JP4215402B2 - 太陽電池付き電子機器 - Google Patents

Description

発明の属する技術分野
本発明は、電子機器に関するものであり、特に詳しくは、太陽電池と情報表示手段とが組み合わされた電子機器に関するものである。
背景技術
太陽電池を電子腕時計を含む情報表示手段の１次電池として用いる場合には、電気エネルギーに変換するための光を受けるために、太陽電池モジュールを文字盤の位置に配置する方法が多く用いられる。
つまり、第３図に示すように、太陽電池を基板上に形成した太陽電池モジュール３を時計の文字盤４の位置に配置し、これをそのまま文字盤として用いる。そして、光を電気エネルギーに変換してニッケルカドミウム電池などの２次電池に充電し、この２次電池から電気エネルギーをとりだして時計を駆動させることとなる。
また、もう一つの手段として第４図に示すように太陽電池モジュール３を時計の文字盤４の下に配置する方法もとられる。どちらの場合でも、４個の太陽電池素子にて合成起電力を得る太陽電池モジュールでは、通常、第９図に示す形状のものが用いられる。
第９図に示される様な太陽電池の配置形態に於いては、第１０図に示す様に、当該４個の太陽電池６の電極部同士を、一部の電極部を延長した延長電極５を用いて接続し、その両端に設けた出力電極７、７’から、起電力を取り出す様に構成されている。
また、従来に於ける太陽電池６は、第１９図（Ａ）に示す様に、当該太陽電池６を透明性基板１１上に電極１２及び１４と例えばＰ−Ｉ−Ｎ接合型の非晶質シリコン膜１３とを積層して形成したものであり、動作時の起電力が０．５Ｖ程度にとどまるため、電子腕時計の電源として用いる場合、１個の素子６ではニッケルカドミウム電池等の２次電池に充電させることが出来ない。
そこで、基板１１上に複数個の太陽電池素子６を配置して、これらの素子６を直列接続した構成とすることにより加算された起電圧を得て、２次電池への充電を行う構造がとられる。
第１９図（Ｂ）に太陽電池６の接続構造の断面を模式的に示す。この太陽電池６は、ガラス基板１１上に透明導電膜１２を形成し、その上にＰ−Ｉ−Ｎ接合型の非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ膜と略記）１３を形成し、さらにその上に金属電極膜１４を形成したものである。
基板１１の下方からの入射光によりａ−Ｓｉ膜１３に発生する光起電力は、ａ−Ｓｉ膜１３をはさんでいる透明導電膜１２と金属電極膜１４からなる電極部から取り出すことができる。
当該基板１１上の積層構造は第１９図（Ｂ）のほぼ中央部で、左右に分割されていて、その両側は別の太陽電池素子領域をなしているので、便宜上、左側を素子Ａ、右側を素子Ｂと呼ぶことにする。
素子Ａの金属電極膜１４と素子Ｂの透明電極膜１２が連結されており、これによって二つの太陽電池素子６、６’は直列接続している。
第１９図（Ｂ）以外の箇所でも、隣接する素子６、６’の金属電極膜１４と透明導電膜１２を同様に接続してあり、これにより基板１１上に形成した複数の素子の太陽電池６、６’を直列接続して、所望の起電圧の太陽電池を構成しているのである。
つぎに、このような太陽電池の製造方法を第１９図（Ａ）乃至第１９図（Ｂ）を参照しながら説明する。
まず、第１９図（Ａ）に示す様に、基板１１上に透明導電膜１２を形成する。例えば熱ＣＶＤ法によってＳｎＯ２膜を形成する。
そして、このＳｎＯ２膜をレーザー加工法にて所望の電極形状にパターニングする。つぎに、透明導電膜１２上にＣＶＤ法によってａ−Ｓｉ膜１３を積層し、これをレーザー加工法により所望の形状にパターニングする。
さらに、透明導電膜１２とａ−Ｓｉ膜１３の上に金属電極膜１４となる金属膜をスパッタリングで成膜し、再度この金属電極膜１４をレーザー加工法にて所望の電極形状にパターニングする。
こうして、第１９図（Ｂ）に示すような接続断面構造をもった、第９図又は第１０図のような太陽電池セルが完成する。接続部以外の断面構造は第１９図（Ａ）に示すようになる。
係る従来の情報表示手段４と太陽電池６を含む太陽電池モジュール３との関係は、当該太陽電池６が不透明で、特殊な色をしている事等から、当該時計の文字盤や液晶表示装置を含む電子機器の情報表示手段の表面に使用する事は困難であり、例えば当該文字盤と一体に形成するとか、当該文字盤の下側に配置する事が一般的であり、その為に、例えば当該時計用の文字盤であれば、当該文字盤に適当に孔部を形成して、太陽光が当該太陽電池６に入射しえる様に構成するとか、当該文字盤を黒っぽい色或いは当該太陽電池６の存在が目立たない色にするか、当該太陽電池６そのものを外部に見せる様にする方法が採用されて来ている。
その他の従来例としては、第１１図に示す様に、文字盤の周囲に環状に太陽電池６を配置する構成の時計も見られる。
然しながら、係る構成を持つ時計では、汎用性に乏しく、設計が特殊であり、従ってコストが高くなり、又特殊な用途に限定されるか、そうでなくとも限られた数量の製品しか流通しない性格のものでしかなかった。
同様に、時計以外の情報表示手段として、例えば液晶を使用した表示手段と太陽電池６で駆動する様な電子機器に於いても、当該不透明な太陽電池を当該液晶表示手段の表面に配置する事は不可能であり、また当該液晶表示手段に太陽光を透過させる孔部を設ける事は困難である。
更に、上記の技術上に欠点を解消する方法として、透明性基板上に細幅の線状体で構成された太陽電池を形成し、人の目では知覚しえない様に構成した太陽電池を使用して情報表示手段の上面を被覆する様にした時計或いは液晶表示装置が提案されてはいるが、従来の技術に於いては、単にその構成の可能性を漠然と示しているに過ぎず、具体的に如何なるディメンジョンであれば好ましい効果を得られるかに付いての技術的な根拠や開示データがなく、アイディアの段階に留まっているのが現状である。
上記のような従来の太陽電池付き時計では、太陽電池モジュールを時計の文字盤として配置した場合は文字盤のデザインが太陽電池モジュールで制限される。
また、太陽電池モジュールを文字盤の下に配置した場合でも、文字盤には必ず透光性が必要となり、材料やデザインなどに制約を受ける。つまり、様々な材料やデザインの文字盤を自由に用いることができない。
もし、太陽電池６を形成した基板からなる太陽電池モジュール３に光の透過性を持たせ、且つ当該太陽電池６が人間の目で認識出来ない形態に出来れば、この太陽電池６を形成した基板からなる太陽電池モジュール３を液晶表示装置、文字盤等の情報表示手段上に、或いは風防ガラス等に用いることで文字盤や液晶表示装置のデザインに制約のない太陽電池時計を含む電子機器を作成することが可能となる。
更に、より細い幅を持つ細幅の線状体からなる太陽電池で、光起電力を効率的に得られる様に構成する事によって、発電量を増大せしめることが可能となると同時に、当該太陽電池の微細化も可能となる。
従って、本発明の目的は、上記従来の欠点を改良し、透明性基板上に人の目に知覚しえない様な細幅の線状体で構成された太陽電池を形成させる事によって、透明な太陽電池を構成し、それによって、所定の情報表示手段の表示面の少なくとも一部を被覆する様にした、太陽電池で駆動される情報表示手段付きの電子機器を提供するものである。
発明の開示
本発明は上記した目的を達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用するものである。即ち、本発明に係る太陽電池付きの電子機器は、情報表示手段の情報表示面の大部分が太陽電池を有する透明性基板によって被覆されている電子機器であって、当該太陽電池は、当該透明性基板の透明性の大部分を阻害しないように細幅の線条体形状で、当該透明性基板上に形成されているものであり、且つ当該太陽電池は、当該透明性基板の少なくとも一方の主面上に突出する様に形成されていると共に、当該太陽電池を含む当該透明性基板は、当該情報表示手段に対して、光の入射方向側に配置されて且つ、当該透明性基板から突出して形成された当該太陽電池は、当該透明性基板に於ける当該情報表示手段に対向する面に形成されている電子機器である。
つまり、本発明に係る当該電子機器に於いては、特に当該太陽電池の長手方向に形成された側壁面を利用して入射光をより多く集光し、それによってより効率的な発電を行う様に構成したものであり、その為に、当該太陽電池は、当該透明性基板上面から突出する様に構成したものである。
更に、本発明に係る別の態様としては、透明性基板表面に太陽電池が形成されており、当該太陽電池は、当該透明性基板の透明性の大部分を阻害しないように細幅の線条体形状を有し、且つ当該太陽電池は、当該透明性基板の少なくとも一方の主面上に突出する様に形成されている太陽電池モジュールである。
又、本発明に係る更に別の態様としては、文字盤の上方に、上記した太陽電池モジュールを配置したことを特徴とする太陽電池付き時計である。
発明を実施する為の最良の形態
以下に、本発明に係る太陽電池付きの電子機器の一具体例の構成を図面を参照しながら詳細に説明する。
即ち、第１図乃至第３図は、本発明に係る当該電子機器の一具体例の構成を示す図であって、第１図中、情報表示手段１の情報表示面２の大部分が太陽電池６を有する透明性基板４からなる太陽電池モジュール３によって被覆されている電子機器１０であって、当該太陽電池６は、当該透明性基板４の透明性の大部分を阻害しないように細幅の線条体形状で、当該透明性基板４上に形成されているものであり、且つ当該太陽電池６は、当該透明性基板４の少なくとも一方の主面上に突出する様に形成されていると共に、当該太陽電池６を含む当該透明性基板からなる当該太陽電池モジュール３は、当該情報表示手段１に対して、太陽、蛍光灯その他光エネルギーからなる光源からの光の入射方向側に配置されて且つ、当該透明性基板４から突出して形成された当該太陽電池６は、当該透明性基板４に於ける当該情報表示手段１に対向する面５に形成されている電子機器１０が示されている。
又、第２図（Ａ）は、当該電子機器１０が時計であって、当該情報表示手段１が文字盤である例を示したものであって、当該時計の風防ガラス７内部に設けた時分針８、９の下部に設けられた文字盤１の上に当該太陽電池モジュール３が当該文字盤１の少なくとも一部、好ましくは全面を覆う様に配置されたものである。
第２図（Ａ）に於いては、明記されてはいないが、当該情報表示手段１と当該太陽電池６を含む透明性基板４からなる太陽電池モジュール３とは、ある程度の間隔が開いている事が好ましい。
又、第２図（Ｂ）は、当該風防ガラスの内面に第３図に示す様な当該太陽電池モジュール３が、太陽電池６が突出する面を当該文字盤の方向となる様に張りつけた構成を有するものである。
尚、第２図（Ａ）及び第２図（Ｂ）中、２１は当該文字盤１の支持体であり、又２２は、当該時分針の駆動モーター有するムーブメントを示す。
本発明に於ける当該太陽電池付き電子機器１０に於いては、上記した様に、情報表示手段１の情報表示面の大部分が太陽電池６を有する透明性基板４によって被覆されている事が望ましく、当該太陽電池６は、当該透明性基板４の透明性の大部分を阻害しないように当該透明性基板４上に形成されているものである。
本発明に於ける当該情報表示手段１は、特に特定されるものではないが、例えば液晶表示手段、数字、画像からなるディスプレイ盤、或いは時計の文字盤等から選択された一つである事が望ましい。
従って、本発明に於ける当該電子機器１０の一例としては、デジタル若しくはアナログ式の時計である。
又、本発明に於ける当該太陽電池６のそれぞれは、当該透明性基板４から突出して形成されている事が必要であり、その結果当該太陽電池６の側壁部３０は、光入射部として機能する様に構成されている。
つまり、本発明に於ける当該太陽電池６の側壁部３０は、当該透明性基板４を透過した太陽光の一部若しくは、当該情報表示手段１からの反射光が入射する様に構成されているのであって、係る構成を採用する事によって、当該太陽電池６に於ける当該透明性基板４及び当該透明性基板４に当接している透明電極層１２を介して当該発電層１３である例えば、アモルファスシリコン（非晶質シリコン）層に入射する太陽光、或いはその他の光源からの光に加えて、当該太陽電池６の側壁部３０からも同様の光エネルギーを当該発電層１３に取り込む事によって、当該太陽電池６に於ける光起電力を増大する事が可能となるのである。
尚、本発明に於ける当該太陽電池６に於ける突起部側の端部に設けられる当該電極１４は、金属性の電極であっても良く、又透明電極１２と同様の透明電極１４であっても良い。
本発明に於ける当該太陽電池６の当該透明性基板４からの突出高さ（Ｈ）は、当該太陽電池６の両側で、その長手方向に形成された両側壁部に於ける高さ（Ｈ１）と（Ｈ２）との和（Ｈ１＋Ｈ２）が、当該太陽電池６の長手方向と直交する断面に於ける、当該透明性基板４から突出した部分で当該透明性基板４と略平行する部分３１の長さ（Ｌ）と、その両側に於ける側壁に相当する高さの和（Ｈ１＋Ｈ２）との合計値、つまり（Ｌ）＋（Ｈ１＋Ｈ２）、に対して１％以上となる様に構成されている事が望ましい。
更に、本発明に於いては、当該太陽電池６は、第５図乃至第８図に示す様に、それぞれが目に見えない程度の細い幅を持つ細幅の線状体３５で構成されており、当該複数の当該細幅の線条体３５は、互いに平行に若しくは所定の間隔を介して互いに隣接して配置されているものである。
本発明に於ける当該細幅の線条体３５の幅Ｌ及び当該各細幅の線条体３５の配列間隔Ｐは、当該太陽電池を含む太陽電池モジュール３に於ける当該細幅の線条体３５が人間の目で知覚されない様な条件に設定されている事が望ましい。
尚、本発明に於て使用される当該細幅の線条体３５は、直線もしくは曲線で構成されている事も好ましい。
一方、本発明に於て使用される当該太陽電池６を複数個配列して形成された当該太陽電池モジュール３に於ける光透過率は７０％以上である事が望ましい。
つまり、本発明に於いては、当該太陽電池６である細幅の線状体３５の幅Ｌは出来るだけ細くし、当該細幅の線状体３５間の間隔を出来るだけ広くする様に構成される事が望ましい。
但し、当該細幅の線状体３５の幅を極端に細くすると逆に抵抗が増大して発電効果を阻害する事になるので、その幅は、細い方の限界を８μｍ程度と考える事が望ましい。
第１２図は、本発明に於ける当該太陽電池６を構成する細幅の線状体３５の幅を変化させた場合（素子サイズ（μｍ）を変化させた場合）に於ける電圧と電流との関係を示すグラフであり、当該細幅の線状体３５の高さ（Ｈ）は、０．５μｍに固定して比較実験を行った結果を示すものである。
第１２図から理解される様に、当該素子のサイズを小さくする程面積当たりの電流効率が良くなっている事が判る。
これは、当該太陽電池６に於ける側壁から多くの光が入射する事によるものと考えられる。
然しながら、当該太陽電池６の素子サイズが６μｍ以下になると、プロセスダメージによる当該素子特性の劣化が見られることから、８μｍ程度が下限値と考えられる。
上記の実験結果を勘案すると、本発明に於ける当該太陽電池６を構成する当該細幅の線条体３５の幅Ｌは２００μｍ以下である事が望ましく、更に好ましくは２０μｍ以下である。
一方、第１３図は、透明性基板４に於て、太陽電池６の占める面積割合と光透過率との関係を示したグラフであり、当該複数の細幅の線状体３５の総面積が、当該透明性基板４の全面積に占める割合が２０％であっても、未だ光透過率は７０％を上回っている事が理解される。
尚、当該複数の細幅の線状体３５の総面積が、当該透明性基板４の全面積に占める割合が２０％以上になると、当該透明性基板４の光透過率は７０％を下回る事になるので、望ましくない。
又、本発明に於ける当該太陽電池６を構成する当該複数の細幅の線条体３５相互の間隔Ｐは、少なくとも１００μｍである事が望ましい。
一方、本発明に係る当該太陽電池モジュール３に配置形成される当該複数個の当該細幅の線条体群は、互いに並列的に接続されている事が望ましく、直線状の細幅の線状体３５が互いに平行に配列されているもので有っても良く、又、湾曲状の細幅の線状体３５が同心的、或いは並列的に所定の間隔を以て配列されているもので有っても良い。
例えば、第５図は、本発明に係る当該太陽電池モジュール３に形成された細幅の線状体３５からなる太陽電池６の配置構成例であり、同心状に複数の円弧状の細幅の線状体３５が図示の様に配置されると共に、当該湾曲状の個々の細幅の線状体３５間を接続するブリッジ部３６が適宜の場所に配置されている構成を示している。
つまり、第５図の当該細幅の線状体３５の配置パターンはクモの巣状であると言える。
又、第６図は、本発明に於ける当該太陽電池モジュール３の他の具体例の構成を示すものであり、当該透明性基板４上に形成された当該複数個の当該細幅の線条体３５群は、互いに異なる複数の組、本具体例では４組に分割され、当該それぞれの組を構成する複数の細幅の線条体３５同志は、互いに並列的に配置されその基部に於て電極部３７で接続されており、且つ当該複数の組同志は、互いに適宜の接続電極３８によって直列的に接続されているものである。
又、第７図は、本発明に係る当該太陽電池モジュール３の他の構成例を示すものであって、本具体例に於いては、第６図の具体例と同様に当該透明性基板４上に形成された当該複数個の当該細幅の線条体３５群は、４組に分割され、当該一の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体３５ａは、他の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体３５ｂと互いインタリーブ状に嵌入しあう様に配置せしめられているものである。
一方、第８図は、本発明に係る当該太陽電池モジュール３の別の構成例を示すものであって、本具体例に於いては、第６図の具体例と同様に当該透明性基板４上に形成された当該複数個の当該細幅の線条体３５群は、４組に分割され、当該一の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体３５ｃは、他の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体３５ｄとその配列方向が互いに異なる様に配置せしめられているものであり、本具体例に於いては、互いに９０度その配列方向が異なっているものである。
同様に、全ての隣接する組に於ける配列方向も、互いに９０度その配列方向が異なっているものである。
本発明に於ける当該太陽電池６に於ける当該２つの電極１２、１４に挟まれた当該発電層１３は、単結晶シリコンで有っても良く又非晶質シリコン膜であっても良いが、他の光起電力を有する材料であれば如何なるものでも使用可能である。
本発明に於ける当該電子機器１０に於ける当該情報表示手段１の表面は、入射された太陽光を効率的に反射しうる様に構成されている事が望ましい。
具体的には、当該液晶表示手段或いは文字盤等の表面に光を容易に反射させる様に構成しておく事が望ましい。
本発明に於いては、当該太陽電池モジュール３を時計等の風防ガラスの下側、つまり太陽光が入射する面とは反対側の面、即ち情報表示手段１に面した面に配置することが好ましい。
本発明に於いては、上記した様な構成を採る事によって、太陽電池素子を肉眼で認識することができなくなり、太陽電池素子の形成されていない部分を透過する光によって、太陽電池を形成した太陽電池モジュールの裏面にある部材を、当該太陽電池モジュールの外側から目視によって確認する事ができる。従って、時計の風防ガラス等にこの太陽電池を用いた場合、デザインに制約のない太陽電池時計を作成することが可能となる。
然も、本発明に於いては、当該太陽電池６そのものの起電力を従来の太陽電池よりも増大させる事が可能であり、それによって、駆動時間の延長が可能となると共に、太陽電池そのものの微細化も可能となる。
以下に、第１図に示された様な本発明に係る当該太陽電池６と透明性基板４を含む太陽電池モジュール３を構成する方法の一具体例に付いて詳細に説明する。
本発明においては、太陽電池素子を形成するための基板として、ガラスやプラスチック等の透明基板を用いる。
太陽電池素子を作成する手順としては、まず第１４図（Ａ）に示す様に、基板４上に透明導電膜１２を成膜し、その上にフォトリソグラフィー法（以下フォトリソ）によりレジストパターン４０を形成する。
ここでは、透明導電膜１２としては酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いる場合を説明する。
まず、ＩＴＯ１２の成膜はスパッタリング法により行う。このときのスパッタリングの条件は、スパッタリング装置内に１００ｓｃｃｍのアルゴンガスと２ｓｃｃｍの酸素ガスを導入し、装置内の圧力を５ｍＴｏｒｒ〜３０ｍＴｏｒｒとして、これに１ＫＷ〜３ＫＷの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して生成したプラズマによって行う。
つぎに、第１４図（Ｂ）に示す様に、上記のレジスト膜４０をマスクパターンとして透明導電膜１２をエッチングする。
係るＩＴＯ膜１２のエッチングには、酸化鉄と塩酸と水の比が３：５：２となるように混合した処理剤を用いてドライエッチングを行う。
その後、第１４図（Ｃ）に示す様に、レジストをいったん剥離し、当該透明性基板４と当該透明電極１２の表面にａ−Ｓｉ膜１３と上部電極膜１４であるＩＴＯを成膜する。上部電極膜１４は、チタンやアルミなどの金属膜でも良いが、文字盤からの反射光も発電に利用するするために透明導電膜であることが望ましい。
ここで、ａ−Ｓｉの成膜はプラズマＣＶＤ法により行う。このときＰ型のａ−Ｓｉ膜１３を成膜するには、プラズマＣＶＤ装置内にシランガス５００ｓｃｃｍと０．１ｓｃｃｍ〜１ｓｃｃｍのジボランガスを導入し、装置内の圧力を０．５Ｔｏｒｒ〜２Ｔｏｒｒとし、５０Ｗ〜３００Ｗの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して生成したプラズマを用いてガスを分解し、温度を２５０℃とした電極上に基板をおいて行う。
Ｉ型のａ−Ｓｉ膜１３を成膜するには、プラズマＣＶＤ装置内にシランガス５００ｓｃｃｍを導入し、装置内の圧力を０．５Ｔｏｒｒ〜２Ｔｏｒｒとし、５０Ｗ〜３００Ｗの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して生成したプラズマを用いてガスを分解し、温度を２５０℃とした電極上に基板１をおいて行う。
Ｎ型のａ−Ｓｉ膜１３を成膜するには、プラズマＣＶＤ装置内にシランガス５００ｓｃｃｍと０．１ｓｃｃｍ〜１ｓｃｃｍのホスフィンガスを導入し、装置内の圧力を０．５Ｔｏｒｒ〜２Ｔｏｒｒとし、５０Ｗ〜３００Ｗの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して生成したプラズマを用いてガスを分解し、温度を２５０℃とした電極上に基板をおいて行う。
さらにこの上にフォトリソによりレジストパターン４１を形成する。そして、このレジストパターン４１をエッチングマスクとしてＩＴＯ膜とａ−Ｓｉ膜のエッチングを行う事によって第１５図に示す様な構成が得られる。
更に、本発明に於いては、第１６図（Ａ）及び第１６図（Ｂ）に示す様に、当該太陽電池モジュール３の表面を適宜の保護膜４５或いは基体よりも屈折率の低い反射防止膜４６で被覆する様にしたもので有っても良い。
このレジストパターン４１は、第１に下部電極を取り出すことを目的とし、第２に発電部と表示部を形成することを目的としている。このレジストパターンを第５図、第６図、第７図、及び第８図のような形状にすることにより発電部６を持った太陽電池モジュール３を形成することができる。また、下部電極膜１４であるＩＴＯのパターン形成の際に、取り出し電極以外の部分を同様なレジストパターンにしておけば、表示部での透光性がより高くなる。
ＩＴＯのエッチングは、前述と同様にして、ドライエッチング装置にて行い、このドライエッチング装置内にて連続してａ−Ｓｉ膜１３のエッチングを行う。
ａ−Ｓｉ膜１３のエッチングは、ドライエッチング装置内に１００ｓｃｃｍ〜３００ｓｃｃｍのＳＦ６ガスと０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍのＣ１２ガスを導入し、全体の圧力を５０ｍＴｏｒｒ〜２００ｍＴｏｒｒとして、これに１００Ｗ〜１０００Ｗの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して生成したプラズマによって行う。
さらに、レジストパターンを剥離した後、各素子を導電性ペーストで直列接続し、合成された起電力を生じるものにする。この後、上面に保護膜として、透明樹脂を塗布するなどして第１９図（Ｂ）に示す様な接続構造を有する太陽電池が完成する。
一方、第１７図（Ａ）及び第１７図（Ｂ）は、本発明に係る当該太陽電池モジュール３の他の製造方法の例を示すものであって、第１７図（Ａ）に示す様に、先ず、透明性基板１上に透明電極１２、ａ−Ｓｉ膜１３及び下部電極として透明電極１４を図示の様に形成し、その上に適宜のレジスト４８を形成し、当該レジスト４８を適宜のパターンでパターン化したレジストパターン４８を第１７図（Ｂ）に示す様にマスクとして当該透明電極１２、ａ−Ｓｉ膜１３及び透明電極１４を同時にエッチングして太陽電池６を構成する細幅の線状体３５を形成する方法で有っても良い。
尚、第１８図（Ａ）乃至第１８図（Ｆ）は、隣接する太陽電池６間の接続電極の形成方法の一例を示す図であり、先ず図１８（Ｂ）に示す様に、ガラス基板１上に下部電極膜であるＩＴＯ１２を成膜し、この上に所望の形のレジストパターン４０を形成する。
そして、このレジストパターン４０をエッチングマスクとしてＩＴＯ１２のエッチングを行い図１８（Ｃ）とする。
この時、太陽電池素子を図１５の形状にしたい場合には、発電エリアは図１４（Ａ）に示すレジストパターンを形成し、図１７（Ｂ）の形状にしたい場合には、発電エリアは図１８（Ｂ）に示す様に全面レジストで覆う。
次に、レジストを剥離した後、図１８（Ｄ）に示す様にａ−Ｓｉ膜１３と上部電極膜であるＩＴＯ１２を連続成膜し、この上に所望のレジストパターン４１を形成する。
更に、このレジストパターン４１をエッチングマスクとして上部電極膜１４であるＩＴＯとａ−Ｓｉ膜１３のエッチングを行う。
ここで、図１８（Ｂ）に示す様に下部電極膜であるＩＴＯも同様の形状でエッチングしたい場合には、エッチングの後、剥離をせずに図１８（Ｇ）に示すようにつなぎ部分のみ新しいレジストパターン４２にて覆って、この状態でさらにＩＴＯのエッチングを行う。
図１５の形状を得たい場合には、この工程は必要ない。
この後、レジストを剥離し、導電ペースト８０にて下部電極１２と上部電極１４をつなぎ、保護膜８１を塗って図１８（Ｆ）の構造を得る。
尚、本発明の具体例に於ける当該ＩＴＯのドライエッチングは、例えば、トライエッチング装置内に１００ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍのＨＢｒガスと０ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍのＡｒガスを導入し、装置内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ〜５０ｍＴｏｒｒとして、これに１０００Ｗ〜２０００Ｗの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して生成したプラズマによって行われる。
本発明に係る上記した太陽電池モジュールの基本的な構成としては、透明性基板表面に太陽電池が形成されており、当該太陽電池は、当該透明性基板の透明性の大部分を阻害しないように細幅の線条体形状を有し、且つ当該太陽電池は、当該透明性基板の少なくとも一方の主面上に突出する様に形成されているものである。
従って、本発明に係る当該太陽電池モジュールは、透明の保護膜によって被覆されている事が望ましく、更には、当該太陽電池の側壁部は、光入射部を構成されている事が好ましい。
更に、本発明に係る当該太陽電池モジュールに於いては、複数の当該細幅の線条体は、互いに平行に若しくは所定の間隔を介して互いに隣接して配置されている事が好ましく、且つ当該細幅の線条体の幅及び当該各細幅の線条体の配列間隔は、当該太陽電池に於ける当該細幅の線条体が人間の目で知覚されない様な条件に設定されている事が必要である。
本発明に於ける当該太陽電池モジュールに於ける当該細幅の線条体は、直線もしくは曲線で構成されていても良く、更には、当該太陽電池の光透過率が７０％以上となる様に設計する事が望ましい。
又、当該太陽電池モジュールを構成する当該細幅の線条体の幅は２００μｍ以下で、好ましくは２０μｍ以下である。
一方、本発明に係る当該太陽電池モジュールを構成する当該複数の細幅の線条体相互の間隔は、少なくとも５０μｍである事が好ましい。
更に、本発明に係る当該太陽電池モジュールに使用される透明性基板に於ける当該太陽電池の占める面積比率は２０％以下である様に設計される事が好ましい。
このようにして作成した太陽電池モジュール３は、例えば素子の占有面積が２０％で表示部の面積が８０％で作成すれば、８０％の光を透過して、文字盤を見せるために使えることとなる。そして、素子のサイズが１００ミクロン以下になると人間の目には認識しづらくなり、実質的には透明部材となる。 つまり、文字盤にはいっさいの制約がなく自由なデザインが可能となる。
また、太陽電池にデザインを施せば、文字盤の上に新たなデザインを付け加えた新しい時計も実現できる。
以上、述べたごとく、本発明は、基板上に非晶質シリコン膜を成膜してなる太陽電池において、非晶質シリコンの最小幅を２００ミクロン以下とし、肉眼で認識できない大きさとすることで、太陽電池を形成した基板に光透過性を持たせることができ、デザイン性の必要なあらゆる工業製品に応用できる太陽電池を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による太陽電池付き電子機器の構成の一例を示す断面図である。
第２図（Ａ）は、本発明による太陽電池付き時計の構成例を示す断面図であり、第２図（Ｂ）は、本発明による太陽電池付き時計の他の構成例を示す断面図である。
第３図は、従来の太陽電池付き時計の一例の構成を示す断面図である。
第４図は、従来の太陽電池付き時計の他の例の構成を示すを示す断面図である。
第５図は、本発明による太陽電池モジュールの一構成例を示す平面図である。
第６図は、本発明による太陽電池モジュールの他の構成例を示す平面図である。
第７図は、本発明による太陽電池モジュールの別の構成例を示す平面図である。
第８図は、本発明による太陽電池モジュールの更に他の構成例を示す平面図である。
第９図は、従来の太陽電池モジュールの例を示す平面図である。
第１０図は、従来の太陽電池モジュールの他の例を示す平面図である。
第１１図は、従来の太陽電池モジュールの別の例を示す平面図である。
第１２図は、本発明に於ける太陽電池の素子サイズと電気特性との関係を示すフラフである。
第１３図は、本発明に於ける太陽電池の占有面積と光透過率との関係を示すフラフである。
第１４図（Ａ）乃至第１４図（Ｃ）は、本発明に係る太陽電池モジュールを製造する方法を説明する図である。
第１５図は、本発明により得られた太陽電池モジュールの例を示す図である。
第１６図（Ａ）及び第１６図（Ｂ）は、本発明に於ける太陽電池モジュールの他の例を示す図である。
第１７図（Ａ）及び第１７図（Ｂ）は、本発明に於ける太陽電池モジュールの別の構成例を示す図である。
第１８図（Ａ）及び第１８図（Ｆ）は、本発明に係る太陽電池モジュールに於ける電極の接続部を構成する方法の一例を示す図である。
第１９図（Ａ）及び第１８図（Ｂ）は、従来に於ける太陽電池モジュールに於ける電極の接続部を構成する方法の一例を示す図である。

Claims (15)

1. 透明性基板表面に太陽電池が形成されており、当該太陽電池は、当該透明性基板の透明性の大部分を阻害しないように細幅の線条体形状を有し、且つ当該太陽電池は、当該透明性基板の少なくとも一方の主面上に突出する様に形成されており、当該太陽電池を構成する当該細幅の線条体の幅は２０μｍ以下であり、さらに、当該透明性基板に於ける当該太陽電池の占める面積比率を２０％以下とした太陽電池モジュールにより情報表示手段の情報表示面の全面が、被覆されている電子機器であって、
   前記情報表示手段の表面は、入射された光を反射しうる様に構成されており、
   前記太陽電池の側壁部に、前記透明性基板を透過した光の一部若しくは、前記情報表示手段からの反射光が入射する様に、前記太陽電池モジュールを、当該情報表示手段に対して光源の入射方向側に配置した事を特徴とする電子機器。
2. 複数の当該細幅の線条体は、互いに平行に若しくは所定の間隔を介して互いに隣接して配置されている事を特徴とする請求の範囲第１項に記載の電子機器。
3. 当該細幅の線条体の幅及び当該各細幅の線条体の配列間隔は、当該太陽電池に於ける当該細幅の線条体が人間の目で知覚されない様な条件に設定されている事を特徴とする請求の範囲第１又は２項に記載の電子機器。
4. 当該細幅の線条体は、直線もしくは曲線で構成されている事を特徴とする請求の範囲第１乃至３項の何れかに記載の電子機器。
5. 当該太陽電池モジュールの光透過率が７０％以上である事を特徴とする請求の範囲第１乃至４項の何れかに記載の電子機器。
6. 当該太陽電池を構成する当該複数の細幅の線条体相互の間隔は、少なくとも５０μｍである事を特徴とする請求の範囲第１乃至５項の何れかに記載の電子機器。
7. 当該透明性基板上に形成された当該複数個の当該細幅の線条体群は、互いに並列的に接続されている事を特徴とする請求の範囲第１乃至６項の何れかに記載の電子機器。
8. 当該透明性基板上に形成された当該複数個の当該細幅の線条体群は、互いに異なる複数の組に分割され、当該それぞれの組を構成する複数の細幅の線条体同志は、互いに並列的に接続されており、且つ当該複数の組同志は、互いに直列的に接続されている事を特徴とする請求の範囲第１乃至７項の何れかに記載の電子機器。
9. 当該一の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体は、他の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体と互いにインタリーブ状に嵌入しあう様に配置せしめられている事を特徴とする請求の範囲第８項に記載の
   電子機器。
10. 当該一の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体は、他の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体とその配列方向が互いに異なる様に配置せしめられている事を特徴とする請求の範囲第８又は９項に記載の電子機器。
11. 前記透明性基板から突出して形成された前記太陽電池は、前記透明性基板に於ける前記情報表示手段に対向する面に形成されている事を特徴とする請求の範囲第１乃至１０項の何れかに記載の電子機器。
12. 前記透明性基板から突出して形成された前記太陽電池は、前記透明性基板に於ける前記情報表示手段に対向する面とは反対の面に形成されている事を特徴とする請求の範囲第１乃至１０項の何れかに記載の電子機器。
13. 前記太陽電池の前記透明性基板からの突出高さは、前記太陽電池の両側でその長手方向に形成された両側壁部に於ける高さの和が、前記太陽電池の長手方向と直交する断面に於ける、前記透明性基板から突出した部分で前記透明性基板と略平行する部分の長さと、その両側に於ける側壁に相当する高さの和との合計値に対して１％〜３０％となる様に構成されている事を特徴とする請求の範囲第１１又は１２項に記載の電子機器。
14. 前記情報表示手段は、液晶表示手段、数字、画像盤、及び時計の文字盤から選択された一つである事を特徴とする請求の範囲第１１乃至１３項の何れかに記載の電子機器。
15. 前記電子機器は時計である事を特徴とする請求の範囲第１１乃至１４項の何れかに記載の電子機器。

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