JPH0499071A - 光起電力装置の製造方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、透光性を有するシースルー型の光起電力装置
の製造方法に関し、より詳しくは、結晶系の光起電力装
置の製造方法に関する。

（ロ）従来の技術 従来、光起電力装置、所謂太ＦＪ６電池に透光性を持た
せて、窓などに用いた場合に採光効果を兼ね備えたもの
として、非晶質シリコン（ａ−５ｉ　）薄膜を用いたも
のが、米国特許第４．７９５．５００号に示されている
。

この太陽電池は、ガラス等の透光性絶縁基板上に、透明
電極、ａ−Ｓｉ薄膜及び金属電極を順に形成した後、所
望の透光率に合わせて、少なくとも金属電極を、好まし
くはａ−５ｉ薄膜及び裏面ＴＬＩｆｉＵを除去して、透
光部を光電変換領域内にパターン形成し、採光及び視界
効果を持たせたものである。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところが、このようなａ−５ｉを用いた太陽電池は、現
在のところ、余り光電変換効率が高くないため、所要の
電力を得るには、大面積のものを必要とする。

それに対し、単結晶や多結晶の結晶系Ｓｉを用いた太陽
電池においては、光電変換効率の面でａ−５ｉを用いた
太ＦＪ！電池より優れているが、このような太Ｆａｔ池
は、通常、Ｓｉ基板を用いるために、上述のように、採
光効果を持たせることが難しい。

また、透光性絶縁基板を用いて、その上に結晶Ｓｉ薄膜
を形成することは、結晶成長性やＳｉ材料と基板との濡
れ性の問題などに起因して難しく、膜が形成されたとし
ても、その膜の半導体材料としての特性は、単結晶基板
上に形成した膜に比べて、一般に、良好でなかった。

更には、透光性絶縁基板上に形成した結晶Ｓｉ薄膜を太
陽電池に用いる場合には、ａ−５ｉ薄膜に比べて１０倍
以上の膜厚を必要とする。そのために、基板全面に結晶
Ｓｉ薄膜を形成した後に、採光部を形成するべく、エツ
チングを行う事は難しく、またエツチングを行うことに
より太陽電池特性の低下を招いていた。

以上のように、結晶系Ｓｉを用いて、良好な特性を有す
るシースルー型の太陽電池を得ることが離しかった。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の光起電力装置の製造方法は、 シリコンと濡れ性の悪い透光性絶縁基板上に、一方の電
極層及びシリコンシート層の積層体を、その一部分を除
去してなる複数の透光部を有するように形成する工程と
、 上記シリコンシート層上に、これを結晶成長種とする液
相成長法により結晶系シリコン層を成長形成する工程と
、 この結晶系シリコン層上に、他方の電極層を形成する工
程と、 を備えたことを特徴とする。

（ホ）作用 本発明方法によれば、透光性絶縁基板とシリコンとの濡
れ性を利用した選択成長性より、結晶系シリコン層が、
採光部を有するように、自動的にパターニング形成され
る。

（へ）実施例 第１図乃至第４図は、本発明の製造方法を工程器に示す
断面図である。

まず、第１図に示す工程において、透光性セラミックま
たは石英ガラス等のシリコンと濡れ性の悪い透明絶縁基
板１を準備する。

ここで、濡れ性とは、基板表面にシリコンが付着する割
合をいい、以下の式で示すｖＬＮが９０％程度以下のも
のを濡れ性が悪いとする。

Ｎ＝シリコンの付着面積、／基板面積×１００そして、
このような基板１上に、スパッタまたはＥＢ蒸着により
、ＩＴＯｌＳｎｏｗ等の導電性酸化物（ＴＣＯ）からな
る接着層２を膜厚０．３μｍに形成し、これに積層して
、Ｔｉ薄膜からなる金属電極層３を膜厚５０００人で形
成する。更に、これに積層して、プラズマ溶射法により
、シリコンシート層４を膜厚３１に形成する。

尚、接着層２は、基板１と電極層３との密着性をより良
くするためのものであり、電極層３と基板ｌとの密着性
がよければ、特に必要としない。

第２図に示す工程において、接着層２．電極層３及びシ
リコンシート層４の積層体を部分的にエツチング除去し
て、複数の透光部５を形成する。

この透光部５は、円形、矩形等、任意の形状及び所望の
面積比率で形成される。

なお、透光部５は、接着層２、電極層３及びシリコンシ
ート層４を予めマスクを用いて、パターニング形成して
もよい。

第３図に示す工程において、シリコンシート層４上に、
ｐ型のシリコン材料を溶解させた錫（Ｓｎ）溶液を用い
た液相成長法により、ｐ型の多結晶シリコン層６を膜！
！ｌ−１０１１ｍに析出成長させ、次いで、１１型のシ
リコン材料を溶解させた錫（Ｓｎ）溶液を用いた液相成
長法により、ｎ型の多結晶シリコン層７を膜厚１＃ｍに
析出成長させる。

第５図は液相成長装置の構成を示す概略図であり、高純
度カーボントレイ５０上に、基板ｌが保持される。

また、高純度カーボン製ボート５１内のるつぼ５２内に
、シリコン錫（ＳｉＳｎ）溶液が収納されている。

そして、トレイ５０上に保持された基板ｌを高純度カー
ボン製ポート５１内のるつぼ５２に収納されている５ｉ
Ｓｎ溶液の表面に接するように配置される。

この状態で、るつぼ５２の温度を例えば、１０００℃に
設定し、毎分１〜２℃の割合で降温させることにより、
基板１上のシリコンソード層４上に多結晶シリコン層６
．７が形成される。

この多結晶シリコン層６．７の析出形成時、透光部５に
おいては、シリコンとの湿れ性が悪い基板１表面が露出
しているため、多結晶シリコン層６．７が形成されず、
従って、多結晶シリコン層６．７は自動的にシリコンソ
ード層４上にのみ形成される。

第４図に示す工程において、透光部５内、具体的には接
着層２、電極層３、シリコンシート層４及び多結晶シリ
コン層６．７の側面部を覆うように、スパッタ蒸着法に
より、Ｓｉｎ、等の透明な絶縁膜からなるからなるパッ
シベーション膜８を膜厚０、２１ｍに形成する。

このパッシベーション膜８の形成は、まず全面に形成し
、その後、多結晶シリコン層７上に膜をレーザーパター
ニングにより除去することによりなされる。

最後に、多結晶シリコン層７上に、透明電極膜９をスパ
ッタ蒸着により形成する。

以上の方法により、複数の透光部５を備える多結晶の光
起電力装置が形成される。

次に、本発明による実施例による光起電力装置と従来例
による光起電力装置との特性、即ち、開放電圧（Ｖｏｃ
）、短絡電流（Ｉｓｃ）、曲線因子（ＦＦ）及び変換効
率（η）の夫々を下表に示す。なお、従来例の光起電力
装置は、厚さ２００μｍのｐ−型Ｓｉウェハを用いたも
のであり、ウェハの裏面に金属電極を形成し、表面にリ
ン（Ｐ）をイオンインプランテーション法によって注入
してｎ’Ｊ層を形成後、更に５ｉｆｔのパッジベージ３
ン膜及びＩＴＯの透明電極膜をこの順序に形成した構成
で備え、その後に各層をエツチングにより除去して透光
部を形成したものである。

なお、本実施例及び従来例における透光部の面積比率は
、２５％である。また下表の変換効率は有効面積に対す
る変換効率であり、光照射条件はＡＭ−１，５である。

る。

上表から明らかなように、本実施例による光起電力装置
は、従来例に比べて良好な特性を示していること・が判
る。

上述の実施例では、多結晶シリコン層を形成しているが
、単結晶シリコン層を形成してもよい。

（ト）発明の効果 本発明によれば、結晶系シリコン層を選択成長できるこ
とにより、エツチング工程を経ることなく、簡単に透光
部を形成することができ、従って、各薄膜層に対して損
傷を与えることがなく、良好な特性のシースルー型の光
起電力装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリコンと濡れ性の悪い透光性絶縁基板上に、一
   方の電極層及びシリコンシート層の積層体を、その一部
   分を除去してなる複数の透光部を有するように形成する
   工程と、 上記シリコンシート層上に、これを結晶成長種とする液
   相成長法により結晶系シリコン層を成長形成する工程と
   、 この結晶系シリコン層上に、他方の電極層を形成する工
   程と、 を備えたことを特徴とする光起電力装置の製造方法。