JPH0516673B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0516673B2 JPH0516673B2 JP60046326A JP4632685A JPH0516673B2 JP H0516673 B2 JPH0516673 B2 JP H0516673B2 JP 60046326 A JP60046326 A JP 60046326A JP 4632685 A JP4632685 A JP 4632685A JP H0516673 B2 JPH0516673 B2 JP H0516673B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- mandrel
- layer
- photosensitive
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 92
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 74
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 60
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 16
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 55
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 44
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 26
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 19
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 13
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 11
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 8
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 101100165186 Caenorhabditis elegans bath-34 gene Proteins 0.000 description 4
- 101100493705 Caenorhabditis elegans bath-36 gene Proteins 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010147 laser engraving Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- KERTUBUCQCSNJU-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);disulfamate Chemical compound [Ni+2].NS([O-])(=O)=O.NS([O-])(=O)=O KERTUBUCQCSNJU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000927 Ge alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 210000002457 barrier cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D1/00—Electroforming
- C25D1/04—Wires; Strips; Foils
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
- H01L21/2885—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition using an external electrical current, i.e. electro-deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
- H01L31/03921—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
- H01L31/0463—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate characterised by special patterning methods to connect the PV cells in a module, e.g. laser cutting of the conductive or active layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
-
- 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
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光を拡散反射させるための粗面を有
する金属基板を具備する光感応構造体の製造方法
に関する。
する金属基板を具備する光感応構造体の製造方法
に関する。
結晶質シリコンで太陽電池を製造するにはバツ
チ処理方式しか採用できないが、アモルフアスシ
リコンは大面積基板に多重層としてデポジツトで
きるので大型連続処理システムで太陽電池を形成
し得る。この種の連続処理システムは以下の米国
特許に開示されている。米国特許第4400409号
「Pド−プシリコン薄膜の製法及び該方法により
得られるデバイス」、米国特許第4410588号「アモ
ルフアス太陽電池の連続製造システム」、米国特
許第4438723号「多数チヤンバ形堆積分離システ
ム及び方法」、米国特許第4492181号「タンデム形
アモルフアス光起電力セルの連続的製造方法及び
装置」、及び、米国特許第4485125号「タンデム形
アモルフアス光起電力セルの連続的製造方法及び
装置」これら特許に於ては、各々が特定の半導体
材料だけをデポジツトする一連のデポジシヨンチ
ヤンバに基板を順次通過させる。p−i−n形構
造の光起動力デバイスの製造では第1チヤンバが
p形半導体合金専用であり、第2チヤンバが真性
アモルフアス半導体合金専用であり、第3チヤン
バがp形半導体合金専用である。
チ処理方式しか採用できないが、アモルフアスシ
リコンは大面積基板に多重層としてデポジツトで
きるので大型連続処理システムで太陽電池を形成
し得る。この種の連続処理システムは以下の米国
特許に開示されている。米国特許第4400409号
「Pド−プシリコン薄膜の製法及び該方法により
得られるデバイス」、米国特許第4410588号「アモ
ルフアス太陽電池の連続製造システム」、米国特
許第4438723号「多数チヤンバ形堆積分離システ
ム及び方法」、米国特許第4492181号「タンデム形
アモルフアス光起電力セルの連続的製造方法及び
装置」、及び、米国特許第4485125号「タンデム形
アモルフアス光起電力セルの連続的製造方法及び
装置」これら特許に於ては、各々が特定の半導体
材料だけをデポジツトする一連のデポジシヨンチ
ヤンバに基板を順次通過させる。p−i−n形構
造の光起動力デバイスの製造では第1チヤンバが
p形半導体合金専用であり、第2チヤンバが真性
アモルフアス半導体合金専用であり、第3チヤン
バがp形半導体合金専用である。
デポジシヨン装置の真空室内で上記の如くデポ
ジツトされた半導体合金材料層を利用した光感応
デバイスを形成し得る。光感応デバイスとしては
例えば、1つ以上のp−i−nセル又は1つ以上
のn−i−pセル、シヨツトキーバリアー、ホト
ダイオード、ホトトラジスタ等を含む光起電力セ
ルがある。また、一連のデポジシヨンチヤンバ内
での移動を多数回繰返すか、又はデポジシヨンチ
ヤンバ列を付加することによつて、種々の構造の
多層セルを形成し得る。
ジツトされた半導体合金材料層を利用した光感応
デバイスを形成し得る。光感応デバイスとしては
例えば、1つ以上のp−i−nセル又は1つ以上
のn−i−pセル、シヨツトキーバリアー、ホト
ダイオード、ホトトラジスタ等を含む光起電力セ
ルがある。また、一連のデポジシヨンチヤンバ内
での移動を多数回繰返すか、又はデポジシヨンチ
ヤンバ列を付加することによつて、種々の構造の
多層セルを形成し得る。
移動する基板ウエブに連続的に形成される光感
応デバイスは、比較的薄いデバイスでは無視でき
ない種々の欠陥を生じ易く、これら欠陥がデバイ
スの性能低下につながり易い。膜厚の代表的な値
としてはp形層は40ナノメータ、真性層は350ナ
ノメータ及びn形層は2ナノメータのオーダであ
るからp−i−n形単層光起電力セルの半導体材
料の総膜厚は約410ナノメータにしかならない。
従つて、表面不整の如き基板欠陥が存在すると、
これらの欠陥は如何に微小であつても半導体材料
のデポジツト薄膜に容易にカバーできない。
応デバイスは、比較的薄いデバイスでは無視でき
ない種々の欠陥を生じ易く、これら欠陥がデバイ
スの性能低下につながり易い。膜厚の代表的な値
としてはp形層は40ナノメータ、真性層は350ナ
ノメータ及びn形層は2ナノメータのオーダであ
るからp−i−n形単層光起電力セルの半導体材
料の総膜厚は約410ナノメータにしかならない。
従つて、表面不整の如き基板欠陥が存在すると、
これらの欠陥は如何に微小であつても半導体材料
のデポジツト薄膜に容易にカバーできない。
半導体材料をデポジツトする基板即ちベース電
極として最高品質のステンレススチールを使用す
るとしても、この基板材料は10000乃至100000
個/cm2の欠陥を有すると推定される。これら欠陥
即ち表面不整は、滑らかな仕上面に対する突起、
陥没又はそれ以外の表面ズレの形状で生じ、正常
表面に対する欠陥の高低差又は各欠陥の直径は
1μmより小さい場合もある。表面不整の形状及
び寸法と滑らかな仕上面に対する表面不整のズレ
の程度と半導体材料が欠陥とカバーした程度又カ
バーできなかつた程度とによつては、半導体材料
内部に低抵抗電流通路が生じ得る。詳細にはこの
通路は、例えば光起電力セルの2つの電極間に構
造的に形成された短絡回路である。例えば、基板
電極の表面から突出するトゲ状突起が余りにも長
くて半導体材料のデポジシヨンによつてカバーで
きないと、半導体材料に第2電極をデポジツトし
とたときに第2電極との直接電気接触が生じるで
あろう。また、基板電極の表面に生じた陥没即ち
クレータが余りにも広いか又は余りにも深い半導
体材料のデポジシヨンによつてカバーできない。
この場合、基板電極と第2電極とが極めて接近し
て維持させるので、電流が両電極間のギヤツプを
橋絡するか、又は、光起電力デバイスを実際に使
用したときに(即ち、光誘発電流が発生したとき
に)片方の電極の材料が他方の電極に移行して電
流が通るであろう。欠陥の寸法が大きくない場合
でも、欠陥が1つ以上の尖形又はギザギザの異常
部分を含むときは、この部分がデポジツト半導体
材料の不均質成長を促進する核形成中心を形成す
る。
極として最高品質のステンレススチールを使用す
るとしても、この基板材料は10000乃至100000
個/cm2の欠陥を有すると推定される。これら欠陥
即ち表面不整は、滑らかな仕上面に対する突起、
陥没又はそれ以外の表面ズレの形状で生じ、正常
表面に対する欠陥の高低差又は各欠陥の直径は
1μmより小さい場合もある。表面不整の形状及
び寸法と滑らかな仕上面に対する表面不整のズレ
の程度と半導体材料が欠陥とカバーした程度又カ
バーできなかつた程度とによつては、半導体材料
内部に低抵抗電流通路が生じ得る。詳細にはこの
通路は、例えば光起電力セルの2つの電極間に構
造的に形成された短絡回路である。例えば、基板
電極の表面から突出するトゲ状突起が余りにも長
くて半導体材料のデポジシヨンによつてカバーで
きないと、半導体材料に第2電極をデポジツトし
とたときに第2電極との直接電気接触が生じるで
あろう。また、基板電極の表面に生じた陥没即ち
クレータが余りにも広いか又は余りにも深い半導
体材料のデポジシヨンによつてカバーできない。
この場合、基板電極と第2電極とが極めて接近し
て維持させるので、電流が両電極間のギヤツプを
橋絡するか、又は、光起電力デバイスを実際に使
用したときに(即ち、光誘発電流が発生したとき
に)片方の電極の材料が他方の電極に移行して電
流が通るであろう。欠陥の寸法が大きくない場合
でも、欠陥が1つ以上の尖形又はギザギザの異常
部分を含むときは、この部分がデポジツト半導体
材料の不均質成長を促進する核形成中心を形成す
る。
本発明は、動作不良の原因になる顕在性及び潜
在性の欠陥の問題を解決し、これら欠陥をもたな
い高品質大面積の光感応構造体を得る光感応構造
体の製造方法を提供することを目的とする。本発
明の光感応構造体の製造方法は、光を拡散反射さ
せるための粗面を有する金属基板を具備する光感
応構造体の製造方法において、前記粗面を形成す
るための織物状の外面を有するマンドレルを前記
外面が電気メツキ浴内で移動するように回転さ
せ、前記マンドレルの回転中に前記外面に電気メ
ツキを施して内側に前記織物状の外面に対応した
粗面を有する金属材料のメツキ層を形成し、前記
外面から前記金属材料を剥離して前記粗面を有す
る金属基板を作製し、前記金属基板上に光感応性
材料を堆積させることを特徴とし、 また、光を拡散反射させるための粗面を有する
金属基板を具備する光感応構造体の製造方法にお
いて、 マンドレルの外面が電気メツキ浴内で移動するよ
うにマンドレルを回転させ、前記マンドレルの回
転中に前記外面に電気メツキを施すことにより金
属材料を柱状に成長させて外側に粗面を有するメ
ツキ層を形成し、前記外面から前記メツキ層を剥
離して前記粗面を有する金属基板を作製し、前記
金属基板上に光感応性材料を堆積させることを特
徴とする。
在性の欠陥の問題を解決し、これら欠陥をもたな
い高品質大面積の光感応構造体を得る光感応構造
体の製造方法を提供することを目的とする。本発
明の光感応構造体の製造方法は、光を拡散反射さ
せるための粗面を有する金属基板を具備する光感
応構造体の製造方法において、前記粗面を形成す
るための織物状の外面を有するマンドレルを前記
外面が電気メツキ浴内で移動するように回転さ
せ、前記マンドレルの回転中に前記外面に電気メ
ツキを施して内側に前記織物状の外面に対応した
粗面を有する金属材料のメツキ層を形成し、前記
外面から前記金属材料を剥離して前記粗面を有す
る金属基板を作製し、前記金属基板上に光感応性
材料を堆積させることを特徴とし、 また、光を拡散反射させるための粗面を有する
金属基板を具備する光感応構造体の製造方法にお
いて、 マンドレルの外面が電気メツキ浴内で移動するよ
うにマンドレルを回転させ、前記マンドレルの回
転中に前記外面に電気メツキを施すことにより金
属材料を柱状に成長させて外側に粗面を有するメ
ツキ層を形成し、前記外面から前記メツキ層を剥
離して前記粗面を有する金属基板を作製し、前記
金属基板上に光感応性材料を堆積させることを特
徴とする。
以下、本発明方法を光起電力アレイの製造を例
にとつて説明する。
にとつて説明する。
高品質大面積光起電力アレイを製造するため
に、電鋳金属薄基板にアモルフアス光感応層をデ
ポジツトする。
に、電鋳金属薄基板にアモルフアス光感応層をデ
ポジツトする。
粗面マンドレルを使用する連続電鋳装置で基板
を調製すると、非正反射表面をもつ無欠陥箔を形
成し得る。この種の箔にアモルフアス半導体材料
をデポジツトして形成された光起電力デバイスの
利点は、分流欠陥と動作不良とを生じない性能が
得られること、及び、箔が拡散反斜面を有するこ
とである。得られる箔及びデバイスはいずれも極
めて軽量で可撓性である。
を調製すると、非正反射表面をもつ無欠陥箔を形
成し得る。この種の箔にアモルフアス半導体材料
をデポジツトして形成された光起電力デバイスの
利点は、分流欠陥と動作不良とを生じない性能が
得られること、及び、箔が拡散反斜面を有するこ
とである。得られる箔及びデバイスはいずれも極
めて軽量で可撓性である。
セルカー(Selker)の米国特許第3767537号に
は、薄膜電気メツキを用いた無孔質ニツケル薄膜
の製法が開示されている。回転チタンドラムにニ
ツケルを電気メツキして箔を形成し、ドラムを回
転させ乍らドラムからメツキ箔を剥離する。滑ら
かな表面をもつドラムを用いて慎重に処理すると
無孔質箔を製造し得る。Selkerは、薄膜内部での
細孔形成は阻止するには回転ドラムに正反射面を
設けることが必要であると強調しているが、発明
人等は、アモルフアス半導体デバイスの製造に極
めて有用な箔は、織物状に組織された表面をもつ
ドラムから製造されるという結論を得た。本発明
では更に、アモルフアス光感応材料を箔にデポジ
ツトして形成された光起電力デバイスの後方反射
膜として機能する正反射面をもつ電鋳薄膜を使用
してもよい。また、織物状に組織された表面と同
様の柱状デポジツトを形成し得る浴を用いたメツ
キ箔に光感応デバイスを形成してもよい。このよ
うな箔の場合は通常、光起電力デバイスに後方反
射膜を設けるために反射材が箔にメツキされる。
は、薄膜電気メツキを用いた無孔質ニツケル薄膜
の製法が開示されている。回転チタンドラムにニ
ツケルを電気メツキして箔を形成し、ドラムを回
転させ乍らドラムからメツキ箔を剥離する。滑ら
かな表面をもつドラムを用いて慎重に処理すると
無孔質箔を製造し得る。Selkerは、薄膜内部での
細孔形成は阻止するには回転ドラムに正反射面を
設けることが必要であると強調しているが、発明
人等は、アモルフアス半導体デバイスの製造に極
めて有用な箔は、織物状に組織された表面をもつ
ドラムから製造されるという結論を得た。本発明
では更に、アモルフアス光感応材料を箔にデポジ
ツトして形成された光起電力デバイスの後方反射
膜として機能する正反射面をもつ電鋳薄膜を使用
してもよい。また、織物状に組織された表面と同
様の柱状デポジツトを形成し得る浴を用いたメツ
キ箔に光感応デバイスを形成してもよい。このよ
うな箔の場合は通常、光起電力デバイスに後方反
射膜を設けるために反射材が箔にメツキされる。
本発明はまた、既製光起電力材料の製法を提供
する。該方法によれば、箔基板のデポジシヨン表
面に半導体材料ボデイをデボジツトし、半導体ボ
デイに電極をデポジツトし、デポジシヨン面に対
向する基板面に絶縁支持部材を接着し、この既製
光起電力材料を大面積光起電力セルに分割し、大
面積セルを小面積区画に分割し、大面積セルを電
気的に相互接続してモジユールが形成される。モ
ジユールは、電気的に相互接続された大面積セル
を予め選択された個数含んでおり、該セルは、並
直列、直列及び並列に接続された小面積区画を予
め選択された配置で含んでいる。種々の電気結線
を設ける場合、(直列結線のときは)上部電極も
しくは半導体材料と同時に金属基板に結線が刻設
されてもよく、(並列結線のときは)金属基板の
刻設が行なわれなくてもよい。好ましい具体例で
は細長い金属基板材料ウエブにデポジシヨンを実
行するが、不連続な金属基板プレートを使用して
もよい。
する。該方法によれば、箔基板のデポジシヨン表
面に半導体材料ボデイをデボジツトし、半導体ボ
デイに電極をデポジツトし、デポジシヨン面に対
向する基板面に絶縁支持部材を接着し、この既製
光起電力材料を大面積光起電力セルに分割し、大
面積セルを小面積区画に分割し、大面積セルを電
気的に相互接続してモジユールが形成される。モ
ジユールは、電気的に相互接続された大面積セル
を予め選択された個数含んでおり、該セルは、並
直列、直列及び並列に接続された小面積区画を予
め選択された配置で含んでいる。種々の電気結線
を設ける場合、(直列結線のときは)上部電極も
しくは半導体材料と同時に金属基板に結線が刻設
されてもよく、(並列結線のときは)金属基板の
刻設が行なわれなくてもよい。好ましい具体例で
は細長い金属基板材料ウエブにデポジシヨンを実
行するが、不連続な金属基板プレートを使用して
もよい。
第1図は、p−i−n形セル12a,12b,
12cから成るp−i−n形光紀電力デバイス1
0を示す。セル12aの下方の電気メツキ基板1
1が電極として機能する。或る種の用途では、光
感応材料のデポジシヨン以前に酸化物薄膜及び/
又は一連のベース接触及び/又は反射層を基板に
設けることが必要であろう。従つて本分中の「基
板」なる用語は、本発明の電気メツキ材料を意味
するのみでなく、該材料に予処理によつて付加さ
れた全ての要素を包含する。
12cから成るp−i−n形光紀電力デバイス1
0を示す。セル12aの下方の電気メツキ基板1
1が電極として機能する。或る種の用途では、光
感応材料のデポジシヨン以前に酸化物薄膜及び/
又は一連のベース接触及び/又は反射層を基板に
設けることが必要であろう。従つて本分中の「基
板」なる用語は、本発明の電気メツキ材料を意味
するのみでなく、該材料に予処理によつて付加さ
れた全ての要素を包含する。
セル12a,12b,12cの各々は好ましく
は、シリコン又はゲルマニウム合金を少くとも1
種類含有するアモルフアス半導体ボデイから製造
される。各半導体ボデイは、n形半導体層20
a,20b,20cと真性半導体層18a,18
b,18cとP形半導体層16a,16b,16
cとを含む。図示のデバイスではセル12bが中
間セルであるが、第1図の要領で図示のセルの付
加的中間セルを積層してもよい。
は、シリコン又はゲルマニウム合金を少くとも1
種類含有するアモルフアス半導体ボデイから製造
される。各半導体ボデイは、n形半導体層20
a,20b,20cと真性半導体層18a,18
b,18cとP形半導体層16a,16b,16
cとを含む。図示のデバイスではセル12bが中
間セルであるが、第1図の要領で図示のセルの付
加的中間セルを積層してもよい。
半導体層のデポジシヨン後に実施される別のデ
ポジシヨンステツプは別個の環境に於いて行なわ
れてもよく又は連続プロセスの一部に組込まれて
もよい。このステツプでは好ましくはインジウム
スズ酸化物から成るTCO(透明導電電極)層22
が半導体材料上に第2電極としてデポジツトされ
る。セルの面積が十分に大きいか又はTCO層2
2が半導体材料上に第2電極としてデポジツトさ
れる。セルの面積が十分に大きいか又はTCO層
22の導電率が十分でないときはデバイスに電極
グリツド24を付加してもよい。グリツド24は
TCO内部のキヤリヤ通路を短縮し集電効率を向
上させる。
ポジシヨンステツプは別個の環境に於いて行なわ
れてもよく又は連続プロセスの一部に組込まれて
もよい。このステツプでは好ましくはインジウム
スズ酸化物から成るTCO(透明導電電極)層22
が半導体材料上に第2電極としてデポジツトされ
る。セルの面積が十分に大きいか又はTCO層2
2が半導体材料上に第2電極としてデポジツトさ
れる。セルの面積が十分に大きいか又はTCO層
22の導電率が十分でないときはデバイスに電極
グリツド24を付加してもよい。グリツド24は
TCO内部のキヤリヤ通路を短縮し集電効率を向
上させる。
第1図のセルはp−i−n形セル積層アセンブ
リであるが、別のセル構成、例えば、p−i−n
形単層セル、n−i−p形又はp−n形の積層又
は単層セル、シヨツトキーバリアーセル、及び、
その他の薄膜半導体デバイスの製造に本発明を使
用することも可能である。従つて、以後の記載及
び特許請求の範囲に於いては、基板11と電極2
2との間に設けられた半導体材料の単層又は多層
を「半導体ボデイ」又は「半導体材料ボデイ」と
総称しており、これら用語は、種々の導電率をも
つ半導体層と、1つ以上の電極と適宜結合され光
によつて賦活されると電流フローを生じる材料と
の組合せを意味する。電流フローなる用語は特
に、ホトダイオードとホトトランジスタとが行な
う電流のスイツチングと光起電力デバイス例えば
太陽電池が行なう電流の発生及び収集との双方を
包含する。
リであるが、別のセル構成、例えば、p−i−n
形単層セル、n−i−p形又はp−n形の積層又
は単層セル、シヨツトキーバリアーセル、及び、
その他の薄膜半導体デバイスの製造に本発明を使
用することも可能である。従つて、以後の記載及
び特許請求の範囲に於いては、基板11と電極2
2との間に設けられた半導体材料の単層又は多層
を「半導体ボデイ」又は「半導体材料ボデイ」と
総称しており、これら用語は、種々の導電率をも
つ半導体層と、1つ以上の電極と適宜結合され光
によつて賦活されると電流フローを生じる材料と
の組合せを意味する。電流フローなる用語は特
に、ホトダイオードとホトトランジスタとが行な
う電流のスイツチングと光起電力デバイス例えば
太陽電池が行なう電流の発生及び収集との双方を
包含する。
第2図は本発明の無欠陥基板を備えていない光
電池25を概略的に表わす。光電池25は欠陥を
含む基板電極26、半導体材料層27及び電極2
2を含む。基板電極26の第1の欠陥領域は基板
から延伸する盛り上がり突起又はスパイク30に
より表わされる。突起30、基板電極26を形成
する材料内の不純物、介在物、成長不規則、等々
のような冶金術上の不規則から、あるいは基板電
極11の処理工程で生じる欠け目、摩滅、等々に
よる機械的損傷から、あるいは操作、加工等々の
過程で基板電極26の表面を汚染する埃の粒子又
は他の微粒子から生じることがある。突起30
は、半導体材料27の堆積層によつて不完全又は
不十分に覆われるか又はその半導体材料の不均質
堆積を促進する核形成中心を形成するのに充分な
高さをもつ。この方法で、欠陥領域は突起30の
直近隣に形成される。
電池25を概略的に表わす。光電池25は欠陥を
含む基板電極26、半導体材料層27及び電極2
2を含む。基板電極26の第1の欠陥領域は基板
から延伸する盛り上がり突起又はスパイク30に
より表わされる。突起30、基板電極26を形成
する材料内の不純物、介在物、成長不規則、等々
のような冶金術上の不規則から、あるいは基板電
極11の処理工程で生じる欠け目、摩滅、等々に
よる機械的損傷から、あるいは操作、加工等々の
過程で基板電極26の表面を汚染する埃の粒子又
は他の微粒子から生じることがある。突起30
は、半導体材料27の堆積層によつて不完全又は
不十分に覆われるか又はその半導体材料の不均質
堆積を促進する核形成中心を形成するのに充分な
高さをもつ。この方法で、欠陥領域は突起30の
直近隣に形成される。
基板電極11の第2の図示した欠陥領域はクレ
ーター例えば32の直近隣に形成される。「中心」
という用語は基板電極26の堆積表面内に形成さ
れる1又は数個のとがつた部分を含むくぼみを意
味する。もし不充分半導体材料がこのくぼみ内に
堆積されれば、電極22及び基板電極26は相互
に電気的に接近するか、あるいは相互に電気的に
直接接触するかのどちらかであろう。この種のク
レータ32は更に孔、ピンホール又はピツトの形
で表わされてもよく、基板電極26の表面内の冶
金術的又は化学的不規則性によつて、又は基板電
極26と操作中に生じる欠け目、摩減、等々によ
る機械的損傷によつて形成されることがある。ク
レータ32がどのようにして生成するかに関りな
く、半導体材料27上への電極材料(好ましい具
体例ではインジウム・スズ酸化物)の堆積は、電
極材料22と基板電極26の間に低抵抗電流通路
を形成させる結果となる。この方法で、電流は半
導体材料27を介して正規の流通経路からそらさ
れることができる。更に、クレータ32のとがつ
た部分32aは不均質半導体材料が周囲に成長し
得る核形成中心を形成する。
ーター例えば32の直近隣に形成される。「中心」
という用語は基板電極26の堆積表面内に形成さ
れる1又は数個のとがつた部分を含むくぼみを意
味する。もし不充分半導体材料がこのくぼみ内に
堆積されれば、電極22及び基板電極26は相互
に電気的に接近するか、あるいは相互に電気的に
直接接触するかのどちらかであろう。この種のク
レータ32は更に孔、ピンホール又はピツトの形
で表わされてもよく、基板電極26の表面内の冶
金術的又は化学的不規則性によつて、又は基板電
極26と操作中に生じる欠け目、摩減、等々によ
る機械的損傷によつて形成されることがある。ク
レータ32がどのようにして生成するかに関りな
く、半導体材料27上への電極材料(好ましい具
体例ではインジウム・スズ酸化物)の堆積は、電
極材料22と基板電極26の間に低抵抗電流通路
を形成させる結果となる。この方法で、電流は半
導体材料27を介して正規の流通経路からそらさ
れることができる。更に、クレータ32のとがつ
た部分32aは不均質半導体材料が周囲に成長し
得る核形成中心を形成する。
作動方式の故障は、光電池が所定の時間周期で
有効に電流を生じた場合であつても、正規作動条
件の下で作動することが突発的に不可能になると
いう形で現れる。作動方式は、光電池デバイス内
にひそむ潜在欠陥を強化する電流又は電圧駆動反
応によつてひき起こされる。極端に高い電流密度
が低抵抗率をもつ欠陥サイトを横切つて容易に生
じる。例えば、1ボルトの電位が印加される1平
方ミクロンの欠陥は100アンペア/cm2の電流密度
に達することができ、これはデバイスを破壊し得
る大きさである。更に、光電池デバイス25が入
射光エネルギから電気エネルギを生じるため作動
的に用いられる時、電極22と基板電極26の間
に展開される電界の影響を受けて、電極材料はク
レータ32、突起30又は任意のとがつた部分3
2aのような欠陥領域を横切つて移動することが
できる。欠陥領域は半導体材料の堆積工程中に不
完全に満たされ、あるいは、不完全に覆われるか
ら、光電池デバイスを有効に短絡する低抵抗電流
経路を設定するためには、一周期当りごく僅かな
移動で充足することができよう。ひとたびのこの
種の低抵抗電流経路が設定されると、照明強度は
低くとも、多量の電流がこの経路を通つて直ちに
流れて、光電池デバイスの全機能を破壊してしま
うであろう。
有効に電流を生じた場合であつても、正規作動条
件の下で作動することが突発的に不可能になると
いう形で現れる。作動方式は、光電池デバイス内
にひそむ潜在欠陥を強化する電流又は電圧駆動反
応によつてひき起こされる。極端に高い電流密度
が低抵抗率をもつ欠陥サイトを横切つて容易に生
じる。例えば、1ボルトの電位が印加される1平
方ミクロンの欠陥は100アンペア/cm2の電流密度
に達することができ、これはデバイスを破壊し得
る大きさである。更に、光電池デバイス25が入
射光エネルギから電気エネルギを生じるため作動
的に用いられる時、電極22と基板電極26の間
に展開される電界の影響を受けて、電極材料はク
レータ32、突起30又は任意のとがつた部分3
2aのような欠陥領域を横切つて移動することが
できる。欠陥領域は半導体材料の堆積工程中に不
完全に満たされ、あるいは、不完全に覆われるか
ら、光電池デバイスを有効に短絡する低抵抗電流
経路を設定するためには、一周期当りごく僅かな
移動で充足することができよう。ひとたびのこの
種の低抵抗電流経路が設定されると、照明強度は
低くとも、多量の電流がこの経路を通つて直ちに
流れて、光電池デバイスの全機能を破壊してしま
うであろう。
本発明の電気めつき基板11は、低抵抗電流経
路を形成し得る潜在又は顕在欠陥の形成を妨げ
る。特に、基板11は作動方式故障の回数を大幅
に減少させ、同時に大面積光電池の室内光の歩ど
まりを向上させる。
路を形成し得る潜在又は顕在欠陥の形成を妨げ
る。特に、基板11は作動方式故障の回数を大幅
に減少させ、同時に大面積光電池の室内光の歩ど
まりを向上させる。
本発明では、メツキ技術の当業者にはよく知ら
れた電鋳処理が、所定の表面仕上をもつ事実上無
欠陥の金属基板の製造のために採用された。基板
は薄膜半導体デバイスの製造に適しており、更に
特に、薄膜アモルフアス半導体光応答デバイスの
製造に適している。実質的に無欠陥の基板を連続
製造するための装置33を第3図に示す。電鋳は
基本的に電気メツキ法であり、従つて装置33は
電気メツキ浴又は溶液36を含むメツキ槽34を
含んでいる。装置33は更に、上に電気メツキさ
れた滞積層が形成される細長の、通常は円筒形の
マンドレル38を含んでいる。マンドレル38
は、メツキ浴34による腐食に耐性のある、高品
質表面仕上げを保存し得る、電気メツキ材料と反
応しない、導電性堆積物表面をもち、且つこの電
気メツキされた堆積物はマンドレルから容易に除
去することができなければならない。
れた電鋳処理が、所定の表面仕上をもつ事実上無
欠陥の金属基板の製造のために採用された。基板
は薄膜半導体デバイスの製造に適しており、更に
特に、薄膜アモルフアス半導体光応答デバイスの
製造に適している。実質的に無欠陥の基板を連続
製造するための装置33を第3図に示す。電鋳は
基本的に電気メツキ法であり、従つて装置33は
電気メツキ浴又は溶液36を含むメツキ槽34を
含んでいる。装置33は更に、上に電気メツキさ
れた滞積層が形成される細長の、通常は円筒形の
マンドレル38を含んでいる。マンドレル38
は、メツキ浴34による腐食に耐性のある、高品
質表面仕上げを保存し得る、電気メツキ材料と反
応しない、導電性堆積物表面をもち、且つこの電
気メツキされた堆積物はマンドレルから容易に除
去することができなければならない。
少なくともマンドレル38の外面はチタニウム
から製造される。チタニウムは耐久性のきわめて
優れた金属で、標準的な金属仕上げ技術によつて
高品質な表面仕上げを得ることができ、更にこの
外面を腐食から守る不活性酸化物を容易に形成す
ることができる。ニツケルは基板11を製造する
のに好適な材料である。何故なら、ニツケルはチ
タニウムと反応ぜず、且つ加熱又は加冷によつて
マンドレル38の外面から電気メツキ被覆を充分
除去し得る特定の熱膨張係数をもつからである。
好ましいマンドレルの材質としてここではチタニ
ウムを挙げたが、他の例えばステンレス・スチー
ル又はアルミニウムのような材料もマンドレルの
製造に用いることができる。
から製造される。チタニウムは耐久性のきわめて
優れた金属で、標準的な金属仕上げ技術によつて
高品質な表面仕上げを得ることができ、更にこの
外面を腐食から守る不活性酸化物を容易に形成す
ることができる。ニツケルは基板11を製造する
のに好適な材料である。何故なら、ニツケルはチ
タニウムと反応ぜず、且つ加熱又は加冷によつて
マンドレル38の外面から電気メツキ被覆を充分
除去し得る特定の熱膨張係数をもつからである。
好ましいマンドレルの材質としてここではチタニ
ウムを挙げたが、他の例えばステンレス・スチー
ル又はアルミニウムのような材料もマンドレルの
製造に用いることができる。
装置33は、第3図に陽極バスケツト40とし
て示した金属メツキ材料、例えばニツケル合金の
供給源を含み、このバスケツトに、ニツケル合金
のペレツト42が供給される。陽極バスケツト4
0はチタニウム又は他の任意の、メツキ溶液36
に不活性な材料で構成され、ニツケルのペレツト
42をマンドレル38に相対的に近く、且つ相対
的に一定の距離に保持し、ニツケルペレツト42
に電気的接触を提供する。陽極バスケツト40は
通例では電気メツキ浴36の自由な流通をうなが
し、且つバスケツト40内にニツケルペレツト4
2を保留しておくためのメツシユ状開口をあけて
ある。
て示した金属メツキ材料、例えばニツケル合金の
供給源を含み、このバスケツトに、ニツケル合金
のペレツト42が供給される。陽極バスケツト4
0はチタニウム又は他の任意の、メツキ溶液36
に不活性な材料で構成され、ニツケルのペレツト
42をマンドレル38に相対的に近く、且つ相対
的に一定の距離に保持し、ニツケルペレツト42
に電気的接触を提供する。陽極バスケツト40は
通例では電気メツキ浴36の自由な流通をうなが
し、且つバスケツト40内にニツケルペレツト4
2を保留しておくためのメツシユ状開口をあけて
ある。
陽極バスケツト40は、カーブをつけられた、
2重壁の構造(2つの壁40aと40bを含む)
の、マンドレル38の曲率と通例では同心の曲率
をもつものとして示されている。陽極バスケツト
40は、稼動時には通例ではペレツトで1杯にな
るが、少数のペレツト42がはいつているように
示してある。陽極バスケツトはニツケルペレツト
の供給を含むカーブのついた単壁部材として形成
してもよい。また、ニツケルペレツトの供給はメ
ツキ槽34と単壁陽極バスケツトの間のスペース
に挿入してもよい。この場合、陽極バスケツトと
メツキ槽34はマンドレルの表面から間隔とつた
位置関係にニツケルペレツトを保留しておくため
に共働する。
2重壁の構造(2つの壁40aと40bを含む)
の、マンドレル38の曲率と通例では同心の曲率
をもつものとして示されている。陽極バスケツト
40は、稼動時には通例ではペレツトで1杯にな
るが、少数のペレツト42がはいつているように
示してある。陽極バスケツトはニツケルペレツト
の供給を含むカーブのついた単壁部材として形成
してもよい。また、ニツケルペレツトの供給はメ
ツキ槽34と単壁陽極バスケツトの間のスペース
に挿入してもよい。この場合、陽極バスケツトと
メツキ槽34はマンドレルの表面から間隔とつた
位置関係にニツケルペレツトを保留しておくため
に共働する。
電源44は陽極バスケツト40とニツケルペレ
ツト42を正電位に、マンドレル38の外面を負
電位に維持して、メツキ浴36内に浸漬されたマ
ンドレルの表面上にニツケルの電気メツキを促進
させる。供給ホツパ46は連続電気メツキのため
陽極バスケツト40内のニツケルペレツト42を
補給する。ヒータ48はマンドレル38から電気
メツキ堆積層11を取除くのを助けるが、冷却装
置をヒータの代りに用いてもよい。
ツト42を正電位に、マンドレル38の外面を負
電位に維持して、メツキ浴36内に浸漬されたマ
ンドレルの表面上にニツケルの電気メツキを促進
させる。供給ホツパ46は連続電気メツキのため
陽極バスケツト40内のニツケルペレツト42を
補給する。ヒータ48はマンドレル38から電気
メツキ堆積層11を取除くのを助けるが、冷却装
置をヒータの代りに用いてもよい。
図示していないが、メツキ処理の残留物を電気
メツキされた基板から除去するため、任意の洗滌
ステーシヨンを含んでいてもよい。例えば洗滌浴
とドライヤと含む洗滌ステーシヨンは、電気メツ
キされた基板11を連続的に製造時と同様に洗滌
するための装置33と一列に配置されてもよい。
洗滌ステーシヨンのこの種の配置は第3図の基板
11の破断部49によつて示される。装置は更に
電気メツキされた基板11を集め貯蔵するための
巻取りロール50を含んでよい。
メツキされた基板から除去するため、任意の洗滌
ステーシヨンを含んでいてもよい。例えば洗滌浴
とドライヤと含む洗滌ステーシヨンは、電気メツ
キされた基板11を連続的に製造時と同様に洗滌
するための装置33と一列に配置されてもよい。
洗滌ステーシヨンのこの種の配置は第3図の基板
11の破断部49によつて示される。装置は更に
電気メツキされた基板11を集め貯蔵するための
巻取りロール50を含んでよい。
電鋳された材料は、それが上で電気メツキされ
るマンドレル表面を正確に再生し得るから、電鋳
によつて実質的に無欠陥の基板を製造することが
できる。マンドレル38の表面は実質的に無欠陥
の外面を提供するべく仕上げられている。この処
理方法の目的は先に説明した表面欠陥を生じる恐
れがあるすべての部分を除去することを目的とす
る。マンドレルは非常になめらかな実質的に無欠
陥の表面を、たとえばダイアモンド加工、電気研
磨、バツフイング等々から成る技術によつて提供
することができる。例えば、チタニウムのマンド
レルは、比較的高品質の表面仕上げに削り、とが
つた部分を除くため電気研磨し、次に50ナノメー
トルのアルミナ粉を最高として徐々に細かくなる
研磨粉で機械研磨する。
るマンドレル表面を正確に再生し得るから、電鋳
によつて実質的に無欠陥の基板を製造することが
できる。マンドレル38の表面は実質的に無欠陥
の外面を提供するべく仕上げられている。この処
理方法の目的は先に説明した表面欠陥を生じる恐
れがあるすべての部分を除去することを目的とす
る。マンドレルは非常になめらかな実質的に無欠
陥の表面を、たとえばダイアモンド加工、電気研
磨、バツフイング等々から成る技術によつて提供
することができる。例えば、チタニウムのマンド
レルは、比較的高品質の表面仕上げに削り、とが
つた部分を除くため電気研磨し、次に50ナノメー
トルのアルミナ粉を最高として徐々に細かくなる
研磨粉で機械研磨する。
作業の1具体例では、メツキ槽34はマンドレ
ル38の外側表面のほぼ半分に当たる充分な深さ
まで、標準形ニツケルサルフアメートメツキ浴で
満たされる。メツキ浴は、ニツケルサルフアメー
ト400g/とホウ酸30g/を含む水溶液で、
4.5のPHをもち、好ましくは約60℃の温度に維持
される。電源44はほぼ12ボルトの電圧を生じ、
マンドレル38の外面で約7500アンペア/m2の電
流密度を生じる。好ましい具体例では、マンドレ
ルは直径約20センチメートル、長さ約40センチメ
ートルで、表面の1部が連続的にメツキ浴を通過
できるよう、約2.5回転/分の速度で回転する。
これらの条件の下で、約12.5ミクロンの厚さのニ
ツケルの被覆層がマンドレルの外面の1部に堆積
される。メツキ浴36を出る際、マンドレルの外
面はマンドレルからメツキされた基板材料11を
分離するのを助けるため加熱素子48によつて加
熱される。基板11はこのように製造されて、洗
滌され、貯蔵または例えば表面に薄膜半導体材料
を堆積させるといつたような下流工程のため、巻
き取りリール50に巻きつけられる。
ル38の外側表面のほぼ半分に当たる充分な深さ
まで、標準形ニツケルサルフアメートメツキ浴で
満たされる。メツキ浴は、ニツケルサルフアメー
ト400g/とホウ酸30g/を含む水溶液で、
4.5のPHをもち、好ましくは約60℃の温度に維持
される。電源44はほぼ12ボルトの電圧を生じ、
マンドレル38の外面で約7500アンペア/m2の電
流密度を生じる。好ましい具体例では、マンドレ
ルは直径約20センチメートル、長さ約40センチメ
ートルで、表面の1部が連続的にメツキ浴を通過
できるよう、約2.5回転/分の速度で回転する。
これらの条件の下で、約12.5ミクロンの厚さのニ
ツケルの被覆層がマンドレルの外面の1部に堆積
される。メツキ浴36を出る際、マンドレルの外
面はマンドレルからメツキされた基板材料11を
分離するのを助けるため加熱素子48によつて加
熱される。基板11はこのように製造されて、洗
滌され、貯蔵または例えば表面に薄膜半導体材料
を堆積させるといつたような下流工程のため、巻
き取りリール50に巻きつけられる。
このようにして製造された、電気メツキされ
た、実質的に無欠陥の基板材料な有害な表面欠陥
の現れる密度を低下させ、この基板材料を薄膜半
導体層をデポジツトさせるために理想的に下地に
する。製造された光電池デバイスが光感応デバイ
スであれば、大低の場合、吸収されなかつた再指
向入射光のためデバイスの背面に逆反射層を備
え、再度活性半導体層を通して戻すのが好まし
い。電鋳法によつて得られる電気メツキニツケル
基板の表面は反射性が高いが、大低の場合効率の
高い逆反射を得るため、付加反射層を備えるのが
望ましい。この種の反射層は、当業者によく知ら
れた任意の方法によつて、基板11の表面に簡単
に貼付けることができる。例えば、銀又は銅をニ
ツケル基板上に電気メツキしてもよく、アルミニ
ウム又はその他の各種合金を、蒸着又はスパツタ
リングのような真空堆積法によつて貼着させても
よい。効率のよい逆反射を得ることができる好ま
しい材料には、銀、アルミニウム、銅があり、更
にケイ素のような他の元素とこれらとの合金でも
よい。高反射性の、実質的に無欠陥の表面は先に
挙げた材料を20〜100ナノメートル堆積させるこ
とによつて形成することができることが分つてい
る。大低の場合、反射層上に比較的不活性の丈夫
な金属の薄い(2〜5ナノメートル)層を備え
て、環境や後続堆積条件による劣化から反射面を
保護し、且つ後工程で堆積される半導体層と反射
層との付着性と両立性を促進するのが好ましい。
保護層を形成するため用いられ得る材料の例とし
ては、モリブデン、クローム及びチタンが挙げら
れる。
た、実質的に無欠陥の基板材料な有害な表面欠陥
の現れる密度を低下させ、この基板材料を薄膜半
導体層をデポジツトさせるために理想的に下地に
する。製造された光電池デバイスが光感応デバイ
スであれば、大低の場合、吸収されなかつた再指
向入射光のためデバイスの背面に逆反射層を備
え、再度活性半導体層を通して戻すのが好まし
い。電鋳法によつて得られる電気メツキニツケル
基板の表面は反射性が高いが、大低の場合効率の
高い逆反射を得るため、付加反射層を備えるのが
望ましい。この種の反射層は、当業者によく知ら
れた任意の方法によつて、基板11の表面に簡単
に貼付けることができる。例えば、銀又は銅をニ
ツケル基板上に電気メツキしてもよく、アルミニ
ウム又はその他の各種合金を、蒸着又はスパツタ
リングのような真空堆積法によつて貼着させても
よい。効率のよい逆反射を得ることができる好ま
しい材料には、銀、アルミニウム、銅があり、更
にケイ素のような他の元素とこれらとの合金でも
よい。高反射性の、実質的に無欠陥の表面は先に
挙げた材料を20〜100ナノメートル堆積させるこ
とによつて形成することができることが分つてい
る。大低の場合、反射層上に比較的不活性の丈夫
な金属の薄い(2〜5ナノメートル)層を備え
て、環境や後続堆積条件による劣化から反射面を
保護し、且つ後工程で堆積される半導体層と反射
層との付着性と両立性を促進するのが好ましい。
保護層を形成するため用いられ得る材料の例とし
ては、モリブデン、クローム及びチタンが挙げら
れる。
背面反射層は、正反射形基板と拡散形基板の両
方に堆積させることができる。拡散形逆反射層は
光の反射の他に光を散乱させもする。本発明の電
気メツキ法は、電鋳法で織地状マンドレルを使用
することによつて、拡散反射性を示す、織地状
の、逆反射形の実質的に無欠陥の表面を製造する
ために用いることができる。
方に堆積させることができる。拡散形逆反射層は
光の反射の他に光を散乱させもする。本発明の電
気メツキ法は、電鋳法で織地状マンドレルを使用
することによつて、拡散反射性を示す、織地状
の、逆反射形の実質的に無欠陥の表面を製造する
ために用いることができる。
入念に織目をつけたマンドレル38aを第4図
に示す。第2図を参照して説明した通り、通例で
は電流を通すか又は不均質を促進する基板面上の
これらの欠陥は組織的粗面構造とは区別されなけ
ればならない。前者の欠陥のほうは、均一でなめ
らかな表面から生じた一般に鋭い不規則な分離部
分であつて、薄い半導体層によつて理想的に覆わ
れることができず、あるいは堆積半導体材料の不
均質成長の核になる。これと反対に、組織的粗面
構造のほうは、半導体層の均一、均質な堆積層を
妨げない一様でなめらかな表面からなめらかに変
わる偏向部分を備えている。組織的粗面構造は入
射光の散乱を増加させ、基板上にデボジツトされ
た活性半導体層によつて光吸収を増加させる。
に示す。第2図を参照して説明した通り、通例で
は電流を通すか又は不均質を促進する基板面上の
これらの欠陥は組織的粗面構造とは区別されなけ
ればならない。前者の欠陥のほうは、均一でなめ
らかな表面から生じた一般に鋭い不規則な分離部
分であつて、薄い半導体層によつて理想的に覆わ
れることができず、あるいは堆積半導体材料の不
均質成長の核になる。これと反対に、組織的粗面
構造のほうは、半導体層の均一、均質な堆積層を
妨げない一様でなめらかな表面からなめらかに変
わる偏向部分を備えている。組織的粗面構造は入
射光の散乱を増加させ、基板上にデボジツトされ
た活性半導体層によつて光吸収を増加させる。
第4図のマンドレル38aの外面は、切削、型
押、彫刻、ホトマスク及びエツチ等々の作業によ
つて織地状の表面を備えることができる。織地面
構造はマンドレル38の外面に直接的に形成され
るか、又は織地状の円筒形部材を作製して、マン
ドレル38aの外面に添付してもよい。
押、彫刻、ホトマスク及びエツチ等々の作業によ
つて織地状の表面を備えることができる。織地面
構造はマンドレル38の外面に直接的に形成され
るか、又は織地状の円筒形部材を作製して、マン
ドレル38aの外面に添付してもよい。
電鋳法は非連続法で実施されてもよく、非円筒
形マンドレルを用いてもよい。例えば、平面形マ
ンドレルはプレーナ形基板材料の分離シートを製
造するのに電気メツキされてもよく、ベルト状マ
ンドレルは基板材料のストリツプを製造するのに
用い得る。
形マンドレルを用いてもよい。例えば、平面形マ
ンドレルはプレーナ形基板材料の分離シートを製
造するのに電気メツキされてもよく、ベルト状マ
ンドレルは基板材料のストリツプを製造するのに
用い得る。
織地状電気メツキ基板を織地状マンドレル面を
用いずに形成してもよい。メツキ業界で周知の通
り、電気メツキ層の性質は、メツキ浴の組成、メ
ツキ材料の成分、電流密度及び温度のようなパラ
メータに左右される。これのパラメータを調整す
ることによつて、成長面上にあらかじめ選択され
た形状を示す電気メツキ層を形成することができ
る。第3図の装置33は、電気メツキ基板材料1
1の成長面は基板材料の、電気メツキ浴36と接
触するほうの面であつて、マンドレル38と接触
する基板材料面ではない。この変形具体例では、
電気メツキ基板材料11の成長面は半導体層の堆
積に最適化されており、マンドレル38は単に電
気メツキ層の成長のための支持体とに役立つにす
ぎない。この変形具体例は、マンドレルの外面
を、表面形状がメツキのパラメータに左右される
ことから、厳密に仕上げる必要がないという利点
をもつている。同様に実質的に無欠陥の織地状面
は、ニツケル堆積層の柱状成長を促進することに
よつて簡単に達成され得る。例えば、よく知られ
た「ワツツ」メツキ法を使用してマツト仕上げの
柱状層をつくることができる。ワツツ法では硫酸
ニツケル、塩化ニツケル、及びホウ酸のメツキ浴
が用いられ、このマツト層は光感応デバイスのた
めの拡散逆反射層として使用されることができ
る。
用いずに形成してもよい。メツキ業界で周知の通
り、電気メツキ層の性質は、メツキ浴の組成、メ
ツキ材料の成分、電流密度及び温度のようなパラ
メータに左右される。これのパラメータを調整す
ることによつて、成長面上にあらかじめ選択され
た形状を示す電気メツキ層を形成することができ
る。第3図の装置33は、電気メツキ基板材料1
1の成長面は基板材料の、電気メツキ浴36と接
触するほうの面であつて、マンドレル38と接触
する基板材料面ではない。この変形具体例では、
電気メツキ基板材料11の成長面は半導体層の堆
積に最適化されており、マンドレル38は単に電
気メツキ層の成長のための支持体とに役立つにす
ぎない。この変形具体例は、マンドレルの外面
を、表面形状がメツキのパラメータに左右される
ことから、厳密に仕上げる必要がないという利点
をもつている。同様に実質的に無欠陥の織地状面
は、ニツケル堆積層の柱状成長を促進することに
よつて簡単に達成され得る。例えば、よく知られ
た「ワツツ」メツキ法を使用してマツト仕上げの
柱状層をつくることができる。ワツツ法では硫酸
ニツケル、塩化ニツケル、及びホウ酸のメツキ浴
が用いられ、このマツト層は光感応デバイスのた
めの拡散逆反射層として使用されることができ
る。
実質的に無欠陥の電気メツキ基板は、例えば光
感応デバイスのような大面積半導体デバイスを製
造するのに用いられ得る。「大面積デバイス」と
いう用語は、デバイスを効率長く実用的に使用す
るのに再分割が必要な程度に広い面積の半導体デ
バイスであることを指示している。例えば、大面
積光電池は、もつと効率良く光発生電流を集め、
あらかじめ選択された直列及び/又は並列接続ア
レイに、再分割された小面積セグメントを電気的
に相互結合することを可能にし、あるいは不良セ
グメントと結びついた問題を解決するため、小面
積セグメントに再分割される。第5A図は先に述
べた原理に従つてニツケル合金で形成される電気
メツキされた事実上無欠陥の基板層11を含む大
面積光電セル52aを断面で示す。半導体層27
は、第1図に示したような複数個のp−i−n層
か、又は任意の光電池で形成することができ、基
板11上に堆積される。上部電極22が半導体層
27の上に堆積され、一般にこれと同じ広がりを
もつ。電極22は好ましくは透明で、例えばイン
ジウム・スズ酸化物のような透明導電酸化物
(TCO)材料により形成される。
感応デバイスのような大面積半導体デバイスを製
造するのに用いられ得る。「大面積デバイス」と
いう用語は、デバイスを効率長く実用的に使用す
るのに再分割が必要な程度に広い面積の半導体デ
バイスであることを指示している。例えば、大面
積光電池は、もつと効率良く光発生電流を集め、
あらかじめ選択された直列及び/又は並列接続ア
レイに、再分割された小面積セグメントを電気的
に相互結合することを可能にし、あるいは不良セ
グメントと結びついた問題を解決するため、小面
積セグメントに再分割される。第5A図は先に述
べた原理に従つてニツケル合金で形成される電気
メツキされた事実上無欠陥の基板層11を含む大
面積光電セル52aを断面で示す。半導体層27
は、第1図に示したような複数個のp−i−n層
か、又は任意の光電池で形成することができ、基
板11上に堆積される。上部電極22が半導体層
27の上に堆積され、一般にこれと同じ広がりを
もつ。電極22は好ましくは透明で、例えばイン
ジウム・スズ酸化物のような透明導電酸化物
(TCO)材料により形成される。
大面積光電池52は完全に活性で、以後のプロ
セスのため態勢が整つているが、操作を容易に
し、寿命を増すため、セル52を強化するのが望
ましい。その理由はセルの総厚みは僅かに50ミク
ロンのオーダーにすぎないからである。この種の
薄膜構造は、鋭い曲げ、しわつけ、磨滅により生
じる損傷から充分まぬがれ得るほど堅牢又は寸法
的に安定しているとは云えない。従つて、第5B
図に示す寸法上安定した絶縁支持体54を、半導
体材料を堆積させた面と反対の基板上に添付する
のが有利であろう。絶縁支持層54は広範囲の材
料から形成することができ、この場合、これらの
材料は光電池52bを形成する半導体材料と短絡
せず、反応せず、劣化させることがないことが条
件である。更に、絶縁支持層54を形成する材料
は、およそ100ボルトが支持層を横切つて印加さ
れる場合の破壊に充分耐え得る程の絶縁耐力を持
たなければならない。絶縁支持層54を製造する
のに用いられる好ましい材料には、ガラス、セラ
ミツク、エチレン酢酸ビニルのような合成ポリマ
ー、及びポリイミド並びにガラス繊維合成物のよ
うな合成材料、等がある。少なくとも基板接触面
上に形成された絶縁被覆層をもつ比較的厚い
(200ミクロン以上)金属シートを絶縁支持層54
を形成するため用いることも有利である。絶縁支
持層54は、当業者によく知られた、例えば積
層、接触結合、等々のような従来技術によつて基
板面に付加することができる。
セスのため態勢が整つているが、操作を容易に
し、寿命を増すため、セル52を強化するのが望
ましい。その理由はセルの総厚みは僅かに50ミク
ロンのオーダーにすぎないからである。この種の
薄膜構造は、鋭い曲げ、しわつけ、磨滅により生
じる損傷から充分まぬがれ得るほど堅牢又は寸法
的に安定しているとは云えない。従つて、第5B
図に示す寸法上安定した絶縁支持体54を、半導
体材料を堆積させた面と反対の基板上に添付する
のが有利であろう。絶縁支持層54は広範囲の材
料から形成することができ、この場合、これらの
材料は光電池52bを形成する半導体材料と短絡
せず、反応せず、劣化させることがないことが条
件である。更に、絶縁支持層54を形成する材料
は、およそ100ボルトが支持層を横切つて印加さ
れる場合の破壊に充分耐え得る程の絶縁耐力を持
たなければならない。絶縁支持層54を製造する
のに用いられる好ましい材料には、ガラス、セラ
ミツク、エチレン酢酸ビニルのような合成ポリマ
ー、及びポリイミド並びにガラス繊維合成物のよ
うな合成材料、等がある。少なくとも基板接触面
上に形成された絶縁被覆層をもつ比較的厚い
(200ミクロン以上)金属シートを絶縁支持層54
を形成するため用いることも有利である。絶縁支
持層54は、当業者によく知られた、例えば積
層、接触結合、等々のような従来技術によつて基
板面に付加することができる。
電気メツキ基板11が薄いため、第5B図に示
す大面積光電池52bのような大面積光感応デバ
イスは、複数個の小面積セグメントに簡単に再分
割することができる。この種の再分割は複数個の
分離形小面積セグメントを、特殊発電装置に適用
するため、単に集電効率を向上させるため、又は
電気的に結合した小面積セグメントのあらかじめ
選択したアレイを備えるために用いることを可能
にする。更に特定的には、小面積セグメントの並
列接続アレイを形成することが好ましく、又は他
の場合には、直列接続又は直列並列混合接続のア
レイを形成するのが好ましい。
す大面積光電池52bのような大面積光感応デバ
イスは、複数個の小面積セグメントに簡単に再分
割することができる。この種の再分割は複数個の
分離形小面積セグメントを、特殊発電装置に適用
するため、単に集電効率を向上させるため、又は
電気的に結合した小面積セグメントのあらかじめ
選択したアレイを備えるために用いることを可能
にする。更に特定的には、小面積セグメントの並
列接続アレイを形成することが好ましく、又は他
の場合には、直列接続又は直列並列混合接続のア
レイを形成するのが好ましい。
絶縁支持裏面大面積セル52bは一連の処理工
程で直ちに再分割されるか、又は後続処理のため
貯蔵又は出荷することができる。この方法で、セ
ル52bは、比較的簡単に説明した方法で好みの
電気的形状的特徴にもとづいて後工程で製造し得
る光電材料の在庫を構成する。在庫は最小でよ
く、しかも指定された特定形状を直ちに構成する
ことができる。
程で直ちに再分割されるか、又は後続処理のため
貯蔵又は出荷することができる。この方法で、セ
ル52bは、比較的簡単に説明した方法で好みの
電気的形状的特徴にもとづいて後工程で製造し得
る光電材料の在庫を構成する。在庫は最小でよ
く、しかも指定された特定形状を直ちに構成する
ことができる。
第5C図によれば、大面積光電セルは電気的に
絶縁された複数個の小面積セグメント59a,5
9b,59cに分割される。絶縁された小面積光
電セグメント59a〜59cは、当業者によく知
られた、例えば化学食刻、レーザー彫刻、超高圧
水ジエツト加工、プラズマ食刻、等々のような任
意の彫刻技術によつて形成することができる。小
面積セグメント59a〜59cはすべて共通の導
電性基板層を共有し、更に米国特許第4419530号
に開示されているような技術によつて並列アレイ
に電気的に接続され得ることがわかるであろう。
絶縁された複数個の小面積セグメント59a,5
9b,59cに分割される。絶縁された小面積光
電セグメント59a〜59cは、当業者によく知
られた、例えば化学食刻、レーザー彫刻、超高圧
水ジエツト加工、プラズマ食刻、等々のような任
意の彫刻技術によつて形成することができる。小
面積セグメント59a〜59cはすべて共通の導
電性基板層を共有し、更に米国特許第4419530号
に開示されているような技術によつて並列アレイ
に電気的に接続され得ることがわかるであろう。
半導体材料の前記の小面積セグメント間の電気
メツキ基板材料部分は、例えば化学食刻、レーザ
ー彫刻、プラズマ食刻又はウオータージエツト彫
刻のような、第5D図に示すように小面積セグメ
ント56a,56b,56cを電気的に絶縁する
方法によつて簡単に除去することができる。基板
11及び半導体材料27を形成する金属材料は、
電気的に絶縁された小面積セグメント56a〜5
6c間の基板材料部分を露出するため彫刻されて
いる。この方法によつて小面積セグメント56a
〜56cの電気的接続が容易化される。例えば、
所定の小面積セグメント(例えば56c)の底部
金属基板層11を、隣接する小面積セグメント
(例えば56b)の電極22に接続することによ
つて、2個の隣接する小面積セグメントの直列接
続が達成され得る。同様にして、隣接する小面積
セグメントの基板電極11の電気的接続、及びこ
れらを同じ小面積セグメントの電極22の電気的
接続は並列電気的接続を達成する。勿論、直列、
並列又は直−並混合電気接続を、第5D図に示す
ものと同様の接続構造を使用して実施することが
できる。
メツキ基板材料部分は、例えば化学食刻、レーザ
ー彫刻、プラズマ食刻又はウオータージエツト彫
刻のような、第5D図に示すように小面積セグメ
ント56a,56b,56cを電気的に絶縁する
方法によつて簡単に除去することができる。基板
11及び半導体材料27を形成する金属材料は、
電気的に絶縁された小面積セグメント56a〜5
6c間の基板材料部分を露出するため彫刻されて
いる。この方法によつて小面積セグメント56a
〜56cの電気的接続が容易化される。例えば、
所定の小面積セグメント(例えば56c)の底部
金属基板層11を、隣接する小面積セグメント
(例えば56b)の電極22に接続することによ
つて、2個の隣接する小面積セグメントの直列接
続が達成され得る。同様にして、隣接する小面積
セグメントの基板電極11の電気的接続、及びこ
れらを同じ小面積セグメントの電極22の電気的
接続は並列電気的接続を達成する。勿論、直列、
並列又は直−並混合電気接続を、第5D図に示す
ものと同様の接続構造を使用して実施することが
できる。
以上の説明は専ら光感応デバイスに関連して述
べたが、本発明は実質的に無欠陥の基板を要求す
る任意の薄膜半導体デバイスの製造にも容易且つ
有利に適用することができる。本発明は記憶アレ
イ、集積回路、光検出器の製造に有効であり、更
に他の任意の、半導体材料の薄膜層で形成される
電子デバイスで、これらの薄膜層を結晶、多結晶
又はアモルフアスで形成する場合にも有利に適用
することができる。
べたが、本発明は実質的に無欠陥の基板を要求す
る任意の薄膜半導体デバイスの製造にも容易且つ
有利に適用することができる。本発明は記憶アレ
イ、集積回路、光検出器の製造に有効であり、更
に他の任意の、半導体材料の薄膜層で形成される
電子デバイスで、これらの薄膜層を結晶、多結晶
又はアモルフアスで形成する場合にも有利に適用
することができる。
第1図は複数個のp−i−n形セルを含むタン
デム形光起電力デバイスの部分断面図、第2図
は、本発明方法で製造していない半導体デバイス
の基板の表面及び内部に生じた有害な表面欠陥を
示す断面図、第3図は、実質的に無欠陥のデポジ
ヨン面を有する本発明方法を実施する基板ウエブ
の製造装置、即ち、電気メツキ槽と回転マンドレ
ルとの部分断面斜視図、第4図は、実質的に無欠
陥の織物状外面を備えた第3図のマンドレルの第
2具体例の斜視図、第5A図は、半導体材料ボデ
イと透明導電性酸化物とを本発明の基板にデポジ
ツトして形成された光感応デバイスの断面図、第
5B図は、絶縁支持部材を含む第5A図の光感応
デバイスの断面図、第5C図は、小面積区画を形
成するように透明導電性酸化物と半導体ボデイと
の大面積表面がエツチされた第5B図の光感応デ
バイスの断面図、第5D図は、デバイスの隣り合
う小面積区画を互いに電気的に分離するように基
板がエツチされた第5C図の光感応デバイスの断
面図である。 10……光起電力デバイス、11……基板、1
2a,12b,12c……セル、22……電極、
24……グリツド。
デム形光起電力デバイスの部分断面図、第2図
は、本発明方法で製造していない半導体デバイス
の基板の表面及び内部に生じた有害な表面欠陥を
示す断面図、第3図は、実質的に無欠陥のデポジ
ヨン面を有する本発明方法を実施する基板ウエブ
の製造装置、即ち、電気メツキ槽と回転マンドレ
ルとの部分断面斜視図、第4図は、実質的に無欠
陥の織物状外面を備えた第3図のマンドレルの第
2具体例の斜視図、第5A図は、半導体材料ボデ
イと透明導電性酸化物とを本発明の基板にデポジ
ツトして形成された光感応デバイスの断面図、第
5B図は、絶縁支持部材を含む第5A図の光感応
デバイスの断面図、第5C図は、小面積区画を形
成するように透明導電性酸化物と半導体ボデイと
の大面積表面がエツチされた第5B図の光感応デ
バイスの断面図、第5D図は、デバイスの隣り合
う小面積区画を互いに電気的に分離するように基
板がエツチされた第5C図の光感応デバイスの断
面図である。 10……光起電力デバイス、11……基板、1
2a,12b,12c……セル、22……電極、
24……グリツド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 光を拡散反射させるための粗面を有する金属
基板を具備する光感応構造体の製造方法におい
て、 前記粗面を形成するための織物状の外面を有す
るマンドレルを前記外面が電気メツキ浴内で移動
するように回転させ、 前記マンドレルの回転中に前記外面に電気メツ
キを施して内側に前記織物状の外面に対応した粗
面を有する金属材料のメツキ層を形成し、 前記外面から前記金属材料を剥離して前記粗面
を有する金属基板を作製し、 前記金属基板上に光感応性材料を堆積させるこ
とを特徴とする光感応構造体の製造方法。 2 前記光感応性材料がアモルフアス半導体を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
光感応構造体の製造方法。 3 光を拡散反射させるための粗面を有する金属
基板を具備する光感応構造体の製造方法におい
て、 マンドレルの外面が電気メツキ浴内で移動する
ようにマンドレルを回転させ、 前記マンドレルの回転中に前記外面に電気メツ
キを施すことにより金属材料を柱状に成長させて
外側に粗面を有するメツキ層を形成し、 前記外面から前記メツキ層を剥離して前記粗面
を有する金属基板を作製し、 前記金属基板上に光感応性材料を堆積させるこ
とを特徴とする光感応構造体の製造方法。 4 前記光感応性材料がアモルフアス半導体を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の
光感応構造体の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/588,013 US4530739A (en) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | Method of fabricating an electroplated substrate |
US588013 | 1984-03-09 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60211883A JPS60211883A (ja) | 1985-10-24 |
JPH0516673B2 true JPH0516673B2 (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=24352097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60046326A Granted JPS60211883A (ja) | 1984-03-09 | 1985-03-08 | 光感応構造体の製造方法 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4530739A (ja) |
EP (1) | EP0154555A3 (ja) |
JP (1) | JPS60211883A (ja) |
AU (1) | AU566393B2 (ja) |
BR (1) | BR8501053A (ja) |
CA (1) | CA1255617A (ja) |
ES (1) | ES8608234A1 (ja) |
IN (1) | IN163417B (ja) |
ZA (1) | ZA851755B (ja) |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4713492A (en) * | 1985-10-21 | 1987-12-15 | Energy Conversion Devices, Inc. | Stowable large area solar power module |
US4675272A (en) * | 1985-11-01 | 1987-06-23 | Energy Conversion Devices, Inc. | Electrolevelled substrate for electrophotographic photoreceptors and method of fabricating same |
US4766500A (en) * | 1986-07-15 | 1988-08-23 | Ovonic Imaging Systems, Inc. | Method of replicating images on a contoured image-bearing surface |
US5155565A (en) * | 1988-02-05 | 1992-10-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method for manufacturing an amorphous silicon thin film solar cell and Schottky diode on a common substrate |
US4882239A (en) * | 1988-03-08 | 1989-11-21 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Light-rechargeable battery |
US4902386A (en) * | 1989-08-02 | 1990-02-20 | Xerox Corporation | Electroforming mandrel and method of fabricating and using same |
US5152723A (en) * | 1990-12-24 | 1992-10-06 | Xerox Corporation | Endless metal belt assembly with hardened belt surfaces |
US5049242A (en) * | 1990-12-24 | 1991-09-17 | Xerox Corporation | Endless metal belt assembly with controlled parameters |
US5221458A (en) * | 1990-12-24 | 1993-06-22 | Xerox Corporation | Electroforming process for endless metal belt assembly with belts that are increasingly compressively stressed |
US5049243A (en) * | 1990-12-24 | 1991-09-17 | Xerox Corporation | Electroforming process for multi-layer endless metal belt assembly |
US5127885A (en) * | 1990-12-24 | 1992-07-07 | Xerox Corporation | Endless metal belt with strengthened edges |
US5131893A (en) * | 1990-12-24 | 1992-07-21 | Xerox Corporation | Endless metal belt assembly with minimized contact friction |
FR2673328A1 (fr) * | 1991-02-21 | 1992-08-28 | Solems Sa | Dispositif et module solaire a structure inversee pouvant presenter une transparence partielle. |
US5252139A (en) * | 1991-02-21 | 1993-10-12 | Solems S.A. | Photovoltaic thin layers panel structure |
US5543028A (en) * | 1994-11-23 | 1996-08-06 | Xerox Corporation | Electroforming semi-step carousel, and process for using the same |
JP2001345460A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-12-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池装置 |
DE10136890B4 (de) * | 2001-07-25 | 2006-04-20 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines kristallstrukturell texturierten Bandes aus Metall sowie Band |
DE10250951B4 (de) * | 2002-10-25 | 2006-05-24 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines Bandes mit texturierter Metallschicht |
DE10346370A1 (de) * | 2003-09-29 | 2005-04-28 | Siemens Ag | Verfahren und Herstellungsanlage zum Herstellen eines Bandes auf einem Substratband |
DE10346369B3 (de) * | 2003-09-29 | 2005-04-28 | Siemens Ag | Verfahren zum Herstellen eines schichtartigen Bauteils und Trenneinrichtung zur Trennung desselben vom Herstellungssubstrat |
DE10346368B4 (de) * | 2003-09-29 | 2006-05-18 | Siemens Ag | Verfahren und Herstellungsanlage zum Herstellen eines schichtartigen Bauteils |
DE10346362B4 (de) * | 2003-09-30 | 2007-11-29 | Siemens Ag | Verfahren zum Herstellen eines Bauteils unter Trennung vom Herstellungssubstrat |
KR100672728B1 (ko) * | 2005-07-12 | 2007-01-22 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 제조방법 |
WO2007025062A2 (en) * | 2005-08-25 | 2007-03-01 | Wakonda Technologies, Inc. | Photovoltaic template |
CH696344A5 (fr) * | 2006-02-22 | 2007-04-30 | Ses Soc En Solaire Sa | Film support et procédé de couplage de cellules photovoltaïques. |
US7235736B1 (en) * | 2006-03-18 | 2007-06-26 | Solyndra, Inc. | Monolithic integration of cylindrical solar cells |
WO2008092963A2 (en) * | 2007-02-01 | 2008-08-07 | Corus Uk Limited | A power generating element for conversion of light into electricity and process for manufacturing thereof |
JP4304638B2 (ja) * | 2007-07-13 | 2009-07-29 | オムロン株式会社 | Cis系太陽電池及びその製造方法 |
US20090084425A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Erel Milshtein | Scribing Methods for Photovoltaic Modules Including a Mechanical Scribe |
JP2011503847A (ja) * | 2007-11-02 | 2011-01-27 | ワコンダ テクノロジーズ, インコーポレイテッド | 結晶質薄膜光起電力構造およびその形成方法 |
US8236603B1 (en) | 2008-09-04 | 2012-08-07 | Solexant Corp. | Polycrystalline semiconductor layers and methods for forming the same |
WO2010088366A1 (en) * | 2009-01-28 | 2010-08-05 | Wakonda Technologies, Inc. | Large-grain crystalline thin-film structures and devices and methods for forming the same |
US8466447B2 (en) | 2009-08-06 | 2013-06-18 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Back contact to film silicon on metal for photovoltaic cells |
US20110030773A1 (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Photovoltaic cell with back-surface reflectivity scattering |
US9267218B2 (en) | 2011-09-02 | 2016-02-23 | General Electric Company | Protective coating for titanium last stage buckets |
US20130071683A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-21 | Apple Inc. | Systems and methods for electroforming domes for use in dome switches |
KR101422609B1 (ko) * | 2011-11-17 | 2014-07-24 | 한국생산기술연구원 | 텍스처 구조를 갖는 열팽창 제어형 플렉서블 금속 기판재 |
US20130213814A1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | First Solar, Inc. | Film inspection method |
US9031276B2 (en) | 2012-12-07 | 2015-05-12 | Apple Inc. | Electroformed housings for electronic devices |
US8569096B1 (en) * | 2013-03-13 | 2013-10-29 | Gtat Corporation | Free-standing metallic article for semiconductors |
US10011919B2 (en) * | 2015-05-29 | 2018-07-03 | Lam Research Corporation | Electrolyte delivery and generation equipment |
EP3304604A4 (en) | 2015-06-04 | 2019-01-02 | Total Shade Inc. | Window insulating and power generation system |
US11380557B2 (en) | 2017-06-05 | 2022-07-05 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for gas delivery in semiconductor process chambers |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2433441A (en) * | 1947-12-30 | Electrolytic production of thin | ||
US1704247A (en) * | 1923-12-04 | 1929-03-05 | Florence M Harrison | Process of and apparatus for making metal sheets |
US3414487A (en) * | 1965-06-30 | 1968-12-03 | Texas Instruments Inc | Method of manufacturing printed circuits |
US3463719A (en) * | 1966-09-27 | 1969-08-26 | Univ Utah | Continuous electroplating apparatus |
US3954568A (en) * | 1970-01-30 | 1976-05-04 | Xerox Corporation | Electroforming an endless flexible seamless xerographic belt |
US3767537A (en) * | 1971-11-08 | 1973-10-23 | Gould Inc | Method and apparatus for continuous production of nickel foil |
US4053370A (en) * | 1975-09-18 | 1977-10-11 | Koito Manufacturing Company Limited | Process for the fabrication of printed circuits |
GB1575888A (en) * | 1977-09-08 | 1980-10-01 | Photon Power Inc | Solar cell array |
US4169018A (en) * | 1978-01-16 | 1979-09-25 | Gould Inc. | Process for electroforming copper foil |
CA1209681A (en) * | 1982-08-04 | 1986-08-12 | Exxon Research And Engineering Company | Optically enhanced thin film photovoltaic device using lithography defined random surfaces |
-
1984
- 1984-03-09 US US06/588,013 patent/US4530739A/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-03-04 CA CA000475691A patent/CA1255617A/en not_active Expired
- 1985-03-07 AU AU39615/85A patent/AU566393B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-03-07 ES ES541033A patent/ES8608234A1/es not_active Expired
- 1985-03-07 EP EP85301574A patent/EP0154555A3/en not_active Withdrawn
- 1985-03-08 JP JP60046326A patent/JPS60211883A/ja active Granted
- 1985-03-08 ZA ZA851755A patent/ZA851755B/xx unknown
- 1985-03-08 BR BR8501053A patent/BR8501053A/pt unknown
- 1985-03-26 IN IN257/DEL/85A patent/IN163417B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1255617A (en) | 1989-06-13 |
ES541033A0 (es) | 1986-06-01 |
AU566393B2 (en) | 1987-10-15 |
AU3961585A (en) | 1985-09-12 |
EP0154555A3 (en) | 1987-02-04 |
ES8608234A1 (es) | 1986-06-01 |
IN163417B (ja) | 1988-09-17 |
JPS60211883A (ja) | 1985-10-24 |
ZA851755B (en) | 1985-11-27 |
US4530739A (en) | 1985-07-23 |
BR8501053A (pt) | 1985-10-29 |
EP0154555A2 (en) | 1985-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0516673B2 (ja) | ||
EP0893833B1 (en) | Process of producing a zinc oxide thin film | |
EP2013382B1 (en) | Composition control for roll-to- roll processed photovoltaic films | |
KR970005153B1 (ko) | 반도체소자및그제조방법및그제조장치 | |
US5244509A (en) | Substrate having an uneven surface for solar cell and a solar cell provided with said substrate | |
KR100488302B1 (ko) | 광전지 호일 제조 방법 | |
US6072117A (en) | Photovoltaic device provided with an opaque substrate having a specific irregular surface structure | |
US4565607A (en) | Method of fabricating an electroplated substrate | |
EP1139436A2 (en) | Solar cell device | |
CN101454486A (zh) | 用于卷绕处理光电薄膜的组分控制 | |
KR20130084218A (ko) | 나노구조체 및 이를 구현하는 광전지 | |
JPH10313127A (ja) | 酸化亜鉛薄膜の製造方法、それを用いた光起電力素子及び半導体素子基板の製造方法 | |
EP1273048B1 (en) | Method of manufacturing a photovoltaic foil | |
TW575692B (en) | Method for electroplating a strip of foam | |
US7112264B2 (en) | Plating apparatus and method | |
US6077411A (en) | Apparatus and process for forming zinc oxide film and process for producing photo-electricity generating device using the film | |
JP3618986B2 (ja) | 光起電力素子の製造方法 | |
KR101309933B1 (ko) | Ci(g)s 태양전지용 철-니켈 합금기판 제조방법 | |
JP3548404B2 (ja) | 酸化亜鉛薄膜の製造方法、半導体素子基板の製造方法及び光起電力素子の製造方法 | |
US3619401A (en) | Apparatus for electrodeposition | |
JP4473995B2 (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
US3619386A (en) | Electrodeposition process using a bipolar activating medium | |
EP0155125A2 (en) | Level substrate for semiconducting devices and method for fabricating same | |
JPH10259496A (ja) | 酸化亜鉛薄膜の製造装置、製造方法及びそれを用いた光起電力素子の製造方法 | |
JP2000199098A (ja) | 酸化亜鉛膜の形成方法及び該酸化亜鉛膜を用いた光起電力素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |