JPS5818974A - 光電変換装置作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光照射によシ光起電力を発生する半導体の光照
射面上にスクリーン印刷法にて反射防止用インクを焼成
後６００〜１００ＯＡの厚さに印刷し、さらに加熱焼成
して屈折率１．７〜２．督の金属酸化膜を主成分とする
反射防止膜（以下ＡＲＰという）を形成する・光電変換
装置作製方法に関する。

本発明はさらにか、かるインクをスクリーンマスクによ
シ選択的に形成し、ＡＲＰが形成されていない残部に金
属電極を形成することによシミ極作製に必要な工程の簡
略化ひいては低価格化を求めたものである。

従来反射防止膜の形成方法としてはスピナを用いた塗付
法、Ｓ１０等の真空蒸着で作る真空蒸着法および噴霧し
て被膜化するスプレー効利用されずにすてられてしまい
、低価格太陽電池等を作ろうとした時はきわめて重大な
コストアップの要因になってしまっていた。

さらに塗付法においては周辺部が円形またはそれに類似
の形状を有していない時例えば最も面積効率の高い矩形
半導体では、その周辺部での厚さが局部的に厚くなり、
反射防止膜としての反射率も大きくなり、また外見上も
色調が変わり商品価値を下げてしまった。

加えていずれにおいても形成される面のいずれかに選択
的に被膜形成させないいわゆる窓を設けようとした時に
全く不可能であシ、形成した後フォトエツチング法によ
す選択エッチをせざるを得なかった。

しかし本発明はこれらの欠点のすべてを解決してしまう
のみならず、ＡＲＦの表面に凹凸を設けることによりＡ
ＲＰ内で光を１回以上の反射すなわち乱反射をさせるこ
とによシ広い波長領域での半導体表面での反射率を下げ
ようとする特徴を有する。

本発明においてスクリーン印刷用インキ、としては金属
酸化物としての酸化チタン（Ｔ　ｉ　ＯｘＸ・０．５〜
２．２）を主成分とし、反射防止膜用核化チタンに屈折
率の調整用としての酸化珪素をさらに加えても、また酸
化チタンのかわシに短波長領域での光吸収を防ぐため酸
化タンタルを用いてもよい。

さらにこのＡＲＰをさらにその直下の半導体中での不純
物の拡散源としてのドーパントと併用してもよい。その
場合はこの中に例えばリンガラス、ボロンガラスを同時
に加え、スクリーン印刷の後のシンターとともに不純物
を拡散せしめればよい。

本発明はさらにスクリーン印刷用インキをスクリーンマ
スクを用いて印刷の際、選択的に形成させることにより
他部（残部）の半導体表面を露出せしめて形成すること
が可能である。このためこの露出部に対し十分洗浄し表
面の極薄の酸化膜を除去した後、この表面に電極を例え
ば無電界メッキ法を用いてニッケルを０．１〜０．５μ
の厚さに形成した。すなわち清浄表面に対し活性剤にミ
吏しさらにニッケルメッキ用溶液に浸ミ膏して塗付した
。

さらに本発明方法においては、半導体表面を露呈させた
残部に対し、第２のスクリーン印刷法によシ銀、ニッケ
ルまたはアルミニニウムの如き金属インクを選択的にス
クリーン印刷して形成してもよい０ 加えて本発明はＡＲＰを全面に形成し、これをレジスト
により選択的にエツチングして除去し、その除去された
面に対し金属電極を形成してもよい。

本発明はかくの如く種々多様な電極の作製方法に対して
も有効であり、特に半導体の形状が矩形の如＜／ｆｔｍ
＞であっても、■形状に合わせてスクリーンマスクを使
って印刷するため材料は１００チ有効゛利用される０こ
のことは従来よシ知られた塗付法、スプレー法、真空蒸
着法に比べて著しい特徴であり、低価格化への大きな進
歩である。

以下に図面とともにその詳細を示す。

実施例１ 第１図は本発明の光電変換装置の作製方法を示すための
たて断面図である０ 図面において（４）は例えばＰ型０．５〜１０ｎＱ　ｍ
の半導体（１）（単結晶または多結晶半導体）４００ｍ
ｍまたは１００ｍｍ厚さ１５０〜４００μ上にＮ９の導
電型を有する半導体層（２）を設けた。

この半導体層は塗付法によシ高濃度リンガラスをスピナ
ー塗付し、８５０〜９５０°Ｃの温度にて加熱拡散して
設けたものである。シート抵抗１０〜１ｏｏＡ／　；ｘ
４０．５ｐ代表的には０．２ｐとした。

さらにこの上面に第２図に示す如（ＡＲＰ’をスクリー
ン印刷法にて選択的に設けた０図面においてＡＲＰは焼
成後の厚さにて６００〜１０００Ａ例えば８００Ａ±５
ＯＡに形成した。この時領域（４）はＡＲＦ用インキを
印刷し領域（５）は残部とした。

この後このＡＲＩＩ’用インキ金インキーク（１５０〜
３００’Ｃ，＃１３　ｃｉ分）を行なった。さらにこの
後この残部に対して選択的にこのＡＲＦマ令りの〔抹マ
スクにて銀ペースト、アルミニュウムペーストまたはニ
ッケルペーストを用いてスクリーン印刷を行なつｋＯ例
えば銀ペーストによりくし型電極をひとつの電極中０．
２〜０．３ｍｍ１電極間隔（領域（４））３〜５ｍｍ、
および外部引出し電極（７）を印刷形成した。さらにこ
の印刷された電極のプリベークを行なった後、裏面に対
してアルミニュームを印刷法にて形成させた。さらにそ
のプリベークを行なった後けれら全体を加熱焼成（５０
０〜９００’０１５〜３０分）して第１図（０）に示さ
れる如き裏面電極（６）、表面電極（７）、反射防止膜
（３）を完成させＮ’Ｐ型構造の光電変換装置を設けた
。

かくの如くして照射光（１０）ＡＭＩ下にて１３〜１５
％の変換効率を有する光電変換装置を作ることができた
。

第１図（０）を作製する際、裏面電極を形成しＡＲＰさ
らに表面電極を形成する順序としてもよい。

この第を図（Ｂ）において半導体表面に無電界メッキ法
を用いてニッケルをメッキし、第１図（Ｃ）の構造を作
ってもよい。

実施例２ 第２図は本発明の他の光電変換装置作製方法を示したも
のである。

図面（４）において実施例（１）と同様にＰ型半導体（
１）筆にＮ＋型の半導体層（２）を周辺部のリークを防
ぐように接合を半導体の上面に至るようにして形成させ
た。さらに実施例１と同様の方法によシ半導体（１）の
光照射面上に全面に反射防止膜を印刷形成させた。

さらにこの後レジスト（フォトレジストまたは印削レジ
スト）（９）によｆｉ　Ａ　ＲＦ　（３）上に選択的ニ
形成させ次。さらにこのレジストヲマスクとして、この
レジストのない部分のＡＲした。さらにこの後レジスト
膜（９）をす７トオフ法にて除去し、このレジスト上の
金属膜（７）を除去して第２図（０）を得た。裏面電極
は上面を形成する前にアルミニ互−ムをシンターして形
成させた。

かくの如きリフトオフ法を用−いた場合、電極間隔１０
０〜３００、μ、電極巾５〜１０μという小さい大きさ
の光電変換装置を作ることができ、１ｍｍ〜５ｍｍ’の
フォトセンサとしての応用が可能である。

かくして得られた光電変換装置はＡＭＩ（１ｏｏｍｗ／
ａｍ）下にて開放電圧０．５５〜０．６０Ｖ短絡電流３
　り〜４０　ｍＡ／ｃ　ｍ−変換効率１４〜１６％を得
ることができ、従来の塗付法等によるＡＲＰの１３〜１
４．５％よシ１０〜１５％向上させることができた。

以上の説明の如く本発明のＡＲＰをスクリーン印刷法に
て形成する場合、５０〜３００ｍｍと大面積用にもまた
１〜５ｍｍ’と小面積用にも有効であり、・従来例えば
１０ｃｍ’の基板（単価１０００円）を用いて１００ｍ
１あたり２２００円（１３００ＦＩ／Ｗ）であったもの
を１８００円（１３００ｐ；し／Ｗ）と単位Ｗあたりの
価格を４００円と大巾に下げることができたのに加えて
大量生産を行ないやすく、本発明方法は今後きわめて工
学的に大きな応用展開が期待できる。

本発明の実施例は大電力用のたて方向に設けられたＰＮ
接合型の太陽電池を示した０しかしこれは横方向であっ
ても、Ｐ工Ｎ接合、ＭＩＳ構造等の変形にも本発明の応
用は可能である。さらに本発明は光電変換装置のすべて
を含み、フォトセンサ、アレー、イメージセンサ等に対
しても適用されるべきであることはいうまでもない。

本発明においてはＡＲＰ用のインクの印刷を１回塗りと
した。しかしさらに濃度を希釈して２回、３回塗りをし
印刷された膜上面の凹凸を減少させさらに平板にしても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明方法による光電変換装置の
たて断面図を示す。 特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　光起電力を発生しうる半導体の光照射面上にスク
   リーン印刷法にて反射防止膜率１．７〜２．Ｙを有する
   金属酸化物を主成分とする反射防止膜を形成せしめるこ
   とを特徴とする光電変換装置作製方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、反射防止用インク
   を選択的に印刷した後− ′前把手 導体上の残部に金属電極を形成せしめることを特徴とす
   る光電変換装置作製方法。