JP2878031B2 - 薄形ソーラセルおよび製造法 - Google Patents
薄形ソーラセルおよび製造法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光活性半導体層からな
る半導体本体を備え、該半導体本体はその前面側の光入
射面に前面側コンタクトとしての格子状のコンタクト系
と、反射防止層およびカバーガラスを有し、前記半導体
本体の裏面側には裏面側コンタクトを有し、複数個のソ
ーラセルの直列接続及び（又は）並列接続を可能にする
ソーラセル接続体の接続のために、２つの相互接続点が
設けられており、該相互接続点のうちの一方は前面側コ
ンタクトと導電接続され、他方は裏面側コンタクトと導
電接続されている、薄形ソーラセルおよびこのソーラセ
ルの製造法に関する。
る半導体本体を備え、該半導体本体はその前面側の光入
射面に前面側コンタクトとしての格子状のコンタクト系
と、反射防止層およびカバーガラスを有し、前記半導体
本体の裏面側には裏面側コンタクトを有し、複数個のソ
ーラセルの直列接続及び（又は）並列接続を可能にする
ソーラセル接続体の接続のために、２つの相互接続点が
設けられており、該相互接続点のうちの一方は前面側コ
ンタクトと導電接続され、他方は裏面側コンタクトと導
電接続されている、薄形ソーラセルおよびこのソーラセ
ルの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在では人工衛星での使用に対して、高
効率の薄形ソーラセルの開発が世界中で大きな課題とな
っている。なぜならこの場合はパワーウエイトレシオが
非常に重要だからである。ダイレクト半導体材料から形
成されるソーラセルの場合、例えば光吸収は数μｍ以内
である。そのため厚さが数μｍより小さいダイレクト半
導体がソーラセルの完全な機能を電気的に引き受ける。
例えばＧａＡｓ（ダイレクト半導体材料）から成るソー
ラセルは、シリコン（これはインディレクト半導体とし
て、完全な光吸収が約７０μｍ層を必要とする）から成
るソーラセルよりも、一層高い効率と良好な放射抵抗に
よってその特性が特徴づけられる。そのためＧａＡｓか
ら成るソーラセルは主として低軌道の衛星に用いられ
る。このＧａＡｓが、Ｓｉと比べて劣っている点は、Ｓ
ｉセルと厚さが同じ場合にセルの重量が著しく重くなる
ことである。
効率の薄形ソーラセルの開発が世界中で大きな課題とな
っている。なぜならこの場合はパワーウエイトレシオが
非常に重要だからである。ダイレクト半導体材料から形
成されるソーラセルの場合、例えば光吸収は数μｍ以内
である。そのため厚さが数μｍより小さいダイレクト半
導体がソーラセルの完全な機能を電気的に引き受ける。
例えばＧａＡｓ（ダイレクト半導体材料）から成るソー
ラセルは、シリコン（これはインディレクト半導体とし
て、完全な光吸収が約７０μｍ層を必要とする）から成
るソーラセルよりも、一層高い効率と良好な放射抵抗に
よってその特性が特徴づけられる。そのためＧａＡｓか
ら成るソーラセルは主として低軌道の衛星に用いられ
る。このＧａＡｓが、Ｓｉと比べて劣っている点は、Ｓ
ｉセルと厚さが同じ場合にセルの重量が著しく重くなる
ことである。
【０００３】感光層全体は、ＧａＡｓソーラセルの場合
は、周期表のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩの半導体から
成るソーラセルと同様に、エピタキシャル法（支持体基
板上に異なるようにドーピングされ組み合わされた複数
個の成長体）で形成される。基板（この上に感光層が形
成される）は光電作用は有しておらず、大抵は前記感光
層の形成と半導体本体の安定化のために用いられるだけ
である。感光作用においては大抵は不必要でその重量
（特に衛星において用いる場合）が不利に働く層は、ソ
ーラセルの稼働前に全部または部分的に除去される。こ
れに対しては光電層がエピタキシャル手法で形成される
ＧａＡｓや他の化合物半導体は、薄形半導体層の形成の
ためにエピタキシャルによって基板層を分離させるのに
特に適している。： １．エピタキシャル層のためＣＬＥＦＴ（ｃｌｅａｖａ
ｇｅ ｏｆ ｌａｔｅｒａｌ ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｆ
ｉｌｍｓ ｆｏｒ ｔｏｒａｎｓｆｅｒ）工程 ２．化学的かつ選拓的にエッチング可能な、エピタキシ
ャル成長した中間層を用いた除去技法 ３．エピタキシャル成長した遮断層まで、基板のエッチ
ング除去によるエッチング技術
は、周期表のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＶＩの半導体から
成るソーラセルと同様に、エピタキシャル法（支持体基
板上に異なるようにドーピングされ組み合わされた複数
個の成長体）で形成される。基板（この上に感光層が形
成される）は光電作用は有しておらず、大抵は前記感光
層の形成と半導体本体の安定化のために用いられるだけ
である。感光作用においては大抵は不必要でその重量
（特に衛星において用いる場合）が不利に働く層は、ソ
ーラセルの稼働前に全部または部分的に除去される。こ
れに対しては光電層がエピタキシャル手法で形成される
ＧａＡｓや他の化合物半導体は、薄形半導体層の形成の
ためにエピタキシャルによって基板層を分離させるのに
特に適している。： １．エピタキシャル層のためＣＬＥＦＴ（ｃｌｅａｖａ
ｇｅ ｏｆ ｌａｔｅｒａｌ ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｆ
ｉｌｍｓ ｆｏｒ ｔｏｒａｎｓｆｅｒ）工程 ２．化学的かつ選拓的にエッチング可能な、エピタキシ
ャル成長した中間層を用いた除去技法 ３．エピタキシャル成長した遮断層まで、基板のエッチ
ング除去によるエッチング技術
【０００４】感光層領域までの基板のポリッシュ化。完
全にまたはほぼ感光層領域まで、ラッピングおよび／ま
たはポリッシュおよび／または化学的にエッチング除去
することは、エピタキシャル法で製造できない層の場合
にも使用できる。
全にまたはほぼ感光層領域まで、ラッピングおよび／ま
たはポリッシュおよび／または化学的にエッチング除去
することは、エピタキシャル法で製造できない層の場合
にも使用できる。
【０００５】しかしながら基板の完全なまたは部分的な
除去は本発明の重要な部分ではない。薄形のソーラセル
としては次のようなセルも認められる。すなわち半導体
本体がそのわずかな厚さとこれに起因する損傷の受けや
すさのために、安定させる支持体がなければ単独では十
分に使えないないようなセルも認められる。ソーラセル
の直列接続のために必要とされる、薄形半導体上の相互
接続点への接続体の取り付けは、ろう付けまたはその他
の熱的または機械的作用による工程によって、破損の危
険をほとんど生じさせることなく行うことが可能とな
る。大抵の半導体のＰ／Ｎ接合部、およびダイレクト半
導体の場合は従来は著しく高い表面再結合の低減化に必
要とされたいわゆる窓層（例えばＧａＡｓソーラセルの
場合はＡｌＧａＡｓ）も、外部の影響を受けやすい。そ
のためＧａＡｓから成るソーラセルの縁部、およびダイ
レクト半導体材料から成る大抵の他のソーラセルの縁部
は、この縁部が少なくともこれらの影響にさらされてい
る限りは特別に保護（不働態化）する必要がある。Ｇａ
Ａｓソーラセルの場合は例えばこのことは大抵は、前面
側作用面を中心とする感光層の“メサ”型エッチングに
より、さらに後続の誘電体（例えば反射防止層）の不動
態化により、さらに周縁の除去により、行なわれる。こ
のステップにはソーラセル面の確定が含まれており、こ
れによりソーラセルの光電作用面の大きさが定められ
る。
除去は本発明の重要な部分ではない。薄形のソーラセル
としては次のようなセルも認められる。すなわち半導体
本体がそのわずかな厚さとこれに起因する損傷の受けや
すさのために、安定させる支持体がなければ単独では十
分に使えないないようなセルも認められる。ソーラセル
の直列接続のために必要とされる、薄形半導体上の相互
接続点への接続体の取り付けは、ろう付けまたはその他
の熱的または機械的作用による工程によって、破損の危
険をほとんど生じさせることなく行うことが可能とな
る。大抵の半導体のＰ／Ｎ接合部、およびダイレクト半
導体の場合は従来は著しく高い表面再結合の低減化に必
要とされたいわゆる窓層（例えばＧａＡｓソーラセルの
場合はＡｌＧａＡｓ）も、外部の影響を受けやすい。そ
のためＧａＡｓから成るソーラセルの縁部、およびダイ
レクト半導体材料から成る大抵の他のソーラセルの縁部
は、この縁部が少なくともこれらの影響にさらされてい
る限りは特別に保護（不働態化）する必要がある。Ｇａ
Ａｓソーラセルの場合は例えばこのことは大抵は、前面
側作用面を中心とする感光層の“メサ”型エッチングに
より、さらに後続の誘電体（例えば反射防止層）の不動
態化により、さらに周縁の除去により、行なわれる。こ
のステップにはソーラセル面の確定が含まれており、こ
れによりソーラセルの光電作用面の大きさが定められ
る。
【０００６】
【発明の解決すべき課題】本発明の課題は、わずかな厚
さとそれに伴なう比較的軽度な壊れやすさにもかかわら
ず、大面積で軽量なソーラモジュールへの申し分のない
確実な相互接続を可能とする冒頭に述べたような薄形ソ
ーラセルを提供することである。
さとそれに伴なう比較的軽度な壊れやすさにもかかわら
ず、大面積で軽量なソーラモジュールへの申し分のない
確実な相互接続を可能とする冒頭に述べたような薄形ソ
ーラセルを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、相互接続点が、半導体本体方向に向いたカバーガラ
ス裏面側で、半導体本体から離れたゾーンにおけるソー
ラ面として確定される領域のそれぞれ相互に対向する縁
部に配設されており、前記裏面側コンタクトと、他の相
互接続点との間の電気的な接続の形成において、前記裏
面側コンタクトが半導体の端面側近辺を通り過ぎて、さ
らにこの端面に対して絶縁されてカバーガラスまで延在
するように構成されて解決される。
り、相互接続点が、半導体本体方向に向いたカバーガラ
ス裏面側で、半導体本体から離れたゾーンにおけるソー
ラ面として確定される領域のそれぞれ相互に対向する縁
部に配設されており、前記裏面側コンタクトと、他の相
互接続点との間の電気的な接続の形成において、前記裏
面側コンタクトが半導体の端面側近辺を通り過ぎて、さ
らにこの端面に対して絶縁されてカバーガラスまで延在
するように構成されて解決される。
【０００８】本発明の別の有利な実施例は従属請求項に
記載される。
記載される。
【０００９】
【実施例の説明】次に本発明の実施例を図面を用いて説
明する。
明する。
【００１０】図１に、ダイレクト半導体材料から形成さ
れる半導体本体１を有する薄形のソーラセルが、例えば
砒素化ガリウムセルが示されている。この半導体本体は
その前面側の光入射側に、格子状のコンタクト２、反射
防止層３およびカバーガラス４を有する。カバーガラス
４は、半導体本体１の裏面側コンタクト６の、場合によ
り必要とされる焼結化を可能にする目的で、耐熱性の接
着剤５を用いてカバーガラス４を直接溶融（直接ガラス
化）することにより取り付けることもできる。これらの
取り付けの形式は裏面のカバーガラス４１に対しても適
用できる。前面側コンタクト２および裏面側コンタクト
６へ、複数個のソーラセルの直列接続体および／または
並列体を形成するためのソーラセル接続体７を、前面側
コンタクトへおよび／または裏面側コンタクト６へそれ
ぞれ接続する目的で、接着層５のまたはカバーガラス４
の、半導体本体１と同じ側へ２つの相互接続点８と８１
が設けられている。これらの相互接続点へソーラセル接
続体７が導電接続されており、さらにこれらの相互接続
点は例えば接続体を介して前面側コンタクト２および裏
面側コンタクト６と導電接続されている。相互接続点８
および８１と接触体２および６との間の簡単な接続は、
次のようにして得られる。即ち前面側コンタクト２がコ
ンタクトバーを有するようにし、さらに裏面側コンタク
ト６は、半導体本体１の端面を通過してからカバーガラ
ス４へ延在させる。この場合、半導体本体１の端面とこ
れに直接隣り合う接続体６２との間に絶縁層９１を設け
る必要がある。この場合、有利に、半導体本体１の端面
の不働態化のために用いられる誘電体９が使用される。
例えば端面の不動態化が必要でない時は、空気または真
空を介しての接続も可能である。
れる半導体本体１を有する薄形のソーラセルが、例えば
砒素化ガリウムセルが示されている。この半導体本体は
その前面側の光入射側に、格子状のコンタクト２、反射
防止層３およびカバーガラス４を有する。カバーガラス
４は、半導体本体１の裏面側コンタクト６の、場合によ
り必要とされる焼結化を可能にする目的で、耐熱性の接
着剤５を用いてカバーガラス４を直接溶融（直接ガラス
化）することにより取り付けることもできる。これらの
取り付けの形式は裏面のカバーガラス４１に対しても適
用できる。前面側コンタクト２および裏面側コンタクト
６へ、複数個のソーラセルの直列接続体および／または
並列体を形成するためのソーラセル接続体７を、前面側
コンタクトへおよび／または裏面側コンタクト６へそれ
ぞれ接続する目的で、接着層５のまたはカバーガラス４
の、半導体本体１と同じ側へ２つの相互接続点８と８１
が設けられている。これらの相互接続点へソーラセル接
続体７が導電接続されており、さらにこれらの相互接続
点は例えば接続体を介して前面側コンタクト２および裏
面側コンタクト６と導電接続されている。相互接続点８
および８１と接触体２および６との間の簡単な接続は、
次のようにして得られる。即ち前面側コンタクト２がコ
ンタクトバーを有するようにし、さらに裏面側コンタク
ト６は、半導体本体１の端面を通過してからカバーガラ
ス４へ延在させる。この場合、半導体本体１の端面とこ
れに直接隣り合う接続体６２との間に絶縁層９１を設け
る必要がある。この場合、有利に、半導体本体１の端面
の不働態化のために用いられる誘電体９が使用される。
例えば端面の不動態化が必要でない時は、空気または真
空を介しての接続も可能である。
【００１１】前述のソーラーセルは実際に、片面の光表
面を有する簡単なソーラーセルを構成する。対向する２
つの感光面を有する両面ソーラーセルを制作する目的
で、まず最初に相応の適切なエピタキシャル層が必要と
される。さらに図１に示されているこの種のソーラーセ
ルは、格子状のコンタクトとして形成された裏面側コン
タクト６、反射防止層３１および接着層５１により取り
付けられたカバーガラス４１を有する。
面を有する簡単なソーラーセルを構成する。対向する２
つの感光面を有する両面ソーラーセルを制作する目的
で、まず最初に相応の適切なエピタキシャル層が必要と
される。さらに図１に示されているこの種のソーラーセ
ルは、格子状のコンタクトとして形成された裏面側コン
タクト６、反射防止層３１および接着層５１により取り
付けられたカバーガラス４１を有する。
【００１２】上述のソーラーセルの製造は図２の部分図
１，２，３，４および図１に示されている。まず最初に
支持体基板上に、ソーラーセルとして用いられる積層体
（半導体材料から成る半導体本体）に、以後の分離工程
に応じて必要とされる中間層が被着される。半導体本体
１の前面側の光入射面上へ、接続用コンタクトバーを有
する格子状のコンタクト２および反射防止層３が被着さ
れる（図２の部分図１）。半導体本体１の前面側の光入
射面は、コンタクト２および反射防止層３と共にカバー
ガラス４により被われる。続いて支持体基板が全部また
は部分的に、および必要に応じて設けられる中間層が、
半導体本体１から除かれる。この目的で冒頭に述べた４
つの方法を用いることができる。この方法ステップに例
えばエッチング工程が続く。このエッチング工程により
半導体本体１の縁部と同時に半導体本体１の２つの一部
領域が、前面側コンタクト２に設けられている相互接続
点８を露出させるために、および裏面側の相互接続点８
１のための切欠を形成するために、エッチング除去され
る。（図２の部分図３）。支持体基板および必要に応じ
て設けられた中間層の除去された、半導体本体１の裏面
側へ、裏面側コンタクト６が被着される。この裏面側コ
ンタクトは裏面側の相互接続点８１用の切欠を通って、
半導体本体１の縁部からは絶縁されて、カバーガラス４
の半導体本体１と同じ側の面まで延在し、あるいはカバ
ーガラス４と半導体本体１との間に存在する接着層５ま
で延在し、ここで裏面側コンタクト６のための相互接続
点８１を形成する（図２、部分図４）。半導体本体と同
じ側の、カバーガラス４の面に、接続体６２の裏面側コ
ンタクト６をおよび接触点８１を形成する場合、前面側
コンタクトバーの増加により、相互接続点８のための接
続体６１もカバーガラスへ直接形成することができる
（図１、前面側コンタクト）。続いて、前面側コンタク
ト２および裏面側コンタクト６と導電接続されている相
互接続点８および８１へ、ソーラセル接続体７が接続さ
れる。本発明により両方の相互接続点８と８１がカバー
ガラス裏面側（ソーラセル面）に設けられることは、有
利である。相互接続点８と８１は、ソーラセル面として
区画された領域の外側、内側にまたは縁部に取り付けて
もよい。相互接続点をソーラセル縁部に取り付ける場
合、ソーラセルの相互接続が著しく簡単になり、さらに
複数個のセルの感光面の間にほとんど隙間を設けること
なく行なえる。前面側コンタクトの相互接続点８によ
り、ソーラセルの作用面における付加的なロスがなくな
り、さらにソーラセルの作用面における付加的な損失が
裏面側コンタクトの相互接続点８１によりわずかにな
り、さらに適切な設計のもとで全面積の２％よりも小さ
い値に維持できる。カバーガラスのまたは中間層の上
で、相互接続点の接続体を半導体本体から離して設けた
位置は、損傷をうけやすい半導体本体の損傷のおそれが
なく、接続体の安定した取り付けを可能にする。
１，２，３，４および図１に示されている。まず最初に
支持体基板上に、ソーラーセルとして用いられる積層体
（半導体材料から成る半導体本体）に、以後の分離工程
に応じて必要とされる中間層が被着される。半導体本体
１の前面側の光入射面上へ、接続用コンタクトバーを有
する格子状のコンタクト２および反射防止層３が被着さ
れる（図２の部分図１）。半導体本体１の前面側の光入
射面は、コンタクト２および反射防止層３と共にカバー
ガラス４により被われる。続いて支持体基板が全部また
は部分的に、および必要に応じて設けられる中間層が、
半導体本体１から除かれる。この目的で冒頭に述べた４
つの方法を用いることができる。この方法ステップに例
えばエッチング工程が続く。このエッチング工程により
半導体本体１の縁部と同時に半導体本体１の２つの一部
領域が、前面側コンタクト２に設けられている相互接続
点８を露出させるために、および裏面側の相互接続点８
１のための切欠を形成するために、エッチング除去され
る。（図２の部分図３）。支持体基板および必要に応じ
て設けられた中間層の除去された、半導体本体１の裏面
側へ、裏面側コンタクト６が被着される。この裏面側コ
ンタクトは裏面側の相互接続点８１用の切欠を通って、
半導体本体１の縁部からは絶縁されて、カバーガラス４
の半導体本体１と同じ側の面まで延在し、あるいはカバ
ーガラス４と半導体本体１との間に存在する接着層５ま
で延在し、ここで裏面側コンタクト６のための相互接続
点８１を形成する（図２、部分図４）。半導体本体と同
じ側の、カバーガラス４の面に、接続体６２の裏面側コ
ンタクト６をおよび接触点８１を形成する場合、前面側
コンタクトバーの増加により、相互接続点８のための接
続体６１もカバーガラスへ直接形成することができる
（図１、前面側コンタクト）。続いて、前面側コンタク
ト２および裏面側コンタクト６と導電接続されている相
互接続点８および８１へ、ソーラセル接続体７が接続さ
れる。本発明により両方の相互接続点８と８１がカバー
ガラス裏面側（ソーラセル面）に設けられることは、有
利である。相互接続点８と８１は、ソーラセル面として
区画された領域の外側、内側にまたは縁部に取り付けて
もよい。相互接続点をソーラセル縁部に取り付ける場
合、ソーラセルの相互接続が著しく簡単になり、さらに
複数個のセルの感光面の間にほとんど隙間を設けること
なく行なえる。前面側コンタクトの相互接続点８によ
り、ソーラセルの作用面における付加的なロスがなくな
り、さらにソーラセルの作用面における付加的な損失が
裏面側コンタクトの相互接続点８１によりわずかにな
り、さらに適切な設計のもとで全面積の２％よりも小さ
い値に維持できる。カバーガラスのまたは中間層の上
で、相互接続点の接続体を半導体本体から離して設けた
位置は、損傷をうけやすい半導体本体の損傷のおそれが
なく、接続体の安定した取り付けを可能にする。
【００１３】本発明の別の利点は、縁部のエッチング除
去（ソーラセル面の区画）、前面側の相互接続点の開口
および裏面側の相互接続点のための個所のエッチング除
去が、１つの動作ステップにおいて実施されることにあ
る。除去工程において生ずることのある、半導体縁部の
損傷（エッチング不足、むら等）も、このエッチングに
より除去される。エピタキシャル化の場合、基板の縁部
における約１〜２ｍｍの帯条の層は、半導体上の他の層
とは同じ品質で成長しないため（短絡）、製造開始時に
基板をこの値だけ、ソーラセルの以後の光電作用面より
も大きく選定する必要がある。本発明は次の点を利用す
る；エピタキシャル化されたウエハ全体を唯１つのソー
ラセルになるように加工処理する場合に、質的に良好な
ソーラセルの製造に必要とされるこの縁部帯条体が、確
実な処理のために寄与する。しかしこれは本発明の重要
な部分という訳ではなく、数μｍの幅の縁部で十分であ
る。
去（ソーラセル面の区画）、前面側の相互接続点の開口
および裏面側の相互接続点のための個所のエッチング除
去が、１つの動作ステップにおいて実施されることにあ
る。除去工程において生ずることのある、半導体縁部の
損傷（エッチング不足、むら等）も、このエッチングに
より除去される。エピタキシャル化の場合、基板の縁部
における約１〜２ｍｍの帯条の層は、半導体上の他の層
とは同じ品質で成長しないため（短絡）、製造開始時に
基板をこの値だけ、ソーラセルの以後の光電作用面より
も大きく選定する必要がある。本発明は次の点を利用す
る；エピタキシャル化されたウエハ全体を唯１つのソー
ラセルになるように加工処理する場合に、質的に良好な
ソーラセルの製造に必要とされるこの縁部帯条体が、確
実な処理のために寄与する。しかしこれは本発明の重要
な部分という訳ではなく、数μｍの幅の縁部で十分であ
る。
【００１４】また裏面側コンタクト６の被着前に、エッ
チングにより形成される半導体本体１の縁部（端面）
を、例えば裏側の反射防止層（両面セル）のまたは他の
誘電体材料のフオトラッカ、ポリイミド、ちっ化物、酸
化物によって不働態化させることも可能である。そのた
めこの不働態化部分は接続体のための絶縁体として用い
られる。
チングにより形成される半導体本体１の縁部（端面）
を、例えば裏側の反射防止層（両面セル）のまたは他の
誘電体材料のフオトラッカ、ポリイミド、ちっ化物、酸
化物によって不働態化させることも可能である。そのた
めこの不働態化部分は接続体のための絶縁体として用い
られる。
【００１５】両面ソーラセルの製造に対しては、さらに
以下に述べる付加的方法ステップが実施される。 −支持体基板上に両面ソーラセルとして用いられる積層
体を被着する −支持体基板のおよび必要に応じて設けられる中間層の
除去される裏面側へ、格子状の裏面側コンタクト６と反
射防止層３１を被着する −ソーラセルの裏面側へカバーガラスを被着する
以下に述べる付加的方法ステップが実施される。 −支持体基板上に両面ソーラセルとして用いられる積層
体を被着する −支持体基板のおよび必要に応じて設けられる中間層の
除去される裏面側へ、格子状の裏面側コンタクト６と反
射防止層３１を被着する −ソーラセルの裏面側へカバーガラスを被着する
【００１６】前面側並びに裏面側相互接続点がカバーガ
ラスの同じ側に設けられることに基づいて、著しく簡単
に、そして工程および格子設計の変更なく、あるいは特
有の格子設計でもって、ソーラセルの直列接続並びに並
列接続が次のように形成できる。即ちこれらのセルの相
互接続に伴う作用面での損失と、作用面の間の間隙をほ
とんど生じさせることなく形成できる。相応の実施例は
図３、図４、図５に示されている。
ラスの同じ側に設けられることに基づいて、著しく簡単
に、そして工程および格子設計の変更なく、あるいは特
有の格子設計でもって、ソーラセルの直列接続並びに並
列接続が次のように形成できる。即ちこれらのセルの相
互接続に伴う作用面での損失と、作用面の間の間隙をほ
とんど生じさせることなく形成できる。相応の実施例は
図３、図４、図５に示されている。
【図１】両面から見た、感光性ソーラセル（両面セル）
の断面図（接続体が直接、前面のカバーガラスの上に設
けられている）。
の断面図（接続体が直接、前面のカバーガラスの上に設
けられている）。
【図２】ソーラセルを製造するための個々の方法ステッ
プを示す４つの部分図である。
プを示す４つの部分図である。
【図３】４つのソーラセルの直列接続体を示す図面であ
る。
る。
【図４】４つのソーラセルの並列接続体を示す図面であ
る。
る。
【図５】直列および並列接続体のための格子設計を有す
るソーラセルの図面である。
るソーラセルの図面である。
１ 半導体本体 ２ 前面側コンタクト ３ 反射防止層 ４ ４１カバーガラス ５ 接着剤 ６ 裏面側コンタクト ７ ソーラセル接続体 ８，８１ 相互接続点 ９ 誘電体 ６１ 接続体
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−105876（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−151079（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−169873（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/04 H01L 31/042
Claims (17)
- 【請求項１】 光活性半導体層からなる半導体本体を備
え、該半導体本体はその前面側の光入射面に前面側コン
タクトとしての格子状のコンタクト系と、反射防止層
（３，３１）およびカバーガラス（４，４１）を有し、
前記半導体本体の裏面側には裏面側コンタクトを有し、
複数個のソーラセルの直列接続及び（又は）並列接続を
可能にするソーラセル接続体（７）の接続のために、２
つの相互接続点（８，８１）が設けられており、該相互
接続点のうちの一方は前面側コンタクト（２）と導電接
続され、他方は裏面側コンタクト（６）と導電接続され
ている、薄形ソーラセルにおいて、 前記相互接続点（８，８１）が、半導体本体（１）方向
に向いたカバーガラス（４）裏面側で、半導体本体から
離れたゾーンにおけるソーラ面として確定される領域の
それぞれ相互に対向する縁部に配設されており、 前記裏面側コンタクト（６）と、他の相互接続点（８
１）との間の電気的な接続の形成において、前記裏面側
コンタクト（６）が半導体（１）の端面側近辺を通り過
ぎて、さらにこの端面に対して絶縁されてカバーガラス
（４）まで延在するように構成されていることを特徴と
する薄形ソーラセル。 - 【請求項２】 前記相互接続点（８，８１）は、前記カ
バーガラス（４）と半導体本体（１）との間の誘電性の
中間層（５）に設けられている、請求項１記載のソーラ
セル。 - 【請求項３】 前記カバーガラス（４）と半導体本体
（１）の間の中間層として接着層（５）が使用される請
求項１記載のソーラセル。 - 【請求項４】 前記中間層として反射防止層（３，３
１）が用いられる請求項１記載のソーラセル。 - 【請求項５】 前記前面側コンタクト（２）と、対応す
る相互接続点（８）との間で電気的な接続が接続体（６
１）によって形成され、該接続体（６１）の前記接続点
（８）とは反対側がカバーガラス（４）に接している、
請求項１記載のソーラセル。 - 【請求項６】 前記裏面側コンタクト（６）を前記半導
体（１）の端面側から絶縁している前記絶縁層（９１）
が、空気または真空を含む誘電体からなっている、請求
項１記載のソーラセル。 - 【請求項７】 前記半導体本体（１）の端面に、誘電体
（９）が設けられている、請求項１又は３又は６記載の
ソーラセル。 - 【請求項８】 前記半導体（１）の前面側と裏面側が感
光性に構成されており、前記前面側コンタクト（２）と
裏面側コンタクト（６）が格子状のコンタクト系として
構成されており、さらに前記ソーラセルの裏面に、反射
防止層（３１）とカバーガラス（４１）が設けられてい
る、請求項１記載のソーラセル。 - 【請求項９】 ａ）支持体基板上に、ソーラセルとして
使用可能な感光性の積層体（半導体本体）を形成するス
テップと、 ｂ）半導体本体（１）の前面側の光入射面に、接続用コ
ンタクトバーを備えた格子状のコンタクト系（２）と反
射防止層（３）を被着するステップと、 ｃ）前記半導体本体（１）の前面側の光入射面を、前記
コンタクト系（２）および反射防止層（３）と共にカバ
ーガラス（４）によって覆うステップと、 ｄ）前記支持体基板の全て、または一部を、半導体本体
（１）から除去するステップと、 ｅ）前記前面側コンタクト（２）の一部を露出させ裏面
側の相互接続点（８１）のための切欠を形成するため
に、１つの過程によって、前記半導体本体（１）の縁部
と、前記半導体本体（１）の２つの部分領域を同時に除
去するステップと、 ｆ）支持体基板の全てまたは一部が除去された、半導体
本体（１）の裏面側に裏面側コンタクト（６）を被着
し、該裏面側コンタクトを、裏面側の相互接続点のため
の切欠によって、半導体本体（１）の端面から絶縁し、
カバーガラス（４）の半導体本体（１）側まで、ないし
はカバーガラス（４）と半導体本体（１）の間に存在す
る中間層（５）まで延在させ、そこにおいて裏面側コン
タクトのための相互接続点（８１）を形成するステップ
とを有していることを特徴とする、請求項１〜７いずれ
か１項記載のソーラセルを製造するための方法。 - 【請求項１０】 前記方法ステップｅ）によって形成さ
れた半導体本体（１）の端面に絶縁性の誘電体を設け
る、請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 前記支持体基板、および必要に応じて
設けられる中間層およびエピタキシャル層を除去するた
めに、公知のＣＬＥＦＴ（“ｃｌｅａｖａｇｅ ｏｆ
ｌａｔｅｒａｌ ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｆｉｌｍ ｆｏ
ｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ”）手法を使用する請求項９記載
の方法。 - 【請求項１２】 前記支持体基板および必要に応じて設
けられる中間層およびエピタキシャル層を、化学的かつ
選択的にエッチング可能な、エピタキシャル成長した中
間層を介したはく離技術を用いて、半導体本体（１）か
ら除去する請求項９記載の方法。 - 【請求項１３】 支持体基板のおよび必要に応じて設け
られる中間層およびエピタキシャル層のエッチング除去
により、エピタキシャル成長した遮断層となるように形
成するエッチング技術を用いた、請求項９記載の方法。 - 【請求項１４】 支持体基板および必要に応じて設けら
れる中間層を全部または部分的に半導体本体（１）か
ら、ラッピングおよび／またはポリッシュおよび／また
はエッチングにより全部か又はほぼ感光層領域まで、除
去するようにした請求項９記載の方法。 - 【請求項１５】 請求項９，１０，１１，１２，１３ま
たは１４による方法ステップの実施下で、支持体基板上
へ、両面ソーラセルとして用いられるエピタキシャル積
層体を被着し、さらに支持体基板および必要に応じて設
けられる中間層が除去された裏面へ格子状の裏面側コン
タクト系（６）と反射防止層（３１）を被着し、さらに
ソーラセルの裏面へカバーガラス（４１）を被着する、
請求項８によるソーラセルを製造する方法。 - 【請求項１６】 前記カバーガラス（４，４１）を耐熱
性のカバーガラス接着剤（５，５１）を用いて被着する
請求項９又は１５記載の方法。 - 【請求項１７】 前記カバーガラス（４，４１）をソー
ラセルの上へ直接溶融する請求項９又は１５記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4132903.1 | 1991-10-04 | ||
| DE4132903A DE4132903C2 (de) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | Dünne Solarzelle und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267705A JPH05267705A (ja) | 1993-10-15 |
| JP2878031B2 true JP2878031B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=6442030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4186657A Expired - Lifetime JP2878031B2 (ja) | 1991-10-04 | 1992-07-14 | 薄形ソーラセルおよび製造法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5320685A (ja) |
| EP (1) | EP0544983B1 (ja) |
| JP (1) | JP2878031B2 (ja) |
| CA (1) | CA2071697C (ja) |
| DE (2) | DE4132903C2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4325634C2 (de) * | 1993-07-30 | 2001-06-07 | Angew Solarenergie Ase Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer integrierten dünnen Solarzelle |
| CA2168830A1 (en) * | 1995-03-23 | 1996-09-24 | John Steele Abbott Iii | Method and apparatus for coating fibers |
| US6313396B1 (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-06 | The Boeing Company | Lightweight solar module and method of fabrication |
| EP1659640A1 (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-24 | STMicroelectronics S.r.l. | Plastic film supported single crystal silicon photovoltaic cell structure and method of fabrication |
| WO2006122774A1 (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-23 | Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw | Method for the production of photovoltaic cells |
| US20080045986A1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-02-21 | Atheromed, Inc. | Atherectomy devices and methods |
| US8420926B1 (en) * | 2007-10-02 | 2013-04-16 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Hybrid solar cell integrating photovoltaic and thermoelectric cell elements for high efficiency and longevity |
| EP2232569A2 (en) * | 2007-12-17 | 2010-09-29 | QUALCOMM MEMS Technologies, Inc. | Photovoltaics with interferometric back side masks |
| KR20120086447A (ko) * | 2011-01-26 | 2012-08-03 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
| CN102361038A (zh) * | 2011-10-11 | 2012-02-22 | 润峰电力有限公司 | 一种晶体硅太阳电池新型主栅电极 |
| JP5980923B2 (ja) * | 2012-06-26 | 2016-08-31 | シャープ株式会社 | 薄膜太陽電池セルおよびその製造方法 |
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| US3527619A (en) * | 1968-04-15 | 1970-09-08 | Itek Corp | Solar cell array |
| JPS5469088A (en) * | 1977-11-14 | 1979-06-02 | Hitachi Ltd | Capacitor |
| JPS55169873U (ja) * | 1979-05-23 | 1980-12-05 | ||
| JPS61105876A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-23 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 光起電力装置 |
| IL79735A0 (en) * | 1985-09-09 | 1986-11-30 | Hughes Aircraft Co | Thin semiconductor structures |
| US4673770A (en) * | 1985-10-21 | 1987-06-16 | Joseph Mandelkorn | Glass sealed silicon membrane solar cell |
| US4745078A (en) * | 1986-01-30 | 1988-05-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for integrated series connection of thin film solar cells |
| US4746618A (en) * | 1987-08-31 | 1988-05-24 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method of continuously forming an array of photovoltaic cells electrically connected in series |
| JPH01187984A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| US5021099A (en) * | 1988-08-09 | 1991-06-04 | The Boeing Company | Solar cell interconnection and packaging using tape carrier |
| JPH02151079A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Sharp Corp | 太陽電池の製法 |
| JPH02181475A (ja) * | 1989-01-06 | 1990-07-16 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池セル及びその製造方法 |
| DE69024304T2 (de) * | 1989-09-06 | 1996-07-18 | Sanyo Electric Co | Herstellungsverfahren für eine biegsame photovoltaische Vorrichtung |
-
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- 1991-10-04 DE DE4132903A patent/DE4132903C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-06-19 CA CA002071697A patent/CA2071697C/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-30 EP EP92111056A patent/EP0544983B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-30 DE DE59209042T patent/DE59209042D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-14 JP JP4186657A patent/JP2878031B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-12 US US07/928,323 patent/US5320685A/en not_active Expired - Lifetime
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| DE59209042D1 (de) | 1998-01-08 |
| CA2071697C (en) | 2003-08-12 |
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