JPH04192474A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池の製造方法Info
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- JPH04192474A JPH04192474A JP2323991A JP32399190A JPH04192474A JP H04192474 A JPH04192474 A JP H04192474A JP 2323991 A JP2323991 A JP 2323991A JP 32399190 A JP32399190 A JP 32399190A JP H04192474 A JPH04192474 A JP H04192474A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
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。
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）
本発明は薄型のシリコン太閤電池の製造方法に関するも
のである。
のである。
（従来の技術）
太陽電池のシリコン基板を薄くすることは、その軽量化
及び特性改善に貢献する。特に、宇宙用太陽電池におい
ては、人工衛星の電源の軽量化の観点から不可欠あ技術
である。また、シリコン基板を薄くすることによって、
基板内における少数キャリアの再結合損失を低減させ、
太陽電池の出力特性を改善することができる。
及び特性改善に貢献する。特に、宇宙用太陽電池におい
ては、人工衛星の電源の軽量化の観点から不可欠あ技術
である。また、シリコン基板を薄くすることによって、
基板内における少数キャリアの再結合損失を低減させ、
太陽電池の出力特性を改善することができる。
第３図（ａ）乃至（ｊ）は従来のＢＳＦＲ型の宇宙用薄
型シリコン太陽電池のセルの製造工程の一例を示す略断
面図である。
型シリコン太陽電池のセルの製造工程の一例を示す略断
面図である。
まず、第３図（ａ）に示されるような厚さ約２００〜３
００μｍのｐ型シリコン基板１を用意する。
００μｍのｐ型シリコン基板１を用意する。
結晶面の方位は［１００］とする。
次に、このｐ型シリコン基板１を、エツチングにより約
５０μｍまで薄くすると、第３図（ｂ）に示されるよう
になる。
５０μｍまで薄くすると、第３図（ｂ）に示されるよう
になる。
次に、第３図（Ｃ）に示されるように、ｐ型シリコン基
板Ｉの表面に、ボロン等の■族不純物を拡散させてｐ＋
拡散層２を形成する。
板Ｉの表面に、ボロン等の■族不純物を拡散させてｐ＋
拡散層２を形成する。
次に、第３図（ｄ）に示されるように、後の工程で受光
面を形成する一方の面のｐ十拡散層２のみをエツチング
により除去する。
面を形成する一方の面のｐ十拡散層２のみをエツチング
により除去する。
次に、第３図（ｅ）に示されるように、ｐ＋拡散層２を
除去した面に、燐等のＶ族不純物を拡散させてｎ十拡散
層８を形成する。
除去した面に、燐等のＶ族不純物を拡散させてｎ十拡散
層８を形成する。
次に、第３図げ）に示されるように、ｎ十拡散層３を形
成したｐ型シリコン基板１の表面に、適宜の形状の、例
えばくし型の、Ａｇを主成分とする集電＆４，４・・・
を形成する。ｐ型シリコン基板１の表面に形成されたｎ
十拡散層及び裏面に形成されたｐ十拡散層２は、本発明
の要旨には関係ないので、以下の図面においては省略さ
れる。この段階で、集電極４とｐ型シリコン基板１との
熱膨張係数の差のため、ｐ型ゾリ二ン基板１は受光面が
凹になる傾向があるが、集電極４の面積が小さいと、問
題にならない程度である。
成したｐ型シリコン基板１の表面に、適宜の形状の、例
えばくし型の、Ａｇを主成分とする集電＆４，４・・・
を形成する。ｐ型シリコン基板１の表面に形成されたｎ
十拡散層及び裏面に形成されたｐ十拡散層２は、本発明
の要旨には関係ないので、以下の図面においては省略さ
れる。この段階で、集電極４とｐ型シリコン基板１との
熱膨張係数の差のため、ｐ型ゾリ二ン基板１は受光面が
凹になる傾向があるが、集電極４の面積が小さいと、問
題にならない程度である。
次に、第３図（ｇ）に示されるように、ｐ型シリコン基
板１の裏面のｐ＋拡散層２の表面全面に第３図（ｆ）の
場合と同じ＜Ａｇを主成分とする裏面電極５を形成する
。この工程では、例えば、基板温度約１００℃で、約５
μｍ厚のＡｇが裏面全面に蒸着される。このとき、ｐ型
シリコン基板Ｉは同図に示されるように、受光面をトに
凸の状頷に反る。
板１の裏面のｐ＋拡散層２の表面全面に第３図（ｆ）の
場合と同じ＜Ａｇを主成分とする裏面電極５を形成する
。この工程では、例えば、基板温度約１００℃で、約５
μｍ厚のＡｇが裏面全面に蒸着される。このとき、ｐ型
シリコン基板Ｉは同図に示されるように、受光面をトに
凸の状頷に反る。
この反りの曲率半径は、約５〜ｌ０ｃ１ｎである。これ
は、Ａｇの熱膨張係数が１９．２ Ｘ Ｉ Ｏ−６Ｃ＋
／’ｃ ’１であって、Ｓｉの熱膨張係数の２．５ Ｘ
１ ｏ６（＋７℃）の約７倍大きいため、室温ではこ
の差に起因する応力がシリコン基板に働くためと考えら
れる。
は、Ａｇの熱膨張係数が１９．２ Ｘ Ｉ Ｏ−６Ｃ＋
／’ｃ ’１であって、Ｓｉの熱膨張係数の２．５ Ｘ
１ ｏ６（＋７℃）の約７倍大きいため、室温ではこ
の差に起因する応力がシリコン基板に働くためと考えら
れる。
次に第３図（ｈ） Ｋ示されるように、表面に所望反射
防止膜６を施し、その後第３図（ｉ）Ｋ示されるように
、所定のセル寸法に切断し、さらに、第３図（ｉ）Ｋ示
されるように、表面に接着剤７を塗布し、そのｈＫカバ
ーガラス８を貼り付けて太陽電池のセルが完成する。カ
バーガラス接着の際、前述の反りは、接着剤厚さの適切
なコントロールと、カバーガラスの自重によって、アセ
ンブリーに支障ない程度にまで、見かけ上解消される。
防止膜６を施し、その後第３図（ｉ）Ｋ示されるように
、所定のセル寸法に切断し、さらに、第３図（ｉ）Ｋ示
されるように、表面に接着剤７を塗布し、そのｈＫカバ
ーガラス８を貼り付けて太陽電池のセルが完成する。カ
バーガラス接着の際、前述の反りは、接着剤厚さの適切
なコントロールと、カバーガラスの自重によって、アセ
ンブリーに支障ない程度にまで、見かけ上解消される。
このような宇宙用薄型シリコン太閤電池の出力特性は、
例えば、５０ｐｍＢｓＦＲ型のもので、ｖｏｃ （開放
電圧）が約６０５ｍＶ 、 １５（（短絡電流値）が約
４１．２ ｍＡ／ａｄ 、 Ｆ Ｆ （曲線因子）が約
０７７、η（変換効率）が約１４．８％（ＡＭＯ）程度
であり、近年の大型衛星の電力要求に対して十分とは言
い難かった。
例えば、５０ｐｍＢｓＦＲ型のもので、ｖｏｃ （開放
電圧）が約６０５ｍＶ 、 １５（（短絡電流値）が約
４１．２ ｍＡ／ａｄ 、 Ｆ Ｆ （曲線因子）が約
０７７、η（変換効率）が約１４．８％（ＡＭＯ）程度
であり、近年の大型衛星の電力要求に対して十分とは言
い難かった。
ところで、従来の製法によれば裏面電極の形成され次基
板は、例えば、第３図（ｇ）のように受光面を旧に凸の
状態に反っている。これは、基板が丘部では横方向の外
向きの矢印で示す引っ張り応力と、下部では内向きの矢
印で示す圧縮応力を受けていることを示している。
板は、例えば、第３図（ｇ）のように受光面を旧に凸の
状態に反っている。これは、基板が丘部では横方向の外
向きの矢印で示す引っ張り応力と、下部では内向きの矢
印で示す圧縮応力を受けていることを示している。
太陽電池の出力特性を支配するｐｎ接合は、受光面がｎ
十拡散層の場合、ｎ十拡散層表面直下約０１〜０．３μ
ｍの位置に形成されているので、ｐｎ接合近傍は明らか
に引っ張り応力を受けているっこのことは同時に縦方向
（（＋００）軸方向）への圧縮を示唆している。この結
晶格子の圧縮は、伝導帯のＸポイントの谷を低エネルギ
側へと移動させ、結果的に基板がシリコンの場合、シリ
コンの禁制帯巾を減少させる（例えば、Ｊ 、 Ｉ 、
ＰＡＮＫＯＶＥ著ｒｏｐＴＩｃｈＬＰＲＯＣＥＳＳ
ＩＮ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲａｏ頁参照）。
十拡散層の場合、ｎ十拡散層表面直下約０１〜０．３μ
ｍの位置に形成されているので、ｐｎ接合近傍は明らか
に引っ張り応力を受けているっこのことは同時に縦方向
（（＋００）軸方向）への圧縮を示唆している。この結
晶格子の圧縮は、伝導帯のＸポイントの谷を低エネルギ
側へと移動させ、結果的に基板がシリコンの場合、シリ
コンの禁制帯巾を減少させる（例えば、Ｊ 、 Ｉ 、
ＰＡＮＫＯＶＥ著ｒｏｐＴＩｃｈＬＰＲＯＣＥＳＳ
ＩＮ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲａｏ頁参照）。
（発明が解決し二つとする課題）
前述の禁制帯巾の減少は半導体中の真性キャリア濃度の
増加をまねき、その結果ｐｎ接合の電気的特性を支配す
る拡散電位を低下させる。拡散電位の低下は、直接的に
太陽電池セルの開放電圧の低下につながる。
増加をまねき、その結果ｐｎ接合の電気的特性を支配す
る拡散電位を低下させる。拡散電位の低下は、直接的に
太陽電池セルの開放電圧の低下につながる。
格子定数の精密測定から、等価な圧縮応力を見積ること
ができるが、これ′ｆ！：１ＸＩ０９〜４ Ｘ Ｉ Ｏ
１０ｄｙｎｅ １ｃｓｄ ８度と推定すると、拡散電位
は室温で約６０〜１２０ｍＶも低下していることＫなる
。
ができるが、これ′ｆ！：１ＸＩ０９〜４ Ｘ Ｉ Ｏ
１０ｄｙｎｅ １ｃｓｄ ８度と推定すると、拡散電位
は室温で約６０〜１２０ｍＶも低下していることＫなる
。
もし、この圧縮応力の影響を除去することができれば、
開放電圧は６０〜１２０ｍＶ増大されることになり、変
換効率は１５６〜１７％に達するであろう。
開放電圧は６０〜１２０ｍＶ増大されることになり、変
換効率は１５６〜１７％に達するであろう。
本発明の目的は、この圧縮応力を低減させることにある
。
。
（課題を解決するための手段）
厚い半導体基板を所定の厚さに加工するときその一方の
面に反りを防止するための補強部材を残してエツチング
する工程と、他方の面にｐｎ接合よりなる受光面を形成
する工程と、前記の一方の面ＫＷ権を形成する工程と、
受光面の下部にカバーガラスを貼り付ける工程とによっ
て、圧縮応力の発生を防止した。
面に反りを防止するための補強部材を残してエツチング
する工程と、他方の面にｐｎ接合よりなる受光面を形成
する工程と、前記の一方の面ＫＷ権を形成する工程と、
受光面の下部にカバーガラスを貼り付ける工程とによっ
て、圧縮応力の発生を防止した。
（作 用ノ
半導体基板の一方の面には補強部材が設けであるから、
この面に金属のｔ＆が形成されても、前記の補強部材が
圧縮応力を防止する。
この面に金属のｔ＆が形成されても、前記の補強部材が
圧縮応力を防止する。
（実施例：Ｉ
第１図（ａ）乃至（ｂ）は本発明の一実施例の略断面図
であって、従来例の第２図（ａ）乃至（ｂ） Ｋ対応す
るものである。
であって、従来例の第２図（ａ）乃至（ｂ） Ｋ対応す
るものである。
まず、第１図（ａ）Ｋ示されるように、厚さが約２００
〜３００μｍの結晶面の方位［＋００〕のｐ型シリコン
基板夏の裏面の周縁に被膜９を施す。この被膜９は後述
の補強部材形成のためであって、種々の形状が考えられ
る。第２図はそのパターンの一例の平面図であって、ｐ
型シリコン基板ｌの周縁部の環状の部分と９０°に交叉
する直径の部分とよりなる被膜９が、ｐ型シリコン基板
Ｉの裏面に形成される。被膜９は、エツチングされない
材料、例えばＣＶＤ法による５ｉ０２又はＳ ｉ３ Ｎ
４等、または耐酸、耐アルカリ性のワックス等が使用さ
れる。
〜３００μｍの結晶面の方位［＋００〕のｐ型シリコン
基板夏の裏面の周縁に被膜９を施す。この被膜９は後述
の補強部材形成のためであって、種々の形状が考えられ
る。第２図はそのパターンの一例の平面図であって、ｐ
型シリコン基板ｌの周縁部の環状の部分と９０°に交叉
する直径の部分とよりなる被膜９が、ｐ型シリコン基板
Ｉの裏面に形成される。被膜９は、エツチングされない
材料、例えばＣＶＤ法による５ｉ０２又はＳ ｉ３ Ｎ
４等、または耐酸、耐アルカリ性のワックス等が使用さ
れる。
次に、このようなｐ型シリコン基板１にエツチングを施
すと被膜９を設けた部分が残り、この被膜を除去すると
、第１図（ｂ） Ｋ示すようにｐ型／リコン基板■の裏
面の周縁には厚い部分よりなる補強部材１−１が形成さ
れ、その内側は薄くなる。
すと被膜９を設けた部分が残り、この被膜を除去すると
、第１図（ｂ） Ｋ示すようにｐ型／リコン基板■の裏
面の周縁には厚い部分よりなる補強部材１−１が形成さ
れ、その内側は薄くなる。
典形的な厚さは、薄い部分で約５０μｍ、厚い部分で約
２５０μｍである。
２５０μｍである。
次に、鋪１図（Ｃ）に示されるように全面にｐ゛拡散層
２を形成する。そして、第１図（ｄ）に示されるように
受光面側のｐ生鉱散層２をエツチングにより除去し、第
１図（ｅ） Ｋ示されるように、受光面側Ｋｎｎ十数散
層を形成し、その表面に第１図（ｆ）に示されるように
集電極４を形成することは従来例の場合と同様である。
２を形成する。そして、第１図（ｄ）に示されるように
受光面側のｐ生鉱散層２をエツチングにより除去し、第
１図（ｅ） Ｋ示されるように、受光面側Ｋｎｎ十数散
層を形成し、その表面に第１図（ｆ）に示されるように
集電極４を形成することは従来例の場合と同様である。
また、以下の図面においては、ｎ十数散層３は省略され
る。
る。
次に、第１図（ｇ）ＶＣ示されるように、裏面に裏面［
＆５を形成する。このときｐ型シリコン基板１の裏面に
は補強部材１−１が形成されているから、ｐ型シリコン
基板ｌの反りを防止することができる。従って、ｐｎ接
合近傍の（１００〕軸方向への圧縮も生じない。
＆５を形成する。このときｐ型シリコン基板１の裏面に
は補強部材１−１が形成されているから、ｐ型シリコン
基板ｌの反りを防止することができる。従って、ｐｎ接
合近傍の（１００〕軸方向への圧縮も生じない。
その後、第１図（ｈ） Ｋ示すように反射防止膜６を形
成し、第１図（ｉ）に示すように表面にカバーガラス８
を接着剤７によって貼り付けた後、第１図（ｊ）に示す
ように所望の寸法にカバーガラスごとダイシングする。
成し、第１図（ｉ）に示すように表面にカバーガラス８
を接着剤７によって貼り付けた後、第１図（ｊ）に示す
ように所望の寸法にカバーガラスごとダイシングする。
このとき、周縁部の補強部材は、同時に切り取られる。
ｐ型シリコン基板！は、カバーガラス８によって補強さ
れているから、反ることはない。ダイシングには、例え
ば、ガラス切断用とシリコン基板切断用の２個のブレー
ドを有するダイシングンーを用いることで容易に作業を
行うことができる。
れているから、反ることはない。ダイシングには、例え
ば、ガラス切断用とシリコン基板切断用の２個のブレー
ドを有するダイシングンーを用いることで容易に作業を
行うことができる。
（発明の効果）
本発明によれば太陽電池セルに何ら応力が加えられない
薄型シリコン太ｖａｔ池を製造することができるので、
開放電圧が向上し、高効率化に著しく貢献する。宇宙用
、地上用とを問わず太陽電池の重量軽減に寄与する。
薄型シリコン太ｖａｔ池を製造することができるので、
開放電圧が向上し、高効率化に著しく貢献する。宇宙用
、地上用とを問わず太陽電池の重量軽減に寄与する。
第１図（ａ）乃至（Ｄけ本発明の一実施例の各工程を示
す略断面図、第２図はこれに使用される被膜のパターン
の一例の平面図、第３図（ａ）乃至（ｉ）Ｉｄ従来の製
法の各工程を示す略断面図である。 １・・・ｐ型シリコン基板、２・・ｐ十数散層、３・・
・ｎ十数散層、４・・集ｔ＆、５・・裏面電極、６・・
反射防止膜、７・・・接着剤、８・・・カバーガラス、
９・・被膜 代堆人 福 士 愛 彦゛ら＝− こ−−一一二二 鴻Ｉ図 巣２ 図 （１）） 口３１
す略断面図、第２図はこれに使用される被膜のパターン
の一例の平面図、第３図（ａ）乃至（ｉ）Ｉｄ従来の製
法の各工程を示す略断面図である。 １・・・ｐ型シリコン基板、２・・ｐ十数散層、３・・
・ｎ十数散層、４・・集ｔ＆、５・・裏面電極、６・・
反射防止膜、７・・・接着剤、８・・・カバーガラス、
９・・被膜 代堆人 福 士 愛 彦゛ら＝− こ−−一一二二 鴻Ｉ図 巣２ 図 （１）） 口３１
Claims (1)
- １、厚い半導体基板の一方の面に補強部材を残して所望
の厚さに加工する工程と、他方の面にｐｎ接合よりなる
受光面を形成する工程と、前記の一方の面に電極を形成
する工程と、受光面の上部にカバーガラスを貼り付ける
工程とを有する太陽電池の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323991A JPH04192474A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323991A JPH04192474A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04192474A true JPH04192474A (ja) | 1992-07-10 |
Family
ID=18160907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2323991A Pending JPH04192474A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04192474A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008042105A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造に用いる基板 |
| US7635892B2 (en) | 2003-01-20 | 2009-12-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6298679A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-08 | Sharp Corp | 化合物半導体太陽電池の製造方法 |
| JPH02244681A (ja) * | 1989-03-15 | 1990-09-28 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池 |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2323991A patent/JPH04192474A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6298679A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-08 | Sharp Corp | 化合物半導体太陽電池の製造方法 |
| JPH02244681A (ja) * | 1989-03-15 | 1990-09-28 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池 |
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| JP2008042105A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造に用いる基板 |
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