JPH05235391A - Thin film solar cell and its manufacture and manufacture of semiconductor device - Google Patents

Thin film solar cell and its manufacture and manufacture of semiconductor device

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JPH05235391A
JPH05235391A JP4056745A JP5674592A JPH05235391A JP H05235391 A JPH05235391 A JP H05235391A JP 4056745 A JP4056745 A JP 4056745A JP 5674592 A JP5674592 A JP 5674592A JP H05235391 A JPH05235391 A JP H05235391A
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JP
Japan
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substrate
thin film
solar cell
film
layer
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Application number
JP4056745A
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Japanese (ja)
Inventor
Hajime Sasaki
肇 佐々木
Hiroaki Morikawa
浩昭 森川
Kazuhiko Sato
和彦 佐藤
Mikio Deguchi
幹雄 出口
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PURPOSE:To avoid damages to a graphite sheet substrate and to heat the substrate with a high heating efficiency by heating the substrate by high-frequency direct heating. CONSTITUTION:A graphite sheet substrate 1 fed into a thin film forming chamber 2 is heated by an induction heating source 3. Since induction heating does not allow the direct contact of terminals as by electrothermal heating with a substrate, deformation and peeling of the surface of the graphite substrate can be prevented. Heating failure caused by a poor contact of electrothermal terminal with the substrate and temperature irregularity caused by a partial flow of current do not occur, and heating of uniform temperature distribution can be made; therefore, the film thickness of a semiconductor thin film formed on the substrate can be made uniform. Since induction heating causes no decrease in heating efficiency by gloss of the substrate surface, but heating of only the conductive substrate, efficient heating can be attained. The graphite sheet can be thinned very much, so that heating can be attained by a small power source capacitance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、薄膜太陽電池及びそ
の製造方法に関し、特にグラファイトシート等を基板と
して用いる薄膜太陽電池の製造工程を容易とできるとと
もに、その性能,信頼性を向上でき、また製造コストを
低減できる薄膜太陽電池の構造及び製造方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film solar cell and a method for manufacturing the same, and in particular, the manufacturing process of the thin film solar cell using a graphite sheet or the like as a substrate can be facilitated and its performance and reliability can be improved. The present invention relates to a thin film solar cell structure and a manufacturing method capable of reducing manufacturing cost.

【0002】[0002]

【従来の技術】図43は基板上に形成されたSi薄膜中
で光電変換を行なう薄膜太陽電池の一例の構造を示す斜
視図であり、図において、200は基板であり、pn接
合を含み発電に寄与する活性層201は基板200上に
配置される。反射防止膜202は活性層201上に配置
される。活性層201で発生した光電流を収集するグリ
ッド電極203a,該グリッド電極203aが収集した
電流を一箇所に集めるバス電極203bからなる上部電
極は反射防止膜202上に設けられ、下部電極204は
基板200裏面に設けられる。
2. Description of the Related Art FIG. 43 is a perspective view showing the structure of an example of a thin film solar cell that performs photoelectric conversion in a Si thin film formed on a substrate. In the figure, 200 is a substrate, which includes a pn junction and generates electricity. The active layer 201 that contributes to is disposed on the substrate 200. The antireflection film 202 is disposed on the active layer 201. An upper electrode composed of a grid electrode 203a that collects the photocurrent generated in the active layer 201 and a bus electrode 203b that collects the current collected by the grid electrode 203a in one place is provided on the antireflection film 202, and the lower electrode 204 is the substrate. 200 is provided on the back surface.

【0003】このような薄膜太陽電池では、発電に寄与
する活性層201が数10ミクロンと薄く、その膜自体
では機械的に自己保持できないため、なんらかの基板が
必要になるが、この基板には次の条件が要求される。第
1に薄膜を機械的に支持でき、基板自体で自己保持でき
るだけの強度が必要である。第2に、基板200上に熱
CVD等でSi薄膜活性層を成膜するため、その成膜時
のプロセス温度(1000℃程度)に耐える耐熱性が必
要である。第3に、この基板自体が下部電極を兼ねるた
め、導電性が必要である。ただ、導電性がなくとも薄膜
太陽電池は作製可能であるが、その場合、基板上に導電
性の膜を挿入するか、または集積型にすることによっ
て、横から下部電極を取り出す必要があり、薄膜太陽電
池構造が複雑になる。第4に、この基板自体は発電に寄
与する必要はなく、ただ単に活性層の支持の役割を果た
せばよいため、なるべく低コストの材料を用い、低コス
トの方法で作製することが望ましい。
In such a thin-film solar cell, the active layer 201 that contributes to power generation is as thin as several tens of microns, and the film itself cannot be mechanically self-supported, so some substrate is required. Conditions are required. First, the thin film must be mechanically supported and strong enough to be self-supported by the substrate itself. Secondly, since the Si thin film active layer is formed on the substrate 200 by thermal CVD or the like, heat resistance is required to withstand the process temperature (about 1000 ° C.) at the time of the film formation. Thirdly, since the substrate itself also serves as the lower electrode, conductivity is required. However, a thin-film solar cell can be manufactured even if it has no conductivity, but in that case, it is necessary to take out the lower electrode from the side by inserting a conductive film on the substrate or by making it an integrated type. The thin film solar cell structure becomes complicated. Fourthly, the substrate itself does not have to contribute to power generation, but merely needs to play a role of supporting the active layer. Therefore, it is desirable to use a material of a low cost as possible and to manufacture it by a low cost method.

【0004】これらの条件をある程度満たす基板とし
て、例えばL.L.カズメルスキ氏による論文(L.L.Ka
zmerski ;14th IEEE Photovoltaic Specialists Confe
rence(PVSC14)p.281 (1980)) で述べられているよう
に、鉄,グラファイト板,金属級Siなどの基板が検討
されてきた。この中で、鉄や金属級Si基板は、微量で
も太陽電池特性を低下させるFe等の不純物を大量に含
んでおり、この不純物が活性層に混入する恐れがあり、
薄膜太陽電池用基板としてあまり適していないと思われ
る。従って、上記の基板に対する要求を満たすものとし
て、カズメルスキ氏は上記論文の中で、現段階ではグラ
ファイト板が適していると述べている。
As a substrate satisfying these conditions to some extent, for example, L. L. Paper by Dr. Kazmerski (LLKa
zmerski ; 14th IEEE Photovoltaic Specialists Confe
As described in rence (PVSC14) p.281 (1980)), substrates such as iron, graphite plates and metal grade Si have been studied. Among them, the iron or metal-grade Si substrate contains a large amount of impurities such as Fe that deteriorate the solar cell characteristics even in a small amount, and there is a possibility that these impurities may be mixed in the active layer.
It seems that it is not very suitable as a substrate for thin film solar cells. Therefore, as satisfying the requirements for the above-mentioned substrate, Kazmerski states in the above-mentioned paper that the graphite plate is suitable at this stage.

【0005】図44は例えばT.L.チュウ氏等により
開示された(T.L.Chu 他;J.Electrochem.Soc.123,p.10
6 (1976))、基板としてグラファイト板を用いた従来の
薄膜太陽電池の構造を示す断面図である。この薄膜太陽
電池は図43に示すものと同様の構造を有しており、図
44は図43のA−A断面の一部に相当する図である。
図において、205は焼結成型されたグラファイト板か
らなる導電性基板であり、多結晶Si薄膜の活性層20
6は基板205上に配置され、反射防止膜207は活性
層206上に配置される。上部電極208は反射防止膜
207上に、下部電極209は基板205裏面にそれぞ
れ設けられる。
FIG. 44 shows, for example, T.M. L. Published by Chu et al. (TLChu et al .; J. Electrochem. Soc. 123, p. 10
6 (1976)) is a cross-sectional view showing the structure of a conventional thin-film solar cell using a graphite plate as a substrate. This thin-film solar cell has a structure similar to that shown in FIG. 43, and FIG. 44 is a diagram corresponding to a part of the AA cross section of FIG. 43.
In the figure, reference numeral 205 denotes a conductive substrate made of a sintered and molded graphite plate, which is an active layer 20 of a polycrystalline Si thin film.
6 is arranged on the substrate 205, and the antireflection film 207 is arranged on the active layer 206. The upper electrode 208 is provided on the antireflection film 207, and the lower electrode 209 is provided on the back surface of the substrate 205.

【0006】次に基板としてグラファイト板を用いた従
来の薄膜太陽電池の製造工程について説明する。グラフ
ァイト板は無煙炭,コークスなどから得られるグラファ
イト粉を鋳型に仕込み、3000℃程度の高温で焼結
し、鋳型から取り出した後、表面を研磨によって平坦化
することによって作製されている。
Next, a manufacturing process of a conventional thin film solar cell using a graphite plate as a substrate will be described. The graphite plate is produced by charging graphite powder obtained from anthracite, coke, or the like into a mold, sintering it at a high temperature of about 3000 ° C., taking it out from the mold, and flattening the surface by polishing.

【0007】このようにして作製されたグラファイト板
をCVD装置にセットし、シラン(SiH4 )や(三塩
化シラン)SiHC13 ガスを流し、このガスを100
0℃程度の高温で分解し、グラファイト板205上に、
活性層206となる多結晶Si膜を数10ミクロン成膜
する。成膜された直後のSi薄膜は結晶粒径が小さいた
めに、場合によってはレーザ照射やランプ加熱等により
多結晶Siを溶融再結晶化させ、結晶粒径を大きくする
こともある。成膜後、活性層206に不純物拡散やイオ
ン注入でpn接合を形成する。また、このpn接合は、
CVDでドーピングガスを混合して活性層を成膜中に、
ドーパントの種類を途中で切り替えることによっても、
さらにはプラズマCVD装置により活性層上に該活性層
と反対導電型の微結晶膜を成膜することによっても形成
可能である。
The graphite plate thus produced is set in a CVD apparatus, and silane (SiH 4 ) or (trichlorosilane) SiHC1 3 gas is flowed, and this gas is heated to 100%.
Decomposes at a high temperature of about 0 ° C., and on the graphite plate 205,
A polycrystal Si film to be the active layer 206 is formed with a thickness of several tens of microns. Since the Si thin film immediately after being formed has a small crystal grain size, in some cases, polycrystalline Si may be melted and recrystallized by laser irradiation or lamp heating to increase the crystal grain size. After the film formation, a pn junction is formed in the active layer 206 by impurity diffusion or ion implantation. Also, this pn junction is
During the formation of the active layer by mixing the doping gas by CVD,
By changing the type of dopant on the way,
Further, it can also be formed by forming a microcrystalline film having a conductivity type opposite to that of the active layer on the active layer using a plasma CVD apparatus.

【0008】pn接合形成後、反射防止膜207をスパ
ッタ法などで成膜する。この反射防止膜としては、微結
晶膜を成膜してpn接合を形成した場合のように膜の横
方向の導電性が低い場合には、電極を兼ねたITO(I
2 3 :SnO2 ),SnO2 ,又はZnOなどの透
明導電膜が用いられ、Si膜の横方向の導電性が高く透
明電極が必要でない場合は、窒化珪素膜(Si3 4
などの絶縁膜が用いられている。次に反射防止膜207
上に上部電極208を形成する。上部電極は主に銀電極
が用いられており、スクリーンプリントや蒸着法によっ
て形成されている。
After forming the pn junction, an antireflection film 207 is formed by sputtering or the like. As the antireflection film, when the lateral conductivity of the film is low as in the case where a microcrystalline film is formed to form a pn junction, the ITO (I
n 2 O 3 : SnO 2 ), SnO 2 or ZnO is used, and a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) is used when the lateral conductivity of the Si film is high and a transparent electrode is not required.
An insulating film such as is used. Next, the antireflection film 207
An upper electrode 208 is formed on top. The upper electrode is mainly a silver electrode and is formed by screen printing or vapor deposition.

【0009】ところで、このような、基板としてグラフ
ァイト板を用いた薄膜太陽電池には以下のような問題点
がある。即ち、グラファイト板は、グラファイト粉材料
を鋳型に仕込み、2000〜3000℃の超高温で焼結
し、鋳型から取り出した後に、表面を研磨により平坦化
するという複雑な手作業を要する工程を経て作製され
る。従って、原料であるグラファイト粉は安価であるが
高温プロセスを必要とするため製造コストが高く、ま
た、鋳型への仕込み,取り出しが必要であるため、連続
生産が難しい。
By the way, such a thin film solar cell using a graphite plate as a substrate has the following problems. That is, the graphite plate is manufactured through a complicated manual process in which a graphite powder material is charged into a mold, sintered at an ultrahigh temperature of 2000 to 3000 ° C., taken out of the mold, and then flattened by polishing the surface. To be done. Therefore, the graphite powder, which is a raw material, is inexpensive but requires a high-temperature process, resulting in high manufacturing cost. Further, since it is necessary to charge and take out the mold, continuous production is difficult.

【0010】また、表面研磨で平坦化を行ったとしても
従来のグラファイト板では数ミクロン程度の凹凸が残
り、活性層が薄い場合など電気的なリークが発生する。
図45は従来のグラファイト板の表面部分(図44の基
板205の活性層206に接する面)を拡大した断面図
であり、210はグラファイト粉である。図に示すよう
に、従来のグラファイト板の表面は数ミクロンの激しい
凹凸の表面であった。また、従来のグラファイト板は光
の反射率が小さく、活性層を通過した光が活性層の裏
面、即ち基板表面で反射し難く、太陽光を有効に利用で
きない。また、従来のグラファイト板は多孔質であり、
長期使用時に基板裏面から吸水し活性層を劣化させる。
また、グラファイト板は柔軟性がないため、ロールツー
ロール法式のように基板を連続的に流し連続生産するこ
とができず、グラファイト板を1枚づつサセプタにセッ
トし、枚葉式で薄膜太陽電池を生産しなければならず、
大量連続生産が困難である。
Even if the surface of the conventional graphite plate is flattened by polishing, irregularities of about several microns remain and electrical leakage occurs when the active layer is thin.
FIG. 45 is an enlarged cross-sectional view of the surface portion of the conventional graphite plate (the surface of the substrate 205 in FIG. 44 which is in contact with the active layer 206), and 210 is graphite powder. As shown in the figure, the surface of the conventional graphite plate was a surface with severe irregularities of several microns. Further, the conventional graphite plate has a small light reflectance, and it is difficult for the light passing through the active layer to be reflected on the back surface of the active layer, that is, the surface of the substrate, so that sunlight cannot be effectively used. In addition, the conventional graphite plate is porous,
It absorbs water from the back surface of the substrate during long-term use and deteriorates the active layer.
Also, since the graphite plate is not flexible, it is not possible to continuously flow the substrate like the roll-to-roll method so that it cannot be continuously manufactured. Must be produced,
Mass production is difficult.

【0011】一方、活性層がアモルファス膜の場合は3
00℃以下の低温プロセスで成膜できるため、シート状
の耐熱性プラスチックが用いられ連続生産が行われてい
たが、基板の耐熱温度が300℃程度であるため、成膜
条件が制限され、また、基板が容易に吸湿するため、耐
湿性に問題点があった。
On the other hand, when the active layer is an amorphous film, 3
Since the film can be formed by a low temperature process of 00 ° C or lower, continuous production was performed using a sheet-shaped heat-resistant plastic. Since the substrate easily absorbs moisture, there is a problem in moisture resistance.

【0012】図46は、例えばベルンハルト・アウトヒ
ール等により特開昭53−44192号公報に開示され
た薄膜太陽電池の作製方法である。図において、211
はグラファイトシート基板、212及び213は基板送
り用のローラ、214は活性層成膜室、215は粒径拡
大室、216はpn接合形成室、217は活性層成膜室
214に活性層成膜のための原料ガスを導入する原料ガ
ス導入口、218はガス排出口である。また、219は
基板加熱のための電流を発生する通電加熱用電源、22
0はグラファイトシート基板に接触する通電加熱用端子
である。221は加熱用のランプ、222は基板を裁断
するカッタである。
FIG. 46 shows a method of manufacturing a thin-film solar cell disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 53-44192 by Bernhard Outheal. In the figure, 211
Is a graphite sheet substrate, 212 and 213 are rollers for feeding the substrate, 214 is an active layer film forming chamber, 215 is a grain size expanding chamber, 216 is a pn junction forming chamber, 217 is an active layer film forming chamber 214. The raw material gas inlet 218 for introducing the raw material gas for is for a gas outlet. Further, reference numeral 219 denotes a power supply for electric heating for generating a current for heating the substrate, 22
Reference numeral 0 is an electric heating terminal which contacts the graphite sheet substrate. Reference numeral 221 is a heating lamp, and 222 is a cutter for cutting the substrate.

【0013】次に従来の薄膜太陽電池製造方法について
説明する。グラファイトシート基板211をローラ21
2で活性層成膜室214に送り込む。活性層成膜室21
4の原料ガス導入口217からは、シランやジクロール
シラン等のSi薄膜からなる活性層を形成するための原
料ガスが導入される。グラファイトシート基板211は
通電加熱用端子220と接触しており、通電加熱用電源
219より供給される電流が基板内を流れることによ
り、グラファイトシート基板211が加熱する。活性層
成膜室214内は原料ガス導入口217から導入された
原料ガスが充満しているため基板加熱により原料ガスが
分解し、グラファイトシート基板211上に活性層であ
る多結晶Siが成膜される。分解反応後のガス及び分解
されずに残った原料ガスはガス排出口218から排気さ
れる。
Next, a conventional method for manufacturing a thin film solar cell will be described. Roll the graphite sheet substrate 211 to the roller 21.
In step 2, it is sent to the active layer film forming chamber 214. Active layer deposition chamber 21
A raw material gas for forming an active layer made of a Si thin film, such as silane or dichlorosilane, is introduced from the raw material gas introduction port 217 of No. 4. The graphite sheet substrate 211 is in contact with the energization heating terminal 220, and the current supplied from the energization heating power source 219 flows through the substrate, so that the graphite sheet substrate 211 is heated. Since the raw material gas introduced from the raw material gas inlet 217 is filled in the active layer film forming chamber 214, the raw material gas is decomposed by heating the substrate, and polycrystalline Si which is the active layer is formed on the graphite sheet substrate 211. To be done. The gas after the decomposition reaction and the raw material gas remaining without being decomposed are exhausted from the gas exhaust port 218.

【0014】多結晶Si薄膜が成膜されたグラファイト
シート基板211はローラにより送られて、さらに次の
粒径拡大室215に移動する。粒径拡大室215では通
電による基板加熱と、ランプ221による加熱により、
多結晶Siを溶融し、再結晶化して粒径拡大を行う。p
n接合形成室216では粒径拡大が行われたSi薄膜中
に、不純物拡散等によってpn接合が形成される。この
後、基板211は、カッタ222で所定の長さに裁断さ
れる。
The graphite sheet substrate 211 on which the polycrystalline Si thin film is formed is sent by a roller and further moved to the next grain size expansion chamber 215. In the particle size expansion chamber 215, by heating the substrate by energization and heating by the lamp 221,
Polycrystalline Si is melted and recrystallized to increase the grain size. p
In the n-junction forming chamber 216, a pn junction is formed by impurity diffusion or the like in the Si thin film whose grain size has been expanded. After that, the substrate 211 is cut into a predetermined length by the cutter 222.

【0015】この従来例においては、前述した薄膜太陽
電池の基板の条件、即ち、薄膜の機械的支持,高温耐熱
性,導電性,及び低コストといった条件を満たす基板と
してグラファイトシートを用いている。グラファイトシ
ートは従来、耐熱性のガスケットやパッキン,原子炉の
断熱材等として用いられてきたものである。以下グラフ
ァイトシートの特性,作製方法について説明する。
In this conventional example, a graphite sheet is used as a substrate satisfying the above-mentioned conditions for the substrate of the thin-film solar cell, that is, mechanical support of the thin film, high temperature heat resistance, conductivity, and low cost. Graphite sheets have hitherto been used as heat-resistant gaskets, packings, heat insulating materials for nuclear reactors, and the like. The characteristics of the graphite sheet and the manufacturing method will be described below.

【0016】図47はグラファイトシートに使われてい
る原料であるグラファイトの結晶構造を示す図である。
原料は天然に産出される鱗状黒鉛で、結晶構造は炭素原
子が平面上にならび6炭素環が連なった層223が積層
した構造をしている。同一平面内での炭素結合は強い
が、面223相互間の結合はファンデルワールス力であ
るためその結合力が弱く容易に層状にへき開できる。こ
の結晶構造は微視的にみれば従来のグラファイト粉と同
様であるが、鱗状黒鉛はグラファイト粉に比べ結晶が大
きく、特に大きい場合は数mm程度の大きな結晶の塊で
構成されている。
FIG. 47 is a diagram showing a crystal structure of graphite which is a raw material used for the graphite sheet.
The raw material is naturally occurring scaly graphite, and the crystal structure has a structure in which a layer 223 in which carbon atoms are arranged in a plane and six carbon rings are stacked is laminated. Although the carbon bond in the same plane is strong, the bond between the faces 223 is van der Waals force, so the bond force is weak and the cleavage can be easily performed in layers. This crystal structure is microscopically similar to that of conventional graphite powder, but scaly graphite has larger crystals than graphite powder, and if it is particularly large, it is composed of a large lump of crystals of about several mm.

【0017】図48はグラファイトシートの作製方法を
示す図であり、図において、224は発泡グラファイ
ト、225はローラーである。鱗状黒鉛をNH4 OHと
2 SO4 の混合液で酸処理し、300℃程度で酸を加
熱蒸発させると鱗状黒鉛が発泡し綿状になり体積膨張す
る。発泡グラファイト224をローラー225で常温で
加圧成形することにより図に示すように、連続的にグラ
ファイトシート226が形成できる。高温処理せずに圧
力を加えるだけで成型することができるのは、1つ1つ
の結晶サイズが大きいためと考えられる。
FIG. 48 is a diagram showing a method for producing a graphite sheet, in which 224 is expanded graphite and 225 is a roller. When scaly graphite is acid-treated with a mixed solution of NH 4 OH and H 2 SO 4 and the acid is heated and evaporated at about 300 ° C., the scaly graphite foams and becomes cotton-like and expands in volume. As shown in the figure, a graphite sheet 226 can be continuously formed by pressure-molding the expanded graphite 224 with a roller 225 at room temperature. It is considered that each of the crystals can be formed by simply applying a pressure without performing a high-temperature treatment, because each crystal size is large.

【0018】このようにして作製されたグラファイトシ
ートは次のような特徴を持つ。即ちロール形成すること
により基板の面方向に長く広がった結晶構造や層状構造
が基板の厚み方向に積層した構造となる。これはロール
形成でなくとも一方向から圧縮形成すればこのような異
方性を持つ構造となる。内部構造が異方性を持つために
面方向と厚さ方向で熱伝導や電気伝導性が異方性を持つ
ようになる。また、常温で圧縮形成したグラファイトシ
ートは柔軟性があり、表面が非常に滑らかである。ま
た、ロール形成する場合、基板表面形状はローラー表面
形状に依存するため、滑らかな表面形状を持ったローラ
ーで成型すれば滑らかな表面形状を持った基板が作製で
きる。
The graphite sheet thus manufactured has the following features. That is, by forming a roll, a crystal structure or a layered structure elongated in the surface direction of the substrate is laminated in the thickness direction of the substrate. Even if this is not roll formation, if it is formed by compression from one direction, it will have a structure with such anisotropy. Since the internal structure has anisotropy, thermal conductivity and electrical conductivity become anisotropic in the plane direction and the thickness direction. Moreover, the graphite sheet formed by compression at room temperature is flexible and has a very smooth surface. Further, when forming a roll, the surface shape of the substrate depends on the surface shape of the roller. Therefore, a substrate having a smooth surface shape can be produced by molding with a roller having a smooth surface shape.

【0019】図49はグラファイトシート表面部分を拡
大した断面図である。図に示すようにグラファイトシー
トの層状構造は図47の結晶構造が広がった状態で1枚
かまたは数枚がまとまった状態の層227が積層した構
造になっている。従って、基板自体が柔軟性があるため
に数mmから数cmの大きなうねりはあっても、物理的
に表面に傷をつけされしなければ表面に鋭い凹凸は少な
く、原理的には原子レベルで非常に平坦である。
FIG. 49 is an enlarged sectional view of the surface portion of the graphite sheet. As shown in the figure, the layered structure of the graphite sheet has a structure in which one layer or a plurality of layers 227 in which the crystal structure of FIG. 47 is spread is laminated. Therefore, even if there is a large undulation of several mm to several cm due to the flexibility of the substrate itself, there are few sharp irregularities on the surface unless the surface is physically scratched, and in principle at the atomic level. Very flat.

【0020】しかも、層構造が基板面方向に平行である
ために、基板端面からの吸水性,吸気性は大きいが、面
に垂直方向への透過性は小さく、たとえ基板裏面から水
分が供給されたとしても耐浸透性が大きく活性層に悪影
響を与えることが少ない。さらに、基板の層構造が面方
向に平行になっているため、通常の異方性のないグラフ
ァイト板に較べ反射率が高くなる。これは図47の結晶
構造において、グラファイトの平面結晶構造に対し垂直
方向の光反射率が水平方向の光反射率よりも高いためだ
と思われる。
Moreover, since the layer structure is parallel to the substrate surface direction, the water absorption and inhalation properties from the substrate end face are large, but the permeability in the direction perpendicular to the surface is small, and even if moisture is supplied from the substrate back surface. Even if it does, the permeation resistance is large and the active layer is hardly adversely affected. Furthermore, since the layer structure of the substrate is parallel to the plane direction, the reflectance is higher than that of a normal graphite plate having no anisotropy. This is probably because, in the crystal structure of FIG. 47, the light reflectance in the vertical direction is higher than the light reflectance in the horizontal direction with respect to the planar crystal structure of graphite.

【0021】図46の製造方法では、このような特徴を
有するグラファイトシートを基板として用いることによ
り、高効率,高信頼性の薄膜太陽電池を連続的に量産す
ることができる。
In the manufacturing method of FIG. 46, by using the graphite sheet having such characteristics as the substrate, it is possible to continuously mass-produce thin film solar cells of high efficiency and high reliability.

【0022】図51は、炭素を主成分とする基板上の結
晶シリコン薄膜を用いた太陽電池の従来のおける構造の
一例を示すための断面概略図である。図において、23
0は炭素を主成分とする基板である。シリコン層231
は基板230上に配置され、エミッタ層232はシリコ
ン層231の表面に設けられる。エミッタ層232の表
面上には金属電極233が設けられる。
FIG. 51 is a schematic sectional view showing an example of a conventional structure of a solar cell using a crystalline silicon thin film on a substrate containing carbon as a main component. In the figure, 23
0 is a substrate containing carbon as a main component. Silicon layer 231
Are disposed on the substrate 230, and the emitter layer 232 is provided on the surface of the silicon layer 231. A metal electrode 233 is provided on the surface of the emitter layer 232.

【0023】基板230は炭素を主成分とするもので、
炭素質あるいはグラファイト質の成形対や上述のシート
状グラファイト等を用いることができる。炭素を主成分
とする基板230を用いる利点としては、炭素そのもの
は還元性雰囲気内である限り約3000℃の高温にも耐
える材質であるので、この上に結晶シリコン薄膜を形成
するために必要な温度(1000〜1500℃)に支持
基板として十分耐え得ること、良好な導電性を有し、太
陽電池の裏面電極として機能させることができること、
地球上に豊富に存在する元素であるので、多量の生産に
耐え得ること、シリコンと強い化学結合を形成し、シリ
コン膜の支持基板として十分な付着強度が得られること
等があげられる。
The substrate 230 is mainly composed of carbon,
It is possible to use a carbonaceous or graphite molded pair or the above-mentioned sheet graphite. The advantage of using the substrate 230 containing carbon as a main component is that carbon itself is a material that can withstand a high temperature of about 3000 ° C. as long as it is in a reducing atmosphere, so that it is necessary to form a crystalline silicon thin film on this. That it can sufficiently withstand a temperature (1000 to 1500 ° C.) as a supporting substrate, has good conductivity, and can function as a back electrode of a solar cell;
Since it is an element that is abundant on the earth, it can withstand a large amount of production, can form a strong chemical bond with silicon, and can obtain sufficient adhesion strength as a supporting substrate for a silicon film.

【0024】この基板230上に、例えばCVD方(化
学気相蒸着法)等によって、シリコン層231を形成す
る。シリコン層231は、例えばp型とする。CVD法
によって形成されるシリコン層は形成温度が約600以
上で多結晶シリコンとなるが、こうして得られる多結晶
シリコンの結晶粒径はたかだか1μm程度であり、太陽
電池を構成した場合に良好な性能を得るために、形成し
た多結晶シリコンを基板230上でいったん溶融して再
結晶化することにより、その結晶粒径を拡大することが
できる。これによって、結晶粒径がその層厚の2倍以上
であるシリコン層231を容易に得ることができる。
A silicon layer 231 is formed on the substrate 230 by, for example, the CVD method (chemical vapor deposition method) or the like. The silicon layer 231 is, for example, p-type. The silicon layer formed by the CVD method becomes polycrystalline silicon at a forming temperature of about 600 or more, but the crystal grain size of the polycrystalline silicon thus obtained is at most about 1 μm, which is a good performance when a solar cell is constructed. In order to obtain the above, the formed polycrystalline silicon can be once melted and recrystallized on the substrate 230 to increase the crystal grain size. This makes it possible to easily obtain the silicon layer 231 having a crystal grain size that is at least twice the layer thickness.

【0025】さらに、シリコン層231の表面に、不純
物拡散等の手段により、シリコン層231とは逆の導電
型(この場合はn型)のエミッタ層を形成し、pn接合
を形作る。その後、必要に応じて透明導電膜や反射防止
膜等を設け(図示せず)、金属電極233を設けて太陽
電池とする。
Further, an emitter layer of a conductivity type (n type in this case) opposite to that of the silicon layer 231 is formed on the surface of the silicon layer 231 by means such as impurity diffusion to form a pn junction. After that, a transparent conductive film, an antireflection film, or the like is provided (not shown) if necessary, and a metal electrode 233 is provided to form a solar cell.

【0026】上記の太陽電池においては、シリコン層2
31が炭素を主成分とする基板230上に直接形成され
ているので、基板230中にわずかに含まれる不純物、
即ちカルシウム,鉄,アルミニウム,硫黄等がシリコン
層231あるいはエミッタ層232の形成の際の高温プ
ロセス時にシリコン層231中に拡散混入する。これら
の不純物がシリコン層231に混入すると、シリコン層
231の半導体としての特性を損ない、この結果として
良好な性能の太陽電池が得られない。
In the above solar cell, the silicon layer 2
Since 31 is directly formed on the substrate 230 containing carbon as a main component, impurities slightly contained in the substrate 230,
That is, calcium, iron, aluminum, sulfur, etc. are diffused and mixed into the silicon layer 231 during the high temperature process for forming the silicon layer 231 or the emitter layer 232. If these impurities are mixed in the silicon layer 231, the characteristics of the silicon layer 231 as a semiconductor are impaired, and as a result, a solar cell with good performance cannot be obtained.

【0027】この問題を解決する方法として、図52に
示すような構造が考えられる。この例では、基板230
とシリコン層231の間に、シリコン酸化膜234を設
けている。シリコン酸化膜234で基板230全面を覆
うと、シリコン層231と基板230の電気的接続がな
されないので、シリコン酸化膜234の所定の箇所に開
口部235を設けて部分的に基板230とシリコン層2
31が接触するようにしている。
As a method for solving this problem, a structure as shown in FIG. 52 can be considered. In this example, the substrate 230
And a silicon layer 231 are provided with a silicon oxide film 234. When the entire surface of the substrate 230 is covered with the silicon oxide film 234, electrical connection between the silicon layer 231 and the substrate 230 is not made. Two
31 is in contact.

【0028】しかしながら、この場合においても、シリ
コン酸化膜234は基板230からの不純物拡散障壁と
して働くものの、シリコン酸化膜234の開口部235
で基板230とシリコン層231が接触した部分では、
結局、図51の構造におけるのと同様の現象が生じ、こ
の部分を通って基板230の不純物がシリコン層231
に拡散してしまう。さらに、図51の構造では、シリコ
ン層231と炭素を主成分とする基板230は強く結合
するので、十分な付着強度が得られるが、図52の構造
においては、基板230上にはシリコン酸化膜234が
載っており、炭素とシリコン酸化膜234との付着力が
弱いことから、シリコン層231が基板230から容易
に剥離してしまい、構造が簡単に破壊され、歩留まりが
悪いばかりか、十分な信頼性が得られないという欠点が
ある。
However, even in this case, although the silicon oxide film 234 functions as an impurity diffusion barrier from the substrate 230, the opening 235 of the silicon oxide film 234 is formed.
At a portion where the substrate 230 and the silicon layer 231 are in contact with each other,
Eventually, a phenomenon similar to that in the structure of FIG. 51 occurs, and impurities of the substrate 230 pass through this portion and the silicon layer 231 is removed.
Spread to. Further, in the structure of FIG. 51, since the silicon layer 231 and the substrate 230 containing carbon as a main component are strongly bonded to each other, sufficient adhesion strength can be obtained. However, in the structure of FIG. 234 is placed, and the adhesion between carbon and the silicon oxide film 234 is weak, so that the silicon layer 231 is easily peeled off from the substrate 230, the structure is easily broken, the yield is poor, and the sufficient yield is obtained. It has the drawback of not being reliable.

【0029】炭素とシリコン酸化膜234の付着が弱い
理由は次のように説明される。即ち、炭素は高温におい
てシリコン酸化物を還元し、二酸化炭素となり揮発す
る。このため、炭素を主成分とする基板230とシリコ
ン酸化膜234の界面において、シリコン層231ある
いはエミッタ層232の形成のための高温プロセスの際
に、この反応が生じ、基板230とシリコン酸化膜23
4との化学結合が形成されず、その結果、物理的な付着
形態のみに依存することになり、弱い付着力しか得られ
ないのである。ちなみに、シリコンとシリコン酸化膜の
場合は両者の間に化学結合が成立するので、炭素とシリ
コン酸化膜の場合に比べてはるかに強固な付着力が得ら
れる。
The reason why the adhesion between carbon and the silicon oxide film 234 is weak is explained as follows. That is, carbon reduces silicon oxide at high temperature to become carbon dioxide and volatilizes. Therefore, at the interface between the substrate 230 containing carbon as a main component and the silicon oxide film 234, this reaction occurs during the high temperature process for forming the silicon layer 231 or the emitter layer 232, and the substrate 230 and the silicon oxide film 23.
The chemical bond with 4 is not formed, and as a result, it depends only on the physical attachment form, and only weak adhesive force is obtained. By the way, in the case of silicon and a silicon oxide film, a chemical bond is established between them, so that a much stronger adhesive force can be obtained than in the case of carbon and a silicon oxide film.

【0030】図52に示す太陽電池におけるシリコン酸
化膜234の挿入には、もう1つの目的がある。それは
シリコン層231の基板側に誘電体層として存在するこ
とにより、シリコン層231との屈折率の差によって、
太陽電池に入射してシリコン層231で吸収されずに透
過した光を反射して、もう一度シリコン層231に導く
ことである。このシリコン層231裏面での反射の効果
はシリコン層231に直接基板230が接している図5
1の場合よりもシリコン酸化膜234が介在しているほ
うが大きい。
The insertion of the silicon oxide film 234 in the solar cell shown in FIG. 52 has another purpose. Since it exists as a dielectric layer on the substrate side of the silicon layer 231, the difference in the refractive index between the silicon layer 231 and
This is to reflect the light that has entered the solar cell and transmitted without being absorbed by the silicon layer 231, and guide it to the silicon layer 231 again. The effect of reflection on the back surface of the silicon layer 231 is that the substrate 230 is in direct contact with the silicon layer 231.
The presence of the silicon oxide film 234 is larger than the case of 1.

【0031】しかしながら、シリコン酸化膜234の挿
入によって、シリコン層231とシリコン酸化膜234
の間での反射は改善されるが、シリコン酸化膜234の
下は炭素を主成分とする基板230であって、基板23
0は黒く、光を吸収してしまうので、基板230からの
反射は少なく、シリコン酸化膜234挿入によるく裏面
反射の改善効果は大きくない。即ち、これによる太陽電
池の性能向上の効果は小さい。
However, by inserting the silicon oxide film 234, the silicon layer 231 and the silicon oxide film 234 are inserted.
Although the reflection between the two is improved, below the silicon oxide film 234 is the substrate 230 containing carbon as a main component.
Since 0 is black and absorbs light, there is little reflection from the substrate 230, and the effect of improving the back surface reflection due to the insertion of the silicon oxide film 234 is not great. That is, the effect of improving the performance of the solar cell is small.

【0032】また、図52に示した構造の太陽電池を構
成するためには、炭素を主成分とする基板230上に設
けたシリコン酸化膜に開口部を設ける必要がある。通
常、シリコン酸化膜のパターニングには、所定のパター
ンに従ってレジストで被覆し、ドライあるいはウェット
のエッチングを施す手法が用いられている。しかしなが
ら、ウェットエッチングを用いる場合はもちろん、ドラ
イエッチングを用いる場合においても、レジストを用い
る以上、ウェットプロセスを全く除くことはできない。
Further, in order to form the solar cell having the structure shown in FIG. 52, it is necessary to provide an opening in the silicon oxide film provided on the substrate 230 containing carbon as a main component. Usually, for patterning a silicon oxide film, a method of coating with a resist according to a predetermined pattern and performing dry or wet etching is used. However, not only when wet etching is used but also when dry etching is used, the wet process cannot be eliminated at all as long as the resist is used.

【0033】しかるに、基板230は炭素を主成分とす
るものであるので、一般に多孔質で少なからず吸水性を
持っている。このため、いったんウェットプロセスを経
ると、その際に基板230に吸収された水分が容易には
取り除かれず、後の工程において悪影響を及ぼし、また
太陽電池の信頼性を損なうという問題点がある。
However, since the substrate 230 contains carbon as a main component, it is generally porous and has a considerable water absorption property. Therefore, once the wet process is performed, there is a problem that the water absorbed by the substrate 230 at that time is not easily removed, which adversely affects the subsequent steps and impairs the reliability of the solar cell.

【0034】図56〜図58は従来の凹凸構造を持った
各種の太陽電池の構造を示す断面図で、図56は結晶太
陽電池、図57はアモルファスSi太陽電池、図58は
薄膜太陽電池を示す。図において、2は多結晶Si薄
膜、3はグリッド電極、4は単結晶Si、5はガラス基
板、6は透明電極、7はアモルファスSi、8は裏面電
極、9は耐熱基板である。
56 to 58 are cross-sectional views showing structures of various conventional solar cells having an uneven structure. FIG. 56 shows a crystalline solar cell, FIG. 57 shows an amorphous Si solar cell, and FIG. 58 shows a thin film solar cell. Show. In the figure, 2 is a polycrystalline Si thin film, 3 is a grid electrode, 4 is single crystal Si, 5 is a glass substrate, 6 is a transparent electrode, 7 is amorphous Si, 8 is a back electrode, and 9 is a heat-resistant substrate.

【0035】次に、上記従来の各太陽電池の製造方法及
び動作について説明する。図56に示す結晶太陽電池
は、Si(100)単結晶ウェハ240の表面に水酸化
カリウム(KOH)等を用いた異方性エッチングにより
図に示すような凹凸形状を形成する。異方性エッチング
では、三角形の構造を持った凹凸形状が形成されるため
このような形状となる。次にこの処理が施されたウェハ
に表面から不純物を拡散し、pn接合241を形成した
後、グリッド電極242を形成する。さらに、太陽電池
効率を向上するために、凹凸形状を有するウェハ表面に
反射防止膜を形成したり、裏面に不純物を拡散してBS
F(Back Surface Field)を形成(共に図示せず)する
こともある。図56の太陽電池においては、光243は
凹凸形状を有する表面から結晶240中に入射される。
入射した光は結晶240内で光電変換され、グリッド電
極242及び結晶240裏面に設けられる裏面電極(図
示せず)より取り出される。ここで、この太陽電池にお
いては、入射表面の凹凸形状により、矢印244に示す
ように表面で反射した光をもウェハに入射させることが
でき、表面での光反射による入射光の低減が少ないため
に光電変換効率が高くなる。
Next, the manufacturing method and operation of each of the above conventional solar cells will be described. In the crystalline solar cell shown in FIG. 56, an uneven shape as shown in the figure is formed on the surface of a Si (100) single crystal wafer 240 by anisotropic etching using potassium hydroxide (KOH) or the like. Anisotropic etching forms such a shape because an uneven shape having a triangular structure is formed. Next, impurities are diffused from the surface of the wafer thus treated to form a pn junction 241, and then a grid electrode 242 is formed. Further, in order to improve the efficiency of the solar cell, an antireflection film is formed on the surface of the wafer having an uneven shape, or impurities are diffused on the back surface of the wafer so that BS
An F (Back Surface Field) may be formed (neither is shown). In the solar cell of FIG. 56, the light 243 is incident on the crystal 240 from the surface having the uneven shape.
The incident light is photoelectrically converted in the crystal 240 and is extracted from the grid electrode 242 and a back surface electrode (not shown) provided on the back surface of the crystal 240. Here, in this solar cell, due to the uneven shape of the incident surface, the light reflected by the surface can also be made incident on the wafer as indicated by the arrow 244, and the reduction of the incident light due to the light reflection on the surface is small. In addition, the photoelectric conversion efficiency becomes high.

【0036】次に、図57のアモルファスSi太陽電池
の場合について説明する。まずガラス基板245の上に
透明電極246を形成する。この透明電極246はSn
2,ZnO,ITO(In2 3 :SnO2 )などを
スパッタ,蒸着,CVD,塗布する等して作製され、成
膜条件を選ぶことによって凹凸形状を作製することがで
きる。凹凸構造を持った透明電極246の上にアモルフ
ァスSi膜247をプラズマCVDなどで成膜する。さ
らに、AlやTi/Agなどを成膜して裏面電極248
を形成する。このように構成された太陽電池において、
太陽光はガラス面245より入射し、透明電極246と
裏面電極248により電力が取り出される。このアモル
ファス太陽電池の場合、透明電極246が凹凸構造を持
つために、入射した太陽光の角度が曲がり、活性層内を
走行する距離が長くなるために、より多くの光が吸収さ
れて太陽電池の変換効率が向上する。
Next, the case of the amorphous Si solar cell shown in FIG. 57 will be described. First, the transparent electrode 246 is formed on the glass substrate 245. This transparent electrode 246 is Sn
It is produced by sputtering, vapor deposition, CVD, coating or the like of O 2 , ZnO, ITO (In 2 O 3 : SnO 2 ) or the like, and the uneven shape can be produced by selecting the film forming conditions. An amorphous Si film 247 is formed on the transparent electrode 246 having an uneven structure by plasma CVD or the like. Further, a film of Al or Ti / Ag is formed to form the back electrode 248.
To form. In the solar cell configured in this way,
Sunlight enters from the glass surface 245, and electric power is taken out by the transparent electrode 246 and the back surface electrode 248. In the case of this amorphous solar cell, since the transparent electrode 246 has a concavo-convex structure, the angle of incident sunlight is bent, and the distance traveled in the active layer becomes long, so more light is absorbed and the solar cell The conversion efficiency of is improved.

【0037】次に、図58の薄膜太陽電池の場合につい
て説明する。アルミナや導電性セラミックなどの耐熱材
料で構成された耐熱基板250には、機械的に切削する
ことによって凹凸構造を形成する。そしてこの基板25
0の上に薄い多結晶Si薄膜251を形成し、不純物を
拡散する等によりpn接合252を形成した後に、グリ
ッド電極253を形成する。このようにして得られた凹
凸構造を持つ薄膜太陽電池の場合、図56の太陽電池と
同様に表面が凹凸構造を持つために光の反射による入射
光の低減が低下し、太陽光がより吸収されるようにな
る。さらに、活性層と耐熱基板250の界面で光が反射
するとき、反射角度が変わるために、活性層を光が走行
する距離が長くなり太陽電池の効率が高くなる。
Next, the case of the thin film solar cell shown in FIG. 58 will be described. A concavo-convex structure is formed on the heat resistant substrate 250 made of a heat resistant material such as alumina or conductive ceramic by mechanical cutting. And this substrate 25
A thin polycrystalline Si thin film 251 is formed on the surface of 0, a pn junction 252 is formed by diffusing impurities, and then a grid electrode 253 is formed. In the case of a thin-film solar cell having an uneven structure obtained in this way, since the surface has an uneven structure as in the solar cell of FIG. Will be done. Further, when the light is reflected at the interface between the active layer and the heat-resistant substrate 250, the reflection angle changes, so that the distance traveled by the light in the active layer becomes long and the efficiency of the solar cell is increased.

【0038】図59は例えばソーラーセルズ,29(1
990年),257〜266頁に記載された、半導体薄
膜を用いて作製される太陽電池であって、最終的に基板
と分離されて使用される従来の薄膜太陽電池セルの製造
方法を示す図であり、図において、260はp型シリコ
ン単結晶基板,261は基板260表面に形成されたV
字型ストライプ溝、262は基板260上にエピタキシ
ャル成長されたn型シリコン結晶層、263はn型シリ
コン結晶層262表面に形成されたストライプ状溝、2
64はシリコン結晶層262に接着されたガラス基板で
ある。
FIG. 59 shows, for example, Solar Cells, 29 (1
990), pp. 257 to 266, which is a solar cell manufactured by using a semiconductor thin film and shows a conventional method for manufacturing a thin film solar cell, which is finally separated from a substrate and used. In the figure, 260 is a p-type silicon single crystal substrate, and 261 is V formed on the surface of the substrate 260.
V-shaped stripe groove, 262 is an n-type silicon crystal layer epitaxially grown on the substrate 260, 263 is a stripe-shaped groove formed on the surface of the n-type silicon crystal layer 262,
64 is a glass substrate adhered to the silicon crystal layer 262.

【0039】次に製造工程について説明する。まず、図
59(a) に示すp型シリコン単結晶基板260上に異方
性エッチングにより図59(b) に示すように複数のV字
型ストライプ溝261を形成する。次にストライプ溝2
61が形成された基板260上に図59(c) に示すよう
に低不純物濃度のn型シリコン層262をエピタキシャ
ル成長する。そして、必要に応じてシリコン層262表
面をポリッシュにより平坦化した後、シリコン層262
表面上に異方性エッチングにより図59(d) に示すよう
にストライプ溝261に対して垂直方向の複数のV字型
ストライプ溝263を形成する。この後、シリコン層2
62の表面部にpn接合を形成し、さらにシリコン層2
62表面に保護膜および電極を形成する。次に図59
(e) に示すようにシリコン層262上にガラス基板26
4を接着する。このガラス基板264およびこれを接着
する接着剤は後のエッチング工程でエッチングされない
材質のものが用いられる。そして、選択エッチング技術
を用いて図59(f) に示すようにシリコン単結晶基板2
60をエッチング除去し、シリコン層262の裏面側に
保護膜および電極を形成してセルが完成する。
Next, the manufacturing process will be described. First, a plurality of V-shaped stripe grooves 261 are formed on the p-type silicon single crystal substrate 260 shown in FIG. 59 (a) by anisotropic etching, as shown in FIG. 59 (b). Next stripe stripe 2
As shown in FIG. 59 (c), an n-type silicon layer 262 having a low impurity concentration is epitaxially grown on the substrate 260 on which 61 is formed. Then, after the surface of the silicon layer 262 is planarized by polishing as needed, the silicon layer 262 is
By anisotropic etching, a plurality of V-shaped stripe grooves 263 are formed in the direction perpendicular to the stripe grooves 261 on the surface as shown in FIG. 59 (d). After this, the silicon layer 2
A pn junction is formed on the surface of 62, and the silicon layer 2
A protective film and an electrode are formed on the surface of 62. Next, in FIG.
As shown in (e), the glass substrate 26 is formed on the silicon layer 262.
Bond 4 together. The glass substrate 264 and the adhesive agent for adhering the glass substrate 264 are made of a material that is not etched in the subsequent etching process. Then, by using the selective etching technique, as shown in FIG. 59 (f), the silicon single crystal substrate 2
The cell is completed by removing 60 by etching and forming a protective film and an electrode on the back surface side of the silicon layer 262.

【0040】図60(a) は、例えば公開実用新案昭60
−194355号公報に示された従来の太陽電池モジュ
ールの断面構造である。図において、270は、例えば
単結晶あるいは多結晶Siからなる太陽電池基体、27
1aは光によって発生した電流を収集するための上部金
属電極、271bは対向電極となる下部金属電極、27
3は半田273等により一端が1つの太陽電池セルの上
部電極271aに固着され、他端が他の太陽電池セルの
下部電極271bに固着され相互の太陽電池セルを電気
的に接続するリード線であり、このように接続された複
数の太陽電池セルが充填樹脂274により表面ガラス2
75と裏面材275との間に封止されている。
FIG. 60 (a) shows, for example, the public utility model sho 60
2 is a cross-sectional structure of a conventional solar cell module disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 194355. In the figure, 270 is a solar cell substrate made of, for example, single crystal or polycrystalline Si, 27
1a is an upper metal electrode for collecting a current generated by light, 271b is a lower metal electrode serving as a counter electrode, 27a
Reference numeral 3 is a lead wire whose one end is fixed to the upper electrode 271a of one solar battery cell and the other end is fixed to the lower electrode 271b of another solar battery cell by solder 273 or the like to electrically connect the solar battery cells to each other. There is a plurality of solar cells connected in this way and the surface glass 2 is filled with the filling resin 274.
It is sealed between 75 and the back material 275.

【0041】また図60(b) は導電性基板上に形成され
た薄膜太陽電池のモジュール構造の一例であり、図にお
いて、280は導電性を有する基板、281はその上に
形成された半導体薄膜からなる発電層、282aは発電
層281上に設けられた上部金属電極、282bは下部
電極取り出し部である。リード線283は図60(a)の
場合と同様半田284等により一端が1つの太陽電池セ
ルの上部電極282aに固着され、他端が他の太陽電池
セルの下部電極282bに固着され相互の太陽電池セル
を電気的に接続する。このように接続された複数の太陽
電池セルが充填樹脂285により表面ガラス286と裏
面材287との間に封止されている。
FIG. 60 (b) shows an example of a module structure of a thin film solar cell formed on a conductive substrate. In the figure, 280 is a conductive substrate, and 281 is a semiconductor thin film formed on it. A power generation layer 282a, an upper metal electrode 282a provided on the power generation layer 281, and a lower electrode lead portion 282b. The lead wire 283 has one end fixed to the upper electrode 282a of one solar cell and the other end fixed to the lower electrode 282b of another solar cell by solder 284 or the like as in the case of FIG. Electrically connect the battery cells. The plurality of solar cells connected in this way are sealed between the front surface glass 286 and the back surface material 287 by the filling resin 285.

【0042】次に、この従来の太陽電池モジュールの動
作について説明する。光を受けた太陽電池基体270内
で発生した電子,正孔は、この基体内に存在する内部電
界により表面(上部)側及び裏面(下部)側にそれぞれ
分離され、上部電極271a及び裏面電極271bで収
集されて外部に電流として取り出される。例えば太陽電
池基体270がシリコンで構成される場合、最大出力が
得られる動作電圧は、1つのセル当たり約0.5Vとな
るため、通常の電力用モジュールでは数枚から数十枚の
セルが直列に接続される。そのために上部金属電極27
1a上に半田273により固着されたリード線272を
隣接するセルの裏側に延長して配し、隣接すセルの下部
金属電極271bの一部に半田273により固着して直
列接続が実現される。このように、相互に接続された複
数の太陽電池セルが樹脂274,表面ガラス275,及
び裏面材276により一体封止され、電力用太陽電池モ
ジュールとして使用される。
Next, the operation of this conventional solar cell module will be described. The electrons and holes generated in the solar cell substrate 270 that received the light are separated into the front surface (upper) side and the back surface (lower) side by the internal electric field existing in the solar cell base 270, and the upper electrode 271a and the back electrode 271b are separated. It is collected in and is taken out as a current to the outside. For example, when the solar cell substrate 270 is made of silicon, the operating voltage at which the maximum output is obtained is about 0.5 V per cell, so in a normal power module, several to several tens of cells are connected in series. Connected to. Therefore, the upper metal electrode 27
The lead wire 272 fixed to the 1a by the solder 273 is extended and arranged on the back side of the adjacent cell, and fixed to the part of the lower metal electrode 271b of the adjacent cell by the solder 273 to realize the series connection. In this way, the plurality of solar cells connected to each other are integrally sealed by the resin 274, the surface glass 275, and the back surface material 276 and used as a power solar cell module.

【0043】また、近年、低価格太陽電池として、各種
の低価格な基板の上に薄膜の発電層を形成した太陽電池
が盛んに研究されている。図60(b) に示した導電性基
板280上に形成された薄膜太陽電池の場合では、相互
のセルを直列に接続するために導電性基板280の裏面
の一部に下部接続電極282bを形成し、隣接するセル
の上部電極282aに半田284で固着されたリード線
283を、この下部接続電極282bに半田付けするこ
とにより接続が行われる。
In recent years, as low-cost solar cells, solar cells in which a thin-film power generation layer is formed on various low-priced substrates have been actively studied. In the case of the thin film solar cell formed on the conductive substrate 280 shown in FIG. 60 (b), the lower connection electrode 282b is formed on a part of the back surface of the conductive substrate 280 to connect the cells in series. Then, the lead wire 283 fixed to the upper electrode 282a of the adjacent cell by the solder 284 is soldered to the lower connection electrode 282b to establish the connection.

【0044】太陽電池を直列に接続する方法としては、
上述のもの以外にも多数提案されており、以下その例を
示す。図61は特開昭59−3980号公報に示された
複合太陽電池素子である。1つの太陽電池セル290の
表面電極291aと隣接するセルの裏面電極291bと
を図61(a) に示すように半田、または導電接着剤等2
92で接着し、各セルを図61(b) に示すように瓦状に
積み重ねて直列接続が実現される。この構造は簡単な工
程でコンパクトに直列接続が行えるが、接着部にストレ
スが加わりやすく、ルで構成される民生用機器用電源と
しては使用可能なものの、10cm角程度の大面積セル
を用いる電力用モジュールには信頼性の点から適用する
ことはできなかった。
As a method of connecting solar cells in series,
Many proposals other than the above have been proposed, and examples thereof will be shown below. FIG. 61 shows a composite solar cell element disclosed in JP-A-59-3980. As shown in FIG. 61 (a), the front surface electrode 291a of one solar battery cell 290 and the back surface electrode 291b of the adjacent cell are soldered or a conductive adhesive or the like 2
The cells are adhered at 92, and the cells are stacked in a tile shape as shown in FIG. 61 (b) to realize the series connection. This structure can be connected in series in a compact manner in a simple process, but stress is likely to be applied to the adhesive part, and although it can be used as a power source for consumer equipment composed of a ru, it uses a large area cell of about 10 cm square. It could not be applied to the module for reliability.

【0045】他の直列接続法の代表的なものとして、集
積型アモルファス太陽電池がある。図62は特開昭61
−54681号公報に示された集積型アモルファスシリ
コン太陽電池の断面構造図である。この太陽電池では、
図に示すように、絶縁基板300上に透明導電膜30
1,アモルファスSi層302,及び金属電極303が
所定の領域に分離されながら、順次形成されることによ
り、上部電極が隣接するユニットセルの下部電極に接続
され、同一基板上でモノリシックに直列接続が実現でき
る。しかしながら、現状ではユニットセルを分離する方
法として通常のフォトレジストを用いたリソグラフィ、
あるいはレーザパターニングが用いられており、その工
程の煩雑なことから低コストを実現する障害となってい
る。以上のような背影から、現在は図60に示した接続
法を採用した構造が電力用太陽電池モジュールの主流と
して一般的に用いられている。
An integrated amorphous solar cell is a typical example of another series connection method. FIG. 62 shows JP-A-61
FIG. 4 is a cross-sectional structural diagram of an integrated amorphous silicon solar cell disclosed in Japanese Patent Publication No. 54681/1990. In this solar cell,
As shown in the figure, the transparent conductive film 30 is formed on the insulating substrate 300.
1, the amorphous Si layer 302 and the metal electrode 303 are sequentially formed while being separated into predetermined regions, so that the upper electrode is connected to the lower electrode of the adjacent unit cell, and monolithically connected in series on the same substrate. realizable. However, at present, as a method for separating unit cells, lithography using ordinary photoresist,
Alternatively, laser patterning is used, which is an obstacle to realizing low cost because the process is complicated. From the above background, the structure adopting the connection method shown in FIG. 60 is currently generally used as the mainstream of solar cell modules for electric power.

【0046】[0046]

【発明が解決しようとする課題】図46に示す従来のグ
ラファイトシート基板を用いた薄膜太陽電池の製造方法
においてはランプ加熱や通電加熱によって活性層が成膜
されていた。ランプ加熱の場合は、成膜室全体が加熱さ
れるため成膜室の内壁に多結晶Siが堆積し、メンテナ
ンスに時間がかかるという問題点があり、また、グラフ
ァイトシートは通常の焼結カーボン板に較べ、表面に光
沢があり、光反射率が大きいため加熱用の光を反射して
しまい、有効に加熱できないという問題点があった。ま
た、通電加熱の場合はグラファイトシート基板に通電端
子がうまく接触しなかったり、部分的に電流が流れるた
めに基板に温度むらが生じるという問題点があった。ま
た、グラファイトシートが非常に柔らかいため、図50
に示すように、グラファイトシート221の通電端子2
20との接触部分228において変形,剥離等が生ずる
という問題点があった。
In the conventional method for manufacturing a thin film solar cell using a graphite sheet substrate shown in FIG. 46, an active layer is formed by lamp heating or electric heating. In the case of lamp heating, there is a problem that polycrystalline Si is deposited on the inner wall of the film forming chamber because the entire film forming chamber is heated, and it takes time for maintenance. Compared with the above, there is a problem that the surface is glossy and the light reflectance is large, so that the light for heating is reflected and the heating cannot be effectively performed. In addition, in the case of heating by energization, there are problems that the energizing terminals do not come into contact with the graphite sheet substrate well, or the temperature unevenness occurs on the substrate due to partial current flow. In addition, since the graphite sheet is very soft,
As shown in FIG.
There is a problem that the contact portion 228 with 20 is deformed or peeled off.

【0047】また、グラファイトシート基板が柔らかく
可撓性を有するため、基板上にCVD法により薄膜多結
晶シリコンを形成すると、図53に示すように、シリコ
ン237とグラファイト236の膨張率が異なることに
よって湾曲してしまい、以後のプロセスにおいて大きな
障害となるという問題点があった。特に粒径拡大を行な
う場合には結晶表面に均一に熱がかからず、基板上の一
部分しか粒径拡大を行なえない、もしくは、基板全体に
わたって粒径拡大を行なうならば、数センチ角の極めて
小さな基板しか用いることができないという問題点があ
った。これは図46のように帯状のグラファイトシート
を用いて連続製造する場合のみならず、グラファイトシ
ートを用いて枚葉式で製造を行なう場合であっても大き
な問題である。
Further, since the graphite sheet substrate is soft and flexible, when thin film polycrystalline silicon is formed on the substrate by the CVD method, the expansion coefficient of silicon 237 and graphite 236 are different as shown in FIG. There is a problem in that it becomes curved and becomes a major obstacle in the subsequent process. Especially when grain size expansion is performed, the crystal surface is not evenly heated and only a part of the substrate can be grain size expanded. There is a problem that only a small substrate can be used. This is a big problem not only in the case of continuous production using a band-shaped graphite sheet as shown in FIG. 46 but also in the case of single-wafer production using a graphite sheet.

【0048】また、これは図46の製造方法に限るもの
ではないが、従来の薄膜形成工程では、原料ガスを導入
しながらすべて分解しないまでに外部へ排気するため
に、原料ガスを効率よく使うことができないという問題
点があった。これは、使用する半導体の量を少なくして
コストを低減するという薄膜太陽電池の重要な利点を阻
害する大きな問題点である。また、図46の製造方法で
は薄膜形成のために、原料ガスを流すための成膜室が必
要であり、装置が大がかりになる上、成膜室のメンテナ
ンスも必要となり、コスト上昇を招くという問題点があ
った。また、グラファイトシート基板上の薄膜多結晶シ
リコンをゾーンメルティングにより粒径拡大する場合、
図46の製造方法では、上述の基板の湾曲等のため多結
晶Siが凝集して島状になったり、また、表面部分から
Si蒸気が蒸発し、粒径拡大室を汚してしまうという問
題点があった。
Although this is not limited to the manufacturing method shown in FIG. 46, in the conventional thin film forming process, the raw material gas is introduced and exhausted to the outside until it is all decomposed, so that the raw material gas is used efficiently. There was a problem that I could not do it. This is a major problem that obstructs the important advantage of thin-film solar cells that the amount of semiconductors used is reduced and the cost is reduced. Further, in the manufacturing method of FIG. 46, a film forming chamber for flowing a raw material gas is required for forming a thin film, the size of the apparatus becomes large, and maintenance of the film forming chamber is required, which causes a cost increase. There was a point. Also, when expanding the grain size of thin-film polycrystalline silicon on a graphite sheet substrate by zone melting,
In the manufacturing method of FIG. 46, there is a problem that polycrystalline Si aggregates into an island shape due to the above-described bending of the substrate or the like, and Si vapor evaporates from the surface portion to contaminate the grain size expansion chamber. was there.

【0049】ところで、薄膜太陽電池には、その支持基
板としてグラファイト板,グラファイトシートを用いる
ものの他、図54に示すように、金属級シリコン(MG
−Si)350を基板として用いるものがある。図54
において、351はシリコン薄膜、352は薄膜表面に
不純物拡散等により形成されたエミッタ層、353は上
部グリッド電極である。MG−Si基板は純度の高い結
晶シリコンに比して安価であり、また、基板上への薄膜
多結晶シリコンの成膜により湾曲したりすることはない
が、多結晶シリコン成膜時に約1000℃、粒径拡大時
にシリコンの融点(1414℃)近くまで加熱されるた
め、図55に示すように、MG−Si基板350に2%
程度含まれている鉄(Fe),アルミニウム(Al),
ガリウム(Ga)等の不純物354がまとまって表面か
ら噴き出し、活性層を破壊するという問題点があった。
By the way, in the thin film solar cell, in addition to the one using a graphite plate or a graphite sheet as its supporting substrate, as shown in FIG. 54, metal grade silicon (MG) is used.
-Si) 350 may be used as a substrate. FIG. 54
351 is a silicon thin film, 352 is an emitter layer formed on the surface of the thin film by impurity diffusion, and 353 is an upper grid electrode. The MG-Si substrate is cheaper than high-purity crystalline silicon, and is not curved due to the film formation of the thin film polycrystalline silicon on the substrate. Since the temperature is increased to near the melting point of silicon (1414 ° C.) when the grain size is expanded, 2% is added to the MG-Si substrate 350 as shown in FIG.
To some extent iron (Fe), aluminum (Al),
There is a problem in that impurities 354 such as gallium (Ga) are collectively ejected from the surface and destroy the active layer.

【0050】また、従来のグラファイト系の基板を用い
た薄膜太陽電池は、図51,図52で説明したように、
基板からシリコン層への不純物の混入を避けることがで
きず、また基板からの裏面反射を有効に用いることがで
きず、またシリコン層と基板との付着が弱いため、優れ
た性能で高い信頼性の太陽電池を得ることが困難である
という問題点があった。
Further, the thin film solar cell using the conventional graphite-based substrate is, as described with reference to FIGS. 51 and 52,
Impurities cannot be avoided from the substrate into the silicon layer, back reflection from the substrate cannot be used effectively, and the adhesion between the silicon layer and the substrate is weak, resulting in excellent performance and high reliability. However, it is difficult to obtain the solar cell.

【0051】また、結晶シリコンウエハを用いる太陽電
池,アモルファス太陽電池,薄膜太陽電池のそれぞれに
おいて入射光を有効に利用できる凹凸構造を有するもの
は、図56〜図58に示すように構成されており、その
凹凸構造は、基板に結晶シリコンウェハを用いる場合は
薬品処理で形成でき、またアモルファス太陽電池の場合
は透明電極の成膜条件を変えることで形成できるので、
比較的容易に形成することができるが、多結晶シリコン
等を高温処理して得られた活性層を備えた薄膜太陽電池
の場合は、このような手法が使えず、耐熱性に優れた基
板を機械的に切削するか、レーザ等で加工するしかな
く、凹凸構造の作製が容易でなく、薄膜太陽電池におい
て重要なポイントとなるコストの低減が困難であるとい
う問題点があった。
Further, a solar cell using a crystalline silicon wafer, an amorphous solar cell, and a thin-film solar cell each having a concavo-convex structure capable of effectively utilizing incident light are configured as shown in FIGS. Since the concavo-convex structure can be formed by chemical treatment when a crystalline silicon wafer is used as the substrate, and can be formed by changing the film forming condition of the transparent electrode in the case of an amorphous solar cell,
Although it can be formed relatively easily, in the case of a thin film solar cell equipped with an active layer obtained by processing polycrystalline silicon at a high temperature, such a method cannot be used and a substrate with excellent heat resistance can be used. There is a problem that it is not possible to easily fabricate the concavo-convex structure because it is only mechanically cut or processed by a laser or the like, and it is difficult to reduce the cost which is an important point in the thin film solar cell.

【0052】また、従来の、基板上に半導体薄膜を形成
し、この半導体薄膜を活性層として用いる薄膜半導体素
子、特に薄膜太陽電池であって、最終的に上記基板から
薄膜を分離した形態で使用されるものは、図59のよう
に作製され、その工程は専らウエハ単位で枚葉式で行わ
れていたので、量産性に乏しいという問題点があった。
Also, a conventional thin film semiconductor device, in particular a thin film solar cell, in which a semiconductor thin film is formed on a substrate and which uses this semiconductor thin film as an active layer, is used in a form in which the thin film is finally separated from the substrate. The manufactured product is manufactured as shown in FIG. 59, and the process is carried out in a single-wafer process on a wafer-by-wafer basis, resulting in a problem of poor mass productivity.

【0053】また、従来の、太陽電池セルを複数個電気
的に接続してなる太陽電池モジュールは、一般に図60
に示すように構成されており、各太陽電池セル間の電気
的接続は、太陽電池セルの上部電極に半田付けされたリ
ード線を隣接する太陽電池セルの下部電極の一部に届く
ように延長して、そこで接続を行う方法がとられてい
る。しかし、この接続方法では、各セルの上部電極27
1a上に予めL字型加工を2度施したリード線272を
半田付けする工程、各セルを所定の位置、即ち1のセル
のリード線の端部が隣接するセルの裏面電極の一部に接
触するような位置に配列する工程、全体を固定してセル
裏面側を上に向けるよう反転させる工程、及びセルの下
部電極とリード線との半田付け接続を行なう工程が必要
であり、このように、各セル間の相互接続工程は複雑な
ものとなり、この工程の自動化は非常に困難であるとい
う問題点があった。また、図60(b) に示した導電性基
板上に形成されたセルの従来の相互接続法においては、
上述した工程の複雑さだけでなく、導電性基板の裏面の
一部に接続用の下部電極282bを形成する必要があ
り、導電性基板280と下部電極282bとの付着強度
や下部電極282bとリード線283との間の半田付け
強度が十分でなく、信頼性上問題点があった。
In addition, a conventional solar cell module in which a plurality of solar cells are electrically connected is generally shown in FIG.
The electrical connection between each solar cell is extended so that the lead wire soldered to the upper electrode of the solar cell reaches part of the lower electrode of the adjacent solar cell. Then, the method of connecting there is taken. However, in this connection method, the upper electrode 27 of each cell is
A step of soldering a lead wire 272 that has been subjected to L-shaped processing twice on 1a, each cell at a predetermined position, that is, the end of the lead wire of one cell is part of the back surface electrode of the adjacent cell. It requires a step of arranging in a position where they come into contact with each other, a step of fixing the whole body and inverting it so that the back surface of the cell faces upward, and a step of making a soldering connection between the lower electrode of the cell and the lead wire. In addition, the interconnection process between cells becomes complicated, and automation of this process is very difficult. Further, in the conventional interconnection method of cells formed on a conductive substrate shown in FIG. 60 (b),
In addition to the complexity of the steps described above, it is necessary to form the lower electrode 282b for connection on a part of the back surface of the conductive substrate, and the adhesion strength between the conductive substrate 280 and the lower electrode 282b, the lower electrode 282b and the leads. The soldering strength with the wire 283 was not sufficient, and there was a problem in reliability.

【0054】図60に示す従来例における問題点を解消
する試みとしては、特開平3−22574号公報に開示
されたものがあるが、これは、相互の太陽電池セルをネ
ジ止めにより接続するものであり、基板にネジ孔を開け
なければならないなど工程が複雑であり、また発電層を
支持する基板が金属製であるため、特性の優れた発電層
を形成できないという問題点があった。
As an attempt to solve the problems in the conventional example shown in FIG. 60, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-22574, which connects the solar cells by screws. However, there is a problem that the process is complicated, such as a screw hole needs to be opened in the substrate, and the substrate supporting the power generation layer is made of metal, so that the power generation layer having excellent characteristics cannot be formed.

【0055】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、簡単な製造プロセスで高性能,
高信頼性,低コストの薄膜太陽電池を得ることを目的と
しており、さらにこの薄膜太陽電池の製造方法を提供す
ることを目的とする。また、この発明は最終的に基板か
ら薄膜を分離した形態で使用される薄膜半導体装置を連
続的に製造できる半導体装置の製造方法を得ることを目
的とする。さらに、この発明は、複数の太陽電池セルを
相互接続して太陽電池モジュールを構成するものにおい
て、その相互接続が容易で、かつ接続の機械的強度に優
れ信頼性の高い薄膜太陽電池及びその製造方法を得るこ
とを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and has a high performance in a simple manufacturing process.
The object is to obtain a thin film solar cell with high reliability and low cost, and further to provide a method for manufacturing the thin film solar cell. Another object of the present invention is to finally obtain a semiconductor device manufacturing method capable of continuously manufacturing a thin film semiconductor device used in a form in which a thin film is separated from a substrate. Further, the present invention comprises a solar cell module in which a plurality of solar cells are interconnected to each other, and the interconnection is easy, and the mechanical strength of the connection is excellent and the thin film solar cell is highly reliable and the production thereof. Aim to get a way.

【0056】[0056]

【課題を解決するための手段】この発明に係る薄膜太陽
電池の製造方法は、グラファイトシート基板上に薄膜を
形成する工程において、上記基板を高周波による直接加
熱によって加熱するようにしたものである。
In the method of manufacturing a thin film solar cell according to the present invention, the substrate is heated by high frequency direct heating in the step of forming a thin film on the graphite sheet substrate.

【0057】また、この発明に係る薄膜太陽電池の製造
方法は、帯状のグラファイトシート基板を反応室に順次
送り込み、該基板上に薄膜状の活性層形成した後、該基
板上に成膜された薄膜半導体上に酸化シリコン膜又は窒
化シリコン膜からなるキャップ層を形成し、該キャップ
層を被覆した状態で上記薄膜半導体を溶融再結晶化して
活性層の結晶粒径を拡大するようにしたものである。
Further, in the method for manufacturing a thin film solar cell according to the present invention, a belt-shaped graphite sheet substrate is sequentially fed into the reaction chamber, a thin film active layer is formed on the substrate, and then a film is formed on the substrate. A cap layer made of a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed on a thin film semiconductor, and the thin film semiconductor is melted and recrystallized in a state of covering the cap layer to expand the crystal grain size of the active layer. is there.

【0058】また、この発明に係る薄膜太陽電池の製造
方法は、2枚のグラファイトシート基板をその第1の主
面が対向して重なった状態に密着し、この密着状態で上
記2枚の基板の各第2の主面上に活性層となる半導体薄
膜を形成し、薄膜形成工程の後密着状態の基板を2枚の
基板に分離するようにしたものである。また、この発明
に係る薄膜太陽電池の製造方法は、ロール成形して形成
されたグラファイトシートを1000数百℃で硬化処理
した後に、基板上に活性層となる半導体薄膜を形成する
ようにしたものである。
Further, in the method for manufacturing a thin film solar cell according to the present invention, two graphite sheet substrates are adhered to each other in such a state that the first main surfaces thereof face each other and overlap each other, and in this adhered state, the above-mentioned two substrates are adhered. A semiconductor thin film to be an active layer is formed on each of the second main surfaces, and after the thin film forming step, the substrates in a close contact state are separated into two substrates. Further, in the method for manufacturing a thin film solar cell according to the present invention, a graphite sheet formed by roll molding is subjected to a curing treatment at 1000 several hundreds of degrees Celsius, and then a semiconductor thin film to be an active layer is formed on a substrate. Is.

【0059】また、この発明に係る薄膜太陽電池の製造
方法は、ロール成形して形成されたグラファイトシート
をHCl雰囲気で3000℃以上のアニールを行なった
後に、基板上に活性層となる半導体薄膜を形成するよう
にしたものである。また、この発明に係る薄膜太陽電池
の製造方法は、2枚のグラファイトシート基板をその第
1の主面が対向して重なり、かつ重なった2枚の基板の
間に空間が形成されるように部分的に密着し、上記空間
中に原料ガスを流し、上記2枚の基板の各第1の主面上
に薄膜を形成するようにしたものである。
Further, in the method for manufacturing a thin film solar cell according to the present invention, a graphite sheet formed by roll forming is annealed in an HCl atmosphere at 3000 ° C. or higher, and then a semiconductor thin film to be an active layer is formed on the substrate. It is formed. Further, the method for manufacturing a thin-film solar cell according to the present invention is such that two graphite sheet substrates are overlapped with their first main surfaces facing each other, and a space is formed between the two overlapped substrates. Partial contact is made, and a raw material gas is caused to flow into the space to form a thin film on each of the first main surfaces of the two substrates.

【0060】また、この発明に係る薄膜太陽電池の製造
方法は、基板上に活性層となる薄膜を成膜する成膜室の
原料ガス導入口から排気口までの距離を、原料ガス流
量,流速,及び分解速度に基づいて、導入される原料ガ
スの殆どが排気口に達するまでの間に分解されるような
長さに設定した成膜室にて薄膜を形成するようにしたも
のである。また、この発明に係る薄膜太陽電池の製造方
法は、基板上に活性層となる薄膜を成膜する成膜室の排
気口に、原料ガス成分だけを透過させない手段を設けた
成膜室にて薄膜を形成するようにしたものである。
Further, in the method for manufacturing a thin film solar cell according to the present invention, the distance from the raw material gas inlet port to the exhaust port of the film forming chamber for forming a thin film to be an active layer on the substrate is determined by the raw material gas flow rate and the flow velocity. Based on the decomposition rate and the decomposition rate, a thin film is formed in a film forming chamber set to a length such that most of the introduced source gas is decomposed before reaching the exhaust port. Further, the method for manufacturing a thin-film solar cell according to the present invention is a film-forming chamber provided with a means that does not allow only raw material gas components to permeate the exhaust port of the film-forming chamber for forming a thin film to be an active layer on a substrate. A thin film is formed.

【0061】また、この発明に係る薄膜太陽電池は、グ
ラファイトシート基板の薄膜が形成される面とは逆の面
に機械的強度の高い支持基体を固着したものである。ま
た、この発明に係る薄膜太陽電池の製造方法は、グラフ
ァイトシート基板を、カーボンもしくはセラミック製の
枠体を用いて、該グラファイトシート基板に張力がかか
るように固定し、この状態で基板上に活性層となる半導
体薄膜を形成するようにしたものである。
In the thin film solar cell according to the present invention, a support base having high mechanical strength is fixed to the surface of the graphite sheet substrate opposite to the surface on which the thin film is formed. Further, the method for manufacturing a thin-film solar cell according to the present invention is such that a graphite sheet substrate is fixed using a frame made of carbon or ceramic so that tension is applied to the graphite sheet substrate, and the graphite sheet substrate is activated on the substrate in this state. The semiconductor thin film to be a layer is formed.

【0062】また、この発明に係る薄膜太陽電池の製造
方法は、グラファイトシート基板を、窪みを有する鋳型
上に該窪みの形状に沿って配置し、該グラファイトシー
トで覆われた上記窪みに金属級シリコン粉末を充填した
状態で加熱した後冷却し、上記金属級シリコン粉末を溶
融固化させて、グラファイトシート基板の裏面に金属級
シリコン基板が固着された耐熱基板を形成し、この耐熱
基板の上記グラファイトシート基板表面上に活性層とな
る半導体薄膜を形成するようにしたものである。
Further, in the method for manufacturing a thin-film solar cell according to the present invention, a graphite sheet substrate is arranged on a mold having a recess along the shape of the recess, and the recess covered with the graphite sheet has a metal grade. After heating in a state of being filled with silicon powder, it is cooled, and the metal-grade silicon powder is melted and solidified to form a heat-resistant substrate in which the metal-grade silicon substrate is fixed to the back surface of the graphite sheet substrate. A semiconductor thin film to be an active layer is formed on the surface of a sheet substrate.

【0063】また、この発明に係る薄膜太陽電池は、炭
素を主成分とする基板上に、第1のシリコン層,所定の
パターンの開口部を有する絶縁層,第2のシリコン層を
この順に積層したものである。また、この発明に係る薄
膜太陽電池の製造方法は、炭素を主成分とする基板上に
第1のシリコン層を形成する工程と、該該第1のシリコ
ン層上に所定のパターンの開口部を有する絶縁層を形成
する工程と、該絶縁層の上に上記開口部において上記第
1のシリコン層と接するように第2のシリコン層を形成
する工程とを含むものであり、特に、第1のシリコン層
上に非晶質シリコン層を形成した後に該非晶質シリコン
層上の絶縁層を形成し、所定パターンに対応してレーザ
照射し、このレーザ照射した領域の上記非晶質シリコン
層が上層の絶縁層を突き破って破裂することにより上記
絶縁層に所定パターンの開口を形成するようにしたもの
である。
In the thin-film solar cell according to the present invention, a first silicon layer, an insulating layer having openings of a predetermined pattern, and a second silicon layer are laminated in this order on a substrate containing carbon as a main component. It was done. Further, a method of manufacturing a thin film solar cell according to the present invention comprises a step of forming a first silicon layer on a substrate containing carbon as a main component, and an opening of a predetermined pattern on the first silicon layer. And a step of forming a second silicon layer on the insulating layer so as to be in contact with the first silicon layer in the opening, and particularly, the first step After an amorphous silicon layer is formed on the silicon layer, an insulating layer is formed on the amorphous silicon layer, laser irradiation is performed in a predetermined pattern, and the amorphous silicon layer in the laser irradiation region is an upper layer. The insulating layer is pierced and ruptured to form openings of a predetermined pattern in the insulating layer.

【0064】また、この発明に係る薄膜太陽電池は、表
面に凹凸構造を有するグラファイトシート基板上に半導
体薄膜を形成したものである。また、この発明に係る半
導体装置の製造方法は、帯状の形状の第1の基板上へ半
導体膜の成膜を行う工程と、上記半導体膜にpn接合を
形成する工程と、上記半導体膜に第2の基板を接着する
工程と、上記半導体膜を上記第1の基板から分離する工
程とを含み、上記第1の基板をその長さ方向に順次移動
させながら上記各工程を連続的に実施するようにしたも
のである。
Further, the thin film solar cell according to the present invention has a semiconductor thin film formed on a graphite sheet substrate having an uneven structure on the surface. Further, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a semiconductor film on a strip-shaped first substrate, a step of forming a pn junction in the semiconductor film, and a step of forming a semiconductor film in the semiconductor film Including the step of adhering the second substrate and the step of separating the semiconductor film from the first substrate, and the steps are continuously performed while sequentially moving the first substrate in the length direction thereof. It was done like this.

【0065】また、この発明に係る薄膜太陽電池は、太
陽電池モジュールを構成するものにおいて、硬度がリー
ド線材料よりも低い導電性材料からなる基板上に形成さ
れたセルを用い、接続用リード線の先端の一部を隣接す
るセルの基板の一部に貫通もしくは侵入せさて、セル間
の相互接続をとったものである。また、この発明に係る
半導体装置の製造方法は、表面側に配されたリード線の
先端部を屈曲させ、隣接するセルの基板の所定の位置
に、この屈曲部先端を当接させ加圧することによりリー
ド線の先端部を基板の一部に貫通もしくは侵入せさるよ
うにしたものである。
The thin-film solar cell according to the present invention, which constitutes a solar cell module, uses cells formed on a substrate made of a conductive material whose hardness is lower than that of the lead wire material, and uses a connecting lead wire. The cells are interconnected by partially penetrating or penetrating a part of the substrate of the adjacent cells. Further, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the tip of the lead wire arranged on the front surface side is bent, and the tip of the bent portion is brought into contact with and pressed at a predetermined position of the substrate of the adjacent cell. Thus, the tip portion of the lead wire is made to penetrate or enter a part of the substrate.

【0066】[0066]

【作用】この発明においては、グラファイトシート基板
を高周波による直接加熱によって加熱するようにしたか
ら、基板を傷つけることなく、高い加熱効率で基板を加
熱することができる。また、この発明においては、グラ
ファイトシート基板上に成膜された薄膜半導体を酸化シ
リコン膜又は窒化シリコン膜からなるキャップ層で被覆
した状態で上記薄膜半導体を溶融再結晶化して活性層の
結晶粒径を拡大するようにしたから、薄膜層が島状にな
ったりすることがなく、また、薄膜層の蒸発による反応
室の汚染も防止できる。
In the present invention, since the graphite sheet substrate is heated by direct heating with high frequency, the substrate can be heated with high heating efficiency without damaging the substrate. In the present invention, the thin-film semiconductor formed on the graphite sheet substrate is covered with a cap layer made of a silicon oxide film or a silicon nitride film, and the thin-film semiconductor is melted and recrystallized to form a crystal grain size of the active layer. Therefore, the thin film layer does not form an island shape, and the contamination of the reaction chamber due to evaporation of the thin film layer can be prevented.

【0067】また、この発明においては、2枚のグラフ
ァイトシート基板をその第1の主面が対向して重なった
状態に密着し、この密着状態で上記2枚の基板の各第2
の主面上に活性層となる半導体薄膜を形成し、薄膜形成
工程の後密着状態の基板を2枚の基板に分離するように
したから、グラファイトと半導体との膨張率の差によっ
て生ずる応力が両面で相殺され、基板の湾曲を防止で
き、これにより後工程を容易とすることができるととも
に、単位時間当たりの生産数を2倍にでき生産性を向上
できる。
Further, in the present invention, two graphite sheet substrates are adhered to each other in a state where the first main surfaces thereof face each other and overlap each other.
Since a semiconductor thin film to be an active layer is formed on the main surface of the substrate and the substrate in a close contact state is separated into two substrates after the thin film forming step, stress caused by the difference in expansion coefficient between graphite and the semiconductor is generated. The two sides are offset to each other, and the substrate can be prevented from being bent. This makes it possible to facilitate the post-process and double the number of productions per unit time, thereby improving the productivity.

【0068】また、この発明においては、ロール成形し
て形成されたグラファイトシートを1000数百℃で硬
化処理した後に、基板上に活性層となる半導体薄膜を形
成するようにしたから、グラファイトと半導体との膨張
率の差によって発生する応力による基板の湾曲を低減で
きる。また、この発明においては、ロール成形して形成
されたグラファイトシートをHCl雰囲気で3000℃
以上のアニールを行ない基板中の不純物を低減した後
に、基板上に活性層となる半導体薄膜を形成するように
したから、高性能の薄膜太陽電池を作製できる。
Further, in the present invention, since the graphite sheet formed by roll forming is cured at 1000 to several hundreds of degrees Celsius, the semiconductor thin film to be the active layer is formed on the substrate. It is possible to reduce the curvature of the substrate due to the stress generated by the difference in expansion coefficient between the substrate and the substrate. Further, in the present invention, the graphite sheet formed by roll forming is heated at 3000 ° C. in an HCl atmosphere.
Since the semiconductor thin film to be the active layer is formed on the substrate after performing the above annealing to reduce the impurities in the substrate, a high performance thin film solar cell can be manufactured.

【0069】また、この発明においては、2枚のグラフ
ァイトシート基板をその第1の主面が対向して重なり、
かつ重なった2枚の基板の間に空間が形成されるように
部分的に密着し、上記空間中に原料ガスを流し、上記2
枚の基板の各第1の主面上に薄膜を形成するようにした
から、薄膜形成のための反応室を不要とできる。また、
この発明においては、基板上に活性層となる薄膜を成膜
する成膜室の原料ガス導入口から排気口までの距離を、
原料ガス流量,流速,及び分解速度に基づいて、導入さ
れる原料ガスの殆どが排気口に達するまでの間に分解さ
れるような長さに設定した成膜室にて、あるいは基板上
に活性層となる薄膜を成膜する成膜室の排気口に、原料
ガス成分だけを透過させない手段を設けた成膜室にて薄
膜を形成するようにしたから、原料ガスの使用効率を向
上できる。
Further, in the present invention, two graphite sheet substrates are overlapped with their first main surfaces facing each other,
In addition, the two overlapping substrates are partially brought into close contact with each other so that a space is formed between them.
Since the thin film is formed on each of the first main surfaces of the substrates, the reaction chamber for forming the thin film can be eliminated. Also,
In the present invention, the distance from the source gas introduction port to the exhaust port of the film forming chamber for forming a thin film to be an active layer on the substrate is
Based on the flow rate, flow rate, and decomposition rate of the raw material gas, most of the introduced raw material gas is activated in the film formation chamber or on the substrate set so that it is decomposed before reaching the exhaust port. Since the thin film is formed in the film forming chamber in which a means that does not allow only the raw material gas component to pass through is provided at the exhaust port of the film forming chamber for forming the thin film to be a layer, the use efficiency of the raw material gas can be improved.

【0070】また、この発明においては、グラファイト
シート基板の薄膜が形成される面とは逆の面に機械的強
度の高い支持基体を固着した構成としたから、グラファ
イトシート基板を用いた薄膜太陽電池の機械的強度を向
上できる。また、この発明においては、グラファイトシ
ート基板を、カーボンもしくはセラミック製の枠体を用
いて、該グラファイトシート基板に張力がかかるように
固定し、この状態で基板上に活性層となる半導体薄膜を
形成するようにしたから、グラファイトと半導体との膨
張率の差によって発生する応力による基板の湾曲を防止
でき、粒径拡大工程を容易とできる。
Further, according to the present invention, since the supporting base having high mechanical strength is fixed to the surface of the graphite sheet substrate opposite to the surface on which the thin film is formed, the thin film solar cell using the graphite sheet substrate. The mechanical strength of can be improved. Further, in the present invention, the graphite sheet substrate is fixed to the graphite sheet substrate by applying tension to the graphite sheet substrate using a frame body made of carbon or ceramic, and in this state, a semiconductor thin film to be an active layer is formed on the substrate. By doing so, it is possible to prevent the substrate from being bent due to the stress generated due to the difference in expansion coefficient between the graphite and the semiconductor, and it is possible to facilitate the grain size expansion step.

【0071】また、この発明においては、グラファイト
シート基板を、窪みを有する鋳型上に該窪みの形状に沿
って配置し、該グラファイトシートで覆われた上記窪み
に金属級シリコン粉末を充填した状態で加熱した後冷却
し、上記金属級シリコン粉末を溶融固化させて、グラフ
ァイトシート基板の裏面に金属級シリコン基板が固着さ
れた耐熱基板を形成し、この耐熱基板の上記グラファイ
トシート基板表面上に活性層となる半導体薄膜を形成す
るようにしたから、機械的強度の高い薄膜太陽電池を容
易に作製できる。
Further, in the present invention, a graphite sheet substrate is placed on a mold having a depression along the shape of the depression, and the depression covered with the graphite sheet is filled with metallurgical grade silicon powder. After heating and cooling, the metal-grade silicon powder is melted and solidified to form a heat-resistant substrate in which the metal-grade silicon substrate is fixed to the back surface of the graphite sheet substrate, and an active layer is formed on the surface of the graphite sheet substrate of the heat-resistant substrate. Since the semiconductor thin film to be formed is formed, a thin film solar cell having high mechanical strength can be easily manufactured.

【0072】また、この発明においては、炭素を主成分
とする基板上と、該基板上に設けられた第1のシリコン
層と、該第1のシリコン層上に設けられた、所定のパタ
ーンの開口部を有する絶縁層と、該絶縁層上に上記開口
部において上記第1のシリコン層と接するように設けら
れた第2のシリコン層とを備えた構成としたから、第1
のシリコン層によって炭素を主成分とする基板と絶縁層
が強固に結合され、機械的強度の強いものを実現でき、
また第2のシリコン層と基板とが直接に接しないので、
不純物の拡散混入の影響を抑制でき、さらにシリコン層
上に絶縁層が配置されるため光の裏面反射を有効に利用
することができる。
Further, in the present invention, a predetermined pattern is formed on the substrate containing carbon as a main component, the first silicon layer provided on the substrate, and the first silicon layer provided on the first silicon layer. Since the insulating layer having the opening and the second silicon layer provided on the insulating layer so as to contact the first silicon layer at the opening are provided,
By the silicon layer of, the substrate containing carbon as the main component and the insulating layer are firmly bonded, and the one having strong mechanical strength can be realized.
Moreover, since the second silicon layer and the substrate do not directly contact each other,
The influence of diffusion and mixing of impurities can be suppressed, and since the insulating layer is arranged on the silicon layer, the back reflection of light can be effectively used.

【0073】また、この発明においては、炭素を主成分
とする基板上に第1のシリコン層を形成した後、該第1
のシリコン層上に所定のパターンの開口を有する絶縁層
を形成し、さらに、該絶縁層上に上記開口部において上
記第1のシリコン層と接するように第2のシリコン層を
形成するようにしたから、性能,及び信頼性の高い薄膜
太陽電池を容易に作製できる。また、特に、第1のシリ
コン層上に非晶質シリコン層を形成した後に該非晶質シ
リコン層上に絶縁層を形成し、所定パターンに対応して
レーザ照射し、このレーザ照射した領域の上記非晶質シ
リコン層が上層の絶縁層を突き破って破裂することによ
り上記絶縁層に所定パターンの開口を形成するようにし
た場合には、開口形成にウエットプロセスを不要とで
き、太陽電池の性能をさらに向上することができる。
Further, according to the present invention, after the first silicon layer is formed on the substrate containing carbon as a main component, the first silicon layer is formed.
An insulating layer having openings of a predetermined pattern is formed on the silicon layer, and a second silicon layer is formed on the insulating layer so as to contact the first silicon layer at the opening. Therefore, a thin film solar cell having high performance and high reliability can be easily manufactured. In addition, in particular, after forming an amorphous silicon layer on the first silicon layer, an insulating layer is formed on the amorphous silicon layer, and laser irradiation is performed corresponding to a predetermined pattern, When the amorphous silicon layer pierces and ruptures the upper insulating layer to form an opening having a predetermined pattern in the insulating layer, a wet process can be unnecessary for forming the opening, and the performance of the solar cell can be improved. It can be further improved.

【0074】また、この発明においては、表面に凹凸構
造を有するグラファイトシート基板上に半導体薄膜を形
成したから、高性能の薄膜太陽電池を容易な工程で実現
できる。また、この発明においては、帯状の形状の第1
の基板上へ半導体膜の成膜を行う工程と、上記半導体膜
にpn接合を形成する工程と、上記半導体膜に第2の基
板を接着する工程と、上記半導体膜を上記第1の基板か
ら分離する工程とを含み、上記第1の基板をその長さ方
向に順次移動させながら上記各工程を連続的に実施する
ようにしたから、最終的に基板から分離した状態で用い
られる薄膜半導体装置を連続的に量産できる。
Further, in the present invention, since the semiconductor thin film is formed on the graphite sheet substrate having the uneven structure on the surface, a high performance thin film solar cell can be realized by an easy process. Further, in the present invention, the first strip-shaped shape
A step of forming a semiconductor film on the substrate, a step of forming a pn junction in the semiconductor film, a step of adhering a second substrate to the semiconductor film, and a step of removing the semiconductor film from the first substrate. And a step of separating the first substrate, the steps are continuously performed while sequentially moving the first substrate in the length direction thereof, and thus the thin film semiconductor device is finally used in a state of being separated from the substrate. Can be mass-produced continuously.

【0075】また、この発明においては、太陽電池モジ
ュールを構成するものにおいて、硬度がリード線材料よ
りも低い導電性材料からなる基板上に形成されたセルを
用い、接続用リード線の先端の一部を隣接するセルの基
板の一部に貫通もしくは侵入せさて、セル間の相互接続
をとった構成としたから、容易に、しかも接続部の機械
的強度にすぐれた太陽電池モジュールを構成できる。ま
た、この発明においては、表面側に配されたリード線の
先端部を屈曲させ、隣接するセルの基板の所定の位置
に、この屈曲部先端を当接させ加圧することによりリー
ド線の先端部を基板の一部に貫通もしくは侵入せさるよ
うにしたから、非常に簡単な工程で、高スループットで
電力用太陽電池モジュールを得ることができる。
Further, in the present invention, in a solar cell module, a cell formed on a substrate made of a conductive material having a hardness lower than that of a lead wire is used, and one end of a connecting lead wire is used. Since the cells are interconnected by penetrating or penetrating into a part of the substrate of the adjacent cells, a solar cell module having excellent mechanical strength of the connecting section can be constructed easily. Further, according to the present invention, the tip of the lead wire is bent by bending the tip of the lead wire disposed on the front surface side and abutting the tip of the bent portion at a predetermined position of the substrate of the adjacent cell to apply pressure. Since it is made to penetrate or invade a part of the substrate, it is possible to obtain a solar cell module for electric power with high throughput in a very simple process.

【0076】[0076]

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1は本発明の第1の実施例による薄膜太陽電池の
製造方法における基板加熱方法を示す図である。図にお
いて、1は薄膜太陽電池の導電型基板として用いられる
グラファイトシートである。2はグラファイトシート基
板1上に半導体薄膜を形成するための薄膜形成室であ
り、4は薄膜形成室2に半導体成膜のための原料ガスを
導入する原料ガス導入口、5は薄膜形成室2の排気口で
ある。3は薄膜形成室2内部に配置された誘導加熱源で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a substrate heating method in a method of manufacturing a thin film solar cell according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a graphite sheet used as a conductive type substrate of a thin film solar cell. Reference numeral 2 is a thin film forming chamber for forming a semiconductor thin film on the graphite sheet substrate 1, 4 is a raw material gas inlet for introducing a raw material gas for semiconductor film formation into the thin film forming chamber 2, and 5 is a thin film forming chamber 2 It is the exhaust port. An induction heating source 3 is arranged inside the thin film forming chamber 2.

【0077】図1中の矢印に示すように薄膜形成室2内
に送りこまれたグラファイトシート基板1は誘導加熱源
3により加熱される。誘導加熱では、通電加熱のように
端子が基板に直接接触しないので、グラファイトシート
基板表面の変形,剥離を防止できる。また、通電端子が
基板にうまく接触しないことによる加熱不良,部分的に
電流が流れることによる温度むらの発生もなく、温度分
布が均一な加熱を行なうことができるので、基板上に形
成される半導体薄膜の膜厚を均一なものとすることがで
きる。また、ランプ加熱では、グラファイトシート基板
の表面は光沢があるため、基板表面でのランプ光の反射
により加熱効率が悪く、また、反応室全体が加熱される
ため反応室の壁面にもシリコンが堆積するという問題が
あったが、誘導加熱では基板表面の光沢による加熱効率
の低下はなく、また導電性のある基板のみが加熱される
ので、効率のよい加熱を行なうことができ、反応室壁面
のシリコン除去というメンテナンスも不要とできる。
As shown by the arrow in FIG. 1, the graphite sheet substrate 1 fed into the thin film forming chamber 2 is heated by the induction heating source 3. In the induction heating, the terminals do not come into direct contact with the substrate unlike the electric heating, so that the deformation and peeling of the graphite sheet substrate surface can be prevented. Further, since heating can be performed with a uniform temperature distribution without heating failure due to poor contact of the current-carrying terminals with the substrate and temperature unevenness due to partial current flow, the semiconductor formed on the substrate can be heated. The thickness of the thin film can be made uniform. In lamp heating, since the surface of the graphite sheet substrate is glossy, the heating efficiency is poor due to the reflection of lamp light on the substrate surface, and since the entire reaction chamber is heated, silicon accumulates on the wall of the reaction chamber. However, induction heating does not lower the heating efficiency due to the gloss of the substrate surface, and only the conductive substrate is heated, so efficient heating can be performed and the reaction chamber wall surface Maintenance such as silicon removal is also unnecessary.

【0078】なお、これまでにも焼結カーボン板では誘
電加熱が行なわれていたが、焼結カーボン板は脆く、基
板膜厚を薄くできないため、大きな電源容量の加熱源が
必要で、必ずしも効率のよい加熱方法とはいえなかっ
た。グラファイトシートは非常に薄くできるため、少な
い電源容量で加熱をすることができ、誘導加熱による加
熱はきわめて効率の高いものである。
Dielectric heating has been performed on the sintered carbon plate so far. However, since the sintered carbon plate is fragile and the thickness of the substrate cannot be reduced, a heating source having a large power supply capacity is required, and the efficiency is not necessarily improved. It was not a good heating method. Since the graphite sheet can be made very thin, it can be heated with a small power source capacity, and the heating by induction heating is extremely efficient.

【0079】図2は本発明の第2の実施例による薄膜太
陽電池の製造方法における薄膜形成及び粒径拡大工程を
説明するための図である。図において、図1と同一符号
は同一又は相当部分であり、6はキャップ層成膜室、7
はキャップ層成膜室6内部に配置された熱CVD装置、
8は粒径拡大室である。また、10はグラファイトシー
ト基板1上に薄膜形成室2内で成膜された薄膜Si層、
15は薄膜Si層10上にキャップ層成膜室6で成膜さ
れたキャップ層である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a thin film forming step and a grain size increasing step in the method of manufacturing a thin film solar cell according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 designate the same or corresponding parts, 6 is a cap layer deposition chamber, and 7 is a cap layer deposition chamber.
Is a thermal CVD apparatus disposed inside the cap layer deposition chamber 6,
8 is a particle size expansion chamber. Further, 10 is a thin film Si layer formed in the thin film forming chamber 2 on the graphite sheet substrate 1,
Reference numeral 15 is a cap layer formed on the thin film Si layer 10 in the cap layer forming chamber 6.

【0080】薄膜形成室2に送られたグラファイトシー
ト基板1は誘導加熱源3により加熱され、原料ガス導入
口4から導入された原料ガスは基板1の熱により分解
し、基板1上に多結晶Si薄膜10が形成される。Si
薄膜10が形成された基板1は次にキャップ層成膜室6
に送られる。キャップ層成膜室6では、熱CVD装置7
により、Si薄膜10上にキャップ層15が成膜され
る。キャップ層15は多結晶Si層10が粒径拡大室8
で溶融した際に島状にならないように薄膜を押さえ込み
粒径を拡大するものである。キャップ層は酸化膜や窒化
膜、またはそれらの積層膜で構成される。キャップ層を
用いる粒径拡大は結晶シリコン基板上の薄膜多結晶シリ
コンの粒径拡大のために用いられていたが、基板が柔軟
性のあるグラファイトシートの場合は図53に示すよう
にグラファイトシート基板自体が多結晶シリコンの応力
で変形してしまうことがあるためさらに重要である。こ
のように、キャップ層が形成され、さらに次の粒径拡大
室8に移動する。粒径拡大室8では誘導加熱で多結晶S
iを溶融し、粒径拡大を行う。
The graphite sheet substrate 1 sent to the thin film forming chamber 2 is heated by the induction heating source 3, and the raw material gas introduced from the raw material gas inlet 4 is decomposed by the heat of the substrate 1 to form a polycrystal on the substrate 1. The Si thin film 10 is formed. Si
The substrate 1 on which the thin film 10 is formed is then subjected to a cap layer deposition chamber 6
Sent to. In the cap layer deposition chamber 6, a thermal CVD device 7
Thus, the cap layer 15 is formed on the Si thin film 10. As for the cap layer 15, the polycrystalline Si layer 10 is the grain size expansion chamber 8
The thin film is pressed so that it does not become an island shape when melted by the method of expanding the grain size. The cap layer is composed of an oxide film, a nitride film, or a laminated film thereof. The grain size enlargement using the cap layer has been used for grain size enlargement of the thin film polycrystalline silicon on the crystalline silicon substrate. This is more important because it may be deformed by the stress of polycrystalline silicon. In this way, the cap layer is formed and further moved to the next grain size expansion chamber 8. In the grain size expansion chamber 8, polycrystalline S is produced by induction heating.
i is melted and the particle size is expanded.

【0081】図3は本発明の第3の実施例による薄膜太
陽電池の製造方法を示す図であり、図において、図1,
図2と同一符号は同一又は相当部分である。20はその
内部にドライエッチング装置21を備え、ドライエッチ
ングにより粒径拡大工程に用いたキャップ層を除去する
キャップ層除去室である。22はその内部に熱拡散装置
23を備え、不純物の熱拡散により基板1上のSi薄膜
にpn接合を形成するpn接合形成室である。24はそ
の内部にスパッタ装置25を備え、スパッタにより、p
n接合が形成されたSi薄膜上に反射防止膜を形成する
反射防止膜形成室である。26はその内部にスパッタ装
置27を備え、スパッタにより、表面電極を形成する表
面電極形成室である。29は鱗状黒鉛を酸処理して純化
・発泡させたものであり、30はこの鱗状黒鉛29をプ
レス成形してグラファイトシート基板1を作製するグラ
ファイトシート形成用ローラである。31はローラ30
で形成されたグラファイトシート基板1を2枚重ね合わ
せて加圧して密着させ、かつこの重ね合わせたグラファ
イトシート基板1を連続する反応室に送出する重ね合わ
せ・送りローラである。32は反応室から送り出され、
元の2枚に分離された基板1をそれぞれ巻き取る巻き取
りローラである。
FIG. 3 is a diagram showing a method of manufacturing a thin film solar cell according to a third embodiment of the present invention.
The same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding parts. Reference numeral 20 denotes a cap layer removing chamber which is provided with a dry etching device 21 therein and removes the cap layer used in the grain size increasing step by dry etching. Reference numeral 22 denotes a pn junction forming chamber which has a thermal diffusion device 23 therein and which forms a pn junction in the Si thin film on the substrate 1 by thermal diffusion of impurities. 24 is equipped with a sputter device 25 inside thereof,
This is an antireflection film forming chamber for forming an antireflection film on a Si thin film on which an n-junction is formed. Reference numeral 26 is a surface electrode forming chamber in which a sputtering device 27 is provided and a surface electrode is formed by sputtering. Reference numeral 29 denotes a scaly graphite which has been acid-treated for purification and foaming, and 30 denotes a graphite sheet forming roller which press-molds the scaly graphite 29 to produce the graphite sheet substrate 1. 31 is a roller 30
It is a stacking / feeding roller that stacks two graphite sheet substrates 1 formed in 1 above, pressurizes them into close contact, and sends the stacked graphite sheet substrates 1 to a continuous reaction chamber. 32 is sent out from the reaction chamber,
It is a winding roller that winds each of the two original substrates 1 separated.

【0082】次に本実施例による薄膜太陽電池の製造工
程について説明する。グラファイトシート基板1は酸処
理により純化・発泡した鱗状黒鉛29をローラ30によ
りプレス成形して作製される。本実施例ではこのグラフ
ァイトシート基板1を図に示すように2枚重ね合わせ、
ローラ31で加圧することにより密着させた状態で反応
室に送出する。グラファイトシートは圧力をかけるだけ
で簡単に気密性を保った接着ができる。完全に接着する
ためには非常に大きな圧力が必要だが、適当な圧力を選
択することによって、後工程で容易に剥離できる程度の
強さで貼り合わせることができる。薄膜形成室2ではシ
ラン(SiH4 )やジクロールシラン(SiH2
2 )等の原料ガスを原料ガス導入口から導入する。反
応室内に送られたグラファイトシート基板1は誘電加熱
電源3で1000℃程度に直接加熱される。原料ガスが
充満しているため、加熱したグラファイトシート基板1
上でガスが分解し、基板上に活性層である多結晶Siが
成膜される。ここで、本実施例では、2枚張り合わせた
基板1の両面にSi薄膜を形成するようにしているの
で、薄膜と基板との応力が両面で相殺し、図53に示す
ようなグラファイトシート基板の変形を抑えることがで
きる。
Next, the manufacturing process of the thin film solar cell according to this embodiment will be described. The graphite sheet substrate 1 is manufactured by press-molding scaly graphite 29 purified and foamed by acid treatment with a roller 30. In this embodiment, two graphite sheet substrates 1 are superposed as shown in the figure,
It is delivered to the reaction chamber in a state in which it is brought into close contact by being pressed by the roller 31. Graphite sheets can be easily adhered while maintaining airtightness simply by applying pressure. A very large pressure is required for complete adhesion, but by selecting an appropriate pressure, it is possible to bond them with such strength that they can be easily peeled off in a later step. In the thin film forming chamber 2, silane (SiH 4 ) or dichlorosilane (SiH 2 C)
A raw material gas such as l 2 ) is introduced from the raw material gas inlet. The graphite sheet substrate 1 sent into the reaction chamber is directly heated to about 1000 ° C. by the dielectric heating power source 3. Heated graphite sheet substrate 1 because the source gas is full
The gas is decomposed above, and polycrystalline Si, which is an active layer, is formed on the substrate. Here, in this embodiment, since the Si thin films are formed on both surfaces of the two substrates 1 bonded together, the stress between the thin film and the substrate cancels each other out, and the graphite sheet substrate as shown in FIG. Deformation can be suppressed.

【0083】多結晶Si薄膜が成膜されたグラファイト
シート基板はキャップ層成膜室6に送られ、ここで熱C
VD法等により酸化膜や窒化膜、またはそれらの積層膜
からなるキャップ層が形成される。キャップ層が形成さ
れた後、基板1は粒径拡大室8に送られ、ここで多結晶
Siは誘導加熱により溶融され、再結晶化により粒径の
拡大がなされる。この後、基板1はキャップ層除去室2
0に送られ、ここでキャップ層はドライエッチングによ
って除去される。
The graphite sheet substrate on which the polycrystalline Si thin film is formed is sent to the cap layer forming chamber 6, where heat C is applied.
A cap layer made of an oxide film, a nitride film, or a laminated film thereof is formed by the VD method or the like. After the cap layer is formed, the substrate 1 is sent to the grain size enlargement chamber 8 where the polycrystalline Si is melted by induction heating and recrystallized to enlarge the grain size. After this, the substrate 1 is placed in the cap layer removal chamber 2
0, where the cap layer is removed by dry etching.

【0084】次に、グラファイトシート基板1はpn接
合形成室22に送られる。ここでは不純物の熱拡散によ
ってSi薄膜中にpn接合が形成される。この後、基板
1は反射防止膜形成室24に送られ、ここでスパッタに
より反射防止膜が形成され、さらに基板1は上部電極形
成室26に送られ、ここでスパッタにより上部電極が形
成される。反応室から送り出された基板1は元の2枚に
分離され、それぞれ巻き取りロール32に巻き取られ
る。ここで、2枚のグラファイトシートはもともと2枚
別々にプレス成形されたものを100g〜1kg/cm2
度の軽い圧力を加えることによって密着されたものであ
るので、密着面の結合力は比較的小さいため、その密着
面に沿って裂くようにすることで容易に分離が可能であ
る。
Next, the graphite sheet substrate 1 is sent to the pn junction forming chamber 22. Here, a pn junction is formed in the Si thin film by thermal diffusion of impurities. Thereafter, the substrate 1 is sent to the antireflection film forming chamber 24, where the antireflection film is formed by sputtering, and the substrate 1 is sent to the upper electrode forming chamber 26, where the upper electrode is formed by sputtering. . The substrate 1 sent out from the reaction chamber is separated into the original two sheets, and each is wound up by the winding roll 32. Here, since the two graphite sheets are originally press-molded separately from each other and adhered by applying a light pressure of about 100 g to 1 kg / cm 2 , the bonding force of the adhered surfaces is relatively small. Since it is small, it can be easily separated by tearing along the contact surface.

【0085】このような本実施例では、2枚のグラファ
イトシート基板をその一主面が対向して重なった状態に
密着させ、この密着状態で2枚の基板の各他主面上にS
i薄膜形成を行なうようにしたので、薄膜と基板との熱
膨張係数の差によって生ずる応力が両面で相殺し、基板
の湾曲を防止でき、これにより後の工程を容易に行なう
ことができる。また2枚の基板上に同時に太陽電池を形
成するため、生産性を2倍にすることができる。
In this embodiment, two graphite sheet substrates are adhered to each other in such a state that one main surface thereof faces each other and overlaps with each other, and in this contact state, S is formed on each of the other main surfaces of the two substrates.
Since the i thin film is formed, the stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the thin film and the substrate cancels out on both sides, and the substrate can be prevented from being curved, whereby the subsequent steps can be easily performed. Further, since the solar cells are simultaneously formed on the two substrates, the productivity can be doubled.

【0086】なお、上記実施例では基板に柔軟性を持た
せた状態で作製するものについてのべたが、成膜工程前
に基板を1000数百℃以上に加熱し硬化処理すること
によってもある程度湾曲を防止することができ、粒径拡
大工程を容易とすることができる。この場合、できあが
った太陽電池はロールに巻き取るのではなく、順次切断
していく。
In the above-mentioned embodiment, although the substrate is manufactured with flexibility, it is curved to some extent even if the substrate is heated to 1000s of hundreds of degrees Celsius or more and cured before the film forming process. Can be prevented and the step of increasing the particle size can be facilitated. In this case, the completed solar cells are not wound into a roll but are cut sequentially.

【0087】また、上記実施例ではローラーで成型した
だけのグラファイトシートを用いていることを前提とし
ているが、ローラーで基板を成型した後、3000℃程
度のHCl雰囲気中でアニールすることにより基板の不
純物濃度を純化処理することができ、薄膜への不純物混
入による性能劣化を防止することができる。
Further, in the above embodiment, it is premised that the graphite sheet just molded by the roller is used, but after the substrate is molded by the roller, the substrate is annealed in an HCl atmosphere at about 3000 ° C. Impurity concentration can be purified, and performance deterioration due to the inclusion of impurities in the thin film can be prevented.

【0088】帯状のグラファイトシート基板を流しなが
ら該基板上に半導体薄膜を連続的に形成するには、原料
ガスを流し成膜を行なう反応室が必要であり、製造装置
が大がかりなものとなり、メンテナンス等も煩雑であ
る。図4(a) は反応室を不要とできる本発明の第4の実
施例による薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。図
において、35は2枚のグラファイトシート基板1を重
ね合わせて送り出す重ね合わせローラ、36は重ね合わ
されたグラファイトシート基板1の両縁部を押さえて密
着させる縁部押さえローラである。38は重ね合わされ
たグラファイトシート基板1の縁部に回転しながら当接
しここから2枚のグラファイトシート基板間に形成され
る反応空間39に原料ガスを供給する原料ガス供給ノズ
ルである。37はグラファイトシート基板1の原料ガス
供給ノズル38が当接する位置の両側を押さえるガス供
給部押さえローラである。また図4(b) は原料ガス供給
部における上面図、図4(c) は図4(b) のC−C断面図
である。
In order to continuously form a semiconductor thin film on a belt-shaped graphite sheet substrate while flowing it, a reaction chamber for flowing a raw material gas to form a film is required, which requires a large-scale manufacturing apparatus and maintenance. Etc. are also complicated. FIG. 4 (a) is a diagram showing a method for manufacturing a thin film solar cell according to a fourth embodiment of the present invention, which does not require a reaction chamber. In the figure, reference numeral 35 is a stacking roller that stacks and feeds two graphite sheet substrates 1 together, and 36 is an edge holding roller that holds down both edges of the stacked graphite sheet substrates 1 to bring them into close contact. Reference numeral 38 is a raw material gas supply nozzle that abuts the edge portion of the superposed graphite sheet substrates 1 while rotating and supplies the raw material gas to a reaction space 39 formed between the two graphite sheet substrates. Reference numeral 37 denotes a gas supply unit pressing roller that presses both sides of the position where the raw material gas supply nozzle 38 of the graphite sheet substrate 1 abuts. 4 (b) is a top view of the raw material gas supply section, and FIG. 4 (c) is a sectional view taken along line CC of FIG. 4 (b).

【0089】2枚のグラファイトシート基板1は重ね合
わせローラ35により重ね合わされて送り出される。送
り出された基板1の両縁部は縁部押さえローラ36によ
り加圧密着される。上記第3の実施例でも述べたように
グラファイトシートは圧力をかけるだけで簡単に気密性
を保った接着ができる。完全に接着するためには非常に
大きな圧力が必要だが、適当な圧力を選択することによ
って、気密性を持たせて張り合わせ、さらに後工程で容
易に剥離できるようにできる。また、グラファイトシー
トが柔軟性を持っていることから、2枚張り合わせた中
に空間を作り、太陽電池製造工程を終えた後で再び元の
平坦な板にすることができる。
The two graphite sheet substrates 1 are superposed by the superposing roller 35 and sent out. Both edge portions of the sent-out substrate 1 are pressed and brought into close contact with each other by an edge pressing roller 36. As described in the third embodiment, the graphite sheet can be easily adhered while maintaining airtightness only by applying pressure. A very large pressure is required for complete adhesion, but by selecting an appropriate pressure, it is possible to bond them with airtightness, and further to facilitate peeling in a later step. In addition, since the graphite sheet has flexibility, a space can be created in the two laminated sheets and the original flat plate can be formed again after the solar cell manufacturing process is completed.

【0090】基板1はその上下側から図示しないヒータ
等により加熱される。このような状態で送られる基板1
の縁部より原料ガス供給ノズル38により原料ガスを吹
き込むことにより、基板1の幅方向の中央部分に原料ガ
スの充満した反応空間を形成し、この内部において原料
ガスを分解して空間39の内面に半導体薄膜を成膜す
る。反応空間39からの排気は原料ガス供給ノズルと同
様の構成の円板状の排気ノズルを縁部に当接させて行な
えばよい。反応空間39の終端部における基板の幅方向
の押さえは、すでに反応空間39内面に薄膜が形成され
ているので、これを傷つけないように微小な圧力で行な
うことが必要である。このようにして半導体薄膜を形成
した後、2枚のグラファイトシート基板1を分離し、後
の工程、即ち粒径拡大,pn接合形成等の工程を経て薄
膜太陽電池が完成する。
The substrate 1 is heated from above and below by a heater or the like (not shown). Substrate 1 sent in this state
By injecting the raw material gas from the edge portion of the raw material gas by the raw material gas supply nozzle 38, a reaction space filled with the raw material gas is formed in the central portion in the width direction of the substrate 1, and the raw material gas is decomposed inside the reaction space to form an inner surface of the space 39. A semiconductor thin film is formed on. Exhaust from the reaction space 39 may be performed by bringing a disk-shaped exhaust nozzle having the same configuration as the raw material gas supply nozzle into contact with the edge portion. Since the thin film is already formed on the inner surface of the reaction space 39, the pressing of the substrate in the width direction at the terminal end of the reaction space 39 needs to be performed with a minute pressure so as not to damage it. After forming the semiconductor thin film in this manner, the two graphite sheet substrates 1 are separated, and the thin film solar cell is completed through the subsequent steps, that is, the step of expanding the grain size, forming the pn junction, and the like.

【0091】このように本実施例では、2枚のグラファ
イトシート基板をその一主面が対向して重なり、かつ重
なった2枚の基板の間に空間が形成されるようにその縁
部を密着し、この空間中に原料ガスを流して上記2枚の
基板の各一主面上に半導体薄膜を形成するようにしたか
ら、反応室を不要にできる。なお、上記実施例では、2
枚のグラファイトシート基板を分離した後に粒径拡大を
行なうものとして説明したが、薄膜形成の反応空間とは
別の第2の反応空間を形成して、この第2の反応空間で
キャップ層を成膜し、さらに別の第3の反応空間を形成
して、この第3の反応空間で薄膜の溶融再結晶を行って
粒径の拡大をするようにしてもよい。
As described above, in this embodiment, the two graphite sheet substrates are superposed so that their main surfaces are opposed to each other, and the edges are closely contacted so that a space is formed between the two superposed substrates. Then, since the raw material gas is caused to flow into this space to form the semiconductor thin film on each one main surface of the above-mentioned two substrates, the reaction chamber can be eliminated. In the above embodiment, 2
Although it has been described that the grain size expansion is performed after separating the graphite sheet substrates, a second reaction space different from the reaction space for forming the thin film is formed, and the cap layer is formed in the second reaction space. It is also possible to form a film and further form another third reaction space, and perform melt recrystallization of the thin film in this third reaction space to expand the grain size.

【0092】ところで、従来の帯状の基板を流しながら
その表面上に半導体薄膜を連続的に成膜する方法で用い
られる薄膜形成反応室は、その一端に原料ガス導入口が
設けられ、他端に排気口が設けられているが、その間の
長さは数十センチメートルから1メートル程度であり、
これは導入口から導入された原料ガスが排気口まで流れ
るまでにすべて分解されるには十分な長さではなく、こ
のため、原料ガスが有効に利用されないまま排気されて
いた。具体的には、反応室の長さが1メートル程度の場
合、導入される原料ガスのうち分解して成膜に寄与する
ものは、全体の約10%程度でしかなく、残りは未使用
のまま排気口から排気されていた。これはコスト面にお
いて重大な問題であり、原料ガスの有効利用は薄膜太陽
電池の低コスト化のポイントとなる。図5は原料ガスの
有効利用を図ることのできる本発明の第5の実施例によ
る薄膜太陽電池の製造方法を示す図であり、図において
40は薄膜形成室である。41は薄膜形成室40内でそ
の表面に半導体薄膜が形成される帯状の基板、例えばグ
ラファイトシート基板であり、図中の矢印方向に順次移
動している。基板41は誘電加熱源3により直接加熱さ
れる。原料ガス42は原料ガス導入口4から反応室内に
導入され、基板41の熱により分解されながら反応室内
を流れる。43は原料ガスが分解され成膜に寄与する成
分が使用された後のキャリアガスであり、これは排気口
5から反応室外に排気される。ここで本実施例では原料
ガス導入口4と排気口5の間の長さ、即ち原料ガスが流
れる反応室の長さL1 を、原料ガスが排気口に到達する
間にその殆どすべてが分解されるような長さとしてい
る。このような長さは、導入する原料ガスの流量,分解
速度等に基づいて設定することができる。例えば長さL
1 を約10メートルとした場合、全体の約60%の原料
ガスが分解して成膜に寄与することとなり、使用効率を
大幅に向上することができる。
By the way, the thin film formation reaction chamber used in the conventional method of continuously forming a semiconductor thin film on the surface of a substrate while flowing a strip-shaped substrate is provided with a source gas introduction port at one end and at the other end. Exhaust ports are provided, but the length between them is several tens of centimeters to 1 meter,
This is not long enough for the raw material gas introduced from the inlet to be completely decomposed before flowing to the exhaust outlet, and therefore the raw material gas was exhausted without being effectively used. Specifically, when the length of the reaction chamber is about 1 meter, only about 10% of the introduced source gas that decomposes and contributes to film formation is used, and the rest is unused. It was being exhausted from the exhaust port. This is a serious problem in terms of cost, and effective use of the raw material gas is a key to reducing the cost of the thin film solar cell. FIG. 5 is a view showing a method of manufacturing a thin film solar cell according to a fifth embodiment of the present invention, which enables effective use of raw material gas, and in the drawing, 40 is a thin film forming chamber. Reference numeral 41 denotes a belt-shaped substrate, for example, a graphite sheet substrate, on the surface of which a semiconductor thin film is formed in the thin film forming chamber 40, which is sequentially moved in the arrow direction in the drawing. The substrate 41 is directly heated by the dielectric heating source 3. The raw material gas 42 is introduced into the reaction chamber through the raw material gas inlet 4, and flows in the reaction chamber while being decomposed by the heat of the substrate 41. Reference numeral 43 is a carrier gas after the raw material gas is decomposed and a component that contributes to film formation is used, and the carrier gas is exhausted from the exhaust port 5 to the outside of the reaction chamber. Here, in this embodiment, the length between the source gas introduction port 4 and the exhaust port 5, that is, the length L 1 of the reaction chamber in which the source gas flows is almost all decomposed while the source gas reaches the exhaust port. The length is set as described. Such a length can be set based on the flow rate of the raw material gas to be introduced, the decomposition rate, and the like. For example, length L
When 1 is set to about 10 meters, about 60% of the total raw material gas is decomposed and contributes to film formation, and the use efficiency can be significantly improved.

【0093】図6は原料ガスの有効利用を図ることので
きる他の例である本発明の第6の実施例による薄膜太陽
電池の製造方法を示す図であり、図において、図5と同
一符号は同一又は相当部分である。本実施例の薄膜形成
室44の排気口5には分解していない原料ガスだけを透
過させない膜、例えば白金膜45が設けられている。こ
のため、排気口5からは原料ガスが分解され成膜に寄与
する成分が使用された後のキャリアガスが排気され、反
応室内を流れて分解されないまま排気口に到達した原料
ガスは白金膜45を透過せず矢印46に示すように反応
室内に残る。このように本実施例では未使用の原料ガス
の排気がなくなるため原料ガスの使用効率を高めること
ができる。なお、本実施例では帯状の基板を流しながら
その表面上に半導体薄膜を連続的に成膜するものを示し
たが、これはウエハ単位の枚葉式で成膜を行なう構成の
ものにも適用できることは言うまでもない。
FIG. 6 is a view showing a method of manufacturing a thin film solar cell according to a sixth embodiment of the present invention, which is another example capable of effectively utilizing the raw material gas, and in the figure, the same reference numerals as those in FIG. Are the same or corresponding parts. The exhaust port 5 of the thin film forming chamber 44 of this embodiment is provided with a film, for example, a platinum film 45, which does not allow only undecomposed raw material gas to pass therethrough. For this reason, the carrier gas after the raw material gas is decomposed and the component contributing to film formation is used is exhausted from the exhaust port 5, and the raw material gas that has flowed through the reaction chamber and reached the exhaust port without being decomposed reaches the platinum film 45. To remain in the reaction chamber as indicated by arrow 46. In this way, in this embodiment, since the unused raw material gas is not exhausted, the use efficiency of the raw material gas can be improved. In this embodiment, the semiconductor thin film is continuously formed on the surface of the substrate while flowing the belt-shaped substrate. However, this is also applicable to a structure in which film formation is performed in a single wafer unit. It goes without saying that you can do it.

【0094】図7はこの発明の第7の実施例による薄膜
太陽電池を示す断面図である。図において、51はフレ
キシブルグラファイトシート基板である。多結晶シリコ
ン薄膜52は基板51上に配置され、反射防止膜53は
シリコン薄膜52上に配置され、上部電極54は反射防
止膜53上に配置される。また、50はグラファイトシ
ート基板51の裏面に銀ペーストもしくはアルミペース
トなどで接着焼成した安価な金属板からなる支持基体で
ある。
FIG. 7 is a sectional view showing a thin film solar cell according to the seventh embodiment of the present invention. In the figure, 51 is a flexible graphite sheet substrate. The polycrystalline silicon thin film 52 is arranged on the substrate 51, the antireflection film 53 is arranged on the silicon thin film 52, and the upper electrode 54 is arranged on the antireflection film 53. Further, 50 is a support base made of an inexpensive metal plate which is adhered and fired on the back surface of the graphite sheet substrate 51 with silver paste or aluminum paste.

【0095】また図8はこの発明の第8の実施例による
薄膜太陽電池を示す断面図である。図において、図7と
同一符号は同一または相当部分であり、55はグラファ
イトシート基板51の裏面に設けられた300ミクロン
以上の厚みを有する金属級シリコン(MG−Si)から
なる支持基体である。
FIG. 8 is a sectional view showing a thin film solar cell according to the eighth embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 7 denote the same or corresponding portions, and 55 denotes a support base provided on the back surface of the graphite sheet substrate 51 and made of metal grade silicon (MG-Si) having a thickness of 300 microns or more.

【0096】グラファイトシートを基板として用いた薄
膜太陽電池は、グラファイトシートが可撓性を有するた
め、能動層である半導体薄膜の機械的保持が不十分であ
る。また、製造工程において、グラファイトシート基板
と半導体薄膜の膨張率の差により図53に示すように湾
曲を生じ、このため後の工程である結晶粒径の拡大が非
常に困難である。一方、基板として金属板あるいはMG
−Si基板を用いれば機械的保持の強度は向上するが、
基板中の不純物が薄膜形成時に薄膜内に混入し、性能を
著しく劣化させたり、図55に示すように不純物の噴出
により活性層が破壊されたりする問題がある。
A thin film solar cell using a graphite sheet as a substrate is insufficient in mechanical holding of the semiconductor thin film as an active layer because the graphite sheet has flexibility. In addition, in the manufacturing process, the graphite sheet substrate and the semiconductor thin film are curved due to the difference in expansion coefficient between them as shown in FIG. 53, which makes it very difficult to enlarge the crystal grain size in the subsequent process. On the other hand, as a substrate, a metal plate or MG
-Using a Si substrate improves the strength of mechanical holding,
There is a problem that impurities in the substrate are mixed into the thin film when the thin film is formed and the performance is remarkably deteriorated, or the active layer is destroyed by jetting of the impurity as shown in FIG.

【0097】本第7の実施例の薄膜太陽電池はその表面
に半導体薄膜を形成したグラファイトシート基板の裏面
に安価な金属板を金属ペーストにより接着焼成してお
り、また本第8の実施例の薄膜太陽電池は同じくその表
面に半導体薄膜を形成したグラファイトシート基板の裏
面にMG−Siを配置している。これにより、本第7,
第8の実施例の薄膜太陽電池ではグラファイトシートを
基板として用いた薄膜太陽電池における半導体薄膜の機
械的保持の強度を大きく向上している。
In the thin-film solar cell of the seventh embodiment, an inexpensive metal plate is adhered and fired on the back surface of a graphite sheet substrate having a semiconductor thin film formed on the surface thereof with a metal paste, and in the eighth embodiment. In the thin film solar cell, MG-Si is arranged on the back surface of a graphite sheet substrate having a semiconductor thin film formed on the surface thereof. As a result of this,
In the thin film solar cell of the eighth embodiment, the mechanical holding strength of the semiconductor thin film in the thin film solar cell using the graphite sheet as the substrate is greatly improved.

【0098】次にこれら図7,図8に示す薄膜太陽電池
の製造方法について説明する。まず図7の薄膜太陽電池
の製造方法の一例を図9〜図11に沿って説明する。図
9はグラファイトシート基板57を枠体に嵌める工程を
示す図であり、図において、56はフレキシブルグラフ
ァイトシート57を挟む外側の枠体、58は同じくフレ
キシブルグラファイトシート57を挟む内側の枠体、5
9は内側の枠体58の内側にグラファイトシート57に
その一主面全面が接するように嵌め込まれる均熱板であ
る。これら外側枠体56,内側枠体58,及び均熱板5
9はいずれもカーボンもしくはセラミックで形成されて
いる。
Next, a method of manufacturing the thin film solar cell shown in FIGS. 7 and 8 will be described. First, an example of a method of manufacturing the thin film solar cell of FIG. 7 will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram showing a step of fitting the graphite sheet substrate 57 into the frame body, in which 56 is an outer frame body sandwiching the flexible graphite sheet 57, 58 is an inner frame body similarly sandwiching the flexible graphite sheet 57, 5
Reference numeral 9 denotes a heat equalizing plate which is fitted inside the inner frame 58 so that the graphite sheet 57 is entirely in contact with one main surface thereof. These outer frame body 56, inner frame body 58, and heat equalizing plate 5
All of 9 are made of carbon or ceramic.

【0099】まず、あらかじめ内側枠体58の外周の大
きさに合わせて折り曲げられたグラファイトシート基板
57を外側枠体56及び内側枠体58によって挟み込
み、引っ張りのテンションをかけて固定し、さらに均熱
板59を内側枠体58の内側に嵌め込むことにより、図
10に示すように、その一主面の一部がグラファイトシ
ート57により覆われた基板が完成する。図11は図1
0に示す状態にした後の工程を示す図10中のB−B断
面における工程図である。図11(a) の状態の基板をC
VD装置内にセットし、グラファイトシート基板57上
に多結晶Si薄膜60を数10ミクロン成膜する。この
時、フレキシブルグラファイトシートは外側枠体56及
び内側枠体58によって押さえられているので、湾曲す
ることがなく、多結晶Siの溶融再結晶化による結晶粒
径の拡大の工程を容易に行なうことができる。粒径拡大
工程の後、Si薄膜60に不純物拡散やイオン注入を行
いpn接合を形成する。このpn接合は、CVDでドー
ピングガスを混合して活性層を成膜中に、ドーパントの
種類を途中で切り替えることによっても形成可能であ
る。また、プラズマCVD法によりSi薄膜60上に該
活性層と反対導電型の微結晶膜を成膜することによって
もpn接合を形成することができる。pn接合形成後、
反射防止膜61をスパッタ法などで成膜する。この反射
防止膜としては、Si薄膜60の横方向の導電性が低い
場合には、電極を兼ねたITO(In2 3 :Sn
2 ),SnO2 ,又はZnOなどの透明導電膜が用い
られ、Si薄膜の横方向の導電性が高く透明電極が必要
でない場合は、窒化珪素膜(Si3 4)などの絶縁膜
が用いられる。図11(b) は反射防止膜61まで形成し
た状態を示す。この後、反射防止膜61上に上部電極
(グリッド電極)86を形成する(図示せず)。上部電
極は主に銀電極が用いられており、スクリーンプリント
や蒸着法によって形成される。次に図11(c) に示すよ
うにフレキシブルグラファイトシート57を外側枠体5
6及び内側枠体58で押さえたまま、均熱板59を取り
除き、図11(d) に示すように均熱板59と同じ大きさ
の安価な金属板62を銀ペーストもしくはアルミペース
トで貼り付け、焼成する。最後に外側枠体56及び内側
枠体58を取り除くことにより薄膜太陽電池が完成す
る。
First, the graphite sheet substrate 57 bent in advance according to the size of the outer periphery of the inner frame body 58 is sandwiched between the outer frame body 56 and the inner frame body 58, fixed by applying tension of tension, and further soaked. By fitting the plate 59 inside the inner frame 58, as shown in FIG. 10, a substrate whose one main surface is partially covered with the graphite sheet 57 is completed. 11 is shown in FIG.
FIG. 11 is a process drawing in a BB cross section in FIG. 10 showing a process after the state shown in FIG. The substrate in the state of FIG. 11 (a) is C
The polycrystal Si thin film 60 is formed on the graphite sheet substrate 57 by several tens of microns in a VD apparatus. At this time, since the flexible graphite sheet is pressed by the outer frame body 56 and the inner frame body 58, the flexible graphite sheet does not bend and the step of increasing the crystal grain size by melting and recrystallization of polycrystalline Si can be easily performed. You can After the grain size increasing step, impurity diffusion or ion implantation is performed on the Si thin film 60 to form a pn junction. This pn junction can also be formed by mixing the doping gas by CVD and switching the type of dopant midway during the formation of the active layer. The pn junction can also be formed by forming a microcrystalline film having a conductivity type opposite to that of the active layer on the Si thin film 60 by the plasma CVD method. After forming the pn junction,
The antireflection film 61 is formed by a sputtering method or the like. As the antireflection film, when the lateral conductivity of the Si thin film 60 is low, ITO (In 2 O 3 : Sn) also serving as an electrode is used.
If a transparent conductive film such as O 2 ), SnO 2 or ZnO is used and the lateral conductivity of the Si thin film is high and a transparent electrode is not required, an insulating film such as a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) is used. Used. FIG. 11B shows a state where the antireflection film 61 is formed. After that, an upper electrode (grid electrode) 86 is formed on the antireflection film 61 (not shown). A silver electrode is mainly used for the upper electrode and is formed by screen printing or vapor deposition. Next, as shown in FIG. 11C, the flexible graphite sheet 57 is attached to the outer frame body 5.
While holding 6 and the inner frame 58, remove the soaking plate 59, and attach an inexpensive metal plate 62 of the same size as the soaking plate 59 with silver paste or aluminum paste as shown in FIG. 11 (d). , Bake. Finally, the outer frame body 56 and the inner frame body 58 are removed to complete the thin film solar cell.

【0100】なお、上記実施例では均熱板59を用いる
ものについて説明したが、フレキシブルグラファイトシ
ート57を外側枠体56及び内側枠体58で挟み、基板
57の上記実施例とは逆の面に、即ち内側枠体58の内
側にSi薄膜,反射防止膜,上部電極を形成し、これら
が形成された面とは逆の面に金属板62を貼り付けるよ
うにしてもよい。
In the above embodiment, the one using the heat equalizing plate 59 has been described, but the flexible graphite sheet 57 is sandwiched between the outer frame body 56 and the inner frame body 58, and the surface of the substrate 57 opposite to that in the above embodiment is used. That is, the Si thin film, the antireflection film, and the upper electrode may be formed inside the inner frame 58, and the metal plate 62 may be attached to the surface opposite to the surface on which these are formed.

【0101】図12は上記製造方法に用いた外側枠体5
6及び内側枠体58を用いて大面積にわたって多結晶S
i薄膜を形成する方法を示す図である。この方法におい
ては、フレキシブルグラファイトシート57はCVD装
置のパッキン(ガスケット)の役目を果たし、かつその
外周は外側枠体56及び内側枠体58によって固定され
ている。63はCVD装置のベルジャである。基板57
は誘導加熱源3により加熱される。原料ガスは原料ガス
導入口から反応室内に導入され、基板上で分解され、基
板57上に薄膜が形成される。5は排気口である。この
ようにして薄膜が形成された後は、上記と同様、粒径拡
大工程,pn接合形成工程,反射防止膜形成工程,上部
電極形成工程,及び金属板貼り付け・焼成工程を経て薄
膜太陽電池が完成する。
FIG. 12 shows the outer frame body 5 used in the above manufacturing method.
6 and the inner frame 58 to form a polycrystalline S over a large area.
It is a figure which shows the method of forming an i thin film. In this method, the flexible graphite sheet 57 serves as a packing (gasket) of the CVD apparatus, and the outer periphery thereof is fixed by the outer frame body 56 and the inner frame body 58. 63 is a bell jar of a CVD apparatus. Board 57
Is heated by the induction heating source 3. The raw material gas is introduced into the reaction chamber through the raw material gas introduction port, decomposed on the substrate, and a thin film is formed on the substrate 57. 5 is an exhaust port. After the thin film is formed in this manner, the thin film solar cell is subjected to the grain size expanding step, the pn junction forming step, the antireflection film forming step, the upper electrode forming step, and the metal plate attaching / baking step, as described above. Is completed.

【0102】次に、図8の薄膜太陽電池の製造方法の一
例を図13に沿って説明する。図13はMG−Si支持
基体を形成し、これをグラファイトシートに固着する方
法を示す図であり、図において、64は窒化ボロン(B
N)製の鋳型である。この鋳型64は図に示すように二
段の窪みを有しており、グラファイトシート65はこの
窪みの形状にそって鋳型の内壁に密着して配置される。
金属級Si粉末67は鋳型64の深い方の窪みを充填し
ており、BN製のふた66は金属級Si粉末67が充填
された深い方の窪みを覆うように配置される。
Next, an example of a method of manufacturing the thin film solar cell of FIG. 8 will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram showing a method of forming an MG-Si supporting substrate and fixing it to a graphite sheet, in which 64 is boron nitride (B).
N) mold. As shown in the figure, the mold 64 has a two-step recess, and the graphite sheet 65 is arranged in close contact with the inner wall of the mold along the shape of the recess.
The metal grade Si powder 67 fills the deep recess of the mold 64, and the BN lid 66 is arranged so as to cover the deep recess filled with the metal grade Si powder 67.

【0103】この基板作製方法においては、グラファイ
トシート65はあらかじめ鋳型の内壁に密着するような
形状に折り曲げ加工がなされたものを用いる。これを鋳
型64内に配置し、窪みを金属級Si粉末67で満た
す。この状態でふた66をして加熱し、金属級Si粉末
を溶融させ、その後冷却して固化させる。これにより図
13(b) に示すように、MG−Si支持基体68が形成
され、グラファイトシート65は支持基体68に固着さ
れる。この後、これを鋳型から取り出し、周囲の必要の
ないグラファイトシートを切取ることにより、グラファ
イトシートがMG−Si支持基体に固着された耐熱基板
が完成する。
In this substrate manufacturing method, the graphite sheet 65 is preliminarily bent so as to be in close contact with the inner wall of the mold. This is placed in a mold 64 and the depression is filled with metal grade Si powder 67. In this state, the lid 66 is heated and heated to melt the metal-grade Si powder, and then cooled and solidified. As a result, as shown in FIG. 13B, the MG-Si supporting base 68 is formed, and the graphite sheet 65 is fixed to the supporting base 68. After that, this is taken out of the mold, and the unnecessary graphite sheet around the periphery is cut off to complete a heat-resistant substrate in which the graphite sheet is fixed to the MG-Si supporting substrate.

【0104】図8に示す薄膜太陽電池は、このようにし
て形成された耐熱基板を用いて作製される。グラファイ
トシートがMG−Si支持基体に固着された耐熱基板
は、図8中のグラファイトシート基板51及びMG−S
i支持基体55に対応するものである。これをCVD装
置内にセットし、SiH4 やSiHCl3 ガスを流し、
このガスを1000℃程度の高温で分解し、グラファイ
トシート基板51上に活性層となる多結晶Si薄膜52
を数10ミクロン成膜する。この時、グラファイトシー
ト基板51はMG−Si支持基体55に固着されている
ため、グラファイトとシリコンの膨張率の差による応力
で湾曲することがなく、多結晶Siの溶融再結晶化によ
る結晶粒径の拡大の工程を容易に行なうことができる。
粒径拡大工程の後、Si薄膜52に不純物拡散やイオン
注入を行いpn接合を形成する。このpn接合は、CV
Dでドーピングガスを混合して活性層を成膜中に、ドー
パントの種類を途中で切り替えることによっても形成可
能である。また、プラズマCVD法によりSi薄膜52
上に該活性層と反対導電型の微結晶膜を成膜することに
よってもpn接合を形成することができる。pn接合形
成後、反射防止膜53をスパッタ法などで成膜する。こ
の反射防止膜としては、Si薄膜52の横方向の導電性
が低い場合には、電極を兼ねたITO(In2 3 :S
nO2 ),SnO2 ,又はZnOなどの透明導電膜が用
いられ、Si薄膜の横方向の導電性が高く透明電極が必
要でない場合は、窒化珪素膜(Si3 4 )などの絶縁
膜が用いられる。この後、反射防止膜53上に上部電極
(グリッド電極)54を形成する。上部電極は主に銀電
極が用いられており、スクリーンプリントや蒸着法によ
って形成される。このようにして、図8に示す薄膜太陽
電池が完成する。
The thin film solar cell shown in FIG. 8 is manufactured using the heat resistant substrate thus formed. The heat-resistant substrate in which the graphite sheet is fixed to the MG-Si supporting base is the graphite sheet substrate 51 and MG-S in FIG.
This corresponds to the i support base 55. This is set in the CVD device and SiH 4 or SiHCl 3 gas is flown,
This gas is decomposed at a high temperature of about 1000 ° C., and a polycrystalline Si thin film 52 serving as an active layer is formed on the graphite sheet substrate 51.
To form a film of several tens of microns. At this time, since the graphite sheet substrate 51 is fixed to the MG-Si supporting base 55, the graphite sheet substrate 51 does not bend due to the stress due to the difference in expansion coefficient between graphite and silicon, and the crystal grain size due to the melt recrystallization of polycrystalline Si. Can be easily performed.
After the grain size increasing step, impurity diffusion or ion implantation is performed on the Si thin film 52 to form a pn junction. This pn junction is CV
It can also be formed by mixing the doping gas in D and forming the active layer during film formation, and switching the type of dopant midway. In addition, the Si thin film 52 is formed by the plasma CVD method.
The pn junction can also be formed by forming a microcrystalline film having a conductivity type opposite to that of the active layer thereon. After forming the pn junction, an antireflection film 53 is formed by a sputtering method or the like. As the antireflection film, when the lateral conductivity of the Si thin film 52 is low, ITO (In 2 O 3 : S) which also serves as an electrode is used.
nO 2 ), SnO 2 or ZnO is used, and when a Si thin film has high lateral conductivity and a transparent electrode is not required, an insulating film such as a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) is used. Used. After that, an upper electrode (grid electrode) 54 is formed on the antireflection film 53. A silver electrode is mainly used for the upper electrode and is formed by screen printing or vapor deposition. In this way, the thin film solar cell shown in FIG. 8 is completed.

【0105】なお、上述の例では、鋳型形成法により、
グラファイトシートがMG−Si支持基体に固着された
耐熱基板を形成したが、これは図14に示すように、グ
ラファイトシート57を図9に示した外側枠体56及び
内側枠体58で挟み、基板57に引っ張りテンションを
かけた状態で、プラズマ溶射法により金属級シリコン層
71を形成するようにしてもよい。図14において、6
9はプラズマ溶射装置の材料噴き出し用ノズル、70は
溶融状態の金属級シリコンである。ここで、図中の矢印
の方向にノズルを移動させる等することにより、グラフ
ァイトシート57表面に均一の厚さにMG−Si支持基
体を形成することが可能である。
In the above example, by the template forming method,
A graphite sheet was formed on a MG-Si supporting substrate to form a heat-resistant substrate, which was prepared by sandwiching a graphite sheet 57 between an outer frame body 56 and an inner frame body 58 shown in FIG. 9 as shown in FIG. The metal grade silicon layer 71 may be formed by the plasma spraying method while the tensile tension is applied to 57. In FIG. 14, 6
Reference numeral 9 is a material ejection nozzle of the plasma spraying apparatus, and 70 is a molten metal grade silicon. Here, it is possible to form the MG-Si supporting substrate with a uniform thickness on the surface of the graphite sheet 57 by moving the nozzle in the direction of the arrow in the figure.

【0106】以下この発明の第9の実施例を図について
説明する。図15はこの発明の第9の実施例による太陽
電池の構造を示す断面概略図である。図において、72
は炭素を主成分とする基板である。第1のシリコン層7
3は基板72上に配置され、絶縁層74は第1のシリコ
ン層73上に配置される。この絶縁層74には所定箇所
に開口78が設けられる。第2のシリコン層75は絶縁
層74上に配置され開口78において第1のシリコン層
73に接する。エミッタ層76は第2のシリコン層75
の表面に形成される。金属電極77はエミッタ層76上
に配置される。
The ninth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 15 is a schematic sectional view showing the structure of the solar cell according to the ninth embodiment of the present invention. In the figure, 72
Is a substrate whose main component is carbon. First silicon layer 7
3 is disposed on the substrate 72, and the insulating layer 74 is disposed on the first silicon layer 73. Openings 78 are provided at predetermined locations in the insulating layer 74. The second silicon layer 75 is disposed on the insulating layer 74 and contacts the first silicon layer 73 at the opening 78. The emitter layer 76 is the second silicon layer 75.
Formed on the surface of. The metal electrode 77 is arranged on the emitter layer 76.

【0107】次に、図15に示す実施例の構造をこれを
作製するための製造工程に沿って順に説明する。基板7
2は従来例について記したと同様の、炭素を主成分とす
る基板であり、シリコン層73,75の機械的支持と、
太陽電池の一方の電極としての機能を果たす。この基板
72の上に第1のシリコン層73を、例えばCVD法に
よって形成する。第1のシリコン層73の比抵抗は、太
陽電池の出力電流に対して、これが第1のシリコン層7
3を厚さ方向に通って基板72に流れ込むのに妨げとな
らない程度に低ければよい。例えば、第1のシリコン層
73の厚さが1μmである場合、単位面積当たりの厚さ
方向の抵抗を0.01Ω・cm2 以下とするためには、第
1のシリコン層73の比抵抗は100Ω・cm以下とすれ
ば十分である。しかしながら、後に記すように、第1の
シリコン層の比抵抗はできるだけ低いことが望ましい。
第1のシリコン層73がp型の場合、形成時に原料ガス
にホウ素を含有するガスを多く混入させれば低比抵抗の
第1のシリコン層73を得ることができる。
Next, the structure of the embodiment shown in FIG. 15 will be described in order along with the manufacturing process for manufacturing the structure. Board 7
2 is a substrate containing carbon as a main component, which is similar to that described in the conventional example, and has mechanical support for the silicon layers 73 and 75,
It functions as one electrode of the solar cell. The first silicon layer 73 is formed on the substrate 72 by, for example, the CVD method. The specific resistance of the first silicon layer 73 depends on the output current of the solar cell.
It is only necessary to be low enough not to hinder the flow through the substrate 3 through the thickness direction into the substrate 72. For example, when the thickness of the first silicon layer 73 is 1 μm, the specific resistance of the first silicon layer 73 is set to be 0.01 Ω · cm 2 or less in the thickness direction per unit area. It is sufficient to set it to 100 Ω · cm or less. However, as described later, it is desirable that the resistivity of the first silicon layer be as low as possible.
When the first silicon layer 73 is a p-type, the first silicon layer 73 having a low specific resistance can be obtained by mixing a large amount of a gas containing boron into the source gas during formation.

【0108】次に、第1のシリコン層73の上に、例え
ばCVD法等により絶縁層74を形成する。絶縁層74
には所定のパターンに従って開口部を設ける。これは、
まず、第1のシリコン層73上の全面に絶縁層74を設
け、開口部を設けるべき箇所のみ絶縁層74を部分的に
除去するようにすればよい。絶縁層74としてはシリコ
ン酸化膜やシリコン窒化膜、あるいはこれらの積層膜等
を用いることができる。基板72からの不純物拡散に対
する障壁と、裏面反射層としての機能のためには、絶縁
層74としてはシリコン酸化膜1層のみでもよいが、シ
リコン窒化膜あるいはこれとの積層膜を用いると、後に
述べるシリコン層の溶融再結晶化の際に、絶縁層74と
シリコン層との馴染みが改善され、より効果的に溶融再
結晶化ができる。
Next, the insulating layer 74 is formed on the first silicon layer 73 by, eg, CVD method. Insulating layer 74
The openings are provided in a predetermined pattern. this is,
First, the insulating layer 74 may be provided on the entire surface of the first silicon layer 73, and the insulating layer 74 may be partially removed only at the place where the opening is to be provided. As the insulating layer 74, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a laminated film of these can be used. Although only one silicon oxide film may be used as the insulating layer 74 in order to serve as a barrier against diffusion of impurities from the substrate 72 and to function as a back surface reflection layer, if a silicon nitride film or a laminated film with the silicon nitride film is used, it will be described later. At the time of the melt recrystallization of the silicon layer described below, the familiarity between the insulating layer 74 and the silicon layer is improved, and the melt recrystallization can be performed more effectively.

【0109】さらに、この上に、第2のシリコン層75
をCVD法等によって形成する。第2のシリコン層75
は、太陽電池の主たる発電領域となる部分であって、そ
の厚さはおよそ5μmから30μmとなるように形成さ
れる。第1のシリコン層73がp型の場合、第2のシリ
コン層75もp型とする。第2のシリコン層75の比抵
抗は、およそ1Ω・cm前後の値とするのが良い。CVD
法によって形成したままでは、第2のシリコン層75の
結晶粒径は、通常は大きくとも1μmを越えないので、
このままでは得られる太陽電池の特性が不十分な場合に
は、第2のシリコン層75をいったん溶融して再結晶化
すると、その結晶粒径を拡大することができ、容易に層
厚の2倍以上の結晶粒径を得ることができる。溶融再結
晶化の際には、図16に示すように第2のシリコン層7
5の表面をシリコン酸化膜等からなるキャップ膜79で
被覆しておく必要がある。再結晶化の後は、このキャッ
プ膜は除去する。この第2のシリコン層75の溶融再結
晶化を行う場合、第2のシリコン層の形成の前に、第1
のシリコン層73を先に溶融再結晶化しておいても良
い。この場合には、第1のシリコン層73は炭素を主成
分とする基板72に接しているので、溶融再結晶化の際
に、第1のシリコン層73が基板72と良く馴染み、容
易に大きな結晶粒径のシリコン層とすることができる。
そして、この上において、第2のシリコン層75を溶融
再結晶化する際には、絶縁層74に設けられた開口部に
て第2のシリコン層75が第1のシリコン層73に接し
た部分で、第1のシリコン層73の結晶方位に引き込ま
れながら第2のシリコン層75が再結晶化するため、再
結晶化後の第2のシリコン層75の結晶粒径も大きな粒
径となる。あるいは、第2のシリコン層75を溶融再結
晶化する際に、第1のシリコン層73をも同時に溶融し
て再結晶化するようにしても、基板72に馴染んで大粒
径となる第1のシリコン層73が先に固化するようにす
れば、第2のシリコン層75は、やはりこれに引き込ま
れながら固化するので、上記の効果は同様に得られる。
このように、大粒径のシリコン層が得られることは、太
陽電池の性能を高める上で非常に有利となる。
Furthermore, a second silicon layer 75 is further formed on this.
Are formed by the CVD method or the like. Second silicon layer 75
Is a main power generation region of the solar cell, and is formed to have a thickness of about 5 μm to 30 μm. When the first silicon layer 73 is p-type, the second silicon layer 75 is also p-type. The specific resistance of the second silicon layer 75 is preferably about 1 Ω · cm. CVD
Since the crystal grain size of the second silicon layer 75 does not exceed 1 μm at most when formed by the method,
If the characteristics of the obtained solar cell are insufficient as they are, once the second silicon layer 75 is melted and recrystallized, the crystal grain size can be increased, and the second silicon layer 75 can be easily doubled in layer thickness. The above crystal grain size can be obtained. During the melt recrystallization, as shown in FIG. 16, the second silicon layer 7
It is necessary to cover the surface of 5 with a cap film 79 made of a silicon oxide film or the like. After the recrystallization, the cap film is removed. When performing the melt recrystallization of the second silicon layer 75, it is necessary to perform the first re-crystallization before forming the second silicon layer.
The silicon layer 73 may be melted and recrystallized first. In this case, since the first silicon layer 73 is in contact with the substrate 72 containing carbon as a main component, the first silicon layer 73 is well compatible with the substrate 72 during melt recrystallization, and is easily large. A silicon layer having a crystal grain size can be used.
Then, on this, when the second silicon layer 75 is melted and recrystallized, the portion where the second silicon layer 75 is in contact with the first silicon layer 73 in the opening provided in the insulating layer 74. Then, since the second silicon layer 75 is recrystallized while being drawn into the crystal orientation of the first silicon layer 73, the crystal grain size of the second silicon layer 75 after recrystallization is also large. Alternatively, when the second silicon layer 75 is melted and recrystallized, even if the first silicon layer 73 is also melted and recrystallized at the same time, the first silicon layer 73 becomes familiar with the substrate 72 and has a large grain size. If the first silicon layer 73 is solidified first, the second silicon layer 75 is also solidified while being drawn into the second silicon layer 75, so that the above effect can be obtained similarly.
Thus, obtaining a silicon layer having a large grain size is very advantageous in improving the performance of the solar cell.

【0110】こうして形成した第2のシリコン層75の
表面に、不純物拡散や微結晶シリコン膜、あるいは非晶
質シリコン膜等の成膜等の手段によって、エミッタ層7
6を形成する。エミッタ層76は第2のシリコン層75
とは逆の導電型とし、これによってpn接合を形成す
る。さらに、必要に応じて表面に透明導電膜や反射防止
膜等を設け(図示せず)、金属電極77を設けて太陽電
池が構成される。
On the surface of the second silicon layer 75 thus formed, the emitter layer 7 is formed by means such as impurity diffusion or film formation of a microcrystalline silicon film, an amorphous silicon film or the like.
6 is formed. The emitter layer 76 is the second silicon layer 75.
The conductivity type opposite to that is used to form a pn junction. Furthermore, if necessary, a transparent conductive film, an antireflection film, or the like is provided on the surface (not shown), and a metal electrode 77 is provided to form a solar cell.

【0111】以上によって構成された太陽電池において
は、主たる発電領域として機能する第2のシリコン層7
5と基板72との間に、不純物の拡散に対する障壁とし
て働く絶縁層74が介在し、絶縁層74の開口部におい
ても接するのは第1のシリコン層73であって、直接基
板72には接していないので、従来例に見られたような
基板72からの不純物の拡散混入による悪影響を回避す
ることができる。
In the solar cell constructed as described above, the second silicon layer 7 functioning as a main power generation region is formed.
5 and the substrate 72, an insulating layer 74 acting as a barrier against diffusion of impurities is interposed, and the first silicon layer 73 is also in contact with the opening of the insulating layer 74, and is in direct contact with the substrate 72. Therefore, it is possible to avoid the adverse effect of the diffusion and mixing of impurities from the substrate 72, which is seen in the conventional example.

【0112】また、絶縁層74が形成されるのは、シリ
コン層の上であって、炭素を主成分とする基板72上に
は直接形成されないので、従来例に見られたように、基
板との付着力が弱く容易に剥離してしまうという問題点
が解消される。さらに、絶縁層74の裏面反射膜として
の機能に着目した場合においても、主たる発電層である
第2のシリコン層75と絶縁層74との屈折率差による
反射に加えて従来例にはなかった第1のシリコン層73
と絶縁層74との屈折率差による反射が利用できるの
で、全体として裏面反射の効果が大幅に改善される。図
17はこれを示すためのグラフであり、図17(a) は図
51の従来例のように炭素を主成分とする基板上に直接
シリコン酸化膜を形成した場合の反射率を波長に対して
プロットしたもので、図17(b) はシリコン酸化膜を結
晶シリコンの上に形成した場合の反射率を同様にプロッ
トしたものである。図17(a) の縦軸目盛りが図17
(b) に対して20分の1であることに注意すると、シリ
コン酸化膜の下の材質が炭素を主成分とする基板からシ
リコン層にかわることで、反射率が大幅に向上すること
が理解される。
Since the insulating layer 74 is formed on the silicon layer and not directly on the substrate 72 containing carbon as a main component, the insulating layer 74 is not formed on the substrate as shown in the conventional example. The problem that the adhesive force is weak and peels easily is solved. Further, even when attention is paid to the function of the insulating layer 74 as a back surface reflection film, in addition to the reflection due to the difference in refractive index between the second silicon layer 75, which is the main power generation layer, and the insulating layer 74, there is no conventional example. First silicon layer 73
Since the reflection due to the difference in refractive index between the insulating layer 74 and the insulating layer 74 can be utilized, the effect of the back surface reflection is greatly improved as a whole. FIG. 17 is a graph showing this, and FIG. 17 (a) shows the reflectance with respect to wavelength when the silicon oxide film is directly formed on the substrate containing carbon as the main component as in the conventional example of FIG. FIG. 17 (b) is also a plot of the reflectance when a silicon oxide film is formed on crystalline silicon. The vertical axis scale of FIG. 17 (a) is shown in FIG.
Note that it is one-twentieth that of (b), and it is understood that the reflectivity is significantly improved by changing the material under the silicon oxide film from the substrate whose main component is carbon to the silicon layer. To be done.

【0113】また、前述のように、第1のシリコン層7
3をなるべく低比抵抗とすることによって、この上に同
じ導電型の第2のシリコン層75を形成した場合、絶縁
層74の開口部の箇所において、いわゆるhigh−low 接
合が形成され、これはBSF(Back Surface Field)とし
て働き、太陽電池としての動作の際に発生したキャリア
の有効な収集に寄与する。これは従来例には見られなか
った効果であり、太陽電池の性能向上に有効である。
Further, as described above, the first silicon layer 7
When the second silicon layer 75 of the same conductivity type is formed thereon by making 3 as low as possible, a so-called high-low junction is formed at the opening of the insulating layer 74. It works as a BSF (Back Surface Field) and contributes to effective collection of carriers generated during operation as a solar cell. This is an effect not seen in the conventional example and is effective in improving the performance of the solar cell.

【0114】図18は、図15の太陽電池を作製するた
めの他の製造方法を示す断面工程図である。中でその製
造方法に従って述べた。この製造方法をさらに改善した
例を示している。図18(a) に示す炭素を主成分とする
基板72上に、例えばCVD法等によって図18(b) に
示すように第1のシリコン層73を形成する。次に第1
のシリコン層73上にCVD法等で絶縁層74を形成す
る時、まず、第1のシリコン層73の表面を非晶質シリ
コン層80で覆ってから、絶縁層74を設ける。非晶質
シリコン層80は、例えばプラズマCVDによって形成
する。この後、図18(c)中の矢印81で示すように、
絶縁層74の開口部を設けるべき箇所に、例えばアルゴ
ンレーザ等のレーザビームを照射する。絶縁層74は一
般に透明で、レーザビームをほとんど吸収しないので、
単独ではレーザビームによるパターニングは難しいが、
この場合は照射されたレーザビームは非晶質シリコン層
80で吸収され、この部分を加熱する。加熱された非晶
質シリコン層80は、その部分が絶縁層74を押し破っ
て破裂し、これによって絶縁層74に開口部82が形成
される(図18(d))。この上に第2のシリコン層75,
エミッタ層76,金属電極77を順次形成すると図15
に示した構造の太陽電池が得られる。
FIG. 18 is a sectional process drawing showing another manufacturing method for manufacturing the solar cell of FIG. The description was made according to the manufacturing method. The example which further improved this manufacturing method is shown. A first silicon layer 73 is formed on the substrate 72 containing carbon as the main component shown in FIG. 18A by, for example, the CVD method as shown in FIG. 18B. Then the first
When the insulating layer 74 is formed on the silicon layer 73 by the CVD method or the like, first, the surface of the first silicon layer 73 is covered with the amorphous silicon layer 80, and then the insulating layer 74 is provided. The amorphous silicon layer 80 is formed by plasma CVD, for example. After this, as indicated by the arrow 81 in FIG.
A laser beam such as an argon laser is applied to a portion of the insulating layer 74 where the opening is to be provided. The insulating layer 74 is generally transparent and absorbs little laser beam, so
Patterning with a laser beam is difficult by itself, but
In this case, the irradiated laser beam is absorbed by the amorphous silicon layer 80 and heats this portion. A portion of the heated amorphous silicon layer 80 crushes and ruptures the insulating layer 74, whereby an opening 82 is formed in the insulating layer 74 (FIG. 18D). On top of this, a second silicon layer 75,
When the emitter layer 76 and the metal electrode 77 are sequentially formed, FIG.
A solar cell having the structure shown in is obtained.

【0115】この方法によれば、全くウェットのプロセ
スを用いることなく、絶縁層74のパターニングが実現
できる。従って、基板の吸湿による性能劣化を防止で
き、優れた性能の太陽電池を作製することができる。な
お、非晶質シリコン層80は、第2のシリコン層75の
形成工程やエミッタ層76の形成工程等における高温プ
ロセスによって結晶化し、第1のシリコン層73と一体
化するので、非晶質シリコン層80の導入による太陽電
池の性能への悪影響は全くない。
According to this method, the patterning of the insulating layer 74 can be realized without using any wet process. Therefore, performance deterioration due to moisture absorption of the substrate can be prevented, and a solar cell with excellent performance can be manufactured. Note that the amorphous silicon layer 80 is crystallized by a high temperature process such as a step of forming the second silicon layer 75 and a step of forming the emitter layer 76 and integrated with the first silicon layer 73. The introduction of layer 80 has no adverse effect on the performance of the solar cell.

【0116】図19は本発明の第10の実施例による薄
膜太陽電池の構造を示す断面図である。図において、8
3は凹凸構造を有するグラファイトシート基板である。
多結晶シリコン薄膜84は基板83上に配置され、反射
防止膜85は多結晶シリコン薄膜84上に配置される。
反射防止膜85上の所定位置にはグリッド電極86が配
置される。
FIG. 19 is a sectional view showing the structure of a thin film solar cell according to the tenth embodiment of the present invention. In the figure, 8
3 is a graphite sheet substrate having an uneven structure.
The polycrystalline silicon thin film 84 is arranged on the substrate 83, and the antireflection film 85 is arranged on the polycrystalline silicon thin film 84.
A grid electrode 86 is arranged at a predetermined position on the antireflection film 85.

【0117】図20は図19に示す凹凸構造を有するグ
ラファイトシート基板83を作製する方法を示す図であ
り、図において、88は鱗状黒鉛を酸処理して純化・発
泡させた黒鉛材料、87はこの黒鉛材料88をプレス成
形してグラファイトシート基板89を作製するグラファ
イトシート形成用ローラである。図に示すように、グラ
ファイトシートの原料となる黒鉛原料88をローラ87
でプレス成形すると、ローラ87の表面が凹凸形状であ
るためにでき上がったグラファイトシート89も凹凸構
造になる。なお、図20の基板作製方法では原料から直
接凹凸構造を持ったグラファイトシート89を作製する
ようにしているが、これは図21に示すように既に平坦
に作製されたグラファイトシート90をローラに通すこ
とによって、凹凸構造を有するグラファイトシート89
として形成するようにしてもよい。また、図20,図2
1に示す例では上下両方のローラ87が凹凸構造を持っ
ているが、多結晶Si薄膜が形成される面だけに凹凸構
造が形成されるようにローラの形状を変更してもよい。
また図22に示すように、グラファイトシート90に、
Si(100)ウェハ上に異方性エッチングにより凹凸
構造を形成したものを押し付けることで、簡単にSi
(100)の凹凸構造と同じ形状を有するグラファイト
シート基板を作製することができる。
FIG. 20 is a diagram showing a method for producing the graphite sheet substrate 83 having the concavo-convex structure shown in FIG. 19. In the diagram, 88 is a graphite material obtained by acid treatment of scaly graphite to be purified / foamed, and 87 is A graphite sheet forming roller for press-molding this graphite material 88 to produce a graphite sheet substrate 89. As shown in FIG.
When press-molding is performed, the graphite sheet 89 thus formed also has an uneven structure because the surface of the roller 87 has an uneven shape. Note that in the substrate manufacturing method of FIG. 20, the graphite sheet 89 having the concavo-convex structure is directly manufactured from the raw material, but as shown in FIG. 21, the graphite sheet 90 already flat is passed through the roller. As a result, the graphite sheet 89 having an uneven structure
You may form as. In addition, FIG.
In the example shown in FIG. 1, both the upper and lower rollers 87 have an uneven structure, but the shape of the rollers may be changed so that the uneven structure is formed only on the surface on which the polycrystalline Si thin film is formed.
Further, as shown in FIG. 22, the graphite sheet 90 is
By pressing a Si (100) wafer with an uneven structure formed by anisotropic etching, Si can be easily
A graphite sheet substrate having the same shape as the (100) concavo-convex structure can be produced.

【0118】図19に示す薄膜太陽電池を製造する工程
について説明する。上述のようにして作製された凹凸構
造を持ったグラファイトシート基板83をCVD装置に
セットし、反応室内にシリコン薄膜の原料ガスであるシ
ラン(SiH4 )や三塩化シラン(SiHC13 )等を
流し、これらのガスを1000℃程度の高温で分解し、
基板83上に、活性層となる多結晶Si薄膜84を数1
0ミクロン成膜する。ここで結晶成長の際にp型不純物
としてボロン(B)等をドーピングする。成膜されただ
けのSi薄膜は結晶粒径が小さいために、場合によって
はレーザ照射やランプ加熱等により多結晶Siを溶融再
結晶化させ、結晶粒径を大きくすることもある。成膜
後、この活性層に不純物拡散やイオン注入を行いpn接
合を形成する。ここで、拡散でpn接合を形成する場合
の不純物としては例えばリン(P)が用いられる。即
ち、反応管中に塩化ホスホリル(POCl3 )を流し、
700〜800℃で気相拡散を行えばよい。イオン注入
でpn接合を形成する場合のイオン源としては例えば砒
素(As)が用いられる。また、このpn接合は、CV
Dでドーピングガスを混合して活性層を成膜中に、ドー
パントの種類を途中で切り替えることによっても形成可
能である。また、プラズマCVD装置により活性層84
上に該活性層と反対導電型の微結晶膜を成膜することに
よってもpn接合を形成することができる。
A process of manufacturing the thin film solar cell shown in FIG. 19 will be described. The graphite sheet substrate 83 having the concavo-convex structure manufactured as described above is set in the CVD apparatus, and silane (SiH 4 ) or silane trichloride (SiHC 1 3 ) which is a raw material gas of the silicon thin film is flown into the reaction chamber. , Decomposes these gases at a high temperature of about 1000 ° C,
A polycrystalline Si thin film 84 to be an active layer is formed on the substrate 83 by the number 1
A film of 0 micron is formed. Here, during crystal growth, boron (B) or the like is doped as a p-type impurity. Since the Si thin film just formed has a small crystal grain size, in some cases, polycrystalline Si may be melted and recrystallized by laser irradiation or lamp heating to increase the crystal grain size. After the film formation, impurity diffusion and ion implantation are performed on this active layer to form a pn junction. Here, for example, phosphorus (P) is used as an impurity when the pn junction is formed by diffusion. That is, flowing phosphoryl chloride (POCl 3 ) into the reaction tube,
Gas phase diffusion may be performed at 700 to 800 ° C. Arsenic (As), for example, is used as an ion source when forming a pn junction by ion implantation. Also, this pn junction is CV
It can also be formed by mixing the doping gas in D and forming the active layer during film formation, and switching the type of dopant midway. In addition, the active layer 84 is formed by the plasma CVD device.
The pn junction can also be formed by forming a microcrystalline film having a conductivity type opposite to that of the active layer thereon.

【0119】pn接合形成後、反射防止膜85をスパッ
タ法などで成膜する。この反射防止膜としては、半導体
層84がアモルファス半導体層である場合や微結晶膜を
成膜してpn接合を形成した場合のように膜の横方向の
導電性が低い場合には、電極を兼ねたITO(In2
3 :SnO2 ),SnO2 ,又はZnOなどの透明導電
膜が用いられ、Si膜の横方向の導電性が高く透明電極
が必要でない場合は、窒化珪素膜(Si3 4 )などの
絶縁膜が用いられる。Si3 4 膜を用いた場合の反射
防止膜の膜厚は、入射光の中心波長が6000オングス
トロームである場合700〜800オングストロームと
すればよい。次に反射防止膜3上に上部電極(グリッド
電極)86を形成する。上部電極は主に銀電極が用いら
れており、スクリーンプリントや蒸着法によって形成さ
れる。なお、上部電極86は反射防止膜85を形成する
前に半導体層84上に直接形成し、この後、上部電極8
6を覆って反射防止膜85を形成するようにしてもよ
い。この場合、複数の太陽電池セルを接続する際の電気
的接続はバス電極上の反射防止膜85を除去した後に行
なう必要がある。
After forming the pn junction, an antireflection film 85 is formed by a sputtering method or the like. As the antireflection film, an electrode is used when the semiconductor layer 84 is an amorphous semiconductor layer or when the lateral conductivity of the film is low, such as when a microcrystalline film is formed to form a pn junction. Combined ITO (In 2 O
3 : SnO 2 ), SnO 2 , ZnO, or other transparent conductive film is used. If the lateral conductivity of the Si film is high and a transparent electrode is not required, a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) or other insulating film is used. Membranes are used. When the Si 3 N 4 film is used, the thickness of the antireflection film may be 700 to 800 angstroms when the center wavelength of incident light is 6000 angstroms. Next, an upper electrode (grid electrode) 86 is formed on the antireflection film 3. A silver electrode is mainly used for the upper electrode and is formed by screen printing or vapor deposition. The upper electrode 86 is formed directly on the semiconductor layer 84 before the antireflection film 85 is formed, and thereafter, the upper electrode 8 is formed.
The antireflection film 85 may be formed so as to cover 6. In this case, it is necessary to electrically connect the plurality of solar cells after removing the antireflection film 85 on the bus electrodes.

【0120】以上のようにして図19に示す薄膜太陽電
池が作製されるが、本実施例では、グラファイトシート
基板83の凹凸構造は図20,図21及び図22に示す
ように極めて容易に形成できるので、薄膜太陽電池の低
コスト化を図ることができる。また、図20,図21に
示すようにローラで作製する場合にはローラ形状を変え
ることにより所望の凹凸形状を形成することができる。
従来例で示した図56の単結晶Si基板を用いた太陽電
池の場合、薬品処理で異方性エッチングをするため、あ
る決まった角度の凹凸構造しか得られなかったが、本実
施例では、上述のように加工するローラの形状により自
由に凹凸構造を変えることができるため反射の少ない最
適な角度や形状を有する太陽電池を作製することができ
る。なお図20,図21の方法によれば、グラファイト
シートを連続して製造するロールツーロール方式で生産
が可能であるが、通常の枚葉式の製造も可能であること
は言うまでもない。
The thin-film solar cell shown in FIG. 19 is manufactured as described above, but in this embodiment, the concavo-convex structure of the graphite sheet substrate 83 is extremely easily formed as shown in FIGS. 20, 21 and 22. Therefore, the cost of the thin film solar cell can be reduced. Further, as shown in FIGS. 20 and 21, in the case of manufacturing with a roller, a desired uneven shape can be formed by changing the roller shape.
In the case of the solar cell using the single crystal Si substrate of FIG. 56 shown in the conventional example, anisotropic etching was performed by chemical treatment, so that only a concavo-convex structure with a certain angle was obtained, but in the present example, Since the concavo-convex structure can be freely changed depending on the shape of the roller processed as described above, a solar cell having an optimum angle and shape with less reflection can be manufactured. According to the method of FIGS. 20 and 21, the graphite sheet can be continuously manufactured by the roll-to-roll method, but it goes without saying that a normal single-wafer manufacturing is also possible.

【0121】また、上記実施例では活性層として多結晶
Si膜を用いた場合を示したが、アモルファスシリコン
やアモルファスシリコンゲルマニュームなどのアモルフ
ァス太陽電池に用いられている活性層や、CuInSe
2 など、太陽電池の活性層となるものであればよい。柔
軟性を持ったフィルム状アモルファス太陽電池の基板に
は、いままで耐熱性プラスチックフィルムが用いられて
いたが、プラスチックに比べ耐熱性に優れているため幅
広い成膜条件でアモルファス膜を成膜可能となる。
Further, although the case where the polycrystalline Si film is used as the active layer is shown in the above embodiment, the active layer used for the amorphous solar cell such as amorphous silicon or amorphous silicon germanium, or CuInSe.
Any material such as 2 can be used as the active layer of the solar cell. Up until now, heat-resistant plastic films have been used as the substrate for flexible film-shaped amorphous solar cells, but because they are superior in heat resistance to plastics, amorphous films can be formed under a wide range of film formation conditions. Become.

【0122】以下、この発明の第11の実施例を図につ
いて説明する。図23は本発明の第11の実施例による
半導体装置の製造方法を示す模式図であり、図におい
て、92は帯状の第1の基板である。93は第1の基板
92上に半導体膜を成膜する工程、94は基板92上に
形成された半導体膜にpn接合を形成する工程、95は
pn接合が形成された半導体膜に第2の基板を接着する
工程、96は第2の基板が接着された半導体膜を第1の
基板92から分離する工程である。ここで第1の基板と
しては、可撓性を持ち、かつ半導体成膜等の高温プロセ
スに耐えるもの、例えばカーボンクロス,カーボンシー
ト等が用いられる。
The eleventh embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 23 is a schematic view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an eleventh embodiment of the present invention, in which 92 is a strip-shaped first substrate. 93 is a step of forming a semiconductor film on the first substrate 92, 94 is a step of forming a pn junction on the semiconductor film formed on the substrate 92, and 95 is a second step on the semiconductor film on which the pn junction is formed. A step of adhering the substrate, 96 is a step of separating the semiconductor film to which the second substrate is adhered from the first substrate 92. Here, as the first substrate, a substrate having flexibility and withstanding a high temperature process such as semiconductor film formation, such as carbon cloth or carbon sheet, is used.

【0123】次に製造工程について説明する。図23に
おいて、第1の基板92は図中の矢印の方向に順に移動
し、工程93〜96が順に実施される。以下、各工程に
ついて具体的に説明する。図24は本実施例における半
導体膜の成膜を行う装置の一例を示す図であり、図にお
いて97は処理室、98は基板92を加熱するヒータ、
99は処理室97に半導体成膜のための原料ガスを導入
する原料ガス導入口、100は処理室97の排気口、1
01は処理室97の入口と出口に設けられた予備室、1
02は処理室97内のガスと処理室外の雰囲気が混ざり
合わないように予備室101内に流すガスを予備室10
1に導入するガス導入口、103は予備室101の排気
口である。
Next, the manufacturing process will be described. In FIG. 23, the first substrate 92 sequentially moves in the direction of the arrow in the figure, and steps 93 to 96 are sequentially performed. Hereinafter, each step will be specifically described. FIG. 24 is a diagram showing an example of an apparatus for forming a semiconductor film according to the present embodiment, in which 97 is a processing chamber, 98 is a heater for heating a substrate 92,
99 is a source gas inlet for introducing a source gas for semiconductor film formation into the processing chamber 97, 100 is an exhaust port of the processing chamber 97, 1
01 is a preparatory chamber provided at the entrance and the exit of the processing chamber 97, 1
Reference numeral 02 denotes a gas which flows into the auxiliary chamber 101 so that the gas inside the processing chamber 97 does not mix with the atmosphere outside the processing chamber.
Reference numeral 1 denotes a gas introduction port, and 103 denotes an exhaust port of the auxiliary chamber 101.

【0124】図24において、予備室101をとおり、
処理室97内に送られた第1の基板92を、ヒータ98
により加熱する。原料ガス導入口99より処理室内に導
入した半導体成膜の原料となるガス(シラン等)を分解
し、第1の基板92上に堆積することにより半導体膜を
形成する。図中矢印は導入されるガスの流れを示してい
る。原料ガス導入口99は処理室97の端の部分に設け
られているが、基板92を徐々に移動させながら成膜を
行うことにより基板92上に均一の膜厚の半導体膜を形
成することが可能である。
In FIG. 24, passing through the spare chamber 101,
The first substrate 92 sent into the processing chamber 97 is connected to the heater 98.
To heat. A semiconductor film is formed by decomposing a gas (silane or the like), which is a raw material for forming a semiconductor film, introduced into the processing chamber through the raw material gas introduction port 99 and depositing it on the first substrate 92. The arrows in the figure indicate the flow of the introduced gas. The source gas introduction port 99 is provided at the end of the processing chamber 97, but a semiconductor film having a uniform thickness can be formed on the substrate 92 by performing film formation while gradually moving the substrate 92. It is possible.

【0125】図25は本実施例における半導体膜の成膜
を行う装置の他の例を示す図であり、図において、図2
4と同一符号は同一又は相当部分であり、104は第1
の基板92を加熱するための電極である。カーボンクロ
ス,カーボンシートは導電性があり、電流を流すことに
より基板自身が発熱する。図25に示す装置では、電極
104を基板92に接触させ、基板92に電流を流して
直接加熱を行っている。その他の構成は上記図24の装
置と同じである。
FIG. 25 is a view showing another example of the apparatus for forming a semiconductor film in this embodiment, and in FIG.
4 is the same or corresponding part, and 104 is the first
It is an electrode for heating the substrate 92. The carbon cloth and the carbon sheet are conductive, and the substrate itself generates heat when an electric current is applied. In the apparatus shown in FIG. 25, the electrode 104 is brought into contact with the substrate 92, and a current is passed through the substrate 92 to directly heat the substrate. The other structure is the same as that of the apparatus shown in FIG.

【0126】上述のようにして第1の基板92上に半導
体膜が形成されるが、このようにして形成された半導体
膜は多結晶構造であるため、デバイスの性能を向上する
ため、溶融再結晶化の技術を用いて半導体膜の結晶の大
粒径化,単結晶化を行うことが望ましい。図26は図2
4または図25の装置等により第1の基板92上に形成
された半導体膜の溶融再結晶化を行う装置の一例を示す
図であり、図において、図24と同一符号は同一又は相
当部分であり、105はカーボン等からなるストリップ
ヒータである。図26において、処理室97に送られた
基板92をヒータ98で加熱し、さらにストリップヒー
タ105により基板92上の半導体膜を加熱して部分的
に溶融する。図に示す例ではストリップヒータ105は
固定されており、基板92の移動に従って溶融部が移動
し、これにより帯域溶融再結晶化が行われる。なお、基
板92を処理室内に移動した後、基板の移動を停止し、
基板が停止した状態でストリップヒータ105を移動す
る構成としてもよい。
The semiconductor film is formed on the first substrate 92 as described above. Since the semiconductor film formed in this way has a polycrystalline structure, it is necessary to melt the melted film in order to improve the performance of the device. It is desirable to use a crystallization technique to increase the crystal grain size of the semiconductor film and single crystallize it. 26 is shown in FIG.
FIG. 26 is a diagram showing an example of an apparatus for melting and recrystallizing a semiconductor film formed on the first substrate 92 by the apparatus of FIG. 4 or FIG. 25, etc., in which the same symbols as in FIG. There is a strip heater 105 made of carbon or the like. In FIG. 26, the substrate 92 sent to the processing chamber 97 is heated by the heater 98, and the semiconductor film on the substrate 92 is further heated by the strip heater 105 to partially melt. In the example shown in the figure, the strip heater 105 is fixed, and the molten portion moves as the substrate 92 moves, whereby zone melting recrystallization is performed. After moving the substrate 92 into the processing chamber, the movement of the substrate is stopped,
The strip heater 105 may be moved while the substrate is stopped.

【0127】ところで、第1の基板としてカーボンシー
トのように表面が滑らかなものを用いる場合は、基板9
2表面に直接半導体膜を形成することが容易であるが、
カーボンクロスのようにその表面が滑らかでない場合
は、基板92表面に直接半導体膜を形成することが困難
であるため、半導体の成膜前に基板92表面を滑らかな
状態にする必要がある。この方法としては、基板92表
面上に半導体の成膜前にまずシリコン酸化膜等の分離膜
を形成して、基板92表面の孔を埋めるようにすればよ
い。図27は半導体膜の形成前に第1の基板92上に分
離膜を形成するための装置の一例を示す図であり、図に
おいて、図24と同一符号は同一又は相当部分である。
図27において、処理室97に送られた第1の基板92
をヒータ98により加熱する。原料ガス導入口99より
例えばシランと酸素を流し、第1の基板92上にシリコ
ン酸化膜を形成する。
By the way, when a smooth surface such as a carbon sheet is used as the first substrate, the substrate 9
2 It is easy to form a semiconductor film directly on the surface,
When the surface is not smooth like carbon cloth, it is difficult to directly form a semiconductor film on the surface of the substrate 92, and therefore the surface of the substrate 92 needs to be smooth before the semiconductor film is formed. As this method, a separation film such as a silicon oxide film may be first formed on the surface of the substrate 92 before forming a semiconductor so as to fill the holes on the surface of the substrate 92. FIG. 27 is a diagram showing an example of an apparatus for forming a separation film on the first substrate 92 before forming a semiconductor film. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 24 denote the same or corresponding parts.
In FIG. 27, the first substrate 92 sent to the processing chamber 97.
Is heated by the heater 98. For example, silane and oxygen are flown from the source gas introduction port 99 to form a silicon oxide film on the first substrate 92.

【0128】また、上述した、半導体膜の溶融再結晶化
を行う場合、良質な再結晶膜を得るために、半導体膜を
シリコン酸化膜等のキャップ膜で覆った状態で溶融再結
晶化を行うが、このような場合は、図27に示す装置を
図24,図25の半導体成膜装置と図26の溶融再結晶
化を行う装置との間に設けて半導体膜上にシリコン酸化
膜等のキャップ膜を形成するようにすればよい。さら
に、溶融再結晶化終了後のキャップ膜除去は、図28に
示す装置により行う。図28において、106はエッチ
ング液ノズルである。図26に示す装置等により溶融再
結晶化を行ったものを、図28の装置の処理室97内に
送り、ノズル106より弗酸等を噴出させて半導体膜上
のキャップ膜を溶かし、除去する。
Further, in the case of performing the melt recrystallization of the semiconductor film described above, in order to obtain a good quality recrystallized film, the melt recrystallization is performed with the semiconductor film covered with a cap film such as a silicon oxide film. However, in such a case, the apparatus shown in FIG. 27 is provided between the semiconductor film forming apparatus shown in FIGS. 24 and 25 and the apparatus for performing melt recrystallization shown in FIG. 26 so that a silicon oxide film or the like is formed on the semiconductor film. A cap film may be formed. Further, the removal of the cap film after the completion of the melt recrystallization is performed by the device shown in FIG. In FIG. 28, 106 is an etching solution nozzle. What is melted and recrystallized by the apparatus shown in FIG. 26 is sent into the processing chamber 97 of the apparatus shown in FIG. 28, and hydrofluoric acid or the like is jetted from the nozzle 106 to dissolve and remove the cap film on the semiconductor film. ..

【0129】次に、上述のようにして形成された半導体
膜にpn接合を形成する工程について説明する。図29
は第1の基板92上に形成された半導体膜にpn接合を
形成する装置の一例を示す図であり、図において、図2
4と同一符号は同一又は相当部分である。処理室97は
外部よりヒータ98により加熱され、チューブ状の炉を
構成している。ガス導入口99からは拡散源となるガス
が導入される。表面上に半導体膜が形成された第1の基
板92を処理室97に送り、ガス導入口99より拡散源
となるガスを流し、ヒータ98により加熱することによ
り、半導体膜に不純物を熱拡散させてpn接合を形成す
る。ここでも、不純物ガスを導入する導入口99は処理
室97の端の部分に設けられているが、基板92を徐々
に移動させながら拡散を行うことにより拡散条件を移動
方向の各位置において均一なものとすることができ、均
一な深さ,不純物濃度の拡散領域を形成することが可能
である。
Next, the step of forming a pn junction in the semiconductor film formed as described above will be described. FIG. 29
2 is a diagram showing an example of an apparatus for forming a pn junction in a semiconductor film formed on a first substrate 92, and in FIG.
The same symbols as 4 are the same or corresponding parts. The processing chamber 97 is heated by a heater 98 from the outside and constitutes a tubular furnace. Gas serving as a diffusion source is introduced from the gas introduction port 99. The first substrate 92 having a semiconductor film formed on its surface is sent to the processing chamber 97, a gas serving as a diffusion source is caused to flow through the gas introduction port 99, and is heated by a heater 98, so that impurities are thermally diffused in the semiconductor film. To form a pn junction. Here again, the introduction port 99 for introducing the impurity gas is provided at the end portion of the processing chamber 97, but the diffusion condition is made uniform at each position in the movement direction by performing diffusion while gradually moving the substrate 92. It is possible to form a diffusion region having a uniform depth and impurity concentration.

【0130】図30は第1の基板92上に形成された半
導体膜にpn接合を形成する装置の他の例を示す図であ
り、図において、図24と同一符号は同一又は相当部分
であり、107は高周波発生装置、108は接地であ
る。この装置は、原料ガス導入口の部分に設けられた電
極に高周波を印加してプラズマを発生させ、導入したガ
スを分解して、第1の基板92上に形成された半導体膜
上にアモルファスまたは微結晶膜を堆積してpn接合を
形成するものである。
FIG. 30 is a diagram showing another example of an apparatus for forming a pn junction in a semiconductor film formed on the first substrate 92. In the figure, the same symbols as in FIG. 24 are the same or corresponding parts. , 107 is a high frequency generator, and 108 is a ground. In this device, a high frequency is applied to an electrode provided at the source gas introduction port to generate plasma, the introduced gas is decomposed, and an amorphous or amorphous film is formed on the semiconductor film formed on the first substrate 92. A pn junction is formed by depositing a microcrystalline film.

【0131】このようにして半導体膜にpn接合を形成
した後、半導体膜上に第2の基板を接着する。第2の基
板を接着する装置としては、一般的なロボットハンド等
を用いることができる。第2の基板および接着剤として
は、後の分離工程96で用いるエッチング液に対する耐
性を有するものを用いる。
After the pn junction is formed in the semiconductor film in this way, a second substrate is bonded onto the semiconductor film. As a device for bonding the second substrate, a general robot hand or the like can be used. As the second substrate and the adhesive, those having resistance to the etching solution used in the subsequent separation step 96 are used.

【0132】次に、第2の基板が接着された半導体膜を
第1の基板からの分離工程について説明する。図31は
半導体膜を第1の基板92から分離する装置の一例を示
す図であり、処理室97の下部に、送られてきた第1の
基板92の裏面に向けてエッチング液を噴射するエッチ
ング液ノズル110が設けられている。図31におい
て、処理室97内に第1の基板92を送り、第2の基板
109が接着された半導体膜が形成された部分に第1の
基板92の裏面側からエッチング液を吹きつけ、エッチ
ング液を第1の基板92に浸透させる。そして、処理室
97より送出し、エッチング液により剥離しやすくなっ
た半導体膜を第2の基板109とともに第1の基板92
から分離する。図31の装置は、第1の基板92がカー
ボンクロスのようにエッチング液が裏面より浸透しやす
いものである場合に適合するものである。
Next, the step of separating the semiconductor film to which the second substrate is bonded from the first substrate will be described. FIG. 31 is a diagram showing an example of an apparatus for separating the semiconductor film from the first substrate 92, and etching for injecting an etching solution toward the back surface of the first substrate 92 sent to the lower portion of the processing chamber 97. A liquid nozzle 110 is provided. In FIG. 31, the first substrate 92 is sent into the processing chamber 97, and an etching solution is sprayed from the back surface side of the first substrate 92 to the portion where the semiconductor film to which the second substrate 109 is bonded is formed, so that etching is performed. The liquid permeates the first substrate 92. Then, the semiconductor film, which is sent out from the processing chamber 97 and easily peeled off by the etching solution, together with the second substrate 109, is supplied to the first substrate 92.
Separate from. The apparatus shown in FIG. 31 is suitable for the case where the first substrate 92 is a material such as carbon cloth, through which the etching liquid easily penetrates from the back surface.

【0133】図32は半導体膜を第1の基板92から分
離する装置の他の例を示す図であり、この装置は、第1
の基板92としてカーボンシートのようにエッチング液
が裏面より浸透しにくいものを用いる場合に適合するも
のである。図において、処理室97内には第1の基板9
2を半導体膜から分離して異なる方向へ送るためのロー
ラ113が設けられる。111は第2の基板109とと
もに第1の基板92から分離された半導体膜を搬送する
ためのローラである。図32において、処理室97内に
第1の基板92を送り、ローラ113で第1の基板92
を湾曲させながら第1の基板92と半導体膜との間にノ
ズル112よりエッチング液を噴射し、半導体膜と第1
の基板92の分離を行う。第2の基板109とともに第
1の基板92から分離された半導体膜はローラ111に
より処理室97より搬出される。
FIG. 32 is a diagram showing another example of the device for separating the semiconductor film from the first substrate 92.
This is suitable for the case where a substrate such as a carbon sheet, which is less likely to allow the etching solution to penetrate from the back surface, is used as the substrate 92. In the figure, the first substrate 9 is placed in the processing chamber 97.
A roller 113 for separating 2 from the semiconductor film and sending it in different directions is provided. Reference numeral 111 is a roller for carrying the semiconductor film separated from the first substrate 92 together with the second substrate 109. In FIG. 32, the first substrate 92 is sent into the processing chamber 97, and the first substrate 92 is moved by the roller 113.
While curving the substrate, an etching solution is sprayed from the nozzle 112 between the first substrate 92 and the semiconductor film, so that the semiconductor film and the first film are separated from each other.
The substrate 92 is separated. The semiconductor film separated from the first substrate 92 together with the second substrate 109 is carried out of the processing chamber 97 by the roller 111.

【0134】このように第1の基板92から分離された
後、半導体膜表面に保護膜及び電極を形成する。なお、
半導体膜の第2の基板との接着面側に電極等の形成を必
要とする場合には、pn接合形成工程94と第2の基板
の接着工程95との間に行う。なお、第1の基板92の
移動の方法としては、図33(a) に示すような一般的な
ロールツーロール方式を用いることができる他、本実施
例では第1の基板を繰り返し使用することが可能である
ので、図33(b) に示すようなベルトコンベア方式を用
いることも可能である。
After being separated from the first substrate 92 in this manner, a protective film and an electrode are formed on the surface of the semiconductor film. In addition,
When it is necessary to form an electrode or the like on the side of the semiconductor film that is to be bonded to the second substrate, the process is performed between the pn junction forming step 94 and the second substrate bonding step 95. As a method of moving the first substrate 92, a general roll-to-roll method as shown in FIG. 33A can be used, and in the present embodiment, the first substrate is repeatedly used. Therefore, it is also possible to use a belt conveyor system as shown in FIG. 33 (b).

【0135】以上のように、本実施例では帯状の第1の
基板をその長手方向に移動させながら、該第1の基板上
に半導体膜を形成する工程,半導体膜にpn接合を形成
する工程,半導体膜に第2の基板を接着する工程,及び
半導体膜を第1の基板より分離する工程を順次実施する
ようにしたから、薄膜型の太陽電池セル等を連続的に量
産することができる。また、第1の基板としてカーボン
からなるものを用いることにより、高温処理が可能とな
り、高品質のデバイスを作製することができる。
As described above, in this embodiment, the step of forming the semiconductor film on the first substrate while moving the strip-shaped first substrate in the longitudinal direction, and the step of forming the pn junction on the semiconductor film. Since the step of adhering the second substrate to the semiconductor film and the step of separating the semiconductor film from the first substrate are sequentially performed, thin-film solar battery cells and the like can be continuously mass-produced. .. Further, by using a carbon substrate as the first substrate, high-temperature processing becomes possible, and a high quality device can be manufactured.

【0136】なお、上記実施例では、半導体の成膜工程
を熱CVDにより行うものについて述べたが、プラズマ
CVDにより行うようにしてもよい。この場合、成膜装
置としては図30の装置と同様の構造を有するものを使
用すればよい。また、上記実施例では、薄膜型太陽電池
セルを製造するものについて述べたが、薄膜形成された
半導体層にpn接合を有し、この半導体層を半導体層成
長を行う基板とは異なる基板に接着して用いる構造の半
導体装置一般の製造に適用できることは言うまでもな
い。
Although the semiconductor film forming process is performed by thermal CVD in the above embodiment, it may be performed by plasma CVD. In this case, as the film forming apparatus, one having the same structure as the apparatus shown in FIG. 30 may be used. In addition, in the above-mentioned embodiment, the production of the thin film solar cell is described. However, the thin film formed semiconductor layer has a pn junction, and this semiconductor layer is bonded to a substrate different from the substrate on which the semiconductor layer is grown. It goes without saying that the present invention can be applied to the manufacture of general semiconductor devices having a structure to be used later.

【0137】図34はこの発明の第12の実施例による
薄膜太陽電池を示す図であり、本実施例の薄膜太陽電池
は複数の太陽電池セルを相互に接続して構成される。図
34(a) はその斜視図、図34(b) は断面図である。図
において、114は、例えば厚みが0.1〜0.5mm
のシート状のグラファイト、あるいはAl等の金属薄板
からなる導電性基板である。発電層115は基板114
上に配置され、例えばアモルファスSi系合金材料や多
結晶の薄膜Si、またはC2 Te,CuInSe2 等の
化合物層で構成される。116は発電層115上に適切
なパターン形状で形成された表面電極であり、例えばA
gを主成分とするものである。表面電極116は図34
(c) にその一部を示すように、グリッド部116aとバ
ス部116bからなる。
FIG. 34 is a diagram showing a thin film solar cell according to the twelfth embodiment of the present invention. The thin film solar cell of this embodiment is constructed by connecting a plurality of solar battery cells to each other. FIG. 34 (a) is a perspective view thereof, and FIG. 34 (b) is a sectional view thereof. In the figure, 114 has a thickness of 0.1 to 0.5 mm, for example.
Is a conductive substrate made of sheet-shaped graphite or a thin metal plate such as Al. The power generation layer 115 is the substrate 114
It is arranged on the upper side and is composed of, for example, an amorphous Si-based alloy material, a polycrystalline thin film Si, or a compound layer of C 2 Te, CuInSe 2, or the like. Reference numeral 116 denotes a surface electrode formed on the power generation layer 115 in an appropriate pattern shape, for example, A
The main component is g. The surface electrode 116 is shown in FIG.
As shown in part (c), it comprises a grid portion 116a and a bus portion 116b.

【0138】表面電極で収集された電流を外部に取り出
す際の抵抗ロスを極力小さくするために、例えば幅1m
m程度、厚み100μm程度の銅リボン線がリード線1
17として表面電極116の一部、即ちバス部116b
上に半田付けされる。この銅リボン線は錫または半田コ
ートが施されている場合が多い。本実施例では、発電層
115が導電成基板115の全面を覆うことなく、基板
の一部を露出させて形成されており、リード線の先端部
はこの基板の露出部において基板を貫通して固定され
る。接続部の強度を高めるために図示したように貫通突
出したリード線の先端部をさらに折り曲げると、より効
果的である。ここで、導電成基板115として結晶構造
が基板面に対して平行に配向しているグラファイトシー
トを用いたところリード線の基板への貫通が非常に容易
であり、また良好な電気的コンタクトが得られた。
In order to minimize the resistance loss when the current collected by the surface electrode is taken out to the outside, for example, the width is 1 m.
Lead wire 1 is a copper ribbon wire with a thickness of about m and a thickness of about 100 μm.
A part of the front surface electrode 116, that is, the bus portion 116b
Soldered on. This copper ribbon wire is often tin or solder coated. In this embodiment, the power generation layer 115 is formed by exposing a part of the substrate without covering the entire surface of the conductive substrate 115, and the tip of the lead wire penetrates the substrate at the exposed portion of the substrate. Fixed. It is more effective to further bend the tip end portion of the lead wire protruding through as shown in the figure in order to increase the strength of the connection portion. Here, when a graphite sheet having a crystal structure oriented parallel to the substrate surface is used as the conductive substrate 115, it is very easy to penetrate the lead wire into the substrate, and good electrical contact can be obtained. Was given.

【0139】また、従来の構造のセル間の相互接続法で
はセルの表面側のリード線を、隣接するセルの裏面側に
配する際に、リード線がそのセル自身の裏面もしくは導
電性基板に接触してはならず、そのために配列するセル
間の間隔を2〜3mm程度確保しておく必要があった。
ところが本実施例では、リード線117を隣接するセル
の裏面側に回り込ませる必要がなくL字加工されないの
で、リード線が自身のセルの裏面もしくは基板と接触す
ることがない。従って、原理上は限りなくセル間間隔を
狭めることが可能となり、モジュール内でのセルの充填
効率を上げて高い出力を得ることができる。実用的には
0.5mm程度のセル間間隔が適切である。
Further, in the conventional interconnection method between cells, when the lead wire on the front surface side of the cell is arranged on the back surface side of the adjacent cell, the lead wire is attached to the back surface of the cell itself or the conductive substrate. The cells must not come into contact with each other, and for that reason, it is necessary to secure a space between cells to be arrayed by about 2 to 3 mm.
However, in this embodiment, the lead wire 117 does not have to be wrapped around the back surface of the adjacent cell and is not L-shaped, so the lead wire does not come into contact with the back surface of the cell or the substrate. Therefore, in principle, it becomes possible to limit the cell-to-cell spacing infinitely, and it is possible to increase the filling efficiency of the cells in the module and obtain a high output. Practically, an interval between cells of about 0.5 mm is suitable.

【0140】図34に示す構造では、導電性基板114
が露出している領域を広くとってあるが、相互接続のた
めの貫通部を残して他の領域全面に発電層115を形成
することが可能であることは自明である。なお、上記実
施例では、太陽電池セルを平面上で配列したものを示し
たが、導電性基板114としてシート状のグラファイト
等の可撓性を有する材料を用いた場合には、図35に示
すように、隣接するセルの基板の一部をセルのエッジ部
に重ね合わせ、この部分でリード線の先端部を上部の基
板に貫通させて接続を行ってもよい。この時、図に示す
ように重ね合わされる基板114の貫通部以外の部分に
切り欠き部118を設けることにより、その下の領域の
発電層115においても発電が可能となり、発電効率を
向上することができる。
In the structure shown in FIG. 34, the conductive substrate 114 is used.
Although the exposed area is wide, it is obvious that the power generation layer 115 can be formed on the entire surface of the other area while leaving the through portion for interconnection. In addition, although the solar cells are arranged on a plane in the above-mentioned embodiment, when a flexible material such as sheet-shaped graphite is used as the conductive substrate 114, it is shown in FIG. As described above, a part of the substrates of the adjacent cells may be overlapped with the edge part of the cell, and the tip part of the lead wire may be penetrated into the upper substrate at this part for connection. At this time, as shown in the figure, by providing the cutout portion 118 in a portion other than the through portion of the substrate 114 to be overlapped, it is possible to generate power also in the power generation layer 115 in the region below the cutout portion 118 and improve power generation efficiency. You can

【0141】また図35に示す場合にも基板の重ね合わ
された領域でも接続部を除く領域に発電層を形成したも
のを用いることにより、発電に寄与する有効領域を増大
させることができる。また、本実施例の変形例として図
36に示すような接続法も可能である。即ち、セル上部
のリード線の先端を二度のL字加工により隣接するセル
の裏面側に回り込ませて配し、リード線を基板の裏面側
から表面側に向けて貫通させて相互接続が行なうように
してもよい。ただし、この場合はリード線が自身のセル
の裏面もしくは基板と接触する可能性があるため、セル
間間隔をある程度広くする必要がある。
Also in the case shown in FIG. 35, the effective area contributing to the power generation can be increased by using the power generation layer formed in the area where the substrates are overlapped with each other except the connection portion. Further, a connection method as shown in FIG. 36 is also possible as a modification of this embodiment. That is, the tip of the lead wire on the upper part of the cell is placed around the back surface of the adjacent cell by double L-shape processing, and the lead wire is penetrated from the back surface side to the front surface side of the substrate for interconnection. You may do it. However, in this case, the lead wire may come into contact with the back surface of its own cell or the substrate, so that the inter-cell spacing needs to be widened to some extent.

【0142】図34〜図36では複数の太陽電池セルを
直列に接続したた構造、即ちセルの上部電極に半田付け
されたリード線の先端を隣接するセルの基板に接続する
方法を示したが、セルの並列接続法としても適用が可能
である。即ち図37に示すように、互いに隣り合うセル
の導電性基板同士を基板接続用リード線119を用いて
接続すればよい。
34 to 36 show a structure in which a plurality of solar cells are connected in series, that is, a method of connecting the tip of a lead wire soldered to the upper electrode of the cell to the substrate of the adjacent cell. It can also be applied as a parallel connection method of cells. That is, as shown in FIG. 37, the conductive substrates of the cells adjacent to each other may be connected to each other using the substrate connecting lead wire 119.

【0143】また、図38には本実施例の薄膜太陽電池
モジュールにおいて、最終端の電極を外部に取り出すた
めの構造を示す図である。図において、120は2列に
並んだセルの基板側から並列に電極を取り出すためのリ
ード線である。図39は複数のセルを充填樹脂122で
表面ガラス123は裏面材124間に封止した状態を示
す図であり、図38のD−D断面にあたるものである。
裏面材124はAl等の金属からなるため、この裏面材
124とリード線120との短絡防止のため、電極取り
出し部には絶縁ゴム等からなる電極取り出し部絶縁体1
21が設けられている。このようにリード線120によ
り複数列のセルを並列に接続することにより、大電力の
薄膜太陽電池を構成することができる。
Further, FIG. 38 is a diagram showing a structure for taking out the electrode at the final end to the outside in the thin film solar cell module of this embodiment. In the figure, 120 is a lead wire for taking out electrodes in parallel from the substrate side of the cells arranged in two rows. FIG. 39 is a diagram showing a state in which a plurality of cells are sealed with a filling resin 122 between the front surface glass 123 and the back surface material 124, and corresponds to a DD cross section of FIG. 38.
Since the back surface material 124 is made of a metal such as Al, in order to prevent a short circuit between the back surface material 124 and the lead wire 120, the electrode extraction portion insulator 1 made of insulating rubber or the like is provided in the electrode extraction portion.
21 is provided. By connecting a plurality of columns of cells in parallel with the lead wire 120 in this manner, a high power thin film solar cell can be constructed.

【0144】次に本発明によるセル間相互接続の実施方
法について説明する。図40は図34の薄膜太陽電池を
作製における、リード線117の先端を隣接するセルの
導電性基板に貫通せしめ、電気的接続を行うための具体
的方法を工程順に示す図であ1。図において、図34と
同一符号は同一又は相当部分である。まず、各セルの上
部電極116上に半田付けされたリード線117の先端
部がセル受け台125の端から所定の長さだけはみ出す
ようにセルを受け台125にセットする。次に、リード
線の折り曲げられるべき長さを残した位置を固定金具1
26にて固定した後、図40(a) に示すようにピストン
127を下降させて、リード線の先端部が図40(b) に
示すように折り曲げる。次に、このセルと接続すべきセ
ルとをセル配列台128にセットし、上述の工程で折り
曲げられたリード線の上部に図40(c) に示すように圧
着治具129を配置する。次に、圧着治具129を下降
させると、図40(d) に示すように、リード線材料より
も硬度の低い基板114をリード線先端部が貫通する。
この時、貫通部の直下のセル配列台128の表面に、図
40(e) にその拡大図を示すように、リード線ガイド溝
130を設けておくことにより、基板を貫通したリード
線の先端部は図40(f) に示すようにガイド溝130に
沿ってさらに折り曲げられる。このような一連の工程に
より、図34に示す薄膜太陽電池のセル間の相互接続が
行なわれる。
Next, a method of implementing inter-cell interconnection according to the present invention will be described. FIG. 40 is a diagram showing a specific method for making electrical connection by making the tip of the lead wire 117 penetrate into the conductive substrate of the adjacent cell in the process of manufacturing the thin film solar cell of FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 34 denote the same or corresponding parts. First, the cells are set on the pedestal 125 such that the tips of the lead wires 117 soldered on the upper electrodes 116 of the respective cells protrude from the ends of the cell pedestal 125 by a predetermined length. Next, fix the position where the length of the lead wire that should be bent is left,
After fixing at 26, the piston 127 is lowered as shown in FIG. 40 (a), and the tip end portion of the lead wire is bent as shown in FIG. 40 (b). Next, this cell and the cell to be connected are set on the cell array table 128, and the crimping jig 129 is arranged on the lead wire bent in the above-described step as shown in FIG. 40 (c). Next, when the crimping jig 129 is lowered, as shown in FIG. 40 (d), the lead wire tip portion penetrates the substrate 114 having a hardness lower than that of the lead wire material.
At this time, as shown in an enlarged view of FIG. 40 (e), a lead wire guide groove 130 is provided on the surface of the cell array base 128 immediately below the penetrating portion, so that the tip of the lead wire penetrating the substrate is The part is further bent along the guide groove 130 as shown in FIG. 40 (f). Through such a series of steps, interconnection between the cells of the thin film solar cell shown in FIG. 34 is performed.

【0145】以上のような方法でセル間の相互接続が可
能であるが、より接続部でのコンタクト抵抗を低減させ
るために、図41に示すようにリード線の貫通部に導電
ペースト131を盛っておくようにしてもよい。これに
より接続部でのコンタクト抵抗を低減できるのみなら
ず、接続強度も向上できる。
The cells can be connected to each other by the above method, but in order to further reduce the contact resistance at the connection portion, the conductive paste 131 is spread on the lead-through portion as shown in FIG. You may keep it. As a result, not only the contact resistance at the connection portion can be reduced, but also the connection strength can be improved.

【0146】さらに、これらの実施例ではリード線の先
端が接続すべき基板を完全に貫通した構造を示したが、
図42に示すようにリード線先端部が基板中に侵入した
型で接続することも可能である。この場合にはリード線
117の先端部を図42(a)に示すように戻り防止のた
めの鉤132を施した形にしておくと有効である。
Further, in these examples, the structure in which the tip of the lead wire completely penetrates the substrate to be connected is shown.
As shown in FIG. 42, it is also possible to connect by a type in which the tip of the lead wire penetrates into the substrate. In this case, it is effective to form the tip of the lead wire 117 with a hook 132 for preventing the return as shown in FIG. 42 (a).

【0147】このように本第12の実施例では、薄膜太
陽電池の基板としてグラファイトシート等の、相互接続
用のリード線より硬度の低い導電性材料を用い、太陽電
池セルの上部電極上に半田付けされた上記相互接続用の
リード線の先端部を隣接するセルの基板面に対して垂直
方向から圧着することにより、リード線が上記基板を貫
通もしくは基板の途中まで侵入した型で該リード線を基
板に固定するようにして、セル間の相互接続を行なうよ
うにしたから、簡便でかつ機械的強度の高い接続を実現
できる。
As described above, in the twelfth embodiment, a conductive material having a hardness lower than that of the lead wire for interconnection such as a graphite sheet is used as the substrate of the thin film solar cell, and solder is applied on the upper electrode of the solar cell. By crimping the tip end of the attached lead wire for interconnection from the direction perpendicular to the substrate surface of the adjacent cell, the lead wire penetrates the substrate or penetrates into the substrate halfway. Since the cells are fixed to the substrate and the cells are interconnected, a simple and high mechanical strength connection can be realized.

【0148】[0148]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、グラ
ファイトシート基板を高周波による直接加熱によって加
熱するようにしたから、基板を傷つけることなく、高い
加熱効率で基板を加熱することができる効果がある。
As described above, according to the present invention, since the graphite sheet substrate is heated by direct heating with high frequency, the substrate can be heated with high heating efficiency without damaging the substrate. There is.

【0149】また、この発明によれば、グラファイトシ
ート基板上に成膜された薄膜半導体を酸化シリコン膜又
は窒化シリコン膜からなるキャップ層で被覆した状態で
上記薄膜半導体を溶融再結晶化して活性層の結晶粒径を
拡大するようにしたから、薄膜層が島状になったりする
ことがなく、また、薄膜層の蒸発による反応室の汚染も
防止できる効果がある。
Further, according to the present invention, the thin film semiconductor formed on the graphite sheet substrate is covered with a cap layer made of a silicon oxide film or a silicon nitride film, and the thin film semiconductor is melted and recrystallized to form an active layer. Since the crystal grain size is increased, the thin film layer does not form an island shape, and the contamination of the reaction chamber due to evaporation of the thin film layer can be prevented.

【0150】また、この発明によれば、2枚のグラファ
イトシート基板をその第1の主面が対向して重なった状
態に密着し、この密着状態で上記2枚の基板の各第2の
主面上に活性層となる半導体薄膜を形成し、薄膜形成工
程の後密着状態の基板を2枚の基板に分離するようにし
たから、グラファイトと半導体との膨張率の差によって
生ずる応力が両面で相殺され、基板の湾曲を防止でき、
これにより後工程を容易とすることができるとともに、
単位時間当たりの生産数を2倍にでき生産性を向上でき
る効果がある。
Further, according to the present invention, two graphite sheet substrates are adhered to each other in such a state that the first main surfaces thereof face each other and overlap each other, and in this adhered state, each of the second main substrates of the two substrates is adhered. Since a semiconductor thin film to be an active layer is formed on the surface and the substrate in a close contact state is separated into two substrates after the thin film forming process, stress caused by the difference in expansion coefficient between graphite and the semiconductor is generated on both sides. Offset, preventing the board from bending,
This makes it easy to perform the post process, and
The number of productions per unit time can be doubled, which has the effect of improving productivity.

【0151】また、この発明によれば、ロール成形して
形成されたグラファイトシートを1000数百℃で硬化
処理した後に、基板上に活性層となる半導体薄膜を形成
するようにしたから、グラファイトと半導体との膨張率
の差によって発生する応力による基板の湾曲を低減でき
る効果がある。また、この発明によれば、ロール成形し
て形成されたグラファイトシートをHCl雰囲気で30
00℃以上のアニールを行ない基板中の不純物を低減し
た後に、基板上に活性層となる半導体薄膜を形成するよ
うにしたから、高性能の薄膜太陽電池を作製できる効果
がある。
According to the present invention, the graphite sheet formed by roll forming is hardened at 1000's of several hundreds of degrees Celsius, and then the semiconductor thin film to be the active layer is formed on the substrate. This has the effect of reducing the curvature of the substrate due to the stress generated due to the difference in expansion coefficient from the semiconductor. Further, according to the present invention, the graphite sheet formed by roll forming is used in an HCl atmosphere for 30 days.
Since the semiconductor thin film to be the active layer is formed on the substrate after the impurities in the substrate are reduced by annealing at 00 ° C. or higher, there is an effect that a high performance thin film solar cell can be manufactured.

【0152】また、この発明によれば、2枚のグラファ
イトシート基板をその第1の主面が対向して重なり、か
つ重なった2枚の基板の間に空間が形成されるように部
分的に密着し、上記空間中に原料ガスを流し、上記2枚
の基板の各第1の主面上に薄膜を形成するようにしたか
ら、薄膜形成のための反応室を不要とできる効果があ
る。
Further, according to the present invention, two graphite sheet substrates are partially overlapped so that their first main surfaces face each other and a space is formed between the two substrates. Since the raw material gas is brought into close contact and the raw material gas is caused to flow into the space to form a thin film on each of the first main surfaces of the two substrates, there is an effect that a reaction chamber for forming the thin film is unnecessary.

【0153】また、この発明によれば、基板上に活性層
となる薄膜を成膜する成膜室の原料ガス導入口から排気
口までの距離を、原料ガス流量,流速,及び分解速度に
基づいて、導入される原料ガスの殆どが排気口に達する
までの間に分解されるような長さに設定した成膜室に
て、あるいは基板上に活性層となる薄膜を成膜する成膜
室の排気口に、原料ガス成分だけを透過させない手段を
設けた成膜室にて薄膜を形成するようにしたから、原料
ガスの使用効率を向上できる効果がある。
Further, according to the present invention, the distance from the raw material gas introduction port to the exhaust port of the film forming chamber for forming a thin film which becomes an active layer on the substrate is determined based on the raw material gas flow rate, the flow velocity and the decomposition rate. And a film forming chamber in which a thin film to be an active layer is formed on a substrate in a film forming chamber in which most of the introduced source gas is decomposed before reaching the exhaust port. Since the thin film is formed in the film forming chamber in which a means for preventing only the raw material gas component from permeating is provided at the exhaust port, the use efficiency of the raw material gas can be improved.

【0154】また、この発明によれば、グラファイトシ
ート基板の薄膜が形成される面とは逆の面に機械的強度
の高い支持基体を固着した構成としたから、グラファイ
トシート基板を用いた薄膜太陽電池の機械的強度を向上
できる効果がある。また、この発明によれば、グラファ
イトシート基板を、カーボンもしくはセラミック製の枠
体を用いて、該グラファイトシート基板に張力がかかる
ように固定し、この状態で基板上に活性層となる半導体
薄膜を形成するようにしたから、グラファイトと半導体
との膨張率の差によって発生する応力による基板の湾曲
を防止でき、粒径拡大工程を容易とできる効果がある。
Further, according to the present invention, since the supporting base having high mechanical strength is fixed to the surface of the graphite sheet substrate opposite to the surface on which the thin film is formed, the thin film solar cell using the graphite sheet substrate is formed. This has the effect of improving the mechanical strength of the battery. Further, according to the present invention, the graphite sheet substrate is fixed so that tension is applied to the graphite sheet substrate using a frame body made of carbon or ceramic, and in this state, a semiconductor thin film to be an active layer is formed on the substrate. Since it is formed, it is possible to prevent the substrate from being bent due to the stress generated due to the difference in expansion coefficient between graphite and the semiconductor, and it is possible to facilitate the grain size increasing process.

【0155】また、この発明によれば、グラファイトシ
ート基板を、窪みを有する鋳型上に該窪みの形状に沿っ
て配置し、該グラファイトシートで覆われた上記窪みに
金属級シリコン粉末を充填した状態で加熱した後冷却
し、上記金属級シリコン粉末を溶融固化させて、グラフ
ァイトシート基板の裏面に金属級シリコン基板が固着さ
れた耐熱基板を形成し、この耐熱基板の上記グラファイ
トシート基板表面上に活性層となる半導体薄膜を形成す
るようにしたから、機械的強度の高い薄膜太陽電池を容
易に作製できる効果がある。
Further, according to the present invention, the graphite sheet substrate is placed on the mold having the depression along the shape of the depression, and the depression covered with the graphite sheet is filled with the metallurgical grade silicon powder. Then, the metal-grade silicon powder is melted and solidified to form a heat-resistant substrate in which a metal-grade silicon substrate is fixed to the back surface of the graphite sheet substrate, and the heat-resistant substrate is activated on the surface of the graphite sheet substrate. Since the semiconductor thin film serving as the layer is formed, there is an effect that a thin film solar cell having high mechanical strength can be easily manufactured.

【0156】また、この発明によれば、炭素を主成分と
する基板上と、該基板上に設けられた第1のシリコン層
と、該第1のシリコン層上に設けられた、所定のパター
ンの開口部を有する絶縁層と、該絶縁層上に上記開口部
において上記第1のシリコン層と接するように設けられ
た第2のシリコン層とを備えた構成としたから、第1の
シリコン層によって炭素を主成分とする基板と絶縁層が
強固に結合され、機械的強度の強いものを実現でき、ま
た第2のシリコン層と基板とが直接に接しないので、不
純物の拡散混入の影響を抑制でき、さらにシリコン層上
に絶縁層が配置されるため光の裏面反射を有効に利用す
ることができる効果がある。
Further, according to the present invention, a predetermined pattern formed on the substrate containing carbon as a main component, the first silicon layer provided on the substrate, and the predetermined pattern provided on the first silicon layer. Since the insulating layer having the opening and the second silicon layer provided on the insulating layer so as to contact the first silicon layer at the opening are provided, the first silicon layer is formed. By virtue of the strong bond between the substrate containing carbon as a main component and the insulating layer, a strong mechanical strength can be realized, and since the second silicon layer and the substrate do not come into direct contact with each other, the influence of the diffusion and mixing of impurities is reduced. The effect is that it can be suppressed, and since the insulating layer is arranged on the silicon layer, the back reflection of light can be effectively used.

【0157】また、この発明によれば、炭素を主成分と
する基板上に第1のシリコン層を形成した後、該第1の
シリコン層上に所定のパターンの開口を有する絶縁層を
形成し、さらに、該絶縁層上に上記開口部において上記
第1のシリコン層と接するように第2のシリコン層を形
成するようにしたから、性能,及び信頼性の高い薄膜太
陽電池を容易に作製できる効果がある。また、特に、第
1のシリコン層上に非晶質シリコン層を形成した後に該
非晶質シリコン層上に絶縁層を形成し、所定パターンに
対応してレーザ照射し、このレーザ照射した領域の上記
非晶質シリコン層が上層の絶縁層を突き破って破裂する
ことにより上記絶縁層に所定パターンの開口を形成する
ようにした場合には、開口形成にウエットプロセスを不
要とでき、太陽電池の性能をさらに向上することができ
る効果がある。
Further, according to the present invention, after forming the first silicon layer on the substrate containing carbon as a main component, the insulating layer having openings of a predetermined pattern is formed on the first silicon layer. Further, since the second silicon layer is formed on the insulating layer so as to be in contact with the first silicon layer in the opening, a thin film solar cell having high performance and high reliability can be easily manufactured. effective. In addition, in particular, after forming an amorphous silicon layer on the first silicon layer, an insulating layer is formed on the amorphous silicon layer, laser irradiation is performed corresponding to a predetermined pattern, and the laser irradiation is performed on the laser irradiation region. When the amorphous silicon layer pierces and ruptures the upper insulating layer to form an opening having a predetermined pattern in the insulating layer, a wet process can be unnecessary for forming the opening, and the performance of the solar cell can be improved. There is an effect that it can be further improved.

【0158】また、この発明によれば、表面に凹凸構造
を有するグラファイトシート基板上に半導体薄膜を形成
したから、高性能の薄膜太陽電池を容易な工程で実現で
きる効果がある。また、この発明によれば、帯状の形状
の第1の基板上へ半導体膜の成膜を行う工程と、上記半
導体膜にpn接合を形成する工程と、上記半導体膜に第
2の基板を接着する工程と、上記半導体膜を上記第1の
基板から分離する工程とを含み、上記第1の基板をその
長さ方向に順次移動させながら上記各工程を連続的に実
施するようにしたから、最終的に基板から分離した状態
で用いられる薄膜半導体装置を連続的に量産できる効果
がある。
Further, according to the present invention, since the semiconductor thin film is formed on the graphite sheet substrate having the uneven structure on the surface, there is an effect that a high performance thin film solar cell can be realized by an easy process. Further, according to the present invention, the step of forming a semiconductor film on the strip-shaped first substrate, the step of forming a pn junction in the semiconductor film, and the step of adhering the second substrate to the semiconductor film. And a step of separating the semiconductor film from the first substrate, and the steps are continuously performed while sequentially moving the first substrate in the length direction thereof. Finally, it is possible to continuously mass-produce the thin film semiconductor device used in a state of being separated from the substrate.

【0159】また、この発明によれば、太陽電池モジュ
ールを構成するものにおいて、硬度がリード線材料より
も低い導電性材料からなる基板上に形成されたセルを用
い、接続用リード線の先端の一部を隣接するセルの基板
の一部に貫通もしくは侵入せさて、セル間の相互接続を
とった構成としたから、容易に、しかも接続部の機械的
強度にすぐれた太陽電池モジュールを構成できる効果が
ある。
Further, according to the present invention, in a solar cell module constituting a cell, a cell formed on a substrate made of a conductive material having a hardness lower than that of a lead wire is used, and the tip of the connecting lead wire is A part of the substrate of the adjacent cell is penetrated or invaded so that the cells are interconnected, so that a solar cell module with excellent mechanical strength of the connection part can be easily constructed. effective.

【0160】さらに、この発明においては、表面側に配
されたリード線の先端部を屈曲させ、隣接するセルの基
板の所定の位置に、この屈曲部先端を当接させ加圧する
ことによりリード線の先端部を基板の一部に貫通もしく
は侵入せさるようにしたから、非常に簡単な工程で、高
スループットで電力用太陽電池モジュールを得ることが
できる効果がある。
Further, according to the present invention, the tip of the lead wire arranged on the front surface side is bent, and the tip of the bent portion is brought into contact with a predetermined position of the substrate of the adjacent cell to pressurize the lead wire. Since the tip of the device is made to penetrate or invade a part of the substrate, there is an effect that a solar cell module for electric power can be obtained with high throughput in a very simple process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1の実施例による薄膜太陽電池の
製造方法における基板加熱方法を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a substrate heating method in a method of manufacturing a thin film solar cell according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2の実施例による薄膜太陽電池の
製造方法における粒径拡大方法を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a grain size expansion method in the method of manufacturing a thin film solar cell according to the second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第3の実施例による薄膜太陽電池の
製造方法を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a method for manufacturing a thin film solar cell according to a third embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第4の実施例による薄膜太陽電池の
製造方法を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a method for manufacturing a thin film solar cell according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第5の実施例による薄膜太陽電池の
製造方法に用いられる薄膜形成室の構成を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a structure of a thin film forming chamber used in a method of manufacturing a thin film solar cell according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第6の実施例による薄膜太陽電池の
製造方法に用いられる薄膜形成室の構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a thin film forming chamber used in a method of manufacturing a thin film solar cell according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第7の実施例による薄膜太陽電池の
構成を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a structure of a thin film solar cell according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第8の実施例による薄膜太陽電池の
構成を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a structure of a thin film solar cell according to an eighth embodiment of the present invention.

【図9】図7の薄膜太陽電池を製造方法の一例を説明す
るための図である。
9 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing the thin film solar cell of FIG.

【図10】図7の薄膜太陽電池を製造方法の一例を説明
するための図である。
10 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing the thin film solar cell of FIG.

【図11】図7の薄膜太陽電池を製造方法の一例を説明
するための図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing the thin film solar cell of FIG. 7.

【図12】図7の薄膜太陽電池を製造方法の他の例を説
明するための図である。
12 is a diagram for explaining another example of the method for manufacturing the thin-film solar cell of FIG.

【図13】図8の薄膜太陽電池を製造方法の一例を説明
するための図である。
13 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing the thin film solar cell of FIG.

【図14】図8の薄膜太陽電池を製造方法の他の例を説
明するための図である。
14 is a diagram for explaining another example of the method for manufacturing the thin-film solar cell of FIG.

【図15】この発明の第9の実施例による薄膜太陽電池
の構成を示す断面図である。
FIG. 15 is a sectional view showing the structure of a thin film solar cell according to a ninth embodiment of the present invention.

【図16】図15の薄膜太陽電池の製造工程であって、
シリコン層の結晶の大粒径化の方法を示す断面図であ
る。
16 is a manufacturing process of the thin film solar cell of FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method for increasing the crystal grain size of the silicon layer.

【図17】図15の薄膜太陽電池において裏面反射効果
を従来よりも有効に利用できることを説明するための図
である。
FIG. 17 is a diagram for explaining that the back surface reflection effect can be more effectively utilized in the thin film solar cell of FIG. 15 than in the conventional case.

【図18】図15の薄膜太陽電池の製造方法を説明する
ための断面工程図である。
FIG. 18 is a sectional process diagram for explaining the manufacturing method for the thin-film solar cell in FIG.

【図19】この発明の第10の実施例による薄膜太陽電
池の構成を示す断面図である。
FIG. 19 is a sectional view showing a structure of a thin film solar cell according to a tenth embodiment of the present invention.

【図20】表面に凹凸構造を有するグラファイトシート
基板を作製する方法の一例を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing an example of a method for producing a graphite sheet substrate having an uneven structure on its surface.

【図21】表面に凹凸構造を有するグラファイトシート
基板を作製する方法の他の例を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing another example of a method for producing a graphite sheet substrate having an uneven structure on the surface.

【図22】表面に凹凸構造を有するグラファイトシート
基板を作製する方法のさらに他の例を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing still another example of the method for producing the graphite sheet substrate having the uneven structure on the surface.

【図23】この発明の第11の実施例による薄膜半導体
装置の製造方法を示す模式図である。
FIG. 23 is a schematic view showing a method of manufacturing a thin film semiconductor device according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第11の実施例による薄膜半導体装
置の製造方法における半導体膜の成膜工程を行なう装置
の一例を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing an example of an apparatus for performing a semiconductor film forming step in a method of manufacturing a thin film semiconductor device according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図25】本発明の第11の実施例による薄膜半導体装
置の製造方法における半導体膜の成膜工程を行なう装置
の他の例を示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing another example of an apparatus for performing a semiconductor film forming step in the method of manufacturing a thin film semiconductor device according to the eleventh embodiment of the present invention.

【図26】本発明の第11の実施例による薄膜半導体装
置の製造方法における半導体膜の成膜工程の後に半導体
膜を溶融再結晶化する装置の一例を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing an example of an apparatus for melting and recrystallizing a semiconductor film after a semiconductor film forming step in a method for manufacturing a thin film semiconductor device according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図27】本発明の第11の実施例による薄膜半導体装
置の製造方法における半導体膜の成膜工程の前に基板上
に分離膜を形成する装置の一例を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing an example of an apparatus for forming a separation film on a substrate before a semiconductor film forming step in a method for manufacturing a thin film semiconductor device according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図28】本発明の第11の実施例による薄膜半導体装
置の製造方法における半導体膜の成膜工程の後の溶融再
結晶化に際して半導体表面に保護膜を形成した場合の該
保護膜を除去する装置の一例を示す図である。
FIG. 28 is a view showing a method of removing a protective film formed on a semiconductor surface during melting and recrystallization after a semiconductor film forming step in a method for manufacturing a thin film semiconductor device according to an eleventh embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example of an apparatus.

【図29】本発明の第11の実施例による薄膜半導体装
置の製造方法におけるpn接合の形成工程を行なう装置
の一例を示す図である。
FIG. 29 is a diagram showing an example of an apparatus for performing a pn junction forming step in the method of manufacturing a thin film semiconductor device according to the eleventh embodiment of the present invention.

【図30】本発明の第11の実施例による薄膜半導体装
置の製造方法におけるpn接合の形成工程を行なう装置
の他の例を示す図である。
FIG. 30 is a diagram showing another example of an apparatus for performing a pn junction forming step in the method of manufacturing a thin film semiconductor device according to the eleventh embodiment of the present invention.

【図31】本発明の第11の実施例による薄膜半導体装
置の製造方法における基板分離工程を行なう装置の一例
を示す図である。
FIG. 31 is a diagram showing an example of an apparatus for performing a substrate separating step in a method of manufacturing a thin film semiconductor device according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図32】本発明の第11の実施例による薄膜半導体装
置の製造方法における基板分離工程を行なう装置の他の
例を示す図である。
FIG. 32 is a diagram showing another example of an apparatus for performing the substrate separating step in the method of manufacturing a thin film semiconductor device according to the eleventh embodiment of the present invention.

【図33】本発明の第11の実施例による薄膜半導体装
置の製造方法における第1の基板の搬送機構の一例を示
す図である。
FIG. 33 is a diagram showing an example of a first substrate carrying mechanism in the method of manufacturing a thin film semiconductor device according to the eleventh embodiment of the present invention.

【図34】この発明の第12の実施例による薄膜太陽電
池を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing a thin film solar cell according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図35】この発明の第12の実施例による薄膜太陽電
池の変形例を示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing a modification of the thin-film solar cell according to the twelfth embodiment of the present invention.

【図36】この発明の第12の実施例による薄膜太陽電
池の変形例を示す図である。
FIG. 36 is a diagram showing a modification of the thin-film solar cell according to the twelfth embodiment of the present invention.

【図37】この発明の第12の実施例による薄膜太陽電
池におけるセルの並列接続方法を示す図である。
FIG. 37 is a diagram showing a parallel connection method of cells in a thin film solar cell according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図38】この発明の第12の実施例による薄膜太陽電
池における電極の引き出し方法を示す図である。
FIG. 38 is a diagram showing a method of extracting electrodes in the thin-film solar cell according to the twelfth embodiment of the present invention.

【図39】図38のD−D断面に相当する図である。FIG. 39 is a view corresponding to a section taken along line DD of FIG. 38.

【図40】図34の薄膜太陽電池のセル相互間の接続方
法を示す図である。
40 is a diagram showing a method of connecting cells of the thin-film solar cell of FIG. 34.

【図41】この発明の第12の実施例による薄膜太陽電
池の変形例を示す図である。
FIG. 41 is a diagram showing a modification of the thin-film solar cell according to the twelfth embodiment of the present invention.

【図42】この発明の第12の実施例による薄膜太陽電
池の変形例を示す図である。
FIG. 42 is a diagram showing a modification of the thin-film solar cell according to the twelfth embodiment of the present invention.

【図43】薄膜太陽電池の構成を示す斜視図である。FIG. 43 is a perspective view showing a configuration of a thin film solar cell.

【図44】グラファイト板を基板として用いた従来の薄
膜太陽電池の構成を示す断面図である。
FIG. 44 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional thin film solar cell using a graphite plate as a substrate.

【図45】グラファイト板の表面構造示す図である。FIG. 45 is a diagram showing a surface structure of a graphite plate.

【図46】グラファイトシートを基板として用いた従来
の薄膜太陽電池の製造方法を示す模式図である。
FIG. 46 is a schematic diagram showing a conventional method for manufacturing a thin film solar cell using a graphite sheet as a substrate.

【図47】グラファイトの結晶構造を示す図である。FIG. 47 is a diagram showing a crystal structure of graphite.

【図48】グラファイトシートの製造方法を示す模式図
である。
FIG. 48 is a schematic diagram showing a method for manufacturing a graphite sheet.

【図49】グラファイトシートの表面構造示す図であ
る。
FIG. 49 is a diagram showing a surface structure of a graphite sheet.

【図50】図46の製造方法における問題点を説明する
ための図である。
FIG. 50 is a diagram for explaining a problem in the manufacturing method of FIG. 46.

【図51】炭素を主成分とする基板を用いた従来の薄膜
太陽電池の構造を示す断面図である。
FIG. 51 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional thin film solar cell using a substrate containing carbon as a main component.

【図52】炭素を主成分とする基板を用いた他の従来の
薄膜太陽電池の構造を示す断面図である。
FIG. 52 is a cross-sectional view showing the structure of another conventional thin-film solar cell using a substrate containing carbon as a main component.

【図53】グラファイトシート上に薄膜を形成した際の
問題点を説明するための模式図である。
FIG. 53 is a schematic diagram for explaining a problem when a thin film is formed on a graphite sheet.

【図54】金属級シリコンを基板として用いた従来の薄
膜太陽電池の構造を示す断面図である。
FIG. 54 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional thin film solar cell using metallurgical grade silicon as a substrate.

【図55】金属級シリコンを基板として用いた従来の薄
膜太陽電池における問題点を説明するための模式図であ
る。
FIG. 55 is a schematic diagram for explaining a problem in a conventional thin film solar cell using metallurgical grade silicon as a substrate.

【図56】結晶シリコン用いた従来の太陽電池の一例を
示す図である。
FIG. 56 is a diagram showing an example of a conventional solar cell using crystalline silicon.

【図57】従来のアモルファス太陽電池の一例を示す図
である。
FIG. 57 is a diagram showing an example of a conventional amorphous solar cell.

【図58】従来の表面に凹凸構造を有する基板上に薄膜
を有する薄膜太陽電池を示す図である。
FIG. 58 is a diagram showing a conventional thin-film solar cell having a thin film on a substrate having an uneven structure on its surface.

【図59】従来の最終的に基板と分離した状態で使用さ
れる薄膜半導体装置の製造方法を示す図である。
FIG. 59 is a diagram showing a conventional method for manufacturing a thin film semiconductor device, which is used in a state where it is finally separated from a substrate.

【図60】従来の太陽電池モジュールの一例を示す図で
ある。
FIG. 60 is a diagram showing an example of a conventional solar cell module.

【図61】従来の太陽電池モジュールの他の例を示す図
である。
FIG. 61 is a diagram showing another example of a conventional solar cell module.

【図62】従来の太陽電池モジュールの他の例を示す図
である。
FIG. 62 is a diagram showing another example of a conventional solar cell module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 グラファイトシート 2 薄膜形成室 3 誘導加熱源 4 原料ガス導入口 5 ガス排気口 6 キャップ層成膜室 8 粒径拡大室 20 キャップ層除去室 22 pn接合形成室 24 反射防止膜形成室 26 上部電極形成室 35 重ね合わせローラ 36 縁部押さえローラ 37 ガス供給部押さえローラ 38 反応ガス供給ノズル 39 反応空間 45 白金膜 50 安価な金属板 51 グラファイトシート基板 55 金属級シリコン基板 56 外側枠体 58 内側枠体 59 均熱板 63 ベルジャ 64 鋳型 66 ふた 67 金属級シリコン粉末 69 プラズマ噴射ノズル 70 溶融金属級シリコン 72 基板 73 第1のシリコン層 74 絶縁層 75 第2のシリコン層 76 エミッタ層 78 開口 92 第1の基板 93 半導体膜の成膜を行なう工程 94 pn接合を形成する工程 95 第2の基板を接着する工程 96 半導体膜を第1の基板から分離する工程 114 導電性基板 115 発電層 116 上部電極 117 リード線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Graphite sheet 2 Thin film forming chamber 3 Induction heating source 4 Raw material gas inlet 5 Gas exhaust port 6 Cap layer film forming chamber 8 Particle size expanding chamber 20 Cap layer removing chamber 22 pn junction forming chamber 24 Antireflection film forming chamber 26 Upper electrode Forming chamber 35 Stacking roller 36 Edge pressing roller 37 Gas supply unit pressing roller 38 Reaction gas supply nozzle 39 Reaction space 45 Platinum film 50 Inexpensive metal plate 51 Graphite sheet substrate 55 Metallic grade silicon substrate 56 Outer frame 58 Inner frame 59 soaking plate 63 bell jar 64 mold 66 lid 67 metal grade silicon powder 69 plasma injection nozzle 70 molten metal grade silicon 72 substrate 73 first silicon layer 74 insulating layer 75 second silicon layer 76 emitter layer 78 opening 92 first Substrate 93 Step of forming semiconductor film 94 pn junction Forming to step 95 second step 114 a conductive substrate 115 generator layer 116 upper electrode 117 leads to separate step 96 semiconductor film to bond the substrate from the first substrate

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年6月4日[Submission date] June 4, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項23[Name of item to be corrected] Claim 23

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0017】図48はグラファイトシートの作製方法を
示す図であり、図において、224は発泡グラファイ
ト、225はローラーである。鱗状黒鉛を2 SO4
HNO 3 の混合液で酸処理し、300℃程度で酸を加熱
蒸発させると鱗状黒鉛が発泡し綿状になり体積膨張す
る。発泡グラファイト224をローラー225で常温で
加圧成形することにより図に示すように、連続的にグラ
ファイトシート226が形成できる。高温処理せずに圧
力を加えるだけで成型することができるのは、1つ1つ
の結晶サイズが大きいためと考えられる。
FIG. 48 is a diagram showing a method for producing a graphite sheet, in which 224 is expanded graphite and 225 is a roller. Scale graphite with H 2 SO 4
When acid treatment is performed with a mixed solution of HNO 3 and the acid is heated and evaporated at about 300 ° C., scaly graphite foams and becomes cotton-like and expands in volume. As shown in the figure, a graphite sheet 226 can be continuously formed by pressure-molding the expanded graphite 224 with a roller 225 at room temperature. It is considered that each of the crystals can be formed by simply applying a pressure without performing a high-temperature treatment, because each crystal size is large.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0034[Correction target item name] 0034

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0034】図56〜図58は従来の凹凸構造を持った
各種の太陽電池の構造を示す断面図で、図56は結晶太
陽電池、図57はアモルファスSi太陽電池、図58は
薄膜太陽電池を示す。図において、251は多結晶Si
薄膜、242,253はグリッド電極、240は単結晶
Si、245はガラス基板、246は透明電極、247
はアモルファスSi、248は裏面電極、250は耐熱
基板である。
56 to 58 are cross-sectional views showing structures of various conventional solar cells having an uneven structure. FIG. 56 shows a crystalline solar cell, FIG. 57 shows an amorphous Si solar cell, and FIG. 58 shows a thin film solar cell. Show. In the figure, 251 is polycrystalline Si
Thin film, 242 , 253 are grid electrodes, 240 is single crystal Si, 245 is a glass substrate, 246 is a transparent electrode, 247
Is amorphous Si, 248 is a back electrode, and 250 is a heat-resistant substrate.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0122[Correction target item name] 0122

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0122】以下、この発明の第11の実施例を図につ
いて説明する。図23は本発明の第11の実施例による
半導体装置の製造方法を示す模式図であり、図におい
て、92は帯状の第1の基板である。93は第1の基板
92上に半導体膜を形成する工程、94は基板92上に
形成された半導体膜にpn接合を形成する工程、95は
pn接合が形成された半導体膜に第2の基板を接着する
工程、96は第2の基板が接着された半導体膜を第1の
基板92から分離する工程である。ここで第1の基板と
しては、可撓性を持ち、かつ半導体成膜等の高温プロセ
スに耐えるもの、例えばカーボンクロス,カーボンシー
ト等が用いられる。
The eleventh embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 23 is a schematic view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an eleventh embodiment of the present invention, in which 92 is a strip-shaped first substrate. 93 is a step of forming a semiconductor film on the first substrate 92, 94 is a step of forming a pn junction on the semiconductor film formed on the substrate 92, and 95 is a second substrate on the semiconductor film on which the pn junction is formed. Step 96 is a step of separating the semiconductor film, to which the second substrate is adhered, from the first substrate 92. Here, as the first substrate, a substrate having flexibility and withstanding a high temperature process such as semiconductor film formation, such as carbon cloth or carbon sheet, is used.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0123[Name of item to be corrected] 0123

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0123】次に製造工程について説明する。図23に
おいて、第1の基板92は図中の矢印の方向に順に移動
し、工程93〜96が順に実施される。以下、各工程に
ついて具体的に説明する。図24は本実施例における半
導体膜の形成を行う装置の一例を示す図であり、図にお
いて97は処理室、98は基板92を加熱するヒータ、
99は処理室97に半導体成膜のための原料ガスを導入
する原料ガス導入口、100は処理室97の排気口、1
01は処理室97の入口と出口に設けられた予備室、1
02は処理室97内のガスと処理室外の雰囲気が混ざり
合わないように予備室101内に流すガスを予備室10
1に導入するガス導入口、103は予備室101の排気
口である。
Next, the manufacturing process will be described. In FIG. 23, the first substrate 92 sequentially moves in the direction of the arrow in the figure, and steps 93 to 96 are sequentially performed. Hereinafter, each step will be specifically described. FIG. 24 is a diagram showing an example of an apparatus for forming a semiconductor film in the present embodiment, in which 97 is a processing chamber, 98 is a heater for heating a substrate 92,
99 is a source gas inlet for introducing a source gas for semiconductor film formation into the processing chamber 97, 100 is an exhaust port of the processing chamber 97, 1
01 is a preparatory chamber provided at the entrance and the exit of the processing chamber 97, 1
Reference numeral 02 denotes a gas which flows into the auxiliary chamber 101 so that the gas inside the processing chamber 97 does not mix with the atmosphere outside the processing chamber.
Reference numeral 1 denotes a gas introduction port, and 103 denotes an exhaust port of the auxiliary chamber 101.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0125[Name of item to be corrected] 0125

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0125】図25は本実施例における半導体膜の形成
を行う装置の他の例を示す図であり、図において、図2
4と同一符号は同一又は相当部分であり、104は第1
の基板92を加熱するための電極である。カーボンクロ
ス,カーボンシートは導電性があり、電流を流すことに
より基板自身が発熱する。図25に示す装置では、電極
104を基板92に接触させ、基板92に電流を流して
直接加熱を行っている。その他の構成は上記図24の装
置と同じである。また、上記の例では、原料ガスの分解
により半導体膜を形成する場合について述べたが、例え
ば、溶融した半導体材料を直接第1の基板92上に膜状
に広げるようにして、半導体膜を形成するようにしても
良い。
FIG. 25 is a view showing another example of an apparatus for forming a semiconductor film in this embodiment, and in FIG.
4 is the same or corresponding part, and 104 is the first
It is an electrode for heating the substrate 92. The carbon cloth and the carbon sheet are conductive, and the substrate itself generates heat when an electric current is applied. In the apparatus shown in FIG. 25, the electrode 104 is brought into contact with the substrate 92, and a current is passed through the substrate 92 to directly heat the substrate. The other structure is the same as that of the apparatus shown in FIG. Also, in the above example, decomposition of the source gas
Although the case of forming a semiconductor film by using
For example, the molten semiconductor material is directly formed on the first substrate 92 in a film form.
Even if the semiconductor film is formed by spreading
good.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0126[Name of item to be corrected] 0126

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0126】上述のようにして第1の基板92上に半導
体膜が形成されるが、このようにして形成された半導体
膜は多結晶構造であるため、デバイスの性能を向上する
ため、溶融再結晶化の技術を用いて半導体膜の結晶の大
粒径化,単結晶化を行うことが望ましい。図26は図2
4または図25の装置等により第1の基板92上に形成
された半導体膜の溶融再結晶化を行う装置の一例を示す
図であり、図において、図24と同一符号は同一又は相
当部分であり、105はカーボン等からなるストリップ
ヒータである。図26において、処理室97に送られた
基板92をヒータ98で加熱し、さらにストリップヒー
タ105により基板92上の半導体膜を加熱して部分的
に溶融する。図に示す例ではストリップヒータ105は
固定されており、基板92の移動に従って溶融部の基板
上の位置が移動し、これにより帯域溶融再結晶化が行わ
れる。なお、基板92を処理室内に一定の長さだけ移動
した後、基板の移動を停止し、基板が停止した状態でス
トリップヒータ105を移動する構成としてもよい。
The semiconductor film is formed on the first substrate 92 as described above. Since the semiconductor film formed in this way has a polycrystalline structure, it is necessary to melt the melted film in order to improve the performance of the device. It is desirable to use a crystallization technique to increase the crystal grain size of the semiconductor film and single crystallize it. 26 is shown in FIG.
FIG. 26 is a diagram showing an example of an apparatus for melting and recrystallizing a semiconductor film formed on the first substrate 92 by the apparatus of FIG. 4 or FIG. 25, etc., in which the same symbols as in FIG. There is a strip heater 105 made of carbon or the like. In FIG. 26, the substrate 92 sent to the processing chamber 97 is heated by the heater 98, and the semiconductor film on the substrate 92 is further heated by the strip heater 105 to partially melt. In the example shown in the figure, the strip heater 105 is fixed, and the substrate of the melting portion is moved as the substrate 92 moves.
The upper position moves, which results in zone melt recrystallization. The substrate 92 may be moved within the processing chamber by a certain length , the movement of the substrate may be stopped, and the strip heater 105 may be moved while the substrate is stopped.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0127[Name of item to be corrected] 0127

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0127】ところで、第1の基板としてカーボンシー
トのように表面が滑らかなものを用いる場合は、基板9
2表面に直接半導体膜を形成することが容易であるが、
カーボンクロスのようにその表面が滑らかでない場合
は、基板92表面に直接半導体膜を形成することが困難
であるため、半導体形成前に基板92表面を滑らか
な状態にする必要がある。この方法としては、基板92
表面上に半導体形成前にまずシリコン酸化膜等の分
離膜を形成して、基板92表面の孔を埋めるようにすれ
ばよい。図27は半導体膜の形成前に第1の基板92上
に分離膜を形成するための装置の一例を示す図であり、
図において、図24と同一符号は同一又は相当部分であ
る。図27において、処理室97に送られた第1の基板
92をヒータ98により加熱する。原料ガス導入口99
より例えばシランと酸素を流し、第1の基板92上にシ
リコン酸化膜を形成する。
By the way, when a smooth surface such as a carbon sheet is used as the first substrate, the substrate 9
2 It is easy to form a semiconductor film directly on the surface,
If the surface is not smooth like carbon cloth, it is difficult to form the semiconductor film directly on the surface of the substrate 92, and therefore the surface of the substrate 92 needs to be smooth before the formation of the semiconductor film . This method includes a substrate 92
Before forming a semiconductor film on the surface, a separation film such as a silicon oxide film may be first formed to fill the holes on the surface of the substrate 92. FIG. 27 is a view showing an example of an apparatus for forming a separation film on the first substrate 92 before forming a semiconductor film,
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 24 denote the same or corresponding parts. In FIG. 27, the first substrate 92 sent to the processing chamber 97 is heated by the heater 98. Raw material gas inlet 99
For example, silane and oxygen are flown to form a silicon oxide film on the first substrate 92.

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0134[Correction target item name] 0134

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0134】このように第1の基板92から分離された
後、半導体膜表面に保護膜及び電極を形成する。上記の
実施例では、半導体膜を第1の基板92から分離する際
に、第1の基板92は破壊されない場合について記した
が、半導体膜と第1の基板との分離を、例えば第1の基
板を燃焼させる、あるいは溶媒に溶解して除去する、な
どのように、第1の基板を消滅させることにより実現し
てもよい。但し、この場合は第1の基板92を繰り返し
て使用するためには、第1の基板の再生工程が必要とな
る。なお、半導体膜の第2の基板との接着面側に電極等
の形成を必要とする場合には、pn接合形成工程94と
第2の基板の接着工程95との間に行う。なお、第1の
基板92の移動の方法としては、図33(a) に示すよう
な一般的なロールツーロール方式を用いることができる
他、本実施例では第1の基板を繰り返し使用することが
可能であるので、図33(b) に示すようなベルトコンベ
ア方式を用いることも可能である。
After being separated from the first substrate 92 in this manner, a protective film and an electrode are formed on the surface of the semiconductor film. above
In the embodiment, when separating the semiconductor film from the first substrate 92,
In addition, the case where the first substrate 92 is not destroyed is described.
However, the separation of the semiconductor film and the first substrate is, for example, the first substrate.
Do not burn the plate or remove it by dissolving it in a solvent.
How to achieve by eliminating the first substrate
May be. However, in this case, the first substrate 92 is repeated.
Re-use of the first substrate is required for
It Note that when it is necessary to form an electrode or the like on the surface of the semiconductor film which is attached to the second substrate, the step is performed between the pn junction formation step 94 and the second substrate attachment step 95. As a method of moving the first substrate 92, a general roll-to-roll method as shown in FIG. 33A can be used, and in the present embodiment, the first substrate is repeatedly used. Therefore, it is also possible to use a belt conveyor system as shown in FIG. 33 (b).

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0136[Name of item to be corrected] 0136

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0136】なお、上記実施例では、半導体の成膜工程
を熱CVDにより行うものについて述べたが、プラズマ
CVDにより行うようにしてもよい。この場合、成膜装
置としては図30の装置と同様の構造を有するものを使
用すればよい。また、上記実施例では、第1の基板上に
半導体膜の形成を行う工程2、半導体膜にpn接合を形
成する工程3、半導体膜に第2の基板を装着する工程
4、および半導体膜を第1の基板から分離する工程5に
ついて、それぞれ具体的な例を挙げて説明したが、各工
程の実施手段はそれぞれ、記述したものに限定されず、
他の方法を用いても同等の効果を奏することは明らかで
あり、本発明の主張する思想に含まれるものである。さ
らに、上記実施例では、薄膜型太陽電池セルを製造する
ものについて述べたが、薄膜形成された半導体にpn
接合を有し、この半導体半導体膜の形成を行う基
板とは異なる基板に接着して用いる構造の半導体装置一
般の製造に適用できることは言うまでもない。
Although the semiconductor film forming process is performed by thermal CVD in the above embodiment, it may be performed by plasma CVD. In this case, as the film forming apparatus, one having the same structure as the apparatus shown in FIG. 30 may be used. Further, in the above embodiment, the first substrate is
Step 2 of forming a semiconductor film, forming a pn junction in the semiconductor film
Step 3 of forming, attaching the second substrate to the semiconductor film
4 and step 5 of separating the semiconductor film from the first substrate
I explained each of them with specific examples.
Each of the implementation means is not limited to those described,
It is clear that other methods will produce the same effect.
Yes, and is included in the concept claimed by the present invention. It
Luo, in the above embodiment has been described that the production of thin-film solar cells, pn in the semiconductor film which is a thin film formed
It goes without saying that the present invention can be applied to the manufacture of general semiconductor devices having a structure in which the semiconductor film has a junction and is bonded to a substrate different from the substrate on which the semiconductor film is formed .

【手続補正11】[Procedure Amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】符号の説明[Correction target item name] Explanation of code

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【符号の説明】 1 グラファイトシート 2 薄膜形成室 3 誘導加熱源 4 原料ガス導入口 5 ガス排気口 6 キャップ層成膜室 8 粒径拡大室 20 キャップ層除去室 22 pn接合形成室 24 反射防止膜形成室 26 上部電極形成室 35 重ね合わせローラ 36 縁部押さえローラ 37 ガス供給部押さえローラ 38 反応ガス供給ノズル 39 反応空間 45 白金膜 50 安価な金属板 51 グラファイトシート基板 55 金属級シリコン基板 56 外側枠体 58 内側枠体 59 均熱板 63 ベルジャ 64 鋳型 66 ふた 67 金属級シリコン粉末 69 プラズマ噴射ノズル 70 溶融金属級シリコン 72 基板 73 第1のシリコン層 74 絶縁層 75 第2のシリコン層 76 エミッタ層 78 開口 92 第1の基板 93 半導体膜の形成を行なう工程 94 pn接合を形成する工程 95 第2の基板を接着する工程 96 半導体膜を第1の基板から分離する工程 114 導電性基板 115 発電層 116 上部電極 117 リード線[Explanation of symbols] 1 graphite sheet 2 thin film forming chamber 3 induction heating source 4 raw material gas inlet port 5 gas exhaust port 6 cap layer film forming chamber 8 grain size expanding chamber 20 cap layer removing chamber 22 pn junction forming chamber 24 antireflection film Forming chamber 26 Upper electrode forming chamber 35 Stacking roller 36 Edge pressing roller 37 Gas supply pressing roller 38 Reactive gas supply nozzle 39 Reaction space 45 Platinum film 50 Inexpensive metal plate 51 Graphite sheet substrate 55 Metal grade silicon substrate 56 Outer frame Body 58 Inner frame 59 Uniform heat plate 63 Belger 64 Mold 66 Lid 67 Metallurgical grade silicon powder 69 Plasma injection nozzle 70 Molten metal grade silicon 72 Substrate 73 First silicon layer 74 Insulating layer 75 Second silicon layer 76 Emitter layer 78 Industrial performing formation of the opening 92 the first substrate 93 semiconductor film 94 pn junction to form a step 95 second step 96 for bonding the substrate of the semiconductor film is separated from the first substrate step 114 a conductive substrate 115 generator layer 116 upper electrode 117 leads

【手続補正12】[Procedure Amendment 12]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図4[Name of item to be corrected] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図4】 [Figure 4]

【手続補正13】[Procedure Amendment 13]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図23[Correction target item name] Fig. 23

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図23】 FIG. 23

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平3−359749 (32)優先日 平3(1991)12月26日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 出口 幹雄 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社光・マイクロ波デバイス研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 3-359749 (32) Priority date Hei 3 (1991) December 26 (33) Priority claim country Japan (JP) (72) Inventor Exit Mikio 4-1-1 Mizuhara, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Corp. Optical & Microwave Device Research Center

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鱗状黒鉛を原料とし、その結晶構造また
は層構造が基板の面方向と厚さ方向に対し異方性を有す
るシート状のグラファイトからなる基板上に薄膜状の活
性層を有する薄膜太陽電池の製造方法において、 基板上に薄膜を形成する工程において、上記基板を高周
波による直接加熱によって加熱することを特徴とする薄
膜太陽電池の製造方法。
1. A thin film having a thin-film active layer on a substrate, which is made of scaly graphite and has a sheet-like graphite having a crystal structure or a layer structure having anisotropy in the plane direction and the thickness direction of the substrate. In the method for manufacturing a solar cell, the method for manufacturing a thin film solar cell is characterized in that in the step of forming a thin film on the substrate, the substrate is heated by direct heating with high frequency.
【請求項2】 帯状のグラファイトシート基板を反応室
に順次送り込み、該基板上に薄膜状の活性層を有する薄
膜太陽電池を連続的に形成する薄膜太陽電池の製造方法
において、 上記基板上に成膜された薄膜半導体上に酸化シリコン膜
又は窒化シリコン膜からなるキャップ層を形成する工程
と、 該キャップ層を被覆した状態で上記薄膜半導体を溶融再
結晶化して活性層の結晶粒径を拡大する工程とを含むこ
とを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
2. A method for manufacturing a thin-film solar cell, wherein a strip-shaped graphite sheet substrate is sequentially fed into a reaction chamber, and a thin-film solar cell having a thin-film active layer is continuously formed on the substrate. A step of forming a cap layer made of a silicon oxide film or a silicon nitride film on the filmed thin film semiconductor, and melting and recrystallizing the thin film semiconductor in a state of covering the cap layer to expand the crystal grain size of the active layer. A method of manufacturing a thin-film solar cell, comprising:
【請求項3】 鱗状黒鉛を原料とし、その結晶構造また
は層構造が基板の面方向と厚さ方向に対し異方性を有す
るシート状のグラファイトからなる基板上に薄膜状の活
性層を有する薄膜太陽電池の製造方法において、 2枚のグラファイトシート基板をその第1の主面が対向
して重なった状態に密着する工程と、 上記密着状態で上記2枚の基板の各第2の主面上に活性
層となる半導体薄膜を形成する工程と、 上記薄膜形成工程の後密着状態の基板を2枚の基板に分
離する工程とを含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製
造方法。
3. A thin film having a thin-film active layer on a substrate, which is made of scaly graphite and has a sheet-like graphite whose crystal structure or layer structure has anisotropy in the plane direction and the thickness direction of the substrate. In the method for manufacturing a solar cell, a step of closely adhering two graphite sheet substrates in a state where their first main surfaces face each other and overlap each other; 1. A method of manufacturing a thin-film solar cell, comprising the steps of: forming a semiconductor thin film to be an active layer, and separating the adhered substrate into two substrates after the thin-film forming step.
【請求項4】 鱗状黒鉛を原料とし、その結晶構造また
は層構造が基板の面方向と厚さ方向に対し異方性を有す
るシート状のグラファイトからなる基板上に薄膜状の活
性層を有する薄膜太陽電池の製造方法において、 ロール成形して形成されたグラファイトシートを100
0数百℃で硬化処理した後に、基板上に活性層となる半
導体薄膜を形成することを特徴とする薄膜太陽電池の製
造方法。
4. A thin film having a thin film-like active layer on a substrate made of scaly graphite, which is a sheet-like graphite having a crystal structure or a layer structure having anisotropy in the plane direction and the thickness direction of the substrate. In a method for manufacturing a solar cell, a graphite sheet formed by roll molding is used.
A method for producing a thin film solar cell, which comprises forming a semiconductor thin film to be an active layer on a substrate after a curing treatment at 0 to several hundreds of degrees Celsius.
【請求項5】 鱗状黒鉛を原料とし、その結晶構造また
は層構造が基板の面方向と厚さ方向に対し異方性を有す
るシート状のグラファイトからなる基板上に薄膜状の活
性層を有する薄膜太陽電池の製造方法において、 ロール成形して形成されたグラファイトシートをHCl
雰囲気で3000℃以上のアニールを行なった後に、基
板上に活性層となる半導体薄膜を形成することを特徴と
する薄膜太陽電池の製造方法。
5. A thin film having a thin film-like active layer on a substrate made of scaly graphite as a raw material and made of sheet-like graphite having a crystal structure or a layer structure having anisotropy in the plane direction and the thickness direction of the substrate. In a method of manufacturing a solar cell, a graphite sheet formed by roll forming is treated with HCl.
A method of manufacturing a thin-film solar cell, comprising forming a semiconductor thin film to be an active layer on a substrate after annealing at 3000 ° C. or higher in an atmosphere.
【請求項6】 鱗状黒鉛を原料とし、その結晶構造また
は層構造が基板の面方向と厚さ方向に対し異方性を有す
るシート状のグラファイトからなる基板上に薄膜状の活
性層を有する薄膜太陽電池の製造方法において、 2枚のグラファイトシート基板をその第1の主面が対向
して重なり、かつ重なった2枚の基板の間に空間が形成
されるように部分的に密着する工程と、 上記空間中に原料ガスを流し、上記2枚の基板の各第1
の主面上に薄膜を形成する工程とを含むことを特徴とす
る薄膜太陽電池の製造方法。
6. A thin film having a thin-film active layer on a substrate, which is made of scaly graphite and has a sheet-like graphite having a crystal structure or a layer structure having anisotropy in the plane direction and the thickness direction of the substrate. In the method for manufacturing a solar cell, a step of partially adhering two graphite sheet substrates such that their first main surfaces are opposed to each other and a space is formed between the two overlapping substrates. , A source gas is caused to flow into the space, and each of the first of the two substrates is
And a step of forming a thin film on the main surface of the thin film solar cell.
【請求項7】 帯状のグラファイトシート基板を反応室
に順次送り込み、該基板上に薄膜状の活性層を有する薄
膜太陽電池を連続的に形成する薄膜太陽電池の製造方法
において、 上記基板上に活性層となる薄膜を成膜する成膜室の原料
ガス導入口から排気口までの距離を、原料ガス流量,流
速,及び分解速度に基づいて、導入される原料ガスの殆
どが排気口に達するまでの間に分解されるような長さに
設定した成膜室にて薄膜を形成することを特徴とする薄
膜太陽電池の製造方法。
7. A method for producing a thin-film solar cell, in which a strip-shaped graphite sheet substrate is sequentially fed into a reaction chamber to continuously form a thin-film solar cell having a thin-film active layer on the substrate. The distance from the raw material gas inlet to the exhaust outlet of the film forming chamber for depositing a thin film to form a layer is based on the raw material gas flow rate, flow velocity, and decomposition rate until most of the introduced raw material gas reaches the exhaust outlet. A method of manufacturing a thin-film solar cell, which comprises forming a thin film in a film-forming chamber set to have a length such that the thin-film solar cell is decomposed.
【請求項8】 基板上に薄膜状の活性層を有する薄膜太
陽電池を作製する薄膜太陽電池の製造方法において、 上記基板上に活性層となる薄膜を成膜する成膜室の排気
口に、原料ガス成分だけを透過させない手段を設けた成
膜室にて薄膜を形成することを特徴とする薄膜太陽電池
の製造方法。
8. A method of manufacturing a thin film solar cell having a thin film active layer on a substrate, comprising: an exhaust port of a film forming chamber for forming a thin film to be an active layer on the substrate; A method of manufacturing a thin film solar cell, comprising forming a thin film in a film forming chamber provided with a means that does not allow only a raw material gas component to pass therethrough.
【請求項9】 グラファイトシート基板の一方の主面上
に活性層となる半導体薄膜を有する薄膜太陽電池におい
て、 上記グラファイトシート基板の他方の主面に固着された
機械的強度の高い支持基体を備えたことを特徴とする薄
膜太陽電池。
9. A thin film solar cell having a semiconductor thin film as an active layer on one main surface of a graphite sheet substrate, comprising a support base having high mechanical strength fixed to the other main surface of the graphite sheet substrate. A thin-film solar cell characterized in that
【請求項10】 上記支持基体は安価な金属板からな
り、グラファイトシートの主面に金属ペーストにより接
着・焼成されていることを特徴とする請求項9記載の薄
膜太陽電池。
10. The thin-film solar cell according to claim 9, wherein the supporting base is made of an inexpensive metal plate, and is bonded and fired on the main surface of the graphite sheet with a metal paste.
【請求項11】 上記支持基体は金属級シリコン基板か
らなることを特徴とする請求項9記載の薄膜太陽電池。
11. The thin film solar cell according to claim 9, wherein the supporting substrate is made of a metal-grade silicon substrate.
【請求項12】 鱗状黒鉛を原料とし、その結晶構造ま
たは層構造が基板の面方向と厚さ方向に対し異方性を有
するシート状のグラファイトからなる基板上に薄膜状の
活性層を有する薄膜太陽電池の製造方法において、 グラファイトシート基板を、カーボンもしくはセラミッ
ク製の枠体を用いて、該グラファイトシート基板に張力
がかかるように固定する工程と、 グラファイトシート基板に張力がかかった状態で基板上
に活性層となる半導体薄膜を形成する工程とを含むこと
を特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
12. A thin film having a thin film-like active layer on a substrate, which is made of scaly graphite and has a sheet-like graphite whose crystal structure or layer structure has anisotropy in the plane direction and the thickness direction of the substrate. In the method of manufacturing a solar cell, a step of fixing a graphite sheet substrate using a frame body made of carbon or ceramic so that tension is applied to the graphite sheet substrate, and the graphite sheet substrate is placed on the substrate while the tension is applied. And a step of forming a semiconductor thin film to be an active layer, the method of manufacturing a thin film solar cell.
【請求項13】 半導体薄膜を形成する工程の後グラフ
ァイトシート基板の該半導体薄膜が形成された面とは逆
の面に安価な金属板を金属ペーストにより接着・焼成す
る工程を含むことを特徴とする請求項12記載の薄膜太
陽電池の製造方法。
13. A step of adhering and firing an inexpensive metal plate with a metal paste on the surface of the graphite sheet substrate opposite to the surface on which the semiconductor thin film is formed after the step of forming the semiconductor thin film. The method for manufacturing a thin film solar cell according to claim 12.
【請求項14】 活性層となる半導体薄膜を形成する工
程に先だって、グラファイトシート基板の該半導体薄膜
が形成される面とは逆の面にプラズマ溶射により金属級
シリコン層を形成する工程を含むことを特徴とする請求
項12記載の薄膜太陽電池の製造方法。
14. A step of forming a metallurgical grade silicon layer by plasma spraying on the surface of the graphite sheet substrate opposite to the surface on which the semiconductor thin film is formed, prior to the step of forming the semiconductor thin film as the active layer. 13. The method for manufacturing a thin film solar cell according to claim 12.
【請求項15】 鱗状黒鉛を原料とし、その結晶構造ま
たは層構造が基板の面方向と厚さ方向に対し異方性を有
するシート状のグラファイトからなる基板上に薄膜状の
活性層を有する薄膜太陽電池の製造方法において、 グラファイトシート基板を、窪みを有する鋳型上に該窪
みの形状に沿って配置し、グラファイトシートで覆われ
た上記窪みに金属級シリコン粉末を充填した状態で加熱
した後冷却し、上記金属級シリコン粉末を溶融固化させ
て、グラファイトシート基板の裏面に金属級シリコン基
板が固着された耐熱基板を形成する工程と、 上記耐熱基板の上記グラファイトシート基板表面上に活
性層となる半導体薄膜を形成する工程とを含むことを特
徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
15. A thin film having a thin film-like active layer on a substrate made of scaly graphite as a raw material, and made of sheet-like graphite having a crystal structure or a layer structure having anisotropy in the plane direction and the thickness direction of the substrate. In the method for manufacturing a solar cell, a graphite sheet substrate is placed on a mold having a depression along the shape of the depression, and the depression covered with the graphite sheet is heated in a state of being filled with a metal-grade silicon powder and then cooled. Then, a step of melting and solidifying the metal-grade silicon powder to form a heat-resistant substrate having a metal-grade silicon substrate fixed to the back surface of the graphite sheet substrate, and forming an active layer on the surface of the graphite sheet substrate of the heat-resistant substrate. And a step of forming a semiconductor thin film.
【請求項16】 炭素を主成分とする基板と、 該基板上に設けられた第1のシリコン層と、 該第1のシリコン層上に設けられた、所定のパターンの
開口部を有する絶縁層と、 該絶縁層上に上記開口部において上記第1のシリコン層
と接するように設けられた第2のシリコン層とを備えた
ことを特徴とする薄膜太陽電池。
16. A substrate containing carbon as a main component, a first silicon layer provided on the substrate, and an insulating layer provided on the first silicon layer and having an opening of a predetermined pattern. And a second silicon layer provided on the insulating layer so as to be in contact with the first silicon layer at the opening, and a thin film solar cell.
【請求項17】 炭素を主成分とする基板上に第1のシ
リコン層を形成する工程と、 該第1のシリコン層上に所定のパターンの開口部を有す
る絶縁層を形成する工程と、 該絶縁層の上に上記開口部において上記第1のシリコン
層と接するように第2のシリコン層を形成する工程を有
することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
17. A step of forming a first silicon layer on a substrate containing carbon as a main component, a step of forming an insulating layer having openings of a predetermined pattern on the first silicon layer, A method of manufacturing a thin-film solar cell, comprising the step of forming a second silicon layer on the insulating layer so as to contact the first silicon layer at the opening.
【請求項18】 上記第1のシリコン層を形成する工程
において、前記第1のシリコン層の形成後にその上に非
晶質シリコン層を設け、かつ上記絶縁層を形成する工程
において、上記非晶質シリコン層上の全面に前記に、開
口部を設ける箇所にレーザビームを照射して、前記絶縁
層にパターンを形成することを特徴とする請求項17に
記載の太陽電池の製造方法。
18. The amorphous silicon layer is provided on the first silicon layer after the first silicon layer is formed in the step of forming the first silicon layer, and the amorphous layer is formed in the step of forming the insulating layer. 18. The method for manufacturing a solar cell according to claim 17, wherein a pattern is formed on the insulating layer by irradiating a laser beam on a place where an opening is to be formed on the entire surface of the quality silicon layer.
【請求項19】 耐熱基板上に活性層となる多結晶シリ
コン薄膜層が形成された薄膜太陽電池において、 上記耐熱基板として凹凸構造を有するグラファイトシー
トを用いたことを特徴とする薄膜太陽電池。
19. A thin film solar cell in which a polycrystalline silicon thin film layer serving as an active layer is formed on a heat resistant substrate, wherein a graphite sheet having an uneven structure is used as the heat resistant substrate.
【請求項20】 表面に凹凸構造を有するグラファイト
シート基板を形成する工程と、 該基板上に多結晶シリコン薄膜からなる活性層を形成す
る工程とを含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方
法。
20. A method of manufacturing a thin-film solar cell, comprising: a step of forming a graphite sheet substrate having an uneven structure on its surface; and a step of forming an active layer made of a polycrystalline silicon thin film on the substrate. ..
【請求項21】 酸処理により純化・発泡した鱗状黒鉛
を凹凸面を有するローラでプレスすることによって凹凸
構造を有するグラファイトシート基板を形成することを
特徴とする請求項20記載の薄膜太陽電池の製造方法。
21. The production of a thin film solar cell according to claim 20, wherein a graphite sheet substrate having an uneven structure is formed by pressing scaly graphite purified and foamed by an acid treatment with a roller having an uneven surface. Method.
【請求項22】 平坦なグラファイトシートを凹凸面を
有するローラでプレスすることによって凹凸構造を有す
るグラファイトシート基板を形成することを特徴とする
請求項20記載の薄膜太陽電池の製造方法。
22. The method for producing a thin film solar cell according to claim 20, wherein a graphite sheet substrate having an uneven structure is formed by pressing a flat graphite sheet with a roller having an uneven surface.
【請求項23】 帯状の形状の第1の基板上へ半導体膜
の成膜を行う工程と、上記半導体膜にpn接合を形成す
る工程と、上記半導体膜に第2の基板を接着する工程
と、上記半導体膜を上記第1の基板から分離する工程と
を含み、上記第1の基板をその長さ方向に順次移動させ
ながら上記各工程を連続的に実施することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
23. A step of forming a semiconductor film on a strip-shaped first substrate, a step of forming a pn junction in the semiconductor film, and a step of adhering a second substrate to the semiconductor film. And a step of separating the semiconductor film from the first substrate, wherein the steps are continuously performed while sequentially moving the first substrate in the length direction thereof. Production method.
【請求項24】 導電性基板上に形成された薄膜半導体
層を有する太陽電池セルを、その表面側に配された電流
収集用の金属リード線と隣接する薄膜太陽電池セルの基
板とを接続することにより複数の太陽電池セルを連結し
た構造を有する薄膜太陽電池において、 上記金属リード線の一部を隣接するセルの基板の一部に
貫通もしくは侵入せさて、接続が行われていることを特
徴とする薄膜太陽太陽電池。
24. A solar battery cell having a thin film semiconductor layer formed on a conductive substrate is connected to a current collecting metal lead wire arranged on the surface side thereof and an adjacent substrate of the thin film solar battery cell. Thus, in a thin-film solar cell having a structure in which a plurality of solar cells are connected, a part of the metal lead wire is penetrated or penetrated into a part of a substrate of an adjacent cell to make a connection. And thin-film solar cells.
【請求項25】 上記導電性基板はグラファイトシート
であることを特徴とする請求項24記載の薄膜太陽電
池。
25. The thin film solar cell according to claim 24, wherein the conductive substrate is a graphite sheet.
【請求項26】 上記導電性基板はアルミからなること
を特徴とする請求項24記載の薄膜太陽電池。
26. The thin film solar cell according to claim 24, wherein the conductive substrate is made of aluminum.
【請求項27】 導電性基板上に形成された薄膜半導体
層を有する太陽電池セルを、その表面側に配された電流
収集用の金属リード線と隣接する薄膜太陽電池セルの基
板とを接続することにより複数の太陽電池セルを連結し
た構造を有する薄膜太陽電池を製造する方法において、 上記表面側に配されたリード線の先端部を屈曲させる工
程と、 隣接するセルの基板の所定の位置に、この屈曲部先端を
当接させ加圧する工程とを含むことを特徴とする薄膜太
陽電池の製造方法。
27. A solar cell having a thin film semiconductor layer formed on a conductive substrate is connected to a current collecting metal lead wire arranged on the surface side thereof and a substrate of the thin film solar cell adjacent thereto. In the method of manufacturing a thin-film solar cell having a structure in which a plurality of solar cells are connected by bending the tip of the lead wire arranged on the surface side, and at a predetermined position of the substrate of the adjacent cells And a step of bringing the tip of the bent portion into contact with each other to pressurize the bent portion.
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