JPH11274533A

JPH11274533A - 太陽電池の製造方法、それにより製造された太陽電池、並びに半導体素子の製造方法

Info

Publication number: JPH11274533A
Application number: JP10073968A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sannomiya; 仁三宮; Yasue Nagano; 尉絵長野; Takeshi Nakanishi; 健中西; Hiroshi Taniguchi; 浩谷口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 1999-10-08
Anticipated expiration: 2018-03-23
Also published as: JP3749015B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、非晶質半導体を用いた太陽電池に
好適で、高温プロセスを用いても高性能の凹凸形状の散
乱反射面が形成可能な太陽電池の製造方法、それにより
製造された太陽電池を提供することを目的とする。【解決手段】シリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂
材料２を基板１上に塗布した後、その透光性接着樹脂材
料２上に樹脂フィルム３を接着する工程を含む太陽電池
の製造方法とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光エネルギーを電
気エネルギーに変換する太陽電池の製造方法、それによ
り製造された太陽電池、並びに樹脂基板を用いた半導体
素子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、非晶質シリコン太陽電池には、
２種類の構造のものがある。その一つは、ガラス等の透
光性基板上に、ＳｎＯ₂やＩＴＯ等の透明電導膜が形成
され、その上に非晶質半導体（Ｓｉ）のｐ層，ｉ層，ｎ
層がこの順に積層されて成る構造のものである。もう一
つは、金属基板電極の上に、非晶質半導体（Ｓｉ）のｎ
層，ｉ層，ｐ層がこの順に積層されて光電変換活性層が
形成され、更にその上に透明電導膜が積層され成る構造
のものである。

【０００３】これらのうち前者の構造のものでは、非晶
質半導体をｐ−ｉ−ｎ層の順に形成するのに、透光性絶
縁基板が太陽電池表面カバーガラスを兼ねることができ
ること、また、ＳｎＯ₂等の耐プラズマ性透明電導膜が
開発されて、この上に非晶質半導体光電変換活性層をプ
ラズマＣＶＤ法で形成することが可能になったことなど
から、多用されるようになり、現在の主流になってい
る。なお、これらの用いられる非晶質半導層の形成に、
原料ガスのグロー放電分解によるプラズマＣＶＤ法や、
光ＣＶＤ法による気相成長法を用いることができ、これ
らの方法によれば大面積の薄膜形成が可能であるという
利点も有する。

【０００４】非晶質Ｓｉ太陽電池は、１００℃〜２００
℃程度の比較的低温で形成できるので、その非晶質Ｓｉ
太陽電池を形成するための基板として、様々な材質の基
板を用いることが可能であるが、通常よく用いられるも
のはガラス基板やステンレス基板である。

【０００５】また、非晶質Ｓｉ太陽電池は、変換効率が
最大となるときの光吸収層の膜厚が５００ｎｍ程度と厚
いため、その変換効率を向上させるには光吸収層の膜厚
内で光の吸収量を増大させることが重要なポイントとな
る。そのため、ガラス基板上の表面に凹凸のある透明導
電膜を形成したり、ステンレス基板上の表面に凹凸のあ
る金属膜を形成したりすることにより、光吸収層中での
光の光路長を増加させることが従来より行われてきた。

【０００６】このような方法で、光吸収層中での光路長
を増加させた太陽電池の場合、その表面に凹凸がない平
坦な基板上に非晶質Ｓｉ太陽電池を形成した場合と比較
して、３０％以上短絡電流が向上することが知られてい
る。

【０００７】ところで、ガラス基板の表面上に凹凸を形
成する一般的な方法としては、常圧ＣＶＤ法により透明
電極であるＳｎＯ₂膜を形成する方法があげられる。ま
た、ステンレス等の金属基板上に凹凸を形成する方法と
しては、Ａｇを蒸着法やスパッタリング法により形成す
る際に、その形成条件を調整したり、その形成後に熱処
理を行ったりする方法が用いられていた。

【０００８】ここで、従来の薄膜太陽電池の具体的な一
例について、その概略構造を示す要部断面図である図５
を用いて説明する。図５に示すように、この薄膜太陽電
池は、透光性絶縁基板１の上に、透明導電膜４、水素化
アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）ｐ
層５、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）ｉ
層６、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）ｎ
層７、透明導電膜８、及び裏面電極９が順次形成されて
構成されるものである。そして、前述のようにして、透
明導電膜４の表面に凹凸形状が形成され、これによりそ
の上部に形成された各層が凹凸構造を有するというもの
である。

【０００９】また、薄膜太陽電池等の半導体素子を可撓
性基板あるいは軽量基板上に形成したい場合、耐熱性の
高いポリイミド樹脂が用いられてきた。このような樹脂
に凹凸を形成する方法は、特開平４−６１２８５号公
報、特開平４−１９６３６４号公報等に開示されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の太陽電池やその製造方法では、以下のような課題
があった。

【００１１】まず、ガラス基板上に常圧ＣＶＤ法により
ＳｎＯ₂膜を形成する方法は、プロセス的にも、簡便な
方法ではあるが、その形成温度として５００℃程度の高
温を必要とするため、ＳｎＯ₂膜を強化ガラス上に形成
できない、即ち強化ガラスを用いた太陽電池には適さな
いという問題点があった。これは、強化ガラスが３００
℃以上の高温では、強化が鈍ってしまうからである。こ
の強化ガラスは、住宅用等の屋外設置の太陽電池を構成
するには、表面の保護という観点から必要なものであ
る。

【００１２】また、基板として強化ガラスを用いずに、
従来の強化していない通常のガラス基板を用いると、太
陽電池モジュールは強化ガラスと通常のガラスとの２重
構造の構成を採らざるを得ず、製造コストが増大すると
いう問題さえ生じてしまう。

【００１３】さらに、光を十分散乱させるためには、上
記のような透明電極を１ｍｍ程度の厚さに形成する必要
があり、太陽電池用基板の形成に時間を要する点と原材
料費がかさむという点で問題となっていた。

【００１４】一方、太陽電池用基板としてステレンス等
の金属基板を用いる場合にも、その表面の凹凸は、Ａｇ
を蒸着法やスパッタリング法により堆積する際に、形成
条件を調整したり形成後の熱処理を行ったりして形成し
ていた。しかし、このようにＡｇによる凹凸を形成する
処理では、３５０℃以上の高温が必要となるため、基板
の昇温、降温に時間がかかったり、基板の反りが発生し
たりするといった問題があった。さらに、この方法で
は、別途処理を施す必要があり、コストアップの要因と
なっていた。

【００１５】また、前述のとおり、薄膜太陽電池等の半
導体素子を可撓性基板あるいは軽量基板上に形成したい
場合、耐熱性の高い高価なポリイミド樹脂が用いられて
きた。他の高分子材料の上に形成できれば透明な材料や
低価格のものを用いることができるが、ほとんどの材料
は耐熱性が１５０℃と低く、耐熱温度として２００℃程
度を必要とする薄膜太陽電池、液晶パネル等の半導体素
子のプロセスには適さなかった。

【００１６】耐熱温度を越えて加熱すると、これらの高
分子材料が変形する。したがって、耐熱温度以下の成膜
温度で形成した場合においても、非晶質半導体素子を形
成するプラズマＣＶＤプロセスでは、プロセスによる温
度上昇があるため、高分子材料の上に非晶質半導体を形
成するのは困難であった。

【００１７】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであって、非晶質半導体を用いた太陽
電池に好適で、高温プロセスを用いても高性能の凹凸形
状の散乱反射面が形成可能な太陽電池の製造方法、それ
により製造された太陽電池を提供することを目的とす
る。さらに、本発明は、薄膜太陽電池、液晶パネル等の
可撓性基板又は軽量基板として樹脂基板を用いた半導体
素子の製造方法において、高温プロセスを用いても、半
導体素子の形成が可能な半導体素子の製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明では、太陽電池の製造方法に
おいて、シリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂材料を
基板上に塗布して、その透光性接着樹脂材料上に樹脂フ
ィルムを接着する工程を含むこととしている。

【００１９】請求項１に記載の発明によれば、シリコー
ン樹脂から成る透光性接着樹脂材料を基板上に塗布し
て、その透光性接着樹脂材料上に樹脂フィルムを接着す
るので、太陽電池の製造プロセスにおける温度に耐える
ことが可能となる。

【００２０】なお、透光性接着樹脂材料に用いるシリコ
ーン樹脂としては、ゴム系のシリコーン樹脂が好まし
い。それは、その粘度が数千ｃｐｓと適当な粘度である
ので、ロールコータを用いても、例えば５０ｃｍ角以上
の比較的大面積の基板にも均一に容易に塗布することが
できるからである。また、ゴム系のシリコーン樹脂は、
トルエン、キシレン等の有機溶剤を含まないので、樹脂
が硬化する前にその上に樹脂フィルムを密着させても、
シリコーン樹脂を硬化させることが可能であり、その上
に接着する樹脂フィルムがシリコーン樹脂の溶剤に侵さ
れることがない。

【００２１】また、シリコーン樹脂から成る透光性接着
層を用いた基板と樹脂フィルムとの接着においては、シ
リコーン樹脂が完全に硬化する前に、透光性接着樹脂材
料上に樹脂フィルムを配置した後、一対のローラを通し
てこれらを密着させれば、しわや気泡の発生を防止でき
るので好ましい。

【００２２】また、シリコーン樹脂から成る透光性接着
樹脂材料を用いた基板と樹脂フィルムとの接着において
は、透光性接着樹脂材料上に樹脂フィルムを密着させた
後、１００℃程度の温度で、シリコーン樹脂を硬化させ
ることができる。

【００２３】さらに、請求項２に記載の発明では、請求
項１に記載の太陽電池の製造方法において、シリコーン
樹脂として２液混合硬化型のシリコーン樹脂を用い、そ
のシリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂材料を基板へ
塗布する直前に２液を混合することとしている。

【００２４】請求項２に記載の発明によれば、シリコー
ン樹脂として２液混合硬化型のシリコーン樹脂を用い、
そのシリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂材料を基板
へ塗布する直前に２液を混合することとしているので、
シリコーン樹脂が塗布前にそれを容れた容器内で硬化す
るなどの塗布工程前でのシリコーン樹脂の硬化を防止す
ることができ、良好な作業性を実現できる。

【００２５】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項１又は２の太陽電池の製造方法において、樹脂フィル
ムが凹凸構造を有することとしている。

【００２６】請求項３に記載の発明によれば、樹脂フィ
ルムが凹凸構造を有することとしているので、良好な凹
凸散乱反射面を有する太陽電池を製造することができ、
光の有効利用が図れ、太陽電池の出力電流を増大させる
ことが可能となる。

【００２７】なお、樹脂フィルムの凹凸形状としては、
Ｖ溝構造等の断面形状が規則的なＶ字形状、又は規則的
な三角錐、四角錐、円錐等のくさび型形状で、その凹凸
の山と谷との高さ及びピッチが可視光領域の光の波長よ
りも十分に大きいことが好ましい。それは、樹脂フィル
ムの上部に形成される透明電極と非晶質半導体層との界
面で反射された光を高効率に再入射させることが可能と
なり、光の有効利用が図れ、太陽電池の出力電流を増大
させることができるからである。

【００２８】また、樹脂フィルムの凹凸形状としては、
その凹凸の山と谷との高さ及びピッチの平均的な大きさ
が、可視光領域の光の波長の半分程度であることが好ま
しい。それは、樹脂フィルムの上部に非晶質半導体層中
における光の光路長を増加させ、それにより非晶質半導
体層での光の吸収量を増加させることができ、太陽電池
の出力電流を増大させることができるからである。

【００２９】また、樹脂フィルムの凹凸形状としては、
Ｖ溝構造等の断面形状が規則的なＶ字形状、又は規則的
な三角錐、四角錐、円錐等のくさび型形状で、その凹凸
の山と谷との高さ及びピッチが可視光領域の光の波長よ
りも十分大きく、さらにその凹凸に重畳して山と谷との
高さ及びピッチが平均的な大きさが可視光領域の光の波
長の半分程度の凹凸が形成されていることが好ましい。
それは、樹脂フィルムの上部に形成される透明電極と非
晶質半導体層との界面で反射された光を高効率に再入射
させることと、非晶質半導体層での光の光路長増加との
両方の効果により、より光の有効利用が図れ、より太陽
電池の出力電流を増大させることができるからである。

【００３０】また、樹脂フィルムの凹凸形状としては、
上記のような形状で、凹凸の山と谷の頂点部分が、尖っ
たような形状ではなく、滑らかな曲線状に形成されるこ
とが好ましい。これは、太陽電池を構成する電極間（表
面電極と裏面電極との間など）での短絡を防止し、製造
での歩留まりを向上させることができるからである。

【００３１】また、請求項４に記載の発明では、請求項
１、２、又は３に記載の太陽電池の製造方法により製造
された太陽電池であって、光入射側から、透光性絶縁基
板、シリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂層、透光性
フィルム、透明導電膜、非晶質半導体層、及び裏面電極
層を順次積層して太陽電池を構成している。

【００３２】請求項４に記載の発明によれば、請求項
１、２、又は３の製造方法により製造し、光入射側か
ら、透光性絶縁基板、シリコーン樹脂から成る透光性接
着樹脂層、透光性フィルム、透明導電膜、非晶質半導体
層、及び裏面電極層を順次積層して太陽電池を構成して
いるので、透光性樹脂フィルムに上記のような凹凸形状
が形成されたものを用いることにより、良好な凹凸散乱
面を有する高性能の太陽電池を実現することができる。

【００３３】また、請求項５に記載の発明では、請求項
１、２、又は３に記載の太陽電池の製造方法により製造
された太陽電池であって、基板上に、シリコーン樹脂か
ら成る透光性接着樹脂層、透光性フィルム、裏面電極、
非晶質半導体層、透明導電膜、及び集電極を順次積層し
て太陽電池を構成している。

【００３４】請求項５に記載の発明によれば、請求項
１、２、又は３の製造方法により製造し、基板上に、シ
リコーン樹脂から成る透光性接着樹脂層、透光性フィル
ム、裏面電極、非晶質半導体層、透明導電膜、及び集電
極を順次積層して太陽電池を構成しているので、光を通
さない不透明な基板を用いても、透光性樹脂フィルムに
上記のような凹凸形状が形成されたものを用いることに
より、良好な凹凸散乱面を有する高性能の太陽電池を実
現することができる。

【００３５】また、請求項６に記載の発明では、樹脂基
板上に形成される半導体素子の製造方法において、仮基
板上にシリコーン樹脂から成る接着樹脂層及び樹脂基板
を積層し、その樹脂基板上に半導体素子を形成した後
に、仮基板から樹脂基板及び半導体素子を剥離させるこ
ととしている。

【００３６】請求項６に記載の発明によれば、仮基板上
にシリコーン樹脂から成る接着樹脂層及び樹脂基板を積
層し、その樹脂基板上に半導体素子を形成した後に、仮
基板から樹脂基板及び半導体素子を剥離させることとし
ているので、製造プロセスにおける温度に耐えることが
でき、可撓性を有したり又は軽量な薄膜太陽電池や液晶
パネル等の半導体素子を実現することが可能となる。

【００３７】なお、仮基板から樹脂基板及び半導体素子
を剥離しやすいように、シリコーン樹脂から成る接着樹
脂層の接着力を制御することが好ましい。すなわち、仮
基板／接着樹脂層の界面での接着力よりも、接着樹脂層
／樹脂基板の界面での接着力を低くして、樹脂基板及び
半導体素子を剥離しやすいようにすることが好ましい。
それには、もともと離形材として用いられるシリコーン
樹脂自体に強い接着力はないので、接着力をもたせるた
めの接着剤を混入させれば良い。その接着剤の量を適当
に制御することにより、一時的な接着程度に用いるレベ
ルまでシリコーン樹脂の接着力を制御して、樹脂基板及
び半導体素子を剥離させることができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、以下の説明におい
て、前述の従来技術と同じ構成には、同一の符号を付与
する。

【００３９】〔第１の実施形態〕図１に、第１の実施形
態の薄膜太陽電池の概略構造を示す。図１に示すよう
に、本実施形態の薄膜太陽電池は、透光性絶縁基板１上
に、透光性接着樹脂層２、樹脂フィルム３、透明導電膜
４、水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ）ｐ層５、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）ｉ層６、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）ｎ層７、透明導電膜８、及び裏面電極９が順次
形成されて構成されるものである。そして、本実施形態
の薄膜太陽電池では、樹脂フィルム３に凹凸形状が形成
されたものを用いることにより、凹凸乱反射面を構成す
るものである。

【００４０】次に、本実施形態の薄膜太陽電池の製造方
法について説明する。まず、透光性絶縁基板１として、
厚さが１ｍｍ〜４ｍｍ程度のガラス基板を用い、この上
に、シリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂材料を数十
μｍ塗布して透光性接着樹脂層２を形成する。この透光
性接着樹脂層２の上に、凹凸形状が形成された樹脂フィ
ルム３を接着し積層する。

【００４１】ここで、透光性接着樹脂層２に貼り合わせ
る樹脂フィルム３の凹凸形状は、規則的なＶ字型の溝、
あるいは三角錐、四角錐、円錐等のくさび型の凹凸形状
が形成されている。そして、その凹凸の山と谷の高さ及
びピッチは、可視光領域の光の波長よりも十分に大きく
することにより、透明導電膜（透明電極）４とａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈｐ層との界面で反射された光を再入射させるこ
とができ、光の有効利用が図れ、太陽電池の出力電流を
増加させることが可能となる。

【００４２】なお、樹脂フィルム３の凹凸の山と谷との
高さは５μｍ〜１０μｍが望ましく、凹凸の山又は谷の
ピッチは１０μｍ〜２０μｍ程度が望ましい。また、凹
凸の角度は３０度〜９０度程度が望ましいが、あまり鋭
角になると樹脂フィルム３に凹凸形状を形成するように
加工することが困難となるので、５０度〜９０度程度が
より望ましい。

【００４３】また、樹脂フィルム３の形成は、例えば、
基材の高分子フィルム上に、紫外線硬化型の樹脂を塗布
して、転写したい金型（凹凸形状が形成されたもの）に
押し付けて硬化することにより形成することができる。
また、樹脂フィルム３の素材としては、基材としてポリ
エステル、ポリカーボネート等の高分子フィルムを用
い、凹凸形状が形成される部分には紫外線硬化型のアク
リル樹脂を用いることができる。

【００４４】このように樹脂フィルム３に用いる透光性
高分子材料は、耐熱性が１５０℃以下と低く、耐熱温度
として２００℃程度を必要とする薄膜太陽電池の製造プ
ロセスには従来より適さないとされていた。すなわち、
このような高分子材料を用いて、その耐熱温度を越えた
プロセスを施した場合、これらの高分子材料が変形して
しまった。また、非晶質半導体膜の形成時において、高
分子材料の耐熱温度以下の成膜温度で形成した場合にお
いても、成膜にプラズマＣＶＤプロセスを用いると、プ
ラズマによる温度上昇のために、そのような高分子材料
の上に非晶質半導体膜を形成することは困難であった。

【００４５】また、これらのために、従来では、樹脂フ
ィルム等の高分子材料として耐熱温度が高いポリイミド
樹脂が用いられていたが、これは透明でないために、ガ
ラスと同様の集積プロセスを用いることが困難であっ
た。さらに、ポリイミド樹脂が高価であるため、コスト
アップの要因になるという問題もあった。

【００４６】これに対して、本発明によれば、透光性接
着樹脂層２としてシリコーン樹脂から成るものを用い、
これによりガラス基板、ステンレス基板等の基板に、上
記のような樹脂フィルム３を貼り付けるようにしている
ので、耐熱温度の低い高分子材料からなる樹脂フィルム
３を用いても高性能の薄膜太陽電池を製造することが可
能となる。すなわち、ガラス基板、ステンレス基板等の
基板上に、シリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂層２
を介して、樹脂フィルム３を貼り付けることにより、製
造プロセスにおいて樹脂フィルム３の高分子材料の耐熱
温度を越えても樹脂フィルム３の変形を抑止することが
でき、また非晶質半導体膜の形成時においてプラズマに
よる温度上昇が基板に伝わり高温になることを抑止でき
る。

【００４７】したがって、樹脂フィルム３として、それ
を構成する高分子材料の融点近くまで、製造プロセスに
おける温度が達するようなものを用いることができ、ポ
リエステル系、アクリル系、ポリカーボネート系等のほ
とんどの高分子材料を樹脂フィルム３として用いて、高
性能の薄膜太陽電池を製造することが可能となる。

【００４８】本実施形態では、上記のようにして樹脂フ
ィルム３を接着した後、この樹脂フィルム３上に、透明
導電膜４を約１μｍの膜厚で形成する。この透明導電膜
４は、樹脂フィルム３の凹凸形状を反映する凹凸構造を
もち、また、その材料としてはＺｎＯ，ＳｎＯ₂，ＩＴ
Ｏ等を用いることができる。

【００４９】次に、透明導電膜４の上に、ａ−ＳｉＣ：
Ｈｐ層５、ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層６、及びａ−Ｓｉ：Ｈ
ｎ層７を順次形成する。なお、これらの膜厚は、ａ−Ｓ
ｉＣ：Ｈｐ層５が２０ｎｍ、ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層６が４
００ｎｍ、ａ−Ｓｉ：Ｈｎ層７が３０ｎｍ程度とすれ
ば良い。

【００５０】また、ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層６の代わりに、
水素化アモルファスシリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧ
ｅ：Ｈ）ｉ層、水素化アモルファスシリコンカーボネー
ト（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）ｉ層等を用いることができ、また
ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈｉ層、及びａ−
ＳｉＣ：Ｈｉ層のうちの２つ以上の合金状のものを用
いても良い。

【００５１】次に、ａ−Ｓｉ：Ｈｎ層７上に、透明導
電膜８及び裏面電極９を形成する。透明導電膜８は、裏
面での光の反射を向上させるために設けた層であり、そ
の膜厚としては５０ｎｍ程度にすれば良い。そして、裏
面電極９は、反射率の比較的高い金属材料であるアルミ
ニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等を用いることができ、そ
の膜厚としては５００ｎｍ程度までとすれば良い。

【００５２】以上のようにして作製した本実施形態の単
層構造の薄膜太陽電池の特性は、光スペクトルＡＭ（エ
アマス）１．５（１００ｍＷ／ｃｍ²）において、短絡
電流Ｉｓｃ＝１．９１ｍＡ／ｃｍ²、開放電圧Ｖｏｃ＝
０．９２Ｖ、曲線因子（フィル・ファクター）Ｆ．Ｆ．
＝０．７３、最大出力Ｐｍａｘ＝１２．８ｍＷ／ｃｍ²
であった。

【００５３】なお、上記実施形態においては、光電変換
層（ａ−ＳｉＣ：Ｈｐ層５、ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層６、及
びａ−Ｓｉ：Ｈｎ層７）を単層構造としたが、本発明
がこれに限定されるものではなく、タンデム構造のよう
に積層されたものでも良い。

【００５４】また、上記実施形態では、透光性絶縁基板
１／透光性接着樹脂層２／樹脂フィルム３／透明導電膜
４／ｐ層５／ｉ層６／ｎ層７／透明導電膜８／裏面電極
９構造としたが、本発明がこれに限定されるものではな
い。この構造のものの他に、不透明基板／透光性接着樹
脂層／樹脂フィルム／ｎ層／ｉ層／ｐ層／透明導電膜
（透明電極）／集電極構造の太陽電池においても、上記
実施形態とほぼ同様にして製造可能なことは明らかであ
り、即ち本発明は不透明基板／透光性接着樹脂層／樹脂
フィルム／ｎ層／ｉ層／ｐ層／透明導電膜（透明電極）
／集電極構造の太陽電池にも適用可能なものである。

【００５５】〔第２の実施形態〕第２の実施形態とし
て、上記第１の実施形態の薄膜太陽電池の製造方法の詳
細について、図２のフローチャート及び図３の要部断面
図を用いて説明する。

【００５６】まず、透光性絶縁基板１として、厚さ１ｍ
ｍ〜４ｍｍのガラス基板を用意し、その洗浄を行う（図
２Ｓ１）。次に、図３（ａ）に示すように、透光性絶縁
基板１の上に、ロールコータを用いて、シリコーン樹脂
から成る透光性接着樹脂材料を数十ｍｍ塗布し、透光性
接着樹脂層２を形成する（図２Ｓ２）。

【００５７】ここで、本実施形態では、シリコーン樹脂
材料として、２液混合熱硬化型のゴム系シリコーン樹脂
を用いたので、これを用いたときの詳細について説明す
る。この工程において、まずこのゴム系シリコーン樹脂
を混練機にセットする。２液混合型のシリコーン樹脂は
２つの原料を適量混ぜ合わせることで硬化するので、混
練機ではロールコータに配置した透光性絶縁基板１上に
透光性接着樹脂材料をたらす直前に、これらシリコーン
樹脂の２つの原料を混ぜ合わせることにより、混練機の
中で硬化する等、塗布工程前に透光性接着樹脂材料が硬
化してしまうことを抑止することができる。

【００５８】このようにして、シリコーン樹脂から成る
透光性接着樹脂材料を透光性絶縁基板１上に滴下した
後、ロールコータでその透光性接着樹脂材料を、透光性
絶縁基板１上に均一に塗布する。

【００５９】次に、透光性接着樹脂層２上に、樹脂フィ
ルム３を付着させて、透光性接着樹脂材料を硬化させ
て、樹脂フィルム３の接着（貼付け）を行う（図２Ｓ
３）。

【００６０】ここで、本実施形態では、透光性接着樹脂
層２上に樹脂フィルム３を付着させるとき、図３（ｂ）
に示すように、透光性接着樹脂層２と樹脂フィルム３と
の間に空気が入って気泡やしわが発生するのを防止する
ために、これを一対のロールの間を通して、透光性接着
樹脂層２上に樹脂フィルム３に密着させる。

【００６１】そして、前述のとおり、本実施形態では、
熱硬化型のシリコーン樹脂を用いたので、上記のように
して透光性接着樹脂層２上に樹脂フィルム３に密着させ
た後、図３（ｃ）に示すように、８０℃〜１００℃程度
の温度で加熱して透光性接着樹脂材料を硬化させること
により、樹脂フィルム３の接着を行うことができる。な
お、このときの基板加熱は、連続的にインライン方式で
行っても良いし、バッチ方式で複数をまとめて行っても
良い。また、透光性接着樹脂材料の中に、硬化抑制剤を
その量を制御して混入させることにより、シリコーン樹
脂から成る透光性接着樹脂材料を、数分から３０分程度
で硬化させることができる。

【００６２】次に、上記のようにして樹脂フィルム３の
接着した後、この樹脂フィルム３上に、透明導電膜４を
約１μｍの膜厚で形成する（図２Ｓ４）。この透明導電
膜４は、樹脂フィルム３の凹凸形状を反映する凹凸構造
をもち、また、その材料としてはＺｎＯ，ＳｎＯ₂，Ｉ
ＴＯ等を用いることができる。なお、透明導電膜４に
は、短冊状の形状に、それぞれが分離されるように、第
一の開溝部を形成する（図２Ｓ５）。この短冊の幅は、
透明導電膜４の面抵抗による抵抗ロスを考慮すると、１
ｃｍ程度が望ましい。また、このような短冊状にパター
ニングするには、レーザスクライブを用いることができ
る。

【００６３】その後、これをプラズマＣＶＤ装置にセッ
トして、基板加熱温度を２００℃に昇温する。そして、
ＳｉＨ₄：１ｓｃｃｍ、Ｈ₂：１００ｓｃｃｍ、Ｂ₂Ｈ₆濃
度：１％、圧力：０．１５Ｔｏｒｒ、ＲＦパワー：２０
０Ｗという条件で、膜厚１２ｎｍのａ−ＳｉＣ：Ｈｐ
層５の成膜を行う。引き続いて、ＳｉＨ₄：１０ｓｃｃ
ｍ、Ｈ₂：１０ｓｃｃｍ、圧力：０．１０Ｔｏｒｒ、Ｒ
Ｆパワー：２０Ｗという条件で、膜厚４００ｎｍのａ−
Ｓｉ：Ｈｉ層６の成膜を行う。さらに続いて、Ｓｉ
Ｈ₄：１０ｓｃｃｍ、Ｈ₂：１０ｓｃｃｍ、ＰＨ₃濃度：
０．３％、圧力：０．２０Ｔｏｒｒ、ＲＦパワー：１０
Ｗという条件で、膜厚３０ｎｍのａ−Ｓｉ：Ｈｉ層６
の成膜を行う（図２Ｓ６）。

【００６４】次に、これをプラズマＣＶＤ装置のチャン
バー外に取り出して、レーザスクライブにより第二の開
溝を形成する（図２Ｓ７）。この第二の開溝は、第一の
開溝より１００μｍ離れた位置に、４０μｍ程度の幅で
形成する。このとき透明導電膜４を全て切断してしまう
と、コンタクトを取りにくくなるので、透明導電膜４の
一部を残すように切断条件を選ぶ。

【００６５】次に、これをスパッタ装置内にセットし、
基板加熱温度を２００℃に昇温する。そして、スパッタ
によってＡｇ膜を成膜して、裏面電極９を形成する（図
２Ｓ９）。この裏面電極９は、反射率の比較的高い金属
材料であれば良くＡｇの他にＡｌ等を用いることができ
る。また、形成方法については、真空蒸着やスクリーン
印刷等の方法を用いることができるが、付着強度が大き
いスパッタ法が望ましい。

【００６６】なお、ここでは、上記第１の実施形態の透
明導電膜８を形成しないものを説明したが、光を散乱さ
せて有効に利用するために、上記第１の実施形態と同様
に、透明導電膜８を形成してから、裏面電極９を形成し
ても良い（図２Ｓ８）。

【００６７】次に、レーザスクライブにより第三の開溝
を形成する（図２Ｓ１０）。第三の開溝は、第二の開溝
より１００μｍ程度離れた位置に、４０μｍ程度の幅で
形成する。

【００６８】以上のようにして、透光性絶縁基板１／透
光性接着樹脂層２／樹脂フィルム３／透明導電膜４／ｐ
層５／ｉ層６／ｎ層７／裏面電極９構造の集積型アモル
ファス太陽電池が製造できる（図２Ｓ１１）。

【００６９】なお、本実施形態により製造した太陽電池
の特性は、上記第１の実施形態で述べた通りである。

【００７０】〔第３の実施形態〕第３の実施形態とし
て、上記第２の実施形態と同様にして製造した、透光性
絶縁基板／透光性接着樹脂層／樹脂フィルム／透明導電
膜／ｐ層／ｉ層／ｎ層／裏面電極構造の集積型アモルフ
ァス太陽電池を用い、樹脂フィルムを樹脂基板とした太
陽電池について、図４の要部断面図を用いて説明する。

【００７１】上記第２の実施形態と同様に、まず、図４
（ａ）に示すように、図２のＳ１〜Ｓ３のようにして、
透光性絶縁基板１上に、透光性接着樹脂層２により樹脂
フィルム３を接着する。そして、図４（ｂ）に示すよう
に、図２のＳ３〜Ｓ１１のようにして、上記第２の実施
形態と同様の透光性絶縁基板１／透光性接着樹脂層２／
樹脂フィルム３／薄膜太陽電池層１０（透明導電膜／ｐ
層／ｉ層／ｎ層／裏面電極）構造のものを作製する。

【００７２】その後、図４（ｃ）に示すように、樹脂フ
ィルム３及び薄膜太陽電池層１０を透光性絶縁基板１及
び透光性接着樹脂層２から剥離させることにより、樹脂
フィルム３を樹脂基板とした樹脂フィルム３／薄膜太陽
電池層１０（透明導電膜／ｐ層／ｉ層／ｎ層／裏面電
極）構造の集積型アモルファス太陽電池を製造すること
ができる。

【００７３】この剥離工程において、小面積のものであ
れば比較的容易に剥離させることができるが、面積が大
きくなるに従って剥離させることが困難となる。そこ
で、そのような場合には、接着樹脂材料の接着力をコン
トロールすれば良く、そのために、ロールコータでシリ
コーン樹脂から成る接着樹脂材料を塗布する際に、基板
の全面に塗布せずに、メッシュ状や線状など部分的な均
一なパターンで塗布するようにして、接着樹脂材料の接
着力をコントロールすることができる。

【００７４】本実施形態では、３０ｃｍ角の基板から剥
離するのに、接着面積が約半分になるようにして、接着
樹脂材料の塗布を行った結果、問題なく樹脂フィルム３
及び太陽電池層１０の剥離が可能であった。なお、本実
施形態では、さらに外周部分が剥がれ易くなるので、外
周部分約２ｃｍをベタ塗りの状態になるように、接着樹
脂材料の塗布を行った。

【００７５】本実施形態によれば、従来、ポリイミド基
板を樹脂基板として、単にその上に太陽電池を形成した
ものではポリイミド基板が内部応力のために反ってしま
うような問題があったが、本実施形態ではそのような問
題は発生しなかった。

【００７６】なお、本実施形態では、透光性絶縁基板１
を仮基板として用いたものであり、当然ガラス基板であ
る必要はなく、前述したような、構成が形成できるもの
であれば、特に限定されるものではない。また、接着樹
脂層２については、本実施形態のような場合、特に透光
性である必要はないものである。

【００７７】以上の各実施形態で製造した、それぞれの
薄膜太陽電池の凹凸乱反射面の凹凸形状は、従来のもの
より非常に規則的な凹凸形状が得られた。

【００７８】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、シリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂材料を
基板上に塗布して、その透光性接着樹脂材料上に樹脂フ
ィルムを接着するので、太陽電池の製造プロセスにおけ
る温度に耐えることが可能となる。

【００７９】さらに、請求項２に記載の発明によれば、
シリコーン樹脂として２液混合硬化型のシリコーン樹脂
を用い、そのシリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂材
料を基板へ塗布する直前に２液を混合することとしてい
るので、シリコーン樹脂が塗布前にそれを容れた容器内
で硬化するなどの塗布工程前でのシリコーン樹脂の硬化
を防止することができ、良好な作業性を実現できる。

【００８０】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
樹脂フィルムが凹凸構造を有することとしているので、
良好な凹凸散乱反射面を有する太陽電池を製造すること
ができ、光の有効利用が図れ、太陽電池の出力電流を増
大させることが可能となる。

【００８１】また、請求項４に記載の発明によれば、請
求項１、２、又は３の製造方法により製造し、光入射側
から、透光性絶縁基板、シリコーン樹脂から成る透光性
接着樹脂層、透光性フィルム、透明導電膜、非晶質半導
体層、及び裏面電極層を順次積層して太陽電池を構成し
ているので、透光性樹脂フィルムに上記のような凹凸形
状が形成されたものを用いることにより、良好な凹凸散
乱面を有する高性能の太陽電池を実現することができ
る。

【００８２】また、請求項５に記載の発明によれば、請
求項１、２、又は３の製造方法により製造し、基板上
に、シリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂層、透光性
フィルム、裏面電極、非晶質半導体層、透明導電膜、及
び集電極を順次積層して太陽電池を構成しているので、
光を通さない不透明な基板を用いても、透光性樹脂フィ
ルムに上記のような凹凸形状が形成されたものを用いる
ことにより、良好な凹凸散乱面を有する高性能の太陽電
池を実現することができる。

【００８３】また、請求項６に記載の発明によれば、仮
基板上にシリコーン樹脂から成る接着樹脂層及び樹脂基
板を積層し、その樹脂基板上に半導体素子を形成した後
に、仮基板から樹脂基板及び半導体素子を剥離させるこ
ととしているので、製造プロセスにおける温度に耐える
ことができ、可撓性を有したり又は軽量な薄膜太陽電池
や液晶パネル等の半導体素子を実現することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の薄膜太陽電池の概略構造を
示す要部断面図である。

【図２】第２の実施形態の太陽電池の製造方法を説明す
るためのフローチャートである。

【図３】第２の実施形態の太陽電池の製造方法における
樹脂フィルムの接着工程を説明するための要部断面図で
ある。

【図４】第３の実施形態の太陽電池の製造方法における
樹脂フィルム及び太陽電池層の剥離工程を説明するため
の要部断面図である。

【図５】従来の太陽電池の概略構造を示す要部断面図で
ある。

【符号の説明】

１透光性絶縁基板２透光性接着樹脂層３樹脂フィルム４，８透明導電膜５ａ−ＳｉＣ：Ｈｐ層６ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層７ａ−Ｓｉ：Ｈｎ層９裏面電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷口浩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

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂
材料を基板上に塗布した後、該透光性接着樹脂材料上に
樹脂フィルムを接着する工程を含む太陽電池の製造方
法。
【請求項２】請求項１に記載の太陽電池の製造方法に
おいて、前記シリコーン樹脂として２液混合硬化型のシ
リコーン樹脂を用い、該シリコーン樹脂から成る透光性
接着樹脂材料を基板へ塗布する直前に２液を混合するこ
とを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項３】請求項１又は２の太陽電池の製造方法に
おいて、前記樹脂フィルムが凹凸構造を有することを特
徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項４】請求項１、２、又は３に記載の太陽電池
の製造方法により製造された太陽電池であって、光入射側から、透光性絶縁基板、シリコーン樹脂から成
る透光性接着樹脂層、透光性フィルム、透明導電膜、非
晶質半導体層、及び裏面電極層が順次積層されて構成さ
れることを特徴とする太陽電池。
【請求項５】請求項１、２、又は３に記載の太陽電池
の製造方法により製造された太陽電池であって、基板上に、シリコーン樹脂から成る透光性接着樹脂層、
透光性フィルム、裏面電極、非晶質半導体層、透明導電
膜、及び集電極が順次積層されて構成されることを特徴
とする太陽電池。
【請求項６】樹脂基板上に形成される半導体素子の製
造方法において、仮基板上にシリコーン樹脂から成る接着樹脂層及び樹脂
基板を積層し、該樹脂基板上に半導体素子を形成した後
に、前記仮基板から樹脂基板及び半導体素子を剥離させ
ることを特徴とする半導体素子の製造方法。