JPH04218976A - 光起電力装置及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可撓性を有する光起電力
装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からこの種の可撓性を有する光起電
力装置として、ステンレス薄板等の可撓性を有する基板
上に、絶縁膜、金属背面電極、光活性層を含む非晶質半
導体層及び透明電極を順次形成したものが存在している
。然し乍ら、この構造の光起電力装置を製造する場合、
非晶質半導体層上に透明電極を形成する必要があり、こ
の透明電極を形成する際に、その半導体層にダメージを
与えないように、低温、低パワーで形成せざるを得ない
。そのため透過率が高く、シート抵抗が低い透明電極を
形成する事が困難であり、高い光電変換効率の光起電力
装置を得ることはできなかった。

【０００３】斯る問題点に鑑み非晶質半導体層上に透明
電極を形成するプロセスをなくした、即ち、半導体層形
成に先立って透明電極を形成し、透明電極形成による半
導体層へのダメージをなくし、光起変換効率の向上を図
った可撓性を有する光起電力装置の製造方法が特開平１
−１０５５８１号公報に開示されている。従来の可撓性
光起電力装置の製造方法について図３に従い説明する。

【０００４】まず、支持基板１上に設けられた可撓性、
透光性を有するポリイミドなどからなる透光絶縁膜２上
に複数の領域毎に透明電極３…が分割配置される。

【０００５】この分割された各透明電極３…上の一方に
隣接間隔部と平行に帯状の導電性部材４…が形成され、
更に、導電性部材４…より隣接間隔部の反対側に、絶縁
性部材５…が形成される。

【０００６】上述した導電部材４…及び絶縁部材５…の
巾は０．２〜０．５ｍｍであり、その厚さは２０〜５０
μｍである。

【０００７】そして、透明電極３…、導電性部材４…及
び絶縁部材５…を含んで、透明電極３…全面に跨ってｐ
型、ｉ型、ｎ型のアモルファスシリコンからなる半導体
層６が形成される。

【０００８】更に、半導体層６を複数の領域毎に分割す
ることなく半導体層６上に裏面電極層７が形成される。

【０００９】その後、導電部材４…上の裏面電極層７の
露出方向からレーザービームを照射し、照射部分の裏面
電極層７と下層の導電部材４…とを電気的に結合し隣接
する光電変換領域を電気的に結合する。

【００１０】然る後、絶縁部材５…上の裏面電極層７の
露出方向からレーザービームを照射し、照射部分の裏面
電極層７及び半導体層６を除去することにより、図３（
Ａ）に示す集積型の光起電力装置を得る。

【００１１】続いて、図３（Ｂ）に示すように、熱可塑
性樹脂等の接着剤８が塗布されたポリエステルまたはフ
ッ素系フィルムからなる樹脂層９を熱ローラにより裏面
電極層７上に添着する。

【００１２】ところで、この樹脂層９を設けるのは、後
述の工程において、支持基板１より透光絶縁膜２を分離
後に透光絶縁膜２、透明電極３、薄膜半導体層６、裏面
電極７の積層体のみでは、透光絶縁膜２側へ素子がロー
ル状にカールをするので、このカールを防止するためで
ある。即ち、裏面電極７の上面に積層体を持つ内部応力
と同等の応力を持つ樹脂層９を積層することによりカー
ルを防止している。また、この樹脂層９の膜厚は機械的
強度を考慮して、２０〜１００μｍの膜厚が要求さ　れ
ている。

【００１３】その後、上記積層体を水中に浸漬し、支持
基板１より透光絶縁膜２を分離して、図３（Ｃ）に示す
ようにカールの発生しない可撓性光起電力装置を得る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記接着層８の膜厚が
導電部材４…及び絶縁部材５…よりも薄い場合、図３（
Ｂ）に示すように、樹脂層９はこれらの両部材を覆う部
分において、凹凸が生じる。その後、支持基板１から透
光絶縁膜２を剥離すると、樹脂層９のいわゆるこしによ
り、樹脂層９の凹凸が緩和され、樹脂層９は平坦な状態
に近くなろうとする。即ち、図３（Ｃ）に示すように、
樹脂層９が導電部材４…及び絶縁部材５…を裏面から押
す状態になる。このため、導電部材４…及び絶縁部材５
…の両サイドに応力が集中し、図３（Ｃ）の符合１０で
示す比較的密着力が弱い半導体層６と透明電極３との界
面及び半導体層６と透光絶縁膜２界面が、導電部材４…
及び絶縁部材５…の両サイドから剥離するという問題点
があった。

【００１５】この様な問題点は、前述した従来例で示し
たような可撓性の透光絶縁膜上に可撓性の光電変換領域
を形成した場合に限られるものではなく、その絶縁膜と
して、可撓性の非透光性絶縁膜を使用した場合に於ても
全く同様に発生する。斯る場合の光起電力装置の素子構
造図を図４に示す。尚、図中の符号は、前記従来例と同
一の材料とするものについては、同符号を付している。

【００１６】この光起電力装置の製造においては、可撓
性の非透光性絶縁膜１３上に薄膜半導体層６の形成に先
だって、裏面電極層７を形成し、透明電極３をその薄膜
半導体６の形成後に形成している。

【００１７】この素子構造においても、裏面電極層７と
半導体層６との界面及び半導体層６と非透光性絶縁膜１
３の界面が、導電部材４…及び絶縁膜部材５…の両サイ
ドから剥離するという問題が発生する。

【００１８】そこで、本発明の目的とするところは、斯
様な剥離の発生を防止し得る光起電力装置及びその製造
方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
点を解決するもので、可撓性の透光絶縁膜上に透明電極
と非晶質半導体層と裏面電極とを積層した可撓性の光電
変換領域が複数個形成され、前記光電変換領域は絶縁部
材上で互いに絶縁分離されると共に、導電部材を介して
隣接する前記光電変換領域が互いに電気的に結合されて
なる集積型光起電力装置であって、前記裏面電極に、前
記導電部材及び絶縁部材の厚さより厚みを有する接着層
を介して樹脂層を添着したことを特徴とする。

【００２０】また、本発明の製造方法は、支持基板上に
設けられた可撓性の透光絶縁膜上に、透明電極と非晶質
半導体層と裏面電極とを積層した可撓性の光電変換領域
を複数個形成し、前記光電変換領域を絶縁部材上で互い
に絶縁分離すると共に、導電部材を介して隣接する前記
光電変換領域を互いに電気的に結合し、更に前記裏面電
極全面に前記導電部材及び絶縁部材より厚みの厚い接着
層を介して樹脂層を添着した後、前記支持基板と透光絶
縁膜とを分離することを特徴とする。

【００２１】更に、本発明の特徴とするところは、可撓
性の非透光性絶縁膜上に裏面電極と非晶質半導体層と透
明電極とを積層した可撓性の光電変換領域が複数個形成
され、前記光電変換領域は絶縁部材上で互いに絶縁分離
されると共に、導電部材を介して隣接する前記光電変換
領域が互いに電気的に結合されてなる集積型光起電力装
置であって、前記透明電極に、前記導電部材及び絶縁部
材の厚さより厚みを有する接着層を介して樹脂層を添着
したことにあり、また、本発明の製造方法の特徴とする
ところは、支持基板上に設けられた可撓性の非透光性絶
縁膜上に、裏面電極と非晶質半導体層を透明電極とを積
層した可撓性の光電変換領域を複数個形成し、前記光電
変換領域を絶縁部材上で互いに絶縁分離すると共に、導
電部材を介して隣接する前記光電変換領域を互いに電気
的に結合し、更に前記透明電極全面に前記導電部材及び
絶縁部材より厚みの厚い接着層を介して樹脂層を添着し
た後、前記支持基板と非透光性絶縁膜とを分離すること
にある。

【００２２】

【作用】接着層の膜厚を導電部材及び絶縁部材の厚みよ
り厚くしているので、両部材の厚みが接着層により吸収
される。従って、樹脂層が、透光絶縁膜を使用した場合
にあっては、裏面電極層上に、また非透光性絶縁膜を使
用した場合にあっては、透明電極上に平坦な状態で添着
され、両部材近傍の応力集中が緩和される。

【００２３】これにより、透光絶縁膜の場合では、半導
体層と透明電極並びに半導体層と透光絶縁膜の剥離が防
止できることとなり、又非透光性絶縁膜の場合では、半
導体層と裏面電極、そして半導体層と非透光性絶縁膜、
夫々の界面での剥離を防止できることとなる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図１および図
２に従い説明する。

【００２５】まず、図２に従い、支持基板１上に本発明
に適用される集積型光起電力装置を形成する具体的な手
法に一例に付き説明する。

【００２６】図２（Ａ）に示すように、ガラス等からな
る支持基板１上に先づ厚さ１０μｍ〜２５μｍ、１０ｃ
ｍ角程度のポリイミドフィルム等からなる可撓性を有す
る透光絶縁膜２を被着し、この透光絶縁膜２上の主面に
厚さ１０００Å〜５０００Åの酸化錫（Ｓｎ　Ｏ２）、
酸化インジウム錫（ＩＴＯ）に代表される透光性導電性
酸化物（ＩＴＯ）の単層、或はそれらの積層型の透明電
極層を被着した後、互いの隣接間隔部が、例えばエッチ
ング、或はレーザビームの照射により除去されて、個別
の各透明電極３…が分離形成される。

【００２７】その後、透明電極３…上の一方の端に沿っ
て、導電部材４…が隣接間隔部と平行に帯状に形成され
る。この導電部材４…はポリイミド系の銀ペーストをス
クリーン印刷し、２５０〜３５０℃で硬化せしめること
によって形成される。この導電性部材４…の巾は０．２
〜０．５ｍｍ、厚さは２０〜５０μｍ程度である。

【００２８】続いて、図２（Ｂ）に示すように、前記導
電部材４…と平行に、透明電極４…に隣接間隔部の反対
側に絶縁部材５…が帯状に形成される。この絶縁部材５
…はポリイミド系の絶縁性ペーストをスクリーン印刷法
で塗布し、２５０〜３００℃で硬化せしめることによっ
て形成される。

【００２９】尚、これらの絶縁部材５…の巾は０．１〜
０．５ｍｍ、厚さは２０〜５０μｍ程度である。

【００３０】次に、図２（Ｃ）に示すように、前記導電
部材４…及び絶縁部材５…を含んで透明電極４…上全面
にｐ型、ｉ型、ｎ型のアモルファスシリコン層を順次積
層し、光活性層としての非晶質半導体層６を形成する。 そしてこの半導体層６上にアルミニウム、銀、チタン等
の単層、或は積層型の裏面電極７を順次形成する。最後
に図２（Ｄ）に示すように、導電部材４…上の裏面電極
７の露出方向側から第１のレーザビーム１００を照射せ
しめ、裏面電極７と導電部材４…とを電気的接続部１１
で夫々電気的に接続せしめる。

【００３１】次に絶縁部材５…上の裏面電極７の露出方
向から第２のレーザビーム１０１を照射せしめ、裏面電
極層７を分割する分割部１２を形成せしめ、各素子に対
応した裏面電極７を形成し、可撓性を有する集積型光起
電力装置が作成される。

【００３２】さて、本発明は、上述した集積型光起電力
装置を用いた可撓性光起電力装置を提供するものである
。

【００３３】図１に従い本発明を更に説明する。

【００３４】まず、上述したように形成された図１（Ａ
）に示す集積型光起電力装置の裏面電極７に樹脂層９を
添着する。

【００３５】この樹脂層９は、前述したように機械的強
度から２０〜１００μｍの膜厚のものが用いられ、本実
施例における膜厚は２５μｍである。そして、この樹脂
層９に、導電部材４…及び絶縁部材５…の厚みより厚い
接着層８が設けられている。即ち、導電部材４…及び絶
縁部材５…の各厚みより厚い熱可塑性樹脂などからなる
接着層８がポリエステル、或はフッ素系フィルムからな
る樹脂層９の一面に形成される。そして、この樹脂層８
の接着層９を裏面電極７表面に載置し、熱ロ−ラで押圧
することにより樹脂層９を裏面電極７に接着する。

【００３６】この接着条件は、熱ローラの温度が１５０
℃、押圧力が５ｋｇ／ｃｍ２である　。　　この接着工
程の際上記した絶縁部材４…及び導電部材５…の厚みは
接着層８により吸収され、樹脂層９表面は図１（Ｂ）に
示すように平坦な状態に維持される。

【００３７】尚、上述したように接着層８の厚みは絶縁
部材４…及び導電部材５…の厚みより厚くする必要があ
り、本実施例においては両部材の厚みが２０μｍ以上あ
るので、その厚さに対応して接着層８の厚みも２０μｍ
以上必要であり、７５μｍ程度の厚みが好適である。

【００３８】その後、上記積層体を水中に浸漬し、支持
基板１より透光絶縁膜２を分離して、図１（Ｃ）に示す
可撓性光起電力装置を得る。この分離の際、樹脂層９が
平坦な状態で添着されているので、絶縁部材４…及び導
電部材５…近傍の応力集中が緩和され、半導体層６と透
明電極３並びに半導体層６と透光絶縁膜２の剥離が防止
される。

【００３９】斯る事情は、非透光性絶縁膜を使用した場
合であっても全く同様に本発明の効果を呈することがで
きる。即ち、この非透光性絶縁膜上に裏面電極と非晶質
半導体層と透明電極とを積層してなる可撓性の光電変換
領域についてその透明電極に、前記導電部材及び絶縁部
材の厚さより厚みを有する接着層を介して樹脂層を添着
することによって、そのような剥離を防止することがで
きる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかな如く、
接着層の膜厚を導電部材及び絶縁部材の厚みより厚くし
ているので、両部材の厚みが接着層により吸収され、樹
脂層が裏面電極層上に平坦な状態で添着されることによ
り、両部材近傍の応力集中が緩和され、半導体層と透明
電極或るいは裏面電極、並びに半導体層と透光性或るい
は非透光性の絶縁膜の剥離が防止でき、信頼性の高い可
撓性光起電力装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図である。

【図２】本発明に適用される光起電力装置の製造方法の
１例を示す断面図である。

【図３】従来の光起電力装置の製造方法を示す断面図で
ある。

【図４】他の従来の光起電力装置の素子構造断面図であ
る。

【符号の説明】

１…支持板、　　　　　　　　２…透光絶縁膜、３…透
明電極、　　　　４…絶縁部材、５…導電部材、　　　
　　　６…半導体層、７…裏面電極、　　　　　　８…
接着層、９…樹脂層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　可撓性の透光絶縁膜上に透明電極と非
   晶質半導体層と裏面電極とを積層した可撓性の光電変換
   領域が複数個形成され、前記光電変換領域は絶縁部材上
   で互いに絶縁分離されると共に、導電部材を介して隣接
   する前記光電変換領域が互いに電気的に結合されてなる
   集積型光起電力装置であって、前記裏面電極に、前記導
   電部材及び絶縁部材の厚さより厚みを有する接着層を介
   して樹脂層を添着したことを特徴とする光起電力装置。
2. 【請求項２】　　支持基板上に設けられた可撓性の透光
   絶縁膜上に、透明電極と非晶質半導体層を裏面電極とを
   積層した可撓性の光電変換領域を複数個形成し、前記光
   電変換領域を絶縁部材上で互いに絶縁分離すると共に、
   導電部材を介して隣接する前記光電変換領域を互いに電
   気的に結合し、更に前記裏面電極全面に前記導電部材及
   び絶縁部材より厚みの厚い接着層を介して樹脂層を添着
   した後、前記支持基板と透光絶縁膜とを分離することを
   特徴とする光起電力装置の製造方法。
3. 【請求項３】　　可撓性の非透光性絶縁膜上に裏面電極
   と非晶質半導体層と透明電極とを積層した可撓性の光電
   変換領域が複数個形成され、前記光電変換領域は絶縁部
   材上で互いに絶縁分離されると共に、導電部材を介して
   隣接する前記光電変換領域が互いに電気的に結合されて
   なる集積型光起電力装置であって、前記透明電極に、前
   記導電部材及び絶縁部材の厚さより厚みを有する接着層
   を介して樹脂層を添着したことを特徴とする光起電力装
   置。
4. 【請求項４】　　支持基板上に設けられた可撓性の非透
   光性絶縁膜上に、裏面電極と非晶質半導体層を透明電極
   とを積層した可撓性の光電変換領域を複数個形成し、前
   記光電変換領域を絶縁部材上で互いに絶縁分離すると共
   に、導電部材を介して隣接する前記光電変換領域を互い
   に電気的に結合し、更に前記透明電極全面に前記導電部
   材及び絶縁部材より厚みの厚い接着層を介して樹脂層を
   添着した後、前記支持基板と非透光性絶縁膜とを分離す
   ることを特徴とする光起電力装置の製造方法。