JPH0653531A - 光電変換装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ジュール損失および光の損
失がともに小さく抑えられ、光電変換効率が向上された
光電変換装置およびその製造方法を提供することであ
る。 【構成】 本発明の光電変換装置１００は、ｐ型半導体
基板１０とｎ型半導体層２０とからｐｎ接合が形成さ
れ、ｎ型半導体層２０表面に主電極２および複数の副電
極１が配設される。前記副電極１の各部分の厚さは、主
電極１から最も離れた部分で最小であり、主電極１に近
づくにしたがって厚くなるように形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、受光面に電極を備える
光電変換装置に関し、特に、光電変換効率を改善した光
電変換装置の受光面の電極形状およびその製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、従来の典型的な光電変換装置
の一例である太陽電池セルの構造を示す斜視図である。

【０００３】図１２に示すように、ｐ型半導体基板１０
の主面に、ｎ型半導体層２０が形成されている。さら
に、ｎ型半導体層２０に接続されるように受光面側電極
１３が配設されている。

【０００４】ｐ型半導体基板１０とｎ型半導体層２０と
からなるｐｎ接合内部で光電変換された電流は、この受
光面側電極１３により取出され外部負荷に供給される。

【０００５】上記のような構造を有する太陽電池セル３
０に光が照射されると、受光面側電極１３上に注がれた
光は反射され、ｐｎ接合内部へは到達しないので、光電
変換には寄与せず、光の損失となっていた。

【０００６】このような太陽電池セル３０の光電変換効
率を高くするには、受光面における受光面側電極１３の
占有面積をできる限り小さくし、光の損失を抑える必要
があった。

【０００７】しかしながら、ｎ型半導体層２０の不純物
拡散濃度を低くし、ｎ型半導体層２０の電気抵抗を大き
くすると、受光面全体に受光面側電極１３を狭い間隔で
配置しなければならなくなる。

【０００８】そこで、比較的受光面積の小さい太陽電池
セルでは、図１３に示すように、微細な複数の副電極１
１を受光面全体に等間隔に配置し、その副電極１１の一
方端部に接続するように、幅の広い主電極１２を受光面
の一端に配置していた。

【０００９】また、受光面内部に副電極のみを配置した
だけでは、副電極内でのジュール損失が大きくなってし
まうような、受光面積の大きい太陽電池セルでは、図１
４に示すように、複数の主電極１２を等間隔に配置し、
各主電極１２の両側に複数の副電極１１を配置してい
た。

【００１０】図１３および図１４に示すような従来の太
陽電池セル３０，３５の受光面側電極１３は、次のよう
にして形成されていた。

【００１１】まず、受光面となるｎ型半導体層２０の主
面全面に、厚み７μｍ程度のレジスト膜を形成する。次
に、副電極および主電極を形成したい所定の領域をパタ
ーニングし、電極を形成したい部分のレジスト膜を選択
的に除去する。

【００１２】さらに、真空蒸着法を用いて、およそ５μ
ｍ程度の金属層を堆積する。これは、堆積する金属層の
厚みがこれ以上になると、リフトオフが困難になってし
まうからである。

【００１３】その後、リフトオフを行ない、ｎ型半導体
層２０上の不要な不分の金属層をレジスト膜とともにす
べて除去し、受光面上に厚み５μｍ程度の電極層を形成
する。 この電極層に、電解めっきを行ない、およそ１
０μｍ程度の厚みを有する受光面側電極１３を形成して
いた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来法
により形成される受光面側電極１３には次のような問題
があった。

【００１５】図１５は、図１３あるいは図１４の点線枠
１０１で囲まれた部分の副電極１１および主電極１２の
一部の形状を示す拡大図である。

【００１６】従来のめっき法では、副電極１１の厚みを
大きくしようとすると、同時に副電極１１の幅も大きく
なってしまう。このため、図１５に示すように、副電極
１１の点Ｃ付近は電流値が小さい部分であるにもかかわ
らず、必要以上に断面積Ｓ′ ₁ が大きくなっていた。ま
た、副電極１１の点Ｄ付近は電流値が大きい部分であ
り、それに見合う十分な断面積Ｓ′₂ を得るため、電極
の幅がかなり広く採られていた。

【００１７】この結果、従来の太陽電池セル３０では、
受光面に占める副電極１１の面積が大きくなり、光の損
失が多くなっていた。

【００１８】そこで、めっきによる電極の幅の広がり分
を予め考慮して、薄い電極層をより薄く形成しておくこ
とが考えられたが、現在までのところ薄い電極層の幅を
１μｍ以下に形成することはかなり困難である。

【００１９】このように太陽電池セルでは、光の損失を
できるだけ抑制するために副電極１１の幅を可能な限り
狭くする必要がある一方で、副電極内部のジュール損失
をできるだけ小さくするためには、副電極１１の断面積
を十分確保する必要があった。

【００２０】しかしながら、この要求を同時に満たし得
る受光面側電極を備えた太陽電池セルは従来の製造方法
では実現化できなかった。

【００２１】この発明は、上記の課題を解決するために
なされたものであって、光の損失およびジュールの損失
が共に小さく抑えられることによって光電変換効率が向
上された光電変換装置およびその製造方法を提供するこ
とを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る光電変
換装置は、導電性材料で構成された少なくとも１つの主
電極と、導電性材料で構成され、主電極に接続される複
数の副電極とを備える。この光電変換装置は、副電極の
各々の厚さが、主電極から最も離れた部分で最小であ
り、主電極に近づくにしたがって厚くなっていることを
特徴とする。

【００２３】この発明において、副電極の各々の厚さと
は、光電変換装置の受光面から副電極の各々の部分で最
も高い地点までの高さを言うものとする。

【００２４】この発明において、光電変換装置は、光量
子で励起された自由キャリアの半導体接合内での動きを
利用することにより光量子エネルギを電気エネルギある
いは電気信号に変換可能な装置であって、たとえば、太
陽電池セル、光センサ、光結合素子の受光部等とするこ
とができる。

【００２５】第２の発明に係る光電変換装置の製造方法
は、少なくとも１つの主電極と、主電極に接続される複
数の副電極とを備える光電変換装置の製造方法である。
この光電変換装置の製造方法では、複数の副電極が形成
されるべき部分に予め薄い電極を形成し、薄い電極に金
属材料をめっきするに際し、めっき液中に薄い電極を浸
漬する時間を最終的に形成したい副電極の各部分の厚さ
に応じながら変化させることを特徴とする。

【００２６】この発明においては、薄い電極に金属材料
でめっきするに際し、電解めっき法あるいは無電解めっ
き法を用いることができる。ただし、電解めっき法の方
が無電解めっき法に比べ、めっき処理速度が速くより好
ましい。

【００２７】この発明において、薄い電極にめっきする
金属材料としては、銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ），金（Ａ
ｕ）等の純金属あるいははんだ，金合金等を用いること
ができる。

【００２８】この発明において、めっき液は薄い電極に
めっきしたい金属イオンを含む電解液とすることができ
る。

【００２９】

【作用】第１の発明に係る光電変換装置では、副電極の
各々の部分の厚さが、すべて一様な厚さには形成され
ず、主電極から最も離れた部分で最小となり、主電極に
近づくにしたがって大きくなるように形成されている。

【００３０】このため、電流量が最も小さくなる、主電
極から最も離れた部分では、電流量に応じて副電極の断
面積が必要最低限に抑えられている。

【００３１】一方、電流量が大きくなる主電極に近い部
分では、一定の断面積が確保されつつ、従来よりも副電
極の幅が大幅に低減されている。

【００３２】これは、副電極の厚さが順次大きくなるよ
うに形成されることで、副電極の幅を増大しなくとも、
電流量に応じた十分な断面積を容易に確保することがで
きるからである。

【００３３】このように、副電極の幅が小さく抑えられ
ることで、受光面に占める副電極の面積が縮小される。
この結果、ジュール損失が小さくできるとともに、光の
損失を最低限に抑えることができる。したがって、光電
変換装置の性能特性が改善され、光電変換効率が向上す
る。

【００３４】第２の発明に係る光電変換装置の製造方法
では、複数の副電極が形成されるべき部分に予め薄い電
極を形成しておき、めっき液中に薄い電極を浸漬する時
間を変化させることで、形成したい副電極の各部分の厚
さを自在に変えることができる。

【００３５】このため、この光電変換装置の製造方法に
したがって、主電極から最も離れた部分で厚さが最小と
なり、また主電極に近づくにしたがって厚さが順次大き
くなるように、薄い電極をめっき液に浸漬する時間を変
化させてめっきを行なえば、第１の発明に従う光電変換
装置の複数の副電極を再現性よく受光面上に形成するこ
とができる。

【００３６】第２の発明において、薄い電極は、金属を
レジストパターン上に真空蒸着した後リフトオフするこ
とで形成されてもよく、また、真空蒸着を用いて形成し
た金属をエッチング法によりパターニングすることで形
成されてもよい。また、必要な箇所以外をレジスト膜で
覆った後無電解めっき法を用いて形成されてもよい。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００３８】図１は、本発明の第１の実施例に従う太陽
電池セルの構造を示す斜視図であり、図１２に示した従
来の太陽電池セルと同一部分については、同一符号で示
される。さらに、図２は、図１に示した太陽電池セルの
受光面を示す正面図である。

【００３９】図１に示すように、ｐ型半導体基板１０の
主面に、ｎ型半導体層２０が形成されている。また、ｐ
型半導体基板１０の背面にアルミニウム（Ａｌ）が蒸着
され、背面電極１４が形成されている。さらに、ｎ型半
導体層２０に接続されるように受光面側電極３が配設さ
れている。

【００４０】この受光面側電極３は、図２に示すよう
に、受光面全体に配置された微細な複数の副電極１と、
複数の副電極１の一方端に接続され、受光面の一端に配
置された主電極２とからなる。

【００４１】図３は、図２に示した点線枠１０２で含ま
れた部分の副電極１および主電極２の一部の形状を示す
拡大図である。

【００４２】図３に示すように、本実施例の太陽電池セ
ル１００の副電極１は、主電極２から最も離れた点Ａ付
近で、電極の幅および厚みがともに最小となるように形
成されており、小さい電流量に応じて断面積Ｓ₁ が必要
最低限の大きさに留められている。

【００４３】主電極２から最も離れた点Ａ付近では、た
とえば、電極の厚みはおよそ０．１〜５μｍ程度に、電
極の幅はおよそ２〜１０μｍ程度に形成されている。

【００４４】また、副電極１は、主電極２に近づくにし
たがって、電極の幅が広くなるとともに電極の厚みが順
次厚くなるように形成されている。

【００４５】その結果、主電極２に近い点Ｂ付近では、
たとえば、電極の厚さはおよそ１０〜１００μｍ程度
に、電極の幅はおよそ１０〜１００μｍ程度に形成さ
れ、大きな電流量に応じて十分な断面積Ｓ₂ が確保され
ている。

【００４６】このように、本実施例の太陽電池セル１０
０の副電極１と、図１６に示した従来の太陽電池セル３
０の副電極１１とを比べると、副電極の各々の幅がより
小さく抑えられていることがわかる。

【００４７】上記のような形状を有する副電極１が複数
個受光面上に配設された太陽電池セル１００では、図１
６に示した副電極１１が複数個受光面に配設された従来
の太陽電池セル３０に比べて、受光面に占める受光面側
電極の面積が１％程度も低減されている。

【００４８】次に、上述した第１の実施例に従う太陽電
池セル１００の製造方法の一例について簡単に説明す
る。

【００４９】まず、ｐ型半導体基板１０の表裏両面に、
ｎ型半導体層を形成するため、リン（Ｐ）を拡散する。
次に、背面に形成されたｎ型半導体層をエッチングによ
り除去し、図４に示すようにｐｎ接合を有するｐ型半導
体基板１０およびｎ型半導体層２０を形成する。

【００５０】さらに、図５に示すように、ｎ型半導体層
２０表面上にレジスト膜１８をパターン形成する。

【００５１】次に、図６に示すように、ｎ型半導体層２
０表面に、真空蒸着法を用いて、チタン（Ｔｉ）０．０
５μｍ、銀（Ａｇ）５μｍを順に蒸着し、金属層１９を
形成する。

【００５２】ここでは、金属層１９は、チタン（Ｔｉ）
および銀（Ａｇ）から形成するものとしたが、アルミニ
ウム（Ａｌ）のみから形成されてもよく、また、チタン
（Ｔｉ）、パラジウム（Ｐｄ）および銀（Ａｇ）を積層
して形成されてもよい。また、真空蒸着法を用いる代わ
りに、無電解めっき法等を用いて金属層１９を形成して
もよい。

【００５３】さらに、図７に示すように、不要な部分の
金属層１９をレジスト膜１８とともにリフトオフし、こ
れにより副電極および副電極および主電極を形成したい
所定の領域に薄い電極層２１をパターン形成する。

【００５４】上記のようにして形成した薄い電極層２１
は、厚み５μｍ、幅１０μｍとなっている。

【００５５】本実施例において薄い電極層２１は金属を
レジストパターン上に真空蒸着した後リフトオフするこ
とで形成したが、真空蒸着した金属をエッチングにより
パターニングすることで形成してもよく、また、必要な
箇所以外をレジスト膜で覆った後無電解めっき法を用い
て形成してもよい。

【００５６】次に、ｐ型半導体基板の背面にアルミニウ
ム（Ａｌ）を真空蒸着することにより背面電極を形成す
る。

【００５７】さらに、薄い電極層２１が形成されたｎ型
半導体層２０の表面に塩酸処理を施し、酸化物成分をす
べて除去する。またさらに、薄い電極層２１が形成され
たｎ型半導体層２０の表面にアセトン等の有機溶剤洗浄
を施して、油脂成分をすべて除去する。

【００５８】上記のような前処理を施した後、図８に示
すようなめっき装置８５を用いて、受光面に形成された
薄い電極層２１に電解めっき処理を行なう。この電解め
っき処理について次に詳しく説明する。

【００５９】図８に示すように、めっき装置８５には、
電源４０および電流計４１が直列に接続されている。

【００６０】めっき槽９が用意され、めっき槽９には、
硫酸銅（ＣｕＳＯ₄ ）溶液からなるめっき液７が収容さ
れている。めっき液７のｐＨを約１．５前後に調整す
る。

【００６１】電極は、銅（Ｃｕ）板を陽極６とし、受光
面に形成された薄い電極層２１を陰極とする。陽極の浸
漬面積は陰極面積の約２倍となるようにする。

【００６２】電解を行なうことにより、この薄い電極層
２１表面にＣｕを析出させるものとする。

【００６３】また、陰極となる薄い電極層２１が受光面
に形成された、５ｃｍ角の太陽電池セル１００を安定的
に固定するためのホルダ２３が設置されている。このホ
ルダ２３は、ワイヤ２６を介して、ホルダ引上げ装置２
４に懸吊されている。このホルダ引上げ装置２４による
ワイヤ２６の巻取りを調節することで、ホルダ２３の垂
直方向の位置を自在に変えることができる。

【００６４】電解めっき処理を行なう際には、めっき液
７の温度を２５℃程度に維持し、陽極６および陰極とな
る薄い電極層２１をめっき液７中に浸漬する。

【００６５】次に、陽極６と薄い電極層２１との間に電
圧を印加し、１０〜１００ｍＡ（電解めっき処理のため
の陰極電流密度を１０Ａ／ｄｍ² 程度とする）の範囲の
電流が流れるように操作して、薄い電極層２１にめっき
処理を開始する。

【００６６】電解めっき処理開始と同時に、太陽電池セ
ル１００が固定されたホルダ２３をホルダ引上げ装置２
４によって矢印８０の方向に所定の速度で静かに引上げ
る。このホルダ２３の引上げによって、薄い電極層２１
がめっき液７中から順次引上げられる。この薄い電極層
２１の引上げによって、薄い電極層２１においては次の
ように金属層が形成される。

【００６７】図９（ａ）に示すように、めっき液７に薄
い電極層２１が完全に浸漬しているとき、薄い電極層２
１の表面を覆うように、金属が析出し、薄い金属膜３１
が形成される。

【００６８】次に、図９（ｂ）に示すように、薄い電極
層２１の一部がめっき液７の水面上に引上げられると、
めっき液７から引上げられた部分では、めっきが進行せ
ず金属がそれ以上析出しなくなるため、引上げられた部
分の薄い金属膜３１′はそれ以上成長しない。一方、め
っき液７中に浸漬している部分では、先に形成された薄
い金属膜３１上に金属が引続いて析出し、金属膜３１が
さらに成長する。

【００６９】このように、一定の速度で薄い電極層２１
を順次めっき液７から引上げながら電解めっき処理を行
なうと、図９（ｃ）に示すように、めっき液７中に浸漬
されている時間が短くなる上方部ほど幅および厚みがと
もに小さく、めっき液７中に浸漬されている時間が長く
なる下方部ほど幅および厚みがともに大きくなるように
金属層が形成される。

【００７０】本実施例では、ホルダ引上げ装置を用いて
引上げを行なったが、手動により引上げを行なってもよ
い。

【００７１】さらに、電解めっき処理を行なう際に、め
っきするべき金属層の表面積に応じて、電流量を制御す
れば、副電極１の各々の断面積を精度よく制御すること
ができる。電流量の制御は電源電圧を変えることによっ
て行なうことができる。

【００７２】この電流量の制御をコンピュータ等により
自動化すれば、めっき処理速度を自在に調節することが
できるとともに、所望の断面積を有する受光面側電極を
ｎ型半導体層２０上に再現性よく形成することができ
る。

【００７３】このようにして、めっき装置８５を用い
て、薄い電極層２１から、複数の副電極１および１本の
主電極２を形成する。

【００７４】また、電解めっき処理により形成された複
数の副電極１および１本の主電極２にディップ法により
半田をコーティングすればさらに好ましい。

【００７５】電解めっき処理終了後、ｎ型半導体層２０
の表面を十分に水洗し乾燥させる。上述のようにして、
主電極２から最も離れた先端部で、厚み５μｍ、幅１０
μｍとなり、主電極２に近い末端部で、厚み１５μｍ、
幅３０μｍとなるように、主電極２に近づくにしたがっ
て厚み、幅が順次大きくなる副電極１が複数個受光面上
に形成された太陽電池セル１００を製造することができ
る。

【００７６】本実施例においては、電極を形成するめっ
き材料として銅（Ｃｕ）を用いたが、銀（Ａｇ）、金
（Ａｕ）、あるいははんだ、金合金等を用いてもよい。

【００７７】第１の実施例に従う太陽電池セル１００の
性能特性を、図１３に示す従来の太陽電池セル３０の性
能特性と比較すれば、受光面側電極の占有率が低減され
たことで電流値が約１．１％向上し、受光面側電極のジ
ュール損失が低減されたことで曲線因子（Ｆ．Ｆ．）が
約２．７％も向上した。

【００７８】次に、図１１は、本発明の第２の実施例に
従う太陽電池セルの受光面を示す正面図である。

【００７９】図１０の太陽電池セル１０５は、受光面内
部に副電極のみを配置しただけでは、副電極内でのジュ
ール損失が大きくなってしまう受光面積の大きい太陽電
池セルの一例である。

【００８０】図１０に示すように、第２の実施例に従う
太陽電池セル１０５では、図２に示すような受光面積の
小さい太陽電池セル１００と異なり、受光面内部に複数
の副電極１のみならず、複数の主電極２が配設されてい
る。

【００８１】次に、このような太陽電池セル１０５を製
造する製造方法の一例について簡単に説明する。

【００８２】まず、ｐ型半導体基板の表裏両面に、ｎ型
半導体層を形成するため、リン（Ｐ）を拡散する。次に
裏面に形成されたｎ型半導体層をエッチングにより除去
し、ｐ型半導体基板およびｎ型半導体層を形成する。

【００８３】このｎ型半導体層表面上にレジスト膜をパ
ターン形成する。さらにｎ型半導体層上に真空蒸着法を
用いて、チタン（Ｔｉ）０．０５μｍ、銀（Ａｇ）５μ
ｍを順に蒸着し、金属層を形成する。

【００８４】ここでは、金属層は、チタン（Ｔｉ）およ
び銀（Ａｇ）から形成するものとしたが、アルミニウム
（Ａｌ）のみから形成されてもよく、またチタン（Ｔ
ｉ）、パラジウム（Ｐｄ）および銀（Ａｇ）を積層して
形成されてもよい。

【００８５】第１の実施例と同様の方法で、副電極およ
び主電極を形成したい所定の領域に、厚み５μｍ、幅１
０μｍの薄い電極層を形成する。

【００８６】次に、薄い電極層が形成されたｎ型半導体
層２０の表面に、第１の実施例と同様の適当な前処理を
施した後、図１２に示すようなめっき装置９５を用い
て、薄い電極層に電解めっき処理を行なう。この電解め
っき処理について次に詳しく説明する。

【００８７】図１１に示すように、めっき装置９５に
は、電源４０および電流計４１が直列に接続されてい
る。

【００８８】めっき槽９が用意され、めっき槽９には、
硫酸銅（ＣｕＳＯ₄ ）溶液からなるめっき液７が収容さ
れている。めっき液７のｐＨを約１．５前後に調整す
る。

【００８９】電極は、銅（Ｃｕ）板を陽極６とし、受光
面に形成された薄い電極層（図示せず）を陰極とする。
陽極の浸漬面積は陰極面積の約２倍となるようにする。

【００９０】電解を行なうことにより、この薄い電極層
表面にＣｕを析出させるものとする。

【００９１】また、陰極となる薄い電極層が受光面に形
成された、１０ｃｍ角の太陽電池セル１０５を安定的に
固定するためのホルダ３３が設置されている。

【００９２】このホルダ３３は、めっき槽９に覆い被さ
るように組立てられたガイド２５上に設けられるホルダ
移動装置３４によって保持され、かつホルダ移動装置３
４によって水平方向の位置を自在に変えることができ
る。

【００９３】また、めっき槽９内には、めっき液７に流
れを生じさせるための装置１５が設けられている。この
めっき液７に流れを生じさせるための装置１５により矢
印７０の方向にめっき液７を一定の速度で循環させるこ
とができる。

【００９４】さらに、めっき槽９内には、液面を盛り上
げるための装置８も設けられている。この液面を盛り上
げるための装置８は、傾斜角度をもち、めっき液７と化
学的に反応性のない素材から製作される。この液面を盛
り上げるための装置８によって、めっき液７の液面があ
る所定の領域だけ他の領域よりも高く盛り上げられる。

【００９５】陰極となる薄い電極層が受光面に形成され
た、１０ｃｍ角の太陽電池セル１０５をホルダ３３に設
置し、この液面の盛り上がった領域が陰極となる薄い電
極層の所定の部分に接するように、ホルダ３３の垂直方
向および水平方向の位置を調節する。

【００９６】電解めっき処理を行なう際には、めっき液
７の温度を２５℃程度に維持し、陽極６をめっき液７中
に浸漬する。

【００９７】次に、陰極６と薄い電極層との間に電圧を
印加し、１０〜４００ｍＡ（電解めっき処理のための陰
極電流密度を１０Ａ／ｄｍ² 程度とする）の範囲の電流
が流れるように操作して、薄い電極層にめっき処理を開
始する。

【００９８】電解めっき処理開始と同時に、ホルダ移動
装置３４によって、めっき液７の液面の盛り上がった領
域に薄い電極層の各部分が順次接触するように、ホルダ
３３を矢印９０の方向に所定の速度で移動させる。

【００９９】めっき装置９５では、ホルダ３３の移動速
度を調節し、薄い電極層の各部分がめっき液７に接触す
る時間を制御することで、形成される金属層の厚みおよ
び幅を自在に変えることができる。

【０１００】たとえば、ホルダ３３の移動速度を遅くす
れば、薄い電極層のある一部分がめっき液７に接触する
時間が長くなり、その部分に形成される金属層の厚みお
よび幅がともに大きくなる。一方、ホルダ３３の移動速
度を速くすれば、薄い電極層のある一部分がめっき液７
に接触する時間が短くなり、その部分に形成される金属
層の厚みおよび幅がともに小さくなる。

【０１０１】さらに電解めっき処理を行なう際に、めっ
きするべき金属層の表面積に応じて電流量を制御すれ
ば、副電極の各々の断面積を精度よく制御することがで
きる。電流量の制御は電源電圧を変えることによって行
なうことができる。

【０１０２】この電流量の制御をコンピュータ等により
自動化すれば、めっき処理速度を自在に調節することが
できるとともに、所望の断面積を有する受光面側電極を
ｎ型半導体層上に再現性よく形成することができる。

【０１０３】このようにして、めっき装置９５を用い
て、薄い電極層から、複数の副電極１および複数の主電
極２を形成する。

【０１０４】また、電解めっき処理により形成された複
数の副電極１および複数の主電極２にディップ法により
半田をコーティングすればさらに好ましい。

【０１０５】電解めっき処理終了後、ｎ型半導体層の表
面を十分に水洗し乾燥させる。ｎ型半導体層の表面に、
熱拡散法を用いて、反射防止膜となるシリコン酸化膜を
形成する。

【０１０６】上述のようにして、主電極２から最も離れ
た先端部で、厚み５μｍ、幅１０μｍとなり、主電極２
に近い末端部で、厚み１５μｍ、幅３０μｍとなるよう
に主電極２に近づくに従って厚み、幅が順次大きくなる
副電極１が受光面上に形成された、第２の実施例に従う
太陽電池セル１０５を製造することができる。

【０１０７】第２の実施例においては、めっき液７の横
方向への流れの一部を上方へ変えるめっき装置を用いた
が、真上に流れを生じさせる装置とその流れを整えるガ
イドを有した噴流式のめっき装置を用いてめっき処理を
行なってもよい。

【０１０８】また、第２の実施例に従う太陽電池セル１
０５の性能特性を、図１５に示す従来の太陽電池セル３
５の性能特性と比較すれば、受光面電極の占有率が低減
されたことで電流値が約０．７％向上し、受光面電極の
ジュール損失が低減されたことで曲線因子（Ｆ．Ｆ．）
が約３．８％も向上した。

【０１０９】なお、上記の第１および第２の実施例は、
太陽電池セルを用いて本発明の光電変換装置およびその
製造方法の代表的な例について説明するものであって、
本発明を限定するものではない。たとえば、本発明を太
陽電池表面の構造が光の表面反射を少なくする凹凸構造
を有するものや、反射防止膜を有するものにも応用する
ことができる。また、本発明は光センサ、光結合素子の
受光部等にも応用することができる。

【０１１０】

【発明の効果】本発明によれば、光電変換装置の副電極
の各々の厚さが、主電極から最も離れた部分で最小であ
り、主電極に近づくにしたがって厚くなっているので、
副電極内部でのジュール損失を増大することなしに、副
電極の幅をより小さく抑えることができる。その結果、
光電変換装置の受光面に占める電極の面積が低減され、
光の損失が抑制されることで光電変換装置の光電変換効
率が向上する。

【０１１１】さらに、本発明によれば主電極の厚みを大
きくできることでジュール損失が低減され、光電変換装
置の光電変換効率が向上する。

【０１１２】また、本発明の光電変換装置の製造方法を
用いれば、高い光電変換効率を有する光電変換装置を再
現性よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に従う太陽電池セルの構
造を示す斜視図である。

【図２】図１に示した太陽電池セルの受光面を示す平面
図である。

【図３】図２に示した点線枠１０２で囲まれた部分の副
電極および主電極の一部の形状を示す拡大図である。

【図４】本発明の第１の実施例に従う薄い電極層の第１
の製造工程を示す断面図である。

【図５】本発明の第１の実施例に従う薄い電極層の第２
の製造工程を示す断面図である。

【図６】本発明の第１の実施例に従う薄い電極層の第３
の製造工程を示す断面図である。

【図７】本発明の第１の実施例に従う薄い電極層の第４
の製造工程を示す断面図である。

【図８】本発明の第１の実施例に従う太陽電池セルの製
造に用いるめっき装置を示す斜視図である。

【図９】図８に示しためっき装置における電解めっき処
理の進行状況を示す図である。

【図１０】本発明の第２の実施例に従う太陽電池セルの
受光面を示す平面図である。

【図１１】本発明の第２の実施例に従う太陽電池セルの
製造に用いる他のめっき装置を示す斜視図である。

【図１２】従来の典型的な太陽電池セルの構造を示す斜
視図である。

【図１３】図１３に示す従来の太陽電池セルの受光面を
示す平面図である。

【図１４】従来の他の太陽電池セルの受光面を示す平面
図である。

【図１５】図１３あるいは図１４に示した点線枠１０１
で囲まれた部分の副電極および主電極の一部の形状を示
す拡大図である。

【符号の説明】

１ 副電極 ２ 主電極 ３ 受光面側電極 ６ 陽極 ７ めっき液 ８ 液面を盛り上げるための装置 ９ めっき槽 １４ 背面電極 １５ 流れを生じさせるための装置 １８ レジスト層 １９ 金属層 ２１ 薄い電極層 ２３，３３ ホルダ ２４，３４ ホルダ移動装置 ２５ ガイド ２６ ワイヤ ４０ 電源 ４１ 電流計 ７０ めっき液の流れ方向 ８０，９０ 移動方向 １００，１０５ 太陽電池セル １０２ 点線枠 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 諭 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性材料で構成された少なくとも１つ
   の主電極と、 導電性材料で構成され、前記主電極に接続される複数の
   副電極とを備える光電変換装置であって、 前記副電極の各々の厚さが、前記主電極から最も離れた
   部分で最小であり、前記主電極に近づくにしたがって厚
   くなっていることを特徴とする光電変換装置。
2. 【請求項２】 少なくとも１つの主電極と、 前記主電極に接続される複数の副電極とを備える光電変
   換装置の製造方法であって、 前記複数の副電極が形成されるべき部分に予め薄い電極
   を形成し、 前記薄い電極に金属材料をめっきするに際し、めっき液
   中に前記薄い電極を浸漬する時間を最終的に形成したい
   前記複数の副電極の各部分の厚さに応じて変化させるこ
   とを特徴とする光電変換装置の製造方法。