JPS5833878A - 太陽電池 - Google Patents
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- JPS5833878A JPS5833878A JP56131965A JP13196581A JPS5833878A JP S5833878 A JPS5833878 A JP S5833878A JP 56131965 A JP56131965 A JP 56131965A JP 13196581 A JP13196581 A JP 13196581A JP S5833878 A JPS5833878 A JP S5833878A
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
詳しくは反射防止膜をマスクとし′て無電解メッキによ
り電極を形成した太陽電池に関するものである。
り電極を形成した太陽電池に関するものである。
太陽電池は、昨今の省エネルギー、石油の代替エネルギ
ーの考えから新エネルギー源として期待されているが、
石油等燃料に較べて、発電コストが数段と高く、低コス
トが急務とされている０その“ために低コストの材料を
用い、量産化がしやすくかつ高出力化を図ることが望ま
れている。
ーの考えから新エネルギー源として期待されているが、
石油等燃料に較べて、発電コストが数段と高く、低コス
トが急務とされている０その“ために低コストの材料を
用い、量産化がしやすくかつ高出力化を図ることが望ま
れている。
太陽電池の低コスト化および高出力化には種々の耶り組
みがあるが、電極′形成法について言えば蒸着法や印刷
法に加えてＮｉ、Ｃｒ等の低コスト材料を用いた周知の
無電解メッキ法が最も有力な手段として改めて注目され
始めている。しかし量産化のために解決しなければなら
ない問題は多く、その一つとしてメッキのマスク処理が
ある。参考のため第１図に無電解メッキ工程の概要を示
す。
みがあるが、電極′形成法について言えば蒸着法や印刷
法に加えてＮｉ、Ｃｒ等の低コスト材料を用いた周知の
無電解メッキ法が最も有力な手段として改めて注目され
始めている。しかし量産化のために解決しなければなら
ない問題は多く、その一つとしてメッキのマスク処理が
ある。参考のため第１図に無電解メッキ工程の概要を示
す。
第１図中＜ａｌは半導体基板１に拡散層２を設け、そし
て拡散層２の主平面に反射防止膜、３”（ｚ形成したも
のである。次いで第１図（ｂ）の如く反射防止膜３上の
電極形成部５以外の面にレジストやワックス等よりなる
マスク４を付け、所定のエツチングにより反射防止膜３
の一部を取シ除いて電極形成部５を露出させる。それか
ら（Ｃ１の如くニッケルメッキ処理６を行なう。この時
、ＴｉＯ２，Ｔａ２ｏ５などの金属酸化物からなる反射
防止膜３が露出されていると、反射防止膜上にもメッキ
が析出するために、前記レジストやワックス等のマスク
４を取シ除かずにメッキを施し、その後（ｄ）の如くメ
ッキ終了後にマスク４を取シ除いている。次にメッキの
接着強度、及びオーミック性改善のために熱処理を行な
い、再度メッキ処理を行なうが、この時にも前記と同様
にマスク４を付ける必要がある。
て拡散層２の主平面に反射防止膜、３”（ｚ形成したも
のである。次いで第１図（ｂ）の如く反射防止膜３上の
電極形成部５以外の面にレジストやワックス等よりなる
マスク４を付け、所定のエツチングにより反射防止膜３
の一部を取シ除いて電極形成部５を露出させる。それか
ら（Ｃ１の如くニッケルメッキ処理６を行なう。この時
、ＴｉＯ２，Ｔａ２ｏ５などの金属酸化物からなる反射
防止膜３が露出されていると、反射防止膜上にもメッキ
が析出するために、前記レジストやワックス等のマスク
４を取シ除かずにメッキを施し、その後（ｄ）の如くメ
ッキ終了後にマスク４を取シ除いている。次にメッキの
接着強度、及びオーミック性改善のために熱処理を行な
い、再度メッキ処理を行なうが、この時にも前記と同様
にマスク４を付ける必要がある。
つまりメッキ処理前に必ず反射防止膜上にメッキのマス
クを設ける工程が必要となシ、このことがメッキ工程で
の量産化の妨げとなって反射防止膜の形成でせっかく低
コストの材料を用い、量産化しやすく、高出力化が図れ
てもメッキによる電極形成過程では量産化が図れなく、
全体的に低コこれに対してシリコン酸化物やシリコン窒
化物は一般にメッキのマスク効果があり、こわらを反射
防止膜として用いることにより、前記メッキのマスク処
理が不必要となるが、反面これらの材料にも欠点は多い
。つまシ熱酸化法による５ｉ０２は膜厚が均一で量産化
が容易であり、膜の安定性も良いが屈折率が１．４〜１
．４５であるため、第２図に示すように表面反射が大き
く、素子の高出力化が望めない。
クを設ける工程が必要となシ、このことがメッキ工程で
の量産化の妨げとなって反射防止膜の形成でせっかく低
コストの材料を用い、量産化しやすく、高出力化が図れ
てもメッキによる電極形成過程では量産化が図れなく、
全体的に低コこれに対してシリコン酸化物やシリコン窒
化物は一般にメッキのマスク効果があり、こわらを反射
防止膜として用いることにより、前記メッキのマスク処
理が不必要となるが、反面これらの材料にも欠点は多い
。つまシ熱酸化法による５ｉ０２は膜厚が均一で量産化
が容易であり、膜の安定性も良いが屈折率が１．４〜１
．４５であるため、第２図に示すように表面反射が大き
く、素子の高出力化が望めない。
一方ＳｉＯ、５ｉｓＮ４は屈折率が２．０近くであり表
面反射も少ないが、蒸着法、プラズマＣＶＤ法を用いて
いるため量産化が図りにくく、生産性が悪いうえ、特に
ＳｉＯはＳｔとの接着強度が弱く、太陽電池として屋外
にて使用した場合に温ｉサイクル、湿気等により剥離す
る欠点がある。
面反射も少ないが、蒸着法、プラズマＣＶＤ法を用いて
いるため量産化が図りにくく、生産性が悪いうえ、特に
ＳｉＯはＳｔとの接着強度が弱く、太陽電池として屋外
にて使用した場合に温ｉサイクル、湿気等により剥離す
る欠点がある。
本発明の目的とするところは、このような従来の欠点を
解消するため、金属酸化物のエマルジョンにシリコン酸
化物を混ぜて反射防止膜自身に無電解メッキ時のマスク
効果を持たせ、かつガラス質形成剤を添加することによ
りＳｔ とメッキ層との接着強度を高めて量産性の高
い高効率、低コストの太陽電池を提供することにある。
解消するため、金属酸化物のエマルジョンにシリコン酸
化物を混ぜて反射防止膜自身に無電解メッキ時のマスク
効果を持たせ、かつガラス質形成剤を添加することによ
りＳｔ とメッキ層との接着強度を高めて量産性の高
い高効率、低コストの太陽電池を提供することにある。
以下本発明について詳細に説明する。
一般に、表面反射を防ぐには半導体表面に透明でしかも
屈折率が半導体と空気の屈折率との中間に位置する薄膜
層を設ければよい。波長λの光が入射し、半導体２反射
防止膜、空気の屈折率をそ−れぞれｎ２１ ｎ １＋
ｎ ｏとし、反射防止膜の厚さをｄｌとすると、反射率
Ｒは ゛ なお、ｒ、呂（ｎ ｏ ｎ １．）、／ （” ｏ
十ｎ１）ｒ２二（”ｌ ”−”２ ） ／ （ｎ＋ ＋
ｎ２）θ＝２π”１’ｌ／λ とする。ここでｄｌと
ｎｌをｄに列・λ／” ＋ ＋ ”Ｉ ＝Ｊｎ丁石すと
した場合にＲはＯとすることができる。つまりシリコン
半導体ではＳｔ の屈折率ｎ２が可視光から赤外光の範
囲でｎ ２ ＝３−４〜４−０であり、１．８≦ｎ１≦
２．１と言う屈折率を持つ反射防止膜を設けることにょ
シ、表面反射を少なくすることができるのである。
屈折率が半導体と空気の屈折率との中間に位置する薄膜
層を設ければよい。波長λの光が入射し、半導体２反射
防止膜、空気の屈折率をそ−れぞれｎ２１ ｎ １＋
ｎ ｏとし、反射防止膜の厚さをｄｌとすると、反射率
Ｒは ゛ なお、ｒ、呂（ｎ ｏ ｎ １．）、／ （” ｏ
十ｎ１）ｒ２二（”ｌ ”−”２ ） ／ （ｎ＋ ＋
ｎ２）θ＝２π”１’ｌ／λ とする。ここでｄｌと
ｎｌをｄに列・λ／” ＋ ＋ ”Ｉ ＝Ｊｎ丁石すと
した場合にＲはＯとすることができる。つまりシリコン
半導体ではＳｔ の屈折率ｎ２が可視光から赤外光の範
囲でｎ ２ ＝３−４〜４−０であり、１．８≦ｎ１≦
２．１と言う屈折率を持つ反射防止膜を設けることにょ
シ、表面反射を少なくすることができるのである。
ところで上記を満足させる反射防止膜としては、ＴｉＯ
２，Ｔａ２０５． ＡＡ、、０３． ＣｅＯ２，Ｎｂ２
Ｑ３等の金属酸化物が知られておシ、本発明は上記金属
酸化物にシリコン酸化物を混合させ、メッキのマスク効
果を持たせたものである。
２，Ｔａ２０５． ＡＡ、、０３． ＣｅＯ２，Ｎｂ２
Ｑ３等の金属酸化物が知られておシ、本発明は上記金属
酸化物にシリコン酸化物を混合させ、メッキのマスク効
果を持たせたものである。
第３図にＴｉＯ２とＳｉＯ２との混合比率をかえた場合
の屈折率の変化とメッキマスク効果を示し、第４図にＴ
ｉＯ２−ＳｉＯ２中（Ｄ ５ｉ０２ 固Ｊｌｆ度ｏ配合
比を３５重量九とし、これら両者の総固形分に対してＰ
２Ｏ５を入れた屈折率の変化を示す。つまり屈折率を決
定する要素はＴｉＯ２の混合比率であり、ＳｉＯ２の混
合比率が多くなると屈折率が１．６に近づくため表面反
射が増し、高出力化が図れない。
の屈折率の変化とメッキマスク効果を示し、第４図にＴ
ｉＯ２−ＳｉＯ２中（Ｄ ５ｉ０２ 固Ｊｌｆ度ｏ配合
比を３５重量九とし、これら両者の総固形分に対してＰ
２Ｏ５を入れた屈折率の変化を示す。つまり屈折率を決
定する要素はＴｉＯ２の混合比率であり、ＳｉＯ２の混
合比率が多くなると屈折率が１．６に近づくため表面反
射が増し、高出力化が図れない。
又反対に所定比率以上にＳｉＯ２が混入されていないと
、完全なメッキマスク効果が得られず、反射防止膜上に
メッキが析出し、そのため受光面の光をさえぎって出力
を低下させる。又、Ｐ２Ｏ５を添加しても屈折率には影
響せずＴｉＯ２中の５ｉ０２の固形分濃度比率を１４〜
５０重量％とすることにより、反射防止膜効果が高く、
かつメッキのマスク効果を有する被膜をうることができ
る。又、第５図にガラス質形成剤であるＰ２Ｏ５を混入
させることによるメッキ層とＳｉ層との接着強度につい
て示す。Ｐ２Ｏ５の混入量が６．６重量％よシも多くな
るにつれて空気中の湿気を吸収し、反射防止膜のエマル
ジョンが白濁したりゲル化する。又、反射防止膜形成時
にリンがシリコン中に拡散して特性を劣化させたりする
。又混入量が少ないと、Ｓｔとメッキ層との接着強度が
弱くなる等の欠点がある。そのために１．５重量％以上
のＰ２Ｏ５を添加する必要がある。Ｐ ２０５を添加し
たことによりメッキ層とＳｉ層との接着強度が向上した
原因については明確な分析がなされていないが、Ｐ２Ｏ
５を添加することにより、ピンホールの少ない被膜が形
成されることによるものであると考えられる。つまり、
熱処理によりＮｉとＳｉとの合金層が形成されるのであ
るが、この工程で水分が存在すると０２が介在した結合
となり、接着強度が弱くなることが知られている。つま
りピンホールの多い反射防止膜の被膜では、水分を吸着
しやすく、Ｐ２Ｏ５の添加によりピンホールが減り水分
の吸着が少なくなることによるものである。
、完全なメッキマスク効果が得られず、反射防止膜上に
メッキが析出し、そのため受光面の光をさえぎって出力
を低下させる。又、Ｐ２Ｏ５を添加しても屈折率には影
響せずＴｉＯ２中の５ｉ０２の固形分濃度比率を１４〜
５０重量％とすることにより、反射防止膜効果が高く、
かつメッキのマスク効果を有する被膜をうることができ
る。又、第５図にガラス質形成剤であるＰ２Ｏ５を混入
させることによるメッキ層とＳｉ層との接着強度につい
て示す。Ｐ２Ｏ５の混入量が６．６重量％よシも多くな
るにつれて空気中の湿気を吸収し、反射防止膜のエマル
ジョンが白濁したりゲル化する。又、反射防止膜形成時
にリンがシリコン中に拡散して特性を劣化させたりする
。又混入量が少ないと、Ｓｔとメッキ層との接着強度が
弱くなる等の欠点がある。そのために１．５重量％以上
のＰ２Ｏ５を添加する必要がある。Ｐ ２０５を添加し
たことによりメッキ層とＳｉ層との接着強度が向上した
原因については明確な分析がなされていないが、Ｐ２Ｏ
５を添加することにより、ピンホールの少ない被膜が形
成されることによるものであると考えられる。つまり、
熱処理によりＮｉとＳｉとの合金層が形成されるのであ
るが、この工程で水分が存在すると０２が介在した結合
となり、接着強度が弱くなることが知られている。つま
りピンホールの多い反射防止膜の被膜では、水分を吸着
しやすく、Ｐ２Ｏ５の添加によりピンホールが減り水分
の吸着が少なくなることによるものである。
次に本発明の実施例を第６図ａ −Ｃに示す。第６図ａ
の如く、半導体基板１に拡散層２を設け、ＴｉＯ２中の
ＳｉＯ２の固形分濃度の配合比が２０重量％で、かつＴ
ｉＯ２−ＳｉＯ２の総固形分に対して、Ｐ２Ｏ５濃度が
２．０重量％であるエマルジョンをスプレー法にて拡散
層２の主平面に塗布し、６００℃で焼成して反射防止膜
３を形成する。次に第６図すの如く通常のフォトエツチ
ング法にてレジスト４を塗布し、マスクアライメント装
置で所定の電極形成部５のレジストを除去し、電極取り
出しのために反射防止膜３の一部を取り除く。その後レ
ジスト４を発煙硝酸等で除去し、第６図Ｃの如く、無電
解ニッケルメッキを施し、電極部にニッケル６を析出さ
せる。そしてＳｉとＮｉとの接着強度及びオーミック性
を高めるだめ、５０ｏ℃で熱処理をし、再度ニッケルメ
ッキを施す。このように、屈折率が高い金属酸化物にメ
ッキのマス−り効果を有するシリコン酸化物を混入しか
つ被膜のピンホールをなくすだめにガラス質形成剤を添
加させたエマルジョンにて被膜を形成させることにより
、最適な反射防止膜効果を有する被膜に無電解メッキで
のマスク効果を持たせるとともにメッキ層とＳｉ層との
接着強度をも高めることができる。
の如く、半導体基板１に拡散層２を設け、ＴｉＯ２中の
ＳｉＯ２の固形分濃度の配合比が２０重量％で、かつＴ
ｉＯ２−ＳｉＯ２の総固形分に対して、Ｐ２Ｏ５濃度が
２．０重量％であるエマルジョンをスプレー法にて拡散
層２の主平面に塗布し、６００℃で焼成して反射防止膜
３を形成する。次に第６図すの如く通常のフォトエツチ
ング法にてレジスト４を塗布し、マスクアライメント装
置で所定の電極形成部５のレジストを除去し、電極取り
出しのために反射防止膜３の一部を取り除く。その後レ
ジスト４を発煙硝酸等で除去し、第６図Ｃの如く、無電
解ニッケルメッキを施し、電極部にニッケル６を析出さ
せる。そしてＳｉとＮｉとの接着強度及びオーミック性
を高めるだめ、５０ｏ℃で熱処理をし、再度ニッケルメ
ッキを施す。このように、屈折率が高い金属酸化物にメ
ッキのマス−り効果を有するシリコン酸化物を混入しか
つ被膜のピンホールをなくすだめにガラス質形成剤を添
加させたエマルジョンにて被膜を形成させることにより
、最適な反射防止膜効果を有する被膜に無電解メッキで
のマスク効果を持たせるとともにメッキ層とＳｉ層との
接着強度をも高めることができる。
つまり反射防止膜工程で量産性のよいスプレー法や印刷
法を用いて表面反射が少なく、かつメッキのマスク効果
を有する反射防止膜を形成し、電極形成部のみに低コス
ト材料であるＮｉ等を用いた無電解メッキにて電極を形
成することにより、量産性がよく、かつ生産性の高い太
陽電池が確立でき、かつ表面反射を少なくすることによ
り、素子出力の向−トが図れるとともに太陽電池の低コ
スト化を実現することができる。
法を用いて表面反射が少なく、かつメッキのマスク効果
を有する反射防止膜を形成し、電極形成部のみに低コス
ト材料であるＮｉ等を用いた無電解メッキにて電極を形
成することにより、量産性がよく、かつ生産性の高い太
陽電池が確立でき、かつ表面反射を少なくすることによ
り、素子出力の向−トが図れるとともに太陽電池の低コ
スト化を実現することができる。
第１図ａ、ｂ、ｃ及びｄは従来の金属酸化物全反射防止
膜とした場合の太陽電池の電極形成法を示す図、第２図
は反射防止膜の屈折率に対しての一９ｉ０２の混合比率
における屈折率の変化とメッキのマスク効果との関係を
示す図、第４図はＴｉＯ２−３ｉ０２ 中の５ｉ０２固
形分濃度を一定とし、Ｐ２Ｏ５の濃度と屈折率との関係
を示す図、第５図ばＴｉＯ２とＳｉＯ２の総固形分に対
するＰ２Ｏ５の濃度とメッキ層とＳｉ層との接着強度と
の関係を示す図、第６図ａ、ｂ及びＣは本発明の実施例
における反射防止膜を用いた場合の電極形成を示す図で
ある。 １１．・１．・半導体基板、２・・・・・・拡散層、３
・・・・・・反射防止膜、４・・・・・・マスク、５・
・・・・・電極形成部、６・・・・・・メッキ電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 ｆ １２ 図 Ｊ五（ちり 島 ３ 図 第４図 Ｌθ２．ｓ・θ２−固升ぢ）ＳＳ （： ；吋してのＡ
与θ、ｓ；’ＬＪＬ（資≧髪 ヲ第５図 ７、Ｉｙ Ｓ；（ｈの固形＃１゛村し【のρ２の迎１洟
（皇（坏）第６図
膜とした場合の太陽電池の電極形成法を示す図、第２図
は反射防止膜の屈折率に対しての一９ｉ０２の混合比率
における屈折率の変化とメッキのマスク効果との関係を
示す図、第４図はＴｉＯ２−３ｉ０２ 中の５ｉ０２固
形分濃度を一定とし、Ｐ２Ｏ５の濃度と屈折率との関係
を示す図、第５図ばＴｉＯ２とＳｉＯ２の総固形分に対
するＰ２Ｏ５の濃度とメッキ層とＳｉ層との接着強度と
の関係を示す図、第６図ａ、ｂ及びＣは本発明の実施例
における反射防止膜を用いた場合の電極形成を示す図で
ある。 １１．・１．・半導体基板、２・・・・・・拡散層、３
・・・・・・反射防止膜、４・・・・・・マスク、５・
・・・・・電極形成部、６・・・・・・メッキ電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 ｆ １２ 図 Ｊ五（ちり 島 ３ 図 第４図 Ｌθ２．ｓ・θ２−固升ぢ）ＳＳ （： ；吋してのＡ
与θ、ｓ；’ＬＪＬ（資≧髪 ヲ第５図 ７、Ｉｙ Ｓ；（ｈの固形＃１゛村し【のρ２の迎１洟
（皇（坏）第６図
Claims (3)
- （１）第１の導電性を有するシリコン半導体基板の主平
面に、第２の導電性を有する拡散層を形成し］前記基板
及び拡散層のそれぞれに無電解メッキにより電極を設け
るとともに、電極部以外に金属酸化物とシリコン酸化物
とガラス質形成剤からなる反射防止膜を形成したことを
特徴とした太陽電池。 - （２）前記金属酸化物とシリコン酸化物とガラス質形成
剤との混合物がＴ ｉＯ２Ｓ ｉＯ□−Ｐ２Ｏ３からな
る特許請求の範囲第１項に記載の太陽電池。 - （３）前記ＴｉＯ２−８ｉＯ□−Ｐ２Ｏ３−の組ＦＩｊ
、比率がＴ ｚＯ２中のＳ ｉＯ２の固形分濃度の配合
比が１４〜６０重量％で、かＱ ’Ｔ ｉ０２と５ｉ０
２の総固形分に対するｐ２ｏ、の濃度が１．６〜６．６
重量％である特許請求の範囲第２項に記載の太陽電池０
−
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56131965A JPS5833878A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56131965A JPS5833878A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5833878A true JPS5833878A (ja) | 1983-02-28 |
Family
ID=15070359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56131965A Pending JPS5833878A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5833878A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5394785A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-19 | Toshiba Corp | Manufacture of photoelectric converter |
| JPS5583272A (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-23 | Nec Corp | Solar battery unit and method of manufacturing the same |
-
1981
- 1981-08-21 JP JP56131965A patent/JPS5833878A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5394785A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-19 | Toshiba Corp | Manufacture of photoelectric converter |
| JPS5583272A (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-23 | Nec Corp | Solar battery unit and method of manufacturing the same |
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