JP4437657B2 - 光発電パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
まず、図1Qに基づいて本実施例の製造方法で製造した光発電パネル27の構造を説明する。
[1]仮保持工程
まず、図1Aに示すように、多数の球状の光発電素子11を浅底のケース20内に収容し、各光発電素子11が上下に積み重ならないように平面的に隙間なく密集させた状態にする。この後、図1Bに示すように、下面に粘着剤がコーティングされた仮保持シート21を上方からケース20内の光発電素子11に押し付けて該仮保持シート21の下面に多数の光発電素子11を隙間なく密集させた状態で粘着(仮保持)させる。この際、仮保持シート21は、面方向に伸縮可能なゴム等の弾性材製のシートを使用し、該仮保持シート21が弛まないように軽く張った状態で多数の光発電素子11を隙間なく粘着させる。
[2]樹脂液付着工程
上述した方法で、仮保持シート21を面方向に均等に引き延ばして各光発電素子11間に均等に隙間を広げた状態で、図1Dに示すように、仮保持シート21下面の各光発電素子11を同時に樹脂液24に浸漬する。この樹脂液24は、光透過性の紫外線硬化性樹脂を用いることが好ましい。この際、仮保持シート21を下降させて該仮保持シート21下面の各光発電素子11を樹脂液24に浸漬するようにしても良いが、図2Cに示すように、仮保持シート21の位置を固定した状態で樹脂液貯溜部25を上昇させることで、仮保持シート21下面の各光発電素子11を樹脂液24に浸漬するようにしても良い。
樹脂液付着工程終了後に、樹脂硬化工程に進み、図1Eに示すように、仮保持シート21下面の各光発電素子11の表面に付着した樹脂液24aに紫外線を照射して該樹脂液24aを硬化させることで、各光発電素子11の表面に樹脂製のレンズ部12を形成する。
上記樹脂液付着工程と樹脂硬化工程とを適宜回数行って、目標厚みのレンズ部12を形成した後、接着剤付着工程に進み、図1Fに示すように、仮保持シート21下面の各光発電素子11のレンズ部12を同時に接着剤26の液に浸漬して引き上げることで、図1Gに示すように、各レンズ部12の表面に接着剤26aを付着させる。この接着剤付着工程においても、接着剤26の液が仮保持シート21に付着しないように各光発電素子11のレンズ部12のみを接着剤26の液に浸漬するようにすると良い。
接着剤付着工程終了後に、接着工程に進み、図1Hに示すように、レンズ部12の厚みを勘案して、仮保持シート21をその面方向に収縮させることで、各光発電素子11のレンズ部12の接着剤26a同志を接触させた状態にする。この仮保持シート21を収縮させる動作は、前記仮保持工程で説明した仮保持シート21の引き延ばし動作と反対方向の動作を行えば良い。
接着工程終了後に、仮保持シート剥離工程に進み、図1Jに示すように、光発電パネル27の裏面側から仮保持シート21を剥離する。この際、仮保持シート21に樹脂液24や接着剤26が付着していなければ、仮保持シート21を光発電パネル27の裏面側から簡単に剥離することができる。
仮保持シート剥離工程終了後に、n電極形成工程に進み、図1Kに示すように、光発電パネル27の裏面全体に、蒸着、めっき、塗布、CVD、スパッタリング等の導体成膜技術を用いてn電極13を形成する。n電極13を形成する導体は、Ag、Ag系導体等の電気抵抗値が小さく、且つ、光を反射しやすい導体(入射光の反射面としても機能させるため)を用いることが好ましい。このn電極13は、各光発電素子11の外周部のn型半導体層に導通し、且つレンズ部12の裏側を覆って入射光の反射面としても機能するようになっている。
n電極形成工程終了後に、保護層形成工程に進み、図1Lに示すように、光発電パネル27の裏面のn電極13全面に、エポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を塗布して硬化させて保護層(下層の絶縁性樹脂層)14を形成し、n電極13全面を保護層14で覆った状態にする。この保護層14を形成する樹脂は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、嫌気性硬化樹脂等のいずれを用いても良いが、絶縁性と耐エッチング性(エッチング時のマスクとして用いるため)を備えている必要がある。
保護層形成工程終了後に、サンドブラスト工程に進み、図1Mに示すように、サンドブラストにより、各光発電素子11の後端部の保護層14とn電極13を部分的に取り除いて、各光発電素子11の後端部のn型半導体層を露出させた状態にする。尚、サンドブラストに代えて、研磨、レーザ加工、放電加工等によって保護層14nとn電極13を部分的に取り除くようにしても良い。
サンドブラスト工程終了後に、エッチング工程に進み、保護層14をマスク(エッチングレジスト)として用いて、該保護層14から露出する光発電素子11の後端部のn型半導体層を化学エッチングして取り除き、その内側のp型半導体層を露出させた状態にする。尚、化学エッチングに代えて、ドライエッチングを用いても良い。
エッチング工程終了後に、絶縁層(上層の絶縁性樹脂層)形成工程に進み、図1Nに示すように、光発電パネル27の裏面全体に、エポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を塗布して硬化させて絶縁層(上層の絶縁性樹脂層)15を形成し、前記サンドブラスト工程で部分的に露出されたn電極13を完全に覆って絶縁した状態にする。この絶縁層15を形成する樹脂は、その下層の保護層14と同種、異種のいずれの絶縁性樹脂を用いても良く、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、嫌気性硬化樹脂等のいずれを用いても良い。
絶縁層形成工程終了後に、研磨工程に進み、図1Oに示すように、光発電パネル27の裏面の絶縁層15を研磨装置で研磨して平坦化すると共に、光発電素子11の後端部のp型半導体層を絶縁層15から露出させると共に、該p型半導体層の露出面を平坦化する。尚、サンドブラストで研磨するようにしても良い。
研磨工程終了後に、p電極形成工程に進み、図1Pに示すように、光発電パネル27の裏面全体にp電極16を各光発電素子11のp型半導体層の露出面に密着させるように形成する。このp電極16を形成する導体は、前述したn電極13と同じ導体でも良いし、異なる導体を用いても良く、p電極16の形成方法も、n電極13と同じ方法でも異なる方法でも良い。例えば、Al等の導体を光発電パネル27の裏面全体に擦り付けて、その摩擦力と摩擦熱により、Al等の導体を各光発電素子11のp型半導体層の露出面と絶縁層15に付着させてp電極16を形成するようにしても良い。
p電極形成工程終了後に、レーザーシンタ工程に進み、p電極16と各光発電素子11の後端部のp型半導体層との接合部分の中央部にレーザ光をスポット的に照射して、その部分をスポット的に加熱し、オーミックコンタクトを形成するためのp電極16の熱処理(シンタ)を行う。
レーザーシンタ工程終了後に、保護絶縁層形成工程に進み、図1Qに示すように、光発電パネル27の裏面のp電極16全面に、絶縁性樹脂を塗布して硬化させて保護絶縁層17を形成し、p電極16全面を保護絶縁層17で覆った状態にする。この保護絶縁層17を形成する樹脂は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、嫌気性硬化樹脂等のいずれを用いても良い。以上説明した各工程[1]〜[15]を一通り実行すれば、光発電パネル27の製造が完了する。
Claims (9)
- 多数の球状の光発電素子を平面的に配列した光発電パネルを製造する方法において、
仮保持シートの片面に前記多数の球状の光発電素子を各素子間に隙間をあけた状態に仮保持させる仮保持工程と、
前記仮保持シートの片面に仮保持させた前記多数の球状の光発電素子を樹脂液に浸漬して引き上げることで、各光発電素子の表面に樹脂液を付着する樹脂液付着工程と、
前記各光発電素子の表面に付着した樹脂液を硬化させることで、各光発電素子の表面に樹脂製のレンズ部を形成する樹脂硬化工程と、
前記レンズ部の表面に接着剤を付着させる接着剤付着工程と、
前記仮保持シートをその面方向に収縮させることで、各光発電素子のレンズ部間を前記接着剤で接着して光発電パネルを形成する接着工程と
を含むことを特徴とする光発電パネルの製造方法。 - 前記樹脂液付着工程と前記樹脂硬化工程とを交互に所定回数繰り返すことで、前記各光発電素子の表面に形成する前記レンズ部の厚みを増加させることを特徴とする請求項1に記載の光発電パネルの製造方法。
- 前記光発電パネルから前記仮保持シートを剥離した後、前記光発電パネルのうちの該仮保持シートが剥離された側の部分に前記各光発電素子の電極を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の光発電パネルの製造方法。
- 前記電極を前記レンズ部の裏側を覆うように形成することを特徴とする請求項3に記載の光発電パネルの製造方法。
- 前記仮保持工程において、前記仮保持シートとして、面方向に伸縮可能な弾性材製のシートを用い、該仮保持シートの片面に前記多数の球状の光発電素子を隙間なく密集させた状態で粘着させた後、該仮保持シートを面方向に均等に引き延ばすことで、各光発電素子間に均等に隙間を広げることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光発電パネルの製造方法。
- 前記樹脂液付着工程において、前記樹脂液が前記仮保持シートに付着しないように前記各光発電素子のみを前記樹脂液に浸漬することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の光発電パネルの製造方法。
- 前記レンズ部を形成する樹脂及び前記接着剤として、光透過性の紫外線硬化性樹脂を用いることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の光発電パネルの製造方法。
- 前記接着剤は、前記レンズ部を形成する樹脂と同種の樹脂で粘度が低いものを用いることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光発電パネルの製造方法。
- 前記接着剤付着工程において、前記仮保持シートの片面に仮保持させた前記多数の光発電素子のレンズ部を前記接着剤の液に浸漬することで、各光発電素子のレンズ部の表面に接着剤を付着させることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の光発電パネルの製造方法。
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