイプの方法を、薄くて脆い平坦なサブストレート
が、所望の範囲で、ソーラセルのような半導体素子を加
工及び形成する工程に晒されることができ、安価な方法
で破壊及び変形に対する保護が与えられているべきであ
るように、開発する課題が本発明の基礎になっている。
れたタイプの方法を、薄くて脆い平坦なサブストレート
が、所望の範囲で、ソーラセルのような半導体素子を加
工及び形成する工程に晒されることができ、安価な方法
で破壊及び変形に対する保護が与えられているべきであ
るように、開発する課題が本発明の基礎になっている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明により、上記課題
が、実質的に、特に脆い平坦なサブストレート上に層構
造体を形成する方法によって、無機セラミック素材を脆
いサブストレート上に少なくとも部分的に被覆させるこ
と、及び無機セラミック素材を硬化及び焼結するために
続いての熱処理を行なうことによって解決される。
が、実質的に、特に脆い平坦なサブストレート上に層構
造体を形成する方法によって、無機セラミック素材を脆
いサブストレート上に少なくとも部分的に被覆させるこ
と、及び無機セラミック素材を硬化及び焼結するために
続いての熱処理を行なうことによって解決される。
【００１５】本発明では、脆いサブストレートは、より
強度のある安価な無機セラミック素材を有する。このこ
とによって、サブストレートは必要な安定性を得るの
で、破壊及び変形に対する保護が与えられている。本発
明に係わる方法によって、ケイ素、ゲルマニウム、ガリ
ウムヒ素、テルル化カドミウムからなる金属サブストレ
ートの機械的強度を高めることができることは好都合で
ある。同時に、特殊なｐｎ接合を例えば保護ダイオード
のようなダイオード構造として半導電性のサブストレー
トに形成するために、半導電性のサブストレートの適切
なドーピングが原子又はイオンでなされるように、無機
セラミック素材を組成することができる。
強度のある安価な無機セラミック素材を有する。このこ
とによって、サブストレートは必要な安定性を得るの
で、破壊及び変形に対する保護が与えられている。本発
明に係わる方法によって、ケイ素、ゲルマニウム、ガリ
ウムヒ素、テルル化カドミウムからなる金属サブストレ
ートの機械的強度を高めることができることは好都合で
ある。同時に、特殊なｐｎ接合を例えば保護ダイオード
のようなダイオード構造として半導電性のサブストレー
トに形成するために、半導電性のサブストレートの適切
なドーピングが原子又はイオンでなされるように、無機
セラミック素材を組成することができる。
【００１６】従って、所望の電気的特性を達成するため
に、破壊強度の増加に平行して、サブストレートの適切
なドーピングがなされる。従って、本発明に係わる教示
の好ましい適用範囲はソーラセルの分野である。ケイ
素、ガリウムヒ素、ゲルマニウム、テルル化カドミウム
あるいは周期律表のＩＶ族の、光電池のために用いられ
る他の半導体、又はＩＩＩ族及びＶ族及び／又はＩＩ族
及びＶＩ族の組合せ半導体からなる薄いウェーハの形の
サブストレートが用いられる。
に、破壊強度の増加に平行して、サブストレートの適切
なドーピングがなされる。従って、本発明に係わる教示
の好ましい適用範囲はソーラセルの分野である。ケイ
素、ガリウムヒ素、ゲルマニウム、テルル化カドミウム
あるいは周期律表のＩＶ族の、光電池のために用いられ
る他の半導体、又はＩＩＩ族及びＶ族及び／又はＩＩ族
及びＶＩ族の組合せ半導体からなる薄いウェーハの形の
サブストレートが用いられる。
【００１７】この場合、機械的強度を形成する無機セラ
ミック素材を、未加工の半導体ウェーハで始まって完成
されたソーラセルまでの工程の流れの中で、適切に被覆
させることができる。被覆された無機セラミック素材に
よって、加工の済んだセルは、モジュールに至るまでの
更なる加工段階において、大きな安定性を有する。
ミック素材を、未加工の半導体ウェーハで始まって完成
されたソーラセルまでの工程の流れの中で、適切に被覆
させることができる。被覆された無機セラミック素材に
よって、加工の済んだセルは、モジュールに至るまでの
更なる加工段階において、大きな安定性を有する。
【００１８】無機セラミック素材自体を、例えばスクリ
ーンプリント、タンポンプリント、ドクターによって又
は吹付けによって被覆させることができる。無機セラミ
ック素材を、金属製のサブストレート上に貼り及び押し
当てることによって被覆させる可能性も存する。
ーンプリント、タンポンプリント、ドクターによって又
は吹付けによって被覆させることができる。無機セラミ
ック素材を、金属製のサブストレート上に貼り及び押し
当てることによって被覆させる可能性も存する。
【００１９】本発明の実施の形態では、サブストレート
が部分的にのみ無機セラミック素材を有することが提案
されている。かくて、セラミック素材はサブストレート
をフレーム状に囲むことができる。格子構造又は開口部
をその他の平坦な塗布部分に形成することが提案されて
いることができる。
が部分的にのみ無機セラミック素材を有することが提案
されている。かくて、セラミック素材はサブストレート
をフレーム状に囲むことができる。格子構造又は開口部
をその他の平坦な塗布部分に形成することが提案されて
いることができる。
【００２０】これとは別に、無機セラミック素材は厚さ
Ｄ（１０μｍ≦Ｄ≦５００μｍ、特に１００μｍ≦Ｄ≦
３００μｍ）を有するほうがよい。この厚さは硬化され
た素材に関する。
Ｄ（１０μｍ≦Ｄ≦５００μｍ、特に１００μｍ≦Ｄ≦
３００μｍ）を有するほうがよい。この厚さは硬化され
た素材に関する。
【００２１】更に、無機セラミック素材の組成を、硬化
された素材の膨張係数がほぼサブストレートの大きさ(G
roessenordnung)に対応するように、選択するほうがよ
い。
された素材の膨張係数がほぼサブストレートの大きさ(G
roessenordnung)に対応するように、選択するほうがよ
い。
【００２２】本発明の実施の形態では、無機セラミック
素材が布又は繊維の中に入れられることが提案される。
布としては、ＳｉＯ２、ＳｉＣ又はＣ繊維が適切であ
る。無機セラミック素材を有するメタルワイヤ又はケイ
酸塩繊維も用いられる。用いることができる有機繊維と
しては、ポリエチレン、ポリウレタンあるいは織物繊維
が挙げられる。
素材が布又は繊維の中に入れられることが提案される。
布としては、ＳｉＯ２、ＳｉＣ又はＣ繊維が適切であ
る。無機セラミック素材を有するメタルワイヤ又はケイ
酸塩繊維も用いられる。用いることができる有機繊維と
しては、ポリエチレン、ポリウレタンあるいは織物繊維
が挙げられる。
【００２３】好ましい無機セラミック素材としては、二
酸化ケイ素、アルミニウム、酸化アルミニウム、二ホウ
化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素、ホウ
化リチウム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化セリ
ウム、酸化イットリウム、二酸化チタン、酸化ホウ素、
窒化ホウ素、炭化ケイ素、冶金学的ケイ素、グラファイ
ト、あるいはこれらの物質の混合物を用いることができ
る。これらの物質の単独成分又は混合物は有機結合剤及
び特に焼結助剤と混合されていてよい。
酸化ケイ素、アルミニウム、酸化アルミニウム、二ホウ
化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素、ホウ
化リチウム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化セリ
ウム、酸化イットリウム、二酸化チタン、酸化ホウ素、
窒化ホウ素、炭化ケイ素、冶金学的ケイ素、グラファイ
ト、あるいはこれらの物質の混合物を用いることができ
る。これらの物質の単独成分又は混合物は有機結合剤及
び特に焼結助剤と混合されていてよい。
【００２４】この場合、無機セラミック素材はペースト
状のコンシステンシーを有することができるか又は分散
体であってもよい。
状のコンシステンシーを有することができるか又は分散
体であってもよい。
【００２５】無機セラミック素材と、既に加工工程に晒
されたサブストレートとの熱処理段階は、焼結がなされ
るように、実行されねばならない。このためには、無機
セラミック素材を有するサブストレートは、無機セラミ
ック素材が硬化及び焼結された状態にあるまで、温度Ｔ
１（特に６００℃≦Ｔ１≦１６５０℃、好ましくは７５
０℃≦Ｔ１≦９５０℃）に晒される。しかし乍ら、湿気
及び溶剤を追い出すために、予め、温度Ｔ２（５０℃≦
Ｔ２≦５００℃、好ましくは１００℃≦Ｔ２≦３００
℃）での熱処理がなされることは好ましい。この方法段
階では、酸化雰囲気及び／又は不活性雰囲気が支配して
いてもよい。こうした前処理段階によって、焼結工程中
に特に亀裂の発生が回避される。
されたサブストレートとの熱処理段階は、焼結がなされ
るように、実行されねばならない。このためには、無機
セラミック素材を有するサブストレートは、無機セラミ
ック素材が硬化及び焼結された状態にあるまで、温度Ｔ
１（特に６００℃≦Ｔ１≦１６５０℃、好ましくは７５
０℃≦Ｔ１≦９５０℃）に晒される。しかし乍ら、湿気
及び溶剤を追い出すために、予め、温度Ｔ２（５０℃≦
Ｔ２≦５００℃、好ましくは１００℃≦Ｔ２≦３００
℃）での熱処理がなされることは好ましい。この方法段
階では、酸化雰囲気及び／又は不活性雰囲気が支配して
いてもよい。こうした前処理段階によって、焼結工程中
に特に亀裂の発生が回避される。
【００２６】特別な場合では、セラミックのペーストを
有する領域の局部的な加熱は必要であり得る。この場
合、レーザビームによるペーストの局部的な加熱は可能
であるので、ウェーハ全体に熱が当てられる。レーザビ
ームはサンプルの加熱される箇所に亘って走査される。
この場合、セラミック材料はレーザの加熱作用下で焼結
する。
有する領域の局部的な加熱は必要であり得る。この場
合、レーザビームによるペーストの局部的な加熱は可能
であるので、ウェーハ全体に熱が当てられる。レーザビ
ームはサンプルの加熱される箇所に亘って走査される。
この場合、セラミック材料はレーザの加熱作用下で焼結
する。
【００２７】ペーストの局部的な加熱を、点光源として
又は線状の光源としての集束された光源によっても行な
うことができるのは、特に、縁部領域が熱処理されるべ
き場合である。ランプの焦点は、サンプルの加熱される
箇所に亘って定められる。
又は線状の光源としての集束された光源によっても行な
うことができるのは、特に、縁部領域が熱処理されるべ
き場合である。ランプの焦点は、サンプルの加熱される
箇所に亘って定められる。
【００２８】焼結温度は基本的には６００℃乃至１３５
０℃、短時間には最大限１６５０℃である。Ｓｉの融点
（１４1０℃）より高い温度の場合、Ｓｉウェーハの表
面は溶かされるので、これに対応する工程段階が非常に
短時間実行される。それ故に、ケイ素ウェーハは完全に
溶かされることはない。
０℃、短時間には最大限１６５０℃である。Ｓｉの融点
（１４1０℃）より高い温度の場合、Ｓｉウェーハの表
面は溶かされるので、これに対応する工程段階が非常に
短時間実行される。それ故に、ケイ素ウェーハは完全に
溶かされることはない。
【００２９】サブストレート自体は、５μｍと５００μ
ｍの間、特に５０μｍと３３０μｍの間の厚さを有する
ことができる。但し、このことによって、本発明に係わ
る教示の限定はなされるものではない。
ｍの間、特に５０μｍと３３０μｍの間の厚さを有する
ことができる。但し、このことによって、本発明に係わ
る教示の限定はなされるものではない。
【００３０】無機セラミック素材をソーラセルのサブス
トレートの下面に被覆させることは好都合である。
トレートの下面に被覆させることは好都合である。
【００３１】これとは別に、サブストレートとして単結
晶及び／又は多結晶のケイ素を用いるほうが好ましい。
他の提案によれば、サブストレートは、多結晶のケイ素
の、ＥＦＧ法で製造されるソーラセルであり、あるいは
ソーラセルの光活性の層であるほうがよい。
晶及び／又は多結晶のケイ素を用いるほうが好ましい。
他の提案によれば、サブストレートは、多結晶のケイ素
の、ＥＦＧ法で製造されるソーラセルであり、あるいは
ソーラセルの光活性の層であるほうがよい。
【００３２】更に、本発明に係わる教示によって、無機
セラミック素材の組成に応じて熱処理工程でサブストレ
ートのドーピングがなされる可能性が与えられている。
この場合、所望の導電率の層、特に、例えば保護ダイオ
ードとして作動されるｐｎ接合を適切に形成することが
できる。
セラミック素材の組成に応じて熱処理工程でサブストレ
ートのドーピングがなされる可能性が与えられている。
この場合、所望の導電率の層、特に、例えば保護ダイオ
ードとして作動されるｐｎ接合を適切に形成することが
できる。
【００３３】解決策に関する独自の提案によれば、本発
明は、下面の光活性の層上には、少なくとも部分的に、
無機セラミック素材からなる安定化層が設けられている
ことを特徴とする、光起電性の層を含むソーラセルに関
する。この場合、無機セラミック素材は、二酸化ケイ
素、アルミニウム、酸化アルミニウム、二ホウ化アルミ
ニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素、ホウ化リチウ
ム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化セリウム、酸
化イットリウム、二酸化チタン、酸化ホウ素、窒化ホウ
素、炭化ケイ素、冶金学的ケイ素、グラファイト、ある
いは、容易に酸化物・カーバイド・窒化物又はホウ化物
を形成する金属の混合物又は単独成分からなることがで
き、単独成分又は単独成分の混合物に、有機結合剤及び
特に焼結助剤が加えられている。
明は、下面の光活性の層上には、少なくとも部分的に、
無機セラミック素材からなる安定化層が設けられている
ことを特徴とする、光起電性の層を含むソーラセルに関
する。この場合、無機セラミック素材は、二酸化ケイ
素、アルミニウム、酸化アルミニウム、二ホウ化アルミ
ニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素、ホウ化リチウ
ム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化セリウム、酸
化イットリウム、二酸化チタン、酸化ホウ素、窒化ホウ
素、炭化ケイ素、冶金学的ケイ素、グラファイト、ある
いは、容易に酸化物・カーバイド・窒化物又はホウ化物
を形成する金属の混合物又は単独成分からなることがで
き、単独成分又は単独成分の混合物に、有機結合剤及び
特に焼結助剤が加えられている。
【００３４】最後に、本発明は、二酸化ケイ素、アルミ
ニウム、酸化アルミニウム、二ホウ化アルミニウム、酸
化マグネシウム、窒化ケイ素、ホウ化リチウム、酸化ナ
トリウム、酸化リチウム、酸化セリウム、酸化イットリ
ウム、二酸化チタン、酸化ホウ素、窒化ホウ素、炭化ケ
イ素、冶金学的ケイ素又はグラファイト、あるいは容易
にセラミックの酸化物・カーバイド・窒化物又はホウ化
物を形成する金属の単独成分又は混合物からなる無機セ
ラミック素材の、半導体層の形の、あるいは、ケイ素、
ガリウムヒ素及び／又はテルル化カドミウム、あるい
は、周期律表のＩＶ族の１つ又は複数の元素及び／又は
周期律表のＩＩＩ族及びＶ族及び／又はＩＩ族及びＶＩ
族の組合せ半導体からなる層システムの形のサブストレ
ートの安定化層としての使用に関する。但し、層システ
ムは０．５μｍ≦ｄｓ≦５００μｍの厚さｄｓを有す
る。
ニウム、酸化アルミニウム、二ホウ化アルミニウム、酸
化マグネシウム、窒化ケイ素、ホウ化リチウム、酸化ナ
トリウム、酸化リチウム、酸化セリウム、酸化イットリ
ウム、二酸化チタン、酸化ホウ素、窒化ホウ素、炭化ケ
イ素、冶金学的ケイ素又はグラファイト、あるいは容易
にセラミックの酸化物・カーバイド・窒化物又はホウ化
物を形成する金属の単独成分又は混合物からなる無機セ
ラミック素材の、半導体層の形の、あるいは、ケイ素、
ガリウムヒ素及び／又はテルル化カドミウム、あるい
は、周期律表のＩＶ族の１つ又は複数の元素及び／又は
周期律表のＩＩＩ族及びＶ族及び／又はＩＩ族及びＶＩ
族の組合せ半導体からなる層システムの形のサブストレ
ートの安定化層としての使用に関する。但し、層システ
ムは０．５μｍ≦ｄｓ≦５００μｍの厚さｄｓを有す
る。
【００３５】本発明の他の詳細、利点及び特徴は、請求
項と、請求項から読み取れる特徴（単独で及び又は組み
合わせて）とからのみならず、記述から読み取れる好ま
しい実施の形態に関する、図面を参照にした以下の記述
からも明らかである。
項と、請求項から読み取れる特徴（単独で及び又は組み
合わせて）とからのみならず、記述から読み取れる好ま
しい実施の形態に関する、図面を参照にした以下の記述
からも明らかである。
【００３６】
【発明の実施の形態】特に半導体材料からなる又は半導
体材料を含む、平坦で、脆いサブストレートを補強する
ために、無機セラミック素材からなる、安価な材料の層
が、サブストレート上に、少なくとも部分的に被覆さ
れ、サブストレートと結合される。ソーラセルを基にし
て、本発明に係わる教示を説明しよう。但し、このこと
によって、限定はなされない。
体材料を含む、平坦で、脆いサブストレートを補強する
ために、無機セラミック素材からなる、安価な材料の層
が、サブストレート上に、少なくとも部分的に被覆さ
れ、サブストレートと結合される。ソーラセルを基にし
て、本発明に係わる教示を説明しよう。但し、このこと
によって、限定はなされない。
【００３７】平坦な又は平坦でない表面を有することが
できるソーラセルを補強するために、二酸化ケイ素、ア
ルミニウム、酸化アルミニウム、二ホウ化アルミニウ
ム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素、ホウ化リチウム、
酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化セリウム、酸化イ
ットリウム、二酸化チタン、酸化ホウ素、窒化ホウ素、
炭化ケイ素、冶金学的ケイ素又はグラファイトの混合物
又は単独成分からなる無機セラミック素材が、全面的に
又は部分的に被覆される。しかし、このことによって、
使用される物質の限定はなされない。むしろ、他のセラ
ミック素材、あるいはセラミックの酸化物・カーバイド
・窒化物又はホウ化物を形成する金属も用いることがで
きる。対応の物質はポリマーのような有機結合剤及び水
のような助剤で処理され、ペースト又は分散体及び／又
はゲルが形成される。この場合、従来の技術から良く知
られた方法を参照するよう指摘する。混合物に、ＦｅＯ
２のような焼結助剤、酸化イットリウム、酸化マグネシ
ウム、酸化鉄のような転移金属酸化物を加えることもで
きる。
できるソーラセルを補強するために、二酸化ケイ素、ア
ルミニウム、酸化アルミニウム、二ホウ化アルミニウ
ム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素、ホウ化リチウム、
酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化セリウム、酸化イ
ットリウム、二酸化チタン、酸化ホウ素、窒化ホウ素、
炭化ケイ素、冶金学的ケイ素又はグラファイトの混合物
又は単独成分からなる無機セラミック素材が、全面的に
又は部分的に被覆される。しかし、このことによって、
使用される物質の限定はなされない。むしろ、他のセラ
ミック素材、あるいはセラミックの酸化物・カーバイド
・窒化物又はホウ化物を形成する金属も用いることがで
きる。対応の物質はポリマーのような有機結合剤及び水
のような助剤で処理され、ペースト又は分散体及び／又
はゲルが形成される。この場合、従来の技術から良く知
られた方法を参照するよう指摘する。混合物に、ＦｅＯ
２のような焼結助剤、酸化イットリウム、酸化マグネシ
ウム、酸化鉄のような転移金属酸化物を加えることもで
きる。
【００３８】かくて製造された無機セラミック素材は、
次に、層１２として、半導体ウェーハ１０の裏面に被覆
され、乾燥され、続いて又は後の方法段階において、他
の方法で必要な熱処理と共に又は別個に、ソーラセルの
製造中に焼結される。実施の形態では、半導体はｐ型半
導体であるべきである。
次に、層１２として、半導体ウェーハ１０の裏面に被覆
され、乾燥され、続いて又は後の方法段階において、他
の方法で必要な熱処理と共に又は別個に、ソーラセルの
製造中に焼結される。実施の形態では、半導体はｐ型半
導体であるべきである。
【００３９】ペースト又は分散体として被覆された層１
２はこのような熱処理によって硬化され、完成したソー
ラセル上に、半導体層１０及びｎ層１４を有する硬いセ
ラミック層を形成する。
２はこのような熱処理によって硬化され、完成したソー
ラセル上に、半導体層１０及びｎ層１４を有する硬いセ
ラミック層を形成する。
【００４０】上面、下面又は両面で、ソーラセルに、例
えば１つのフレームを形成する無機セラミック素材を設
けるという可能性も、当然乍ら、存する。
えば１つのフレームを形成する無機セラミック素材を設
けるという可能性も、当然乍ら、存する。
【００４１】硬いセラミック素材１２によって、硬いセ
ルは安定化され、ソーラセルの加工の最中に更なる機械
荷重が生じるとき、変形及び破壊に対し保護される。
ルは安定化され、ソーラセルの加工の最中に更なる機械
荷重が生じるとき、変形及び破壊に対し保護される。
【００４２】層１０及び１４を含むソーラセルと下面で
接触するために、図２の実施の形態に従って、ソーラセ
ルの安定性を高める層１２には、１つ又は複数の開口部
１６が設けられている。該開口部には、ソーラセルと接
触する１つ又は複数の金属コンタクト１８が設置可能で
ある。
接触するために、図２の実施の形態に従って、ソーラセ
ルの安定性を高める層１２には、１つ又は複数の開口部
１６が設けられている。該開口部には、ソーラセルと接
触する１つ又は複数の金属コンタクト１８が設置可能で
ある。
【００４３】層１２の、局部的に変化することがある厚
さを適切に選択することによって、及びソーラセル及び
開口部１６への層の分配によって、所望の補強効果を達
成することができる。それ故に、非常に薄い半導体層も
十分な機械的安定性及び十分に安定的な形状を達成する
ことができる。
さを適切に選択することによって、及びソーラセル及び
開口部１６への層の分配によって、所望の補強効果を達
成することができる。それ故に、非常に薄い半導体層も
十分な機械的安定性及び十分に安定的な形状を達成する
ことができる。
【００４４】セラミックペースト又は分散体の形の１２
の塗布は、従来の技術から明らかな方法によりなされる
ことができる。例として、タンポンプリント、ローラプ
リント又はスクリーンプリントが挙げられる。吹付又は
塗布も可能である。後者の場合、ペーストの代わりに、
分散体を用いることは好ましい。
の塗布は、従来の技術から明らかな方法によりなされる
ことができる。例として、タンポンプリント、ローラプ
リント又はスクリーンプリントが挙げられる。吹付又は
塗布も可能である。後者の場合、ペーストの代わりに、
分散体を用いることは好ましい。
【００４５】無機セラミック素材が例えばホウ素又はア
ルミニウムあるいはこれらの物質の化合物を含有すると
き、機械的安定性の他に、同時に、層での、実施の形態
ではｐ層１０でのドーピングがなされることができる。
層１２を硬化及び焼結する際の、適切な熱処理によっ
て、このような原子又は化合物が半導体層１８の中に拡
散する。このことによって、マイナスの少数電荷キャリ
アのための例えば電気的リフレクタとして半導体層１０
において作用する電荷担体層が形成される。
ルミニウムあるいはこれらの物質の化合物を含有すると
き、機械的安定性の他に、同時に、層での、実施の形態
ではｐ層１０でのドーピングがなされることができる。
層１２を硬化及び焼結する際の、適切な熱処理によっ
て、このような原子又は化合物が半導体層１８の中に拡
散する。このことによって、マイナスの少数電荷キャリ
アのための例えば電気的リフレクタとして半導体層１０
において作用する電荷担体層が形成される。
【００４６】例えばリンのようなドナー元素がセラミッ
ク素材に入れられるとき、無機セラミック素材の適切な
局部的な被覆並びに該素材の硬化及び焼結によって、ｐ
ｎ接合は半導体層の中に形成されることができ、局部的
なダイオード構造を形成し、保護ダイオードとして作動
されることができる。
ク素材に入れられるとき、無機セラミック素材の適切な
局部的な被覆並びに該素材の硬化及び焼結によって、ｐ
ｎ接合は半導体層の中に形成されることができ、局部的
なダイオード構造を形成し、保護ダイオードとして作動
されることができる。
【００４７】無機セラミック素材を有するサブストレー
ト、例えばケイ素層１０が３００μｍよりも少ない厚さ
を有することは好ましい。
ト、例えばケイ素層１０が３００μｍよりも少ない厚さ
を有することは好ましい。
【００４８】無機セラミック素材からなる層１２は、熱
処理後、１２０μｍと３００μｍの間の厚さを有するほ
うがよい。
処理後、１２０μｍと３００μｍの間の厚さを有するほ
うがよい。
【００４９】更に、層１２は、いわゆる「保護フレー
ム」を形成するために、縁部の領域にすなわち層の縁
に、縁部の外側の領域よりも大きな厚さを有する。縁部
領域では、層１２は、例えば３００乃至３５０μｍの厚
さを有し、この縁部領域の内側ですなわち平坦な領域
で、１８０と２２０μｍの厚さを有する。但し、この値
は、例として挙げるに過ぎない。
ム」を形成するために、縁部の領域にすなわち層の縁
に、縁部の外側の領域よりも大きな厚さを有する。縁部
領域では、層１２は、例えば３００乃至３５０μｍの厚
さを有し、この縁部領域の内側ですなわち平坦な領域
で、１８０と２２０μｍの厚さを有する。但し、この値
は、例として挙げるに過ぎない。
【００５０】図３の実施の形態は、図２の実施の形態と
は、層１２が複数の開口部２０を有し、これらの開口部
には導電性のコンタクト２２が挿入され、ソーラセルの
下面のボンディングを可能にする点で異なっている。他
には、分解図で示されたソーラセルは、同一の構造を、
すなわち、実施の形態では、ｐ層１０と、ｎ層１４と、
ｐ層１０の下面に被覆され、熱処理によって焼結され
た、無機のセラミックの部分層１２とを有する。
は、層１２が複数の開口部２０を有し、これらの開口部
には導電性のコンタクト２２が挿入され、ソーラセルの
下面のボンディングを可能にする点で異なっている。他
には、分解図で示されたソーラセルは、同一の構造を、
すなわち、実施の形態では、ｐ層１０と、ｎ層１４と、
ｐ層１０の下面に被覆され、熱処理によって焼結され
た、無機のセラミックの部分層１２とを有する。
【００５１】方法に関しては、層１０の下面に被覆され
る無機セラミック層１２を、まずペーストとして被覆さ
せることができる。その目的は、続いてかくて形成され
たユニットを、５０℃と２５０℃の間の範囲の温度で乾
燥させるためである。続いて、実際の焼結工程を、７５
０℃と９５０℃の間の範囲にあるより高い温度で行な
う。無機セラミック素材の組成及びこの素材の厚さに従
って、熱処理を、７５０℃と９５０℃の間の範囲で、１
０乃至６０分の間に亘って行なうことができる。このと
き、無機セラミック素材は焼結してコンパクトな層を形
成する。この層は所望の安定性を得る。同時に、既述の
如く、例えばホウ素又はアルミニウム又はこれらの物質
の化合物を層１２から半導体層１０の中に拡散させるこ
とによって、層１０のドーピングを行なうことができ
る。
る無機セラミック層１２を、まずペーストとして被覆さ
せることができる。その目的は、続いてかくて形成され
たユニットを、５０℃と２５０℃の間の範囲の温度で乾
燥させるためである。続いて、実際の焼結工程を、７５
０℃と９５０℃の間の範囲にあるより高い温度で行な
う。無機セラミック素材の組成及びこの素材の厚さに従
って、熱処理を、７５０℃と９５０℃の間の範囲で、１
０乃至６０分の間に亘って行なうことができる。このと
き、無機セラミック素材は焼結してコンパクトな層を形
成する。この層は所望の安定性を得る。同時に、既述の
如く、例えばホウ素又はアルミニウム又はこれらの物質
の化合物を層１２から半導体層１０の中に拡散させるこ
とによって、層１０のドーピングを行なうことができ
る。
【００５２】図４の実施の形態では、半導体層１０を安
定化させるために、半導体層の縁部領域に布テープ２６
を貼る。この布テープは前記組成の無機セラミック素材
を、特に、二酸化ケイ素、アルミニウム、酸化アルミニ
ウム、二ホウ化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化
ケイ素、ホウ化リチウム、酸化ナトリウム、酸化リチウ
ム、酸化セリウム、酸化イットリウム、二酸化チタン、
酸化ホウ素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、冶金学的ケイ素
又はグラファイト並びに有機結合剤及び水のような助剤
並びに特に焼結助剤の混合物又は単独成分を含む。
定化させるために、半導体層の縁部領域に布テープ２６
を貼る。この布テープは前記組成の無機セラミック素材
を、特に、二酸化ケイ素、アルミニウム、酸化アルミニ
ウム、二ホウ化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化
ケイ素、ホウ化リチウム、酸化ナトリウム、酸化リチウ
ム、酸化セリウム、酸化イットリウム、二酸化チタン、
酸化ホウ素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、冶金学的ケイ素
又はグラファイト並びに有機結合剤及び水のような助剤
並びに特に焼結助剤の混合物又は単独成分を含む。
【００５３】縁部領域で層１０の上に押し当てられかつ
いわばフレームを形成し、無機セラミック素材を有する
布テープを、次に、前処理工程で、好ましくは５０℃乃
至２５０℃の範囲の温度で乾燥させる。このことによっ
て、布テープ２６を層１０の縁部に貼着する。続いて、
好ましくは７５０℃と９５０℃の間の範囲のより高い温
度で、１０と６０分の間に、空気中での他の熱処理を行
なう。この場合、無機セラミック素材は温度に応じて焼
結して、コンパクトな層を形成する。この層は、層１０
従ってまた製造されるセルに所望の安定性を付与する。
布テープ２６はセラミック構造体を補強する。同時に、
無機セラミック素材を慎重にウェーハ１０に被覆させ
る。空気中での熱処理後に、反応性の窒素雰囲気での処
理も可能である。この雰囲気の中で、ケイ素成分を窒化
してＳｉ３Ｎ４を形成する（反応窒化）。
いわばフレームを形成し、無機セラミック素材を有する
布テープを、次に、前処理工程で、好ましくは５０℃乃
至２５０℃の範囲の温度で乾燥させる。このことによっ
て、布テープ２６を層１０の縁部に貼着する。続いて、
好ましくは７５０℃と９５０℃の間の範囲のより高い温
度で、１０と６０分の間に、空気中での他の熱処理を行
なう。この場合、無機セラミック素材は温度に応じて焼
結して、コンパクトな層を形成する。この層は、層１０
従ってまた製造されるセルに所望の安定性を付与する。
布テープ２６はセラミック構造体を補強する。同時に、
無機セラミック素材を慎重にウェーハ１０に被覆させ
る。空気中での熱処理後に、反応性の窒素雰囲気での処
理も可能である。この雰囲気の中で、ケイ素成分を窒化
してＳｉ３Ｎ４を形成する（反応窒化）。
【００５４】有機の布成分が熱分解されて炭素繊維が形
成され、該炭素繊維が熱処理の他の過程の中で反応して
ＳｉＣが形成されることができる不活性雰囲気の中で、
熱処理を行なう可能性も存する。
成され、該炭素繊維が熱処理の他の過程の中で反応して
ＳｉＣが形成されることができる不活性雰囲気の中で、
熱処理を行なう可能性も存する。
【００５５】図５の実施の形態によれば、有機接着成分
並びに特に焼結助剤を含むペーストを含めた無機セラミ
ック素材を有する平坦な布テープ２６を、ウェーハ及び
層１０の下面に平坦に貼し、ウェーハ及び層の縁部を囲
む。ペーストを乾燥し、布テープを接着するための、５
０℃と１５０℃の間の温度範囲での前処理工程が続く。
その後、かくて処理されたユニットを、好ましくは７５
０℃と９５０℃の間のより高い温度で、１０乃至６０分
の間で、空気中での、窒素又は不活性雰囲気での他の熱
処理に晒す。この場合、無機セラミック素材は温度に従
って焼結して、コンパクトな層が形成される。この層は
層１０従ってまた製造されるセルに所望の安定性を付与
する。図５では、ペーストはグレーの陰影をつけて示さ
れている。
並びに特に焼結助剤を含むペーストを含めた無機セラミ
ック素材を有する平坦な布テープ２６を、ウェーハ及び
層１０の下面に平坦に貼し、ウェーハ及び層の縁部を囲
む。ペーストを乾燥し、布テープを接着するための、５
０℃と１５０℃の間の温度範囲での前処理工程が続く。
その後、かくて処理されたユニットを、好ましくは７５
０℃と９５０℃の間のより高い温度で、１０乃至６０分
の間で、空気中での、窒素又は不活性雰囲気での他の熱
処理に晒す。この場合、無機セラミック素材は温度に従
って焼結して、コンパクトな層が形成される。この層は
層１０従ってまた製造されるセルに所望の安定性を付与
する。図５では、ペーストはグレーの陰影をつけて示さ
れている。
【００５６】図６の実施の形態では、面積の広い布２８
をペーストで裏打ちする。このペーストは前記の材料か
ら、簡単に表現すれば、セラミックの充填材及び無機接
着成分からなる。図６では、ペーストはグレーの陰影を
つけて示されている。
をペーストで裏打ちする。このペーストは前記の材料か
ら、簡単に表現すれば、セラミックの充填材及び無機接
着成分からなる。図６では、ペーストはグレーの陰影を
つけて示されている。
【００５７】ペーストと布のユニットに、ウェーハ１０
に対応して複数のウェーハを貼る。ベルトのような他の
布で、ウェーハの縁部を追加的に囲むことができる。次
に、前処理段階で、ペーストの乾燥及び布の接着を行な
う。この前処理工程を好ましくは５０℃と１５０℃の間
の温度範囲で行なう。続いて、かくて処理されたセル装
置を他の熱処理に、好ましくは７５０℃と９５０℃の間
の範囲で、１０と６０分の間で晒す。この場合、熱処理
を、空気中で、窒素中に又は不活性雰囲気の中で行なう
ことができる。このような温度では、セラミック素材は
焼結して、コンパクトな層が形成される。この層によっ
て、セルに所望の安定性が付与される。
に対応して複数のウェーハを貼る。ベルトのような他の
布で、ウェーハの縁部を追加的に囲むことができる。次
に、前処理段階で、ペーストの乾燥及び布の接着を行な
う。この前処理工程を好ましくは５０℃と１５０℃の間
の温度範囲で行なう。続いて、かくて処理されたセル装
置を他の熱処理に、好ましくは７５０℃と９５０℃の間
の範囲で、１０と６０分の間で晒す。この場合、熱処理
を、空気中で、窒素中に又は不活性雰囲気の中で行なう
ことができる。このような温度では、セラミック素材は
焼結して、コンパクトな層が形成される。この層によっ
て、セルに所望の安定性が付与される。
【００５８】図６の実施の形態は、例えば移動ベルトで
の複数のウェーハを同時的に加工することを可能にす
る。かくて組み立てられた製品は、後続のモジュール製
造のための基本形として、製造工程の容易化に寄与する
ことができる。
の複数のウェーハを同時的に加工することを可能にす
る。かくて組み立てられた製品は、後続のモジュール製
造のための基本形として、製造工程の容易化に寄与する
ことができる。
【図１】 ウェーハ上に全面に被覆された安定化層を有
するソーラセルの原理図を示している。
するソーラセルの原理図を示している。
【図２】 被覆された安定化層をウェーハの縁部領域に
有するソーラセルの他の実施の形態を示している。
有するソーラセルの他の実施の形態を示している。
【図３】 被覆された安定化層をウェーハの下面に有す
るソーラセルの第３の実施の形態を示している。
るソーラセルの第３の実施の形態を示している。
【図４】 縁部領域に被覆されかつ布補強材を有する安
定化層を具備するソーラセルを示している。
定化層を具備するソーラセルを示している。
【図５】 平坦に被覆されかつ布で補強された安定化層
を有するソーラセルを示している。
を有するソーラセルを示している。
【図６】 複数のウェーハを組み立てて、更に加工する
ための、布上に部分的に被覆された無機セラミック素材
を示している。
ための、布上に部分的に被覆された無機セラミック素材
を示している。
１０…半導体層、１２…層、１４…ｎ層、１６…開口
部、１８…金属コンタクト、２０…開口部、２２…導電
性のコンタクト、２６…布テープ、２８…面積の広い布
部、１８…金属コンタクト、２０…開口部、２２…導電
性のコンタクト、２６…布テープ、２８…面積の広い布
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ビルフリード・シュミット
ドイツ連邦共和国、74193 シュバイゲル
ン、ハインリッヒ−シューツ−シュトラー
セ ７
(72)発明者 ヒルマー・フォン・カムペ
ドイツ連邦共和国、61352 バート・ホム
ブルク、ヤコブ−レンクフェルダー−シュ
トラーセ 19
Ｆターム(参考） 5F051 AA02 AA03 BA11 CB06 CB13
CB18 CB30 DA03 EA18 GA06
GA11
Claims (22)
- 【請求項１】 特に脆い平坦なサブストレート上に層構
造体を形成する方法において、 無機セラミック素材を、前記脆いサブストレート上に少
なくとも部分的に被覆させること、及び、前記無機セラ
ミック素材を硬化及び焼結するために続いての熱処理を
行なうこと、を特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記無機セラミック素材を、スクリーン
プリント、タンポンプリント、ドクターによって及び／
又は吹付によって被覆し、あるいは、少なくとも部分的
に前記サブストレート上に貼り、次にこのサブストレー
トに押し当てることを特徴とする請求項１に記載の方
法。 - 【請求項３】 前記サブストレートの縁部領域にフレー
ムを形成するために、前記無機セラミック素材を少なく
とも部分的に被覆させること、及び／又は、格子構造が
生じるように、前記無機セラミック素材を前記サブスト
レート上に被覆させること及び／又は自由空間を形成す
るように前記無機セラミック素材を前記サブストレート
上に部分的に被覆させることを特徴とする請求項１又は
２に記載の方法。 - 【請求項４】 厚さｄ、特に１０μｍ≦ｄ≦５００μ
ｍ、好ましくは１００μｍ≦ｄ≦３００μｍ、を有する
前記無機セラミック素材を、前記サブストレート上に被
覆させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１
に記載の方法。 - 【請求項５】 前記無機セラミック素材を、布、メタル
ワイヤ又は繊維の中に入れて、前記サブストレート上に
被覆し、布として、好ましくは、ＳｉＯ２、ＳｉＣ及び
／又はＣ繊維、特に、ケイ酸塩繊維からなるか又はこれ
らの繊維を含む布を用いることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれか１に記載の方法。 - 【請求項６】 繊維として、ポリエチレン又はポリウレ
タン繊維、あるいは織物繊維のような有機繊維を組み込
むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載
の方法。 - 【請求項７】 無機セラミック素材として、焼結された
状態で前記サブストレートの膨張係数に対応する膨張係
数を有する素材を用いることを特徴とする請求項１乃至
６のいずれか１に記載の方法。 - 【請求項８】 前記無機セラミック素材を有する前記サ
ブストレートを、温度Ｔ１、特に６００℃≦Ｔ１≦１６
５０℃、好ましくは７５０℃≦Ｔ１≦９５０℃、で熱処
理し、場合によっては、前記無機セラミック素材を有す
る前記サブストレートを、熱処理の或る段階で、温度Ｔ
２、特に５０℃≦Ｔ２≦５００℃、好ましくは１００℃
≦Ｔ２≦３００℃、に晒すことを特徴とする請求項１乃
至７のいずれか１に記載の方法。 - 【請求項９】 前記無機セラミック素材を有する前記サ
ブストレートを、温度Ｔ１に、時間ｔ、５ｍｉｎ≦ｔ≦
１００ｍｉｎ、好ましくは１０ｍｉｎ≦ｔ≦６０ｍｉ
ｎ、に亘って晒すこと、及び／又は前記無機セラミック
素材を有する前記サブストレートを、１２００℃≦Ｔ３
≦１６５０℃の温度に、時間ｔ、５μｓ≦ｔ≦１００ｍ
ｉｎ、好ましくは１０μｓ≦ｔ≦６０ｓ、に亘って晒す
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の
方法。 - 【請求項１０】 前記無機セラミック素材を有する前記
サブストレートを、温度Ｔ３、６００℃≦Ｔ３≦１６５
０℃、特に７５０℃≦Ｔ３≦９５０℃、で局部的に加熱
し、特にレーザビームによって及び／又は集束されたレ
ーザビームの作用によって局部的に加熱することを特徴
とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記無機セラミック素材として、二酸
化ケイ素、アルミニウム、酸化アルミニウム、二ホウ化
アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素、ホウ化
リチウム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化セリウ
ム、酸化イットリウム、二酸化チタン、酸化ホウ素、窒
化ホウ素、炭化ケイ素、冶金学的ケイ素又はグラファイ
ト、あるいは、セラミックの酸化物・カーバイド・窒化
物又はホウ化物を形成する金属を、結合剤及び場合によ
っては焼結助剤と混合される単独成分あるいはこれら物
質の混合物として用いること、及び／又は無機セラミッ
ク素材としてペースト状の素材を用いること、及び／又
は無機セラミック素材として分散体及び／又はゲルを用
いることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１に
記載の方法。 - 【請求項１２】 前記サブストレートとして、ケイ素、
ガリウムヒ素、テルル化カドミウム、ゲルマニウムある
いは周期律表のＩＶ族の半導体又はＩＩＩ族及びＶ族及
び／又はＩＩ族及びＶＩ族の組合せ半導体及び／又はこ
れらの物質の三元複合材料からなるサブストレートを用
いることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に
記載の方法。 - 【請求項１３】 前記サブストレートとして、半導体ウ
ェーハ、好ましくは、少なくとも部分的に加工されたソ
ーラセルを用いることを特徴とする請求項１乃至１２の
いずれか１に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記無機セラミック素材を、ソーラセ
ルの、光電池で活性化する層の下面に、被覆させること
を特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１に記載の方
法。 - 【請求項１５】 前記サブストレートとして、単結晶及
び／又は多結晶のケイ素からなるサブストレートを用い
ることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１に記
載の方法。 - 【請求項１６】 前記無機セラミック素材を、補強材と
して、特に単結晶及び／又は多結晶のケイ素からなるソ
ーラセルの上面及び／又は下面に被覆させることを特徴
とする請求項１乃至１５のいずれか１に記載の方法。 - 【請求項１７】 サブストレートとして、ＥＦＧ法（リ
ボン状結晶成長法）で製造される、多結晶のケイ素から
なるソーラセルを用いることを特徴とする請求項１乃至
１６のいずれか１に記載の方法。 - 【請求項１８】 ソーラセルの層上に被覆された無機セ
ラミック素材を有する少なくとも１つのソーラセルの層
の形の、前記サブストレートを熱処理して、前記サブス
トレートを所望の範囲でドーピングし、場合によって
は、前記サブストレートの下面領域及び／又は上面領域
及び／又は縁部領域で局部的にドーピングをすることを
特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１に記載の方
法。 - 【請求項１９】 好ましくは保護ダイオードとして作動
されるｐｎ接合が前記サブストレートに形成されるよう
に、前記ソーラセルの層のドーピングをすることを特徴
とする請求項１乃至１８のいずれか１に記載の方法。 - 【請求項２０】 下面の光活性の層上には、少なくとも
部分的に、無機セラミック素材からなる安定化層が設け
られていることを特徴とする、光活性の層を含むソーラ
セル。 - 【請求項２１】 前記無機セラミック素材は、二酸化ケ
イ素、アルミニウム、酸化アルミニウム、二ホウ化アル
ミニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素、ホウ化リチ
ウム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化セリウム、
酸化イットリウム、二酸化チタン、酸化ホウ素、窒化ホ
ウ素、炭化ケイ素、冶金学的ケイ素、グラファイト、あ
るいはセラミックの酸化物・カーバイド・窒化物又はホ
ウ化物を形成する金属からなるか、あるいはこれらの物
質を含むことを特徴とする請求項２０に記載のソーラセ
ル。 - 【請求項２２】 二酸化ケイ素、アルミニウム、酸化ア
ルミニウム、二ホウ化アルミニウム、酸化マグネシウ
ム、窒化ケイ素、ホウ化リチウム、酸化ナトリウム、酸
化リチウム、酸化セリウム、酸化イットリウム、二酸化
チタン、酸化ホウ素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、冶金学
的ケイ素、グラファイト、セラミックの酸化物・カーバ
イド・窒化物又はホウ化物を形成する金属からなる無機
セラミック素材の、半導体ウェーハの形の、あるいは、
特に、ケイ素、ガリウムヒ素、テルル化カドミウム、ゲ
ルマニウムあるいは周期律表のＩＶ族の半導体又はＩＩ
Ｉ族及びＶ族及び／又はＩＩ族及びＶＩ族の組合せ半導
体からなるか、これらの物質を含み、かつ０．５μｍと
５００μｍの間の範囲の厚さを有する層システムの形の
平坦なサブストレートのための安定化層としての使用。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10163100.6 | 2001-12-20 | ||
| DE10163100 | 2001-12-20 | ||
| EP02003042A EP1321446A1 (de) | 2001-12-20 | 2002-02-12 | Verfahren zum Ausbilden einer Schichtstruktur auf einem Substrat |
| EP02003042.5 | 2002-02-12 |
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|---|---|
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ID=26010824
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002369948A Expired - Fee Related JP3961941B2 (ja) | 2001-12-20 | 2002-12-20 | サブストレート上に層構造体を形成する方法 |
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| JP (1) | JP3961941B2 (ja) |
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| GB2432722A (en) * | 2005-11-25 | 2007-05-30 | Seiko Epson Corp | Electrochemical cell and method of manufacture |
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