JPH07226528A - 薄膜太陽電池の製造方法，及び薄膜太陽電池 - Google Patents

薄膜太陽電池の製造方法，及び薄膜太陽電池

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体薄膜と耐熱性基板とが効率よく分離さ
れ、かつ、耐熱性基板を繰り返し使用することのできる
薄膜太陽電池の製造方法を得る。 【構成】 単結晶シリコンウエハからなる耐熱性基板１
上にシリコン酸化膜からなる剥離層２，ｐ型多結晶シリ
コン薄膜からなる半導体薄膜３，及びシリコン酸化膜か
らなるキャップ層４を順次形成する。次に、半導体薄膜
３の帯域溶融再結晶化を行う。次に、キャップ層４を除
去した後、半導体薄膜３の上面に接合層５を形成する。
次に、半導体薄膜３に剥離層２に達する貫通孔８を形成
する。次に、貫通孔８を通して剥離層２をエッチング除
去して、半導体薄膜３を耐熱性基板１から分離する。次
に、半導体薄膜３の上面と下面に電極を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、薄膜太陽電池の製造
方法，及び薄膜太陽電池に関し、特に、その発電層とな
る半導体薄膜を形成する際に用いる基板を、繰り返し利
用できるようにし、製造プロセスにかかるコスト化を低
減化するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】結晶系半導体を材料とした太陽電池、特
に、単結晶シリコン、あるいは多結晶シリコンを材料と
する結晶シリコン系太陽電池においては、その製造コス
トの低減と変換効率の向上の二つの観点から、発電体と
なる半導体シリコンを、およそ100 μｍ以下の薄膜にす
ることが有利であることが、近年一般に受け入れられつ
つある。これは、発電体を薄膜化することによって、太
陽電池を形造るために材料として必要な半導体シリコン
の量が少なくて済むため、材料コストが低減されること
と、通常の結晶系シリコンウェハを用いた太陽電池の厚
さは、500 μｍ程度であるが、実際には、太陽光を吸収
するためには100 μｍ以上の厚さは不必要であって、吸
収係数の小さい長波長光に対して、十分な光路長を確保
できるように、入射光を発電体内に閉じ込める、所謂
“光閉じ込め”を有効に行うならば、むしろ厚さがさら
に薄い方が、光の入射により内部で発生したキャリアの
収集が効率的に行われるため、太陽電池としての性能の
点においても、優れたものを期待できること、が主な理
由である。
【０００３】以上のような理由から、半導体薄膜、特に
結晶シリコン薄膜を用いて太陽電池を得ようとする試み
が、これまで様々な機関においてなされている。薄膜状
態の半導体は、機械的強度が弱いので、従来は、通常、
何らかの支持基板の上に半導体薄膜を形成するのが一般
的である。ところで、半導体薄膜の形成には、一般的に
高温のプロセスが必要であるので、支持基板はその温度
に耐えるだけの耐熱性を持つものでなければならない。
しかも、半導体は構造敏感であって、極く微量の不純物
の混入によっても、禁制帯内に準位が形成され、電気的
な特性が変化し、太陽電池の性能が低下してしまうた
め、支持基板が上記のプロセス温度において、これらの
有害不純物の供給源となってしまってはならない。この
ように厳しい制約条件を満足するものは、極く限られた
材料のものに限定され、それらの特殊な材料は必ずしも
安価な材料ではなく、結局、全体としての太陽電池の低
コスト化という目的には、そぐわないものになってしま
うのである。
【０００４】さらに、支持基板上に半導体薄膜、特にシ
リコン薄膜を形成して太陽電池を得ようとする試みは、
半導体薄膜の形成技術の点においても、様々な困難な問
題がある。一般に、形成しようとする半導体薄膜とは材
質の異なるものを、あるいは、それらで被覆されたもの
を支持基板として、その上に半導体薄膜を形成する場
合、形成の温度が比較的低温の場合はアモルファス、高
温になると多結晶となる。アモルファス半導体薄膜を用
いても、もちろん太陽電池の形成は可能であるが、得ら
れる太陽電池の性能や信頼性の点で、未だ解決すべき問
題が残されており、ここでは結晶系の半導体薄膜に話題
を絞る。
【０００５】異種材料の上に形成される多結晶半導体薄
膜、特に多結晶シリコン薄膜に関し、その形成自体が可
能か否か、また、形成される薄膜がどのような特質のも
のになるかは、形成のための手法や形成温度に依存して
いる。例えば、気相化学成長（ＣＶＤ）により成膜を行
う場合について考えると、基本的に、あらゆる材質の基
板の上に多結晶シリコン薄膜の形成が可能である。この
場合、成長温度を高くすることにより、多結晶の結晶粒
径を大きくすることができる。太陽電池の性能の観点か
らは、結晶粒径は大きい方が望ましい。しかしながら、
ＣＶＤにより形成される多結晶半導体薄膜の結晶粒径
は、大きくとも数μｍ程度であり、シリコンの場合、高
い変換効率の太陽電池を実現する目的には不十分であ
る。このため、半導体薄膜の成長時に、結晶の成長の核
となるものを、予め支持基板に設けておく工夫が考えら
れるが、それらを提供することは、低コストで太陽電池
を実現しようとすることと相入れない。例えば、支持基
板を半導体結晶で構成して、異種材料で表面を被覆し、
その被覆膜の一部に開口を設けて、開口部に露出した基
板面を成長の核とする方法があるが、支持基板材料が半
導体材料であるので、基本的に、基板を低コストの材料
で構成して全体のコストを下げようとする考え方にそぐ
わず、低コスト化が困難である。また、支持基板に、半
導体の純度が低品位のものを用いてコストを下げようと
すると、これに含まれる不純物の影響が問題になる、と
いうジレンマに陥る。この他、支持基板を異種材料で構
成し、基板表面に結晶の規則性の引き金となるような凹
凸の加工を施しておく方法、所謂“グラフォエピタキシ
ー”と呼ばれる手法等もあるが、この場合も、そのよう
に精密な凹凸の加工を行なうことと、低コスト化とは、
やはり相入れない。
【０００６】また、支持基板の上に半導体薄膜を形成し
て、太陽電池を構成するのは、デバイスとしての構造上
においても、次のような問題点がある。すなわち、光の
入射によって半導体薄膜において発生した電流を取り出
すために、半導体薄膜と支持基板との界面に、半導体薄
膜とはオーミック接触する電極を設けなければならな
い。このような電極の構成材料としては、金属材料が通
常考えられるが、これが半導体薄膜と直接接触している
と、半導体薄膜の形成時、あるいはその他の高温プロセ
スにおいて、その金属材料が半導体薄膜中に拡散してし
まい、半導体薄膜の特性を劣化させてしまう。従って、
そのような金属電極を用いることなく、支持基板を通し
て電流を取り出さねばならない。すなわち、支持基板に
は、(1) 半導体薄膜を支持する、(2) 半導体薄膜とオー
ミック接触する、(3) 外部への発生電流を取り出す、
(4) 半導体薄膜の特性を劣化させる不純物を供給しな
い、という性質を兼ね備えることが要求されるのであ
る。しかしながら、現実問題として、これらを全て満足
するような材料は実質上存在しない。この問題は、支持
基板に、半導体薄膜の形成のための基板と、太陽電池と
しての裏面電極との両方の役割を担わせていることから
生じるものである。
【０００７】以上のことから、半導体薄膜を、実質的に
低コストで形成するために、半導体薄膜の形成時には、
十分な品位の半導体薄膜が得られるような支持基板を用
い、形成した半導体薄膜を支持基板から分離して、支持
基板を再利用する、という方法が考えられる。これを実
際に行なうための具体的な手法が、既にいくつか考案さ
れている。
【０００８】従来例１．図３１は従来の薄膜太陽電池の
製造方法の一例を、その製造工程に従って説明するため
の図である。図において、１はシリコンよりなる耐熱性
基板、２はシリコン酸化膜あるいは弗化カルシウム等か
らなる剥離層、３はｐ型シリコンからなる半導体薄膜、
５はｎ型不純物の拡散により半導体薄膜３表面に形成し
た接合層、６は格子電極、７は裏面電極である。
【０００９】まず、耐熱性基板１の表面に剥離層２を、
ＣＶＤその他の手法により形成する。次いで剥離層２上
に、やはりＣＶＤその他の手法によりｐ型半導体薄膜３
を形成する（図３１(a) ）。次に、半導体薄膜３表面に
ｎ型不純物の拡散あるいはｎ型微結晶膜の成膜等により
接合層５を設けてｐｎ接合を形成する（図３１(b) ）。
続いて、剥離層２がシリコン酸化膜の場合は、弗化水素
酸、弗化カルシウムの場合はアンモニア水等のエッチン
グ液に浸漬し、図中に矢印により示すように、半導体薄
膜３あるいは耐熱性基板１の端面から、剥離層２をエッ
チングし半導体薄膜３と耐熱性基板１との間の剥離層２
を除去することにより、半導体薄膜３と耐熱性基板１と
を分離する（図３１(c) ）。こうして分離した半導体薄
膜３の接合層５の表面に格子電極６、裏面に裏面電極７
をメタルのスパッタリング等により形成する（図３１
(d) ）。以上の工程により薄膜太陽電池が形成される。
【００１０】この製造方法では、例えば、シリコン酸化
膜からなる剥離層２の厚さが数μｍ程度の場合、例えば
10cm角の大きさの半導体薄膜３を分離しようとすると、
剥離層２がエッチングされて全面の剥離が完了するまで
に約1000時間以上の長い時間を要し、実際上、実用プロ
セスとしては使用に耐えるものとはならない。また、弗
化カルシウムを剥離層２として用いる場合には、半導体
薄膜３を形成する工程において、カルシウムや、剥離層
２に含まれる不純物元素が、半導体薄膜３中に混入し
て、半導体薄膜３の品質を低下させ、その結果、性能の
良好な薄膜太陽電池を得ることができない。
【００１１】従来例２．図３２は、特開平4-333288号に
開示されている従来の薄膜太陽電池の製造方法の一例
を、その製造工程に従って説明するための図である。図
において、１はシリコンウェハよりなる耐熱性基板、１
１はシリコン酸化膜よりなる絶縁層、１２は比抵抗の小
さい第１シリコン層、１３は比抵抗の大きい第２シリコ
ン層、１４は前記絶縁層１１の部分にできる空隙、６は
格子電極、７は裏面電極である。
【００１２】まず、耐熱性基板１上に部分的に絶縁層11
を形成する（図３２(a) ）。次に前記絶縁層11で覆われ
ていない、シリコンウェハよりなる耐熱性基板１の露出
した部分に、第１シリコン層12，第２シリコン層13を順
次選択エピタキシャル成長する（図３２(b) ）。この
時、絶縁層11の上にはシリコン膜は形成されず、絶縁層
11の部分に空隙14ができる。この空隙14を通して、弗化
水素酸により絶縁層11をエッチングして除去する（図３
２(c) ）。続いて、矢印にて示すように、空隙14および
絶縁層11の除かれた部分を通して、弗化水素酸，硝酸，
酢酸の混合液により、比抵抗の差によるエッチング速度
の差異を利用して、第１シリコン層12を選択的にエッチ
ングして除去し、第２シリコン層13と耐熱性基板１とを
分離する（図３２(d) ）。この後、接合層５を形成し、
その後の格子電極６，裏面電極７の形成は、従来例１に
ついて記したのと同様である（図３２(e) ）。
【００１３】上記の薄膜太陽電池の製造方法において
は、剥離層２となる第１シリコン層１２は、耐熱性基板
１および半導体薄膜となる第２シリコン層１３と、全く
同一の材質（シリコン）からなっており、比抵抗の差に
よるエッチング速度の差異を利用して、剥離層（第１シ
リコン層１２）を選択的にエッチング除去するように構
成されているので、半導体薄膜３の比抵抗は特定の範囲
に制限される。また、剥離層２のエッチャントも特定の
ものに限られ、エッチングの選択性とエッチング速度の
両面において優れた特性を得ることが難しく、原理的に
は半導体薄膜３の分離が可能であっても、実用上のプロ
セスとしては問題がある。さらに、剥離層２と半導体薄
膜３（第２シリコン層13）および耐熱性基板１の材質が
同一である故に、全く半導体薄膜３や耐熱性基板１を侵
すことなしに、剥離層２のみを除去するということは、
実際上困難である。従って、耐熱性基板１を繰り返して
使用するとしても、使用のたびに損傷を受けるので、そ
の使用回数が制限され、この方法により、低コストで実
用的な薄膜太陽電池の製造方法を得ることができない。
【００１４】また、この製造方法では、半導体薄膜の形
成のために選択的エピタキシャル成長を必要とする。こ
のため、原料や製造方法が特殊なものに限定されるとと
もに、エピタキシャル成長層の結晶品質を低下させるこ
となく、成長速度を上げて生産性を改善し、低コスト化
を図ることが非常に困難となる。従って、太陽電池のよ
うに、低コスト大量生産が要求される半導体デバイスに
対しては、この製造方法は能率が悪く、不適当である。
【００１５】従来例３．図３３は、従来の他の例である
グラファイトシートを用いた薄膜太陽電池の製造方法特
願平4-186083号を示すための図である。図３３は、図３
１に準じており、剥離層２をグラファイトシートで構成
している点が異なる。図３３には図３１(d) に相当する
部分のみを記している。
【００１６】本従来例３の製造工程は図13に示した従来
例とほぼ同様であるが、この例においては、図３１(d)
に示す半導体薄膜３と耐熱性基板１とを分離する工程に
おいて、グラファイトシートからなる剥離層２に機械的
応力を加え、層状にへき開分離する。
【００１７】この例においては、半導体薄膜３と耐熱性
基板１との分離を機械的に行っているので、半導体薄膜
３の膜厚が、例えば数10μｍ以下と薄く、半導体薄膜の
機械的強度が弱い場合には、剥離の際の応力により、半
導体薄膜３が破壊されることがあり、歩留まり良く薄膜
太陽電池を製造することが困難である。
【００１８】従来例４．半導体薄膜を機械的に基板より
剥離する手法は、上記以外にも、例えば米国特許481642
0 等に開示されているが、この場合にも、剥離層と半導
体薄膜および耐熱性基板との間の付着力が弱くなるよう
な材質の組み合わせでなければ、上述の問題点を同様に
抱えている。特に、半導体薄膜として、例えば、多結晶
シリコン薄膜のように、シリコンを材料として考える場
合、この条件を満足する適当な材質を得ることは容易で
はない。
【００１９】また、従来、特開昭59-161883 号公報に
は、薄膜状光半導体を形成するのに用いるレジストフィ
ルムブロックをマスク及び透光性ベースフィルムを用い
て紫外露光を行うと、透光性ベースフィルムとレジスト
フィルムとの間では、紫外光が透過した部分でレジスト
フィルムと薄膜状光半導体部のそれぞれの接面が剥離す
ることが、記載されている。しかるに、この従来技術
は、レジスト層の部分的な分離を行うものであり、ま
た、レジストの分離により形成した貫通孔を下層の加工
のみに用いているものであり、薄膜太陽電池の基板と半
導体層との分離を行うものではない。
【００２０】また、特開平3-250771号公報には、基板上
の形成した透明電極，半導体光活性層，透明電極の層構
造に対し、順次所要の分割溝を各々所要の層まで設け、
その後、絶縁膜の堆積、及び電極膜の堆積を行うことに
より、上記層構造を各半導体光活性層に分離するととも
に、各素子間を直列に接続するようにしたものが記載さ
れている。しかるに、この従来技術は、基板に達する溝
等を設けることにより、半導体光活性層を同一基板上に
て電気的に分割し，且つ接続しているのみで、基板から
半導体活性層を分離するというものではない。
【００２１】また、特開平4-296061号公報には、基板上
に離型剤層，及び可塑性光起電力装置を形成し、この離
型剤層，可塑性光起電力装置を島状に切断し、水中に浸
漬させ、離型剤層の部分で、基板と可塑性光起電力装置
を分離させるようにしたものが記載されている。しかる
に、この従来技術では、基板と発電層間に樹脂層がある
ことを前提としているものであり、また、分離する範囲
が最初に形成した可塑性光起電力装置の全体より狭くな
るものであり、さらに切断分離するために、分離範囲を
島状に囲って溝を形成する必要があるものであった。
【００２２】一方、図３４および図３５は、特開平2-51
282 に開示された従来の太陽電池の一例を示す図で、図
３４は太陽電池素子全体の斜視図、図３５はスルーホー
ルの部分の断面図である。図において、２１はｐ型半導
体基板、２２はｎ型半導体層、２６は反射防止膜、３６
および３７は電極金属層、３８はスルーホール、３９は
ｐ+ 型半導体層、４０はパッシベーション膜である。
【００２３】この太陽電池においては、ｐ型半導体基板
２１の表面にｎ型半導体層２２が設けられてｐｎ接合が
形成され、これによって太陽電池の基本的構造が得られ
ている。そして、ｐ型およびｎ型の半導体部分にそれぞ
れ電極３６，３７が設けられて、太陽電池が構成されて
いる。ここで、半導体基板21の材料としては、実用的に
は単結晶あるいは多結晶シリコンが多くの場合用いら
れ、その厚さは、太陽電池の大きさにもよるが、10cm角
程度の実用的な大きさでは、一般的には500 μｍ程度で
あり、薄くても200 μｍである。これは、これよりも薄
いと、十分な機械的強度が得られず、容易に半導体基板
２１が破損してしまうためである。また、ｐ+ 型半導体
層３９は、半導体基板２１と電極金属層３６との電気的
なオーミック接続を良好にするためと、ｐ型半導体基板
２１との間に、いわゆる“high-low”接合をつくり、Ｂ
ＳＦ（Back Surface Field）の効果を持たせるために挿
入されている。
【００２４】この太陽電池では、半導体基板２１の上面
に設けられたｎ型半導体層２２の表面を受光面とし、半
導体基板２１に形成された多数の微小なスルーホール３
８の内壁に形成されたｎ型半導体層２２の，受光面とは
反対側の半導体基板２１の裏面に現れた部分に金属電極
３６を設けることで、受光面から金属電極を無くし、入
射光を有効に利用できるものとしている。しかしなが
ら、この太陽電池では、ｎ型半導体層２２に流れる電流
は、スルーホール３８の内壁に形成された該ｎ型半導体
層２２の厚みの薄い部分を通って金属電極３７に集めら
れるので、この部分の電気抵抗が損失になり、外部に取
り出される電気出力を低下させてしまう。そして、この
問題は半導体基板２１の厚さが厚く，ｎ型半導体層２２
の厚みの薄い部分が長くなることから、より顕著にあら
われる。そこで、スルーホール38の径を大きくし、該ス
ルーホール38の内壁に形成するｎ型半導体層２２の厚み
を大きくして、これの電気抵抗を小さくすることが考え
られるが、この場合、スルーホール３８部分の面積が、
受光面積を大きく損失させることとなり、半導体基板２
１の裏面側に金属電極３６，３７を設ける意味が無くな
ってしまうというジレンマに陥る。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来よ
り、装置性能，及びコストの双方の面から半導体膜を発
電層として用いる薄膜太陽電池が検討され、半導体薄膜
を低コストで得ることがてきるよう、半導体薄膜の形成
に支持基板を用い、半導体薄膜の形成後にこの支持基板
を半導体薄膜から分離して、支持基板を再利用するよう
にした薄膜太陽電池の製造方法が種々提案されている。
しかるに、従来の何れの方法においても、半導体薄膜と
耐熱性基板との分離に極めて長い時間を要する，半導体
薄膜及び耐熱性基板に損傷を与えることなくこれらを分
離することが困難である，等の問題点を有しており、未
だ、実用的なレベルで薄膜太陽電池を低コストに製造す
ることができる製造プロセスを得ることができないとい
う問題点があった。一方、上記図３５に示す従来の太陽
電池は、上記のように、受光面から金属電極を無くすこ
とにより、受光面への入射光を有効に利用できるものと
している。しかしながら、この太陽電池では、ｎ型半導
体層２２に流れる電流は、スルーホール３８の内壁に形
成された該ｎ型半導体層２２の厚みの薄い部分を通って
金属電極３７に集められるので、この部分の電気抵抗が
損失になって、結果的に外部に取り出される電気出力が
低下することとなり、実質的には入射光を有効利用する
ことができないという問題点があった。なお、この問題
点は、スルーホール３８の径を大きくし、該スルーホー
ル３８の内壁に形成するｎ型半導体層２２の厚みを大き
くして、これの電気抵抗を小さくすることが考えられる
が、この場合、スルーホール３８部分の面積が、受光面
積を大きく損失させることとなり、半導体基板21の裏面
側に金属電極３６，３７を設ける意味が無くなってしま
う。
【００２６】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、半導体薄膜と耐熱性基板とが
効率良く分離され、かつ、耐熱性基板を繰り返し使用す
ることのできる薄膜太陽電池の製造方法を得ることを目
的としている。
【００２７】更に、この発明の他の目的は、受光面には
電極がなく、かつ、この受光面への入射光より得られた
電流を損失を生ずることなく外部に出力することができ
る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。
【００２８】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる薄膜太
陽電池の製造方法は、半導体薄膜をその発電層とする薄
膜太陽電池を製造する方法において、基板上に剥離層を
形成し、この剥離層上に上記半導体薄膜を形成する工程
と、該半導体薄膜に該剥離層に達する貫通孔を形成する
工程と、該貫通孔を通して上記剥離層をエッチング除去
し、上記半導体薄膜と上記基板とを分離する工程とを含
むものである。
【００２９】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、半導体薄膜をその発電層とする薄膜太陽電池
を製造する方法において、その所定部分に貫通孔が形成
された基板上に、該貫通孔を塞ぐように剥離層を形成
し、該剥離層上に上記半導体薄膜を形成する工程と、上
記貫通孔を通して上記剥離層をエッチング除去し、上記
半導体薄膜と上記基板とを分離する工程とを含むもので
ある。
【００３０】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、半導体薄膜をその発電層とする薄膜太陽電池
を製造する方法において、その所定部分に貫通孔が形成
された基板上に、該貫通孔を塞がないように剥離層を形
成し、該剥離層上に上記半導体薄膜膜を形成する工程
と、上記基板の貫通孔，及び該工程により上記半導体薄
膜に形成された貫通孔を通して、上記剥離層をエッチン
グ除去し、上記半導体薄膜と上記基板とを分離する工程
とを含むものである。
【００３１】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記半導体薄膜と上記基板とを分離する工程
後、上記半導体薄膜の上記貫通孔の内面を含む全面に接
合層を形成する工程と、上記半導体薄膜の上面または下
面に形成された上記接合層のうちの上記貫通孔の周囲部
以外に形成されている部分を除去する工程と、該工程に
より上記接合層が部分的に除去された上記半導体薄膜の
上面または下面に、上記接合層に電気的に接続される電
極を形成する工程とを含むものである。
【００３２】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記半導体薄膜の上記貫通孔を形成する工程
後，上記半導体薄膜を上記基板から分離する工程前に、
上記貫通孔を通して、上記剥離層の該貫通孔の下に位置
する部分と該部分の周辺部分のみをエッチング除去し、
上記半導体薄膜の上面，上記貫通孔の内面，及び上記半
導体薄膜の下面の上記剥離層の除去により露出した部分
に、接合層を形成する工程を含み、上記半導体薄膜と上
記基板とを分離する工程後、上記半導体薄膜の下面に、
上記接合層に電気的に接続される電極を形成する工程を
含むものである。
【００３３】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記半導体薄膜をその下層部分が高不純物濃
度層となるよう形成し、上記半導体薄膜の下面に、上記
接合層に電気的に接続される第１の電極と，上記高不純
物濃度層に電気的に接続される第２の電極とを同一の電
極金属により同時に形成するようにしたものである。
【００３４】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記半導体薄膜を形成する工程が、上記剥離
層上に第１導電型の第１の半導体薄膜と第２導電型の第
２の半導体薄膜をこの順に形成して、該第１半導体薄膜
を接合層として有する半導体薄膜を得る工程からなり、
上記半導体薄膜の上記貫通孔を形成する工程後，上記半
導体薄膜を上記基板から分離する工程前に、上記半導体
薄膜の上面及び上記貫通孔の内面に接合層を形成する工
程を含み、上記半導体薄膜と上記基板とを分離する工程
後、上記第１半導体薄膜の上記貫通孔の周囲部に形成さ
れている部分のみを残して、その他の部分を除去する工
程と、上記半導体薄膜の下面に、上記接合層に電気的に
接続される電極を形成する工程とを含むものである。
【００３５】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記第１の半導体薄膜を高不純物濃度を有す
るものとなるよう形成し、上記半導体薄膜の下面に、上
記第１の半導体薄膜の上記接合層として残された部分に
電気的に接続される第１の電極と，上記第２の半導体薄
膜に電気的に接続される第２の電極とを同一の電極金属
により同時に形成するようにしたものである。
【００３６】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記半導体薄膜を形成する工程が、上記剥離
層上に、その上記貫通孔の形成により除去されるべき部
分と該部分の周辺部分の厚みがその他の部分の厚みより
も大きくなるよう第１導電型の第１の半導体薄膜を形成
し、該第１の半導体薄膜上に第２導電型の第２の半導体
薄膜を形成して、該第１の半導体薄膜の上記厚みが大き
くなった部分の下層部分のみを第１導電型のまま残し、
その他の部分を第２導電型にして、該第１導電型のまま
残された第１の半導体薄膜の下層部分を接合層として有
する半導体薄膜を得る工程からなり、上記半導体薄膜の
上記貫通孔を形成する工程後，上記半導体薄膜を上記基
板から分離する工程前に、上記半導体薄膜の上面及び上
記貫通孔の内面に接合層を形成する工程を含み、上記半
導体薄膜と上記基板とを分離する工程後、上記半導体薄
膜の下面に、上記接合層に電気的に接続される電極を形
成する工程を含むものである。
【００３７】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記第１の半導体薄膜を高不純物濃度を有す
るものとなるよう形成し、上記半導体薄膜の下面に、上
記第１の半導体薄膜の上記接合層として残された部分に
電気的に接続される第１の電極と，上記第１の半導体薄
膜の上記第２導電型とされた部分に電気的に接続される
第２の電極とを同一の電極金属により同時に形成するよ
うにしたものである。
【００３８】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記第１，第２電極を形成する工程前に、上
記半導体薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接
着する工程を含み、該接着工程が、上記透明基板上に加
熱により軟化し、該軟化時の粘度が１００００ポアズ以
上の粘度となり、該軟化後は熱硬化が進行する透明樹脂
からなるシート状接着剤を載置し、該シート状接着剤上
にその上面が該シート状接着剤に接触するよう上記半導
体薄膜を載置する工程と、上記透明基板と上記半導体薄
膜を上記シート状接着剤の方向に加圧した状態で、これ
ら透明基板，半導体薄膜，及びシート状接着剤からなる
積層体を、該シート状接着剤の軟化点以上の温度に加熱
する工程とを含んでなるものである。
【００３９】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記第１，第２電極を形成する工程前に、上
記半導体薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接
着する工程を含み、該接着工程が、加熱により軟化し、
該軟化時の粘度が１００００ポアズ以上の粘度となり、
該軟化後は熱硬化が進行する透明樹脂からなるシート状
接着剤を、該シート状接着剤が軟化する温度以上の温度
に加熱された上記透明基板上に載置して、上記透明基板
上に該シート状接着剤を定着する工程と、上記加熱され
た透明基板を冷却した後、上記シート状接着剤に、該シ
ート状接着剤が軟化する温度以上の温度に加熱された上
記半導体薄膜の上面を圧接して、上記半導体薄膜を上記
シート状接着剤上に定着する工程とを含んでなるもので
ある。
【００４０】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記第１，第２電極を形成する工程前に、透
明基板に上記半導体薄膜の上面を透明接着剤を介して接
着する工程を含み、該接着工程が、上記透明基板上に透
明の線状またはビーズ状のスペーサを配置し、この状態
で該透明基板上に透明接着剤を塗布し、該透明接着剤上
にその上面が該透明接着剤に接触するよう上記半導体薄
膜を載置する工程と、上記透明基板と上記半導体薄膜を
上記透明接着剤の方向に加圧した状態で、これら透明基
板，半導体薄膜，及び透明接着剤からなる積層体を、該
透明接着剤の熱硬化が進行する温度以上の温度に加熱す
る工程とを含んでなるものである。
【００４１】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記第１，第２電極を形成する工程前に、上
記半導体薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接
着する工程を含み、該接着工程が、上記透明基板の上面
にストライプ状の溝を周期的に形成した後、該上面に透
明接着剤を塗布し、該透明接着剤上にその上面が該透明
接着剤に接触するよう上記半導体薄膜を載置する工程
と、上記透明基板と上記半導体薄膜を上記透明接着剤の
方向に加圧した状態で、これら透明基板，半導体薄膜，
及び透明接着剤からなる積層体を、該透明接着剤の熱硬
化が進行する温度以上の温度に加熱する工程とを含んで
なるものである。
【００４２】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記第１，第２電極を形成する工程前に、上
記半導体薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接
着する工程を含み、該接着工程が、上記透明基板の上面
に透明接着剤を塗布し、該透明接着剤上にその上面にス
トライプ状の溝を周期的に形成した上記半導体薄膜を、
該上面が該透明接着剤に接触するよう載置する工程と、
上記透明基板と上記半導体薄膜を上記透明接着剤の方向
に加圧した状態で、これら透明基板，半導体薄膜，及び
透明接着剤からなる積層体を、該透明接着剤の熱硬化が
進行する温度以上の温度に加熱する工程とを含んでなる
ものである。
【００４３】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記第１，第２電極を形成する工程前に、上
記半導体薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接
着する工程を含み、該接着工程が、上記透明基板の上面
に透明接着剤を塗布し、該透明接着剤上に、その下面に
上記貫通孔の開口を塞ぐよう粘着テープが粘着された上
記半導体薄膜を、その上面が該透明接着剤に接触するよ
う載置する工程と、上記透明基板と上記半導体薄膜を上
記透明接着剤の方向に加圧し、上記粘着テープを除去し
た後、この加圧状態でこれら透明基板，半導体薄膜，及
び透明接着剤からなる積層体を、該透明接着剤の熱硬化
が進行する温度以上の温度に加熱する工程とを含んでな
るものである。
【００４４】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記第１，第２電極を形成する工程前に、上
記半導体薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接
着する工程を含み、該接着工程が、上記透明基板の上面
に粘度が１５ポアズ以下の低粘度性の透明接着剤を薄層
状に塗布し、該薄層状に塗布された透明接着剤上にその
上面が該透明接着剤に接触するように上記半導体薄膜を
載置する工程と、上記透明基板と上記半導体薄膜を上記
透明接着剤の方向に加圧した状態でこれら透明基板，半
導体薄膜，及び透明接着剤からなる積層体を、該透明接
着剤の熱硬化が進行する温度以上の温度に加熱する工程
とを含んでなるものである。
【００４５】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記半導体薄膜を形成する工程を、多結晶シ
リンコン薄膜を形成した後、これを帯域溶融再結晶化す
る工程を含むものとしたものである。
【００４６】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法は、上記半導体薄膜を多結晶シリンコン薄膜の帯
域溶融再結晶化により形成する工程を、シリコン酸化膜
からなる上記剥離層上に多結晶シリンコン薄膜，シリコ
ン酸化膜及びシリコン窒化膜をこの順に形成した後、上
記多結晶シリンコン薄膜を帯域溶融再結晶化するものと
したものである。
【００４７】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池は、
貫通孔を有する半導体薄膜と、上記半導体薄膜の上面，
上記貫通孔の内面，及び，上記半導体薄膜の下面の上記
貫通孔の周囲部に形成された接合層と、上記半導体薄膜
の下面に、上記接合層と電気的に接続するよう形成され
た第１電極と、上記半導体薄膜の下面に、上記半導体薄
膜の上記接合層以外の部分に電気的に接続するよう形成
された第２電極とを備えたものである。
【００４８】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池は、
上記貫通孔の上記半導体薄膜の上面側における開口径
を、上記半導体薄膜の下面側における開口径よりも大き
くしたものである。
【００４９】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池は、
上記貫通孔の上記半導体薄膜の下面側における開口径
を、上記半導体薄膜の上面側における開口径よりも大き
くし、上記第１電極を、上記貫通穴の内面に形成された
上記接合層の表面を被覆するよう形成したものである。
【００５０】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池は、
上記半導体薄膜の下面に形成された上記接合層が高不純
物濃度層で構成されたものである。
【００５１】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池は、
上記半導体薄膜の下層部分が、高不純物濃度層で構成さ
れたものである。
【００５２】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池は、
上記半導体薄膜の上面を透明接着剤を介して透明基板に
接着したものである。
【００５３】
【作用】この発明の薄膜太陽電池の製造方法において
は、基板上に剥離層を形成し、この剥離層上に薄膜太陽
電池の発電層となる半導体薄膜を形成した後、該半導体
薄膜に該剥離層に達する貫通孔を形成し、該貫通孔を通
して上記剥離層をエッチング除去することにより、上記
半導体薄膜を上記基板から分離するようにしたから、基
板から半導体薄膜を効率良く分離でき、かつ、この分離
の際に上記半導体薄膜には応力が殆どかからないので、
半導体薄膜の破壊や損傷が発生するのを防止することが
できる。また、この分離後も上記基板表面は良好な表面
状態に保たれるので、上記基板を繰り返し使用すること
ができ、薄膜太陽電池の製造コストを低減することがで
きる。
【００５４】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、その所定部分に貫通孔が形成された基板上
に、該貫通孔を塞ぐように剥離層を形成し、該剥離層上
に薄膜太陽電池の発電層となる半導体薄膜を形成した
後、上記基板に形成された貫通孔を通して上記剥離層を
エッチング除去して、上記半導体薄膜と上記基板とを分
離するようにしたから、上記方法と同様の作用を得るこ
とができ、しかも、基板を繰り返し使用して複数の半導
体薄膜を得る際に、半導体薄膜に貫通孔を形成する必要
がないので、上記方法に比して製造効率がより向上し、
その結果、薄膜太陽電池の製造コストをより低減するこ
とができる。
【００５５】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、その所定部分に貫通孔が形成された基板上
に、該貫通孔を塞がないように剥離層を形成し、該剥離
層上に薄膜太陽電池の発電層となる半導体薄膜を形成し
た後、上記基板の貫通孔，及び上記半導体薄膜の形成時
に上記半導体薄膜に形成された貫通孔を通して、上記剥
離層をエッチング除去して、上記半導体薄膜と上記基板
とを分離するようにしたから、上記方法と同様の作用を
得ることができ、しかも、半導体薄膜と基板の両方に形
成された貫通孔を通して剥離層がエッチング除去される
ので、上記方法に比して基板から半導体薄膜をより短時
間で分離することができ、その結果、上記方法に比して
薄膜太陽電池の製造コストをより低減することができ
る。
【００５６】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記半導体薄膜と上記基板とを分離した
後、上記半導体薄膜の上記貫通孔の内面を含む全面に接
合層を形成し、該接合層の上記半導体薄膜の上面または
下面に形成された上記接合層のうちの上記貫通孔の周囲
部以外に形成されている部分を除去し、該工程により上
記接合層が部分的に除去された上記半導体薄膜の上面ま
たは下面に、上記接合層に電気的に接続される電極を形
成するようにしたから、別途コンタクトホールを形成す
ることなく、上記貫通孔を通して上記半導体薄膜の下面
または上面に形成された接合層に、上記半導体薄膜の上
面または下面に形成する電極を電気的に接続することが
でき、半導体薄膜の受光面に電極が存在しない型の薄膜
太陽電池を効率よく製造することができる。
【００５７】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記半導体薄膜に上記貫通孔を形成した
後，上記半導体薄膜を上記基板から分離する前に、上記
貫通孔を通して、上記剥離層の該貫通孔の下に位置する
部分と該部分の周辺部分のみをエッチング除去し、上記
半導体薄膜の上面，上記貫通孔の内面，及び上記半導体
薄膜の下面の上記剥離層の除去により露出した部分に、
接合層を形成し、上記半導体薄膜を上記基板から分離し
た後、上記半導体薄膜の下面に、上記接合層に電気的に
接続される電極を形成するようにしたから、上記方法と
同様の作用が得られるとともに、半導体薄膜と基板とが
分離していない状態で接合層を形成するので、接合層の
形成工程における半導体薄膜の取扱いが容易となり、か
つ、接合層の形成後、接合層をパターニングする必要が
なくなるので、上記方法に比して製造工程を簡略化する
ことができる。
【００５８】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記半導体薄膜をその下層部分が高不純物
濃度層となるよう形成し、上記半導体薄膜の下面に、上
記接合層に電気的に接続される第１の電極と，上記高不
純物濃度層に電気的に接続される第２の電極とを同一の
電極金属により同時に形成するようにしたから、上記方
法と同様の作用が得られるとともに、上記方法に比して
電極形成工程を簡略化することができる。
【００５９】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記半導体薄膜を、上記剥離層上に第１導
電型の第１半導体薄膜と第２導電型の第２半導体薄膜を
この順に形成して、その下層部分に接合層を有するもの
となるよう形成し、上記半導体薄膜の上記貫通孔を形成
する工程後，上記半導体薄膜を上記基板から分離する工
程前に、上記半導体薄膜の上面及び上記貫通孔の内面に
接合層を形成し、上記半導体薄膜と上記基板とを分離す
る工程後、上記第１半導体薄膜の上記貫通孔の周囲部に
形成されている部分のみを残して、その他の部分を除去
した後、上記半導体薄膜の下面に、上記接合層に電気的
に接続される電極を形成するようにしたから、半導体薄
膜の下面に十分な厚みの接合層を確実に形成することが
でき、その結果、製造歩留りを向上させることができ
る。更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法において
は、上記第１導電型の第１の半導板薄膜を、高不純物濃
度を有するものとなるよう形成し、上記半導体薄膜の下
面に、該第１の半導体薄膜の上記接合層として残された
部分に電気的に接続される第１の電極と，上記第２の半
導体薄膜に電気的に接続される第２の電極とを同一の電
極金属により同時に形成するようにしたら、上記方法と
同様の作用が得られるとともに、上記方法に比して電極
形成工程を簡略化することができる。
【００６０】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記半導体薄膜を、上記剥離層上にその上
記貫通孔の形成により除去されるべき部分と該部分の周
辺部分の厚みがその他の部分の厚みよりも大きくなるよ
う第１導電型の第１半導体薄膜を形成し、該第１半導体
薄膜上に第２導電型の第２半導体薄膜を形成することに
より、該第１半導体薄膜の上記厚みが大きくなった部分
の下層部分のみが第１導電型のまま残り、その他の部分
が第２導電型となって、該第１導電型のまま残された第
１の半導体薄膜の下層部分をその接合層として有するも
のとなるよう形成し、上記半導体薄膜の上記貫通孔を形
成する工程後，上記半導体薄膜を上記基板から分離する
工程前に、上記半導体薄膜の上面及び上記貫通孔の内面
に接合層を形成し、上記半導体薄膜と上記基板とを分離
する工程後、上記第１半導体薄膜の表面に、上記接合層
に電気的に接続される電極を形成するようにしたから、
上記方法と同様の作用を得ることができ、しかも、上記
方法のように上記半導体薄膜を上記基板から分離した
後、上記第１導電型の第１半導体薄膜を部分的に除去す
る必要がないので、製造工程を簡略化することができ
る。
【００６１】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記第１導電型の第１の半導板薄膜を、高
不純物濃度を有するものとなるよう形成し、上記半導体
薄膜の下面に、該第１の半導体薄膜の上記接合層として
残された部分に電気的に接続される第１の電極と，該第
１の半導体薄膜の上記第２導電型とされた部分に電気的
に接続される第２の電極とを同一の電極金属により同時
に形成するようにしたら、上記方法と同様の作用が得ら
れるとともに、上記方法に比して電極形成工程を簡略化
することができる。
【００６２】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記電極を形成する工程前に、上記半導体
薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接着する工
程を含み、該接着工程を、加熱により軟化し、該軟化時
の粘度が１００００ポアズ以上となり、該軟化後は熱硬
化が進行する透明樹脂からなるシート状接着剤を用いて
行うので、上記シート状接着剤がその軟化時も半導体薄
膜と透明基板との間で加圧されてもそのシート状の形態
を保持し、上記半導体薄膜の貫通孔を通して上記半導体
薄膜の下面、即ち、電極形成面にまで流動することがな
い。
【００６３】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記方法と同様のシート状接着剤を用い、
該シート状接着剤を、該シート状接着剤が軟化する温度
以上の温度に加熱された上記透明基板上に載置して、上
記透明基板上に該シート状接着剤を定着し、しかる後、
このシート状接着剤の上面に、該シート状接着剤が軟化
する温度以上の温度に加熱された上記半導体薄膜の上面
を圧接して、上記半導体薄膜をこのシート状接着剤上に
定着するようにしたから、シート状接着剤の上記半導体
薄膜の上面に接触する側の層のみが軟化した状態でシー
ト状接着剤と半導体薄膜間の接着が進行することとな
り、上記方法に比べてシート状接着剤のシート状の形態
をより安定に保持することができ、上記半導体薄膜の下
面、即ち、電極形成面への透明接着剤の流動を確実に阻
止することができる。
【００６４】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記電極を形成する工程前に、透明基板に
上記半導体薄膜の上面を透明接着剤を介して接着する工
程を含み、該接着工程を、上記透明基板上に透明の線状
またはビーズ状のスペーサを配置した状態で行うように
したから、上記透明基板と上記半導体薄膜を透明接着剤
の方向に加圧しても、これら透明基板と半導体薄膜との
間隔は上記スペーサの高さよりも小さくならず、透明接
着剤に、その一部が上記半導体薄膜の貫通孔を通って上
記半導体薄膜の下面（電極形成面）まで流動するような
圧力が加わることを防止することができる。
【００６５】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記電極を形成する工程前に、上記半導体
薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接着する工
程を含み、該接着工程を、上記透明基板の上面にストラ
イプ状の溝を周期的に形成した状態で行うようにしたか
ら、上記透明基板と上記半導体薄膜が透明接着剤の方向
への加圧され、これらの間で透明接着剤が流動しても、
透明接着剤は上記ストライプ状の溝に進入することによ
り、その流動が抑制され、その一部が上記貫通孔を通っ
て上記半導体薄膜の下面（電極形成面）へ漏出すること
を防止することができる。
【００６６】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記電極を形成する工程前に、上記半導体
薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接着する工
程を含み、該接着工程を、上記半導体膜の上面にストラ
イプ状の溝を周期的に形成した状態で行うようにしたか
ら、上記透明基板と上記半導体薄膜が透明接着剤の方向
への加圧され、これらの間で透明接着剤が流動しても、
透明接着剤は上記ストライプ状の溝に進入することによ
り、その流動が抑制され、その一部が上記貫通孔を通っ
て上記半導体薄膜の下面（電極形成面）へ漏出すること
を防止することができる。
【００６７】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記電極を形成する工程前に、上記半導体
薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接着する工
程を含み、該接着工程を、上記半導体薄膜の下面に上記
貫通孔の開口を塞ぐよう粘着テープを粘着した状態で行
うようにしたから、上記透明基板と上記半導体薄膜が透
明接着剤の方向への加圧され、上記半導体薄膜と上記透
明基板の間で透明接着剤が流動しても、透明接着剤の一
部が上記半導体薄膜の下面（電極形成面）へ漏出するこ
とがない。
【００６８】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記電極を形成する工程前に、上記半導体
薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接着する工
程を含み、該接着工程を、粘度が１５ポアズ以下の低粘
性の透明接着剤を上記透明基板上に均一な厚みの薄層状
に塗布し、この薄層状の透明接着剤上に上記半導体薄膜
を載置することにより、行うようにしたから、上記透明
接着剤の透明基板上における塗布量を、これが半導体薄
膜と透明基板との間で流動しても、その一部が上記貫通
孔を通って上記半導体薄膜の下面（電極形成面）へ漏出
することがない塗布量にして、半導体薄膜と透明基板と
を接着することが可能となり、透明接着剤の一部が上記
半導体薄膜の下面（電極形成面）へ漏出することを防止
することができる。
【００６９】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記半導体薄膜を、多結晶シリンコン薄膜
を形成し、これを帯域溶融再結晶化することにより，得
るようにしたから、発電層となる半導体薄膜が、結晶粒
の拡大し、しかも、その比抵抗の均一性に優れた多結晶
シリンコン薄膜からなる薄膜太陽電池を得ることができ
る。
【００７０】更に、この発明の薄膜太陽電池の製造方法
においては、上記半導体薄膜を多結晶シリンコン薄膜の
帯域溶融再結晶化により形成する工程を、シリコン酸化
膜からなる上記剥離層上に多結晶シリンコン薄膜，シリ
コン酸化膜及びシリコン窒化膜をこの順に形成した後、
上記多結晶シリンコン薄膜を帯域溶融再結晶化するもの
としたから、上記方法と同様の作用を得ることができ、
しかも、帯域溶融再結晶化時において上記多結晶シリン
コン薄膜とシリコン酸化膜の濡れ性が良好となり、より
均一な結晶品質の多結晶シリンコン薄膜を得ることがで
きる。
【００７１】更に、この発明の薄膜太陽電池において
は、貫通孔を有する半導体薄膜の上面，該貫通孔の内
面，及び，該半導体薄膜の下面の上記貫通孔の周囲部に
接合層を設け、該半導体薄膜の下面に、該接合層と電気
的に接続される第１の電極と、上記半導体薄膜の上記接
合層以外の部分に電気的に接続される第２の電極とを設
けたから、、受光面に電極が存在せず、受光面に入射す
る太陽光の損失を少なくすることができ、しかも、半導
体薄膜の貫通孔の内面に形成される接合層が電気抵抗の
小さいものとなるので、効率よく外部に電気出力を取り
出すことができる。
【００７２】更に、この発明の薄膜太陽電池において
は、上記貫通孔の上記半導体薄膜の上面側における開口
径を、上記半導体薄膜の下面側における開口径よりも大
きくしたから、上記貫通孔の内面にも太陽光が入射する
こととなり、受光面における受光面積の損失を殆ど無く
すことができる。
【００７３】更に、この発明の薄膜太陽電池において
は、上記貫通孔の上記半導体薄膜の下面側における開口
径を、上記半導体薄膜の上面側における開口径よりも大
きくし、上記第１電極を、上記貫通孔の内面に形成され
た上記接合層の表面を被覆するよう形成したから、上記
貫通孔の内面に形成された接合層を通すことなく、接合
層を流れる電流を上記第１電極に収集することができ、
効率よく外部に電気出力を取り出すことができる。
【００７４】更に、この発明の薄膜太陽電池において
は、上記半導体薄膜の下面に形成された上記接合層を高
不純物濃度層で構成したから、上記第１の電極と上記接
合層との電気的接続をより良好なオーミック接続とする
ことができ、効率よく外部に電気出力を取り出すことが
できる。
【００７５】更に、この発明の薄膜太陽電池において
は、上記半導体薄膜の下層部分を、高不純物濃度層で構
成したから、上記第２の電極と上記接合層との電気的接
続をより良好なオーミック接続とすることができ、効率
よく外部に電気出力を取り出すことができる。
【００７６】更に、この発明の薄膜太陽電池において
は、上記半導体薄膜の上面を透明接着剤を介して透明基
板に接着してなるものとしたから、上記半導体薄膜の機
械的強度を補償することができ、薄膜太陽電池の耐久性
を向上することができる。
【００７７】
【実施例】実施例１ ．図１はこの発明の実施例１による薄膜太陽電
池の製造工程を示す工程別断面図であり、図において、
１は単結晶シリコンウエハからなる耐熱性基板、２はシ
リコン酸化膜からなる剥離層、３はｐ型多結晶シリコン
薄膜からなる半導体薄膜、４はシリコン酸化膜からなる
キャップ層、５は半導体薄膜３表面に形成された接合層
（ｎ型層）、６は格子電極、７は裏面電極である。
【００７８】以下、図１に従って本実施例１の製造工程
を説明する。まず、単結晶シリコンウエハからなる耐熱
性基板１上に、ＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜からな
る剥離層２を形成する（図１(a) ）。
【００７９】次に、剥離層２上に、ＣＶＤ法等により、
約１×1016〜1017cm-3の濃度の例えばボロン等のｐ型不
純物を含むｐ型多結晶シリコン薄膜からなる半導体薄膜
３を形成し、続いて、シリコン酸化膜からなるキャップ
層４を形成する（図１(b) ）。ここで、上記耐熱性基板
１としては上記単結晶シリコンウェハの他に，セラミッ
ク，高融点メタル，石英ガラス，サファイア等を用いる
ことができるが、半導体薄膜３と耐熱性基板１とを同じ
材質で構成し、これらの熱膨張率，熱伝導率，及びその
他の物性定数，並びに，エッチャントに対する耐性等の
科学的性質を等しくするのが、形成される半導体薄膜３
の品質，及びプロセス上の扱いの容易さ等の観点から有
利である。また、上記耐熱性基板１は半導体薄膜３の形
成時に半導体薄膜３を保持し得るに十分な機械的強度が
必要で、これを上記単結晶シリコンウェハ以外の材料で
構成する場合は、これが厚み625 μｍの単結晶シリコン
ウエハの強度に相当する強度を有するものとする。ま
た、ここでキャップ層４を設けるのは、上記ｐ型多結晶
シリコン薄膜からなる半導体薄膜３が、従来技術の説明
で述べたように、一般に単結晶シリコンウェハ等に比べ
てその結晶品質が劣り、これをそのまま太陽電池の発電
層として用いた場合は、性能の優れた薄膜太陽電池を得
ることが困難となるため、次工程において、これを帯域
溶融再結晶化してその結晶品質を改善する際、このキッ
ャプ層４を使用するためである。
【００８０】次に、上記ｐ型多結晶シリコン薄膜からな
る半導体薄膜３を帯域溶融再結晶化し、この後、キャッ
プ層４を除去する（図１(c) ）。
【００８１】次に、帯域溶融再結晶化されたｐ型多結晶
シリコン薄膜からなる半導体薄膜３表面にリン等のｎ型
不純物を拡散することにより、ｎ型不純物濃度が約１×
1019cm-3の接合層５を形成して，ｐｎ接合を形成する
（図１(d) ）。
【００８２】次に、上記半導体薄膜３の所望の箇所にエ
ッチングにより剥離層２に達する貫通孔８を設ける（図
１(e) ）。ここで、この貫通孔８は、エッチングのため
のマスクとなる層（図示せず）を半導体薄膜３上に形成
し、これに適当なパターニングを施した後、この状態で
半導体薄膜３をエッチング溶液に浸すことにより形成す
る。ここで、エッチング溶液としては、例えば、弗化水
素酸と硝酸の混合液や、水酸化ナトリウム，水酸化カリ
ウム等の水溶液が用いられる。また、この貫通孔８は、
例えば、100 μｍ角あるいは直径100 μｍ程度の複数の
穴が１mm〜２mmのピッチで格子状に並ぶように設ける。
【００８３】次に、図１(f) 中の矢印で示すように、貫
通孔８からエッチング液を導入して、シリコン酸化膜か
らなる剥離層２をエッチング除去し、半導体薄膜３と耐
熱性基板１とを分離する（図１(f) ）。ここで、エッチ
ング液としては、例えば、弗化水素酸が用いられる。
【００８４】次に、上記耐熱性基板１から分離された半
導体薄膜３の，薄膜太陽電池における光入射面（受光
面）となる上面、即ち，接合層５の表面上に格子状のパ
ターンからなる電極（格子電極）６を形成し、半導体薄
膜３の下面に裏面電極７を形成して、薄膜太陽電池を完
成する（図１(g) ）。
【００８５】本発明者らの実験では、例えば、半導体薄
膜３の厚みを50μｍ、剥離層２の厚みを１μｍとし、10
0 μｍ角の大きさの貫通孔８を１mmピッチで格子状に設
けたところ、約50℃の弗化水素酸により、約２時間で10
cm角の大きさの半導体薄膜３を、耐熱性基板１から分離
することができた。従って、従来方法（図３１）に比べ
て、剥離に要する時間を約１／500 〜１／1000に短縮で
きる。また、半導体薄膜３を分離した後の耐熱性基板１
の表面には損傷がなく、良好な表面状態が保たれてい
た。
【００８６】このような本実施例１の薄膜太陽電池の製
造方法では、耐熱性基板１上に半導体薄膜３とは異なる
材質からなる剥離層２を設け、半導体薄膜３の形成後
に、該半導体薄膜３に剥離層２に達する貫通孔８を設
け、該貫通孔８を通して剥離層２を除去し、耐熱性基板
１と半導体薄膜３とを分離するようにしたので、耐熱性
基板１上に形成された半導体薄膜３を、耐熱性基板１か
ら効率よく分離することができ、その結果、薄膜太陽電
池の製造時間を短縮することができる。また、耐熱性基
板１の表面は、半導体薄膜３の分離後も良好な表面状態
に保たれるので、耐熱性基板１を繰り返し使用すること
ができ、薄膜太陽電池を低コストで製造することができ
る。また、得られる薄膜太陽電池は、半導体薄膜３の光
入射面（受光面）、即ち、半導体薄膜３の上面におい
て、貫通孔８の存在により受光面積が減少する割合がそ
の全体で高々１％に過ぎず、貫通孔８がその性能に与え
る影響が極めて小く、入射光を有効利用することができ
る。
【００８７】なお、この実施例では、半導体薄膜３の貫
通穴８以外の部分に格子電極６を形成したが、この格子
電極６を貫通孔８を覆う位置に形成すれば、貫通孔８の
形成による受光面積の減少を実質的に無くすことができ
る。
【００８８】実施例２．図２は本発明の実施例２による
薄膜太陽電池の製造工程を示す工程別断面図であり、図
において、図１と同一符号は同一または相当する部分を
示している。本実施例２の製造工程は、図１に示した実
施例１のそれとほぼ同様であるが、貫通孔８を半導体薄
膜３に形成するのではなく、耐熱性基板１に形成する点
が異なっている。
【００８９】以下、図２に従って本実施例２の製造工程
を説明する。まず、適当なパターンに従って耐熱性基板
１の所望の箇所に貫通孔８を形成する（図２(a) ）。な
お、図示した貫通孔８はその開口径が孔全体にわたって
一定となっているが、耐熱性基板１を単結晶シリコンウ
ェハで構成し、水酸化ナトリウム，水酸化カリウム等の
水溶液をエッチャントとする異方性エッチングを用いる
と、図８に示すように、基板上面側（図示上側）の開口
径が小さく、基板性基板１の下面側（図示下側）の開口
径が大きくなった貫通孔８ａを設けることもできる。
【００９０】次に、耐熱性基板１上に、貫通孔８を覆う
ように、剥離層２を形成する（図２(b) ）。
【００９１】次に、実施例１と同様にして、剥離層２上
に半導体薄膜３を形成し、この半導体薄膜３をキャップ
層４で覆う（図２(c) ）。
【００９２】次に、半導体薄膜３の帯域溶融再結晶化を
行った後、キャップ層４を除去する（図２(d) ）。
【００９３】次に、実施例１と同様にして、リン等のｎ
型不純物を拡散して接合層５を形成した後（図２(e)
）、耐熱性基板１に設けられた貫通孔８を通して、弗
化水素酸を導入し、剥離層２をエッチング除去して、半
導体薄膜３と耐熱性基板１とを分離する（図２(f) ）。
【００９４】最後に、実施例１と同様に、半導体薄膜３
の上面に格子電極６を形成し、半導体薄膜３の下面に裏
面電極７を形成すると薄膜太陽電池が完成する（図２
(g) ）。
【００９５】このような本実施例２の薄膜太陽電池の製
造方法においても、実施例１と同様に、耐熱性基板１上
に形成された半導体薄膜３を、耐熱性基板１表面に損傷
を与えることなく、効率的に耐熱性基板１から分離する
ことができ、薄膜太陽電池を低コストで製造することが
できる。
【００９６】また、貫通孔８を耐熱性基板１に設けてい
るので、半導体薄膜３を形成する毎に半導体薄膜３に貫
通孔８を開ける工程が不要となり、工程が簡略化されて
より一層の低コスト化を図ることができる。
【００９７】また、半導体薄膜３には貫通孔を形成しな
いので、実施例１の方法により得られる薄膜太陽電池に
比して発電層となる領域が広くなり（太陽電池として動
作する領域が広くなり）、性能がより一層向上した薄膜
太陽電池を得ることができる。
【００９８】実施例３．図３は本発明の実施例３による
薄膜太陽電池の製造工程を示す工程別断面図であり、図
において、図１，２と同一符号は同一または相当する部
分を示し、１０は貫通孔である。本実施例３の製造工程
は、図２に示した実施例２のそれでは、耐熱性基板１に
設けられた貫通孔８を剥離層２で塞いでしまうものであ
ったが、この耐熱性基板１に設けられた貫通孔８を剥離
層２で塞がないようにしたものである。
【００９９】以下、図３に従って本実施例３の製造工程
を説明する。まず、適当なパターンに従って耐熱性基板
１の所望の箇所に貫通孔８を形成する（図３(a) ）。
【０１００】次に、耐熱性基板１の表面に貫通孔８を塞
ぐことがないように剥離層２を形成する（図３(b) ）。
【０１０１】次に、実施例１，２と同様にして、剥離層
２上に半導体薄膜３を形成し、この半導体薄膜３上にキ
ャップ層４を形成する（図３(c) ）。ここで、半導体薄
膜３，キャップ層４は、貫通孔８にはこれらを支持する
支持物がないために貫通孔８上には形成されず、半導体
薄膜３及びキャップ層４にはおのずと貫通孔１０が形成
される。なお、半導体薄膜３は、貫通孔８の周囲から、
貫通孔８の中心の方向に向かって、横方向にも膜の成長
が進行するので、半導体薄膜３（及びキャップ層４）に
形成される貫通孔１０の寸法は、耐熱性基板１に形成さ
れた貫通孔８の開口径よりも若干小さくなる。
【０１０２】次に、実施例２と同様にして、半導体薄膜
３の帯域溶融再結晶化を行った後、キャップ層４を除去
する（図３(d) ）。
【０１０３】次に、実施例２と同様にして、ｎ型不純物
の拡散等により半導体薄膜３表面に接合層５を形成（図
３(e) ）した後、図３(f) 中の矢印で示すように、耐熱
性基板１に設けられた貫通孔８，及び半導体薄膜３に形
成された貫通孔１０を通して、弗化水素酸を導入し、剥
離層２をエッチング除去し、半導体薄膜３と耐熱性基板
１とを分離する（図３(f) ）。
【０１０４】最後に、実施例２と同様に、半導体薄膜３
の表面に格子電極６を形成し、半導体薄膜３の裏面に裏
面電極７を形成して薄膜太陽電池が完成する（図３(g)
）。
【０１０５】このような本実施例３の薄膜太陽電池の製
造方法では、耐熱性基板１に形成された貫通孔８及び半
導体薄膜３に形成された貫通孔１０を通して、エッチッ
チング液を導入し、剥離層２を除去するようにしたの
で、耐熱性基板１上に形成された半導体薄膜３を実施例
１，２に比してより短時間で分離することができ、実施
例１，２の方法に比して薄膜太陽電池をより低コストに
製造することができる。
【０１０６】実施例４．図４はこの発明の実施例４によ
る薄膜太陽電池の製造工程を示す工程別断面図であり、
図において、図１と同一符号は同一または相当する部分
を示し、３ａは第１のｐ型多結晶シリコン薄膜、３ｂは
第２のｐ型多結晶シリコン薄膜、４ａはシリコン酸化
膜、４ｂはシリコン窒化膜である。
【０１０７】また、図５，図６は本実施例の製造工程に
おける半導体薄膜の帯域溶融再結晶化工程を説明するた
めの図で、図５は帯域溶融再結晶化工程の全体の動作を
説明するため斜視図、図６は帯域溶融再結晶化後の半導
体膜内の結晶欠陥を示すモデル図である。
【０１０８】以下、これらの図に従って本実施例４の製
造工程を説明する。先ず、耐熱性基板１として、６イン
チ単結晶シリコンウェハを用い、この上に、ＬＰ−ＣＶ
Ｄ（減圧ＣＶＤ）法により、ＴＥＯＳ（Tetra ethoxy s
ilane ）を原料としてシリコン酸化膜を２μｍの厚さに
形成し、これを剥離層２とする（図４(a) ）。
【０１０９】次に、剥離層２上に、ＬＰ−ＣＶＤ法によ
り、シランガス（ＳｉＨ4 ）を原料とし、ジボランガス
（Ｂ2 Ｈ6 ）をこのシランガス（ＳｉＨ4 ）と同時に導
入して、620 ℃で、ボロンが高濃度（１×１０19cm-3）
にドープされた，厚み１μｍの第１のｐ型多結晶シリコ
ン薄膜３ａを形成し、続いて、この第１のｐ型多結晶シ
リコン薄膜３ａ上に再度ＴＥＯＳを原料として厚み２μ
ｍのシリコン酸化膜４ａを形成し、更に、ジクロルシラ
ンガス（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）とアンモニアガスを原料とし
て、ＬＰ−ＣＶＤ法により厚み約300 オングストローム
のシリコン窒化膜４ｂを形成する（図４(b) ）。ここ
で、これらシリコン酸化膜４ａとシリコン窒化膜４ｂの
積層膜をキャップ層４とする。
【０１１０】次に、第１のｐ型多結晶シリコン薄膜３ａ
の帯域溶融再結晶化を図５に示すようにして行う。即
ち、真空中において、耐熱性基板１の下側に配置された
カーボンヒータ６１により耐熱性基板１を約1300℃に加
熱し、この状態で、キャップ層４の表面から約１mmの距
離をおいて、断面の幅が１mm，高さが３mmのカーボンス
トリップヒータ６２に第１のｐ型多結晶シリコン薄膜３
ａを加熱して、これを溶融させながら、カーボンストリ
ップヒータ62を0.2 mm／秒の速度で一定方向に移動さ
せ、第１のｐ型多結晶シリコン薄膜３ａの帯域溶融再結
晶化を行なう。このようにうして帯域溶融再結晶化され
た上記第１のｐ型多結晶シリコン薄膜３ａは、カーボン
ストリップヒータ６２の移動方向に長く伸びた複数の結
晶粒からなり、これら複数の結晶粒の長さはその殆どが
数cm程度となり、中には、耐熱性基板１の端から端まで
に及ぶ長さとなるものもある。また、これら複数の結晶
粒の幅は数mmとなる。また、これら複数の結晶粒の面方
位は、その殆どが面方位（100）の配向をし、結晶粒の
間の面方位のずれは、第１のｐ型多結晶シリコン薄膜３
ａの面に垂直な軸の回りの回転方向のずれのみとなる。
また、隣接する結晶粒間の境界にできる結晶粒界以外
に、一つの結晶粒の中には、図６の結晶欠陥のモデル図
に示されるように、再結晶化に伴って亜粒界Ａ，転位
Ｄ，転位群Ｄ’等の結晶欠陥（図中、Ｒは粒界、Ｓは双
晶である。）が発生する。これらの欠陥密度はおよそ１
平方センチ当たり10の６乗個程度となる。
【０１１１】ここで、上記第１のｐ型多結晶シリコン薄
膜３ａを帯域溶融再結晶化することにより得られる，上
述の結晶粒の拡大化以外の利点について説明する。
【０１１２】一般に、ＬＰ−ＣＶＤ法によって比較的低
温で形成される，ボロンドープの多結晶シリコン薄膜
は、その膜中のボロンが十分に活性化せず、その比抵抗
が高いものとなるが、ここでは、この帯域溶融再結晶化
によりシリコンが一旦溶融するため、上記第１のｐ型多
結晶シリコン薄膜３ａは、ドープされたボロンが活性化
し、高濃度ドープを反映した，低比抵抗のｐ型多結晶シ
リコン薄膜となる。また、一般に、ボロンのシリコン中
における偏析係数（個体中に溶ける割合と液体中に溶け
る溶解度との比）はおよそ0.9 で、他の不純物元素に比
べて非常に大きな値となるのが特徴であるが、ここで
は、この帯域溶融再結晶化によりリファイニング，すな
わち不純物の掃き寄せの効果が起こりにくくなるので、
上記第１のｐ型多結晶シリコン薄膜３ａは、その比抵抗
の均一性が優れたものとなる。ちなみに、ここではボロ
ンを１立方センチ当たり10の19乗個導入し（ボロン濃度
を１×１０19cm-13 として）、0.01Ωcmの比抵抗のｐ型
多結晶シリコン薄膜３ａを形成したが、帯域溶融再結晶
化後のｐ型多結晶シリコン薄膜３ａの面内における比抵
抗の分布は、およそ±10％の範囲であった。また、この
帯域溶融再結晶化工程では、シリコンの融点（1414℃）
まで温度が上昇するので、キャップ層４のシリコン酸化
膜４ａは、ある程度軟化し、この上に極く薄く形成され
たシリコン窒化膜４ｂと渾然一体となる。このため、次
工程のキャップ層４の除去工程では、弗化水素酸で、こ
れらシリコン酸化膜４ａとシリコン窒化膜４ｂとの積層
膜を一体的に容易に除去できる。また、このシリコン酸
化膜４ａにシリコン窒化膜４ｂの成分が混じることによ
り、帯域溶融再結晶化時の，溶融した多結晶シリコン薄
膜３ａとキャップ層４との濡れ性を、キャップ層４をシ
リコン酸化膜のみで構成した場合（実施例１）のそれに
比して、改善することができ、多結晶シリコン薄膜３ａ
がより均一に再結晶化される。なお、キャップ層４を実
施例１〜３のように、シリコン酸化膜のみで構成した場
合は、カーボンストリップヒータ62で加熱した際に、溶
融したシリコンが寄り集まり易い傾向となり、多結晶シ
リコン薄膜３ａの膜厚に分布を生じたり、場合によって
は、膜が途切れてしまうことがある。
【０１１３】次に、キャップ層４を弗化水素酸で除去し
た後（図４(c) ）、第１のｐ型多結晶シリコン薄膜３ａ
上に、ジクロルシランガスを原料とし、ジボランガス
（Ｂ2Ｈ6 ）をこのシランガス（ＳｉＨ4 ）と同時に導
入して、1100℃の温度で、成長速度を毎分約１μｍとし
て、ボロンが１立方センチ当たり約10の16乗個ドーピン
グされた（ボロン濃度が１×１０16cm-3），厚み30μｍ
の第２のｐ型多結晶シリコン薄膜３ｂを、約30分かけて
エピタキシャル成長し（図４(d) ）、上記第１のｐ型多
結晶シリコン薄膜３ａとこの第２のｐ型多結晶シリコン
薄膜３ｂとで半導体薄膜３を構成する。ここで、この第
２のｐ型多結晶シリコン薄膜３ｂは、帯域溶融再結晶化
により結晶品質が改善された第１のｐ型多結晶シリコン
薄膜３ａ上に成長することから、その結晶品質は、第１
のｐ型多結晶シリコン薄膜３ａの良好な結晶品質を反映
して良好なものとなる。
【０１１４】なお、上記半導体薄膜３をボロンが１立方
センチ当たり約10の19乗個ドーピングされた第１のｐ型
多結晶シリコン薄膜３ａと、ボロンが１立方センチ当た
り約10の16乗個ドーピングされた第２のｐ型多結晶シリ
コン薄膜３ｂとで構成しているのは、前述した，ＢＳＦ
の効果を持たせるためである。このＢＳＦの効果につい
ては、文献“SEMICONDUCTORS AND SEMIMETALS ”, V OL
UME11 Solar Cells, by Harold J. Hovel を参照され
たいが、以下、これについて簡単に説明する。
【０１１５】即ち、シリコン太陽電池の出力電圧におけ
る大きな改善が、Back surface field セル（ＢＳＦセ
ル）の進歩によってなされている。この装置において
は、太陽電池のフロント接合部は通常の方法で形成され
るが、しかしセルの裏面は平均的に高抵抗率のベースへ
の金属オーミック接触を含むかわりに、該コンタクトに
隣接して重くドープされた領域を持つものである。
【０１１６】例えば、図７(a) において、ベース領域
(1) は通常１〜10Ωcmの部分であり、一方、ベース領域
(2) は、コンタクトに隣接したより重くドープされた領
域である。領域(2) は、もし拡散またはアロイ化によっ
て形成されれば代表的に１〜２μｍのみの幅を持つもの
であるが、しかしある目的では、領域(1) は狭く（10μ
ｍ）形成され、領域(2) は、重くドープされた基板上
に、軽くドープされたエピタキシャル層を形成すること
によって厚く形成される。
【０１１７】この余分の領域の利点は、図７(b) のバン
ドダイアグラムの助けをもって見ることができる。２つ
のベース領域間のポテンシャルエネルギバリヤφｐは、
少数キャリアを、より軽くドープされた領域内に、その
無限の表面再結合速度を持つ裏面でのオーミックコンタ
クトから離れて、“閉じ込める”傾向を示す。もしＷｐ
が領域(1) における拡散長Ｌｎとコンパラブルかまたは
これより小さいものであれば、その時、裏面で失われる
であろう電子のいくつかは、代わりにｐｎ接合の境界と
クロスし、短絡回路電流を大きくする。第１の近似とし
て、ＢＳＦセルは、もしＷｐ≧Ｗｐ+ であれば、裏面で
の大変小さい再結合速度を持つ幅（ｘｊ＋Ｗ＋Ｗｐ）の
通常のセルのようにモデル化することができる。
【０１１８】10Ωcmのベース抵抗率を持つＮonＰ ＢＳ
Ｆセルの開放電圧は、同じタイプの従来のセルより約10
％高い（0.55Ｖに対し 0.6Ｖ）ものであるが、これは恐
らく３つの要因の結合によるものである。１つは、増大
した短絡回路電流であり、１つはｎ+ トップ領域(3) か
らベースへ注入された電子の裏面８（Back surface）で
の減少した再結合による，電流Ｉ0 （ダイオード“リー
ク”電流）の減少であり、もう１つは、ハイ−ロウジャ
ンクションエッジ（ベース領域(1) とベース領域(2) 間
の接合端）での少数キャリア密度の変化によるバリヤφ
ｐの変調、即ち，セルが回路開放された時、バリアφｐ
の一部がｐ−ｎ接合からの電圧に加えて出力端子に現れ
ることである。
【０１１９】次に、上記工程により得られた半導体薄膜
３（第２のｐ型多結晶シリコン半導体膜３ｂ）表面に、
850 ℃でリン等のｎ型不純物を拡散して、シート抵抗が
約60Ω／□のｎ型拡散層からなる接合層５を形成する
（図４(e) ）。ここでリンの拡散は、例えば、オキシ三
塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）を拡散源として、約18分間のデ
ポジションにより行われる。
【０１２０】次に、上記半導体薄膜３表面に所定パター
ンからなるシリコン窒化膜パターン（図示せず）を形成
し、耐熱性基板１の裏面をシリコン窒化膜（図示せず）
で覆った後、これらシリコン窒化膜パターンとシリコン
窒化膜をマスクに、約80℃に加熱した水酸化カリウム水
溶液によって、この半導体薄膜３に貫通孔８を形成する
（図４(f) ）。ここで、上記シリコン窒化膜パターン
は、上記半導体薄膜３の表面を800 ℃で５分間、乾燥酸
素雰囲気中で酸化してシリコン酸化膜を形成し、このシ
リコン酸化膜表面にシリコン窒化膜を約1000オングスト
ロームの厚さに形成し、この上にレジストを塗布し、ス
クリーン印刷によりこのレジストをパターニングし、得
られたレジストパターン（図示せず）をマスクに、熱リ
ン酸によるエッチングで、上記シリコン窒化膜に100 μ
ｍ角の穴を１mmピッチで形成することにより得た。この
際、上記シリコン窒化膜には半導体薄膜３を10cm角の正
方形に切り出すためのストライプ状の穴も同時に形成し
た。また、水酸化カリウム水溶液によるエッチングは、
異方性エッチングであり、前述したように、多結晶シリ
コン薄膜からなる半導体薄膜３の面方位は（100 ）であ
るので、貫通孔８は、所謂“逆ピラミッド”形状とな
る。また、水酸化カリウム水溶液のシリコン酸化膜に対
するエッチング速度は、結晶シリコンに対するよりも遅
い（約１／200 ）ので、実質的に貫通孔８がシリコン酸
化膜に達した時点で、深さ方向へのエッチングは停止
し、基板１には穴が開かない。また、シリコン窒化膜に
形成された穴は100 μｍ角で、多半導体薄膜３の厚さが
約30μｍであるので、貫通孔８の底部の大きさは約60μ
ｍ角となり、貫通孔８による受光面積の減少分は僅か約
0.4 ％となる。また、上記シリコン窒化膜に設けられた
ストライプ状の穴により、半導体薄膜３には、10cm角の
正方形の領域を囲むようにストライプ状の貫通孔（図示
せず）も同時に形成される。
【０１２１】次に、上記の耐熱性基板１上に剥離層２を
介して半導体薄膜３が形成された，積層体を約50℃の弗
化水素酸に浸漬し、弗化水素酸を貫通孔８より導入し
て、剥離層２をエッチング除去し、半導体薄膜３を耐熱
性基板１から分離する（図４(g) ）。ここで、剥離層２
は約１時間で全部除去された。また、上記ストライプ状
の貫通穴により、上記半導体薄膜３は耐熱性基板１から
10cm角の大きさの半導体薄膜として分離される。この厚
みが30μｍで，10cm角の大きさからなる半導体薄膜は、
機械的強度が弱く、破損しやすいものであるが、他の支
持基板にこれを吸着して保持することにより、容易に取
り扱うことができる。
【０１２２】次に、上記半導体薄膜３の上面（接合層５
の上面）に格子電極６を、半導体薄膜３の下面に裏面電
極７を形成する。ここで、格子電極６は、半導体薄膜３
（の接合層５）表面に、プラズマＣＶＤ法によりシリコ
ン窒化膜を約800 オングストロームの厚さに成膜して反
射防止膜（図示せず）を得、この反射防止膜上にレジス
トパターンを形成し、このレジストパターンをマスクと
する弗化水素酸によるエッチングを上記反射防止膜に施
して、上記反射防止膜に所定パターンからなる穴をあ
け、この穴に銀ペーストを印刷し，これを焼成すること
により形成する（図４(h) ）。また、裏面電極７は、半
導体薄膜３の下面にアルミニウムをスパッタ蒸着し、こ
れを焼成して裏面電極７を形成する。
【０１２３】このようして得られた薄膜太陽電池（10cm
角の大きさのもの）は、A.M. 1.5（これは日本の緯度で
受ける太陽光のスペクトルに近いものである），１平方
センチ当たり100 ｍＷの擬似太陽光を照射した場合、短
絡電流密度１平方センチ当たり29.5ｍＡ，開放電圧0.59
Ｖ，曲線因子0.77，変換効率13.4％の電気出力特性を示
すものとなる。
【０１２４】このような本実施例による薄膜太陽電池の
製造工程では、キッャプ層４をシリコン酸化膜４ａとシ
リコン窒化膜４ｂとの積層膜で構成し、このキャップ層
４を用いて、第１の多結晶シリコン薄膜３ａを帯域溶融
再結晶化するようにしたので、第１の多結晶シリコン薄
膜３は帯域溶融再結晶化が施されても、均一な厚みを保
つことができ、その結果、均一な特性の薄膜太陽電池を
再現性よく形成することができる。また、この帯域溶融
再結晶化された第１のｐ型多結晶シリコン薄膜３ａ上に
第２のｐ型多結晶シリコン薄膜３ｂをエピタキシャル成
長して、半導体薄膜３を形成し、これを発電層として，
薄膜太陽電池を形成するようにしたので、発電層となる
半導体薄膜３を、良好な結晶品質をもって、効率よく所
望の厚みとすることができ、所望の特性の薄膜太陽電池
を再現性よく形成することができる。なお、本実施例４
では、製造工程の各工程を具体的な材料名，数値等を交
えてより実際的に説明したが、この説明は、既に記載し
た実施例１〜３，及び本実施例以降の他の実施例の本実
施例の工程に対応する工程に反映されるものである。
【０１２５】実施例５．図９はこの発明の実施例５によ
る薄膜太陽電池の製造工程を示す工程別断面図であり、
図において、図１と同一符号は同一または相当する部分
を示し、２０は透明接着剤、２７は第１の電極、２８は
第２の電極、２９はガラス、５０はマスクである。以
下、図９に従って本実施例５の製造工程を説明する。先
ず、実施例１と同様にして、耐熱性基板１上に剥離層
２，半導体薄膜３，及びキャップ層４を形成し（図１
(a) ，図１(b) 参照）、この状態で半導体薄膜３の帯域
溶融再結晶化を行った後、キャップ層４を除去すると、
図９(a) に示す状態となる。ここで、半導体薄膜３は、
厚み60μｍ，比抵抗が約１Ωcmのｐ型多結晶シリコン薄
膜から構成されている。
【０１２６】次に、半導体薄膜膜３の表面に所定パター
ンからなるマスクパターン（図示せず）を形成し、この
状態で、半導体薄膜３に、水酸化カリウム，水酸化ナト
リウム等の水溶液をエッチャントとする異方性アルカリ
エッチングを施し、半導体薄膜３に約１mmピッチの格子
状に並ぶ複数の貫通穴８を形成する（図９(b) ）。貫通
穴８はこの図に示すように，その開口径が半導体薄膜３
の上面側で小さく、半導体薄膜３の下面側で小さい、所
謂，逆ピラミッド形状の穴となる。これは、半導体膜３
を構成する結晶の面方位が（100 ）に配向しているため
である。また、ここでは貫通穴８の半導体薄膜３の下面
側の開口は100 μｍ角の正方形となっている。
【０１２７】次に、上記剥離層２，半導体薄膜３がその
上面に形成されたを耐熱性基板１を約７０℃に昇温した
弗化水素酸に浸漬し、半導体膜３に形成された貫通穴８
を通して弗化水素酸を剥離層２まで到達させて、剥離層
２を約２時間かけて全面除去し、半導体薄膜３を耐熱性
基板１から分離する（図９(c) ）。
【０１２８】次に、上記工程により耐熱性基板１から分
離された半導体薄膜３の全面にリン等のｎ型不純物を拡
散して、接合層５を形成する（図９(d) ）。この時、貫
通穴８は上述したように，その形状が逆ピラミッド形状
となっているので、貫通穴８の内面にも不純物が回り込
み、半導体膜３の上面、下面、および貫通穴８の内面に
接合層５が形成される。特に、貫通穴８の径（100 μｍ
〜）は半導体膜３の厚み（60μｍ）に比べて大きいた
め、リンは貫通穴８の内面に容易に周り込むこととな
り、接合層５が貫通穴８の内面に確実に形成される。
【０１２９】次に、形成すべき薄膜太陽電池の光入射側
となる半導体薄膜３の上面に、光を効率よく半導体薄膜
３に導くための反射防止膜（図示せず）を形成した後、
半導体薄膜３の下面における貫通穴８とその周辺部をマ
スク５０で覆い、半導体薄膜３の下面に形成された接合
層５の，貫通穴８の周辺部に形成されている部分を残し
てその他の部分をエッチング除去する（図９(e) ）。こ
こでは、半導体薄膜３に図中の矢印方向にエッチングが
進行するドライエッチを施すことにより、接合層５の除
去を行った。なお、この接合層５の除去は他の方法を用
いて行ってもよい。
【０１３０】次に、半導体薄膜３の下面に残された接合
層５に接続する第１の電極（ｎ型用電極）２７，及び半
導体薄膜３の下面側の接合層５が除かれてｐ型領域が露
出した部分に第２の電極（ｐ型用電極）２８を形成する
（図９(f) ）。ここで、第１の電極２７には例えば銀
が、第２の電極２８にはアルミニウムが用いられる。ま
た、これら第１，第２の電極２７，２８は、図１０（半
導体薄膜３の下面側を示した図）に示すパターン、即
ち、第１の電極２７と第２の電極２８が、それぞれが櫛
状に、そして、互いが噛み合わさるようなパターンに形
成するのが好ましい。これは、電極相互間の電気抵抗を
小さくし、発電された電気を取り出す時の損失が小さく
なるようにするためである。また、ここでは図示しなか
ったが、上記半導体薄膜３は機械的強度に乏しいため、
通常、他の支持板に吸着された状態で、電極形成に供さ
れる。
【０１３１】最後に、上記第１，第２の電極２７，２８
が形成された半導体薄膜３の上面をガラス板２９に透明
接着剤２０を用いて貼り付けて（図９(g) ）、薄膜太陽
電池が完成する。ここで、ガラス板２９に半導体薄膜３
を貼り付けるのは、上述したように、半導体薄膜３は機
械的強度に乏しく、これをそのまま太陽電池として用い
た場合、実用レベルの作業性，耐久性等を得ることが困
難となるためである。
【０１３２】このようにして作製された本実施例５の薄
膜太陽電池は、太陽電池の光入射面（受光面）となる半
導体薄膜３の上面に電極が存在せず、光入射面における
電極による面積損失を無くすことができるので、効率よ
く光エネルギーを利用することができる。
【０１３３】また、貫通穴８には半導体薄膜３が存在し
ないので、ここに入射する光が損失することとなるが、
半導体薄膜３の貫通穴８の開口径が大きい側の面を光入
射面としているので、図１１に示すように、貫通穴８に
入射する光の内、貫通穴８の内面に入射した成分は反射
されて再び向かい側の内面に当たり、有効に光が吸収さ
れることとなるため、貫通穴８による光入射面の実質的
な面積損失は、貫通穴８の底部の開口、即ち、貫通穴８
の半導体薄膜３の下面側における開口の開口面積のみに
なる。従って、上記のように，貫通穴８の底部の開口が
100 μｍ角の正方形からなり、貫通穴８がピッチ１mmで
形成されている場合、太陽電池全体における，実質的な
光入射面の面積損失は僅か１％となり、電極を半導体膜
３の光入射面に設けたものにして、著しくこの損失を低
減することができる。
【０１３４】また、本実施例の製造工程では、半導体薄
膜３の分離のために形成した貫通穴８を、そのまま、半
導体薄膜３に形成された接合層５と、半導体薄膜３の下
面側の第１の電極27を電気的に接続するためのスルーホ
ールとして用いているので、接合層５と，これに電気的
に接続されるべき第１電極２７との接続のために、別途
スルーホールを形成する工程が不要となり、製造工程を
簡略化することができる。
【０１３５】実施例６．上記実施例５の薄膜太陽電池で
は、半導体薄膜３に形成した貫通穴８の開口径が小さく
なる側の面を光入射面（受光面）としたが、本実施例の
薄膜太陽電池はこれとは逆に半導体薄膜３の貫通穴８の
開口径が大きくなる側の面を光入射面としたものであ
る。
【０１３６】図１２は本実施例の薄膜太陽電池の構成を
示す断面図であり、図において、図９と同一符号は同一
または相当する部分を示している。
【０１３７】この図１２に示すように、本実施例の薄膜
太陽電池では、貫通穴８の内面全面を被覆するように第
１の電極（ｎ型電極）２７を形成しているので、接合層
５を流れる電流が接合層５の貫通穴８の内面に形成され
た部分を通過する必要なく、半導体薄膜３の上面（光入
射面）の極近傍で第１の電極２７に収集されることとな
る。従って、接合層５の貫通穴８の内面に形成された部
分の層厚が小さくなり、その電気抵抗が高くなっても、
実質的に装置全体における直列抵抗を無視することがで
き、発電された電気を有効に外部に取り出すことが可能
となる。
【０１３８】実施例７．図１３は本発明の実施例７によ
る薄膜太陽電池の製造工程を示す工程別断面図であり、
図において、図１，図９と同一符号は同一または相当す
る部分を示している。
【０１３９】以下、この図に従って製造工程を説明す
る。先ず、実施例１と同様にして、耐熱性基板１上に剥
離層２，半導体薄膜３，及びキャップ層４を形成し（図
１(a) ，図１(b) 参照）、この状態で半導体薄膜３の帯
域溶融再結晶化を行った後、キャップ層を除去すると、
図１３(a) に示す状態となる。
【０１４０】次に、実施例５と同様にして、半導体薄膜
３に貫通穴８を形成する（図１３(b) ）。
【０１４１】次に、上記半導体薄膜３がその上面に形成
された耐熱性基板１を、弗化水素酸に浸漬し、貫通穴８
を通して弗化水素酸をシリコン酸化膜からなる剥離層２
に到達させ、剥離層２の貫通穴８の周辺部のみをエッチ
ング除去した後、半導体薄膜３の上面側からリン等のｎ
型不純物の拡散を行ない、半導体薄膜３の上面，貫通穴
８の内面，および半導体薄膜３の下面の貫通穴８の周辺
部に接合層５を形成する（図１３(c) ）。
【０１４２】次に、再度、上記半導体薄膜３が形成され
た耐熱性基板１を、弗化水素酸に浸漬し、貫通穴８を通
して弗化水素酸をシリコン酸化膜からなる剥離層２に到
達させ、剥離層２を全てエッチング除去し、半導体薄膜
３を基板１から分離する（図１３(d) ）。
【０１４３】次に、半導体薄膜３の上面側を透明接着剤
２０を用いてガラス29へ貼り付け（図１３(e) ）、続い
て、上記半導体薄膜３の下面に形成された接合層５の表
面に第１の電極（ｎ型電極）２７を、上記半導体薄膜３
の下面の接合層５が形成された部分以外の表面に第２の
電極（ｐ型電極）を、各々個別のマスクを用いてパター
ン形成すると（図１３(f) ）、薄膜太陽電池が完成す
る。
【０１４４】このような本実施例の薄膜太陽電池の製造
工程では、接合層５の形成時、半導体薄膜３の下面では
貫通穴８の周辺部分にのみ接合層５を形成することがで
きるので、実施例５の製造工程のように、接合層５の形
成後、接合層５を別途パターニングする必要が無く、製
造工程を簡略化することができる。
【０１４５】また、上記実施例５の製造工程では、半導
体薄膜３を基板１から分離した後、半導体薄膜３の全面
に不純物を拡散して，接合層５の形成を行うが、半導体
薄膜３は機械的強度に乏しく、半導体薄膜３を拡散炉
（拡散装置）内にこれに損傷を与えることなく保持する
ことは容易ではないため、これが製造効率を低下させる
原因になっている。しかしながら、本実施例の製造工程
では、接合層５の形成は半導体薄膜３は基板１とが分離
されていない状態で行われるので、このような問題も生
ずることがない。
【０１４６】実施例８．図１４はこの発明の実施例８に
よる薄膜太陽電池の製造工程を示す工程別断面であり、
図において、図１，図９と同一符号は同一または相当す
る部分を示し、３ｃは真性多結晶シリコン薄膜、３ｄ，
３ｅはｐ+ 型多結晶シリコン薄膜である。
【０１４７】以下、図１４に従って製造工程を説明す
る。まず、耐熱性基板１上にＣＶＤ法等により剥離層
２，真性の多結晶シリコン薄膜３ｃ，及びキャップ層
（図示せず）を順次形成し、実施例１と同様にして、こ
の真性の多結晶シリコン薄膜３ｃを帯域溶融再結晶化し
た後、キャップ層（図示せず）を除去すると図１４(a)
に示す状態になる。
【０１４８】次に、上記帯域溶融再結晶化された真性の
多結晶シリコン薄膜３ｃ上にＣＶＤ法等により、ボロン
をドーパントとして、ｐ+ 型多結晶シリコン薄膜３ｅ，
ｐ型多結晶シリコン薄膜３ｆを順次形成する（図１４
(b) ）。この時、上記真性の多結晶シリコン薄膜３ｃ
へ、このｐ+ 型多結晶シリコン薄膜３ｅ内の不純物（ボ
ロン）が固相拡散し、上記真性の多結晶シリコン薄膜３
ｃはｐ+ 型多結晶シリコン薄膜３ｄとなる（図１４(b)
）。ここで、上記真性の多結晶シリコン薄膜３ｃの厚
みを０．５μｍとし、ｐ+ 型多結晶シリコン薄膜３ｅ
を、厚み２０μｍでキャリア濃度が８×１０18原子・cm
-3となるように形成すると、ｐ+ 型多結晶シリコン薄膜
３ｄのキャリア濃度は５×１０18原子・cm-3となる。ま
た、これらｐ+ 型多結晶シリコン薄膜３ｄ，３ｅ及びｐ
型多結晶シリコン薄膜３ｆが、前述の実施例における半
導体薄膜３に相当するものとなる。
【０１４９】次に、実施例７と同様にして、ｐ+ 型多結
晶シリコン薄膜３ｄ，３ｅ及びｐ型多結晶シリコン薄膜
３ｆ（半導体薄膜３）に、その底部が剥離層２まで達す
る貫通孔８を形成し、この貫通穴８を通して、弗化水素
酸により剥離層２の貫通孔８の周辺部に形成されている
部分をエッチング除去した後、ｐ型多結晶シリコン薄膜
３ｆの上面側からリン等のｎ型不純物を拡散してｐ型多
結晶シリコン薄膜３ｆの上面，貫通孔８の内面，及びｐ
+ 型多結晶シリコン薄膜３ｄ（３ｅ）の貫通孔８の周辺
部に接合層５を形成する（図１４(c) ）。
【０１５０】次に、上記耐熱性基板１上に剥離層２，ｐ
+ 型多結晶シリコン薄膜３ｄ，３ｅ及びｐ型多結晶シリ
コン薄膜３ｆが形成された，積層体を、弗化水素酸に浸
漬し、貫通孔８を通して、剥離層２を全てエッチング除
去し、上記ｐ+ 型多結晶シリコン薄膜３ｄ，３ｅ及びｐ
型多結晶シリコン薄膜３ｆ（半導体薄膜３）を耐熱性基
板１から分離した後、薄膜太陽電池の光入射面となるｐ
型多結晶シリコン薄膜３ｆ（半導体薄膜３）の上面に、
反射防止膜（図示せず）を形成し、この後、この反射防
止膜で覆われたｐ型多結晶シリコン薄膜３ｆ（半導体薄
膜３）の上面を透明接着剤２０を介してガラス２９へ貼
り付ける（図１４(d) ）。
【０１５１】最後に、上記ｐ+ 型多結晶シリコン薄膜３
ｄに形成された接合層５の表面に第１の電極（ｎ型電
極）２７を、上記ｐ+ 型多結晶シリコン薄膜３ｄの接合
層５が形成された部分以外の表面に、第２の電極（ｐ型
電極）２８を、各々個別のマスクを用いて、個別にパタ
ーン形成すると、薄膜太陽電池が完成する。
【０１５２】このような本実施例の薄膜太陽電池の製造
工程では、上記実施例７と同様に、接合層５の形成後、
接合層５を別途パターニングする必要が無く、製造工程
を簡略化することができ、しかも、第２の電極（ｐ型電
極）２８が高濃度層（ｐ+ 型多結晶シリコン薄膜３ｄ）
に接触して、これらが良好なオーミック接続を形成する
こととなり、より高出力の電気出力を得ることができ
る。
【０１５３】なお、上記工程では、剥離層２上に真性の
多結晶シリコン薄膜３ｃを形成し、これを帯域溶融再結
晶化した後、この上にｐ+ 型多結晶シリコン薄膜３ｅを
エピタキシャル成長するようにしたが、真性の多結晶シ
リコン薄膜３ｃを形成することなく、剥離層２上にｐ+
型多結晶シリコン薄膜３ｅを形成し、これを帯域溶融再
結晶化した後、この上にｐ型多結晶シリコン薄膜３ｆを
形成しても同様の効果を得ることができる。
【０１５４】ところで、上記実施例７，８の製造工程で
は、貫通孔８を通して剥離層２を部分的にエッチング
し、この後、リン等の不純物を拡散して半導体薄膜３の
下面の貫通孔８の周辺部に接合層５を形成するようにし
ているが、エッチング液（エッチャント）及び不純物ガ
スが貫通穴８のみから導入されるので、貫通穴８の底部
の開口が小さくなると、剥離層２のエッチング時間が長
くかかるという欠点や、不純物ガスが半導体薄膜３の裏
面に周り込みにくくなり、半導体薄膜３の裏面における
接合層５の厚みが薄くなり、この部分の電気抵抗が高く
なってしまうとい欠点を生ずる。以下、かかる欠点を解
消できる実施例９，１０について説明する。
【０１５５】実施例９．図１５はこの発明の実施例９に
よる薄膜太陽電池の製造工程を示す工程別断面図であ
り、図において、図１，図９と同一符号は同一または相
当する部分を示し、５ａはｎ+ 型多結晶シリコン薄膜か
らなる接合層用半導体薄膜である。
【０１５６】以下、図１５に従って製造工程を説明す
る。先ず、耐熱性基板１上にＣＶＤ法等により剥離層
２，ｎ+ 型（不純物濃度：１×１０19cm-3〜）多結晶シ
リコン薄膜からなる接合層用半導体薄膜５ａ，及びキャ
ップ層（図示せず）を順次形成し、実施例１と同様にし
て、この接合層用半導体薄膜５ａを帯域溶融再結晶化し
た後、キャップ層（図示せず）を除去すると図１５(a)
に示す状態になる。
【０１５７】次に、ＣＶＤ法等により，上記帯域溶融再
結晶化された接合層用半導体薄膜５ａ上に、太陽電池の
発電層となる半導体薄膜３をエピタキシャル成長する
（図１５(b) ）。
【０１５８】次に、半導体薄膜３及び接合層用半導体薄
膜５ａに、その底部が剥離層２まで達する複数の貫通孔
８を形成した後、半導体薄膜３の上面側からｎ型不純物
を拡散して半導体薄膜３の上面及び貫通孔８の内面に接
合層５を形成し、この後、耐熱性基板１上に剥離層２，
接合層用半導体薄膜５ａ，及び半導体薄膜３が形成され
たこの積層体を弗化水素酸に浸漬し、貫通孔８を通し
て、剥離層２を全てエッチング除去して、上記半導体薄
膜３及び接合層用半導体薄膜５ａを耐熱性基板１から分
離する（図１５(c) ）。
【０１５９】次に、薄膜太陽電池の光入射面となる半導
体薄膜３の上面に、反射防止膜（図示せず）を形成し、
この後、この反射防止膜で覆われた半導体薄膜３の上面
を透明接着剤２０を介してガラス２９へ貼り付ける（図
１５(d) ）。
【０１６０】次に、接合層用半導体薄膜５ａの下面の貫
通孔８及びその周辺部をマスク５０で覆い、半導体薄膜
３及び接合層用半導体薄膜５ａに図中の矢印方向にエッ
チングが進行するドライエッチングを施し、これらを部
分的にエッチング除去する（図１５(e) 。
【０１６１】最後に、上記工程により残された接合層用
半導体薄膜５ａの表面に第１の電極（ｎ型電極）２７
を、上記工程によりた出した半導体薄膜３の表面に第２
の電極（ｐ型電極）２８を、各々個別のマスクを用い
て，個別にパターン形成すると、薄膜太陽電池が完成す
る。
【０１６２】このような本実施例の薄膜太陽電池の製造
工程では、接合層用半導体薄膜５ａを半導体薄膜３の下
面に予め形成しておくので、実施例７，８のように、半
導体薄膜３の下面の貫通穴８の周辺部に接合層５を形成
するために、貫通穴８のみからエッチング液（エッチャ
ント）を導入して剥離層２を除去し、貫通穴８を通して
半導体薄膜３の下面に不純物ガスを導入する作業を行う
ことなく、確実に半導体薄膜３の下面の貫通穴８の周辺
部に充分な厚みの接合層（接合層用半導体薄膜５ａ）を
得ることができる。従って、製造時間を短縮でき、しか
も、得られる薄膜太陽電池は、半導体薄膜３の下面の貫
通穴８の周辺部における接合層５の電気抵抗が小さくな
り、高電気出力を得ることができる。
【０１６３】また、本実施例により得られる薄膜太陽電
池は、接合層用半導体薄膜５ａを高不純物濃度層（ｎ+
層）としているので、第１の電極（ｎ型電極）と接合層
用半導体薄膜５ａの電気的接続を、前述の実施例により
得られる薄膜太陽電池のそれに比べて、より良好なオー
ミック接続とすることができ、その結果、より高出力の
電気出力を得ることができる。
【０１６４】実施例１０．図１６はこの発明の実施例１
０による薄膜太陽電池の製造工程を示す工程別断面図で
あり、図において、図１，９と同一符号は同一または相
当する部分を示し、５ｂ，５ｃはｎ+ 型多結晶シリコン
薄膜、３ｈ，３ｇはｐ型多結晶シリコン薄膜である。
【０１６５】以下，この図に従って本実施例１０の製造
工程を説明する。先ず、耐熱性基板１上にＣＶＤ法等に
より、剥離層２，その上面に所定幅が凸部を有するｎ+
型（不純物濃度：１×１０19cm-3〜）多結晶シリコン薄
膜５ｂ，及び，このｎ+ 型多結晶シリコン薄膜５ｂを被
覆するキャップ層（図示せず）を順次形成し、この後、
このｎ+ 型多結晶シリコン薄膜５ｂを帯域溶融再結晶化
した後、キャップ層（図示せず）を除去すると図１６
(a) に示す状態になる。
【０１６６】次に、ＣＶＤ法等により，上記帯域溶融再
結晶化されたｎ+ 型多結晶シリコン薄膜５ｂ上に、ｐ型
多結晶シリコン薄膜３ｇをエピタキシャル成長する（図
１６(b) ）。ここで、ｎ+ 型多結晶シリコン薄膜５ｂに
は、ｐ型多結晶シリコン薄膜３ｇ内の不純物が固相拡散
し、ｎ+ 型多結晶シリコン薄膜５ｂの凸部の下部領域の
みがｎ+ 型のまま残って（ｎ+ 型多結晶シリコン薄膜５
ｃとなり）、他の領域がｐ型多結晶シリコン薄膜３ｈと
なる。そして、これらｐ型多結晶シリコン薄膜３ｇ，３
ｈが、前述の実施例における半導体薄膜３に相当するも
のとなる（図１６(b) ）。
【０１６７】次に、ｐ型多結晶シリコン薄膜３ｇ，３
ｈ，及びｎ+ 型多結晶シリコン薄膜５ｃに、その周辺部
にｎ型多結晶シリコン薄膜５ｃが残されるよう，その底
部が上記剥離層２まで達する複数の貫通孔８を形成した
後、ｐ型多結晶シリコン薄膜３ｇの上面側からｎ型不純
物を拡散してｐ型多結晶シリコン薄膜３ｇの上面及び貫
通孔８の内面に接合層５を形成し、この後、耐熱性基板
１上に剥離層２，ｎ+ 型多結晶シリコン薄膜５ｃ，ｐ型
多結晶シリコン薄膜３ｈ，及びｐ型多結晶シリコン薄膜
３ｇが形成されたこの積層体を弗化水素酸に浸漬し、貫
通孔８を通して、剥離層２を全てエッチング除去し、こ
の積層体を耐熱性基板１から分離する（図１６(c) ）。
【０１６８】次に、薄膜太陽電池の光入射面となるｐ型
多結晶シリコン薄膜３ｇの上面に、反射防止膜（図示せ
ず）を形成し、この後、この反射防止膜で覆われたｐ型
多結晶シリコン薄膜３ｇの上面を透明接着剤２０を介し
てガラス２９へ貼り付ける（図１６(d) ）。
【０１６９】次に、ｎ+ 型多結晶シリコン薄膜５ｃの下
面に第１の電極（ｎ型電極）２７を、ｐ型多結晶シリコ
ン薄膜３ｇの下面に第２の電極（ｐ型電極）２８を、各
々個別のマスクを用いて，個別にパターン形成すると、
薄膜太陽電池が完成する（図１６(e) ）。
【０１７０】このような本実施例の薄膜太陽電池の製造
工程では、上記実施例９と同様の作用効果が得られると
ともに、半導体薄膜（ｎ+ 型多結晶シリコン薄膜５ｃ，
ｐ＋型多結晶シリコン薄膜３ｈ，及びｐ＋ 型多結晶シ
リコン薄膜３ｇからなる積層体）を耐熱性基板１分離し
た後、ｎ+ 型接合層（ｎ+ 型多結晶シリコン薄膜５ｃ）
をパターニングする必要がなく、上記実施例９の製造工
程に比べて、工程を簡略化することができる。
【０１７１】また、本実施例により得られる薄膜太陽電
池は、上記実施例９により得られる薄膜太陽電池と同様
に、第１の電極（ｎ型電極）２７がｎ+ 型の接合層（ｎ
+ 型多結晶シリコン薄膜５ｃ）に接続されるので、この
接続をより良好なオーミック接続とすることができ、よ
り高出力の電気出力を得ることができる。
【０１７２】ところで、以上説明した上記実施例１〜１
０の薄膜太陽電池の何れにおいても、実施例４で簡単に
述べたように、ｎ型用電極（格子電極６，第１の電極２
７）は、銀ペーストを印刷により所望のパターンに形成
することにより得ているが、実際はパターン形成した銀
ペーストを５００℃以上に焼成して、その半導体薄膜
（接合層）への接触抵抗を下げ、より良好なオーミック
接続が得られるようにしている。しかるに、実施例７〜
１０に示すように、半導体薄膜をガラス基板に透明接着
剤を用いて貼り付けた後に電極形成を行う場合、上記の
５００℃以上の焼成は、透明接着剤（を構成する樹脂成
分）の透明性を低下させ、薄膜太陽電池の発電層、即
ち、半導体薄膜への太陽光の入射量を減少させてしまう
という不具合を生ずる。以下、かかる不具合を解消でき
る実施例１１，１２について説明する。
【０１７３】実施例１１．図１７は、本発明の実施例１
１による薄膜太陽電池の構成を示す断面図であり、図に
おいて、図１４と同一符号は同一または相当する部分を
示し、２７ａはＴｉ／Ａｇからなるｎ型用電極、２８ａ
はＴｉ／Ａｇからなるｐ型用電極）である。
【０１７４】図１８はｐ型層（ｐ型多結晶シリコン薄
膜）の抵抗率（Ω・ｃｍ）と、Ｔｉ／Ａｇ電極−ｐ型層
間の接触抵抗（Ω・ｃｍ2 ）の関係を示しており、Ｔｉ
／Ａｇは従来よりｎ型用電極として使用できることが知
られているが、この図から、その抵抗率が１０-12 Ω・
ｃｍオーダーとなるような高不純物濃度のｐ型層（ｐ+
型層）に対しては、Ｔｉ／Ａｇ電極は焼成すること無し
に，その接触抵抗が１０-12 Ω・ｃｍ2 オーダーまで下
がることが分かる。
【０１７５】本実施例の薄膜太陽電池の製造工程は、図
１４に示した実施例８の薄膜太陽電池の製造工程と基本
的に同じであるが、図１８に示すＴｉ／Ａｇ電極の特性
に基づき、接合層（ｎ型層）５の表面と，ｐ+ 型多結晶
シリコン薄膜３ｄの表面の双方に、Ｔｉ／Ａｇからなる
ｎ型用電極２７ａ，ｐ型用２８ａを、同一工程により一
括して形成したものである。なお、この電極形成工程
は、適当なマスクパターンを形成した状態で、Ｔｉ／Ａ
ｇ膜を真空蒸着またはスパッタ蒸着により形成し、この
後、マスクパターンと同時にＴｉ／Ａｇ膜を除去する
か、或いは、Ｔｉ／Ａｇ膜を真空蒸着またはスパッタ蒸
着により形成した後、これを通常の写真製版技術とエッ
チング技術によりパターニングすることにより行われ
る。
【０１７６】このような本実施例の薄膜太陽電池の製造
工程では、ｎ型用電極２７ａとｐ型用電極２８ａとを、
Ｔｉ／Ａｇにより、同一工程により、これを焼成するこ
となく形成することができるので、上記実施例８に比べ
て電極形成工程が簡略化されて、製造時間が短縮し、製
造コストを低減することができる。また、電極形成工程
において電極金属の焼成を行わないので、得られる薄膜
太陽電池は、透明接着剤２０の透明性が低下せず、接合
層５へ太陽光が効率よく入射するものとなる。
【０１７７】実施例１２．図１９は、この発明の実施例
１２による薄膜太陽電池の構成を示す断面図であり、図
において、図１６と同一符号は同一または相当する部分
を示し、２７ｂはＡｌからなるｎ型用電極で、発電層と
なる半導体薄膜３の下面側の接合層を構成するｎ+ 型多
結晶シリコン薄膜５ｃ表面に形成されている。また、２
８ｂはＡｌからなるｐ型用電極で、発電層となる半導体
薄膜３の下面、即ち、ｐ型多結晶シリコン薄膜３ｈの下
面に形成されている。
【０１７８】従来よりＡｌは、ｐ型用電極材料として用
いられることが知られているが、本実施例では、Ａｌ電
極のｎ+ 型多結晶シリコン薄膜（シート抵抗６０Ω／ｃ
ｍ2）に対する接触抵抗が１０-2Ω・ｃｍ2 オーダーま
たはこれ以下の値となる知見を得、この知見に基づい
て、ｐ型用電極とｎ型用電極の双方をＡｌより形成した
ものである。ここで、Ａｌ電極とｎ+ 型多結晶シリコン
薄膜（シート抵抗６０Ω／ｃｍ2 ）間の接触抵抗につい
て詳しく説明すると、Ａｌ電極を焼成しない場合は１．
１×１０-2Ω・ｃｍ2 、Ａｌ電極を１００℃で焼成した
場合は８．０×１０-3Ω・ｃｍ2 、Ａｌ電極を２００℃
で焼成した場合は４．９×１０-3Ω・ｃｍ2 となる。
【０１７９】また、図２０はｐ型層（ｐ型多結晶シリコ
ン薄膜）の抵抗率（Ω・ｃｍ）と、Ａｌ電極−ｐ型層間
の接触抵抗（Ω・ｃｍ2 ）の関係を示しており、本来Ａ
ｌ電極はｐ型層に対して小さな接触抵抗で接触すること
が知られているが、この図から、Ａｌ電極を３００℃以
下の低温で焼成することにより、そのｐ型層に対する接
触抵抗を１０-3Ω・ｃｍ2 オーダまたはこれ以下に低減
できることが分かる。
【０１８０】本実施例の薄膜太陽電池の製造工程は、図
１６に示す実施例１０の薄膜太陽電池の製造工程と基本
的に同じであるが、図２０のＡｌ電極の特性に鑑み、ｎ
型用電極２７ｂとｐ型用電極２８ｂを、真空蒸着または
スパッタ蒸着を用いた半導体薄膜の裏面（ｎ+ 型多結晶
シリコン薄膜５ｃ及びｐ型多結晶シリコン薄膜３ｈの下
面）へのＡｌ膜の形成工程と、このＡｌ膜を通常の写真
製版技術及びエッチング技術によりパターニングする工
程と、得られた電極パターンを、３００℃以下、特に，
１００〜２００℃の範囲で焼成する工程とを行って、一
括的に形成したものである。
【０１８１】このような本実施例の薄膜太陽電池の製造
工程では、ｎ型用電極２７ｂとｐ型用電極２８ｂの双方
を、Ａｌを用いて、同一工程でもって形成するので、実
施例１０の製造工程に比べて電極形成工程を簡略化する
ことができ、その結果、製造時間が短縮して、製造コス
トを低減することができる。また、得られる薄膜太陽電
池は、ｎ型用電極２７ｂとｐ型用電極２８ｂの双方が半
導体薄膜に対して１０-3Ω・ｃｍ2 オーダまたはそれ以
下の低接触抵抗でもって接続し、より良好なオーミック
接続を形成しているので、実施例１０の薄膜太陽電池に
比してより高出力の電気出力を得ることができる。ま
た、透明接着剤２０は、３００℃以下の焼成では、その
透明性が低下しないので、接合層５へ太陽光が効率よく
入射するものとなる。
【０１８２】ところで、上記実施例５〜１２により得ら
れる薄膜太陽電池では、発電層となる半導体薄膜の機械
的強度が弱いため、この半導体薄膜を透明接着剤を用い
てガラス基板に接着した構造としている。そして、実施
例５のように（図９に示すように）、基板から分離して
得られた半導体薄膜に電極を形成した後、半導体薄膜を
ガラス基板に接着するよりも、実施例６〜１２のよう
に、基板から分離して得られた半導体薄膜をガラス基板
に接着し、この後、半導体薄膜への電極形成を行うほう
が、電極形成工程における半導体薄膜の取扱いが容易で
ある。しかしながら、このように半導体薄膜をガラス基
板に接着した後、電極形成を行う場合、透明接着剤が半
導体薄膜に形成された貫通孔を通って半導体薄膜の電極
形成面上にはみ出すことがあり、電極を半導体薄膜の電
極形成面に物理的にも電気的にも良好な状態で接続され
るよう形成することができなくなるといった不具合を生
ずることがある。
【０１８３】以下、この半導体薄膜のガラス基板への接
着工程と上述の不具合が生ずる原因を詳しく説明する。
図２１は上記実施例６〜１２における半導体薄膜３のガ
ラス基板２９への接着工程を複数の工程に分解して示し
た図である。図において、図１３と同一符号は同一また
は相当する部分を示し、３ｉは半導体薄膜の受光面、３
ｊは半導体薄膜の電極形成面である。なお、この図では
半導体薄膜３内に形成された接合層を示していなが、実
際は半導体薄膜３には実施例６〜１２で説明した状態に
接合層５が形成されている（図１３〜図１６，図１７，
図１９参照）。以下、この図に従って、半導体薄膜３の
ガラス基板２９への接着工程を説明する。まず、ガラス
基板２９上に透明接着剤２０を所定量塗布する（図２１
(a) ）。次に、この透明接着剤２０上に半導体薄膜（太
陽電池セル）３を、その受光面３ｉが上記透明接着剤２
０に接触する状態となるよう載置し（図２１(b) ）、こ
れらの周囲を真空に引いて、透明接着剤２０の塗布時に
該接着剤２０中に入り込んだ外気（気泡）４０を外部に
追い出す（図２１(c) ）。これは、透明接着剤２０中に
外気（気泡）４０が残ると、透明接着剤２０を透過する
太陽光の光量が減少してしまうためである。また、この
工程によりガラス基板２９と半導体薄膜３は透明接着剤
２０の方向へ約１気圧加圧された状態となる。次に、全
体を上記透明接着剤２０の熱硬化が起こる温度に加熱
し、この加熱を所定時間行うと、透明接着剤２０が熱硬
化し、半導体薄膜３とガラス基板２９とが透明接着剤２
０を介して強固に固着される（図２１(d) ）。
【０１８４】図２２は上記図２１(c) に示す工程後の半
導体薄膜３の貫通孔８の周辺部を拡大して示した図であ
る。この図に示すように、上記２１(c) に示す工程によ
り、ガラス基板２９と半導体薄膜３が透明接着剤２０の
方向へ約１気圧加圧された状態になると、透明接着剤２
０はその一部２０ａが貫通孔８を通して、半導体薄膜３
の受光面３ｉとは反対側の電極形成面３ｊ上にはみ出す
ことがある。これは、上記透明接着剤２０が常温ではゲ
ル状物であるため、塗布量の制御が困難で、この透明接
着剤２０を、十分な接着強度が得られるように、ガラス
基板２９上にその全面が覆われるように塗布すると、お
のずと塗布量が多くなり、その結果、ガラス基板２９と
半導体薄膜３の透明接着剤２０方向への加圧により、こ
れらガラス基板２９と半導体薄膜３の間で透明接着剤２
０が流動し、貫通孔８内に進入する透明接着剤２０の一
部２０ａが、貫通孔８を通して電極形成面３ｊ上に漏出
してしまうためである。以下に記す実施例１３〜１９は
かかる不具合を解消できるようにした実施例である。
【０１８５】実施例１３．図２３はこの発明の実施例１
３による薄膜太陽電池の製造工程における半導体薄膜と
ガラス基板との接着工程を示す工程別断面図であり、図
において、図２１と同一符号は同一または相当する部分
を示し、６０は加熱により軟化し、該軟化時の粘度が１
００００ポアズ以上となり、該軟化後は熱硬化が急速に
進行する透明度の高い樹脂からなるシート状接着剤であ
る。
【０１８６】以下、この図に従って接着工程を説明す
る。まず、ガラス基板２９上にシート状接着剤６０を載
置し（図２３(a) ）、このシート状接着剤６０に半導体
薄膜３を載置する。次に、ガラス基板２９と半導体薄膜
３をシート状接着剤６０の方向へ１気圧加圧し、これら
全体をシート状接着剤６０が軟化する温度以上に加熱し
て、該加熱を所定時間継続すると、シート状接着剤６０
は軟化してガラス基板２９の上面及び半導体薄膜３の下
面（受光面３ｉ）に密着し、この密着後熱硬化が進行し
て、ガラス基板２９と半導体薄膜３が接着する（図２３
(b) ）。ここで、シート状接着剤６０はその軟化時、１
００００ポアズ以上の高粘度となることから、そのシー
ト状の形態が保持される。そして、この後、実施例６〜
１２と同様にして、半導体薄膜６の電極形成面３ｊ上に
電極の形成が行われる。上記シート状接着剤６０の具体
例としては、シリコーン樹脂シートからなるシート状接
着剤：ＳＯＴＥＦＡ（東レ・ダウコーニング・シリコー
ン株式会社製，商品名）を挙げることができる。これ
は、１３０°Ｃ以上の温度で約２０〜３０分間加熱する
と、一旦軟化した後、直ちに熱硬化が進行するものであ
る。
【０１８７】このような本実施例方法では、シート状接
着剤６０がその軟化時もガラス基板２９と半導体薄膜３
との間でそのシート状の形態を保持し、該シート状接着
剤６０の方向へガラス基板２９と半導体薄膜３が加圧さ
れても、その一部が半導体薄膜３の貫通孔８を通って、
半導体薄膜３の電極形成面３ｊ上に漏出することがな
い。従って、電極形成面３ｊ上に、これと物理的にも電
気的にも良好な接続状態となるよう電極を形成すること
ができる。
【０１８８】実施例１４．図２４はこの発明の実施例１
４による薄膜太陽電池の製造工程における半導体薄膜と
ガラス基板との接着工程を示す工程別断面図であり、図
において、図２１と同一符号は同一または相当する部分
を示している。
【０１８９】以下、この図に従って接着工程を説明す
る。まず、ガラス基板２９を所定温度に加熱した後、こ
のガラス基板２９上に上記実施例１３で使用したシート
状接着剤６０を載置する（図２４(a) ）。この時、ガラ
ス基板２９に加えられた熱により、シート状接着剤６０
のガラス基板２９に接している部分が軟化し、更にこの
部分の熱硬化が進行して、シート状接着剤６０がガラス
基板２９上に定着する。次に、シート状接着剤６０を室
温まで冷却した後、所定温度に加熱された半導体薄膜３
を、その受光面３ｉがシート状接着剤６０に接触するよ
うシート状接着剤６０上に載置し、半導体薄膜３をその
裏面側から加圧すると（図２４(b) ）、シート状接着剤
６０の半導体薄膜３の受光面に接触する部分は、所定温
度に加熱された半導体薄膜３からの熱（図２４(b) 中の
矢印）により加熱されて軟化し、更に熱硬化が進行し
て、シート状接着剤６０上に半導体薄膜３が定着する
（図２４(c) ）。ここで、上記ガラス基板２９及びシー
ト状接着剤６０の加熱温度は、シート状接着剤６０が軟
化し、熱硬化が進行する温度であり、例えば、前述のシ
リコン樹脂シートからなるシート状接着剤：ＳＯＴＥＦ
Ａ（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製，商
品名）を用いた場合１３０°以上とされる。
【０１９０】このような本実施例方法では、シート状接
着剤６０上への半導体薄膜３の接着時、シート状接着剤
６０の軟化状態にある部分は、既に熱硬化した該シート
状接着剤６０の下層部分に分子レベルでつながった状態
にあり、該シート状接着剤６０のシート状の形態がより
安定に保持されることとなる。従って、上記実施例１３
の方法に比して、より確実に透明接着剤の半導体薄膜３
の電極形成面３ｉへの漏出を防止することができる。
【０１９１】実施例１５．図２５はこの発明の実施例１
５による薄膜太陽電池の製造工程における半導体薄膜と
ガラス基板の接着工程を示す断面斜視図であり、図にお
いて、図２１と同一符号は同一または相当する部分を示
し、６１は例えばアクリル系樹脂等の線状物からなる透
明度の高い線状のスペーサである。
【０１９２】以下、この図に従って接着工程を説明す
る。図２５に示すように、ガラス基板２９上の所定位置
に透明度の高い線状のスペーサ６１を置き、この状態
で、ゲル状の透明接着剤２０を塗布し、この後、半導体
薄膜３をその受光面３ｉが透明接着剤２０に接触するよ
うに透明接着剤２０上に載置する。この後は、図２１で
示した上記実施例６〜１２における半導体薄膜３のガラ
ス基板２９への接着工程と同様であり、ここでは説明を
省略する。
【０１９３】このような本実施方法では、透明度の高い
線状のスペーサ６１がガラス基板上に載置されているの
で、半導体薄膜３とガラス基板２９が透明接着剤２０の
方向へ加圧されても、これの間隔が透明度の高い線状の
スペーサ６１の高さより狭まくならないので、透明接着
剤２０には、これをその一部が貫通孔８を通って半導体
薄膜３の電極形成面３ｉに漏出してしまうような流動状
態にする圧力が加わらない。従って、半導体薄膜３とガ
ラス基板２９の接着後、電極形成面３ｊ上に、これと物
理的にも電気的にも良好な接続状態となるよう電極を形
成することができる。
【０１９４】尚、上記工程では線状のスペーサ６１を用
いたが、図２６に示すように、例えばアクリル系樹脂等
のビーズ状物からなる透明度の高いビーズ状のスペーサ
６２を用いても同様の効果を得ることができる。また、
この場合はゲル状の透明接着剤２０にビーズ状のスペー
サ６２を混入し、これをガラス基板２９に塗布すれば、
半導体薄膜３とガラス基板２９間へのスペーサを配設す
ることができるので、線状のスペーサ６１を用いる場合
に比して、作業効率が向上する。
【０１９５】実施例１６．図２７はこの発明の実施例１
６による薄膜太陽電池の製造工程における半導体薄膜と
ガラス基板との接着工程を示す断面図であり、図におい
て、図２１と同一符号は同一または相当する部分を示
し、２９ａはその上面に断面形状がＶ字形状からなるス
トライプ状溝６３が周期的に形成されたガラス基板であ
る。ここで、ストライプ状溝６３は、例えば周期４００
μｍで、その深さが２００μｍとなるよう形成されてい
る。
【０１９６】本実施例の接着工程は、ガラス基板として
上記ガラス基板２９ａを用いる以外は、図２１に示す工
程と基本的に同じである。
【０１９７】このような本実施例方法では、半導体薄膜
３とガラス基板２９ａがゲル状の透明接着剤２０の方向
へ加圧され、これら半導体薄膜３とガラス基板２９ａ間
で透明接着剤２０が流動しても、透明接着剤２０がガラ
ス基板２９ａのストライプ状溝６３に進入して、この流
動が妨げられるので、透明接着剤２０が貫通孔８を通し
て半導体薄膜３の電極形成面３ｉに漏出することを防止
することができる。従って、半導体薄膜３とガラス基板
２９ａの接着後、電極形成面３ｊ上に、これと物理的に
も電気的にも良好な接続状態となるよう電極を形成する
ことができる。
【０１９８】実施例１７．図２８はこの発明の実施例１
７による薄膜太陽電池の製造工程における半導体薄膜と
ガラス基板との接着工程を示す断面図であり、図におい
て、図２１と同一符号は同一または相当する部分を示
し、３０はその受光面３ｉに断面形状がＶ字形状からな
るストライプ状溝６４が周期的に形成された半導体薄膜
である。
【０１９９】ここで、ストライプ状溝６４は、例えばそ
の深さが１０μｍとなるよう形成されている。本実施例
の接着工程は、半導体薄膜として上記半導体薄膜３０を
用いる以外は、図２１に示す工程と基本的に同じであ
る。
【０２００】このような本実施例方法では、半導体薄膜
３０とガラス基板２９がゲル状の透明接着剤２０の方向
へ加圧され、これら半導体薄膜３０とガラス基板２９間
で透明接着剤２０が流動しても、透明接着剤２０が半導
体薄膜３０のストライプ状溝６４に進入して、この流動
が妨げられるので、透明接着剤２０が貫通孔８を通して
半導体薄膜３０の電極形成面３ｉに漏出することを防止
することができる。従って、半導体薄膜３０とガラス基
板２９の接着後、電極形成面３ｊ上に、これと物理的に
も電気的にも良好な接続状態となるよう電極を形成する
ことができる。
【０２０１】実施例１８．図２９はこの発明の実施例１
８による薄膜太陽電池の製造工程における半導体薄膜と
ガラス基板との接着工程を示す断面図であり、図におい
て、図２１と同一符号は同一または相当する部分を示
し、６５は半導体薄膜３の電極形成面３ｉ上に粘着さ
れ、貫通孔８の電極形成面３ｉ側の開口を塞いでいる粘
着テープである。ここで、この粘着テープ６５として
は、樹脂シートや織布等に粘着剤を塗布して得られたそ
れ自体公知の粘着テープが使用される。
【０２０２】本実施例の接着工程は図２１に示す工程と
基本的に同じであるが、半導体薄膜３の電極形成面３ｉ
上に粘着テープ６５を粘着した状態で、半導体薄膜３と
ガラス基板２９の透明接着剤２０方向への加圧を行った
後、粘着テープ６５を電極形成面３ｉ上から剥がし、こ
の後、透明接着剤２０の熱硬化を行うものである。
【０２０３】このような本実施例方法では、半導体薄膜
３とガラス基板２９がゲル状の透明接着剤２０の方向へ
加圧され、これら半導体薄膜３とガラス基板２９間で透
明接着剤２０が流動し、半導体薄膜３の貫通孔８に透明
接着剤２０が進入しても、粘着テープ６５で貫通孔８の
開口が塞がれているので、半導体薄膜３の電極形成面３
ｉに透明接着剤２０に漏出することがない。従って、半
導体薄膜３とガラス基板２９の接着後、電極形成面３ｊ
上に、これと物理的にも電気的にも良好な接続状態とな
るよう電極を形成することができる。
【０２０４】実施例１９．図３０はこの発明の実施例１
９による薄膜太陽電池の製造工程における半導体薄膜と
ガラス基板との接着工程を示す断面図であり、図におい
て、図２１と同一符号は同一または相当する部分を示
し、６６はその粘度が１５ポアズ以下の低粘性の透明接
着剤である。
【０２０５】以下、この図に従って接着工程を説明す
る。先ず、ガラス基板２９の全面にその粘度が１５ポア
ズ以下の低粘性の透明接着剤６６を、スピンコートまた
はブレードコートにより、均一な厚みの薄層状に塗布し
た後（図３０(a) ）、半導体薄膜３をその受光面３ｉが
この薄層状に形成された透明接着剤６６に接触するよう
に該透明接着剤６６上に載置する。この後は、図２１で
示した上記実施例６〜１２の工程と同様であり、ガラス
基板２９と半導体薄膜３を透明接着剤６６の方向に加圧
した状態で、この積層体を、透明接着剤６６の熱硬化が
進行する温度まで加熱して、ガラス基板２９と半導体薄
膜３を接着する（図３０(b) ）。そして、この後、上記
実施例６〜１２と同様にして、半導体薄膜の電極形成面
３ｊ上に電極の形成が行われる。ここで、ガラス基板２
９上における接着剤の塗布量（薄層の厚み）は、半導体
薄膜３とガラス基板２９が強固に接着でき、かつ、ガラ
ス基板２９と半導体薄膜３の接着剤方向への加圧によっ
て接着剤が流動しても、接着剤が貫通孔８を通して電極
形成面３ｊ上に漏出することのない量とする。この塗布
量（薄層の厚み）は、半導体薄膜３の面積や厚み，貫通
孔８の大きさや数等により適宜変更されるが、例えば、
半導体薄膜３の面積を１０ｃｍ2 ，厚みを１００μｍと
し、貫通孔８の形状をその受光面３ｉ側の開口が２４０
μｍ角の正方形，電極形成面３ｊ側の開口が１００μｍ
角の正方形からなる四角錐台とし、貫通孔８を半導体薄
膜３の全体に１ｍｍのピッチで格子状に形成した場合、
上記低粘性の透明接着剤６６を１０μｍ以下の薄層状に
塗布すれば、接着剤の電極形成面３ｊ上への漏出を防止
できることが確認できた。なお、この厚みを１μｍ以下
にすれば、理論上、透明基板上に塗布された透明接着剤
６６の全てが貫通孔８に進入したとしても、貫通孔８孔
の総容積よりも透明接着剤６６の体積が少なくなり、電
極形成面３ｊ上への接着剤の漏出は起こり得ないが、透
明接着剤２７を１μｍ以下の極薄の厚みに塗布した場合
でも、ガラス基板２９と半導体薄膜３は強固に接着され
ていた。
【０２０６】上記その粘度が１５ポアズ以下の低粘性の
透明接着剤６６の具体例としては、ポリフェニルシルセ
スキオキサン，ビニルポリジメチルシロキサン，ハイド
ロジェンポリジメチルシロキサンのうちの少なくとも１
つを主成分とする液状透明接着剤であるＣＹ５２−２７
６（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製，商
品名），ＴＳＥ３０３３（東芝シリコーン株式会社製，
商品名），ＴＳＥ３２５０（東芝シリコーン株式会社
製，商品名），ＳＥＭＩＣＯＳＩＬ９３２（クッカーケ
ミカル株式会社製，商品名）等を挙げることができる。
【０２０７】このような本実施例方法では、その粘度が
１５ポアズ以下の低粘性の透明接着剤６６を用いるの
で、透明接着剤を均一な厚みの薄層状に塗布することが
でき、ガラス基板２９上における接着剤の量を、半導体
薄膜３とガラス基板２９が強固に接着でき、かつ、ガラ
ス基板２９と半導体薄膜３の接着剤方向への加圧によっ
ても接着剤が流動しても、接着剤が貫通孔８を通して電
極形成面３ｊ上に漏出することのない量に調整すること
ができる。従って、電極形成面３ｊ上への接着剤の漏出
させることなく、半導体薄膜３とガラス基板２９の接着
することができ、電極形成面３ｊ上に、これと物理的に
も電気的にも良好な接続状態となるよう電極を形成する
ことができる。
【０２０８】なお、上記何れの実施例においても、半導
体薄膜を多結晶シリコン薄膜により構成したが、本発明
においては、これをアモルファスシリコン薄膜により構
成してもよく、この場合、アモルファスシリコン薄膜は
シリコン薄膜をＣＶＤ法により形成する際に、低温成長
させることにより得ることができる。
【０２０９】また、上記実施例１〜１２では、耐熱性基
板１として、単結晶シリコンウェハを用いたが、本発明
においては、耐熱性基板１として、セラミック，高融点
メタル，石英ガラス，サファイア等の他の材質からなる
基板や、これらにガラス状カーボン，ＳｉＣ等のカーボ
ンをコーティングしたもの，ボロンナイトライドをコー
トしたもの等を用いることができる。また、耐熱性基板
１の表面には、エッチング工程や熱工程に対する耐性を
向上させ、繰り返し使用できる回数を増加させるため
に、耐熱または耐薬品性の被覆層を設けてもよい。
【０２１０】また、上記実施例１〜１２では、半導体薄
膜３の帯域溶融再結晶化をカーボンストリップヒータを
用いて行うようにしたが、本発明においては、半導体薄
膜３をレーザ光や炎等の他の加熱源を用いて帯域溶融再
結晶化する方法を用いてもよい。
【０２１１】また、上記実施例１〜１２では、半導体薄
膜３の結晶品質改善のために半導体薄膜３の帯域溶融再
結晶化を行ったが、本発明においては、製造する薄膜太
陽電池の目標とする性能に応じて、この半導体薄膜の帯
域溶融再結晶化は必ずしも行う必要はない。
【０２１２】また、上記実施例１〜１２では、半導体薄
膜３の結晶品質改善のために半導体薄膜３の帯域溶融再
結晶化を行ったが、固相成長により半導体薄膜３を形成
するようにすれば、帯域溶融再結晶化を行うことなく良
好な結晶品質の半導体薄膜を形成することができ、半導
体薄膜３の形成後にこれを帯域溶融再結晶化する必要は
ない。
【０２１３】また、上記実施例１〜１２では、剥離層２
をエッチング液によりエッチング除去しているが、本発
明においては、エッチングガスを用いる等の他の方法を
用いて剥離層２を除去することも可能である。
【０２１４】また、上記何れの実施例においても、半導
体薄膜をシリコンより形成したが、本発明は、ＧａＡ
ｓ，ＣｄＴｅ，ＣｕＩｎＳｅ2 等の化合物半導体より半
導体薄膜を形成する場合にも適用できることは言うまで
もない。
【０２１５】
【発明の効果】この発明にかかる薄膜太陽電池の製造方
法によれば、基板上に剥離層を形成し、この剥離層上に
薄膜太陽電池の発電層となる半導体薄膜を形成した後、
該半導体薄膜に該剥離層に達する貫通孔を形成し、該貫
通孔を通して上記剥離層をエッチング除去することによ
り、上記半導体薄膜を上記基板から分離するようにした
ので、基板から半導体薄膜を効率良く分離でき、しか
も、この分離の際に上記半導体薄膜には応力が殆どかか
らないので、半導体薄膜の破壊や損傷が発生するのを防
止でき、信頼性の高い薄膜太陽電池を得ることができる
効果がある。また、この分離後も上記基板表面を良好な
表面状態に保つことができるので、上記基板を繰り返し
使用することができ、薄膜太陽電池の製造コストを低減
できる効果がある。
【０２１６】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、その所定部分に貫通孔が形成された基
板上に、該貫通孔を塞ぐように剥離層を形成し、該剥離
層上に薄膜太陽電池の発電層となる半導体薄膜を形成し
た後、上記基板に形成された貫通孔を通して上記剥離層
をエッチング除去して、上記半導体薄膜と上記基板とを
分離するようにしたので、上記方法と同様の効果を得る
ことができ、しかも、基板を繰り返し使用して複数の半
導体薄膜を得る際に、半導体薄膜に貫通孔を形成する必
要がないので、上記方法に比して製造効率を一層向上さ
せることができる効果がある。
【０２１７】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、その所定部分に貫通孔が形成された基
板上に、該貫通孔を塞ぐように剥離層を形成し、該剥離
層上に薄膜太陽電池の発電層となる半導体薄膜を形成し
た後、上記基板の貫通孔，及び上記半導体薄膜の形成時
に上記半導体薄膜に形成された貫通孔を通して、上記剥
離層をエッチング除去して、上記半導体薄膜と上記基板
とを分離するようにしたので、上記方法と同様の効果を
得ることができ、しかも、半導体薄膜と基板の両方に形
成された貫通孔を通して剥離層がエッチング除去される
ので、上記方法に比して基板から半導体薄膜をより短時
間で分離することができ、その結果、上記方法に比して
薄膜太陽電池の製造コストをより低減できる効果があ
る。
【０２１８】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記半導体薄膜と上記基板とを分離し
た後、上記半導体薄膜の上記貫通孔の内面を含む全面に
接合層を形成し、該接合層の上記半導体薄膜の上面また
は下面に形成された上記接合層のうちの上記貫通孔の周
囲部以外に形成されている部分を除去し、該工程により
上記接合層が部分的に除去された上記半導体薄膜の上面
または下面に、上記接合層に電気的に接続される電極を
形成するようにしたので、別途コンタクトホールを形成
することなく、上記貫通孔を通して上記半導体薄膜の下
面または上面に形成された接合層に、上記半導体薄膜の
上面または下面に形成される電極を電気的に接続するこ
とができ、その結果、半導体薄膜の受光面に電極が存在
しない型の薄膜太陽電池を効率よく製造できる効果があ
る。
【０２１９】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記半導体薄膜に上記貫通孔を形成し
た後，上記半導体薄膜を上記基板から分離する前に、上
記貫通孔を通して、上記剥離層の該貫通孔の下に位置す
る部分と該部分の周辺部分のみをエッチング除去し、上
記半導体薄膜の上面，上記貫通孔の内面，及び上記半導
体薄膜の下面の上記剥離層の除去により露出した部分
に、接合層を形成し、上記半導体薄膜を上記基板から分
離した後、上記半導体薄膜の下面に、上記接合層に電気
的に接続される電極を形成するようにしたので、上記方
法と同様の効果を得ることができ、しかも、半導体薄膜
と基板とを分離していない状態で接合層を形成するの
で、接合層の形成工程における半導体薄膜の取扱いが容
易になるとともに、接合層の形成後に接合層をパターニ
ングする必要がなくなり、その結果、上記方法に比して
製造工程が簡略化されて、製造コストを一層低減できる
効果がある。
【０２２０】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記半導体薄膜をその下層部分が高不
純物濃度層となるよう形成し、上記半導体薄膜の下面
に、上記接合層に電気的に接続される第１の電極と，上
記高不純物濃度層に電気的に接続される第２の電極とを
同一の電極金属により同時に形成するようにしたので、
電極形成工程を簡略化でき、上記方法に比して製造コス
トを一層低減できる効果がある。
【０２２１】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記半導体薄膜を、上記剥離層上に第
１導電型の第１半導体薄膜と第２導電型の第２半導体薄
膜をこの順に形成して、その下層部分に接合層を有する
ものとなるよう形成し、上記半導体薄膜の上記貫通孔を
形成する工程後，上記半導体薄膜を上記基板から分離す
る工程前に、上記半導体薄膜の上面及び上記貫通孔の内
面に接合層を形成し、上記半導体薄膜と上記基板とを分
離する工程後、上記第１半導体薄膜の上記貫通孔の周囲
部に形成されている部分のみを残して、その他の部分を
除去した後、上記半導体薄膜の下面に、上記接合層に電
気的に接続される電極を形成するようにしたので、半導
体薄膜の下面に十分な厚みの接合層を確実に形成するこ
とができ、その結果、製造歩留りが向上して、製造コス
トを低減できる効果がある。
【０２２２】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記第１導電型の第１の半導板薄膜
を、高不純物濃度を有するものとなるよう形成し、上記
半導体薄膜の下面に、該第１の半導体薄膜の上記接合層
として残された部分に電気的に接続される第１の電極
と，上記第２の半導体薄膜に電気的に接続される第２の
電極とを同一の電極金属により同時に形成するようにし
たので、上記方法と同様の効果を得ることができるとと
もに、電極形成工程を簡略化できるので、上記方法に比
して製造コストを一層低減できる効果がある。
【０２２３】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記半導体薄膜を、上記剥離層上にそ
の上記貫通孔の形成により除去されるべき部分と該部分
の周辺部分の厚みがその他の部分の厚みよりも大きくな
るよう第１導電型の第１半導体薄膜を形成する工程と、
該第１半導体薄膜上に第２導電型の第２半導体薄膜を形
成する工程とを行うことにより、該第１半導体薄膜の上
記厚みを大きくした部分の下層部分のみが第１導電型の
まま残されて、これがその接合層となるように形成し、
上記半導体薄膜の上記貫通孔を形成する工程後，上記半
導体薄膜を上記基板から分離する工程前に、上記半導体
薄膜の上面及び上記貫通孔の内面に接合層を形成し、上
記半導体薄膜と上記基板とを分離する工程後、上記第１
半導体薄膜の表面に、上記接合層に電気的に接続される
電極を形成するようにしたので、上記方法と同様の効果
を得ることができ、しかも、上記方法のように上記半導
体薄膜を上記基板から分離した後、上記第１導電型の第
１半導体薄膜を部分的に除去する必要がないので、製造
工程を簡略化することができ、製造コストを一層低減で
きる効果がある。
【０２２４】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記第１導電型の第１の半導板薄膜
を、高不純物濃度を有するものとなるよう形成し、上記
半導体薄膜の下面に、該第１の半導体薄膜の上記接合層
として残された部分に電気的に接続される第１の電極
と，該第１の半導体薄膜の上記第２導電型とされた部分
に電気的に接続される第２の電極とを同一の電極金属に
より同時に形成するようにしたので、上記方法と同様の
効果を得ることができるとともに、電極形成工程を簡略
化できるので、製造コストを一層低減できる効果があ
る。
【０２２５】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記電極を形成する工程前に、上記半
導体薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接着す
る工程を含み、該接着工程を、加熱により軟化し、該軟
化時の粘度が１００００ポアズ以上となり、該軟化後は
熱硬化が進行する透明樹脂からなるシート状接着剤を用
いて行うようにしたので、上記シート状接着剤が軟化し
て半導体薄膜と透明基板との間で加圧されても、そのシ
ート状の形態が保持されることとなり、透明接着剤が上
記半導体薄膜の貫通孔を通して上記半導体薄膜の下面
（電極形成面）へ漏出することを防止することができ、
その結果、該半導体薄膜の下面（電極形成面）に電気的
にも物理的にも安定な状態に電極を形成することができ
る効果がある。
【０２２６】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記方法と同様のシート状接着剤を用
い、該シート状接着剤を、該シート状接着剤が軟化する
温度以上の温度に加熱された上記透明基板上に載置し、
上記透明基板上に該シート状接着剤を定着し、しかる
後、このシート状接着剤の上面に、該シート状接着剤が
軟化する温度以上の温度に加熱された上記半導体薄膜の
上面を圧接して、上記半導体薄膜をこのシート状接着剤
上に定着するようにしたので、シート状接着剤の上記半
導体薄膜の上面に接触する側の層のみが軟化した状態で
シート状接着剤と半導体薄膜間の接着が進行し、上記方
法に比べてシート状接着剤のシート状の形態がより安定
に保持することができ、その結果、上記半導体薄膜の下
面（電極形成面）への透明接着剤の漏出を一層確実に阻
止できる効果がある。
【０２２７】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記電極を形成する工程前に、透明基
板に上記半導体薄膜の上面を透明接着剤を介して接着す
る工程を含み、該接着工程を、上記透明基板上に透明の
線状またはビーズ状のスペーサを配置した状態で行うよ
うにしたので、上記透明基板と上記半導体薄膜を透明接
着剤の方向に加圧しても、これら透明基板と半導体薄膜
との間隔が上記スペーサの高さよりも小さくならないた
め、透明接着剤に、その一部が上記半導体薄膜の貫通孔
を通って上記半導体薄膜の下面（電極形成面）まで流動
してしまうような圧力の加わることを防止することがで
き、その結果、半導体薄膜の下面（電極形成面）に電気
的にも物理的にも安定な状態に電極を形成することがで
きる効果がある。
【０２２８】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記電極を形成する工程前に、上記半
導体薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接着す
る工程を含み、該接着工程を、上記透明基板の上面にス
トライプ状の溝を周期的に形成した状態で行うようにし
たので、上記ストライプ状の溝により透明接着剤の流動
が抑制されて、該透明接着剤の一部が上記半導体薄膜の
貫通孔を通って上記半導体薄膜の下面（電極形成面）へ
漏出することがなくなり、その結果、半導体薄膜の下面
（電極形成面）に電気的にも物理的にも安定な状態に電
極を形成することができる効果がある。
【０２２９】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記電極を形成する工程前に、上記半
導体薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接着す
る工程を含み、該接着工程を、上記半導体膜の上面にス
トライプ状の溝を周期的に形成した状態で行うようにし
たので、上記ストライプ状の溝により透明接着剤流動が
抑制されて、該透明接着剤の一部が上記半導体薄膜の貫
通孔を通って上記半導体薄膜の下面（電極形成面）へ漏
出することがなくなり、その結果、半導体薄膜の下面
（電極形成面）に電気的にも物理的にも安定な状態に電
極を形成することができる効果がある。
【０２３０】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記電極を形成する工程前に、上記半
導体薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接着す
る工程を含み、該接着工程を、上記半導体薄膜の下面に
上記貫通孔の開口を塞ぐよう粘着テープを粘着した状態
で行うようにしたので、該粘着テープにより透明接着剤
の一部がが上記半導体薄膜の貫通孔を通って上記半導体
薄膜の下面（電極形成面）へ漏出することを阻止するこ
とができ、その結果、半導体薄膜の下面（電極形成面）
に電気的にも物理的にも安定な状態に電極を形成するこ
とができる効果がある。
【０２３１】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記電極を形成する工程前に、上記半
導体薄膜の上面を透明基板に透明接着剤を介して接着す
る工程を含み、該接着工程を、粘度が１５ポアズ以下の
低粘性の透明接着剤を上記透明基板上に均一な厚みの薄
層状に塗布し、この薄層状の透明接着剤上に上記半導体
薄膜を載置することにより、行うようにしたので、上記
半導体薄膜と透明基板とを、これらの間に，その一部が
上記半導体薄膜に形成され貫通孔を通して半導体薄膜の
下面（電極形成面）へ漏出することがない量の透明接着
剤を介在させて、接着することが可能となり、その結
果、半導体薄膜の下面（電極形成面）に電気的にも物理
的にも安定な状態に電極を形成することができる効果が
ある。
【０２３２】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記半導体薄膜を、多結晶シリンコン
薄膜を形成し、これを帯域溶融再結晶化することによ
り，得るようにしたから、発電層となる半導体薄膜が、
結晶粒の拡大し、しかも、その比抵抗の均一性に優れた
多結晶シリンコン薄膜からなる薄膜太陽電池を得ること
ができる効果がある。
【０２３３】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池の製
造方法によれば、上記半導体薄膜を多結晶シリンコン薄
膜の帯域溶融再結晶化により形成する工程を、シリコン
酸化膜からなる上記剥離層上に多結晶シリンコン薄膜，
シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜をこの順に形成した
後、上記多結晶シリンコン薄膜を帯域溶融再結晶化する
ものとしたので、帯域溶融再結晶化時において上記多結
晶シリンコン薄膜とシリコン酸化膜の濡れ性が良好とな
り、より均一な結晶品質の多結晶シリンコン薄膜を得る
ことができ、薄膜太陽電池の性能を一層向上できる効果
がある。
【０２３４】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池によ
れば、貫通孔を有する半導体薄膜の上面，該貫通孔の内
面，及び，該半導体薄膜の下面の上記貫通孔の周囲部に
接合層を設け、該半導体薄膜の下面に、該接合層と電気
的に接続される第１の電極と、上記半導体薄膜の上記接
合層以外の部分に電気的に接続される第２の電極とを設
けたので、受光面に電極が存在せず、受光面に入射する
太陽光の損失が少なくなるとともに、半導体薄膜の貫通
孔の内面に形成される接合層が電気抵抗の小さいものと
なり、その結果、効率よく外部に電気出力を取り出すこ
とのできる薄膜太陽電池を得ることかできる効果があ
る。
【０２３５】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池によ
れば、上記貫通孔の上記半導体薄膜の上面側における開
口径を、上記半導体薄膜の下面側における開口径よりも
大きくしたので、上記貫通孔の内面にも太陽光が入射し
て、受光面における受光面積の損失を殆ど無くすことが
でき、その結果、発電効率が向上した薄膜太陽電池を得
ることができる効果がある。
【０２３６】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池によ
れば、上記貫通孔の上記半導体薄膜の下面側における開
口径を、上記半導体薄膜の上面側における開口径よりも
大きくし、上記第１電極を、上記貫通孔の内面に形成さ
れた上記接合層の表面を被覆するよう形成したので、上
記貫通孔の内面に形成された接合層を通すことなく、接
合層を流れる電流を上記第１電極に収集することがで
き、その結果、効率よく外部に電気出力を取り出すこと
のできる薄膜太陽電池を得ることができる効果がある。
【０２３７】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池によ
れば、上記半導体薄膜の下面に形成される上記接合層を
高不純物濃度層で構成したので、上記第１の電極と上記
接合層との電気的接続をより良好なオーミック接続とす
ることができ、その結果き、効率よく外部に電気出力を
取り出すことのできる薄膜太陽電池を得ることができる
効果がある。
【０２３８】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池によ
れば、上記半導体薄膜の下層部分を、高不純物濃度層で
構成したので、上記第２の電極と上記接合層との電気的
接続をより良好なオーミック接続とすることができ、そ
の結果、効率よく外部に電気出力を取り出すことのでき
る薄膜太陽電池を得ることができる効果がある。
【０２３９】更に、この発明にかかる薄膜太陽電池にに
よれば、上記半導体薄膜の上面を透明接着剤を介して透
明基板に接着してなるものとしたので、上記半導体薄膜
の機械的強度を補償することができ、耐久性の向上した
薄膜太陽電池を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１による薄膜太陽電池の製造
工程を示す工程別断面図である。
【図２】この発明の実施例２による薄膜太陽電池の製造
工程を示す工程別断面図である。
【図３】この発明の実施例３による薄膜太陽電池の製造
工程を示す工程別断面図である。
【図４】この発明の実施例４による薄膜太陽電池の製造
工程を示す工程別断面図である。
【図５】半導体薄膜の帯域溶融再結晶化工程の全体の動
作を説明する図である。
【図６】帯域溶融再結晶化後の半導体薄膜内の結晶欠陥
を示すモデル図である。
【図７】シリコン太陽電池におけるＢＳＦ効果を説明す
る図である。
【図８】この発明の実施例２，４による薄膜太陽電池の
製造工程において耐熱性基板に形成される貫通孔の形状
を説明する図である。
【図９】この発明の実施例５による薄膜太陽電池の製造
工程を示す工程別断面図である。
【図１０】この発明の実施例５による薄膜太陽電池にお
ける電極のパターン形状を示した図である。
【図１１】この発明の実施例５による薄膜太陽電池の構
成を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施例６による薄膜太陽電池の構
成を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施例７による薄膜太陽電池の製
造工程を示す工程別断面図である。
【図１４】この発明の実施例８による薄膜太陽電池の製
造工程を示す工程別断面図である。
【図１５】この発明の実施例９による薄膜太陽電池の製
造工程を示す工程別断面図である。
【図１６】この発明の実施例１０による薄膜太陽電池の
製造工程を示す工程別断面図である。
【図１７】この発明の実施例１１による薄膜太陽電池の
構成を示す断面図である。
【図１８】ｐ型層の抵抗率と、ｐ型層−Ｔｉ／Ａｇ電極
間の接触抵抗との関係を示した図である。
【図１９】この発明の実施例１２による薄膜太陽電池の
構成を示す断面図である。
【図２０】ｐ型層の抵抗率と、ｐ型層−Ａｌ電極間の接
触抵抗との関係を示した図である。
【図２１】実施例６〜実施例１２における半導体薄膜の
ガラス基板への接着工程を複数の工程に分解して示した
図である。
【図２２】図２１(c) に示す工程で起こる不具合を説明
するための図である。
【図２３】この発明の実施例１３による薄膜太陽電池の
製造工程における半導体薄膜とガラス基板との接着工程
を示す工程別断面図である。
【図２４】この発明の実施例１４による薄膜太陽電池の
製造工程における半導体薄膜とガラス基板との接着工程
を示す工程別断面図である。
【図２５】この発明の実施例１５による薄膜太陽電池の
製造工程における半導体薄膜とガラス基板との接着工程
を示す断面斜視図である。
【図２６】この発明の実施例１６による薄膜太陽電池の
製造工程における半導体薄膜とガラス基板との接着工程
を示す断面斜視図である。
【図２７】この発明の実施例１７による薄膜太陽電池の
製造工程における半導体薄膜とガラス基板との接着工程
を示す断面図である。
【図２８】この発明の実施例１８による薄膜太陽電池の
製造工程における半導体薄膜とガラス基板との接着工程
を示す断面図である。
【図２９】この発明の実施例１９による薄膜太陽電池の
製造工程における半導体薄膜とガラス基板との接着工程
を示す断面図である。
【図３０】この発明の実施例２０による薄膜太陽電池の
製造工程における半導体薄膜とガラス基板との接着工程
を示す工程別断面図である。
【図３１】従来の薄膜太陽電池の製造方法の一例（従来
例１）を、その工程に従って説明するための図である。
【図３２】従来の薄膜太陽電池の製造方法の一例（従来
例２）を、その工程に従って説明するための図である。
【図３３】従来の薄膜太陽電池の製造方法の一例（従来
例３）を、その工程に従って説明するための図である。
【図３４】従来の薄膜太陽電池の一例の概略を示す斜視
図である。
【図３５】従来の薄膜太陽電池の一例のスルーホールの
部分を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ 耐熱性基板 ２ 剥離層 ３ 半導帯薄膜 ３ａ 第１の多結晶シリコン薄膜 ３ｂ 第２の多結晶シリコン薄膜 ３ｃ 真性多結晶シリコン薄膜 ３ｇ，３ｈ ｐ型多結晶シリコン薄膜 ３ｄ，３ｅ ｐ+ 型多結晶シリコン薄膜 ４ キャップ層 ４ａ シリコン酸化膜 ４ｂ シリコン窒化膜 ５ 接合層 ５ａ 接合層用半導帯薄膜（ｎ型多結晶シリコン薄膜） ５ｂ，５ｃ ｎ+ 型多結晶シリコン薄膜 ６ 格子電極 ７ 裏面電極 ８，８ａ、１０ 貫通孔 ２０ 透明接着剤 ２０ａ 接着剤の一部 ２７ 第１の電極（ｎ型用電極） ２７ａ Ｔｉ／Ａｇからなるｎ型用電極 ２７ｂ Ａｌからなるｎ型用電極 ２８ 第２の電極（ｐ型用電極） ２８ａ Ｔｉ／Ａｇからなるｐ型用電極 ２８ｂ Ａｌからなるｐ型用電極 ２９ ガラス基板 ４０ 外気（気泡） ５０ マスク ６０ シート状接着剤 ６１ 線状のスペーサ ６２ ビーズ状のスペーサ ６３，６４ ストライプ溝 ６５ 粘着テープ ６６ 低粘性透明接着剤
フロントページの続き (72)発明者 三井 茂 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開発研究 所内 (72)発明者 直本 英郎 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社半導体基礎研究所内 (72)発明者 有本 智 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社半導体基礎研究所内 (72)発明者 濱本 哲 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社半導体基礎研究所内 (72)発明者 森川 浩昭 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社半導体基礎研究所内 (72)発明者 隈部 久雄 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社半導体基礎研究所内

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体薄膜をその発電層とする薄膜太陽
    電池を製造する方法において、 基板上に剥離層を形成し、この剥離層上に上記半導体薄
    膜を形成する工程と、 上記半導体薄膜に上記剥離層に達する貫通孔を形成する
    工程と、 上記貫通孔を通して上記剥離層をエッチング除去し、上
    記半導体薄膜と上記基板とを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。
  2. 【請求項２】 半導体薄膜をその発電層とする薄膜太陽
    電池を製造する方法において、 その所定部分に貫通孔が形成された基板上に、該貫通孔
    を塞ぐように剥離層を形成し、該剥離層上に上記半導体
    薄膜を形成する工程と、 上記貫通孔を通して上記剥離層をエッチング除去し、上
    記半導体薄膜と上記基板とを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. 【請求項３】 半導体薄膜をその発電層とする薄膜太陽
    電池を製造する方法において、 その所定部分に貫通孔が形成された基板上に、該貫通孔
    を塞がないように剥離層を形成し、該剥離層上に上記半
    導体薄膜膜を形成する工程と、 上記基板の貫通孔，及び上記工程により上記半導体薄膜
    に形成された貫通孔を通して、上記剥離層をエッチング
    除去し、上記半導体薄膜と上記基板とを分離する工程と
    を含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  4. 【請求項４】 請求項１または３に記載の薄膜太陽電池
    の製造方法において、 上記半導体薄膜と上記基板とを分離する工程後、 上記半導体薄膜の上記貫通孔の内面を含む全面に接合層
    を形成する工程と、 上記半導体薄膜の上面または下面に形成された上記接合
    層のうちの上記貫通孔の周囲部以外に形成されている部
    分を除去する工程と、 上記工程により上記接合層が部分的に除去された上面ま
    たは下面に、上記接合層に電気的に接続される電極を形
    成する工程とを含むこと特徴とする薄膜太陽電池の製造
    方法。
  5. 【請求項５】 請求項１または３に記載の薄膜太陽電池
    の製造方法において、 上記半導体薄膜に上記貫通孔を形成する工程後、上記半
    導体薄膜を上記基板から分離する工程前に、 上記貫通孔を通して、上記剥離層の該貫通孔の下に位置
    する部分と該部分の周辺部分をエッチング除去し、上記
    半導体薄膜の上面，上記貫通孔の内面，及び上記半導体
    薄膜の下面の上記剥離層の除去により露出した部分に、
    接合層を形成する工程を含み、 上記半導体薄膜と上記基板とを分離する工程後、 上記半導体薄膜の下面に、上記接合層に電気的に接続さ
    れる電極を形成する工程を含むこと特徴とする薄膜太陽
    電池の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の薄膜太陽電池の製造方
    法において、 上記半導体薄膜をその下層部分が高不純物濃度層となる
    よう形成し、 上記半導体薄膜の下面に、上記接合層に電気的に接続さ
    れる第１の電極と，上記高不純物濃度層に電気的に接続
    される第２の電極とを同一の電極金属により同時に形成
    することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方
    法において、 上記半導体薄膜を形成する工程は、 上記剥離層上に第１導電型の第１の半導体薄膜と、第２
    導電型の第２の半導体薄膜をこの順に形成して、該第１
    の半導体薄膜を接合層として有する上記半導体薄膜を得
    る工程からなり、 上記半導体薄膜に上記貫通孔を形成する工程後、上記半
    導体薄膜を上記基板から分離する工程前に、 上記半導体薄膜の上面及び上記貫通孔の内面に接合層を
    形成する工程を含み、 上記半導体薄膜と上記基板とを分離する工程後、 上記第１半導体薄膜の上記貫通孔の周囲部に形成されて
    いる部分のみを残して、その他の部分を除去する工程
    と、 上記半導体薄膜の下面に、上記接合層に電気的に接続さ
    れる電極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。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の薄膜太陽電池を製造す
    る方法において、 上記第１導電型の第１の半導体薄膜を、高不純物濃度を
    有するものとなるよう形成し、 上記半導体薄膜の下面に、上記第１の半導体薄膜の上記
    接合層として残された部分に電気的に接続される第１の
    電極と、上記第２の半導体薄膜に電気的に接続される第
    ２の電極とを同一の電極金属により同時に形成すること
    を特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方
    法において、 上記半導体薄膜を形成する工程は、 上記剥離層上に、その上記貫通孔の形成により除去され
    るべき部分と該部分の周辺部分の厚みがその他の部分の
    厚みよりも大きくなるよう第１導電型の第１の半導体薄
    膜を形成し、該第１の半導体薄膜上に第２導電型の第２
    の半導体薄膜を形成して、該第１の半導体薄膜の上記厚
    みが大きくなった部分の下層部分のみを第１導電型のま
    ま残し、その他の部分を第２導電型にして、該第１導電
    型のまま残された第１の半導体薄膜の下層部分を接合層
    として有する半導体薄膜を得る工程からなり、 上記半導体薄膜に上記貫通孔を形成する工程後、上記半
    導体薄膜を上記基板から分離する工程前に、 上記半導体薄膜の上面及び上記貫通孔の内面に接合層を
    形成する工程を含み、 上記半導体薄膜と上記基板とを分離する工程後、 上記半導体薄膜の下面に、上記接合層に電気的に接続さ
    れる電極を形成する工程を含むことを特徴とする薄膜太
    陽電池の製造方法。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の薄膜太陽電池の製造
    方法において、 上記第１導電型の第１の半導体薄膜を、高不純物濃度を
    有するものとなるよう形成し、 上記半導体薄膜の下面に、上記第１の半導体薄膜の上記
    接合層として残された下層部分に電気的に接続される第
    １の電極と、上記第１の半導体薄膜の上記第２導電型と
    された部分に電気的に接続される第２の電極とを同一の
    電極金属により同時に形成することを特徴とする薄膜太
    陽電池の製造方法。
  11. 【請求項１１】 請求項４ないし１０のいずれかに記載
    の薄膜太陽電池の製造方法において、 上記電極の形成工程前に、上記半導体薄膜の上面を透明
    基板に透明接着剤を介して接着する工程を含み、 該接着工程が、 上記透明基板上に、加熱により軟化し、該軟化時の粘度
    が１００００ポアズ以上の粘度となり、該軟化後は熱硬
    化が進行する透明樹脂からなるシート状接着剤を載置
    し、該シート状接着剤上にその上面が該シート状接着剤
    に接触するよう上記半導体薄膜を載置する工程と、 上記透明基板と上記半導体薄膜を上記シート状接着剤の
    方向に加圧した状態で、これら透明基板，半導体薄膜，
    及びシート状接着剤からなる積層体を、該シート状接着
    剤の軟化点以上の温度に加熱する工程とを含んでなるこ
    とを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  12. 【請求項１２】 請求項４ないし１０のいずれかに記載
    の薄膜太陽電池の製造方法において、 上記第１，第２電極の形成工程前に、上記半導体薄膜の
    上面を透明基板に透明接着剤を介して接着する工程を含
    み、 該接着工程が、 加熱により軟化し、該軟化時の粘度が１００００ポアズ
    以上の粘度となり、該軟化後は熱硬化が進行する透明樹
    脂からなるシート状接着剤を、該シート状接着剤が軟化
    する温度以上の温度に加熱された上記透明基板上に載置
    して、上記透明基板上に該シート状接着剤を定着する工
    程と、 上記加熱された透明基板を冷却した後、上記シート状接
    着剤に、該シート状接着剤が軟化する温度以上の温度に
    加熱された上記半導体薄膜の上面を圧接して、上記半導
    体薄膜を上記シート状接着剤上に定着する工程とを含ん
    でなることを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  13. 【請求項１３】 請求項４ないし１０のいずれかに記載
    の薄膜太陽電池の製造方法において、 上記第１，第２電極の形成工程前に、透明基板に上記半
    導体薄膜の上面を透明接着剤を介して接着する工程を含
    み、 該接着工程が、 上記透明基板上に透明の線状またはビーズ状のスペーサ
    を配置し、この状態で該透明基板上に透明接着剤を塗布
    し、該透明接着剤上にその上面が該透明接着剤に接触す
    るよう上記半導体薄膜を載置する工程と、 上記透明基板と上記半導体薄膜を上記透明接着剤の方向
    に加圧した状態で、これら透明基板，半導体薄膜，及び
    透明接着剤からなる積層体を、該透明接着剤の熱硬化が
    進行する温度以上の温度に加熱する工程とを含んでなる
    ことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  14. 【請求項１４】 請求項４ないし１０のいずれかに記載
    の薄膜太陽電池の製造方法において、 上記第１，第２電極の形成工程前に、上記半導体薄膜の
    上面を透明基板に透明接着剤を介して接着する工程を含
    み、 該接着工程が、 上記透明基板の上面にストライプ状の溝を周期的に形成
    した後、該上面に透明接着剤を塗布し、該透明接着剤上
    にその上面が該透明接着剤に接触するよう上記半導体薄
    膜を載置する工程と、 上記透明基板と上記半導体薄膜を上記透明接着剤の方向
    に加圧した状態で、これら透明基板，半導体薄膜，及び
    透明接着剤からなる積層体を、該透明接着剤の熱硬化が
    進行する温度以上の温度に加熱する工程とを含んでなる
    ことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  15. 【請求項１５】 請求項４ないし１０のいずれかに記載
    の薄膜太陽電池の製造方法において、 上記第１，第２電極の形成工程前に、上記半導体薄膜の
    上面を透明基板に透明接着剤を介して接着する工程を含
    み、 該接着工程が、 上記透明基板の上面に透明接着剤を塗布し、該透明接着
    剤上にその上面にストライプ状の溝を周期的に形成した
    上記半導体薄膜を、該上面が該透明接着剤に接触するよ
    う載置する工程と、 上記透明基板と上記半導体薄膜を上記透明接着剤の方向
    に加圧した状態で、これら透明基板，半導体薄膜，及び
    透明接着剤からなる積層体を、該透明接着剤の熱硬化が
    進行する温度以上の温度に加熱する工程とを含んでなる
    ことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  16. 【請求項１６】 請求項４ないし１０のいずれかに記載
    の薄膜太陽電池の製造方法において、 上記第１，第２電極の形成工程前に、上記半導体薄膜の
    上面を透明基板に透明接着剤を介して接着する工程を含
    み、 該接着工程が、 上記透明基板の上面に透明接着剤を塗布し、該透明接着
    剤上に、その下面に上記貫通孔の開口を塞ぐよう粘着テ
    ープが粘着された上記半導体薄膜を、その上面が該透明
    接着剤に接触するよう載置する工程と、 上記透明基板と上記半導体薄膜を上記透明接着剤の方向
    に加圧し、上記粘着テープを除去した後、この加圧状態
    でこれら透明基板，半導体薄膜，及び透明接着剤からな
    る積層体を、該透明接着剤の熱硬化が進行する温度以上
    の温度に加熱する工程とを含んでなることを特徴とする
    薄膜太陽電池の製造方法。
  17. 【請求項１７】 請求項４ないし１０のいずれかに記載
    の薄膜太陽電池の製造方法において、 上記第１，第２電極の形成工程前に、上記半導体薄膜の
    上面を透明基板に透明接着剤を介して接着する工程を含
    み、 該接着工程が、 上記透明基板の上面にその粘度が１５ポアズ以下の低粘
    性の透明接着剤を薄層状に塗布し、該薄層状に塗布され
    た透明接着剤上にその上面が該透明接着剤に接触するよ
    うに上記半導体薄膜を載置する工程と、 上記透明基板と上記半導体薄膜を上記透明接着剤の方向
    に加圧した状態でこれら透明基板，半導体薄膜，及び透
    明接着剤からなる積層体を、該透明接着剤の熱硬化が進
    行する温度以上の温度に加熱する工程とを含んでなるこ
    とを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１ないし１７のいずれかに記載
    の薄膜太陽電池の製造方法において、 上記半導体薄膜を形成する工程は、 多結晶シリンコン薄膜を形成した後、これを帯域溶融再
    結晶化する工程を含むものであることを特徴とする薄膜
    太陽電池の製造方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の薄膜太陽電池の製
    造方法において、 上記半導体薄膜を多結晶シリンコン薄膜の帯域溶融再結
    晶化により形成する工程は、 シリコン酸化膜からなる上記剥離層上に多結晶シリンコ
    ン薄膜，シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜をこの順に
    形成した後、上記多結晶シリンコン薄膜を帯域溶融再結
    晶化するものであることを特徴とする薄膜太陽電池の製
    造方法。
  20. 【請求項２０】 貫通孔を有する半導体薄膜と、 上記半導体薄膜の上面，上記貫通孔の内面，及び，上記
    半導体薄膜の下面の上記貫通孔の周囲部に形成された接
    合層と、 上記半導体薄膜の下面に、上記接合層と電気的に接続さ
    れるよう形成された第１電極と、 上記半導体薄膜の下面に、上記半導体薄膜の上記接合層
    以外の部分に電気的に接続されるよう形成された第２電
    極とを備えたことを特徴とする薄膜太陽電池。
  21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の薄膜太陽電池にお
    いて、 上記貫通孔の上記半導体薄膜の上面側における開口径
    が、上記半導体薄膜の下面側における開口径よりも大き
    いことを特徴とする薄膜太陽電池。
  22. 【請求項２２】 請求項２０に記載の薄膜太陽電池にお
    いて、 上記貫通孔の上記半導体薄膜の下面側における開口径
    が、上記半導体薄膜の上面側におけるそれよりも大き
    く、 上記第１電極は、上記貫通穴の内面に形成された上記接
    合層の表面を被覆するよう形成されていることを特徴と
    する薄膜太陽電池。
  23. 【請求項２３】 請求項２０に記載の薄膜太陽電池にお
    いて、 上記半導体薄膜の下面に形成された上記接合層が高不純
    物濃度層で構成されていることを特徴とする薄膜太陽電
    池。
  24. 【請求項２４】 請求項２０に記載の薄膜太陽電池にお
    いて、 上記半導体薄膜はその下層部分が高不純物濃度層で構成
    されていることを特徴とする薄膜太陽電池。
  25. 【請求項２５】 請求項２０に記載の薄膜太陽電池にお
    いて、 上記半導体薄膜の上面が透明接着剤を介して透明基板に
    接着されていることを特徴とする薄膜太陽電池。
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