JP3992126B2 - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3992126B2 JP3992126B2 JP35817999A JP35817999A JP3992126B2 JP 3992126 B2 JP3992126 B2 JP 3992126B2 JP 35817999 A JP35817999 A JP 35817999A JP 35817999 A JP35817999 A JP 35817999A JP 3992126 B2 JP3992126 B2 JP 3992126B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cells
- semiconductor layer
- adhesive tape
- cell
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 32
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 claims description 19
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 33
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
- H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/035281—Shape of the body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/12—Photocathodes-Cs coated and solar cell
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池の製造方法に係り、特に球状半導体を用いた太陽電池の製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】
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。
【0003】
近年、単結晶シリコン、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。
【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9に示すように、第1導電型表皮部と第2導電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。次に第2導電型内部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219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、このような方法では、高密度配置には限界があり、また、アルミ箔への位置決めが困難であり、多数個の半導体粒子を実装する場合には特に作業性が悪いという問題があった。
【0006】
また、電極の形成についても、第1導電型表皮部と第2導電型内部との両方へのコンタクト端子が必要であるが、受光面積を減少させることなく、確実なコンタクト端子の形成を行うのは難しいという問題があった。
【0007】
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、製造が容易でかつ、小型化の可能な太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、単位面積当りの起電力の向上をはかり、高効率の太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1は、少なくとも表面が第1導電型の半導体層を構成する球状基板表面に、pn接合を形成するように形成された第2導電型の半導体層と、前記第2導電型の半導体層の表面に形成された透明導電膜からなる外側電極とを形成した多数個のセルを用意する工程と、複数個の前記セルを、隣接するものどうし互いに接触させて細密配置でトレイに縦横列状に敷き詰める工程と、前記敷き詰められたセルの上面に粘着性テープを貼着し、固定する工程と、前記粘着性テープに貼着された複数のセルを前記トレイからはずし、前記セルが上に位置するように水平に配置する工程と、前記セルの上面から半田粉体を振り掛ける工程と、前記セルを加熱し、前記半田粉体を液化し、前記セルと前記粘着性テープとの間を半田で固着する工程と、前記粘着テープを外し、前記半田を前記粘着テープ貼着面側から所定の深さまでエッチングする工程と、前記半田をマスクとして前記粘着テープ貼着面側から前記外側電極および前記第2導電型の半導体層を選択的に除去し、前記第1導電型の半導体層を露呈せしめる工程と、前記第1導電型の半導体層にコンタクトするように内側電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【0009】
かかる構成によれば、太陽電池を構成するセルの隙間に入った半田粉末を溶融し、太陽電池セル相互を固着するとともに外側電極間の電気的接続を行うとともに、この半田をマスクとして外側電極および前記第2導電型の半導体層を除去するエッチング工程を実行しているため、マスク工程が不要で、かつ信頼性の高い太陽電池の形成が可能となる。
また、多数個のセルが互いに接触状態で密にトレイ上に、しかも縦横列状に配置されているので、寸法精度が高くかつ、細密配置構造の太陽電池を得ることができる。
【0010】
特に、球状体へのフォトリソグラフィ工程は露光工程が極めて困難であるが、本発明の方法によれば、フォトリソグラフィ工程を必要とすることなく、極めて高効率の太陽電池を形成することが可能となる。
【0011】
本発明の第2の方法は、前記第1の方法において、前記内側電極を形成する工程を、前記第1導電型の半導体層にコンタクトするように導電性シートを貼着し、各セルを一体的に固定する工程としたことを特徴とする。
【0012】
かかる方法によれば、容易にかつ接触性よく導電性シートに第1導電型の半導体層との接触を図ることが可能となる。
【0013】
本発明の第3は、前記導電性シートと、セル間に相当する領域に絶縁材料を充填し絶縁膜を形成してなるもので構成することを特徴とする。
【0014】
かかる構成によれば、外側電極側と導電性シートとの間に絶縁膜が介在することになり、信頼性の高い太陽電池を形成することが可能となる。
【0015】
本発明の第4は、前記内側電極を形成する工程に先立ち、露呈する球状基板表面に第1導電型の不純物を注入し、高濃度層を形成する工程を含むことを特徴とする。
【0016】
かかる方法によれば、高濃度層の存在により、内側電極と導電性基板とのコンタクト性を更に向上することが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
(実施形態1)
本発明の第1の実施形態に係る製造方法によって製造される太陽電池は、図1に全体図、図2に断面概要図を示すように、球状シリコンからなる太陽電池セル1が導電シート5に貼着されている。すなわち、球状基板である直径1mmのp型多結晶シリコン球11表面にpn接合を形成するように形成されたn型多結晶シリコン層(第2導電型の半導体層)12と、このn型多結晶シリコン層12表面に形成された酸化インジウム錫(ITO)からなる透明の外側電極13と、一部で前記外側電極13およびn型多結晶シリコン層12表面が除去され前記p型多結晶シリコン球表面が露呈せしめられた多数個の太陽電池セル1と、前記p型多結晶シリコン球11にコンタクトするように複数の前記太陽電池セルに固着せしめられた導電シート5と、前記外側電極13と導電シート5との間に、かつ前記導電シート5から離間して、充填され、前記太陽電池セルの外側電極同士を電気的に接続する半田層3とを含むことを特徴とする。この導電シート5と、外側電極の切除端面の間の隙間には絶縁性樹脂層4が形成されており、外側電極側と導電シートすなわち内側電極側とのショートを防止し、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【0020】
次に、この太陽電池の製造方法について説明する。
まず、太陽電池セルを形成する。図3(a)に示すように、直径1mmのp型多結晶シリコン粒またはp型アモルファス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CVD法により、n型多結晶シリコン層12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。なお、この工程は、p型多結晶シリコン粒またはp型アモルファス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12を形成する様にすることも可能である。
【0021】
この後、図3(b)に示すように、スパッタリング法により、n型多結晶シリコン層12の表面全体に膜厚1μm程度のITO薄膜13を形成する。
【0022】
このようにして形成された、太陽電池セル1を、長方形のトレイに入れ、傾けて一列になるように配列する。
【0023】
そして図4(a)に示すように、このように敷き詰められた太陽電池セル1の上面に粘着性テープ20を貼着し、固定する。
【0024】
そして、前記粘着性テープ20に貼着された複数のセルを前記トレイからはずし、前記セルが上に位置するように水平に配置する。なお、この粘着性テープ20は特定のものである必要はなく、一般に用いられているものでよい。
【0025】
この後、図4(b)に示すように、前記セルの上面から半田粉体3pを振りかけ、前記半田粉体が溶融するのに必要な温度で前記セルを加熱し、前記半田粉体を液化し、前記セルと前記粘着性テープ20との間を半田層3で固着する。この半田粉体も特定のものである必要はない。
【0026】
そして、図4(c)に示すように、前記粘着テープ20を外し、前記半田層3を前記粘着テープ貼着面側から所定の深さまでエッチングする。半田層3のエッチングは半田用エッチング液を用いた通常のエッチング処理でよい。
【0027】
そして、図4(d)に示すように、前記半田層3をマスクとして前記粘着テープ貼着面側から前記外側電極13および前記n型多結晶シリコン層12を選択的に除去し、前記p型多結晶シリコン球11表面を露呈せしめる。
この処理操作としては、まず一般の半田用エッチング液で半田層のみを先にエッチングし、次いでシリコン用のエッチング液で外側電極13およびn型多結晶シリコン層12をエッチングしてp型多結晶シリコン球11表面を露呈せしめる。
【0028】
最後に、図4(e)に示すように、導電シート5の表面に導電シート5が、前記p型多結晶シリコン球11にコンタクトするように熱圧着により固着せしめ、この後外側電極13および前記n型多結晶シリコン層12の端面と導電シート5との間にできた隙間に、樹脂を流し込むことにより絶縁性樹脂層4を形成し、外側電極と内側電極側との絶縁を確実なものとする。
【0029】
このようにして図1および図2に示したような太陽電池セルが完成する。
かかる構成によれば、太陽電池を構成するセルの隙間に入った半田粉末を溶融し、太陽電池セル相互を固着するとともに外側電極間の電気的接続を行うとともに、この半田をマスクとして外側電極および前記第2導電型の半導体層を除去するエッチング工程を実行している。従って、マスク工程が不要で、かつ信頼性の高い太陽電池の形成が可能となる。
【0030】
また、特に、多結晶シリコン球など球状体へのフォトリソグラフィ工程は露光工程が極めて困難であるが、本発明の方法によれば、フォトリソグラフィ工程を必要とすることなく、極めて高効率の太陽電池を形成することが可能となる。
【0031】
さらに可撓性を有する導電性シートを用いるようにすれば、各セルを容易に接触性よく一体的に固定することが可能となり、信頼性の高いオーミック接触を図ることが可能となる。
【0032】
加えて、専用の導電シートを用いる必要もなく、位置決めも不要であり、実装後に絶縁性樹脂層を形成するのみで、極めて信頼性の高い太陽電池を形成することが可能となる。
【0033】
また導電性シートと外側電極との間の隙間すなわち、セル間に相当する領域に絶縁性の樹脂層を形成しているため、外側電極側と導電性シートとの間に絶縁膜が介在することになり、信頼性の高い太陽電池を形成することが可能となる。
【0034】
また、望ましくは、前記内側電極としての導電性シートの貼着に先立ち、球状基板の露出面にp型の不純物を注入し、高濃度層を形成する。
【0035】
かかる構成によれば、高濃度層の存在により、導電性シートとp型多結晶シリコン球とのオーミック接触性を向上することが可能となる。また、高濃度層が光子により励起された電子の障壁となり、いわゆるバックサーフィスフィールド効果を得ることができ、効率の向上をはかることができる。
【0036】
さらにトレイに敷き詰める際、前記球状のセルが相互に接触するように細密配置で敷き詰めるようにすれば、寸法精度が高くかつ、細密配置構造の太陽電池を得ることができる。
【0037】
なお、前記実施例では絶縁性樹脂層を用いることによって、外側電極と内側電極との絶縁を確実にしたが、この変形例として、図8に示すように、導電シート5の表面に前記セル搭載位置を囲むように縦横に形成されたポリイミド膜からなる絶縁膜パターン40をスクリーン印刷により形成し、導電シート5が、前記n型多結晶シリコン球11にコンタクトするように熱圧着により固着せしめる。この導電シート5は可撓性の銅箔表面に縦横にポリイミド層からなる絶縁性パターン40が形成されてなるもので、この絶縁性パターン40が、前記半田層3と導電性シートとの間に介在することにより、半田層すなわち外側電極側と導電シートすなわち内側電極側とのショートを防止し、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【0038】
(実施形態2)
次に本発明の第2の実施形態について説明する。ここでは図5に示すように、図4(c)に示した半田層のエッチング後、この半田層3表面を上にして、低粘度のポリイミド樹脂を塗布し、前記半田層3表面を絶縁性樹脂膜3Sで覆うようにしたことを特徴とする。後の工程については前記第1の実施形態と同様に形成する。
【0039】
かかる構成によれば、凹部となっている半田層表面に選択的に絶縁性樹脂膜3Sを形成することができるため、極めて容易に信頼性の高い太陽電池を提供することが可能となる。
【0040】
(実施形態3)
前記第1および第2の実施形態ではp型多結晶シリコン球を用いて太陽電池セルを構成したが、図6に示すように、球状基板10を、銅球で構成し、球状基板表面に、p型の多結晶シリコン層(符号11で示す)と、n型多結晶シリコン層12とを形成しpn接合を形成してなり、導電シート5は前記銅球にコンタクトするように、外側電極13、n型の多結晶シリコン層12と、p型多結晶シリコン層(符号11)の一部が除去されていることを特徴とする。
【0041】
かかる構成によれば、内側電極のコンタクト抵抗が低く信頼性の高い太陽電池を容易に形成することが可能となる。
【0042】
なお、太陽電池セルは直列接続してもよいし、並列接続してもよい。直列接続する際には、p層およびn層を外面側と内面側とで逆にしたセルを交互に配列し、同様に接続することにより、直列接続体を形成することも可能である。
また、前記実施形態では、p型およびn型の多結晶シリコン層を用いたがアモルファスシリコン層を用いるようにしてもよい。
【0043】
(実施形態4)
この太陽電池を構成する太陽電池セルは、図7に示すように、球状基板を、絶縁性の球状体で構成し、この球状体表面に、p型多結晶シリコン層と、前記p型の多結晶シリコン層表面に形成されたn型の多結晶シリコン層を形成しpn接合を形成してなることを特徴とする。
【0044】
この太陽電池セルは、図7に拡大断面図を示すように、直径1mmのガラス60の表面にクロム層60cを形成するとともに、この上層にn型アモルファスシリコン層61、p型アモルファスシリコン層62を形成し、pn接合を形成すると共に、さらにこの表面を覆うように酸化インジウム錫(ITO)透明導電膜からなる外側電極63が形成されている。そして、この一部が研磨によりクロム層60cに到達するまで外側電極63およびp型アモルファスシリコン層62、n型アモルファスシリコン層61が除去され、この除去部のバリア層にコンタクトするように、導電性シート5を貼着してなるものである。一方、この外側電極63同士は半田層3によって接続されている。
【0045】
かかる構成によれば、安価で特性の安定した半導体装置を得ることが可能となる。
【0046】
なお、前記実施の形態ではpn接合を形成する半導体層として、多結晶シリコン、アモルファスシリコンを用いたが、これに限定されることなく、単結晶シリコン、さらにはGaAs,GaPなどの化合物半導体層にも適用可能である。さらには、pn構造のみならず、pin構造にも適用可能である。
【0047】
この球状の半導体素子の製造に際し、各処理工程を連結してライン化することが可能であるため、生産性が極めて高いという特徴がある。
【0048】
各工程では、活性ガス、不活性ガス等の気体のみならず、水や各種溶液等の液体をも含む種々の雰囲気での処理がなされる。このような処理工程を連結する場合、被処理物を搬送する雰囲気を前工程から後工程に持ち込まないようにしなければならないため、工程間において被処理物から前工程の雰囲気を除去し、そして後工程に合わせた雰囲気に変換して被処理物を搬送するといった作業が必要であるが、雰囲気変換装置を用いることにより搬送しながら各処理工程が実行でき、極めて高速で作業性よく信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。
【0049】
また、シリコン表面は酸化され易く、表面に自然酸化膜が形成された場合、その上層に形成される金属電極層などとの接触性が悪くなるなどの問題もあるが、外気に接触することなく、閉鎖空間内で搬送および処理を行うことができる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、位置決めが不要であり、充填密度も高く、高効率で信頼性の高い太陽電池を提供することが可能となる。
【0051】
また、受光面積を減少することなく、高密度の配置が可能である。またフォトリソグラフィ工程を用いることなく高精度で信頼性の高い太陽電池を得ることができる。また低コスト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の製造方法によって製造される第1の実施形態の太陽電池を示す図
【図2】 本発明の第1の実施形態の製造方法によって製造される太陽電池を構成するセルの断面図
【図3】 本発明の第1の実施形態の製造方法によって製造される太陽電池を構成するセルの製造工程図
【図4】 本発明の第1の実施形態の太陽電池の実装工程を示す図
【図5】 本発明の第2の実施形態の太陽電池の製造工程を示す図
【図6】 本発明の第3の実施形態の製造方法によって製造される太陽電池を示す図
【図7】 本発明の第4の実施形態の製造方法によって製造される太陽電池を示す図
【図8】 本発明の他の実施形態(第1の実施形態の変形例)の製造方法によって製造される太陽電池を示す図
【図9】 従来例の太陽電池を示す図
【符号の説明】
1 太陽電池
3 半田層
4 絶縁膜
5 導電性シート
11 p型多結晶シリコン球
12 n型多結晶シリコン層
13 外側電極
Claims (4)
- 少なくとも表面が第1導電型の半導体層を構成する球状基板表面に、pn接合を形成するように形成された第2導電型の半導体層と、前記第2導電型の半導体層の表面に形成された透明導電膜からなる外側電極とを形成した多数個のセルを用意する工程と、
多数個の前記セルを、隣接するものどうし互いに接触させて細密配置でトレイ上に縦横列状に敷き詰める工程と、
前記敷き詰められたセルの上面に粘着性テープを貼着し、固定する工程と、
前記粘着性テープに貼着された複数のセルを前記トレイからはずし、前記セルが上に位置するように水平に配置する工程と、
前記セルの上面から半田粉体を振り掛ける工程と、
前記セルを加熱し、前記半田粉体を液化し、前記セルと前記粘着性テープとの間を半田で固着する工程と、
前記粘着テープを外し、前記半田を前記粘着テープ貼着面側から所定の深さまでエッチングする工程と、
前記半田をマスクとして前記粘着テープ貼着面側から前記外側電極および前記第2導電型の半導体層を選択的に除去し、前記第1導電型の半導体層を露呈せしめる工程と、
前記第1導電型の半導体層にコンタクトするように内側電極を形成する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 前記内側電極を形成する工程は、前記第1導電型の半導体層にコンタクトするように導電性シートを貼着し、各セルを一体的に固定する工程であることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
- さらに前記導電性シートのセル間に相当する隙間に絶縁材料を充填し絶縁膜を形成してなることを特徴とする請求項2に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記内側電極を形成する工程に先立ち、露呈する球状基板表面に第1導電型の不純物を注入し、高濃度層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35817999A JP3992126B2 (ja) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | 太陽電池の製造方法 |
US09/740,229 US6417442B1 (en) | 1999-12-16 | 2000-12-18 | Solar battery assembly and method of forming a solar battery assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35817999A JP3992126B2 (ja) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001177121A JP2001177121A (ja) | 2001-06-29 |
JP3992126B2 true JP3992126B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=18457951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35817999A Expired - Fee Related JP3992126B2 (ja) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | 太陽電池の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6417442B1 (ja) |
JP (1) | JP3992126B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001210843A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-08-03 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 光発電パネルおよびその製造方法 |
JP3992126B2 (ja) * | 1999-12-16 | 2007-10-17 | 株式会社三井ハイテック | 太陽電池の製造方法 |
JP2002104819A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-10 | Kyocera Corp | 結晶質シリコン粒子およびその製造方法および結晶質シリコン粒子を用いた光電変換装置 |
US6706959B2 (en) * | 2000-11-24 | 2004-03-16 | Clean Venture 21 Corporation | Photovoltaic apparatus and mass-producing apparatus for mass-producing spherical semiconductor particles |
US6563041B2 (en) * | 2000-11-29 | 2003-05-13 | Kyocera Corporation | Photoelectric conversion device |
US6653552B2 (en) * | 2001-02-28 | 2003-11-25 | Kyocera Corporation | Photoelectric conversion device and method of manufacturing the same |
US6897085B2 (en) | 2003-01-21 | 2005-05-24 | Spheral Solar Power, Inc. | Method of fabricating an optical concentrator for a photovoltaic solar cell |
KR20050004005A (ko) * | 2003-07-01 | 2005-01-12 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 실장체, 광 전송로 및 광 전기 회로기판 |
US20060185715A1 (en) * | 2003-07-25 | 2006-08-24 | Hammerbacher Milfred D | Photovoltaic apparatus including spherical semiconducting particles |
AU2006335660B2 (en) * | 2006-01-11 | 2012-01-19 | Sphelar Power Corporation | Semiconductor module for light reception or light emission |
JP2011181534A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Hitachi Ltd | 球状化合物半導体セル及びモジュールの製造方法 |
NL2005944C2 (en) * | 2010-12-31 | 2012-07-03 | M H Mensink Beheer B V | Solar panel, solar cell converter and method of manufacturing a solar panel. |
TW201414054A (zh) * | 2012-09-21 | 2014-04-01 | Td Hitech Energy Inc | 蓄電組之連結結構 |
KR101976673B1 (ko) * | 2017-12-19 | 2019-05-10 | 한국에너지기술연구원 | 실리콘 태양전지 |
KR102165004B1 (ko) * | 2018-11-06 | 2020-10-13 | (주)소프트피브이 | 광 발전용 파티클 유닛 및 이를 포함하는 투명 태양 전지 |
KR102177476B1 (ko) * | 2019-02-28 | 2020-11-11 | (주)소프트피브이 | 직렬 연결이 용이한 태양 전지 모듈 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2904613A (en) * | 1957-08-26 | 1959-09-15 | Hoffman Electronics Corp | Large area solar energy converter and method for making the same |
US5091319A (en) * | 1989-07-31 | 1992-02-25 | Hotchkiss Gregory B | Method of affixing silicon spheres to a foil matrix |
AU715515B2 (en) * | 1996-10-09 | 2000-02-03 | Sphelar Power Corporation | Semiconductor device |
US6294822B1 (en) * | 1997-08-27 | 2001-09-25 | Josuke Nakata | Spheric semiconductor device, method for manufacturing the same, and spheric semiconductor device material |
JP2000216335A (ja) * | 1999-01-25 | 2000-08-04 | Seiko Epson Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP3992126B2 (ja) * | 1999-12-16 | 2007-10-17 | 株式会社三井ハイテック | 太陽電池の製造方法 |
-
1999
- 1999-12-16 JP JP35817999A patent/JP3992126B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-12-18 US US09/740,229 patent/US6417442B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20020023675A1 (en) | 2002-02-28 |
JP2001177121A (ja) | 2001-06-29 |
US6417442B1 (en) | 2002-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3992126B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
US8338690B2 (en) | Method for producing photovoltaic device and photovoltaic device | |
EP2224496A1 (en) | Wiring member between elements, photoelectric conversion element, and photoelectric conversion element connecting body and photoelectric conversion module using the wiring member between elements and the photoelectric conversion element | |
JP3436723B2 (ja) | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 | |
JP5203176B2 (ja) | 配線シート、配線シート付き太陽電池セルおよび太陽電池モジュール | |
JPH0536997A (ja) | 光起電力装置 | |
JP3939082B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
JP3407131B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2001177132A (ja) | 球体の切断方法、これを用いた太陽電池およびその製造方法 | |
JP3849907B2 (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
JP3964123B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
JP2855299B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
US11575053B2 (en) | Photovoltaic device and solar cell module including same | |
JP3925766B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
JP3925770B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
JP2002111021A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
JP2758741B2 (ja) | 光電変換素子およびその製造方法 | |
JP3995134B2 (ja) | 太陽電池の製造方法および太陽電池 | |
JP4001260B2 (ja) | 太陽電池の製造方法および太陽電池 | |
JP2001177122A (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
JP2001274427A (ja) | 光起電力素子及びその製造方法 | |
JP3976162B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
JP4493209B2 (ja) | 光電変換装置 | |
JP2001230429A (ja) | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 | |
JP3995139B2 (ja) | 太陽電池の製造方法および太陽電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061025 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070420 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070530 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070530 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070711 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070718 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110803 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110803 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120803 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120803 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130803 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |