JPH11340483A - 太陽電池用薄膜の製造方法 - Google Patents
太陽電池用薄膜の製造方法Info
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- JPH11340483A JPH11340483A JP10144595A JP14459598A JPH11340483A JP H11340483 A JPH11340483 A JP H11340483A JP 10144595 A JP10144595 A JP 10144595A JP 14459598 A JP14459598 A JP 14459598A JP H11340483 A JPH11340483 A JP H11340483A
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- Japan
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- thin film
- film
- silicon
- solar cell
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大面積の太陽電池用薄膜を簡単な工程で安価
に製造できるようにする。 【解決手段】 基板(1)上にガラス系塗布剤を塗布し加
熱処理を施して酸化膜からなる分離層(2)を形成する。
この分離層(2)上にアモルファスシリコンの薄膜(3)を
形成し、600〜800℃の低温でスキャニングアニー
ルしたのちエピタキシャル成長させて第1のシリコン膜
(4)を形成する。この第1シリコン膜(4)上に第2のシ
リコン膜(5)を形成してこの両シリコン膜(4・5)でP
N接合を形成し、上記分離層(2)をエッチングにより除
去して両シリコン膜(4・5)からなる太陽電池用薄膜
(6)を上記基板(1)から取り外す。
に製造できるようにする。 【解決手段】 基板(1)上にガラス系塗布剤を塗布し加
熱処理を施して酸化膜からなる分離層(2)を形成する。
この分離層(2)上にアモルファスシリコンの薄膜(3)を
形成し、600〜800℃の低温でスキャニングアニー
ルしたのちエピタキシャル成長させて第1のシリコン膜
(4)を形成する。この第1シリコン膜(4)上に第2のシ
リコン膜(5)を形成してこの両シリコン膜(4・5)でP
N接合を形成し、上記分離層(2)をエッチングにより除
去して両シリコン膜(4・5)からなる太陽電池用薄膜
(6)を上記基板(1)から取り外す。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池用薄膜の
製造方法に関し、さらに詳しくは大面積の太陽電池用薄
膜を簡単な工程で安価に製造するための方法に関する。
製造方法に関し、さらに詳しくは大面積の太陽電池用薄
膜を簡単な工程で安価に製造するための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、太陽電池用薄膜の製造方法として
は、例えば特開平7−226528号公報に記載のもの
がある。即ちこの従来技術の製造方法では、先ず単結晶
シリコンウエハからなる基板上に減圧CVD装置等を用
いてシリコン酸化膜からなる分離層を形成し、この分離
層上にp型アモルファスシリコン薄膜を形成する。次い
でこのアモルファスシリコン薄膜上に酸化膜と窒化膜と
を形成し、帯域溶融再結晶化を施してp型の第1シリコ
ン膜を形成したのち、上記酸化膜と窒化膜とを除去し、
この第1シリコン膜上にn型の第2シリコン膜を形成す
る。そして、この第2シリコン膜上に、1mmピッチで
100ミクロン角の多数の窓を有する保護膜を形成し、
水酸化カリウム溶液でエッチングして上記窓の部分で両
シリコン膜に貫通孔を形成する。その後、フッ化水素酸
に浸漬して上記貫通孔から侵入するフッ化水素酸により
前記分離層を除去し、両シリコン膜からなる太陽電池用
薄膜を得る。
は、例えば特開平7−226528号公報に記載のもの
がある。即ちこの従来技術の製造方法では、先ず単結晶
シリコンウエハからなる基板上に減圧CVD装置等を用
いてシリコン酸化膜からなる分離層を形成し、この分離
層上にp型アモルファスシリコン薄膜を形成する。次い
でこのアモルファスシリコン薄膜上に酸化膜と窒化膜と
を形成し、帯域溶融再結晶化を施してp型の第1シリコ
ン膜を形成したのち、上記酸化膜と窒化膜とを除去し、
この第1シリコン膜上にn型の第2シリコン膜を形成す
る。そして、この第2シリコン膜上に、1mmピッチで
100ミクロン角の多数の窓を有する保護膜を形成し、
水酸化カリウム溶液でエッチングして上記窓の部分で両
シリコン膜に貫通孔を形成する。その後、フッ化水素酸
に浸漬して上記貫通孔から侵入するフッ化水素酸により
前記分離層を除去し、両シリコン膜からなる太陽電池用
薄膜を得る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、高
温の帯域溶融に耐える耐熱基板を用いることから単結晶
シリコンからなる基板や高融点メタル製の基板を必要と
し、大面積の基板を安価に準備できないうえ、酸化膜と
窒化膜の形成、帯域溶融による再結晶化、及び上記酸化
膜と窒化膜の除去操作が必要であり、大面積の太陽電池
用薄膜を安価に製造できない問題があった。さらに上記
従来技術にあっては、分離層を除去するために第2シリ
コン膜の上に多数の窓を有する保護膜を形成したのち両
シリコン膜に貫通孔を形成しなければならず、工程全体
が複雑となり製造コストがさらに高くなる問題もあっ
た。本発明は上記問題点を解消し、大面積の太陽電池用
薄膜を簡単な工程で安価に製造できるようにすることを
技術的課題とする。
温の帯域溶融に耐える耐熱基板を用いることから単結晶
シリコンからなる基板や高融点メタル製の基板を必要と
し、大面積の基板を安価に準備できないうえ、酸化膜と
窒化膜の形成、帯域溶融による再結晶化、及び上記酸化
膜と窒化膜の除去操作が必要であり、大面積の太陽電池
用薄膜を安価に製造できない問題があった。さらに上記
従来技術にあっては、分離層を除去するために第2シリ
コン膜の上に多数の窓を有する保護膜を形成したのち両
シリコン膜に貫通孔を形成しなければならず、工程全体
が複雑となり製造コストがさらに高くなる問題もあっ
た。本発明は上記問題点を解消し、大面積の太陽電池用
薄膜を簡単な工程で安価に製造できるようにすることを
技術的課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、例えば、本発明の実施の形態を示す図1及
び図2に基づいて説明すると、太陽電池用薄膜の製造方
法を次のように構成したことを特徴とする。即ち本発明
は、金属製もしくはセラミックス製の基板(1)上に酸化
膜からなる分離層(2)を形成する工程と、上記分離層
(2)上にアモルファスシリコン又は多結晶シリコンの薄
膜(3)を形成し、この薄膜(3)のシリコンを600〜8
00℃の低温でスキャニングアニールしたのち、エピタ
キシャル成長させて第1のシリコン膜(4)を形成する工
程と、この第1シリコン膜(4)上に第2のシリコン膜
(5)を形成してこの両シリコン膜(4・5)でPN接合を
形成する工程と、上記分離層(2)をエッチングにより除
去して両シリコン膜(4・5)からなる太陽電池用薄膜
(6)を上記基板(1)から取り外す工程とを含むことを特
徴とする。
するために、例えば、本発明の実施の形態を示す図1及
び図2に基づいて説明すると、太陽電池用薄膜の製造方
法を次のように構成したことを特徴とする。即ち本発明
は、金属製もしくはセラミックス製の基板(1)上に酸化
膜からなる分離層(2)を形成する工程と、上記分離層
(2)上にアモルファスシリコン又は多結晶シリコンの薄
膜(3)を形成し、この薄膜(3)のシリコンを600〜8
00℃の低温でスキャニングアニールしたのち、エピタ
キシャル成長させて第1のシリコン膜(4)を形成する工
程と、この第1シリコン膜(4)上に第2のシリコン膜
(5)を形成してこの両シリコン膜(4・5)でPN接合を
形成する工程と、上記分離層(2)をエッチングにより除
去して両シリコン膜(4・5)からなる太陽電池用薄膜
(6)を上記基板(1)から取り外す工程とを含むことを特
徴とする。
【0005】
【作用】基板上に形成された酸化膜からなる分離層上
に、エピタキシャル成長装置やCVD装置などの薄膜形
成装置によってアモルファスシリコン又は多結晶シリコ
ンの薄膜が形成されるが、この薄膜は膜厚が例えば数ナ
ノメーター程度と薄く、この薄膜を600〜800℃の
低温でスキャニングアニールすることにより固相反応し
てシリコンの結晶配向が改善され単結晶化や結晶成長が
促進される。
に、エピタキシャル成長装置やCVD装置などの薄膜形
成装置によってアモルファスシリコン又は多結晶シリコ
ンの薄膜が形成されるが、この薄膜は膜厚が例えば数ナ
ノメーター程度と薄く、この薄膜を600〜800℃の
低温でスキャニングアニールすることにより固相反応し
てシリコンの結晶配向が改善され単結晶化や結晶成長が
促進される。
【0006】上記結晶構造が良好となった薄膜は、エピ
タキシャル成長装置により、例えば30〜50ミクロン
程度成長させられて第1のシリコン膜が形成される。こ
の第1シリコン膜上に第2シリコン膜を形成してPN接
合を形成したのちフッ化水素酸などのエッチング剤でエ
ッチングすると、上記分離層が基板の周縁から順次簡単
に除去され、上記薄膜が基板から取り外される。
タキシャル成長装置により、例えば30〜50ミクロン
程度成長させられて第1のシリコン膜が形成される。こ
の第1シリコン膜上に第2シリコン膜を形成してPN接
合を形成したのちフッ化水素酸などのエッチング剤でエ
ッチングすると、上記分離層が基板の周縁から順次簡単
に除去され、上記薄膜が基板から取り外される。
【0007】上記基板は特定の金属材料やセラミックス
材料に限定されるものではないが、例えばステンレス鋼
板など、エッチング剤等による腐食作用を受けない材料
で且つ安価なものが好ましい。また、上記ガラス系塗布
剤は、基板の周縁からのエッチングで除去でき且つ基板
からシリコン膜へのコンタミネーションを防止できる程
度の厚みがあればよい。
材料に限定されるものではないが、例えばステンレス鋼
板など、エッチング剤等による腐食作用を受けない材料
で且つ安価なものが好ましい。また、上記ガラス系塗布
剤は、基板の周縁からのエッチングで除去でき且つ基板
からシリコン膜へのコンタミネーションを防止できる程
度の厚みがあればよい。
【0008】上記基板(1)上に形成する酸化膜からなる
分離層(2)は、基板(1)上にガラス系塗布剤を塗布し加
熱処理を施すことにより形成してもよく、これにより表
面の平滑な酸化膜からなる分離層が簡単に形成される。
分離層(2)は、基板(1)上にガラス系塗布剤を塗布し加
熱処理を施すことにより形成してもよく、これにより表
面の平滑な酸化膜からなる分離層が簡単に形成される。
【0009】また、上記基板に例えばレーザー加工など
により多数の透孔を形成しておき、この透孔を通してエ
ッチングすることで上記分離層を除去する場合には、エ
ッチング剤が上記透孔から侵入するので基板が大面積で
あっても簡単に分離層が除去される。
により多数の透孔を形成しておき、この透孔を通してエ
ッチングすることで上記分離層を除去する場合には、エ
ッチング剤が上記透孔から侵入するので基板が大面積で
あっても簡単に分離層が除去される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図1は本発明の実施形態を示す、太
陽電池用薄膜の各製造工程での基板と薄膜の断面図であ
る。
に基づき説明する。図1は本発明の実施形態を示す、太
陽電池用薄膜の各製造工程での基板と薄膜の断面図であ
る。
【0011】先ず図1(a)に示すように、ステンレス鋼
板からなる基板(1)上にガラス系塗布剤を塗布し加熱処
理を施すことにより酸化膜からなる分離層(2)を形成す
る。なお、この実施形態ではステンレス鋼板製の基板を
用いたが、他の金属材料やセラミックス材料からなる基
板を用いてもよいことは言うまでもない。次に図1(b)
に示すように、上記分離層(2)上にアモルファスシリコ
ン又は多結晶シリコンの薄膜(3)を数ナノメーターの厚
さで形成し、この薄膜(3)のシリコンを600〜800
℃の低温でスキャニングアニールしたのち、エピタキシ
ャル成長装置で30〜50ミクロン程度成長させて第1
のシリコン膜(4)を形成し、図1(c)の状態にする。
板からなる基板(1)上にガラス系塗布剤を塗布し加熱処
理を施すことにより酸化膜からなる分離層(2)を形成す
る。なお、この実施形態ではステンレス鋼板製の基板を
用いたが、他の金属材料やセラミックス材料からなる基
板を用いてもよいことは言うまでもない。次に図1(b)
に示すように、上記分離層(2)上にアモルファスシリコ
ン又は多結晶シリコンの薄膜(3)を数ナノメーターの厚
さで形成し、この薄膜(3)のシリコンを600〜800
℃の低温でスキャニングアニールしたのち、エピタキシ
ャル成長装置で30〜50ミクロン程度成長させて第1
のシリコン膜(4)を形成し、図1(c)の状態にする。
【0012】そして図1(d)に示すように、上記第1シ
リコン膜(4)上に50ミクロン程度の第2のシリコン膜
(5)を常法により形成してこの両シリコン膜(4・5)で
PN接合を形成する。その後、この両シリコン膜(4・
5)を形成した基板(1)をフッ化水素酸などのエッチン
グ剤に浸漬してエッチングし、上記分離層(2)を除去す
る。これにより両シリコン膜(4・5)からなる太陽電池
用薄膜(6)が図1(e)に示すように基板(1)から取り外
される。
リコン膜(4)上に50ミクロン程度の第2のシリコン膜
(5)を常法により形成してこの両シリコン膜(4・5)で
PN接合を形成する。その後、この両シリコン膜(4・
5)を形成した基板(1)をフッ化水素酸などのエッチン
グ剤に浸漬してエッチングし、上記分離層(2)を除去す
る。これにより両シリコン膜(4・5)からなる太陽電池
用薄膜(6)が図1(e)に示すように基板(1)から取り外
される。
【0013】そしてこの基板(1)から取り外された太陽
電池用薄膜(6)の上面と下面に電極が形成され、太陽電
池にされる。一方、上記基板(1)は次の太陽電池用薄膜
の製造に再利用される。
電池用薄膜(6)の上面と下面に電極が形成され、太陽電
池にされる。一方、上記基板(1)は次の太陽電池用薄膜
の製造に再利用される。
【0014】上記実施形態では無孔の基板を用いたが、
図2に示す変形例のように、本発明では多数の透孔を有
する基板を用いてもよい。すなわち、この変形例では基
板(1)に直径100ミクロン程度の透孔(7)を約1mm
ピッチの間隔で多数形成してある。なおこの変形例で
は、分離層(2)を形成する際にガラス系塗布剤が上記透
孔(7)に侵入して分離層(2)の表面に凹みを生じさせる
ことがないように、基板(1)の下面に封止板(8)を密着
させてある。ただし、ガラス系塗布剤が透孔(7)に侵入
しても分離層(2)の表面に凹みを生じる虞れがない場合
には、この封止板(8)を省略してもよい。
図2に示す変形例のように、本発明では多数の透孔を有
する基板を用いてもよい。すなわち、この変形例では基
板(1)に直径100ミクロン程度の透孔(7)を約1mm
ピッチの間隔で多数形成してある。なおこの変形例で
は、分離層(2)を形成する際にガラス系塗布剤が上記透
孔(7)に侵入して分離層(2)の表面に凹みを生じさせる
ことがないように、基板(1)の下面に封止板(8)を密着
させてある。ただし、ガラス系塗布剤が透孔(7)に侵入
しても分離層(2)の表面に凹みを生じる虞れがない場合
には、この封止板(8)を省略してもよい。
【0015】上記封止板(8)は、分離層(2)を形成した
のちエッチング工程までの間に基板(1)から取り外せば
よい。その他は上記実施形態と同様に処理して第1及び
第2のシリコン膜を形成し、上記封止板(8)を外した基
板(1)をフッ化水素酸に浸漬する。これにより、エッチ
ング剤であるフッ化水素酸が上記透孔(7)の下端から侵
入し、上記分離層(2)が速やかに除去され、太陽電池用
薄膜(6)が基板(1)から簡単に取り外される。
のちエッチング工程までの間に基板(1)から取り外せば
よい。その他は上記実施形態と同様に処理して第1及び
第2のシリコン膜を形成し、上記封止板(8)を外した基
板(1)をフッ化水素酸に浸漬する。これにより、エッチ
ング剤であるフッ化水素酸が上記透孔(7)の下端から侵
入し、上記分離層(2)が速やかに除去され、太陽電池用
薄膜(6)が基板(1)から簡単に取り外される。
【0016】
【発明の効果】本発明は上記のように構成され作用する
ことから、次の効果を奏する。
ことから、次の効果を奏する。
【0017】(イ) 前記従来技術で必要とした帯域溶融
が不要であり、低温でスキャニングアニールするだけで
よいので、ステンレス鋼板などの安価な材料からなる基
板を用いることができるうえ、帯域溶融に必要な酸化膜
と窒化膜の形成やこれらの除去操作が不要であり、大面
積の太陽電池用薄膜を安価に製造することができる。
が不要であり、低温でスキャニングアニールするだけで
よいので、ステンレス鋼板などの安価な材料からなる基
板を用いることができるうえ、帯域溶融に必要な酸化膜
と窒化膜の形成やこれらの除去操作が不要であり、大面
積の太陽電池用薄膜を安価に製造することができる。
【0018】(ロ) また、上記基板上に形成した分離層
は、フッ化水素酸などのエッチング剤でエッチングする
ことにより基板の周縁から順次簡単に除去されるので、
前記従来技術で必要とした多数の窓を有する保護膜の形
成や両シリコン膜を貫通する貫通孔の形成が必要でな
く、工程全体を簡略にして製造コストを低減することが
できる。
は、フッ化水素酸などのエッチング剤でエッチングする
ことにより基板の周縁から順次簡単に除去されるので、
前記従来技術で必要とした多数の窓を有する保護膜の形
成や両シリコン膜を貫通する貫通孔の形成が必要でな
く、工程全体を簡略にして製造コストを低減することが
できる。
【0019】(ハ)上記基板上にガラス系塗布剤を塗布
し加熱処理を施すことにより上記酸化膜からなる分離層
を形成する場合には、基板上にガラス系塗布剤を塗布し
て加熱処理を施すだけで平滑な表面を有する酸化膜から
なる分離層を形成でき、大面積の基板であっても安価に
実施することができる。
し加熱処理を施すことにより上記酸化膜からなる分離層
を形成する場合には、基板上にガラス系塗布剤を塗布し
て加熱処理を施すだけで平滑な表面を有する酸化膜から
なる分離層を形成でき、大面積の基板であっても安価に
実施することができる。
【0020】(ニ) 上記基板に、例えばレーザー加工な
どにより多数の透孔を形成しておき、この透孔を通して
エッチングすることで上記分離層を除去する場合には、
基板が大面積であってもエッチング剤が透孔から侵入す
るので簡単にかつ速やかに分離層を除去することができ
る。しかもこの基板は予め透孔を形成したものを繰り返
して使用できるので、前記従来技術のようにシリコン膜
の形成の都度保護膜や貫通孔を形成する必要がなく、大
面積の分離層を速やかに除去できるものでありながら安
価に実施することができる。また、シリコン膜には貫通
孔が形成されないことから、大面積で且つ良好な品質の
太陽電池用薄膜を製造することができる。
どにより多数の透孔を形成しておき、この透孔を通して
エッチングすることで上記分離層を除去する場合には、
基板が大面積であってもエッチング剤が透孔から侵入す
るので簡単にかつ速やかに分離層を除去することができ
る。しかもこの基板は予め透孔を形成したものを繰り返
して使用できるので、前記従来技術のようにシリコン膜
の形成の都度保護膜や貫通孔を形成する必要がなく、大
面積の分離層を速やかに除去できるものでありながら安
価に実施することができる。また、シリコン膜には貫通
孔が形成されないことから、大面積で且つ良好な品質の
太陽電池用薄膜を製造することができる。
【図1】本発明の実施形態を示す、太陽電池用薄膜の各
製造工程での基板と薄膜の断面図である。
製造工程での基板と薄膜の断面図である。
【図2】本発明の実施形態の変形例を示す、剥離膜形成
工程での基板の断面図である。
工程での基板の断面図である。
1…基板、 2…分離層、 3…アモルファスシリコン又は多結晶シリコンの薄膜、 4…第1シリコン膜、 5…第2シリコン膜、 6…太陽電池用薄膜、 7…透孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊原 学 宮城県仙台市泉区七北田字川原29−1− 6013 (72)発明者 岩間 政明 東京都港区西新橋3丁目21番8号 岩谷産 業株式会社東京本社内 (72)発明者 泉 浩一 東京都港区西新橋3丁目21番8号 岩谷産 業株式会社東京本社内
Claims (3)
- 【請求項1】 金属製もしくはセラミックス製の基板
(1)上に酸化膜からなる分離層(2)を形成する工程と、 上記分離層(2)上にアモルファスシリコン又は多結晶シ
リコンの薄膜(3)を形成し、この薄膜(3)のシリコンを
600〜800℃の低温でスキャニングアニールしたの
ち、エピタキシャル成長させて第1のシリコン膜(4)を
形成する工程と、 この第1シリコン膜(4)上に第2のシリコン膜(5)を形
成してこの両シリコン膜(4・5)でPN接合を形成する
工程と、 上記分離層(2)をエッチングにより除去して両シリコン
膜(4・5)からなる太陽電池用薄膜(6)を上記基板(1)
から取り外す工程とを含むことを特徴とする、太陽電池
用薄膜の製造方法。 - 【請求項2】 上記基板(1)上にガラス系塗布剤を塗布
し加熱処理を施すことにより上記酸化膜からなる分離層
(2)を形成する、請求項1に記載の太陽電池用薄膜の製
造方法。 - 【請求項3】 上記基板(1)に多数の透孔(7)を形成し
ておき、この透孔(7)を通してエッチングすることによ
り上記分離層(2)を除去する、請求項1又は請求項2に
記載の太陽電池用薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10144595A JPH11340483A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 太陽電池用薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10144595A JPH11340483A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 太陽電池用薄膜の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11340483A true JPH11340483A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15365723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10144595A Pending JPH11340483A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 太陽電池用薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11340483A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI423464B (zh) * | 2010-07-26 | 2014-01-11 | Sunshine Pv Corp | 薄膜太陽能電池的退火裝置及其退火方法 |
JP2017069588A (ja) * | 2010-07-02 | 2017-04-06 | サンパワー コーポレイション | トンネル誘電体層を伴う太陽電池の製造方法 |
-
1998
- 1998-05-26 JP JP10144595A patent/JPH11340483A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017069588A (ja) * | 2010-07-02 | 2017-04-06 | サンパワー コーポレイション | トンネル誘電体層を伴う太陽電池の製造方法 |
TWI423464B (zh) * | 2010-07-26 | 2014-01-11 | Sunshine Pv Corp | 薄膜太陽能電池的退火裝置及其退火方法 |
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