JPH03101172A - 可撓性光電変換素子及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （、）産業上の利用分野 本発明は、可撓性充電変換素子及びその製法に関し、特
に透明高分子フィルムを基板として用い、該基板側から
光を入射する可撓性光電変換素子及びその製法に関する
ものである。

（ｂ）従来の技術 光を照射して電気を出力する充電変換素子としては、太
陽電池や光センサー等が広く普及している。

太陽電池では、背面電極層に兼用される金属板からなる
基板の上にｐ形弁晶質シリコン層、　ｉ形弁晶質シリコ
ン層、ｎ形弁晶質シリコン層を順次薄膜状に堆積させて
なる非晶質シリコン系半導体層を形成し更にこの１１形
非晶質シリコン層上に透明電極を積層したもの、或いは
ガラス板から成る基板の上に透明電極を堆積し、この透
明電極上にｐ形弁晶質シリコン層、　ｉ形弁晶質シリコ
ン層、ｎ形弁晶質シリコン層を順次堆積してなる非晶質
シリコン系半導体層を形成し、更にこのｎ形弁晶質シリ
コン層上に金属製の背面電極層を積層したものが実用化
されている。

背面電極層に兼用される基板は例えばステンレス鋼、ア
ルミニウム等の金属製の箔や薄板で形成され、また透明
電極は、例えば、酸化錫、酸化インジウム又は酸化錫−
酸化インジウム（以下、ＩＴｏと略記）等の薄膜で形成
される。

金属製の基板を使用する前者では、基板の電気抵抗が充
分に低いので、−枚の基板から大電流を得るのに適して
いる。

又、ガラス板を基板として使用する後者では、基板が電
気絶縁性を備えるので、複数の非晶質シリコン系半導体
を互いに隣接させて配置し、これらを直列接続すること
により２倍以上の電圧を得ることが容易である。

ところで、このような非晶質シリコン系半導体を使用す
る太陽電池（非晶質シリコン系太陽電池と呼ばれている
）等については、現在、材料コストの低減、軽量化、薄
型化等を図ると共に、生産工程或いは輸送中の取扱いの
容易性を図り、生産コストや輸送コスト等の低減を図る
ために、可撓性を有する基板を使用することが提案され
ている。

例えば、ポリイミドフィルム等の耐熱性プラスチックフ
ィルムを基板とし、この基板上にステンレス鋼製の箔や
膜等の金属電極層（背面電極）と、非晶質シリコン系半
導体層と、透明電極とを積層したものが提案されている
（例えば、特開昭５４１４９４８９号公報、特開昭５’
５−４９９４号公報、特開昭５５−２９１５４号公報、
特開昭５７−１０３８３９号公報等）。

この種の非晶質シリコン系太陽電池は、軽量、薄型で、
且つ材料コストが低く、また、可撓性に富んでいるので
ロール状に巻回して連続処理することにより、生産コス
ト或いは輸送コストを軽減しうるので非常に有利である
。

しかし、基板として用いられるポリイミドフィルムは太
陽光等の可視光線に対し透過率が十分でないため、上記
した如くこのポリイミドフィルム製基板上に金属電極層
（背面電極）を形成した後、非晶質シリコン等の半導体
層を堆積させ、この上にＩＴＯ等の透明電極を形成して
太陽電池を製作している。

即ち、光入射はポリイミドフィルム製基板と反対側、つ
まり透明電極側より行うことになる。通常　１層へのオ
ートドーピングの影響等を考慮して、比較的影響の少な
い０層を、ポリイミドフィルム製基板上に堆積した背面
電極上に形成し、次いで、１層及び４層の順に非晶質シ
リコン層を堆積し、更に１１層上に透明電極を形成して
太陽電池を完成する。

この非晶質シリコン層の堆積の順序では、ガラスの如き
光透過性の基板を使用する場合、特に好都合であるが、
光非透過性の基板を使用し、該基板側（ｐ層側）と反対
側、つまり、１１層側より光入射させるタイプの場合に
は問題がある。

即ち、ｐｌまたはｎＭ面に光照射すると、　１層中の各
々のｐ層又は０層付近で電子と正孔が多く発生する。

ところで、正孔は、電子に比較しで、ライフタイムが短
く、しかもモビリティが低い。このため、ｎ層側より光
入射させると、ライフタイムが短く、しかもモビリティ
の低い正孔が長い距離を移動してｐ層に到達する必要が
あるので光電変換効率が悪くなる。

更に正札のキャリヤーが再結合すると放出するエネルギ
ーにより再結合準位が増加するから光電変換効率は一層
低下してくる。

上述した理由により、太陽電池においで、ｉ層、ｉ層及
びｐ層の順序での堆積は問題を伴うため、一般に、光透
過性の基板を用い、該基板側より　ｐ層、　ｉ層及びｎ
層の順序で堆積して、この基板側より光入射させるタイ
プが有利になる。

そのため、可撓性があり、且つ光透過性の良好な高分子
フィルムを基板として用いた非晶質シリコン太陽電池に
関していくつかの提案がなされでいる（例えば、特開昭
６０−１９４５８２号公報、特開昭６１−１６８２７１
号公報、及び特開昭６２−３６８８２号公報等）。

（ｃ）発明が解決しようとする課題 ところでこれらの用途に用いられる高分子フィルム製の
基板は、熱膨張係数が０．５〜５×１０−５／’Ｃ程度
であり、基板として用いる場合、非晶質シリコンの堆積
温度（通常２００ないし３５０℃）では熱膨張によるカ
ールが発生する。

非晶質シリコン堆積時は、高分子フィルム製の基板をヒ
ーターを兼ねる金属製支持板上に載置しているが、カー
ルのためにこの基板と金属製支持板との密着性が悪く、
つまり基板と金属製支持板め間に間隙ができてしまうの
で基板への金属製支持体からの熱伝達が悪く、所定の温
度にまで高めることができない。

又、高分子フィルム製の基板は金属板や〃２ス板等と比
較して熱伝導が悪く、又、高真空中での７− 伝熱は一般に悪いため、基板の温度は低く、温度分布も
悪くなるなど温度制御が困難になり、得られる非晶質シ
リコン膜の膜質は着しく悪くなるのである。

そのため、非晶質シリコンの堆積時には、高分子フィル
ム製の基板が膨張によりカールしても、熱の伝導と温度
の均一化を図りうる方法の開発が求められていた。

（ｄ）　１１題を解決するための手段 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた
結果、本発明に到達したものであって、光透過性の高分
子フィルム製の基板として、その片面に金属膜（Ａ）を
形成し且つ他面に透明電極を形成したものを用い、該透
明電極膜上に非晶質シリコン層を堆積し、しかる後、金
属膜（Ａ）の全部又は一部（光入射スペース）を除去す
ると、上記非晶質シリコン層の堆積時、上記金属膜（Ａ
）が支持板としての役割と基板に熱を伝導して基板温度
の均一化を図ることができ、この結果、優れた特性の可
撓性光電変換素子が得られるとの知見を得た。

８− この場合、上記金属膜（Ａ）の全部又は一部を除去する
工程は、非晶質シリコン層を堆積後直ちに行ってもよい
し、非晶質シリコン層上に背面電極を形成後に行っても
よいことも確認された。

要は、光透過性の高分子フィルム製の基板として、その
片面に金属膜（Ａ＞を形成し且つ他面に透明電極を形成
したものを用い、該透明電極上に非晶質シリコン系の薄
膜半導体層を形成し、しかるのち（非晶質シリコン層を
堆積後直ちに行ってもよいし、或いは非晶質シリコン層
上に背面電極を形成した後でもよい。）、この金Ｒ欣（
Ａ＞の全部又は光入射するスペース部分を除去すること
が条件である。

このように金属膜（Ａ）において残部を形成するのは当
該残部と背面電極とを電気的に導通させることにより、
光入射面側に電極（以下、表面電極と称する）を形成す
るためである。

以下、本発明の詳細な説明する。

請求項１の可撓性光電変換素子においては、透明高分子
フィルム製の基板には片面に金属膜（Ａ）を形成すると
共に他面に透明電極を形成し、該透明電極上に、薄膜半
導体層及びこの薄膜半導体層上に背面電極を形成してな
る光電変換素子であって、上記金属膜（Ａ）には光を入
射するために光入射スペースに相当する欠け部が形成さ
れていることを特徴とするものである。

又、請求項２の可撓性光電変換素子においては、上記請
求項１の可撓性光電変換素子においで、金属膜（Ａ）の
残部と透明電極及び背面電極との導通部が各々形成され
ていることを特徴とするものである。

このように金属膜（Ａ）の残部と透明電極及び背面電極
とを各々電気的に導通させることにより、光入射面側に
電極（以下、表面電極と称する）を形成することができ
るのである。

そして、上記の請求項１及び請求項２の可撓性光電変換
素子は以下に述べる本願の請求項３乃至６の可撓性光電
変換素子の製法により好適に製造される。

即ち、請求項３の可撓性光電変換素子の製法においては
、透明高分子フィルム製の基板には片面に金属膜（Ａ）
を形成する第１工程、を実施する。

この第１工程で用いられる透明高分子フィルム製の基板
としては厚さ５０±５μＭの基板に対する可視光線（５
５０ｎｍ）透過率が６０％以上であって、且つイエロー
ネスインデックス（ＹＩ）が４０以下のものであれば特
に限定されるものではない。

この透明高分子フィルム製の基板としては例えばポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、透
明性ポリイミド、ポリエーテルサル７オン、ポリスルホ
ン、ポリエーテルイミド、４−メチルペンテンテレフタ
レート等の高分子フィルムで形成されたものが挙げられ
る。

この基板の厚みとしては、１０〜３００μ鴎とするのが
好ましく、１０μｍ未満では所望の強度が得られず、逆
に３００μｍを超えると基板の可撓性が損なわれるため
好ましくない。

又、上記透明高分子フィルム製の基板の片面に金属膜（
Ａ）が形成されるが、該金属膜（Ａ）としては例えば銅
、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、鉄、１ タングステン及び銀やこれらの合金等の金属で形成され
たものが挙げられる。

これらの金属の選択は、その金属の熱伝導率や透明高分
子フィルム製の基板への製膜の容易性、薄膜半導体層堆
積後のエツチング等による除去の容易性やコストを勘案
して決定される。

上記基板の片面に上記金属膜（Ａ）を形成する方法とし
ては蒸着、スパッタリング法及び無電解メツキ等が挙げ
られる。

この金属膜（Ａ）の厚みとしては、１〜１００μｍ１望
ましくは３〜３０μ加とするのが好ましく、１μｍ未満
では基板への熱伝導の効果が少ないため好ましくなく、
逆に１００μｍを超えると熱伝導上意味がないだけでな
く経済的にも不利であるため好ましくない。

このように金属層（Ａ）を形成するのは、主としてその
熱伝導により、ヒーターから供給された熱を高分子フィ
ルム製の基板に伝達し、該基板を加熱することが可能に
なり、且つ温度分布も十分に均一にするためのものであ
る。そのため、後述す２− る工程で堆積される薄膜半導体層の膜質と均質性は所望
のものが得られるのである。

本発明においては、上記第１工程で得られた金属膜（Ａ
）付き基板の他面に透明電極を形成する第２工程、を実
施する。

この第２工程では金属膜（Ａ）付き基板の他面、つまり
基板においてその金属膜（Ａ）の形成面側と反対側に透
明電極が形成される。

上記透明電極としては酸化錫、酸化インジュウム或いは
酸化錫−酸化インノユウム（以下、ＩＴＯという）等の
膜が挙げられる。

この透明電極の形成方法としては、例えば蒸着法又はス
パッタリング法等が挙げられる。

この透明電極層の厚みとしては、０．０１〜１゜０μ加
とするのが好ましく、０．０１μ論未満では所望の導電
性が得られず、逆に１．０μｍを超えると透明電極の透
明性が損なわれたり、基板から剥離するため好ましくな
い。

本発明においては、上記第２工程で得られた透明電極上
に薄膜半導体層を形成するｔＡ３工程、を実施する。

即ち、この第３工程においては、先ず上記透明電極上に
充電変換素子となる非晶質シリコン系の薄膜半導体層を
形成する。この薄膜半導体層としては、公知の方法によ
り、上記透明電極側からｐ型→ｉ型→ｎ型の順序で堆積
してなるものを用いることがで終る。

ところで、所望により、ｐ型非晶質シリコンカーバイド
からなる薄膜半導体層→ｉ型非晶質シリコンからなる薄
膜半導体層→ｎ型非晶質シリコンからなる薄膜半導体層
の順序で堆積してなるものなど各種のものを用いてもよ
いのである。

これらの非晶質シリコンの薄膜半導体層の堆積方法とし
ては、公知の方法が採用され、例えばスパッタリング法
、グロー放電法、光ＣＶＤ法、イオンブレーティング法
などの各種の方法があるが、この際の基板温度は、通常
２００〜３００℃である。

例えば、グロー放電法の場合は、温度２００〜３００℃
に加熱された金属製支持板（ホルダー）にた基板（金属
ｌＡ付き）を保持させ、該ホルダーを一方の電極とし、
これに対する対極との間に１３゜５６ＭＨｚの高周波電
力を供給する。そして、例えばｐ型非晶質シリコン系の
薄膜半導体層を形成するにはシランにシボロン（Ｂ２Ｈ
−）を導入し、又ｎ型非晶質シリコン系の＊ｉ半導体層
を形成するにはシランにホスフィン（Ｐ　Ｈ、）を導入
すればよいのである。

また、上記；型非晶質シリコン系の薄膜半導体層とは、
水素化非晶質シリコン系の薄膜半導体層と７７索化非晶
質シリコン系の薄膜半導体層をいう。

本発明においては、上記第３工程で得られた積層体にお
いで、その金属膜（Ａ）における少なくとも光入射スペ
ースを除去する第４工程、を実施する。

即ち、この第４工程においで、金属膜（Ａ）における少
なくとも光入射スペースを除去するとは、この金属膜（
Ａ）の全部又は光入射するスペース部１５− 分を除去、つまり光入射するスペースに相当する欠け部
を形成する意味である。

このように金属膜（Ａ）において光入射するスペースに
相当する欠け部を形成することにより、請求項１の可撓
性光電変換素子における金属膜（Ａ）の構造となるので
ある。

この第４工程においで、金属層（Ａ）を除去する方法と
しては７オトエツチング法やピーリング法が用いられる
。

７オトエツチング法ではエツチング液として塩化第二鉄
、塩化第二銅及び過硫酸アンモニウム水溶液を用い、温
度２５〜５０℃で０．５〜３分間浸漬するなどの方法が
挙げられるのであり、又、ピーリング法としては第４工
程で得られた積層体の端部より金属膜を剥離する方法が
用いられる。

ピーリング法では、金属膜は全面除去される。

又、フォトエツチング法では金属層（Ａ）のうち、光入
射するスペースを除去し、その残部を表面電極とするこ
とができる。

本発明においては、最後に、上記第４工程で得１６− られた薄膜半導体層上に背面電極を形成する第５工程、
を実施する。

即ち、この第５工程では、上記のようにして得られた光
電変換素子となるｉ！膜半導体層上に金属製の背面電極
を公知の方法で形成する。

この背面電極に用いられる金属としてはアルミニウム、
ニッケル、チタン、クロム、銅、鉄、ステンレス、ニッ
ケルクロム合金、銀などが挙げられるのであり、これら
の金属を用い蒸着法或いはスパッタリング法などの適宜
の方法で背面電極を形成することができる。

次に、請求項４の可撓性光電変換素子の製法について詳
細に説明する。

即ち、この可撓性光電変換素子の製法は、上記請求項３
の第１からｔＪ４５の工程に、更に金属膜（Ａ）の残部
と透明電極、及び残部と背面電極との導通部を形成する
第６工程、 かＣ〕なるものである。

従って、この製法においで、第１から＠５までの工程は
、上記請求項３と同様なので省略し、以下に第６工程に
ついて詳細に説明する。

金属膜（Ａ）の残部、つまり表面電極と透明電極又は背
面電極との導通部を形成する方法としては特に限定され
るものではなく、表面電極と透明電極又は背面電極を電
気溶接により接続したり、或いはスルーホールメツキ法
更に積層体の端部を無電解メツキや半田ペースト等によ
り表面電極と背面電極を電気的に接続してもよいのであ
る。

このように導通部を形成し、この残部を表面電極として
用いると、可撓性光電変換素子の光入射面側に他の部品
やリード線を取り付けることができるので非常に便利な
るのである。

次に、請求項５の可撓性光電変換素子の製法について詳
細に説明する。

即ち、請求項５の可撓性光電変換素子の製法においては
、透明高分子フィルム製の基板には片面に金属膜（Ａ）
を形成する第１工程、 上記第１工程で得られた金属膜（Ａ）付き基板の他面に
透明電極を形成するｐＩＳ２工程、上記第２工程で得ら
れた透明電極上に、薄膜半導体層及びこの薄膜半導体層
上に背面電極を形成する第３工程、 上記第３工程で得られた積層体においで、その金属膜（
Ａ）における少なくとも光入射スペースを除去する第４
工程、 からなるものである。

この可撓性光電変換素子の製法は第１から第３の工程終
了後、つまり薄膜半導体層上に背面電極を形成後に金属
膜（Ａ）における少なくとも光入射スペースを除去する
点に特徴を有する。

このように構成することにより、以下に述べる理由によ
り一層優れた特性の可撓性光電変換素子が得られるので
ある。

即ち、薄膜半導体層形成後、直ちに金属膜（Ａ）におけ
る少なくとも光入射スペースを除去すると、薄膜半導体
層が露出しているのでエツチング液に侵されたり、或い
は金属膜（Ａ）の剥離の際に薄膜半導体層が破損された
り傷付けられる恐れが有る上、金属膜（Ａ）の除去後、
後の工程で背面電極を形成する際、放熱が不均一となっ
たり、不充分と９ なる恐れが有るからである。

ところで、この請求項５の可撓性光電変換素子の製法に
おいで、金属膜（Ａ）、透明電極、薄膜半導体層及び背
面電極の形成方法、更に金属膜（Ａ）における少なくと
も光入射スペースを除去する方法等は、請求項３と同様
なので省略する。

次に、請求項６の可撓性光電変換素子の製法について詳
細に説明する。

即ち、請求項６の可撓性光電変換素子の製法においては
、請求項５の製法においで、この第１から第４の工程に
、更に金属膜（Ａ）の残部と透明電極及び背面電極との
導通部を形成する第５工程、からなるものである。

従って、この製法においで、第１から第４までの工程は
、上記請求項５と同様なので省略し、以下に第５工程に
ついて詳細に説明する。

金属膜（Ａ）の残部、つまり表面電極と背面電極との導
通部を形成する方法としては特に限定されるものではな
く、表面電極と透明電極及び背面電極とを電気溶接によ
り接続したり、或いはスルー０ ホールメツキ法文に無電解メツキや半田ペースト等によ
り表面電極と背面電極等を電気的に接続してもよいので
ある。

このように導通部を形成し、この残部を表面電極として
用いると、可撓性光電変換素子の光入射面側に他の部品
やリード線を取り付けることができるので非常に便利な
るのである。

（ｅ）作用 高分子フィルムを基板とする可撓性光電変換素子は非晶
質シリコン等の薄膜半導体層が一般に２００〜３００℃
の温度で堆積されるため、熱膨張によって、基板がカー
ルし、ヒーターを兼ねる金属製の支持板との密着が悪く
なるのは避けされないため、基板への熱の供給が不十分
になり所望の温度より低くなったり、温度分布も不均一
になる。

ところが、本発明では、基板において透明電極の付いて
いる面に対し反対面側に金属膜（Ａ）を形成しておき、
これを熱の供給経路とすることによりヒーターからの熱
の伝導が可能となり、非晶質シリコン系の薄膜半導体層
堆積時に所望の基板温度を保持したり、温度分布を均一
にすることができるのであり、このため膜質が均一で、
しかも特性の優れた薄膜半導体層が得られる作用を有す
るのである。

又、この金属膜（Ａ）は非晶質シリコン系の薄膜半導体
層を堆積後に、全面が除去されるか或いは光入射部分の
みを除去して他の部分は表面電極として残すのである。

この残部を表面電極とし、透明電極や背面電極と溶接等
により容易に接続できる。

このように残部を表面電極として用いると、可撓性光電
変換素子の光入射面側に他の部品やリード線を取り付け
るのに非常に便利なる作用を有するのである。

（ｆ）実施例 以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。

明の　　　　　　　　　の 以下、先ず、本発明の可撓性光電変換素子の製造例につ
いて図面を用いて具体的に説明する。

第１図（、）〜＃ＩＪ１図（ｇ）は可撓性光電変換素子
の製造工程を示す。

第１図（、）〜第１図（ｃ）においで、（１）は透明高
分子フィルム製の基板であり、該基板（１）の厚さは一
般に１０〜３００μｍの範囲に設定され、且つその片面
には金属膜（Ａ）が形成される（第１工程）。

この金属膜（Ａ）の材質としては、銅、アルミニウム、
亜鉛、ニッケル、鉄、タングステン及び銀やこれらの合
金等の金属が用いられるのであり、又、これらの金属は
、その熱伝導率や高分子フィルム製の基板（１）への製
膜の容易性、非晶質シリコン系の薄膜半導体層堆積後の
除去の容易性やコストを勘案して選択される。

又、その膜厚は１〜１００μ髄、特に３〜３０μＩの範
囲で形成される。

ところで、この金属膜（Ａ）は蒸着や無電解メツキ等に
より形成される。

本発明では、上記金属膜（Ａ）付き基板の他面に透明電
極（２）が形成される（第２工程）。

２３− この透明電極（２）としては酸化インジウム−酸化錫（
以下、ＩＴＯと略記する）、酸化インジウム、酸化錫等
の薄膜であり、その厚みは０．０１〜１゜０μイ、特に
０．０３〜０．５μｍの範囲とするのが望ましく、その
製膜方法としてはスパッタリング法、電子線蒸着法等が
挙げられる。

次いで、この透明電極（２）は、第１図（ｄ）に示すよ
うに、フォトエツチング法等によりパターン化される（
透明電極の形成）。

本発明においては、第１図（ｅ）に示すように、上記透
明電極（２）上に、ｐ型、ｉ型、ｎ型の順序で所望の厚
さの非晶質シリコン系の薄膜半導体層（３）が形成され
る（第３工程）。

この薄膜半導体層（３）はプラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ法
及びスパッタリング等により堆積されるが、この際の基
板温度は、通常２００ないし３００℃にするため、熱膨
張によりカールが発生するが、金属膜（Ａ）が主として
基板（１）に均−且つ確実にヒーターからの熱を供給す
るために当該基板（１）を加熱することが可能になり、
その温度分布も十２４− 分に均一になるのである。そのため堆積される非晶質シ
リコン系の薄膜半導体層（３）の膜質と均質性は所望の
ものが得られるのである。

次いで、この薄膜半導体層（３）は、第１図（ｆ）に示
すように、金属ＩＩ（Ａ）を除去しく第４工程）、非晶
質シリコン系の薄膜半導体層（３）をパターン加工する
。

ところで、上記金属膜（Ａ）の除去にはエツチング法や
ビーリング法が採用される。

本発明においては、最後に、上記パターン化された薄膜
半導体層（３）上に背面電極（４）が形成される（第５
工程）。

この背面電極（４）の材質はアルミニウム、ニッケル、
チタン、クロム、銅、鉄、ステンレス、ニッケルクロム
合金、銀等が挙げられるのであり、これらは単層で或い
は多層構造で用いられる。

ところで、本発明においては、上記実施例のように、薄
膜半導体層（３）形成後に、金属膜（Ａ）を除去し、次
いで、該薄膜半導体層（３）上に背面電極（４）を形成
するのに代えて、薄膜半導体層（３）形成後に背面電極
（４）を形成し、最後に、金属膜（Ａ）を除去してもよ
いのである。

又、第２図（ａ）〜ｆＩＳ２図（ｉ）は可撓性光電変換
素子の他の製造工程を示す。

この可撓性光電変換素子の製法は、基本的には、上述の
方法と同様であるが、この場合には、金属膜（Ａ）を完
全に除去するのではなく、７オトエツチング法などによ
り金属膜（Ａ）における光入射スペースのみを除去した
点に特徴を有する。

従って、その他の点、及び各工程の内容は上記の場合と
同様なので省略する。

ところで、このように７オトエツチング法などにより金
属膜（Ａ）における光入射スペースのみを除去し、第２
図（１１）及び第２図（ｉ）に示すように、その残部を
表面電極（Ａ１）とし、この表面電極（Ａ）と背面電極
（４）の導通部（５）を形成すると、可撓性充電変換素
子の光入射面側に他の部品やリード線を取り付けること
ができるので非常に便利なるのである。

このように導通８ＩＳ（５）を形成する方法としては、
第２図（１１）に示すように表面電極（Ａ、）と背面電
極（４）を電気溶接により電気的に接続したり、或いは
第２図（ｉ）に示すように、スルーホール法により表面
電極（Ａ１）と背面電極（４）を電気的に接続してもよ
いのである。

かくして本発明の可撓性光電変換素子が得られるのであ
る。

実施例１ 厚み１００μ論のポリエチレンテレフタレートフィルム
（以下ＰＥＴフィルムと略記する）の片面に蒸着により
厚み５μｌの銅膜を形成した（第１工程）。

次にこの銅膜付きＰＥＴフィルムの他面に常法によりス
パッタリングにより厚み５００人のＩＴＯ薄膜を形成し
て透明電極を形成した（第２工程）。

得られた透明電極付き基板の銅の一部を除去し測定した
ところ、波長５５０ｎｍの光透過率は９０％、又透明電
極のシート抵抗は７０Ω／口であった。

７ 次に、この片面に銅膜と他面に透明電極の付いた基板を
、内部電極型の高周波（１３、５６ＭＨｚ）グロー放電
装置内のヒーター付外ホルダーに銅膜の面が接するよう
に保持し、温度１７０℃前後に保持した後、水素で１０
モル％に希釈したシランと１００％のメタン及び水素で
５０００　ｐｐｍに希釈したジボランとを混合［Ｓ　ｉ
Ｈ４／　（Ｓ　１ｆ−１４＋　ＣＨ４＋Ｂ２Ｈ，）＝８
０モル％、ＣＨ、／　（Ｓ　ｉ　Ｉ−１＋　十ＣＨ−＋
Ｂ２Ｈ，）＝　１９．７モル％、８２Ｈｓ／　（Ｓ　ｉ
Ｈ４＋ＣＨ４＋Ｂ　２Ｈｓ）＝　０　、　３モル％】し
、これを全流量して１１００５ＣＣグロー放電装置内に
導入し、真空度０．２Ｔｏｒｒの雰囲気下でＩＯＷの高
周波電力を印加して該基板上にほう素をドープした２０
０人のｐ形弁晶質シリコンカーバイド層を設けた。

引き続いて、上記の水素希釈シランのみを導入し、同様
に反応を行って、ｐ形弁晶質シリコンカーバイド層上に
ノンドープで厚み４５００人の　ｉ形弁晶質シリコン薄
膜を堆積し、更に水素希釈シランと、水素で５０００ｐ
ｐ＋ｏに希釈した７オスフイ８ ン（Ｐ　Ｈ３）を混合［Ｐ　Ｈ３７（Ｓ　ｉＨ４＋　Ｐ
　Ｈ３）＝　０　。

５モル％］し、グロー放電装置内に全流量１１００８Ｃ
Ｃ導入し、同様に反応を行って、　ｉ形弁晶質シリコン
層上に、リンをドープした５００人のｎ形弁晶質シリコ
ン薄膜を形成した。

即ち、ＰＥＴフィルム製の基板の片面に銅膜を形成した
後、他面にＩＴＯの透明導電性薄膜（パターン）を介し
てｐ形−１形−ｎ形の非晶質シリコン系の薄膜半導体層
からなる光電変換素子を形成した。

次にこの試料を真空蒸着装置内に保持し、通常の蒸着法
によって、ｎ形弁晶質シリコン層上に厚み１μｍのアル
ミニウム製背面電極層を積層した（第３工程）。

更に、この面を７オトレジストでマスキング後、２５℃
、５％の塩化第２鉄（ＦｅＣ１ｓ）液で銅膜をその光入
射スペースに相当する部分を７オトエツチング除去した
（第４工程）。

次いで、７オトレジストを剥離後、完成した充電変換素
子の光電変換効率をＡＭ＝１．１００ｍＷｌｃｍ”のソ
ーラーシミュレーターで測定したところ平均５．８％で
あった。

又、試料寸法２５ｃｍＸ２Ｏｅ論内の充電変換効率のバ
ラツキは、平均光電変換効率を規準にして±４．２％で
あった。

比較例１ 実施例１においで、銅膜形成及びこれに付随するエツチ
ングを行わない以外は、実施例１と同様の処理を行いＰ
ＥＴフィルム製基板基板視性充電変換素子を製作した。

得られた試料の平均光電変換効率は３．５％、又、これ
を規準にしてバラツキを同様に測定したところ±２０％
であった。

実施例２ 厚み１００μ艷のポリエチレンナフタレートフィルム（
以下、ＰＥＮフィルムと略する）の片面に厚み８μ論の
アルミニウム膜を蒸着で形成したのち（第１工程）、他
面にＩＴＯ膜を形成しく第２工程）、更に、フォトエツ
チングによりＩＴＯをパターン加工した。次に、実施例
１と同様に非晶質シリコン層を堆積後、常法により７オ
トエツチングにより非晶質シリコン系の薄膜半導体層を
パターン化した。

この試料を真空蒸着装置内に保持し、通常の蒸着法によ
って、＋１形非晶質シリコン層上に厚み８μｍのアルミ
ニウム製背面電極層を堆積した（第３工程）。

次に、このサンプルの両面のアルミニウム膜を常法によ
り７オトエツチングしてアルミニウムの表面電極背面電
極パターンを形成した。

アルミニウム膜のエツチング液は温度２５℃で５％の塩
化第２鉄（ＦｅＣ１ｓ）である。

次に、背面電極パターンに、電圧５Ｖ、電流２゜５００
人の電流をスポット状に流して溶接し、表面電極と電気
的に導通させた（１２図（ｈ）参照）。

かくして４個の光電変換素子を直列に接続し、且つ光入
射側に表面電極のある可撓性光電変換素子モジュール群
が得られた。

このモジュールの光電変換効率をＡＭ＝　１．１００　
ｍＷ　／　ａｍ２のソーラーシュミレータで測定した３
１− 結果、平均４．８％であった。

試料寸法２５ｃｏＸ２０ｃｍには、上記の４個の充電変
換素子を直列に接続したモジュールが１２５個付１てい
るが、これらの平均光電変換効率に対してのバラツキは
±７％であった。

比較例２ 実施例２においで、試料寸法２５ｃＩＩＩＸ２０ｃｍの
ＰＥＮフィルム製基板の片面にアルミニウム膜を形成し
ない以外は、実施例２と同様の処理を行い４個の素子が
直列接続された光電変換素子モジュール群を形成した。

これらの平均光電変換効率は２．２％であった。

又、各モジュールの平均光電変換効率に対してのバラツ
キは２３％であった。

（ｇ）発明の効果 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

請求項１の可撓性光電変換素子においては、透明高分子
フィルム製の基板には片面に金属膜（Ａ）を形成すると
共に他面に透明電極を形成し、該透３２− 明電極上に、薄膜半導体層及びこの薄膜半導体層上に背
面電極を形成してなる光電変換素子であって、上記金属
１１（Ａ）には光を入射するために光入射スペースに相
当する欠け部が形成されているので薄膜半導体層形成時
に、透明高分子フィルム製基板のカールが生じず、又、
金属製支持体（ヒーターを兼ねる）との密着性が良好で
基板を所望の温度に維持でき為と共に基板の温度が均一
になるため、特性のよい薄膜半導体層が形成され、特性
の優れた、又、特性のバラツキの少ない可撓性光電変換
素子が得られるのである。又、金属ＩＩ（Ａ）の残部を
電気回路の導体としても使用で終るなどの効果を有する
。

請求項２の可撓性光電変換素子においては、上記請求項
１の可撓性光電変換素子においで、金属膜（Ａ）の残部
と透明電極及び背面電極との導通部が各々形成されてい
るので、この金属膜（Ａ）の残部と背面電極等とを電気
的に導通させることにより、光入射面側に電極（表面電
極）を形成することができ極めて便利である。

請求項３の可撓性光電変換素子の製法においては、透明
高分子フィルム製の基板には片面に金属膜（Ａ）を形成
する第１工程、 上記第１工程で得られた金属膜（Ａ）付き基板の他面に
透明電極を形成する第２工程、 上記第２工程で得られた透明電極上に薄膜半導体層を形
成する第３工程、 上記第３工程で得られた積層体においで、その金属膜（
Ａ）における少なくとも光入射スペースを除去する第４
工程、 上記＃Ｓ４工程で得られた薄膜半導体層上に背面電極を
形成する第５工程、 からなるものであり、この方法によると、特殊な技術や
装置を用いることなく、信頼性の高い可撓性光電変換素
子を容易に製造できるうえ、充電変換効率の高い、又、
充電変換効率のバラツキの小さい可撓性光電変換素子を
製作することができるのである。

請求項４の可撓性光電変換素子の製法においては、上記
請求項３の第１から第５の工程に、更に金属膜（Ａ）の
残部と透明電極及び背面電極との導通部を各々形成する
第６工程、 からなるものであり、この方法によると、光入射面側に
電極（表面電極）を形成できるのであり、しかも特殊な
技術や装置を用いることなく、信頼性の高い可撓性光電
変換素子を容易に製造できるうえ、充電変換効率の高い
、又光電変換効率のバラツキの小さい可撓性光電変換素
子の製作を可能にするのである。

請求項５の可撓性光電変換素子の製法においては、透明
高分子フィルム製の基板には片面に金属膜（Ａ）を形成
する第１工程、 」二記第１工程で得られた金属膜（Ａ）付き基板の他面
に透明電極を形成する第２工程、 上記第２工程で得られた透明電極」二に、薄膜半導体層
及びこの薄膜半導体層上に背面電極を形成する第３工程
、 上記第３工程で得られた積層体においで、その金属膜（
Ａ）における少なくとも光入射スペースを除去する第４
工程、 ５− ６ からなるものであり、このように構成することにより、
−層信頼性の優れた特性の可撓性光電変換素子が得られ
る効果を有するのである。

請求項６の可撓性光電変換素子の製法においては、請求
項５の製法においで、この第１から第４の工程に、更に
金属膜（Ａ）の残部と背面電極との導通部を形成する第
５工程、 からなるものであり、このように導通部を形成し、この
残部を表面電極として用いると、可撓性光電変換素子の
光入射面側に他の部品やリード線を取り付けることがで
きるので非常に便利なるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図（、）〜第１図（ｇ）は本発明の可撓性光電変換
素子の製造工程を示す工程図、第２図（、）〜第２図（
ｉ）は本発明の可撓性充電変換素子の他の製造工程を示
す工程図である。 （１）・・・透明高分子フィルム製基板、（２）・・・
透明電極、（３）・・・薄膜半導体層、（４）・・・背
面電極、（５）・・・導通部、（Ａ）・・・金属膜、（
Ａ１）・・・表面電極。 第 （Ｃ） １・・・透明高分子フィルム製基板 ２・・・透明電極 ３・・・ＮＭ半導体層 Ａ・・・金属膜 第１ 図（ｄ） 第２ 図（ａ） 第２ 図（ｂ） 第２ （Ｃ） １・・・透明高分子７１・ ？・・・フ盈明電極 ２・・・蓉膜半導体層 ト・・背面電極 Ａ・・・金属膜 ルム要輩板 ２図 （ｄ） ・・・表面電極 第２ （ｅ） 第２ 図（ｆ） １・・・透明高分子７「ルム製基板 ２・・・透明電型 ３・・・薄膜半導体層 ↓・・・背面電極 ５・・・導電部 Ａ１・・・表面電極 ４５３−

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明高分子フィルム製の基板には片面に金属膜（
   Ａ）を形成すると共に他面に透明電極を形成し、該透明
   電極上に、薄膜半導体層及びこの薄膜半導体層上に背面
   電極を形成してなる光電変換素子であって、上記金属膜
   （Ａ）には光を入射するために光入射スペースに相当す
   る欠け部が形成されている可撓性光電変換素子。
2. （２）請求項１の可撓性光電変換素子において、金属膜
   （Ａ）の残部と透明電極及び背面電極との導通部が各々
   形成されている可撓性光電変換素子。
3. （３）透明高分子フィルム製の基板には片面に金属膜（
   Ａ）を形成する第１工程、 上記第１工程で得られた金属膜（Ａ）付き基板の他面に
   透明電極を形成する第２工程、 上記第２工程で得られた透明電極上に薄膜半導体層を形
   成する第３工程、 上記第３工程で得られた積層体において、その金属膜（
   Ａ）における少なくとも光入射スペースを除去する第４
   工程、 上記第４工程で得られた薄膜半導体層上に背面電極を形
   成する第５工程、 からなる可撓性光電変換素子の製法。
4. （４）請求項３の可撓性光電変換素子の製法においで、
   この第１から第５の工程に、更に金属膜（Ａ）の残部と
   透明電極及び背面電極との導通部を各々形成する第６工
   程、からなる可撓性光電変換素子の製法。
5. （５）透明高分子フィルム製の基板には片面に金属膜（
   Ａ）を形成する第１工程、 上記第１工程で得られた金属膜（Ａ）付き基板の他面に
   透明電極を形成する第２工程、 上記第２工程で得られた透明電極上に、薄膜半導体層及
   びこの薄膜半導体層上に背面電極を形成する第３工程、 上記第３工程で得られた積層体において、その金属膜（
   Ａ）における少なくとも光入射スペースを除去する第４
   工程、 からなる可撓性光電変換素子の製法。
6. （６）請求項５の可撓性光電変換素子の製法において、
   この第１から第４の工程に、更に金属膜（Ａ）の残部と
   透明電極及び背面電極との導通部を各々形成する第５工
   程、からなる可撓性光電変換素子の製法。