JP3995139B2

JP3995139B2 - 太陽電池の製造方法および太陽電池

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Publication number: JP3995139B2
Application number: JP2000265953A
Authority: JP
Inventors: 秀芳甲斐
Original assignee: Mitsui High Tech Inc
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Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2007-10-24
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池の製造方法および太陽電池に係り、特に球体セルを用いた太陽電池の製造方法および太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体のｐｎ接合部分には内部電界が生じており、これに光を当て、電子正孔対を生成させると、生成した電子と正孔は内部電界により分離されて、電子はｎ側に、正孔はｐ側に集められ、外部に負荷を接続するとｐ側からｎ側に向けて電流が流れる。この効果を利用し、光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子として太陽電池の実用化が進められている。
【０００３】
近年、単結晶、多結晶シリコンなどの直径１ｍｍ以下の球状の半導体（Ball Semiconductor）上に回路パターンを形成して半導体素子を製造する技術が開発されている。
【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７に示すように、ｎ型表皮部とｐ型内部を有する半導体粒子２０７をアルミ箔の開口にアルミ箔２０１の両側から突出するように配置し、片側の表皮部２０９を除去し、絶縁層２２１を形成する。次にｐ型内部２１１の一部およびその上の絶縁層２２１を除去し、その除去された領域２１７に第２アルミ箔２１９を結合する。その平坦な領域２１７が導電部としての第２アルミ箔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、このような従来の太陽電池（上記ソーラーアレー）では、アルミ箔２１９にパンチ等により打ち抜いて開口を形成し、半導体粒子２０７をこのアルミ箔２１９の開口に埋め込んでいた。このため、半導体粒子２０７をアルミ箔２１９の開口に対して正確な位置合わせをしてから埋め込まなければならなかった。また、埋め込み時に開口のエッジと球体セル間に隙間ができてしまうのを防ぐため、球体である半導体粒子２０７が球形状や直径が一定の真球であることが要求されていた。
よって、上記のような従来の太陽電池の製造方法および太陽電池では製造方法が困難であり、製造コストも高くなってしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであり、太陽電池の球体セルが正確な位置合わせや均一な真球でなくても製造でき、低コストかつ簡単で、受光効率の良い太陽電池の製造方法および太陽電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の太陽電池の製造方法は、第１導電型半導体層を有する球体基板表面に、第２導電型半導体層を形成してなる球体セルを用いた太陽電池の製造方法において、前記球体セルの上部表面および下部表面が露出するように、電気的絶縁性および柔軟性のある第１の透明部材で固定する工程と、前記球体セル表面の前記第２導電型半導体層をエッチングにより除去し、前記第１導電型半導体層を露出させる工程と、前記第１導電型半導体層が露出した面に、電気的絶縁性および柔軟性のある第２の透明部材を塗布し、硬化させる工程と、前記第１導電型半導体層のみが露出するように前記第２の透明部材を、エッチングにより除去する、もしくは、研削することにより、前記第１導電型半導体層のみを露出させる工程と、前記第２導電型半導体層が露出した側の、前記球体セルおよび前記第１の透明部材の表面に、第１導電層を形成する工程と、前記第１導電型半導体層が露出した側の、前記球体セルおよび前記第２の透明部材の表面に、第２導電層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
かかる方法によれば、大きな面積を一括処理することができ、電極間の短絡が基本的に発生しない。また、基板である絶縁層として柔軟性のある透明部材を用いるため、容易にエッチング処理が可能であり、柔軟で受光面積を大きく取ることができる太陽電池を製造することができ、また、第２導電層を反射効率の良いアルミ薄膜等の金属で形成することができ、太陽光の効率的な利用を図ることができる。
【０００８】
本発明の第２は、請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、前記第１導電層は、透明導電膜で被覆することにより、形成されることを特徴とする。
かかる方法によれば、この透明導電膜を透過した太陽光を取り込むことができる太陽電池を製造することができる。
【０００９】
本発明の第３の太陽電池の製造方法は、第１導電型半導体層を有する球体基板表面に、第２導電型半導体層を形成してなる球体セルを用いた太陽電池の製造方法において、前記球体セルの上部表面および下部表面が露出するように、電気的絶縁性および柔軟性のある第１の透明部材で固定する工程と、前記球体セル表面の前記第２導電型半導体層をエッチングにより除去し、前記第１導電型半導体層を露出させる工程と、前記第１導電型半導体層が露出した面に、電気的絶縁性および柔軟性のある第２の透明部材を塗布し、硬化させる工程と、前記第１導電型半導体層のみが露出するように前記第２の透明部材を、エッチングにより除去する、もしくは、研削することにより、前記第１導電型半導体層のみを露出させる工程と、前記第２導電型半導体層が露出した側の、前記球体セルおよび前記第１の透明部材の表面を導電性の金属膜で被覆する工程と、前記金属膜の表面に、光透過層を形成する工程と、前記球体セル間の隙間には残り、前記球体セル上部のみが露出するようになるまで、前記光透過層を除去する工程と、残った前記光透過層をマスクとして用い、前記球体セル上部の前記第２導電型半導体層が露出するように、前記金属膜の一部を除去することにより第１導電層を形成する工程と、前記第１導電型半導体層が露出した側の、前記球体セルおよび前記第２の透明部材の表面に、第２導電層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
かかる方法によれば、大きな面積を一括処理することができ、電極間の短絡が基本的に発生しない。また、基板である絶縁層として柔軟性のある透明部材を用いるため、容易にエッチング処理が可能であり、上側の第１導電層を金属膜で形成するため、この金属膜で反射した太陽光を球体セルに取り込むことができ、太陽光の効率的な利用を図れる太陽電池を製造することができる。
【００１０】
本発明の第４は、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池の製造方法において、前記第２導電層は、透明導電膜で被覆することにより、形成されることを特徴とする。
かかる方法によれば、表裏の両面とも受光面となる太陽電池を製造することができる。
【００１１】
本発明の第５は、請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池の製造方法において、前記球体セルの上部表面および下部表面が露出するように、電気的絶縁性および柔軟性のある第１の透明部材で固定する工程は、離型性粘着テープに前記球体セルを載置し、配列させ、仮固定する工程と、前記球体セルを配列した前記離型性粘着テープの外縁に、離型性型枠を設ける工程と、液状の電気的絶縁性および柔軟性のある前記第１の透明部材を、前記球体セルの一部が液面から露出しないようになるまで流し込み、硬化させる工程と、硬化させた前記第１の透明部材で固定した前記球体セルを、前記離形性型枠および前記離型性粘着テープから外す工程と、前記第１の透明部材をエッチングし、表裏両面ともに球体セルの一部を、前記第１の透明部材から露出させる工程と、を含むことを特徴とする。
かかる方法によれば、球体セルの正確な位置決めを必要とせず、球体セルの球形状や直径が一定の真球でなくてもよく、形状や直径がにばらつきがあっても配列でき、また、凝集型の配列方法、格子状の配列方法、千鳥状の配列方法、などの配列方法により任意の形状に配列させることが可能である。
【００１２】
本発明の第６は、請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池の製造方法において、前記球体セルの上部表面および下部表面が露出するように、電気的絶縁性および柔軟性のある第１の透明部材で固定する工程は、柔軟材を下地に敷いて形成された柔軟離型性粘着テープに、前記球体セルを載置し、配列させ、仮固定する工程と、前記球体セルを配列した前記柔軟離型性粘着テープの外縁に離型性型枠を設ける工程と、液状の電気的絶縁性および柔軟性のある前記第１の透明部材を、前記球体セルの一部が前記透明部材の液面から出るように流し込み、硬化させる工程と、前記離型性型枠を外し、前記柔軟離型性粘着テープを下型とし、前記球体セルの上面に柔軟離型性テープを貼り、これを上型とし、上下より加圧しながら前記第１の透明部材を硬化させる工程と、前記下型の柔軟離型性粘着テープと、前記上型の柔軟離型性テープとを剥がし取る程と、を含むことを特徴とする。
かかる方法によれば、球体セルの球形状や直径が一定の真球でなくてもよく、形状や直径がにばらつきがあっても配列でき、また、凝集型の配列方法、格子状の配列方法、千鳥状の配列方法、などの配列方法により任意の形状に配列させることが可能である。さらに、第１の透明部材をエッチング処理ではなく加圧処理で成形するため、処理時間の短縮と、エッチング液が不要になり、製造コストが低減できる。
【００１３】
本発明の第７の太陽電池は、透明導電膜の第１導電層と、柔軟性のある透明部材からなる絶縁層と、透明導電膜の第２導電層とが積層されてなる基板に、内部が第１導電型半導体層、表面が第２導電型半導体層からなる球体セルが、埋め込むように形成され、前記球体セルの一部が前記絶縁層の表面に露出し、前記球体セルの径方向反対側で前記第２導電型半導体層が部分的に除去されて前記第１導電型半導体層が前記絶縁層の裏面へ露出し、前記絶縁層の前記表面および該表面に露出した球体セルの球面に密着して前記第１導電層が形成され、前記絶縁層の裏面および該裏面に露出した球体セルの前記第１導電型半導体層の球面に沿って前記第２導電層が形成され、前記絶縁層によって、前記第１導電層と前記第２導電層とが電気的に絶縁されるとともに前記球体セルの前記第２導電型半導体層と前記第２導電層とが電気的に絶縁され、前記第１導電層が前記球体セルの外側電極となり、前記第２導電層が前記球体セルの内側電極となることを特徴とする。
かかる構成によれば、製造が容易で単純な構造であり、内側電極と外側電極の短絡が基本的に発生せず、受光面に設けられた透明な絶縁層により受光効率の優れた太陽電池を実現できる。また、この透明導電膜を透過した太陽光を取り込むことができる太陽電池を実現できる。
【００１５】
本発明の第８は、光透過層と、透明導電膜の第１導電層と、柔軟性のある透明部材からなる絶縁層と、透明導電膜の第２導電層とが積層されてなる基板に、内部が第１導電型半導体層、表面が第２導電型半導体層からなる球体セルが、埋め込むように形成され、前記球体セルの一部が前記絶縁層の表面に露出し、前記球体セルの径方向反対側で前記第２導電型半導体層が部分的に除去されて前記第１導電型半導体層が前記絶縁層の裏面へ露出し、前記絶縁層の前記表面側で、前記球体セルの露出縁部近傍から前記絶縁層の表面に沿って前記第１導電層が形成され、前記絶縁層の裏面および該裏面に露出した球体セルの前記第１導電型半導体層の球面に沿って前記第２導電層が形成され、前記絶縁層によって、前記第１導電層と前記第２導電層とが電気的に絶縁されるとともに前記球体セルの前記第２導電型半導体層と前記第２導電層とが電気的に絶縁され、さらに、前記第１導電層に前記光透過層が形成され、前記第１導電層が前記球体セルの外側電極となり、前記第２導電層が前記球体セルの内側電極となることを特徴とする。
かかる構成によれば、製造が容易で単純な構造であり、内側電極と外側電極の短絡が基本的に発生せず、第１導電層が、球体セルの受光面を除いて形成されており、これにより、反射した太陽光を球体セルに取り込むことができ、受光効率の優れた太陽電池を実現できる。
また、太陽電池の全面が表裏面とも透明となるため、太陽光の有効利用が実現できる。
【００１６】
本発明の第９は、請求項７または８に記載の太陽電池において、前記絶縁層は、該絶縁層の裏面側で、露出した球体セルの第１導電型半導体層の露出縁部を囲包するように形成され、これによって前記球体セルの第２導電型半導体層と前記第２導電層とが電気的に絶縁されることを特徴とする前記第２導電層が透明導電膜で形成されてなることを特徴とする。
かかる構成により、内側電極と球体セルの表層、即ち第２導電型半導体層との電気的短絡が起きる心配がなくなり、また外側電極と内側電極との短絡も防止される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る太陽電池および太陽電池の製造方法について実施の形態を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る太陽電池を説明する（ａ）要部斜視図、（ｂ）要部斜視図のＡ−Ａ線に対する概略断面図である。
第１の実施の形態に係る太陽電池は、図１の（ａ）に示すように、例えばＩＴＯ等で形成される透明な第１導電層１４と、柔軟性のある透明部材からなる絶縁層１３と、例えばアルミニウム等の導電性の金属膜で形成される第２導電層１５とが積層されてなる基板２０に、太陽電池のセルとなる球体セル１０を埋め込むように固定されてなる。
【００１９】
さらに詳しく本実施の形態に係る太陽電池の断面構造を説明する。
図１の（ｂ）に示すように、内部のｐ型半導体層（第１導電型半導体層）１１とｐｎ接合を形成するｎ型半導体層（第２導電型半導体層）１２を有する球体セル１０が、電気的絶縁性および柔軟性のある透明部材１３ａ，１３ｂで形成される絶縁層１３に埋め込むように形成され、その下面に形成された第２導電層１５とｐ型半導体層１１が電気的に接続されるように構成されている。これにより、第２導電層１５は太陽電池の内側電極（ｐ型半導体層に対する電極）となっている。
【００２０】
また、絶縁層１３の上面（受光面）に形成された透明な第１導電層１４は、ｎ型半導体層１２と電気的に接続されるように構成されている。これにより、第１導電層１４は、太陽電池の外側電極（ｎ型半導体層に対する電極）となっている。
【００２１】
そして、球体セル１０が埋め込まれた柔軟性のある透明部材１３ａ，１３ｂで形成される絶縁層１３は、前記第１導電層１４（太陽電池の外側電極）と第２導電層１５（太陽電池の内側電極）とを電気的に絶縁するように形成されてなる
【００２２】
次に、本実施の形態に係る太陽電池の具体的な製造方法の一例を以下、説明する。
まず、本実施の形態で用いる球体セル１０の形成方法の一例について説明する。
直径１ｍｍのｐ型多結晶シリコン粒を真空中で加熱しつつ落下させ、結晶性の良好なｐ型多結晶シリコン球（ｐ型半導体層）１１を形成し、この表面に、フォスフィンを含むシランなどの混合ガスを用いたＣＶＤ法により、ｎ型多結晶シリコン層（ｎ型半導体層）１２を形成する。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。
【００２３】
なお、この工程は、ｐ型多結晶シリコン粒を真空中で加熱しつつ落下させながら球状化し、ｐ型多結晶シリコン球（ｐ型半導体層）１１を形成するとともに、落下途上で所望のガスと接触させることにより、ｎ型多結晶シリコン層（ｎ型半導体層）１２を形成する様にすることも可能である。
【００２４】
次に、上述の球体セル１０を用いた太陽電池の製造方法について、図２、図３を用いて説明する。
【００２５】
図２は、第１の製造方法における球体セル１０の配置から、絶縁層１３に固定するまでの工程を説明する概略断面図である。
まず、図２の（ａ）に示すように、離型性粘着テープ２１（例えば、テフロン）に球体セル１０を載置し配列させ仮固定する。この配列方法は、例えば、球体セル１０同士を隙間無く接触するように配列させる凝集型の配列方法、一定の隙間を空ける格子状の配列方法、または千鳥状に配列させる配列方法、などの配列方法により任意の形状に配列させることが可能である。
【００２６】
次に、図２の（ｂ）に示すように、球体セル１０を配列した離型性粘着テープ２１の外縁に、離形性型枠２２（例えば、テフロン）を設ける。
【００２７】
次に、図２の（ｃ）に示すように、電気的絶縁性を有し、硬化した後に柔軟性が得られる性質を持つ、常温下で液状の透明部材１３ａ（例えば、エポキシ樹脂）を球体セル１０の一部が液面から露出しないようになるまで流し込み、その後、１００℃〜１５０℃に加熱して硬化させる。
なお、上記透明部材として、時間経過に伴い自然に硬化する性質の樹脂を用いても良く、その場合には、上記の加熱処理は必要がなくなる。また、上記のエポキシ樹脂に変えて、ポリイミド樹脂、ガラス樹脂等を用いることもできる。
また、上記の流し込む透明部材１３ａの量を、球体セル１０の一部が透明部材１３ａの液面から出る程度（図２の（ｄ）の点線部分まで）の量としても良い。
【００２８】
次に、図２の（ｄ）に示すように、硬化させた透明部材１３ａで固定した球体セル１０を、離形性型枠２２および離型性粘着テープ２１から外す。
【００２９】
次の工程以降は、図３を用いて以下、説明する。
図３は、球体セル１０を透明部材１３ａで固定した後、完成するまでの工程を説明する概略断面図である。
球体セル１０が硬化した透明部材１３ａから露出していない場合は、透明部材１３ａを選択的にエッチングすることができる（球体セル１０はエッチングしない）性質のエッチング剤（例えば、透明部材１３ａがエポキシ樹脂の場合は、発煙硝酸等）を用いてエッチングを施すことにより、表裏両面ともに球体セル１０の一部を透明部材１３ａから露出させ、図３の（ａ）に示す状態とする。
また、球体セル１０が硬化した透明部材１３ａから露出している場合は、露出している側のみをエッチングし、図３の（ａ）に示す状態とする。
【００３０】
次に、図３の（ｂ）に示すように、片面（図では下面）の露出した球体セル１０表面のｎ型半導体層１２をエッチングにより除去し、ｐ型半導体層１１を露出させる。
【００３１】
次に、図３の（ｃ）に示すように、ｐ型半導体層１１が露出した側の表面（球体セル１０表面および透明部材１３ａ表面）に、電気的絶縁性を有し、硬化した後に柔軟性が得られる性質を持つ液状の透明部材１３ｂ（例えば、エポキシ樹脂）を塗布し、硬化させる。この透明部材１３ｂは、前記の透明部材１３ａと同じ材質の樹脂を用いることが好ましい。
【００３２】
次に、図３の（ｄ）に示すように、ｐ型半導体層１１層のみが露出するように透明部材１３ｂをエッチング（例えば、透明部材１３ｂがエポキシ樹脂の場合は、発煙硝酸を用いる）するか、もしくは、グラインディング等により研削することにより、透明部材１３ｂからｐ型半導体層１１層のみを露出させる。
このようにして、透明部材１３ａおよび透明部材１３ｂにより太陽電池の基板となる絶縁層１３が形成される。
【００３３】
次に、図３の（ｅ）に示すように、ｎ型半導体層１２が露出した側の表面（ｎ型半導体層１２及び透明部材１３ｂの表面）を、透明導電膜（例えば、ＩＴＯ等）で被覆（コーティング）し、これを第１導電層１４（太陽電池の外側電極）とする。
【００３４】
最後に、図３の（ｆ）に示すように、透明部材１３ｂ上のｐ型半導体層１１の露出した側の表面（ｐ型半導体層１１及び透明部材１３ａの表面）を、例えば、スパッタリング法などにより、導電金属膜（例えば、アルミニウム等）で被覆（コーティング）し、これを第２導電層１５（太陽電池の内側電極）とする。または、ニッケル等で鍍金し、その上に半田等を塗布して、第２導電層１５（太陽電池の内側電極）としても良い。
なお、上記アルミニウム等の導電性の金属膜の代わりに、ＩＴＯ等の透明導電膜で被覆（コーティング）しても良く、この場合は、両面から受光することが可能となる。
以上の一連の工程により、本実施の形態の太陽電池が形成される。
【００３５】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態の太陽電池は、図１に示すように、上述の第１の実施の形態の太陽電池と構成は同一であるが、その製造方法において、球体セル１０の配置から、絶縁層１３に固定するまでの工程にのみが異なり、以下、その製造工程について詳細に説明する。
【００３６】
図４は、第２の実施の形態における球体セル１０の配置から、絶縁層１３に固定するまでの工程を説明する概略断面図である。
まず、図４の（ａ）に示すように、柔軟材を下地に敷いて形成された柔軟離型性粘着テープ３１に、球体セル１０を載置し配列させ仮固定する。この配列方法は、例えば、球体セル１０同士を隙間無く接触するように配列させる凝集型の配列方法、一定の隙間を空ける格子状の配列方法、または千鳥状に配列させる配列方法、などの配列方法により任意の形状に配列させることが可能である。
【００３７】
次に、図４の（ｂ）に示すように、球体セル１０を配列した柔軟離型性粘着テープ３１（柔軟材を下地に敷いて形成されたテフロン等の離型性テープ）の外縁に離形性型枠２２（例えば、テフロン）を設ける。
【００３８】
次に、図４の（ｃ）に示すように、電気的絶縁性を有し、硬化した後に柔軟性が得られる性質を持つ、常温下で液状の透明部材１３ａ（例えば、エポキシ樹脂）を適量流し込む。
なお、上記のエポキシ樹脂に変えて、ポリイミド樹脂、ガラス樹脂等を用いてることもできる。
【００３９】
次に、図４の（ｄ）に示すように、離型性型枠３２を外す。
そして、図４の（ｅ）に示すように、柔軟離型性粘着テープ３１を下型とし、球体セル１０の上面に柔軟離型性テープ３３（柔軟材を下地に敷いて形成されたテフロン等の離型性テープ）を貼り上型とし、１００℃〜１５０℃に加熱し、プレス装置等を用いて加圧する。
【００４０】
次に、下型の柔軟離型性粘着テープ３１と、上型の柔軟離型性テープ３３とを剥がし取る。これにより、図３の（ａ）に示す状態となる。
次の工程以降は、図３の（ｂ）〜（ｆ）に示すように、第１の製造方法と同様の方法を用いて製造する。
以上の一連の工程により、本実施の形態の太陽電池が形成される。
【００４１】
（第３の実施の形態）
図５は、第３の実施の形態に係る太陽電池を説明する（ａ）要部斜視図、
（ｂ）要部斜視図Ａ−Ａ線に対する概略断面図である。
本実施の形態に係る太陽電池は、図５の（ａ）に示すように、例えば透明なエポキシ樹脂からなる光透過層１６と、例えばアルミニウム等の導電性の金属膜で形成される第１導電層１４と、柔軟性のある透明部材からなる絶縁層１３と、例えばアルミニウム等の導電性の金属膜で形成される第２導電層１５とが積層されてなる基板３０に、太陽電池のセルとなる球体セル１０を埋め込むように固定されてなる。
【００４２】
さらに詳しく本実施の形態に係る太陽電池の断面構造を説明する。
この図５の（ｂ）に示すように、内部のｐ型半導体層（第１導電型半導体層）１１とｐｎ接合を形成するｎ型半導体層（第２導電型半導体層）１２を有する球体セル１０が、電気的絶縁性および柔軟性のある透明部材１３ａ，１３ｂで形成される絶縁層１３に埋め込むように形成され、その下面に形成された第２導電層１５とｐ型半導体層１１が電気的に接続されるように構成されている。これにより、第２導電層１５は太陽電池の内側電極（ｐ型半導体層に対する電極）となっている。
【００４３】
また、球体セル１０の受光面を除いたｎ型半導体層の一部表面と、絶縁層１３の上側の表面とに第１導電層１４が形成され、ｎ型半導体層１２と電気的に接続されるように構成されている。これにより、第１導電層１４は、太陽電池の外側電極（ｎ型半導体層に対する電極）になっている。
【００４４】
そして、球体セル１０が埋め込まれた柔軟性のある透明部材１３ａ，１３ｂで形成される絶縁層１３は、前記第１導電層１４（太陽電池の外側電極）と第２導電層１５（太陽電池の内側電極）とを電気的に絶縁するように形成されてなる。
【００４５】
次に、本実施の形態に係る太陽電池の具体的な製造方法の一例を説明する。
本実施の形態は、図３の（ｄ）の絶縁層１３を形成する工程までは、上述の第１の実施の形態または第２の実施の形態の製造方法と同様に製造を行い、その後、図６に示した一連の工程で太陽電池を形成するものである。
以下、図６の第３の実施の形態の一部工程を説明する概略断面図を用いて、絶縁層１３形成以降の工程を説明する。
【００４６】
図３の（ｄ）の絶縁層１３形成の後、図６の（ａ）に示すように、ｎ型半導体層１２が露出した側の表面（ｎ型半導体層１２及び透明部材１３ｂの表面）を、例えば、スパッタリング法などにより、導電性の金属膜（例えば、アルミニウム等）で被覆（コーティング）し、これを第１導電層１４（太陽電池の外側電極）とする。
【００４７】
次に、図６の（ｂ）に示すように、球体セル１０の上部に、例えば、透明なエポキシ樹脂で被覆（コーティング）することにより光透過層１６を形成する。
【００４８】
次に、図６の（ｃ）に示すように、球体セル１０間の隙間には残り、球体セル１０上部のみが露出するようになるまで、光透過層１６をエッチングする。
【００４９】
次に、図６の（ｄ）に示すように、残った光透過層１６をマスクとして用い、球体セル１０上部のｎ型半導体層１２が露出するように、第１導電層１４をエッチングして除去する。
【００５０】
最後に、図６の（ｅ）に示すように、透明部材１３ｂ上のｐ型半導体層１１の露出した側の表面（ｐ型半導体層１１及び透明部材１３ａの表面）を、例えば、スパッタリング法などにより、導電性の金属膜（例えば、アルミニウム等）で被覆（コーティング）し、これを第２導電層１５（太陽電池の内側電極）とする。
以上の一連の工程により、第３の実施の形態の太陽電池が形成される。
【００５１】
上述の各実施の形態において、第１導電型をｐ型、第２導電型をｎ型として、説明を行ったが、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型としても同様に製造できるものである。
また、ｐ型多結晶を球状基板とする球体セルを用いたが、ｐ型単結晶またはｐ型アモルファスシリコンなどを用いても良い。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明に係る太陽電池の製造方法および太陽電池によれば、球体セルの正確な位置決めを必要とせず、球体セルの球形状や直径が一定の真球でなくてもよく、形状や直径がにばらつきがあっても製造可能である。
また、凝集型の配列方法、格子状の配列方法、千鳥状の配列方法、などの配列方法により任意の形状に配列させることができ、自由な設計が可能である。
また、大きな面積を一括処理することができ、さらに、電極間の短絡が基本的に発生しない製造方法である。
また、基板である絶縁層として柔軟性のある透明部材を用いることができるため、容易にエッチング処理が可能であり、柔軟で受光面積を大きく取ることができる太陽電池を製造することができ、
また、上の第１導電層を透明な導電膜で形成し、下の第２導電層をアルミ薄膜で形成することができるため（アルミ薄膜は反射効率が良いため）、反射した太陽光を球体セルに取り込むことができ、太陽光の効率的な利用を図ることができる。
また、上側の第１導電層を金属膜で形成することができるため、この金属膜で反射した太陽光を球体セルに取り込むことができ、太陽光の効率的な利用を図れることができる。
さらに、上下２つの導電層（第１導電層および第２導電層）をどちらも透明な導電膜で形成することもでき、この場合は、太陽電池の表裏の両面とも受光面として使用することができるので、さらに効率的な太陽光の利用を図ることができるものである。
これらの効果により、低コストかつ簡単な太陽電池の製造方法で、受光効率の優れた太陽電池を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る太陽電池を説明する（ａ）要部斜視図、（ｂ）要部斜視図のＡ−Ａ線に対する概略断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る太陽電池の製造方法における、球体セルを第１により固定するまでの工程を説明する概略断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法における、球体セルを第１により固定するまでの工程を説明する概略断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る太陽電池の製造方法の第１絶縁層により固定した後の工程の概略断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る太陽電池を説明する（ａ）要部斜視図、（ｂ）要部斜視図Ａ−Ａ線に対する概略断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の一部工程を説明する概略断面図である。
【図７】従来の太陽電池を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
１０球体セル
１１第１導電型（ｐ型）半導体層
１２第２導電型（ｎ型）半導体層
１３絶縁層
１３ａ，１３ｂ絶縁部材
１４第１導電層
１５第２導電層
１６光透過層
２０，３０基板
２１，３１離型性粘着テープ
２２，３２離型性型枠
３３柔軟離型性テープ

Claims

第１導電型半導体層を有する球体基板表面に、第２導電型半導体層を形成してなる球体セルを用いた太陽電池の製造方法において、
前記球体セルの上部表面および下部表面が露出するように、電気的絶縁性および柔軟性のある第１の透明部材で固定する工程と、
前記球体セル表面の前記第２導電型半導体層をエッチングにより除去し、前記第１導電型半導体層を露出させる工程と、
前記第１導電型半導体層が露出した面に、電気的絶縁性および柔軟性のある第２の透明部材を塗布し、硬化させる工程と、
前記第１導電型半導体層のみが露出するように前記第２の透明部材を、エッチングにより除去する、もしくは、研削することにより、前記第１導電型半導体層のみを露出させる工程と、
前記第２導電型半導体層が露出した側の、前記球体セルおよび前記第１の透明部材の表面に、第１導電層を形成する工程と、
前記第１導電型半導体層が露出した側の、前記球体セルおよび前記第２の透明部材の表面に、第２導電層を形成する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、前記第１導電層は、透明導電膜で被覆することにより、形成されることを特徴とする太陽電池の製造方法。
第１導電型半導体層を有する球体基板表面に、第２導電型半導体層を形成してなる球体セルを用いた太陽電池の製造方法において、
前記球体セルの上部表面および下部表面が露出するように、電気的絶縁性および柔軟性のある第１の透明部材で固定する工程と、
前記球体セル表面の前記第２導電型半導体層をエッチングにより除去し、前記第１導電型半導体層を露出させる工程と、
前記第１導電型半導体層が露出した面に、電気的絶縁性および柔軟性のある第２の透明部材を塗布し、硬化させる工程と、
前記第１導電型半導体層のみが露出するように前記第２の透明部材を、エッチングにより除去する、もしくは、研削することにより、前記第１導電型半導体層のみを露出させる工程と、
前記第２導電型半導体層が露出した側の、前記球体セルおよび前記第１の透明部材の表面を導電性の金属膜で被覆する工程と、
前記金属膜の表面に、光透過層を形成する工程と、
前記球体セル間の隙間には残り、前記球体セル上部のみが露出するようになるまで、前記光透過層を除去する工程と、
残った前記光透過層をマスクとして用い、前記球体セル上部の前記第２導電型半導体層が露出するように、前記金属膜の一部を除去することにより第１導電層を形成する工程と、
前記第１導電型半導体層が露出した側の、前記球体セルおよび前記第２の透明部材の表面に、第２導電層を形成する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池の製造方法において、前記第２導電層は、透明導電膜で被覆することにより、形成されることを特徴とする太陽電池の製造方法。
請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池の製造方法において、前記球体セルの上部表面および下部表面が露出するように、電気的絶縁性および柔軟性のある第１の透明部材で固定する工程は、
離型性粘着テープに前記球体セルを載置し、配列させ、仮固定する工程と、
前記球体セルを配列した前記離型性粘着テープの外縁に、離型性型枠を設ける工程と、
液状の電気的絶縁性および柔軟性のある前記第１の透明部材を、前記球体セルの一部が液面から露出しないようになるまで流し込み、硬化させる工程と、
硬化させた前記第１の透明部材で固定した前記球体セルを、前記離形性型枠および前記離型性粘着テープから外す工程と、
前記第１の透明部材をエッチングし、表裏両面ともに球体セルの一部を、前記第１の透明部材から露出させる工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池の製造方法において、前記球体セルの上部表面および下部表面が露出するように、電気的絶縁性および柔軟性のある第１の透明部材で固定する工程は、
柔軟材を下地に敷いて形成された柔軟離型性粘着テープに、前記球体セルを載置し、配列させ、仮固定する工程と、
前記球体セルを配列した前記柔軟離型性粘着テープの外縁に離型性型枠を設ける工程と、
液状の電気的絶縁性および柔軟性のある前記第１の透明部材を、前記球体セルの一部が前記透明部材の液面から出るように流し込み、硬化させる工程と、
前記離型性型枠を外し、前記柔軟離型性粘着テープを下型とし、前記球体セルの上面に柔軟離型性テープを貼り、これを上型とし、上下より加圧しながら前記第１の透明部材を硬化させる工程と、
前記下型の柔軟離型性粘着テープと、前記上型の柔軟離型性テープとを剥がし取る程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
透明導電膜の第１導電層と、柔軟性のある透明部材からなる絶縁層と、透明導電膜の第２導電層とが積層されてなる基板に、内部が第１導電型半導体層、表面が第２導電型半導体層からなる球体セルが、埋め込むように形成され、
前記球体セルの一部が前記絶縁層の表面に露出し、前記球体セルの径方向反対側で前記第２導電型半導体層が部分的に除去されて前記第１導電型半導体層が前記絶縁層の裏面へ露出し、
前記絶縁層の前記表面および該表面に露出した球体セルの球面に密着して前記第１導電層が形成され、
前記絶縁層の裏面および該裏面に露出した球体セルの前記第１導電型半導体層の球面に沿って前記第２導電層が形成され、
前記絶縁層によって、前記第１導電層と前記第２導電層とが電気的に絶縁されるとともに前記球体セルの前記第２導電型半導体層と前記第２導電層とが電気的に絶縁され、
前記第１導電層が前記球体セルの外側電極となり、前記第２導電層が前記球体セルの内側電極となることを特徴とする太陽電池。
光透過層と、透明導電膜の第１導電層と、柔軟性のある透明部材からなる絶縁層と、透明導電膜の第２導電層とが積層されてなる基板に、内部が第１導電型半導体層、表面が第２導電型半導体層からなる球体セルが、埋め込むように形成され、
前記球体セルの一部が前記絶縁層の表面に露出し、前記球体セルの径方向反対側で前記第２導電型半導体層が部分的に除去されて前記第１導電型半導体層が前記絶縁層の裏面へ露出し、
前記絶縁層の前記表面側で、前記球体セルの露出縁部近傍から前記絶縁層の表面に沿って前記第１導電層が形成され、
前記絶縁層の裏面および該裏面に露出した球体セルの前記第１導電型半導体層の球面に沿って前記第２導電層が形成され、
前記絶縁層によって、前記第１導電層と前記第２導電層とが電気的に絶縁されるとともに前記球体セルの前記第２導電型半導体層と前記第２導電層とが電気的に絶縁され、
さらに、前記第１導電層に前記光透過層が形成され、
前記第１導電層が前記球体セルの外側電極となり、前記第２導電層が前記球体セルの内側電極となることを特徴とする太陽電池。
請求項７または８に記載の太陽電池において、前記絶縁層は、該絶縁層の裏面側で、露出した球体セルの第１導電型半導体層の露出縁部を囲包するように形成され、これによって前記球体セルの第２導電型半導体層と前記第２導電層とが電気的に絶縁されることを特徴とする太陽電池。