JPS5839074A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

太陽電池の製造方法

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JPS5839074A
JPS5839074A JP56137331A JP13733181A JPS5839074A JP S5839074 A JPS5839074 A JP S5839074A JP 56137331 A JP56137331 A JP 56137331A JP 13733181 A JP13733181 A JP 13733181A JP S5839074 A JPS5839074 A JP S5839074A
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gaas
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進 吉田
Takao Oda
織田　隆雄
Kotaro Mitsui
三井　興太郎
Yoshinori Yukimoto
行本　善則
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    • 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
    • H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/068—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0693—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells the devices including, apart from doping material or other impurities, only AIIIBV compounds, e.g. GaAs or InP solar cells
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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】 この発明は、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に係り、特にその機械的強度を保持
しつつ、軽量化を計るための製造方法の改良に関するも
のである。
近年、人工衛星などの宇宙空間用機器の電源として太陽
電池が広く用いられつつあり、現在量としてシリコン太
陽電池が用いられている。しかし、このような用途に対
しては限られた容積で、より多くの電力を得るために、
高仏変換効率をもつ九太陽電池が要望され、さらＫＳ亭
宙空間においては放射線が降シそそいでいるので、放射
線による特性の劣化のないことが要求される。このよう
な要求に対して、現在量も高い変換効率を有し、耐放射
線性にも優れていると化ガリウム（Ｇａｌ＋）太陽電池
が注目されている。
第１図は従来のＧ！ＬＡｌｌ太陽電池の一例を示す平面
図、第２図は第１図の■−１線での断面図である。
この従来のＧａＡｓ太陽電池は、２５０〜３００Ｉ１ｍ
の厚さをもつｎ形のＧａム８基板（１）の上Ｋｐ形Ｇａ
Ａｅ層（２）を形成して、両者間Ｋｐｎ接合（３）が形
成されており、さらに、ｐ形ＧａＡｓ層（２）の上にｐ
形アルミニウム・ガリウム・ヒ素（ＡＩＧＩＬ五〇）層
（４）が形成されている。そして、ｎ側電極ｆｉｌはｎ
形ＧａＡｓ基板（１）の裏面に形成され、ｐ側電極（６
）はｐ形ＡｌＧａＡｓ　１ｉ−４４１−の表面に１同′
− 表面への光入射をあ壕や妨げないように部分的に（この
例では第１図に示すようＫｉ′に）形成されている。ｐ
形Ａ／ＧａＡａ層（４）の表面の上記ｐ側電極（６）が
形成されていない部分Ｋｔｉ反射防止膜（７）が形、成
されている。さらに、太陽光に対して透明な板、例えば
、１００〜２５０μｍの厚さをもつ溶融シリカまたはセ
リクームをドープしたマイクロシートのカバーガラス（
８）が透明シリコーン樹脂（９）によってｐ側電極（６
）および反射防止膜（７）の上に接着されている。
このような構造のＧａＡｓ太陽電池（ｎｌ　においては
、光電流発生に有効な光キャリヤは主としてｐ形ＧａＡ
ｓ層（２）内で発生する。ｌ）形ＧａＡｓ層（２）の上
にはｐ形Ａ／ＧａＡｓ層（４）が設けられでいるので、
発生した光キャリヤのｐ形ＧａＡｓ層（２）表面での再
結合による損失をかなり防ぐことかで睡、高効率の太陽
電池が実現されている。さらに、空乏層領域、およびｎ
形ＧａＡｓ基板＋１１内のｐｎ接合（３）からホールの
拡散長さ程度までの領域内で発生した光キャリヤも光電
流発生に寄与する。これより奥、深いｎ形ＧａＡｓ基板
（凰）内で発生する光キャリヤは非常圧わずかであり、
かつ、ｐｎ接合（３）に到達し力いので、光電流発生に
は寄与しない◇なお、ｐ形Ａ／ＧａＡｓ　ｆ＠　（４１
内で発生する光キャリヤは、表面再結合するので光電流
発生には寄与できない。従って、この層（４）での光の
吸収はできるだけ少なくすることが望ましく、この層（
４）の厚さは１μｍ以下というように薄くされている。
通常ｐ形ＧａＡｓ層（２）の厚さは数μｍ以下、空乏層
の厚さは１μｍ以下、ｎ形ＧａＡｓ基板（１）中のホー
ルの拡散長さは数μｍ以下でアシ、有効な受光領域Ｆｉ
ｐ形ム／ＧａＡａ層（４）とｐ形ＧａＡｓ層（２）との
界面から１０μｍ程度、深くても２０μｍ以下という極
めて薄い厚さである。従って、ａｍから１０〜２０μｍ
以上離れた所で生じる放射線損傷は変換効率には影響せ
ず、表面から２００〜３００μｍの有効受光領域を有す
るシリコン太陽電池に比して耐放射線性に優れていると
いえる。
このように、ＧａＡ　ｓ太陽電池は宇宙空間機器用とよ
り重くなる。これは人工衛星の打上げ時などに重大な欠
点となる。一方上述のようにＧａＡｓ太陽電池の有効受
光領域は厚さ１０〜２０μｍの領域であるので、太陽電
池の厚さはこの程度で十分であるが、宇宙機器用太陽電
池の標準寸法である２ｃｍＸ２ｃｍの受光面の大きさで
、上記厚さの結晶’ｔ−％ることは現在の技術ではかな
り困難であり、たとえ、得られたとしても非常に割れ易
く、電極形成等の組立て工程での取扱いが極めて困難で
あり、太陽電池製作歩留りが極めて悪く、太陽電池の価
格をお″し上げていた。
この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、あ
る程度の厚さの結晶基板を用いて接合、表面側電極等の
形成およびカッく−ガラスの接着を完了した後に、基板
の裏面をエツチングして所要の結晶厚さにすることによ
って、高効率で、耐放射Ｉ！１％性にすぐれ、しかも軽
量で、かつ十分表機械的強度を有する太陽電池を歩留り
よく得る製作方法を提供することを目的としている。
第３図ム〜Ｇはこの発明による太陽電池の製造方法の一
実施例を説明するための、その主要工程段階における状
態を示す断面図である。まず、用意するものとしては、
（１）融液槽および基板収納部を有するカーボン製治具
（図示せず）　、（ｉｉ）　”Ｏｔｔｍｌｉ１度の厚さ
をもつｎ形ＧａＡｓ基板（１）（第３図Ａ）、（ｉｉｉ
）Ｓ元化合物半導体、例えばＧａ　Ｋ　Ａｔ　＊並びに
ム８もしく　ｌｄ、　ＧａＡ−を含んだ融液に■族元素
例えば亜鉛（Ｚ、）を添加した結晶成長融液（図示せず
）である。
まず、上記カーボン製治具の融液槽に上記結晶成長融・
液を入れるとともに、その基板収容部に上記ｎ形Ｇａム
８基板（１）を収容する。そして、このカーボン製治具
を石英反応管（図示せず）内に入れ、この石英反応管内
を充分水素（Ｈ２）ガスで置換したのち、町ガスを流し
ながら所定温度まで昇温する０温度が所定温度に安定し
たのち、上記結晶成長融液をｎ形ＧａＡａ基板（ｉｔに
接触させた状態で所定の温度で、この結晶成長融液から
２．がｎ形ＧａＡθ基板［１内に拡散してｐ形ＧａＡａ
層（２）の厚さが所定の値になるように、一定時間保持
する。次に、ｐ形Ａ／　ｌｌＧａ　１−　＊　Ａ８層（
４）の厚さが１ｐｒｎ以下に表るように、例えば０．２
℃／分〜１．０℃層の冷却速度で所定温度降温させる。
この状態を第３図Ｂに示す一次に第３図Ｃに示すように
反射防止膜および１＃Ａ／、’Ｇａ１−。
Ａθ層（４）の保膜膜として効果をもつ、例えばシリコ
ン窒化（Ｂｈ”＋）膜（７）を形成する。つづいて、写
真蝕刻技術を用いて、Ｓ　＋３Ｎ４ｉｌｌ　ｌｙｌおよ
びｐ形Ａ／、Ｇａ１−。
ＡＢ層（４）に穴あけを行なった後、この穴を通してｐ
形ＧａＡｓ層（２）の表面にオーミックコンタクトする
、例えば金（Ａ、）−亜鉛ＣＺｎ　）からなるグリッド
状のｐ側電極（６）を形成する。この状態を第３図ＤＫ
示す。次にｐ側電極（６）の一部に外部リードのコネタ
（図示せず）を半田付けまたＬ溶接した後、太陽光に対
して透明な板、例えば、１００〜２５０μｍの厚さをも
つ溶融シリカまたはセリウムをドープしたマイクロシー
トのカバーガラス（８）を透明シリコーン樹脂（９）で
反射防止膜（テ）の表面に接着される０この状態を第３
図１！ｆＫ示す。次に、第３図１に示すよう罠、このカ
バーガラス（８）の接着された一ＧＰＬＡｓ太陽電池を
例えば、ＧａＡＪのエツチング液（ＨＮＯ３：ｖｔ２ｏ
　：　ｙＨ＝　ｓ：ａ：ｘの混合液）に浸し、ｎ形Ｇａ
Ａｓ基板（１）の裏面をエツチングし、ｐ形ＧａＡｓ層
（２１とｎ形ＧａＡｓ基板（１）とからなる素子基体（
ｌＯ）の厚さを５０μｍ程度にする０つづいて、第３図
Ｉに示すように、上記エツチングされたｎ形ＧａＡａ層
（１）の面にｎ側電極゛（６１を形成してＧａＡａ太陽
電池社完成する０このようＫして得られ−Ｉｊ、、Ｇａ
Ａｓ太陽電池は、その重量が従来のものに比較して　５
以下となり、充に軽量化の効果がみられ、しかもカバー
ガラスが擬着されているので充分力機械的強度を有して
いる０ なお、上記実施例ではＧａＡｓを用いた太陽電池につい
て説明したが、他の半導体を用いた太陽電池の製造にも
この発明は適用できる０ 以上、詳述したように１この発明になる太陽電池の製造
方法では、取扱い容易表程度の厚さの結晶基板を用いて
、接合、表面側電極郷の形成および表面側圧カバーガラ
スを接着した後に、基板の裏面をエツチングして所要の
結晶厚さにするので、特性のすぐれ、軽量で、機械的強
度の十分な太陽電池を歩留りよく製造することができる
０
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のＧａＡｅ太陽電池の一例を示す平面図、
第２＠は第１図の■−■線での断面図、第３図Ａ〜Ｇは
この発°明による太陽電池の製造方法の一実施例を説明
するための、その主要工程段階における状態を示す断面
図である０ 図において、ｉｌｌはｎ形ＧａＡｅ基板（第１伝導形の
半導体基板）　、（２１はｐ形Ｇ＆ムｅ層（第２伝導形
の半導体層）　、＋３１はｐｎｉｌ金、（６）はｎ側電
極（第２の電極、（６）はｐｔ８電極（第１の電極）　
、（８１はカッく−ガラス、α−は素子基体である。 なお、図中同一符号は同一まえは相当部分を示す０ 代理人　　　葛　野　信　−（外１名）第１図 第２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　取り扱いが安全容易な程度の厚さの第１伝導
    形の半導体基板の一方の主藺儒Ｋｊｌ！２伝導形の半導
    体層を形成し上記半導体基板との間にｐｎ接合を構成さ
    せ、上記半導体層の表面に第１の電極の形成などの所要
    の処理を施した後に当該表面上に太陽光に対して透明な
    カバーガラスを被着させ、しかる後に１上記半導体基板
    の他方の主面側をエツチングして上記半導体基板と上記
    半導体層とから力る素子基体の厚さを所要厚さにして、
    当該主面に第２の電極を形成する仁とを１！＃徴とする
    太陽電池の製造方法０ （２）半導体としてと化ガリウムを用い、半導体基板エ
    ツチング後の素子基体の厚さを５０μｍ程度にすること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽電池の製
    造方法。
JP56137331A 1981-08-31 1981-08-31 太陽電池の製造方法 Granted JPS5839074A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6272179A (ja) * 1985-09-25 1987-04-02 Sharp Corp 薄型の化合物半導体装置の製造法
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JPH01307277A (ja) * 1988-06-04 1989-12-12 Nippon Mining Co Ltd 太陽電池の製造方法
CN105874609A (zh) * 2014-01-13 2016-08-17 光城公司 具有低电阻电极的太阳能电芯的模块制造

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