JP2020013843A - 光電変換素子の製造方法、光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】研削精度の低下を抑えつつ、良好なテクスチャー構造を効率よく形成可能な光電変換素子の製造方法、研削精度が高く光電変換効率が高い光電変換素子および光電変換モジュール、ならびに、前記光電変換素子を備える電子機器を提供すること。【解決手段】半導体基板800Wの一方の面84Wを研削する工程と、半導体基板800Wの他方の面85Wの上方の一部に保護膜89を形成する工程と、半導体基板の一方の面84Wにエッチング処理を施す工程と、を有する光電変換素子の製造方法であって、保護膜89を形成する工程は、インクジェット法またはスクリーン印刷法を用いる工程であることが好ましい。【選択図】図14
Description
本発明は、光電変換素子の製造方法、光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器に関するものである。
太陽電池のような光電変換素子は、結晶系シリコンのような半導体材料を備えている。結晶系シリコンの受光面に光が当たると、一部の光が受光面から内部に侵入し、電子・ホール対を生成する。生成された電子およびホールは、pn接合において互いに引き分けられることにより、電流として取り出される。このため、光電変換素子における光電変換効率を高めるためには、結晶系シリコンの内部に十分な量の光を侵入させる必要がある。
そこで、結晶系シリコンの受光面に凹凸形状(テクスチャー構造)を設けることが提案されている。このようなテクスチャー構造は、表面での多重反射を促して受光面の表面反射率を低下させるとともに、内部全反射を促して内部に光を閉じ込めるように作用する。
このようなテクスチャー構造は、例えばウエットエッチング法により形成される。特許文献1には、アルカリ水溶液によってエッチングし、受光面に凹凸形状(テクスチャー構造)を形成する工程を含む裏面電極型の太陽電池の製造方法が開示されている。具体的には、n型シリコン基板の裏面にテクスチャーマスクを形成する工程と、n型シリコン基板の受光面をアルカリ水溶液によってエッチングし、受光面にテクスチャー構造を形成する工程と、裏面にn++層およびp+層を形成する工程と、を有する。
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、テクスチャー構造を形成した後、裏面にn++層やp+層等の不純物拡散層を形成する。このため、不純物拡散層を形成する過程においてテクスチャー構造が傷ついたり、異物が付着したりするおそれがある。このようにしてテクスチャー構造が損傷を受けると、受光面の表面入射率が低下し、光電変換効率の低下を招く。
以上のような課題に鑑みて、研削精度の低下を抑えつつ、良好なテクスチャー構造を効率よく形成する方法が求められている。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
本発明の適用例に係る光電変換素子の製造方法は、半導体基板の一方の面を研削する工程と、
前記半導体基板の前記一方の面と表裏関係にある他方の面の上方の一部に保護膜を形成する工程と、
前記半導体基板の前記一方の面にエッチング処理を施す工程と、
を有する。
前記半導体基板の前記一方の面と表裏関係にある他方の面の上方の一部に保護膜を形成する工程と、
前記半導体基板の前記一方の面にエッチング処理を施す工程と、
を有する。
以下、本発明の光電変換素子の製造方法、光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
<電子時計>
まず、本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計について説明する。かかる電子時計は、受光面に光が照射されると、内蔵する太陽電池(光電変換モジュール)によって発電(光電変換)し、発電により得られた電力を駆動電力として利用するように構成されている。
まず、本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計について説明する。かかる電子時計は、受光面に光が照射されると、内蔵する太陽電池(光電変換モジュール)によって発電(光電変換)し、発電により得られた電力を駆動電力として利用するように構成されている。
図1、2は、それぞれ、本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計を示す斜視図である。このうち、図1は、電子時計の表側から見たときの外観を表す斜視図であり、図2は、電子時計の裏側から見たときの外観を表す斜視図である。また、図3は、図1、2に示す電子時計の平面図であり、図4は、図1、2に示す電子時計の縦断面図である。
電子時計200は、ケース31と太陽電池80(光電変換モジュール)と表示部50と光センサー部40を含む機器本体30と、ケース31に取り付けられた2つのバンド10と、を有している。
なお、本明細書では、電子時計200および太陽電池80のうち、太陽電池80に入射する光の光源側を「表(おもて)」とし、その反対側を「裏」とする。また、太陽電池80の受光面84(後述する図5、6参照)に直交する方向に延在する方向軸をZ軸とする。また、電子時計200の裏側から表側への向きを「+Z方向」とし、その反対向きを「−Z方向」とする。
一方、Z軸に直交する2つの軸を「X軸」および「Y軸」とする。このうち、2つのバンド10同士を結ぶ方向軸をY軸とし、Y軸に直交する方向軸をX軸とする。また、表示部50の上向きを「+Y方向」とし、下向きを「−Y方向」とする。また、図3における右向きを「+X方向」とし、左向きを「−X方向」とする。
以下、電子時計200の構成について順次説明する。
(機器本体)
機器本体30は、表側および裏側に開口したケース31と、表側の開口部35を塞ぐように設けられた風防板55と、ケース31の表面および風防板55の側面を覆うように設けられたベゼル57と、裏側の開口部を塞ぐように設けられた透明カバー44と、を備える筐体を有している。この筐体内には、後述する種々の構成要素が収容される。
(機器本体)
機器本体30は、表側および裏側に開口したケース31と、表側の開口部35を塞ぐように設けられた風防板55と、ケース31の表面および風防板55の側面を覆うように設けられたベゼル57と、裏側の開口部を塞ぐように設けられた透明カバー44と、を備える筐体を有している。この筐体内には、後述する種々の構成要素が収容される。
筐体のうち、ケース31は円環状をなしており、表側には風防板55を嵌め込み可能な開口部35を備え、裏側には透明カバー44を嵌め込み可能な開口部である測定窓部45を備えている。
また、ケース31の裏側の一部は、突出するように成形された凸状部32になっている。この凸状部32の頂部が開口して測定窓部45になっており、この測定窓部45に透明カバー44が嵌め込まれているとともに、透明カバー44の一部が測定窓部45から突出している。
ケース31の構成材料としては、例えばステンレス鋼、チタン合金のような金属材料の他、樹脂材料、セラミックス材料等が挙げられる。また、ケース31は、複数の部位の組み立て体であってもよく、その場合、部位同士で構成材料が異なっていてもよい。
また、ケース31の外側面には、複数の操作部58(操作ボタン)が設けられている。
また、ケース31の表側に設けられた開口部35の外縁には、+Z方向に突出する突起部34が形成されている。そして、この突起部34を覆うように、円環状をなすベゼル57が設けられている。
また、ケース31の表側に設けられた開口部35の外縁には、+Z方向に突出する突起部34が形成されている。そして、この突起部34を覆うように、円環状をなすベゼル57が設けられている。
さらに、ベゼル57の内側には風防板55が設けられている。そして、風防板55の側面とベゼル57との間が、パッキンや接着剤のような接合部材56を介して接着されている。
風防板55および透明カバー44の構成材料としては、例えばガラス材料、セラミックス材料、樹脂材料等が挙げられる。また、風防板55は透光性を有し、風防板55を介して表示部50の表示内容および太陽電池80の受光面84(後述する図5、6参照)を視認することができるようになっている。さらに、透明カバー44も透光性を有し、光センサー部40を生体情報測定部として機能させることができる。
また、筐体の内部空間36は、後述する種々の構成要素を収容可能な閉空間になっている。
機器本体30は、それぞれ内部空間36に収容される要素として、回路基板20と、方位センサー22(地磁気センサー)と、加速度センサー23と、GPSアンテナ28と、光センサー部40と、表示部50を構成する電気光学パネル60および照明部61と、二次電池70と、太陽電池80と、を備えている。また、機器本体30は、これらの要素の他にも、標高や水深等を算出するための圧力センサー、温度を測定する温度センサー、角速度センサーのような各種センサー、バイブレーター等を備えていてもよい。
回路基板20は、前述した要素同士を電気的に接続する配線を含む基板である。また、回路基板20には、前述した要素の動作を制御する制御回路や駆動回路等を含むCPU21(Central Processing Unit)および他の回路素子24が搭載されている。
また、太陽電池80、電気光学パネル60、回路基板20および光センサー部40は、風防板55側からこの順で配置されている。これにより、太陽電池80は、風防板55に近接して配置されることになり、多くの外部光が太陽電池80に効率よく入射する。その結果、太陽電池80における光電変換効率を最大限に高めることができる。
以下、機器本体30に収容される要素についてさらに詳述する。
回路基板20は、その端部が回路ケース75を介してケース31に取り付けられている。
回路基板20は、その端部が回路ケース75を介してケース31に取り付けられている。
また、回路基板20には、接続配線部63および接続配線部81が電気的に接続されている。このうち、接続配線部63を介して回路基板20と電気光学パネル60とが電気的に接続されている。また、接続配線部81を介して回路基板20と太陽電池80とが電気的に接続されている。これらの接続配線部63、81は、例えばフレキシブル回路基板で構成され、内部空間36の隙間に効率よく引き回される。
方位センサー22および加速度センサー23は、電子時計200を装着したユーザーの体の動きに係る情報を検出することができる。方位センサー22および加速度センサー23は、ユーザーの体動に応じて変化する信号を出力し、CPU21に送信する。
CPU21は、GPSアンテナ28を含むGPS受信部(図示せず)を制御する回路、光センサー部40を駆動しユーザーの脈波等を測定する回路、表示部50を駆動する回路、太陽電池80の発電を制御する回路等を含む。
GPSアンテナ28は、複数の位置情報衛星から電波を受信する。また、機器本体30は、図示しない信号処理部を備えている。信号処理部は、GPSアンテナ28が受信した複数の測位信号に基づいて測位計算を行い、時刻および位置情報を取得する。信号処理部は、これらの情報をCPU21に送信する。
光センサー部40は、ユーザーの脈波等を検出する生体情報測定部である。図4に示す光センサー部40は、受光部41と、受光部41の外側に設けられた複数の発光部42と、受光部41および発光部42が搭載されたセンサー基板43と、を含む光電センサーである。また、受光部41および発光部42は、前述した透明カバー44を介して、ケース31の測定窓部45に臨んでいる。また、機器本体30が備える接続配線部46を介して回路基板20と光センサー部40とが電気的に接続されている。
このような光センサー部40は、発光部42から射出した光を被検体(例えばユーザーの皮膚)に対して照射し、その反射光を受光部41で受光することにより、脈波を検出する。光センサー部40は、検出した脈波の情報をCPU21に送信する。
なお、光電センサーに代えて、心電計、超音波センサーのような他のセンサーを用いるようにしてもよい。
また、機器本体30は、図示しない通信部を備えている。この通信部は、機器本体30が取得した各種の情報や記憶している情報、CPU21による演算結果等を外部に送信する。
表示部50は、風防板55を介して、電気光学パネル60の表示内容をユーザーに視認させる。これにより、例えば前述した要素から取得した情報を、文字や画像として表示部50に表示し、ユーザーに認識させることができる。
電気光学パネル60としては、例えば、液晶表示素子、有機EL(Organic Electro Luminescence)表示素子、電気泳動表示素子、LED(Light Emitting Diode)表示素子等が挙げられる。
図4では、一例として、電気光学パネル60が反射型の表示素子(例えば反射型液晶表示素子、電気泳動表示素子等)である場合を図示している。このため、表示部50は、電気光学パネル60が備える導光板(図示せず)の光入射面に設けられた照明部61を備えている。照明部61としては、例えばLED素子が挙げられる。このような照明部61および導光板は、反射型表示素子のフロントライトとして機能する。
なお、電気光学パネル60が透過型の表示素子(例えば透過型液晶表示素子等)である場合には、フロントライトに代えてバックライトを設けるようにすればよい。
また、電気光学パネル60が自発光型の表示素子(例えば有機EL表示素子、LED表示素子等)である場合や、自発光型ではないものの外光を利用する表示素子である場合には、フロントライトやバックライトを省略することができる。
二次電池70は、図示しない配線を介して回路基板20に接続されている。これにより、二次電池70から出力される電力を、前述した要素の駆動に用いることができる。また、太陽電池80で発電した電力によって、二次電池70を充電することができる。
以上、電子時計200について説明したが、本発明の電子機器の実施形態は電子時計に限定されず、例えば携帯電話端末、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末、カメラ等であってもよい。
(太陽電池)
≪第1実施形態≫
次に、本発明の光電変換モジュールの第1実施形態を適用した太陽電池80について詳述する。
≪第1実施形態≫
次に、本発明の光電変換モジュールの第1実施形態を適用した太陽電池80について詳述する。
太陽電池80は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換モジュールである。
図5は、図4に示す電子時計200のうち太陽電池80のみを図示した平面図である。また、図6は、図5に示す太陽電池80の分解斜視図である。
図5に示す太陽電池80(光電変換モジュール)は、風防板55と電気光学パネル60との間に設けられ、4つのセル80a、80b、80c、80d(光電変換素子)と、4つのセル80a、80b、80c、80dと電気的に接続された配線基板82と、を備えている。
セル80a、80b、80c、80dは、それぞれ板状をなしており、その主面はZ軸方向に向いている。また、セル80a、80b、80c、80dは、後述するSi基板800を有しているが、Si基板800の互いに表裏の関係にある2つの主面のうち、風防板55に臨む主面は、外部光を受光する受光面84となる。一方、受光面84と反対側の主面は、後述する電極を配置する電極面85となる。
図5に示す太陽電池80の平面視形状は、円環になっている。換言すれば、4つのセル80a、80b、80c、80dがわずかな隙間を介して並ぶことにより、全体の平面視形状は、内縁形状(内形形状)および外縁形状(外形形状)がそれぞれ円形である円環になっている。
一方、前述したケース31の開口部35は、円形をなしていることから、その内縁は曲線を含んでいる。なお、ケース31の開口部35(の内縁)は、例えば直線と曲線とを含んでいてもよい。
また、「太陽電池80の外縁」とは、太陽電池80の輪郭のうち、開口部35の外側に臨む部分のことをいい、「太陽電池80の内縁」とは、太陽電池80の輪郭のうち、開口部35の中心側に臨む部分のことをいう。
また、4つのセル80a、80b、80c、80dにおいて、それぞれの内縁および外縁は、互いに同じ中心を持つ円(同心円)の一部であることが好ましい。換言すれば、4つのセル80a、80b、80c、80dの集合体が円環をなすとき、その円環の内円と外円とが同心円であることが好ましい。これにより、とりわけ意匠性が高い電子時計200を実現することができる。
なお、本実施形態では、4つのセル80a、80b、80c、80dの集合体によって太陽電池80が構成されているが、セルの数は、1つであってもよく、2つ以上の任意の数であってもよい。
また、本実施形態では、太陽電池80の平面視形状が円環になっているが、多重の円環であってもよい。
また、4つのセル80a、80b、80c、80dのうち、1つ以上が省略されてもよく、セル同士の形状が互いに異なっていてもよい。
各セル80a、80b、80c、80d同士の隙間の長さd(図3参照)は、特に限定されないが、0.05mm以上3mm以下であるのが好ましく、0.1mm以上1mm以下であるのがより好ましい。隙間の長さdを前記範囲内に設定することにより、受光面84側から太陽電池80を見たとき、後述する図7に示す端面808がより見えにくくなる。また、隙間の長さdが短すぎることによる、太陽電池80の組み立てにくさやセル同士が接触しやすくなるという問題を回避するという観点からも有用である。
また、太陽電池80が含む半導体基板は、非晶質性を有していてもよいが、結晶性を有していることが好ましい。この結晶性とは、単結晶性または多結晶性のことをいう。このような結晶性を有する半導体基板を含むことにより、非晶質性を有する半導体基板を含む場合に比べて、より光電変換効率の高い太陽電池80が得られる。かかる太陽電池80は、仮に同じ電力を発電する場合、より面積を小さくすることを可能にする。このため、結晶性を有する半導体基板を含むことにより、光電変換効率と意匠性とをより高度に両立させた電子時計200が得られる。
特に、半導体基板は、単結晶性を有するものが好ましい。これにより、太陽電池80の光電変換効率が特に高められる。したがって、光電変換効率と意匠性との両立を最大限に図ることができる。また、特に、太陽電池80の省スペース化が図られることにより、電子時計200の意匠性をより高めることができる。さらに、室内光のような低照度光においても光電変換効率が低下しにくいという利点もある。
半導体基板には、例えばシリコン基板、化合物半導体基板(例えばGaAs基板)等が用いられる。
なお、単結晶性を有するとは、半導体基板全体が単結晶である場合の他、一部が多結晶または非晶質である場合も含む。後者の場合、単結晶の体積が相対的に大きい(例えば全体の90体積%以上である)ことが好ましい。
また、太陽電池80は、好ましくは裏面電極型とされる。具体的には、図6に示すように、4つのセル80a、80b、80c、80dの電極面85上に、それぞれ電極パッド86、87(接続部)が設けられている。このうち、電極パッド86は正極であり、一方、電極パッド87は負極である。したがって、電極パッド86および電極パッド87から配線を介して電力を取り出すことができる。
このように裏面電極型では、全ての電極パッド86、87を電極面85上に配置することができる。このため、受光面84を最大限に大きくすることができ、受光面積の最大化に伴う発電量の向上を図ることができる。加えて、受光面84側に電極パッドを設けることによる意匠性の低下を防止することができる。このため、電子時計200の意匠性をさらに高めることができる。
また、太陽電池80は、図5に示すように、1つのセルにおいて電極パッド86および電極パッド87をそれぞれ複数含んでいるのが好ましい。これにより、セル80a、80b、80c、80dと配線基板82との間を、電気的かつ機械的により確実に接続することができる。
図7は、図5に示す太陽電池80の分解断面図である。
図7に示す太陽電池80は、セル80aと配線基板82とを備えている。
図7に示す太陽電池80は、セル80aと配線基板82とを備えている。
また、図8は、図6に示すセル80aの電極面85を示す平面図である。なお、図8では、後述するパッシベーション膜806やバスバー電極805に覆われているフィンガー電極804を透視するように図示している。また、図8では、バスバー電極805の輪郭のみを一点鎖線で図示している。
また、図9は、図8に示す平面図のうちフィンガー電極804を選択的に示す図であり、図10は、図8に示す平面図のうちバスバー電極805および電極パッド86、87を選択的に示す図である。なお、フィンガー電極804およびバスバー電極805は、互いに階層が異なるため、図9および図10において階層別に分けて図示している。
また、以下の説明では、セル80aを代表として説明するが、その説明はセル80b、80c、80dについても同様である。
((配線基板))
配線基板82は、絶縁基板821と、その上に設けられた導電膜822と、を備えている。
配線基板82は、絶縁基板821と、その上に設けられた導電膜822と、を備えている。
配線基板82は、4つのセル80a、80b、80c、80dと重なるように設けられている。このような配線基板82は、絶縁基板821と、その上に設けられた導電膜822と、導電膜822と重なる部分に開口部824を含む絶縁膜823と、を備えている。
なお、「配線基板82が4つのセル80a、80b、80c、80dと重なる」とは、配線基板82の平面視において、配線基板82が少なくとも1つのセルと重なって見える状態をいう。また、その場合、1つのセルの全体と重なっている必要はなく、その少なくとも一部と重なっていればよい。
なお、本実施形態では、配線基板82が4つのセル80a、80b、80c、80dと重なっている。
絶縁基板821としては、例えばポリイミド基板、ポリエチレンテレフタレート基板のような各種樹脂基板が挙げられる。
導電膜822の構成材料としては、例えば銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銀または銀合金等が挙げられる。
絶縁膜823の構成材料としては、例えばポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂のような各種樹脂材料が挙げられる。
また、絶縁基板821と絶縁膜823とは、接着層825を介して接着されている。
接着層825の構成材料としては、例えばエポキシ系接着材、シリコーン系接着材、オレフィン系接着材、アクリル系接着材等が挙げられる。
接着層825の構成材料としては、例えばエポキシ系接着材、シリコーン系接着材、オレフィン系接着材、アクリル系接着材等が挙げられる。
配線基板82の厚さは、特に限定されないが、50μm以上500μm以下であるのが好ましく、100μm以上300μm以下であるのがより好ましい。配線基板82の厚さを前記範囲内に設定することにより、配線基板82に適度な可撓性が付与される。このため、配線基板82に適度な変形能が付与されることとなり、例えばセル80aに応力が発生したとしても、配線基板82の変形によってその応力の集中を緩和することができる。その結果、セル80aに反り等の不具合が発生するのを抑制することができる。
((セル))
一方、セル80aは、図7に示すように、Si基板800と、Si基板800に形成されたp+不純物領域801およびn+不純物領域802と、p+不純物領域801およびn+不純物領域802に接続されているフィンガー電極804と、フィンガー電極804に接続されているバスバー電極805と、を備えている。なお、図7では、図示の便宜上、p+不純物領域801に接続されているバスバー電極805および電極パッド86(正極)のみを図示し、n+不純物領域802に接続されているバスバー電極および電極パッド(負極)の図示を省略している。また、図7では、n+不純物領域802に接続されているn+コンタクト811n、フィンガー電極804およびn型ビア配線814nについて破線で示しており、これらのn+コンタクト811n、フィンガー電極804およびn型ビア配線814nが、電極パッド86(正極)に接続されたバスバー電極805と電気的に接続されていないことを表している。
一方、セル80aは、図7に示すように、Si基板800と、Si基板800に形成されたp+不純物領域801およびn+不純物領域802と、p+不純物領域801およびn+不純物領域802に接続されているフィンガー電極804と、フィンガー電極804に接続されているバスバー電極805と、を備えている。なお、図7では、図示の便宜上、p+不純物領域801に接続されているバスバー電極805および電極パッド86(正極)のみを図示し、n+不純物領域802に接続されているバスバー電極および電極パッド(負極)の図示を省略している。また、図7では、n+不純物領域802に接続されているn+コンタクト811n、フィンガー電極804およびn型ビア配線814nについて破線で示しており、これらのn+コンタクト811n、フィンガー電極804およびn型ビア配線814nが、電極パッド86(正極)に接続されたバスバー電極805と電気的に接続されていないことを表している。
なお、以下の説明では、セル80aを代表として説明するが、その説明はセル80b、80c、80dについても同様である。
−Si基板−
Si基板800としては、例えばSi(100)基板等が用いられる。なお、Si基板800の結晶面は、特に限定されず、Si(100)面以外の結晶面であってもよい。また、本実施形態に係るSi基板800は、一例として、n型のSi基板とする。
Si基板800としては、例えばSi(100)基板等が用いられる。なお、Si基板800の結晶面は、特に限定されず、Si(100)面以外の結晶面であってもよい。また、本実施形態に係るSi基板800は、一例として、n型のSi基板とする。
Si基板800(半導体基板)の主要構成元素以外の不純物元素濃度は、できるだけ低いことが好ましいが、それぞれ1×1011[atoms/cm2]以下であるのがより好ましく、1×1010[atoms/cm2]以下であるのがさらに好ましい。不純物元素濃度が前記範囲内であることにより、Si基板800の不純物が光電変換に及ぼす影響を十分に小さく抑えることができる。これにより、小面積であっても十分な電力を発生させ得る太陽電池80を実現することができる。さらに、室内光のような低照度光においても光電変換効率が低下しにくくなるという利点もある。
なお、Si基板800の不純物元素濃度は、例えばICP−MS(Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry)法により測定することができる。
また、p+不純物領域801に接続されているバスバー電極805(図8参照)の一部が後述するパッシベーション膜806から露出し、前述した電極パッド86を構成している。一方、n+不純物領域802に接続されているバスバー電極805(図8参照)の一部が後述するパッシベーション膜806から露出し、前述した電極パッド87を構成している。
また、電極パッド86は、図7に示すように、導電接続部83を介して、配線基板82と接続されている。同様に、電極パッド87も、図示しない導電接続部を介して、配線基板82と接続されている。
導電接続部83としては、例えば導電ペースト、導電シート、金属材料、はんだ、ろう材等が挙げられる。
Si基板800の受光面84には、図7に示すように、テクスチャー構造が形成されている。このテクスチャー構造は、例えば任意の形状をなす凹凸形状のことをいう。具体的には、例えば受光面84に形成された多数のピラミッド状突起で構成される。Si基板800が、例えばSi(100)面を主面とする基板である場合、Si(111)面を傾斜面とするピラミッド状突起がテクスチャー構造として好適に用いられる。このようなテクスチャー構造を設けることにより、受光面84における外部光の反射を抑制し、Si基板800に入射する光量の増大を図ることができる。また、受光面84から入射した外部光をSi基板800の内部に閉じ込めることができ、光電変換効率を高めることができる。
テクスチャー構造が形成された受光面84の算術平均粗さRaは、0.1μm以上であるのが好ましく、0.3μm以上200μm以下であるのがより好ましく、1.0μm以上100μm以下であるのがさらに好ましい。受光面84の算術平均粗さRaを前記範囲内に設定することにより、十分に有効なテクスチャー構造を設けることができる。すなわち、必要かつ十分な高さの凹凸形状が設けられていることになるため、受光面84で十分な多重反射を生じさせることができ、反射率を十分に低減させることができる。
なお、算術平均粗さRaが前記上限値を上回ってもよいが、そのような受光面84を形成するのに長時間を要することになり、併せて、反射率にムラが生じて見た目(反射光の色)が不均一になるおそれがある。
また、受光面84の算術平均粗さRaは、JIS B 0601:2013に規定された方法に準じて測定される。
なお、テクスチャー構造は、受光面84の全面に設けられていてもよいが、一部のみに設けられていてもよい。
また、Si基板800の厚さは、特に限定されないが、50μm以上500μm以下であるのが好ましく、100μm以上300μm以下であるのがより好ましい。これにより、太陽電池80の光電変換効率と機械的特性との両立を図ることができる。また、電子時計200の薄型化にも貢献することができる。
−パッシベーション膜−
太陽電池80は、受光面84上に設けられたパッシベーション膜807を備えている。このようなパッシベーション膜807を設けることにより、受光によって生成された少数キャリアーが受光面84において消滅するのを抑制することができる。
太陽電池80は、受光面84上に設けられたパッシベーション膜807を備えている。このようなパッシベーション膜807を設けることにより、受光によって生成された少数キャリアーが受光面84において消滅するのを抑制することができる。
また、パッシベーション膜807は、光透過性を有する。このため、パッシベーション膜807は、その屈折率が適宜調整されることにより、反射防止膜としても機能する。このような反射防止膜としての機能が付加されることにより、受光面84からSi基板800に入射する光量を増やし、光電変換効率を高めることができる。
パッシベーション膜807の構成材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素のようなケイ素化合物、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタンのような金属酸化物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化ランタンのようなフッ化物等の無機材料の他、各種有機材料が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を含む複合材料が用いられる。
また、パッシベーション膜807の膜厚は、特に限定されないが、10nm以上200nm以下であるのが好ましく、20nm以上150nm以下であるのがより好ましく、30nm以上120nm以下であるのがさらに好ましい。膜厚が前記範囲内であれば、可視光についての反射率を十分に下げるとともに、入射率を十分に高めることができる。
一方、セル80aは、電極面85上に設けられたパッシベーション膜806を備えている。このようなパッシベーション膜806を設けることにより、各部の絶縁を図るとともに、受光によって生成された少数キャリアーが電極面85において消滅するのを抑制することができる。
すなわち、フィンガー電極804とSi基板800との間、および、バスバー電極805とフィンガー電極804との間は、それぞれパッシベーション膜806を介して絶縁されている。
パッシベーション膜806の構成材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム等が挙げられる。
−電極および電極パッド(接続部)−
セル80aは、図8〜図10に示すように、Si基板800を備えている。このSi基板800は、輪郭に2つの円弧を含んでいる。このうち、図5に示す円環の外縁の一部に相当する円弧が図9、10に示す基板外縁800aであり、円環の内縁の一部に相当する円弧が図9、10に示す基板内縁800bである。
セル80aは、図8〜図10に示すように、Si基板800を備えている。このSi基板800は、輪郭に2つの円弧を含んでいる。このうち、図5に示す円環の外縁の一部に相当する円弧が図9、10に示す基板外縁800aであり、円環の内縁の一部に相当する円弧が図9、10に示す基板内縁800bである。
また、図8〜図10に示すセル80aは、Si基板800に形成されたp+不純物領域801(図7参照)を覆うように設けられたp型フィンガー電極804pと、p+不純物領域801とp型フィンガー電極804pとの間を電気的に接続するp+コンタクト811pと、を備えている。
また、図8〜図10に示すセル80aは、Si基板800に形成されたn+不純物領域802(図7参照)を覆うように設けられたn型フィンガー電極804nと、n+不純物領域802とn型フィンガー電極804nとの間を電気的に接続するn+コンタクト811nと、を備えている。
そして、p+コンタクト811pは、1つのp型フィンガー電極804pに対して複数設けられている。したがって、それに応じて、図7に示すp+不純物領域801も、1つのp型フィンガー電極804pに対して複数設けられている。これにより、受光によって発生した正孔(少数キャリアー)を効率よく取り出すことができる。
同様に、n+コンタクト811nは、1つのn型フィンガー電極804nに対して複数設けられている。したがって、それに応じて、図7に示すn+不純物領域802も、1つのn型フィンガー電極804nに対して複数設けられている。これにより、受光によって発生した電子(多数キャリアー)を効率よく取り出すことができる。
p+コンタクト811pおよびn+コンタクト811nの構成材料は、例えば、前述したフィンガー電極804の構成材料と同様のものから適宜選択される。
なお、前述したフィンガー電極804とは、p型フィンガー電極804pおよびn型フィンガー電極804nの双方を指している。
また、図8および図9では、p+コンタクト811pおよびn+コンタクト811nに対して相対的に密なドットを付し、フィンガー電極804に対して相対的に疎なドットを付している。
さらに、図8では、パッシベーション膜806で覆われている部位は、破線または鎖線で示し、パッシベーション膜806から露出している部位を、実線で示している。
図8に示すように、p型バスバー電極805pおよびn型バスバー電極805nは、それぞれパッシベーション膜806に覆われている。これにより、外部環境からこれらの電極が保護されている。
・電極パッド(接続部)
一方、パッシベーション膜806の一部にはビアホールが設けられ、p型バスバー電極805pおよびn型バスバー電極805nの一部が露出している。このうち、p型バスバー電極805pの露出面が前述した電極パッド86(正極の接続部)となり、n型バスバー電極805nの露出面が前述した電極パッド87(負極の接続部)となる。すなわち、パッシベーション膜806のビアホールから露出したp型バスバー電極805pの露出面を電極パッド86といい、同様に、パッシベーション膜806のビアホールから露出したn型バスバー電極805nの露出面を電極パッド87という。
一方、パッシベーション膜806の一部にはビアホールが設けられ、p型バスバー電極805pおよびn型バスバー電極805nの一部が露出している。このうち、p型バスバー電極805pの露出面が前述した電極パッド86(正極の接続部)となり、n型バスバー電極805nの露出面が前述した電極パッド87(負極の接続部)となる。すなわち、パッシベーション膜806のビアホールから露出したp型バスバー電極805pの露出面を電極パッド86といい、同様に、パッシベーション膜806のビアホールから露出したn型バスバー電極805nの露出面を電極パッド87という。
また、本実施形態に係るセル80aは、図10に示すように、電極パッド86および電極パッド87をそれぞれ複数含んでいる。
複数の電極パッド86は、図8および図10に示すように、基板外縁800aに沿って配列されている。つまり、電極パッド86の配列軸が基板外縁800aとほぼ平行になっている。一方、複数の電極パッド87は、基板内縁800bに沿って配列されている。つまり、電極パッド87の配列軸が基板内縁800bとほぼ平行になっている。このような配置をとることにより、セル80aの延在方向(基板外縁800aに含まれる円弧の周方向)に沿って配線基板82との接続点を確保することができる。このため、セル80aを配線基板82に対してより確実に固定することができ、かつ、セル80aと配線基板82との間の接続抵抗を十分に低減させることができる。
なお、前述したように、セル80aは複数のフィンガー電極804を備えているが、その本数は特に限定されず、Si基板800ならびにフィンガー電極804の大きさおよびピッチ等に応じて適宜設定される。
ここで、図11は、図8に示す光電変換素子の変形例を示す平面図であって、フィンガー電極804の本数を図8とは異ならせた例を示す図である。なお、図11では、セル80aのうち、Si基板800、フィンガー電極804および電極パッド86、87以外の部位の図示を省略している。また、図11では、p型フィンガー電極804pに密なドットを付し、n型フィンガー電極804nに疎なドットを付している。
このようにしてフィンガー電極804の本数を増やす、つまり、p+不純物領域801やn+不純物領域802の配設密度を高めることにより、セル80aにおける光電変換効率を高めやすくなる。
また、図11では、フィンガー電極804が並ぶ方向において、p型フィンガー電極804pとn型フィンガー電極804nとが交互に配列されたパターンになっている。
さらに、電極パッド86、87を挟む両側については、前述したように、電極パッド86、87を挟んでp型フィンガー電極804pとn型フィンガー電極804nとが向かい合っている。つまり、図11では、図8と同様、電極パッド86、87の短軸方向における両側に位置する不純物領域は、互いに異なる極性を有する不純物領域になっている。
そして、p+不純物領域801がp型フィンガー電極804pおよびp型バスバー電極805pを介して電極パッド86に接続され、n+不純物領域802がn型フィンガー電極804nおよびn型バスバー電極805nを介して電極パッド87に接続されている。
なお、Si基板800の平面視形状は、上記に限定されず、いかなる形状、例えば長方形や正方形のような四角形、六角形、八角形のような多角形、真円、楕円、長円のような円形等であってもよい。
また、本実施形態に係るセル80aでは、前述したように、電極パッド86、87がそれぞれ複数個ずつ設けられている。このような配置になっていることにより、これらの接続部に接合される導電接続部83も同様の配置になる。したがって、セル80aは、これらの端子の位置を支持点として、配線基板82に多点支持されることとなる。これにより、接続抵抗の低減および接続強度の向上をより強化することができる。
電極パッド86、87の1つの面積は、Si基板800の大きさに応じて若干異なるものの、0.05mm2以上5mm2以下であることが好ましく、0.1mm2以上3mm2以下であることがより好ましい。これにより、接続抵抗の低減および接続強度の向上を十分に図りつつ、電極パッド86、87を設けることに伴う少数キャリアーの収集ロスも十分に抑えることができる。
なお、電極パッド86、87の配置は、図示のものに限定されず、例えば電極パッド86の列の位置と電極パッド87の列の位置とが入れ替わっていてもよい。すなわち、正極の接続部が基板内縁800b側に配置され、負極の接続部が基板外縁800a側に配置されていてもよい。
また、電極パッド86、87の形状も、特に限定されず、いかなる形状であってもよい。一例として、図12および図13に示す電極パッド86、87の形状は、それぞれ長方形であるが、真円、楕円、長円のような円形であってもよく、三角形、六角形、八角形のような多角形であってもよく、それ以外の形状であってもよい。
さらに、電極パッド86同士、電極パッド87同士、および、電極パッド86と電極パッド87との間で、互いに形状が同じであるのが好ましいが、互いに異なっていてもよい。
また、基板外縁800aおよび基板内縁800bは、互いに同心の円弧を含むことが好ましい。すなわち、基板外縁800aは、相対的に大径の円弧を含み、基板内縁800bは、基板外縁800aと同心でかつ相対的に小径の円弧を含むことが好ましい。これにより、フィンガー電極804およびバスバー電極805の設計が容易になるとともに、セル80aの構造のバランスが最適化される。その結果、セル80aにおいて反り等の変形が発生しにくくなる。
なお、基板外縁800aおよび基板内縁800bは、その一部または全部が直線であってもよいし、円弧以外の曲線を含んでいてもよいし、互いに同心ではない円弧を含んでいてもよい。
ただし、本実施形態では、Si基板800の輪郭は、曲線を含んでいる。これにより、セル80aは、電子時計200の意匠性をより高めることに寄与する。
なお、この曲線は、製造技術の制約上、角数の多い多角形の一部として製造される場合もあるが、本明細書における曲線はそのような多角形の一部についても含む概念である。
また、基板外縁800aは基板内縁800bよりも長くなる。これを考慮すれば、基板外縁800a側に位置する電極パッド86の数は、基板内縁800b側に位置する電極パッド87の数よりも多いことが好ましい。
また、本実施形態では、電極パッド86、87には、p+コンタクト811pおよびn+コンタクト811nが、それぞれ平面視で重ならないように配置されている(図8参照)。
すなわち、Si基板800を平面視したとき、電極パッド86(接続部)は、p+不純物領域801およびn+不純物領域802とずれるように配置されている。そして、それにより自ずと、電極パッド86は、p+コンタクト811pおよびn+コンタクト811nとずれるように配置されている。
同様に、Si基板800を平面視したとき、電極パッド87(接続部)は、p+不純物領域801およびn+不純物領域802とずれるように配置されている。そして、それにより自ずと、電極パッド87は、p+コンタクト811pおよびn+コンタクト811nとずれるように配置されている。
これにより、例えば電極パッド86、87に導電接続部83が接合された後、その接合部が破損したとしても、p+不純物領域801およびn+不純物領域802に損傷が及んでしまうのを抑制することができる。したがって、より信頼性の高いセル80aが得られる。
また、上記のような配置であることにより、電極パッド86、87は、その平坦性等の形状においてp+不純物領域801やn+不純物領域802の影響を受けることがなくなる。このため、平坦性が高く、接触不良を発生させにくい電極パッド86、87が得られる。
なお、このような配置は、必ずしも限定されるものではなく、例えば、電極パッド86、87は、p+不純物領域801、n+不純物領域802、p+コンタクト811pおよびn+コンタクト811nのいずれかと平面視で重なっていてもよい。
・フィンガー電極
フィンガー電極804は、図9に示すように、基板外縁800aが含む曲線の垂線PLの延伸方向に延在しているのが好ましい。すなわち、フィンガー電極804は、基板外縁800aが含む曲線の垂線方向に延在しているのが好ましい。これにより、基板外縁800aが円弧である場合、フィンガー電極804は、その円弧の中心Oから放射状に延伸する直線に沿って延在することとなる。
フィンガー電極804は、図9に示すように、基板外縁800aが含む曲線の垂線PLの延伸方向に延在しているのが好ましい。すなわち、フィンガー電極804は、基板外縁800aが含む曲線の垂線方向に延在しているのが好ましい。これにより、基板外縁800aが円弧である場合、フィンガー電極804は、その円弧の中心Oから放射状に延伸する直線に沿って延在することとなる。
一方、本実施形態に係るセル80aでは、前述した垂線PLが基板内縁800bにも直交している。
また、前述した垂線PLは、基板外縁800aの円弧の中心Oを通過していることが好ましい。すなわち、この円弧が真円またはそれに近い形状の一部であることが好ましい。これにより、フィンガー電極804の設計が容易になるとともに、セル80aの構造のバランスが最適化される。その結果、セル80aにおける反り等の変形がより発生しにくくなる。
また、セル80aには、複数のフィンガー電極804が設けられている。このため、これらのフィンガー電極804は、基板外縁800aに沿って配列される(並ぶ)こととなる。換言すれば、配列軸が基板外縁800aとほぼ平行であるということができる。このように配列させることで、各フィンガー電極804の形状や面積を均一化することができ、セル80aの構造の均一化を図ることができる。その結果、セル80aにおける反り等の変形が発生しにくくなる。加えて、フィンガー電極804を、Si基板800に対してできるだけ隙間なく敷き詰めることができる。これにより、フィンガー電極804は、Si基板800の電極面85側において、受光面84から入射した光を反射するための反射膜としても機能する。すなわち、フィンガー電極804が隙間なく敷き詰められることにより、受光面84から入射しSi基板800を透過してしまった光を、フィンガー電極804においてより高い確率で反射させることができる。これにより、光電変換に寄与する光量を増やすことでき、光電変換効率の向上を図ることができる。
さらに、少なくとも互いに隣り合うフィンガー電極804同士は、互いに同一形状であり、かつ、互いに同一面積であることが好ましい。これにより、セル80aの構造のさらなる均一化が図られることとなる。
なお、同一形状、同一面積および平行とは、それぞれ、製造時に発生する誤差を許容する概念である。
また、フィンガー電極804が基板外縁800aに沿って配列される場合、p型フィンガー電極804pとn型フィンガー電極804nとが交互に並んでいるのが好ましいが、このような配列パターンに限定されるものではなく、一部または全部が異なる配列パターンであってもよい。
また、フィンガー電極804の輪郭は、いかなる形状であってもよいが、図9では、基板外縁800aに臨むフィンガー電極外縁812と、基板内縁800bに臨むフィンガー電極内縁813と、を有している。そして、フィンガー電極外縁812の長さは、フィンガー電極内縁813の長さより長くなっている。つまり、図9に示すフィンガー電極804は、基板外縁800aの延在方向における長さを「幅」とするとき、フィンガー電極内縁813からフィンガー電極外縁812に向かうにつれて徐々に幅が広くなっている。
このような輪郭形状を有するフィンガー電極804によれば、フィンガー電極804同士の隙間を一定にしながら、フィンガー電極804をSi基板800に対してできるだけ隙間なく敷き詰めることが可能になる。このため、フィンガー電極804同士の絶縁性を確保しつつ、フィンガー電極804による反射膜としての機能をより高めることができる。
なお、本実施形態では、電極パッド86、87を通過するように図9に示す垂線PLと同様の垂線を引いたとき、その垂線上には、p+不純物領域801(図7参照)およびn+不純物領域802(図7参照)が設けられていない。また、それに伴って、フィンガー電極804も設けられていない。
このような本実施形態では、構造を比較的単純にしやすいため、製造容易性が高く、製造歩留まりが高いものとなる。
なお、上記構成は、これに限定されるものではなく、例えば、電極パッド86、87を通過する垂線上にも、p+不純物領域801およびn+不純物領域802が設けられていてもよい。
また、図9に示す2本の垂線PLは、互いに隣り合う2つのフィンガー電極804の幅の中心を通過している。また、前述したように各垂線PLは、基板外縁800aの円弧の中心Oを通過している。したがって、2本の垂線PL同士がなす角度θは、隣り合うフィンガー電極804同士のピッチに相当する。この角度θは、Si基板800におけるキャリアー移動度等に応じて適宜設定されるが、一例として0.05°以上1°以下であるのが好ましく、0.1°以上0.5°以下であるのがより好ましい。これにより、各フィンガー電極804に対応して設けられるコンタクト同士のピッチや不純物領域同士のピッチが最適化されるため、受光により発生したキャリアーの取り出し効率が向上する。その結果、光電変換効率が特に高いセル80aが得られる。
また、フィンガー電極804の幅は、上記と同様の観点から、5μm以上100μm以下であるのが好ましく、10μm以上50μm以下であるのがより好ましい。
一方、フィンガー電極804同士の間隔は、1μm以上50μm以下であるのが好ましく、3μm以上30μm以下であるのがより好ましい。これにより、フィンガー電極804同士の絶縁を図りつつ、フィンガー電極804が占める面積を十分に大きくすることができる。
・バスバー電極
一方、セル80aは、図8および図10に示すように、複数のフィンガー電極804を跨ぐように、かつ、これらのフィンガー電極804を覆うように設けられたp型バスバー電極805pおよびn型バスバー電極805nを備えている。そして、p型バスバー電極805pは、p型ビア配線814pを介して複数のp型フィンガー電極804pと電気的に接続されており、n型バスバー電極805nは、n型ビア配線814nを介して複数のn型フィンガー電極804nと電気的に接続されている。
一方、セル80aは、図8および図10に示すように、複数のフィンガー電極804を跨ぐように、かつ、これらのフィンガー電極804を覆うように設けられたp型バスバー電極805pおよびn型バスバー電極805nを備えている。そして、p型バスバー電極805pは、p型ビア配線814pを介して複数のp型フィンガー電極804pと電気的に接続されており、n型バスバー電極805nは、n型ビア配線814nを介して複数のn型フィンガー電極804nと電気的に接続されている。
また、p型ビア配線814pは、1つのp型バスバー電極805pに対して複数設けられている。同様に、n型ビア配線814nも、1つのn型バスバー電極805nに対して複数設けられている。
p型ビア配線814pおよびn型ビア配線814nの構成材料は、例えば、前述したバスバー電極805の構成材料と同様のものから適宜選択される。
なお、前述したバスバー電極805は、p型バスバー電極805pおよびn型バスバー電極805nの双方を指している。
また、図10では、p型ビア配線814pおよびn型ビア配線814nに対して相対的に密なドットを付し、バスバー電極805に対して相対的に疎なドットを付している。
ここで、バスバー電極805の延在方向は、図8および図10に示すように、フィンガー電極804の延在方向と交差している。すなわち、前述したように、フィンガー電極804が基板外縁800aの垂線方向に延在しているのに対し、バスバー電極805は、基板外縁800aと平行な方向に延在している。したがって、図8に示すようにSi基板800を平面視したとき、フィンガー電極804とバスバー電極805とがほぼ直交することとなる。これにより、複数のフィンガー電極804を跨ぐようにバスバー電極805が配置されることになるので、双方の交差部にp型ビア配線814pまたはn型ビア配線814nが配置された場合、バスバー電極805が効果的な集電体となる。
なお、「平行な方向」とは、バスバー電極805と基板外縁800aとがほぼ一定の距離を保ちながら変位している状態を指す。そして、「一定の距離を保ちながら」とは、バスバー電極805の全長にわたって、双方の離間距離の変化幅が、離間距離の最大値の100%以下(好ましくは離間距離の平均値の10%以下)である状態を指す。
また、フィンガー電極804とバスバー電極805との交差角度は、90°に限定されず、鋭角側の角度が30°以上90°未満程度であってもよい。また、バスバー電極805は、必ずしも基板外縁800aと平行でなくてもよく、直線状に延在するものであってもよい。
また、前述したように、本実施形態に係るバスバー電極805は、Si基板800の厚さ方向においてフィンガー電極804と重なっている。これにより、バスバー電極805の配置に必要なスペースを確保する必要がないため、Si基板800においてフィンガー電極804やp+不純物領域801およびn+不純物領域802を配置するスペースをより広く確保することができる。その結果、取り出せるキャリアーの数が増えるとともに、フィンガー電極804およびバスバー電極805の反射膜としての機能が向上するため、光電変換効率をより高めることができる。
なお、Si基板800の平面視におけるp型ビア配線814pの位置は、p+コンタクト811pの位置と重なっていてもよいが、ずれていることが好ましい。同様に、Si基板800の平面視におけるn型ビア配線814nの位置は、n+コンタクト811nの位置と重なっていてもよいが、ずれていることが好ましい。これにより、p型ビア配線814pおよびn型ビア配線814nの下地の平坦性が高くなるため、形成位置のずれや製造不良等が生じにくくなる。このため、セル80aの製造歩留まりの低下を抑制することができる。
なお、好ましくは、p型ビア配線814pの位置は、p+コンタクト811p同士の中間に設けられ、n型ビア配線814nの位置は、n+コンタクト811n同士の中間に設けられる。
また、バスバー電極805の輪郭は、いかなる形状であってもよいが、図10では、基板外縁800aに臨むバスバー電極外縁815と、基板内縁800bに臨むバスバー電極内縁816と、を有する形状をなしている。そして、バスバー電極外縁815の長さは、バスバー電極内縁816の長さより長くなっている。
このような輪郭形状を有するバスバー電極805によれば、Si基板800と同様の形状、すなわち、円環の一部を切り出したような形状となる。このため、Si基板800の全体に敷き詰められている複数のフィンガー電極804に対して、バスバー電極805を交差させやすくなるとともに、p型バスバー電極805pとn型バスバー電極805nの複数本を配置しやすくなる。
また、かかるバスバー電極805は、前述したように、フィンガー電極804とバスバー電極805とがほぼ直交することになる。このため、双方の交差部にp型ビア配線814pおよびn型ビア配線814nが配置されやすくなるといった効果を享受することができる。
フィンガー電極804やバスバー電極805の構成材料としては、例えば、アルミニウム、チタン、銅のような金属の単体または合金等が挙げられる。
以上、セル80aを代表に説明したが、太陽電池80(光電変換モジュール)は、このようなセル80a(光電変換素子)と、このセル80aと重なるように設けられている配線基板82と、セル80aの電極パッド86、87と配線基板82の導電膜822とを電気的に接続する導電接続部83と、を有する。
このような太陽電池80では、配線基板82がセル80aの電極面85の少なくとも一部を覆うことになるため、電極面85が保護される。このため、電極面85に異物が付着したり、外力が加わったりすることが抑制される。その結果、電極面85の信頼性を確保することができる。
換言すれば、受光面84を平面視したとき、導電接続部83は、セル80aの陰に隠れている(セル80aと重なっている)ことが好ましい。これにより、上述した信頼性の確保という効果に加え、導電接続部83が視認されないことによる太陽電池80の美的外観の向上を図ることができる。
なお、導電接続部83は、セル80aと配線基板82とを電気的のみならず、機械的にも接続している。このため、導電接続部83の機械的特性を最適化することにより、前述したセル80aにおける応力の集中を緩和することができる。
具体的には、導電接続部83のヤング率は、0.5GPa以上15GPa以下であるのが好ましく、1GPa以上10GPa以下であるのがより好ましく、1.5GPa以上6.5GPa以下であるのがさらに好ましい。導電接続部83のヤング率を前記範囲内に設定することにより、導電接続部83に求められる接着強度を確保しつつ、導電接続部83において歪み等を吸収することができる。このため、高い機械的特性に基づく機械的接続の信頼性と、セル80aに発生する応力の集中を緩和する特性と、を両立させることができる。
なお、導電接続部83のヤング率が前記下限値を下回ると、導電接続部83の機械的特性が低くなるため、セル80aの仕様等によっては、求められる接着強度を満たすことができないおそれがある。一方、導電接続部83のヤング率が前記上限値を上回ると、導電接続部83の変形能が低下するため、セル80aの仕様等によっては、導電接続部83においてセル80aの歪みを十分に吸収することができず、セル80aに反り等の不具合を発生させるおそれがある。
また、導電接続部83のヤング率は、例えば25℃において動的粘弾性測定装置(DMA)により測定される。
また、上述したヤング率の観点からすれば、導電接続部83としては、特に樹脂材料を含む導電性接着剤が好ましく用いられる。
導電性接着剤に含まれる樹脂材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いられる。
<光電変換素子の製造方法>
次に、本発明の光電変換素子の製造方法の実施形態について説明する。
次に、本発明の光電変換素子の製造方法の実施形態について説明する。
図12〜図19は、それぞれ図7に示すセル80aの製造方法(本実施形態に係る光電変換素子の製造方法)を説明するための図である。なお、図13および図16は、それ以外の図に対して上下を反転させるように図示している。
セル80aの製造方法は、Siウエハー800Wの裏面85W側に電極等を形成する工程と、Siウエハー800Wの表面84Wを研削する工程と、Siウエハー800Wの裏面85W側の一部に保護膜89を形成する工程と、Siウエハー800Wの表面84Wにエッチング処理を施す工程と、を有する。以下、各工程について順次説明する。
[1]まず、Siウエハー800W(半導体基板)を用意する。このSiウエハー800Wは、最終的に複数の個片を切り出すための母材として用いられる。
次に、Siウエハー800Wの裏面85Wにp+不純物領域801およびn+不純物領域802を形成する(図12参照)。p+不純物領域801およびn+不純物領域802は、例えばSiウエハー800Wに不純物イオンを注入した後、活性化アニール処理を施すことにより形成される。
続いて、Siウエハー800Wの裏面85W上に、フィンガー電極804、バスバー電極805およびパッシベーション膜806を形成する(図12参照)。
フィンガー電極804およびバスバー電極805は、例えば、導電性材料を各種蒸着法等によって成膜した後、得られた被膜をパターニングすることによって形成される。
また、例えば、パッシベーション膜806は、絶縁性材料を各種蒸着法等によって成膜した後、得られた被膜をパターニングすることによって形成される。このようにしてパッシベーション膜806をパターニングすると、バスバー電極805の一部が露出する。このようにして、図12に示す電極パッド86および図12には図示しない電極パッド87(図7参照)が形成される。
なお、電極パッド86、87には、あらかじめ金属バンプ等を形成しておいてもよい。
なお、電極パッド86、87には、あらかじめ金属バンプ等を形成しておいてもよい。
[2]次に、Siウエハー800Wの表面84W(一方の面)を研削する。これにより、表面84Wを清浄化するとともに、Siウエハー800Wを薄くする(図13参照)。例えば、Siウエハー800Wの表面84W上に酸化膜840Wがあった場合(図12参照)、この酸化膜840Wを除去することができる。
この研削としては、Siウエハー800Wの表面84を削りながら、Siウエハー800Wの厚さを薄くし得る方法であれば、いかなる方法も用いられる。具体的には、機械的研削、化学的研削等が挙げられる。このうち、機械的研削としては、例えば砥石を用いる方法が挙げられる。
[3]次に、Siウエハー800Wの裏面85W(他方の面)側の一部、すなわち図14のパッシベーション膜806の上面の一部に保護膜89を形成する。具体的には、電極パッド86、87を覆うとともに、パッシベーション膜806の上面のうち電極パッド86、87およびその周囲を覆うように保護膜89を形成する。この保護膜89は、後述するエッチング処理においてエッチング液に対する耐性を有する。このため、電極パッド86、87をこのような保護膜89で覆うことにより、後述するエッチング処理において電極パッド86、87をエッチング液から保護することができる。
保護膜89は、例えば液状材料を塗布し、液状被膜を形成した後、液状被膜を硬化または固化させることによって形成される。このときの塗布方法は、特に限定されないが、例えばインクジェット法、スクリーン印刷法、ディスペンサー法、転写法等が挙げられる。
このうち、保護膜89を形成する工程は、インクジェット法またはスクリーン印刷法を用いる工程であるのが好ましい。このような方法を用いることにより、目的とする領域に対して適度な量の液状材料を効率よく供給することができる。すなわち、インクジェット法またはスクリーン印刷法によれば、スピンコート法等のような被塗布領域の全面に液状材料を塗布し得る方法に比べて、液状材料の消費量を抑えつつ、目的とする領域に対して必要かつ十分な量の液状材料を短時間に供給することができる。その結果、液状材料の無駄を抑えつつ、保護膜89を効率よく形成することができる。
保護膜89の硬化後または固化後の厚さは、その後のエッチング処理において十分な耐性を有する厚さであれば、特に限定されない。ただし、図14に示すように、電極パッド86、87を露出させるために設けられたパッシベーション膜806の切欠部860を十分に充填するとともに、その切欠部860から溢れ出してパッシベーション膜806の上面に被さる程度の厚さであるのが好ましい。これにより、後述するエッチング処理において電極パッド86、87にエッチング液が接触するのをより確実に抑制することができる。
保護膜89の硬化後または固化後の厚さは、一例として、0.5μm以上30μm以下であるのが好ましく、1.0μm以上20μm以下であるのがより好ましい。
なお、このような保護膜89の形成は、表面84Wを汚染しないように行う必要がある。表面84Wが汚染されると、光電変換効率が低下するおそれがある。このため、表面84Wの主要部に物体が接触しないように保持することが好ましい。
具体的には、図14に示すように、表面84Wの外縁部のみを支持する中空チャック8を用いてSiウエハー800Wを支持する。中空チャック8は、例えば円環状の支持面を有する部材であって、円環の内側は中空になっている。このため、このような中空チャック8を用いることにより、Siウエハー800Wの外縁部のみを支持しつつ、外縁部よりも内側、すなわち主要部を空中に浮かすことができる。その結果、最終的にセルが切り出される領域である主要部の汚染を抑制しつつ、Siウエハー800Wを支持することができる。
また、中空チャック8を用いることにより、Siウエハー800Wをより安定して支持することができるため、保護膜89をより正確に形成することができる。
ここで、図15は、図14の部分拡大図である。
保護膜89がパッシベーション膜806の上面と重なっている部分の幅W1(図15参照)は、特に限定されないが、1.0μm以上500μm以下であるのが好ましく、3.0μm以上300μm以下であるのがより好ましい。これにより、後述するエッチング処理において電極パッド86、87にエッチング液が接触するのをより確実に抑制することができる。
保護膜89がパッシベーション膜806の上面と重なっている部分の幅W1(図15参照)は、特に限定されないが、1.0μm以上500μm以下であるのが好ましく、3.0μm以上300μm以下であるのがより好ましい。これにより、後述するエッチング処理において電極パッド86、87にエッチング液が接触するのをより確実に抑制することができる。
[4]次に、Siウエハー800Wの表面84Wにエッチング処理を施す。これにより、図16に示すように、表面84Wが、シリコンの結晶構造に応じて異方的にエッチングされ、凹凸形状が形成される。このようにして、テクスチャー構造を形成することができる。
エッチング処理には、エッチング液を用いたウエットエッチング処理、プラズマ等を利用したドライエッチング処理、ブラスト処理等が用いられる。このうち、ウエットエッチング処理が好ましく用いられる。ウエットエッチング処理では、保護膜89を付けたSiウエハー800Wをエッチング液に浸漬し、一定時間保持することにより、表面84Wに異方性エッチング処理を施すことができる。
ここで、図17は、図15に示す部分拡大図の、エッチング処理後の様子を示す図である。
前述したように、エッチング処理では表面84Wにテクスチャー構造が形成される。一方、裏面85Wは、保護膜89とパッシベーション膜806で覆われており、このうち、保護膜89は、例えば有機材料で構成され、優れたエッチング耐性を有しているため、ほとんど侵されることがない。これに対し、パッシベーション膜806は、例えば前述したような無機材料で構成されることが多く、わずかにエッチングされる。したがって、パッシベーション膜806の上面のうち、保護膜89で覆われている部分、すなわち電極パッド86の周縁部8061と、保護膜89に覆われていない部分、すなわち周縁部8061よりも外側に位置する後背部8062と、の間では、図17に示すように、エッチング量に差が生じる。つまり、エッチング処理後における後背部8062の厚さは、周縁部8061の厚さよりも薄くなる。
その後、溶解液等を用いて保護膜89を除去する。
その後、溶解液等を用いて保護膜89を除去する。
図18は、図17に示す保護膜89を除去した後の様子を示す図である。
図18に示すように、パッシベーション膜806には、エッチング量の差に基づく厚さの差が生じている。したがって、周縁部8061の膜厚t1は、後背部8062の膜厚t2よりも厚くなっている。つまり、t1>t2が成り立っている、この場合、その膜厚差t1−t2は、特に限定されないが、3nm以上300nm以下であるのが好ましく、5nm以上200nm以下であるのがより好ましい。膜厚差t1−t2が前記範囲内であることにより、例えば本製造方法により製造されたセル80aと配線基板82とを、導電接続部83を介して接続するとき、膜厚差t1−t2に相当する隙間が形成されることとなる。
図18に示すように、パッシベーション膜806には、エッチング量の差に基づく厚さの差が生じている。したがって、周縁部8061の膜厚t1は、後背部8062の膜厚t2よりも厚くなっている。つまり、t1>t2が成り立っている、この場合、その膜厚差t1−t2は、特に限定されないが、3nm以上300nm以下であるのが好ましく、5nm以上200nm以下であるのがより好ましい。膜厚差t1−t2が前記範囲内であることにより、例えば本製造方法により製造されたセル80aと配線基板82とを、導電接続部83を介して接続するとき、膜厚差t1−t2に相当する隙間が形成されることとなる。
次に、Siウエハー800WにレーザーLを照射してレーザー加工を施す。これにより、Siウエハー800Wから複数のセルを切り出す。すなわち、Siウエハー800Wが、複数のセルを包含している場合、そこから複数のセルを切り出すことにより、セルの製造効率を高めることができる。
具体的には、図19に示すように、Siウエハー800Wの表面84Wを、ダイシングテープの粘着テープ991に貼り付ける。粘着テープ991の外周部には、図19に示すようにしてダイシングリング992を貼り付けることにより、粘着テープ991を確実に支持することができる。また、表面84Wを粘着テープ991に貼り付けることにより、レーザー加工に際し、表面84Wが汚染されないように保護することができる。
続いて、裏面85W側からレーザーLを照射し、Siウエハー800Wを切断する。これにより、Siウエハー800Wを個片化して、複数のセルを同時に切り出すことができる。
なお、加工方法は、レーザー加工に限定されず、機械的加工法や電子線加工法のようなその他の加工方法で代替されてもよい。
このようにして製造されたセル80aは、導電接続部83を介して配線基板82と電気的かつ機械的に接続される。これにより、効率よく太陽電池80が製造される。
以上のように、セル80aの製造方法(本実施形態に係る光電変換素子の製造方法)は、Siウエハー800W(半導体基板)の表面84W(一方の面)を研削する工程と、Siウエハー800Wの裏面85W(他方の面)の上方の一部に保護膜89を形成する工程と、Siウエハー800Wの表面84Wにエッチング処理を施す工程と、を有する。
このような製造方法によれば、Siウエハー800Wの表面84Wを研削した後、保護膜89を形成する工程順序を採用しているため、テクスチャーマスクである保護膜89の存在が、研削結果に影響を及ぼすことがない。本実施形態では、研削後にテクスチャーマスクを形成しているため、研削精度の低下を避けることができる。その結果、最終的に、高い研削精度に基づいて、良好な外観と良好なテクスチャー構造を得ることができる。よって、外観および光電変換効率が高いセル80aを効率よく製造することができる。
また、Siウエハー800W(半導体基板)の裏面85W(他方の面)側にフィンガー電極804やバスバー電極805のような電極、パッシベーション膜806のような絶縁膜等を形成する工程は、研削後に行われてもよいが、好ましくはSiウエハー800Wの表面84W(一方の面)を研削する工程の前に設けられる。これにより、研削時の衝撃や異物付着が、電極や絶縁膜等に悪影響を及ぼすおそれがなくなる。その結果、より品質の高いセル80aを製造することができる。
また、前述したように、バスバー電極805の一部である電極パッド86、87は、パッシベーション膜806から露出するように形成されている。そして、保護膜89を形成する工程は、パッシベーション膜806から露出している電極パッド86、87を覆うように形成する工程である。
電極パッド86、87をこのような保護膜89で覆うことにより、後述するエッチング処理において電極パッド86、87をエッチング液から保護することができる。その結果、電極パッド86、87が劣化するのを防止し、例えば電極パッド86、87の接続抵抗が上昇するのを防止することができる。
このようにして製造された図18に示すセル80aは、本発明の光電変換素子の実施形態である。
すなわち、セル80a(本実施形態に係る光電変換素子)は、図12に示す表面84W(一方の面)が受光面であるSiウエハー800W(半導体基板)と、Siウエハー800Wの裏面85W(他方の面)に設けられているフィンガー電極804およびバスバー電極805と、裏面85W側(電極の半導体基板とは反対側)に設けられ、厚さ方向に貫通する切欠部860を備えるパッシベーション膜806と、を有する。そして、図18に示すパッシベーション膜806のうち、切欠部860を囲む周縁部8061(第1部分)の膜厚t1が、周縁部8061よりも外側に位置する後背部8062(第2部分)の膜厚t2よりも厚くなっている。
このようなセル80aは、導電接続部83を介して配線基板82と接続されたとき、信頼性の高い太陽電池80を提供する。
図20は、図18に示す製造方法により製造されたセル80aと配線基板82とを、導電接続部83を介して接続してなる太陽電池80の断面図である。
図20に示すように、セル80aのパッシベーション膜806と、配線基板82と、の間には、前述した膜厚差t1−t2に相当する隙間88が形成されている。具体的には、電極パッド86と導電膜822との間に導電接続部83を充填して接続したとき、周縁部8061が配線基板82に当接するため、後背部8062は配線基板82から離間する。このため、後背部8062と配線基板82との間に隙間88が形成されることとなる。
このような隙間88が形成されることにより、セル80aと配線基板82との間では、相互の位置ずれが許容される。このため、例えば熱膨張率の差に基づいてセル80aと配線基板82との間にずれが生じた場合でも、界面に応力が集中しにくくなる。これにより、太陽電池80において反り等の不具合が発生するのを抑制することができる。
なお、図18に示すようなセル80aは、上記製造方法以外の方法で製造されたものであってもよい。例えばエッチング以外の方法で膜厚差t1−t2を形成するようにしてもよい。
また、太陽電池80(光電変換モジュール)は、セル80a(光電変換素子)と、このセル80aの電極面85側に設けられている配線基板82と、セル80aの電極パッド86、87と配線基板82の導電膜822とを電気的に接続する導電接続部83と、を有する。
このような太陽電池80は、高い研削精度に基づく良好なテクスチャー構造を有するセル80aを備えている。このため、高い研削精度に基づいて、外観および光電変換効率が高い太陽電池80が得られる。
また、前述した電子時計200(電子機器)は、セル80a(光電変換素子)を含む太陽電池80を備えている。このため、高い研削精度に基づいて、外観および光電変換効率が高い電子時計200が得られる。
なお、図21は、図14に示すSiウエハー800Wの裏面85Wの平面図であって、セル80aの1つ分の範囲のみを示した図である。
図21に示すように、本実施形態に係る製造方法では、電極パッド86、87を覆い、かつその周縁部(パッシベーション膜806の周縁部8061)を覆うように、保護膜89を設けている。このため、図21に示すセル80aは、合計で5つの電極パッド86、87を有しているため、図21では、それに対応するように、5つの保護膜89を配置している。
一方、図22は、図21に示す保護膜89の配置の変形例である。
図22に示す変形例では、裏面85Wのセル80aの1つ分の範囲のうち、その範囲の外縁部850Wの内側、すなわち図22の中央部851Wを覆うように、保護膜89を設けている。このような中央部851Wに保護膜89を設けることにより、電極パッド86、87やその周辺部のみならず、セル80aの裏面85Wの大部分(中央部851W)を保護膜89で保護することができる。このため、汚染や異物の付着等から中央部851Wを保護し、製造されるセル80aの信頼性をより高めることができる。
図22に示す変形例では、裏面85Wのセル80aの1つ分の範囲のうち、その範囲の外縁部850Wの内側、すなわち図22の中央部851Wを覆うように、保護膜89を設けている。このような中央部851Wに保護膜89を設けることにより、電極パッド86、87やその周辺部のみならず、セル80aの裏面85Wの大部分(中央部851W)を保護膜89で保護することができる。このため、汚染や異物の付着等から中央部851Wを保護し、製造されるセル80aの信頼性をより高めることができる。
また、外縁部850Wを避けるように保護膜89を設けることで、前述したようなレーザー加工等の加工方法でSiウエハー800Wを加工するとき、保護膜89が加工されてしまうのを防止することができる。これにより、保護膜89の加工屑が発生するのを防止し、加工屑による裏面85Wの汚染を避けることができる。
なお、外縁部850Wは、セル80aの外縁から内側に向かって、セル80aの長軸の長さの10%の範囲のことをいう。また、セル80aの長軸とは、セル80aにおいてとり得る最大長さのことをいう。
<電子時計の変形例>
次に、本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計の変形例について説明する。かかる変形例は、いわゆるアナログ式の電子時計であるが、文字板の裏側に配置されている太陽電池(光電変換モジュール)によって発電(光電変換)し、発電により得られた電力を駆動電力として利用するように構成されている。
次に、本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計の変形例について説明する。かかる変形例は、いわゆるアナログ式の電子時計であるが、文字板の裏側に配置されている太陽電池(光電変換モジュール)によって発電(光電変換)し、発電により得られた電力を駆動電力として利用するように構成されている。
図23は、本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計の変形例を示す平面図である。また、図24は、図23に示す電子時計の縦断面図である。
電子時計91は、図23に示すように、外装ケース930と、カバーガラス933と、裏蓋934と、を備えている。外装ケース930は、円筒状のケース本体931に、ベゼル932が嵌合されて構成されている。このベゼル932の内周側に、リング状のダイヤルリング935を介して、円盤状の文字板911が時刻表示部分として配置されている。
また、外装ケース930の側面には、文字板911の中心より、2時方向の位置にAボタン92と、4時方向の位置にBボタン93と、3時方向の位置にリューズ94とが設けられている。
電子時計91は、図24に示すように、金属製のケース本体931の2つの開口のうち、表面側の開口は、ベゼル932を介してカバーガラス933で塞がれており、裏面側の開口は、裏蓋934で塞がれている。
外装ケース930の内側には、ベゼル932の内周に取り付けられているダイヤルリング935と、光透過性の文字板911と、指針921〜924と、カレンダー車920と、各指針921〜924およびカレンダー車920(図23参照)を駆動する駆動機構9140と、が設けられている。
ダイヤルリング935は、カバーガラス933と並行している平板部分と、文字板911側へ傾斜した傾斜部分と、を備えている。ダイヤルリング935の平板部分および傾斜部分と、ベゼル932の内周面とによりドーナツ形状の収納空間が形成されており、この収納空間内には、リング状のアンテナ体9110が収納されている。
文字板911は、外装ケース930の内側で時刻を表示する円形の板材であり、例えばプラスチック等の光透過性の材料で形成されている。また、文字板911とカバーガラス933との間には、指針921〜924等が設けられている。
文字板911と、駆動機構9140が取り付けられている地板9125と、の間には、光発電を行う太陽電池9135が備えられている。すなわち、太陽電池9135は、文字板911の裏側に設けられている。そして、太陽電池9135は、文字板911を透過してくる光を受けて光発電する。
太陽電池9135は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数の光発電素子を直列接続した円形の平板であって、前述した太陽電池80と同様、本発明の光電変換モジュールの実施形態である。
また、文字板911、太陽電池9135および地板9125には、指針921〜923の指針軸929と、指針924の図示しない指針軸と、が貫通する穴が形成されている。また、文字板911および太陽電池9135には、それぞれカレンダー小窓919の開口部が形成されている。
駆動機構9140は、地板9125に取り付けられ、回路基板9120で裏面側から覆われている。駆動機構9140は、ステップモーターと歯車等の輪列とを有し、ステップモーターが輪列を介して指針軸929等を回転させることにより各指針921〜924およびカレンダー車920等を駆動する。
回路基板9120は、GPS受信回路945と、制御装置950と、を備えている。また、この回路基板9120およびアンテナ体9110は、アンテナ接続ピン9115を用いて互いに接続されている。GPS受信回路945および制御装置950が設けられた回路基板9120の裏蓋934側には、これらの回路部品を覆うための回路押さえ9122が設けられている。また、リチウムイオン電池等の二次電池9130が、地板9125と裏蓋934との間に設けられている。二次電池9130は、太陽電池9135が発電した電力で充電される。
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明の光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器は、前記実施形態の要素の一部が、同等の機能を有する任意の要素に代替されたものであってもよく、また、前記実施形態に任意の要素が付加されたものであってもよい。
また、本発明の光電変換素子の製造方法は、前記実施形態に任意の工程を付加したものであってもよい。
また、前記実施形態では、フィンガー電極およびバスバー電極が互いに異なる面に設けられているが、本発明はこれに限定されず、互いに同じ面に設けられていてもよい。
8…中空チャック、10…バンド、20…回路基板、21…CPU、22…方位センサー、23…加速度センサー、24…回路素子、28…GPSアンテナ、30…機器本体、31…ケース、32…凸状部、34…突起部、35…開口部、36…内部空間、40…光センサー部、41…受光部、42…発光部、43…センサー基板、44…透明カバー、45…測定窓部、46…接続配線部、50…表示部、55…風防板、56…接合部材、57…ベゼル、58…操作部、60…電気光学パネル、61…照明部、63…接続配線部、70…二次電池、75…回路ケース、80…太陽電池、80a…セル、80b…セル、80c…セル、80d…セル、81…接続配線部、82…配線基板、83…導電接続部、84…受光面、84W…表面、85…電極面、85W…裏面、86…電極パッド、87…電極パッド、88…隙間、89…保護膜、91…電子時計、92…Aボタン、93…Bボタン、94…リューズ、200…電子時計、800…Si基板、800W…Siウエハー、800a…基板外縁、800b…基板内縁、801…p+不純物領域、802…n+不純物領域、804…フィンガー電極、804n…n型フィンガー電極、804p…p型フィンガー電極、805…バスバー電極、805n…n型バスバー電極、805p…p型バスバー電極、806…パッシベーション膜、807…パッシベーション膜、808…端面、811n…n+コンタクト、811p…p+コンタクト、812…フィンガー電極外縁、813…フィンガー電極内縁、814n…n型ビア配線、814p…p型ビア配線、815…バスバー電極外縁、816…バスバー電極内縁、821…絶縁基板、822…導電膜、823…絶縁膜、824…開口部、825…接着層、840W…酸化膜、850W…外縁部、851W…中央部、860…切欠部、911…文字板、919…カレンダー小窓、920…カレンダー車、921…指針、922…指針、923…指針、924…指針、929…指針軸、930…外装ケース、931…ケース本体、932…ベゼル、933…カバーガラス、934…裏蓋、935…ダイヤルリング、945…GPS受信回路、950…制御装置、991…粘着テープ、992…ダイシングリング、8061…周縁部、8062…後背部、9110…アンテナ体、9115…アンテナ接続ピン、9120…回路基板、9122…回路押さえ、9125…地板、9130…二次電池、9135…太陽電池、9140…駆動機構、L…レーザー、O…中心、PL…垂線、t1…膜厚、t2…膜厚、θ…角度
Claims (8)
- 半導体基板の一方の面を研削する工程と、
前記半導体基板の前記一方の面と表裏関係にある他方の面の上方の一部に保護膜を形成する工程と、
前記半導体基板の前記一方の面にエッチング処理を施す工程と、
を有することを特徴とする光電変換素子の製造方法。 - 前記保護膜を形成する工程は、インクジェット法またはスクリーン印刷法を用いる工程である請求項1に記載の光電変換素子の製造方法。
- 前記半導体基板の前記一方の面を研削する工程の前に設けられ、前記半導体基板の前記他方の面側に電極およびパッシベーション膜を形成する工程を有する請求項1または2に記載の光電変換素子の製造方法。
- 前記電極は、前記パッシベーション膜から露出するように形成されており、
前記パッシベーション膜から露出している前記電極を覆う前記保護膜を形成する請求項3に記載の光電変換素子の製造方法。 - 一方の面が受光面である半導体基板と、
前記半導体基板の他方の面側に設けられている電極と、
前記電極の前記半導体基板とは反対側に設けられ、厚さ方向に貫通する切欠部を備えるパッシベーション膜と、
を有し、
前記パッシベーション膜の前記切欠部を囲む第1部分の膜厚が、前記第1部分よりも外側に位置する第2部分の膜厚よりも厚いことを特徴とする光電変換素子。 - 前記半導体基板は、単結晶性を有する請求項5に記載の光電変換素子。
- 請求項5または6に記載の光電変換素子と、
前記光電変換素子の前記他方の面側に設けられている配線基板と、
を有することを特徴とする光電変換モジュール。 - 請求項5または6に記載の光電変換素子を備えることを特徴とする電子機器。
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JP2018133997A JP2020013843A (ja) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | 光電変換素子の製造方法、光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器 |
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2018
- 2018-07-17 JP JP2018133997A patent/JP2020013843A/ja active Pending
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