JPS5889874A - 薄膜太陽光電池及びその製造方法 - Google Patents
薄膜太陽光電池及びその製造方法Info
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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】
本発明は薄膜の太陽光電池の技術分野に＠する。
しばしば太陽電池と呼ばれる、太陽光電池はエネルギー
を電気的エネルゼーκ変換する半導体壷金デバイスであ
る。典型的な太陽光電池は４つの主たるＷＩＪｔ−含む
層状の構造体である：Ｃ１）吸収体−発生器、＋２》コ
レクター変換器、Ｃ３》透明電気接点、及び（４：不透
明電気接点、光が吸収体−発生器上に入射すると、８つ
の接点の関に電圧差及び電Ｒｙｋ生じ、これは光の強さ
の増加と共に増加する。
を電気的エネルゼーκ変換する半導体壷金デバイスであ
る。典型的な太陽光電池は４つの主たるＷＩＪｔ−含む
層状の構造体である：Ｃ１）吸収体−発生器、＋２》コ
レクター変換器、Ｃ３》透明電気接点、及び（４：不透
明電気接点、光が吸収体−発生器上に入射すると、８つ
の接点の関に電圧差及び電Ｒｙｋ生じ、これは光の強さ
の増加と共に増加する。
吸収体−発生器（「吸収体」と呼ぶ）は光の光子を吸収
し、その結果として少数中ヤリャを発生する半導体材料
の層である。典型的に、吸収体は光子１捕獲して電子を
故出し、かくて対の負電荷キャ“リヤ（電子）と正電荷
中ヤリヤ（正孔）を生ずる。吸収体がＰ！！ｌｉ半導体
であれば、電子は少数キャリヤでめる；これが謡−型で
めれば、正孔が少数中ヤリャである。少数キャリヤが沢
山の多数中ヤリヤに再結合されることによ）＠収体内で
容易に消滅されるとき、これ等が電気回路によシ利用さ
れる前に多数キャリヤがある領域へこれ等を運ぶ。
し、その結果として少数中ヤリャを発生する半導体材料
の層である。典型的に、吸収体は光子１捕獲して電子を
故出し、かくて対の負電荷キャ“リヤ（電子）と正電荷
中ヤリヤ（正孔）を生ずる。吸収体がＰ！！ｌｉ半導体
であれば、電子は少数キャリヤでめる；これが謡−型で
めれば、正孔が少数中ヤリャである。少数キャリヤが沢
山の多数中ヤリヤに再結合されることによ）＠収体内で
容易に消滅されるとき、これ等が電気回路によシ利用さ
れる前に多数キャリヤがある領域へこれ等を運ぶ。
コレクター変換器（コレクタと呼ぶ）は吸収体と電気的
に接触している材料の層でるり、ここでは多数キャリヤ
は吸収体内に発生した少数中ヤリャ七同−の電導度であ
る。この層は吸収体からの少数中ヤリャを「集め」そし
てこれ等を多数中ヤリヤに変換する。コレクタが吸収体
と同一の半導体の反対にドープ（ｄｏｐｅ）された領域
であれば、光電池デバイスＦｉＰ−ｓ接合即ちホモ（ｈ
ｏｗｎ・）接合である。コ■クタが異なる半導体よりな
るときは、この装置はへテロ（ｈａｔｅデ０）接合であ
り、コレクタが絶縁体及び金属であれば、この装置は金
属・絶縁体半導体装置であり、そし、て、コレクタが金
属であれば、この装置はショトギイ（Ｓａｈｏｔｔｌｙ
）障壁装置である。
に接触している材料の層でるり、ここでは多数キャリヤ
は吸収体内に発生した少数中ヤリャ七同−の電導度であ
る。この層は吸収体からの少数中ヤリャを「集め」そし
てこれ等を多数中ヤリヤに変換する。コレクタが吸収体
と同一の半導体の反対にドープ（ｄｏｐｅ）された領域
であれば、光電池デバイスＦｉＰ−ｓ接合即ちホモ（ｈ
ｏｗｎ・）接合である。コ■クタが異なる半導体よりな
るときは、この装置はへテロ（ｈａｔｅデ０）接合であ
り、コレクタが絶縁体及び金属であれば、この装置は金
属・絶縁体半導体装置であり、そし、て、コレクタが金
属であれば、この装置はショトギイ（Ｓａｈｏｔｔｌｙ
）障壁装置である。
上記の光電池特性を利用するには、電気接点を加える必
要窄める。一般的に、電気接点の一方は透明であり、一
方、他方は不透明である。不透明な接点かめるいけ透明
な接点のいずれかがまた基板として使われる。
要窄める。一般的に、電気接点の一方は透明であり、一
方、他方は不透明である。不透明な接点かめるいけ透明
な接点のいずれかがまた基板として使われる。
通常２つの他の機能が太陽電ａＶｃ加えられる：耐久性
ｋｃＪ（良するためのカプセル化（ｅｎｃａｐａｕ−１
ａｔｉｏ輻）と、装置内に浸透する（ひしろ反射さｆＬ
る）光子の数を増加するための反射防止である。
ｋｃＪ（良するためのカプセル化（ｅｎｃａｐａｕ−１
ａｔｉｏ輻）と、装置内に浸透する（ひしろ反射さｆＬ
る）光子の数を増加するための反射防止である。
カプセル化の主たる特色は太陽電ａ’ｔ＊境から保−す
ることでおる。太陽電池の１万の側は光学的に虐明なカ
プセルに包む材料（＃帽’ｒａｐａ耐α１）紮有してい
なければならない。
ることでおる。太陽電池の１万の側は光学的に虐明なカ
プセルに包む材料（＃帽’ｒａｐａ耐α１）紮有してい
なければならない。
−上記カプセル材料が透明接点上にわたり適用される場
合に、ガラスが鍛も勤果的でめることが証明された。こ
れ等のガラスはシリコン、酸素そして他の元素ｔベース
にした広範曲の配合物から形成されることができる。今
日一般に使用されるシステムｖＣおいて、これ等のガラ
スは製造後太陽電・池めるいはモノエールＫ１１ｊ！！
着されるが、しかし太陽電池に＃ｉ接適用された厚さ５
ミクロンの範囲の一体のカプセル材料の開発物が慣行と
なりつつある。
合に、ガラスが鍛も勤果的でめることが証明された。こ
れ等のガラスはシリコン、酸素そして他の元素ｔベース
にした広範曲の配合物から形成されることができる。今
日一般に使用されるシステムｖＣおいて、これ等のガラ
スは製造後太陽電・池めるいはモノエールＫ１１ｊ！！
着されるが、しかし太陽電池に＃ｉ接適用された厚さ５
ミクロンの範囲の一体のカプセル材料の開発物が慣行と
なりつつある。
通常不透明な接点が光源に対面していない表面に対する
カプセル材料として使用される。
カプセル材料として使用される。
太陽電池のため研究中のすべての半導体材料システムｉ
２０乃至４゛０ｑＩＩ範囲の平面からの反射を生ずる高
屈折率を有している。これ等の高い反射損失を防止する
ため反射防止層が必要である。
２０乃至４゛０ｑＩＩ範囲の平面からの反射を生ずる高
屈折率を有している。これ等の高い反射損失を防止する
ため反射防止層が必要である。
反射損失の減少に対する２つの主たるアプローチかめる
。半導体表面のテクスチャリング（を−トｔｕｒｉｎｇ
） ｆｉ入つＪ来る光子、（ｐｈｏｔｏｓ ） 反対
して多数の反射を生せしめて、正味光子損失音減少する
。琳一層あるいは多重層、反射防止コーティングはイン
デックスマツチング（ｆ％ｄａｍ ｍａｔｏｋｉｓｇ
）及び干渉効果の双方によって反射を減少する。第１の
アプローチの変化はテクスチャされた（ ｔａｘ−ｔ％
ｒｍｄ ）層γカブセル材料内に形造ることである。
。半導体表面のテクスチャリング（を−トｔｕｒｉｎｇ
） ｆｉ入つＪ来る光子、（ｐｈｏｔｏｓ ） 反対
して多数の反射を生せしめて、正味光子損失音減少する
。琳一層あるいは多重層、反射防止コーティングはイン
デックスマツチング（ｆ％ｄａｍ ｍａｔｏｋｉｓｇ
）及び干渉効果の双方によって反射を減少する。第１の
アプローチの変化はテクスチャされた（ ｔａｘ−ｔ％
ｒｍｄ ）層γカブセル材料内に形造ることである。
半導体をテクスチャすること及びこの材料の頂部に反射
防止層を設けることを含む櫨々の組合せがう盪〈利用さ
れた。
防止層を設けることを含む櫨々の組合せがう盪〈利用さ
れた。
上ｍｌの電池型式に対するいくつかの設計要件が電子装
置に関するＩＥＩ：Ｅｉアメリカ電子電気学会）会報、
１９Ｊｉ（）年４月４日、第２７版、第４勺内の［薄膜
の太陽電池：七れ等のポテンシャルの統一分析（Ｔｋｉ
、ｓ−ＦｉｌｗｈＳｏｌａｒ Ｃｅ１ｌｓ ：Ａ Ｕｎ
ｉｆｉｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ＠／ Ｔｈｅｉ
ｒ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ）においてパーネット（Ｂ
ａｒ％−ｔＢ及び口／１ｆ−）（ＲｏｔＡ豐ａｙ／）Ｋ
よって提供されている。
置に関するＩＥＩ：Ｅｉアメリカ電子電気学会）会報、
１９Ｊｉ（）年４月４日、第２７版、第４勺内の［薄膜
の太陽電池：七れ等のポテンシャルの統一分析（Ｔｋｉ
、ｓ−ＦｉｌｗｈＳｏｌａｒ Ｃｅ１ｌｓ ：Ａ Ｕｎ
ｉｆｉｅｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ＠／ Ｔｈｅｉ
ｒ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ）においてパーネット（Ｂ
ａｒ％−ｔＢ及び口／１ｆ−）（ＲｏｔＡ豐ａｙ／）Ｋ
よって提供されている。
今日製造されている殆んどの太陽電池はシリコン半導体
工業から進化され友。これ等の太陽電池はインゴットか
ら薄く切られたウェハー（Ｗａｆ−デ）から作られてい
る。インプット情報、生産性の改良及び改良されたウェ
ハの鋸切断技法が開発された。
工業から進化され友。これ等の太陽電池はインゴットか
ら薄く切られたウェハー（Ｗａｆ−デ）から作られてい
る。インプット情報、生産性の改良及び改良されたウェ
ハの鋸切断技法が開発された。
ｉ価格の太陽電ａｒｉ低愉格の基板上に半導体の薄い鳩
は８０−乃至９５−まで、あるいはこれ以上の半導体材
料消費を減少するよう設計されている。
は８０−乃至９５−まで、あるいはこれ以上の半導体材
料消費を減少するよう設計されている。
ｌ＃に、１９７１年２月２８日発行のネルソン（＃ｇｊ
ｓｏｓ−）の米国特許第３１５６４７０２号に記載され
ている如く、薄膜はスライディングｄｆ−）（ｓｌｉｄ
ｉｎｇ ｂｏａｔ ）を使用して、液相から基板上に連
続的にエビタ中シャル半導体層を沈積（ｄａｐ−ｏａｉ
ｔ）する液相工程で沈積されることができる。
ｓｏｓ−）の米国特許第３１５６４７０２号に記載され
ている如く、薄膜はスライディングｄｆ−）（ｓｌｉｄ
ｉｎｇ ｂｏａｔ ）を使用して、液相から基板上に連
続的にエビタ中シャル半導体層を沈積（ｄａｐ−ｏａｉ
ｔ）する液相工程で沈積されることができる。
これは、例えば、第１の半導体材料が溶解されている第
１の溶融金ＩＩ溶液よりなる第１の溶液と基板の１表面
を接触せしめ、それから、基板上の第１のエピタキシャ
ル層を沈積するため第１の溶液上冷却することによって
行なわれる。第１の層が成長された後、仁のステップは
第２のエピタキシャル層を沈積するため再び行なわれる
。他の、７Ｆ法として、第２の層は基板を包んでいるい
くらかの液体フィルム（Ｌｉｑｓ≦ｄ ｆｉｌｖｎ）を
有する基板を第２のｌ−をドーグ（ｊｏｙｓ）するドー
／々ントガス（ｄａｐａルｔｇａａ）を通過することに
よって形成さＩＬることが出来ることは当業者において
Ｍ１１知である。第２の層がまた拡散あるいはイオン打
込み（ｉｍｐｌａ％ｔａｔｉａ％）によって形成される
ことがでさることも鵬知である。
１の溶融金ＩＩ溶液よりなる第１の溶液と基板の１表面
を接触せしめ、それから、基板上の第１のエピタキシャ
ル層を沈積するため第１の溶液上冷却することによって
行なわれる。第１の層が成長された後、仁のステップは
第２のエピタキシャル層を沈積するため再び行なわれる
。他の、７Ｆ法として、第２の層は基板を包んでいるい
くらかの液体フィルム（Ｌｉｑｓ≦ｄ ｆｉｌｖｎ）を
有する基板を第２のｌ−をドーグ（ｊｏｙｓ）するドー
／々ントガス（ｄａｐａルｔｇａａ）を通過することに
よって形成さＩＬることが出来ることは当業者において
Ｍ１１知である。第２の層がまた拡散あるいはイオン打
込み（ｉｍｐｌａ％ｔａｔｉａ％）によって形成される
ことがでさることも鵬知である。
薄膜のシリコン太陽電池は、蒸気（ＣＶＤ、真空するい
ａス／臂ツタリングの如き他の沈積技法及び浴融液体を
使用することＫよって得らｒｔた。単結晶の冶金学級の
（ｖｎａｔａｌｌｓｒｇｉｏａｌ ｇｒａｄｅ ）シリ
コン上へのＣＶＤ會除趣、これ等の技法は低シリコン利
用に工り太陽電池に高性能をもたらさなかった。最大の
欠点の１）ｒｉ単結晶シリコン太陽電池の調製において
遭遇した高い材料費でめった。
ａス／臂ツタリングの如き他の沈積技法及び浴融液体を
使用することＫよって得らｒｔた。単結晶の冶金学級の
（ｖｎａｔａｌｌｓｒｇｉｏａｌ ｇｒａｄｅ ）シリ
コン上へのＣＶＤ會除趣、これ等の技法は低シリコン利
用に工り太陽電池に高性能をもたらさなかった。最大の
欠点の１）ｒｉ単結晶シリコン太陽電池の調製において
遭遇した高い材料費でめった。
非シリコン基材上への蒸気沈積による薄膜のＩ！１ｌａ
ｔは１九結晶粒境界において少数中ヤリャ紮再結合に導
く小さな結晶粒を生じ、あるいは拡散距離會制限する他
の影響を生ずる傾向があり、従って少数キャリヤの集合
及びそれ等の多数キャリヤへの変換を減少し、これによ
り電ｒｌｔｔ−減少する。このことが大きな結晶粒であ
るがかなりの表面であり且つ大きな汚染があると証明さ
れた異質の（ｆｏｒ−ａｉｇ％）基板上に溶融液体成長
（鴇ｏ１ｔｍ＊ ｌｉｑｓｉｄｇｒｏｗｔｈ ） ｆ使
用する結果となった。また、１００ミクロンあるいはこ
れ以上の厚さが必要であるように思わる。結晶粒境界の
再結合は筐た電流を減少する結果となった。
ｔは１九結晶粒境界において少数中ヤリャ紮再結合に導
く小さな結晶粒を生じ、あるいは拡散距離會制限する他
の影響を生ずる傾向があり、従って少数キャリヤの集合
及びそれ等の多数キャリヤへの変換を減少し、これによ
り電ｒｌｔｔ−減少する。このことが大きな結晶粒であ
るがかなりの表面であり且つ大きな汚染があると証明さ
れた異質の（ｆｏｒ−ａｉｇ％）基板上に溶融液体成長
（鴇ｏ１ｔｍ＊ ｌｉｑｓｉｄｇｒｏｗｔｈ ） ｆ使
用する結果となった。また、１００ミクロンあるいはこ
れ以上の厚さが必要であるように思わる。結晶粒境界の
再結合は筐た電流を減少する結果となった。
従って、多結晶のシリコンは非シリコン基板上の低価格
の薄膜形轢において高性能を有することは立証されなか
つ良。低価格の構成に使用された限定された勢力は効率
が５−以下であると報じている。多結晶のシリコンに対
するより高い効率はより１％価な基板で作られ、そして
エリ厚い膜會育するデバイスに基づいている。
の薄膜形轢において高性能を有することは立証されなか
つ良。低価格の構成に使用された限定された勢力は効率
が５−以下であると報じている。多結晶のシリコンに対
するより高い効率はより１％価な基板で作られ、そして
エリ厚い膜會育するデバイスに基づいている。
本発明の目的に溶融金属を含む全デバイスが液相エピタ
キシャル工程の成長段階中に冷却されないように基板を
冷却することによって溶融金属を横切る勾配（温ｆめる
いは電界のいづれか）の適用にＬ９＃壁上に半導体の成
長を促進することでめる。
キシャル工程の成長段階中に冷却されないように基板を
冷却することによって溶融金属を横切る勾配（温ｆめる
いは電界のいづれか）の適用にＬ９＃壁上に半導体の成
長を促進することでめる。
本発明の目的は電池の性能を増加するため基板と第１の
半導体層との間に光学的反射障ｗｉ層を設けることであ
る。
半導体層との間に光学的反射障ｗｉ層を設けることであ
る。
本発明の目的は極めて低価格であり、しかも高い光射電
気エネルギー変換効率を生ずる薄膜の太陽光電池全作る
方法を提供することでるる。
気エネルギー変換効率を生ずる薄膜の太陽光電池全作る
方法を提供することでるる。
本発明の他の目的は、極めて大きな結晶粒の成長を許容
する連続めるいは半連続の半導体沈積の方ｆｉｘｋ提供
することである。
する連続めるいは半連続の半導体沈積の方ｆｉｘｋ提供
することである。
なは本発明の他の目的は低価格の基板上に極めて薄い、
大きな結晶粒の半導体を沈積する方法を提供することで
ある。
大きな結晶粒の半導体を沈積する方法を提供することで
ある。
なは本発明の他の目的は結晶粒境界における一汚染を有
しない大きな結晶粒の半導体上沈積する方法ｔ−提供す
ることである。
しない大きな結晶粒の半導体上沈積する方法ｔ−提供す
ることである。
薄膜充電池デバイス及び方法であって、このデバイスが
コレクタ、吸収材及び冶金学上の障−として作用する半
導体層を有する金属、合端合金及び冶金学級のシリコン
を含むブルームから選択された基板上に形成される。
コレクタ、吸収材及び冶金学上の障−として作用する半
導体層を有する金属、合端合金及び冶金学級のシリコン
を含むブルームから選択された基板上に形成される。
１つの実施暢様において、基板の表面はテクスチャされ
ることができ、そして鳩波長の光学的な反射層あるいは
透明な層のいづれかが基板上にわたり溶着されることが
できる。それから第１の半導体層及び第２の半導体層が
溶解金属即ち配合溶液内に溶解された半導体材料を含む
液体飽、１１３８液から沈積される。第２の半導体層は
沈積された第１の層上にある液体飽和溶液の層ｔ−ｒ−
ピンダし、それから光電池接合を形成するためドーグさ
れた層を成長することによって提供されることがで睡る
。温間勾配めるいは電界勾配が半導体層の成長ｒ推進す
るため飽和溶液を横切って加えられることができる。テ
クスチャリンｒ （ｔ＊ｇｔｓｒａｓｇ）ｉｊ光の背面
反射を提供するので半導体層内の光子吸、収を増加する
。
ることができ、そして鳩波長の光学的な反射層あるいは
透明な層のいづれかが基板上にわたり溶着されることが
できる。それから第１の半導体層及び第２の半導体層が
溶解金属即ち配合溶液内に溶解された半導体材料を含む
液体飽、１１３８液から沈積される。第２の半導体層は
沈積された第１の層上にある液体飽和溶液の層ｔ−ｒ−
ピンダし、それから光電池接合を形成するためドーグさ
れた層を成長することによって提供されることがで睡る
。温間勾配めるいは電界勾配が半導体層の成長ｒ推進す
るため飽和溶液を横切って加えられることができる。テ
クスチャリンｒ （ｔ＊ｇｔｓｒａｓｇ）ｉｊ光の背面
反射を提供するので半導体層内の光子吸、収を増加する
。
本発明により製造された薄膜太陽光電池の概略的なｒｒ
面が第１図に示されている。この電池は鉄／ニッケル（
厚さ２ｓミクロン）の如き金属合金、冶金の良質なシリ
コンあるいは他の低価格の材料で作られた金属基板１Ｇ
？有している。この基板の熱膨張係数は半導体に適合さ
れている。基板は半導体内に反射された光子を捕えるよ
うテクスチャ（−＃罰ｔデーｄ）されている、基板１０
の上方は例えはシリコンカーバイドあるいは酸化錫（厚
さα１ミクロンの範囲の）又はこれ等の双方の如き任意
の材料であることができ、基板によるシリコン成長の汚
染を防止する障壁１２である。反射されるべｉ光の波長
の実習的に騎グラス波長の整数である厚さ即ち深さを有
する光学的反射障壁が好ましいけれども、光学的に透明
な伝導性の冶金の障壁も使用されることができる。シリ
コンの如き溶液成長（ａｏｌｕｔｉｏｎ−クデ１壜）半
導体材料の第１生体（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ） １４
ｋ形成する。
面が第１図に示されている。この電池は鉄／ニッケル（
厚さ２ｓミクロン）の如き金属合金、冶金の良質なシリ
コンあるいは他の低価格の材料で作られた金属基板１Ｇ
？有している。この基板の熱膨張係数は半導体に適合さ
れている。基板は半導体内に反射された光子を捕えるよ
うテクスチャ（−＃罰ｔデーｄ）されている、基板１０
の上方は例えはシリコンカーバイドあるいは酸化錫（厚
さα１ミクロンの範囲の）又はこれ等の双方の如き任意
の材料であることができ、基板によるシリコン成長の汚
染を防止する障壁１２である。反射されるべｉ光の波長
の実習的に騎グラス波長の整数である厚さ即ち深さを有
する光学的反射障壁が好ましいけれども、光学的に透明
な伝導性の冶金の障壁も使用されることができる。シリ
コンの如き溶液成長（ａｏｌｕｔｉｏｎ−クデ１壜）半
導体材料の第１生体（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ） １４
ｋ形成する。
コレクタ・変換器１６に形成している溶液成長シリコン
の第２の薄い層（厚さ約α１乃至２ミクロン−）が−収
体１４上に配置されており、このようにしてその間に格
子状に組合っている光電子接合部を形成している。溶液
内に適切な徽量の添加物（ｄｅｐａｎｔ ） を与える
ことｖｃ工って、吸収体！４は、吸収体−１４及びコレ
クタ１６゛の双方Δ裟阿−の半導体材料で作られていて
も、鴨−型の如き反対の伝４形に作られることができる
。吸収材及びコレクタのための材料はシリコン、と化ガ
リウム、リン化インｅウム、リン化亜鉛硫化カドミウム
、脆化亜鉛・カドはラム、及びカドミウムテレライＹ
（ａａｄＷ＆ｉｓｍ ｔａｌｌａｒｉｄｍ ） ｆ含む
ｆｋ−プから選択されることができる。銀格予めるいは
ニッケル格子の如き透明な接点２２がコレクタ１６上の
電気的金ｌｉｔ接点會形成する。光子を捕える反射防止
コーチインｒ２Ｇが透明な電気接点２１！上にわたり形
成されている。ガラスカプセル材料（ｌｌα■ａｎｏｓ
ｐｇｗＬａ＊ｔ ） １礁が反射貼止コーチイアｒ上に
わたり形成されている。
の第２の薄い層（厚さ約α１乃至２ミクロン−）が−収
体１４上に配置されており、このようにしてその間に格
子状に組合っている光電子接合部を形成している。溶液
内に適切な徽量の添加物（ｄｅｐａｎｔ ） を与える
ことｖｃ工って、吸収体！４は、吸収体−１４及びコレ
クタ１６゛の双方Δ裟阿−の半導体材料で作られていて
も、鴨−型の如き反対の伝４形に作られることができる
。吸収材及びコレクタのための材料はシリコン、と化ガ
リウム、リン化インｅウム、リン化亜鉛硫化カドミウム
、脆化亜鉛・カドはラム、及びカドミウムテレライＹ
（ａａｄＷ＆ｉｓｍ ｔａｌｌａｒｉｄｍ ） ｆ含む
ｆｋ−プから選択されることができる。銀格予めるいは
ニッケル格子の如き透明な接点２２がコレクタ１６上の
電気的金ｌｉｔ接点會形成する。光子を捕える反射防止
コーチインｒ２Ｇが透明な電気接点２１！上にわたり形
成されている。ガラスカプセル材料（ｌｌα■ａｎｏｓ
ｐｇｗＬａ＊ｔ ） １礁が反射貼止コーチイアｒ上に
わたり形成されている。
第２図はステイデンダが一ト法（ｇｌｉｄｉｎｇ ６・
αｔｐｒｏｃｅｓｓ ）形式を使用して液相から金属基
板上に結晶質の半導体材料Ｏ連続する層を沈積する好ま
しい方法ｔ−例示している流れ線図でめ＝る。
αｔｐｒｏｃｅｓｓ ）形式を使用して液相から金属基
板上に結晶質の半導体材料Ｏ連続する層を沈積する好ま
しい方法ｔ−例示している流れ線図でめ＝る。
第１のステップ３０は金属、金属合金、金属コーティン
グされたフィルム、シリコン、あるいは不透明な電気接
点として作用する他の低価格な基板の如き冶金の良質な
半導体材料を設けることを含んでいる。好ましい基板は
鉄・ニッケル合金るるいは単結晶又は大きい結晶粒の多
結晶の冶金の良質なシリコンでめる。この基板の厚さは
、機械的な安定性會与えるためより厚い冶金の良質なシ
リコンを除き約２５ミクロンでめる。ニッケルが３８−
と４２−の間、鉄が６２嗟と５８−との間より成る金属
合金の如き金属基板に、はぼシリコ閉じ込め（ｅｏｎｆ
ｉｎｍｓｇｎｔ ） ｆ設けるため、基板表面は、内部
反射が基板上に置かれている半導体層内で行なわれるよ
うな方向に入射放射線の殆んど１ｒ４く工うに設計され
た所定の幾何学的な形状ｒ有していなけｎばならない。
グされたフィルム、シリコン、あるいは不透明な電気接
点として作用する他の低価格な基板の如き冶金の良質な
半導体材料を設けることを含んでいる。好ましい基板は
鉄・ニッケル合金るるいは単結晶又は大きい結晶粒の多
結晶の冶金の良質なシリコンでめる。この基板の厚さは
、機械的な安定性會与えるためより厚い冶金の良質なシ
リコンを除き約２５ミクロンでめる。ニッケルが３８−
と４２−の間、鉄が６２嗟と５８−との間より成る金属
合金の如き金属基板に、はぼシリコ閉じ込め（ｅｏｎｆ
ｉｎｍｓｇｎｔ ） ｆ設けるため、基板表面は、内部
反射が基板上に置かれている半導体層内で行なわれるよ
うな方向に入射放射線の殆んど１ｒ４く工うに設計され
た所定の幾何学的な形状ｒ有していなけｎばならない。
この幾何学的な形状は背面反射を与え、且つ光子の吸収
が非結晶シ＋ｊコンの如く改良されることができる任意
の材料に対して設計されることができる。特別に設計さ
れた反射体の幾何学的形状ｔ−ｉ板上へ押しつける表面
全音するローラの使用によって金属基板をテクスチャし
ｔａｚｔｓｙｅ ）するのが好ましい。この形状は入射
光が電池を介して逆圧反射されるとき入射光の全内部反
射を生ずるように設計されている。
が非結晶シ＋ｊコンの如く改良されることができる任意
の材料に対して設計されることができる。特別に設計さ
れた反射体の幾何学的形状ｔ−ｉ板上へ押しつける表面
全音するローラの使用によって金属基板をテクスチャし
ｔａｚｔｓｙｅ ）するのが好ましい。この形状は入射
光が電池を介して逆圧反射されるとき入射光の全内部反
射を生ずるように設計されている。
基板ａ′！た異方性エツチング（α％ｔｉａｏｔｒｏｐ
ｉ。
ｉ。
ｅｔｃｈ）の使用により化学的にテクスチャされること
ができる。
ができる。
基板ｅユまた光学的な閉じ込め會与える工うにテクスチ
ャされることができる。テクスチャリングによるこの光
学的な閉じ込めの効果は、１９８１年３月１４日、米国
フロリダ州オ了ランド（Ｏｒ−ｊａｎｄｏ ） ｔｉｃ
おける第１５回光電池専門家会−におｈてギョツベルｔ
ｒ （Ｇｏｍｔｇｂｇｒｇｇｒ ）によって記載されて
いる。
ャされることができる。テクスチャリングによるこの光
学的な閉じ込めの効果は、１９８１年３月１４日、米国
フロリダ州オ了ランド（Ｏｒ−ｊａｎｄｏ ） ｔｉｃ
おける第１５回光電池専門家会−におｈてギョツベルｔ
ｒ （Ｇｏｍｔｇｂｇｒｇｇｒ ）によって記載されて
いる。
予め、第２ステツグに対して、金属基板１０は当業者に
おいて周知の手法で完全に清潔にされる。
おいて周知の手法で完全に清潔にされる。
第２のステツブ３２Ｆ′ｉ障壁層１１！會基板ｌｏ上に
沈積することを含む。障壁層１２は２つの重要な作用を
備えている。第１に、これは冶金の障＊を形成すること
によって溶融金幌の汚染及び基板１０１でのシリコンの
成長ｔ−ｇ止する。第２Ｋ。
沈積することを含む。障壁層１２は２つの重要な作用を
備えている。第１に、これは冶金の障＊を形成すること
によって溶融金幌の汚染及び基板１０１でのシリコンの
成長ｔ−ｇ止する。第２Ｋ。
障壁１２Ｆｉ電池の性能を増加するため光学的に反射す
ることができる。シリコンよりも大きいエネｋＡ’−ｆ
ヤッｆ’ｌｊ（有し、そして成長したシリコン及び基板
の双方と抵抗接触をする任意の伝導度のめるｉｒｉ亭伝
導伝導度壁材料が申し分ない。シリコンカー・々イド及
び酸化錫は光学的反射層を形成するのに加えて、必要な
透明な伝導性の冶金の障−作用を行なうことができる。
ることができる。シリコンよりも大きいエネｋＡ’−ｆ
ヤッｆ’ｌｊ（有し、そして成長したシリコン及び基板
の双方と抵抗接触をする任意の伝導度のめるｉｒｉ亭伝
導伝導度壁材料が申し分ない。シリコンカー・々イド及
び酸化錫は光学的反射層を形成するのに加えて、必要な
透明な伝導性の冶金の障−作用を行なうことができる。
光学的反射層の厚さは好ましくは反射されるべき光の波
長の鳩でるる、光学的に透明な層の屈折率が第１の成長
した半導体層の屈折率よりも小さく、しかも基板の屈折
率よりも小さ−ときは、障ｌｉ１は実質的に＠波長反射
体であることが好ましめ。
長の鳩でるる、光学的に透明な層の屈折率が第１の成長
した半導体層の屈折率よりも小さく、しかも基板の屈折
率よりも小さ−ときは、障ｌｉ１は実質的に＠波長反射
体であることが好ましめ。
障壁層の厚さは波長の任意の整数（Ｏを含む）だけ増加
され１．そしてζ波長反射体特性をなは維持することが
できる。シリコンに対しては、これ等の波長はエネルギ
ーギャップの僅かに上方の光子エネルギーＫ１１ｌｔが
ある。エネルゼーイヤツデの僅かに上方のエネルギーを
有する光子の波長は約１、ミクロンである。α・シリコ
ンカーパイＦは約（ＬＯ９３ｔクロンの一一層犀さに必
要な約ｉ６９の屈折率を有してｉる。この厚さの僅かな
変化（±１１１は短絡回路電ＲＫ僅かに影響を与えるの
みでめり、従って許容できる。障一層の厚さ障壁層の固
有抵抗は約α００５＆ルトの電圧降下、りるいは１ｅｌ
ｉ当り３５きりγノペアのとき全電圧の１９Ｉよりも少
い電圧降下を与えるように選定される。ｔｏｏｏオーム
・センチメートルよりも少い固有抵抗は最少損失のため
推奨される。
され１．そしてζ波長反射体特性をなは維持することが
できる。シリコンに対しては、これ等の波長はエネルギ
ーギャップの僅かに上方の光子エネルギーＫ１１ｌｔが
ある。エネルゼーイヤツデの僅かに上方のエネルギーを
有する光子の波長は約１、ミクロンである。α・シリコ
ンカーパイＦは約（ＬＯ９３ｔクロンの一一層犀さに必
要な約ｉ６９の屈折率を有してｉる。この厚さの僅かな
変化（±１１１は短絡回路電ＲＫ僅かに影響を与えるの
みでめり、従って許容できる。障一層の厚さ障壁層の固
有抵抗は約α００５＆ルトの電圧降下、りるいは１ｅｌ
ｉ当り３５きりγノペアのとき全電圧の１９Ｉよりも少
い電圧降下を与えるように選定される。ｔｏｏｏオーム
・センチメートルよりも少い固有抵抗は最少損失のため
推奨される。
抵抗接点（ｏＡ％ｉａ Ｏｏ％ｔａｇ口）に対しては、
障壁層はｔａｌの成長した半導体層と同一の伝導形管有
していなけ、ればならないが、障１１は巣に光学的に透
明な層あるいはζ波長反射体のいづれかでよい。障壁層
は、Ｄ、Ｃ，スフ４ツタリンダあるーはＲ，！、ス／譬
フッタリング蒸発又は噴−〇如き任意の蝿知のｉＩｌ嘆
技法（より形成されることができる。
障壁層はｔａｌの成長した半導体層と同一の伝導形管有
していなけ、ればならないが、障１１は巣に光学的に透
明な層あるいはζ波長反射体のいづれかでよい。障壁層
は、Ｄ、Ｃ，スフ４ツタリンダあるーはＲ，！、ス／譬
フッタリング蒸発又は噴−〇如き任意の蝿知のｉＩｌ嘆
技法（より形成されることができる。
先行技術においては障壁層として炭素が使用されてき友
が、これは光子吸収体として作用する。
が、これは光子吸収体として作用する。
従って、第１ステツプ及び１１１１２ステツグを組合せ
ると、少くとも４つの基板及び障瞳の組合せ會有するこ
とが可能である。１つの組合せはテクスチャされない（
ｓ＠ｓｔｓｇｊｓデーｄ）基板の頂部に導体材料ある−
は半導体材料のいづれかより成る透明な障壁でるる、第
２の組合せはテクスチャされた基板の頂部に透明な障壁
層がめる。第３の組合せはテクスチャされた基板の頂部
に光学的反射、桶波長反射体障一層がめる。第４の組合
せはテクスチャされない基板の頂部に光学的反射、騎波
長反射体障壁層がある。しかし乍ら、すべての場合にお
いて、少くとも透明な障壁層が基板上に設けられる。透
明な障−は桶波長反射体特性會有しなくてもＸ＜、そし
て基、１［はテクスチャされなくてもよいが、障１１は
光に対してなは透明である。
ると、少くとも４つの基板及び障瞳の組合せ會有するこ
とが可能である。１つの組合せはテクスチャされない（
ｓ＠ｓｔｓｇｊｓデーｄ）基板の頂部に導体材料ある−
は半導体材料のいづれかより成る透明な障壁でるる、第
２の組合せはテクスチャされた基板の頂部に透明な障壁
層がめる。第３の組合せはテクスチャされた基板の頂部
に光学的反射、桶波長反射体障一層がめる。第４の組合
せはテクスチャされない基板の頂部に光学的反射、騎波
長反射体障壁層がある。しかし乍ら、すべての場合にお
いて、少くとも透明な障壁層が基板上に設けられる。透
明な障−は桶波長反射体特性會有しなくてもＸ＜、そし
て基、１［はテクスチャされなくてもよいが、障１１は
光に対してなは透明である。
製造工ＩＩＫおける第３のステップ３４は、半導体材料
により飽和された金属溶液から吸収体１４を形成するた
め第１の半導体層、好ましくはシリコン會沈積すること
である。錫はシリコンの伝導形に影響を与えず、且つ錫
浴融液からのシリコンの成長は吸収体フィルム厚さの倍
でるる必要な少数中ヤリャ拡散距離を有することが証明
されたので溶剤として好ましい。
により飽和された金属溶液から吸収体１４を形成するた
め第１の半導体層、好ましくはシリコン會沈積すること
である。錫はシリコンの伝導形に影響を与えず、且つ錫
浴融液からのシリコンの成長は吸収体フィルム厚さの倍
でるる必要な少数中ヤリャ拡散距離を有することが証明
されたので溶剤として好ましい。
錫を使用すると、錫の融点、摂氏２３ｇ＆以上であるが
鋼の融点摂氏１４２５ｗ１以下の偏置がデル（ｆｓｒｓ
ａａａ ｈｏｏｔ ） Ｋ使用されることができる。
鋼の融点摂氏１４２５ｗ１以下の偏置がデル（ｆｓｒｓ
ａａａ ｈｏｏｔ ） Ｋ使用されることができる。
例えば、摂氏９５Ｇ［の溶融金ｒｇＦｉ約６原子パーセ
ントのシリコン及び９゛４原子−臂＝セントの錫の成分
を有する。１０ミクロンよりも大きめ拡散距離を維持し
ながら電圧を最大にするため、１−当り５Ｘ１Ｇ’γ原
子範囲の微量のドーノぐント濃縮液が使用されなければ
ならない。ホウ素、アルξ二９ムあるいはカリ９ムの如
きＰ−型ドーＩ臂ントが許容される。
ントのシリコン及び９゛４原子−臂＝セントの錫の成分
を有する。１０ミクロンよりも大きめ拡散距離を維持し
ながら電圧を最大にするため、１−当り５Ｘ１Ｇ’γ原
子範囲の微量のドーノぐント濃縮液が使用されなければ
ならない。ホウ素、アルξ二９ムあるいはカリ９ムの如
きＰ−型ドーＩ臂ントが許容される。
１１ＥＩの＃融錫からのシリコン沈積物はスライプイン
ダー−ト（ａｌｉｄｉｎｇ ｋｏａｔ ）法を用１／ｍ
？障壁ｌ２上に沈積される。このステップは沈積工程が
開始される前に＠融金楓の底にシリコンが形成するのｔ
防ぐため溶融金属及び基板が熱平衡になったとき開始さ
れる。シリコンはｌｌ？［から沈積されそして障１１ｉ
１＄！の頂部に成長される。
ダー−ト（ａｌｉｄｉｎｇ ｋｏａｔ ）法を用１／ｍ
？障壁ｌ２上に沈積される。このステップは沈積工程が
開始される前に＠融金楓の底にシリコンが形成するのｔ
防ぐため溶融金属及び基板が熱平衡になったとき開始さ
れる。シリコンはｌｌ？［から沈積されそして障１１ｉ
１＄！の頂部に成長される。
一定の炉湿りのとき成長管促進するため、最初の成長が
開始さｔ’を九ｍｓ融金ＩＩ？横切って温度勾配あるい
は他の勾配が加えられる。この勾配はより広い範囲が許
容されるけれども１３当り摂氏ｌ寂乃至摂氏２・皺の範
囲内にあればよい。
開始さｔ’を九ｍｓ融金ＩＩ？横切って温度勾配あるい
は他の勾配が加えられる。この勾配はより広い範囲が許
容されるけれども１３当り摂氏ｌ寂乃至摂氏２・皺の範
囲内にあればよい。
障壁上のシリ９）の成長は温度勾配によって推進される
。また、この勾配は溶融錫内へ入れる九めの充分な量の
シリンコンのため与えられる。基板上にエピタキシャル
層を沈積してい６間、そして基板の表面がなお第１の溶
融金属の液状フィルムによって被覆されている間に＠議
会Ｗ４ｖ冷却することＫよって成長を促進する仁と＃ｉ
周知である。
。また、この勾配は溶融錫内へ入れる九めの充分な量の
シリンコンのため与えられる。基板上にエピタキシャル
層を沈積してい６間、そして基板の表面がなお第１の溶
融金属の液状フィルムによって被覆されている間に＠議
会Ｗ４ｖ冷却することＫよって成長を促進する仁と＃ｉ
周知である。
本発明によれば、基板が冷却器温度にあるときに温度勾
配が溶融金ｌＩＫ加えられる。１融金属は本発明の飽和
溶液成長過程の成長段階の間一般に冷却されない。温度
勾配は基板の下方に熱損失路【設けて、基板下方にヒー
トシンクを付加することによって、あるいは表面下方に
チューブを健きそして基板下方の冷却ガスの流れを許容
することによって生じさせることができる。この勾配は
チューブを通るガス流量によって制御されることができ
る。
配が溶融金ｌＩＫ加えられる。１融金属は本発明の飽和
溶液成長過程の成長段階の間一般に冷却されない。温度
勾配は基板の下方に熱損失路【設けて、基板下方にヒー
トシンクを付加することによって、あるいは表面下方に
チューブを健きそして基板下方の冷却ガスの流れを許容
することによって生じさせることができる。この勾配は
チューブを通るガス流量によって制御されることができ
る。
光学的反射障壁層おるいはテクスチャーされた基板が第
１の成長した半導体材料の沈積前に使用されるとしても
、各々のエピタキシャル層の成長管推進するため勾配が
使用される。特定的に、 ｉＪ配はテクスチャされなム
基板上にわ九り第１の成長し庭中導体材料に対して直接
加えられることができる。
１の成長した半導体材料の沈積前に使用されるとしても
、各々のエピタキシャル層の成長管推進するため勾配が
使用される。特定的に、 ｉＪ配はテクスチャされなム
基板上にわ九り第１の成長し庭中導体材料に対して直接
加えられることができる。
他の方法として、この温度勾配Ｆｉｌ方ｔ−溶融金属上
方に−（基板に対し遠−位の）そして他方會基板 ゛の
下方に設は九特別の加熱畳素會用いて制御されることが
できる。これ等の素子は全成長組立体に対して外！１ｌ
ｓＫ＃ることができる。
方に−（基板に対し遠−位の）そして他方會基板 ゛の
下方に設は九特別の加熱畳素會用いて制御されることが
できる。これ等の素子は全成長組立体に対して外！１ｌ
ｓＫ＃ることができる。
成長を促進するためその他の勾配が溶解金＊１−横切る
電界を生ずることＫよって提供されることができる。
電界を生ずることＫよって提供されることができる。
連続的な成長に対しては、過剰のシリコンが嬉融金橘の
頂部に浮上される。全溶融金１！ｒｉ１ｍ期的に（める
いは連続的に）錫、シリコン及び）ｅ ／々ンの混合
物を添加することによって適切な濃度に補充されること
ができるので、成長の平衡が達成される。底部からの成
長体は結晶粒及び他の汚染 。
頂部に浮上される。全溶融金１！ｒｉ１ｍ期的に（める
いは連続的に）錫、シリコン及び）ｅ ／々ンの混合
物を添加することによって適切な濃度に補充されること
ができるので、成長の平衡が達成される。底部からの成
長体は結晶粒及び他の汚染 。
物を太陽電池層に近づけない。
′非結晶質、基板の成長に対しては、溶液を介して基板
を引くことにより成長された初期の結晶により非常に大
きな結晶子の種結晶（ｓｐａｄｉｎｇ ）へ導かれなけ
Ｋばならない、他の方法として単種結晶（ｅｒｙａｔａ
ｌ ａｇｅｄ ） ｒｉ成長が始まる前に基板に取付け
られることができる。この種結晶をつけた成長体もまた
大型の結晶子へ導かれる。
を引くことにより成長された初期の結晶により非常に大
きな結晶子の種結晶（ｓｐａｄｉｎｇ ）へ導かれなけ
Ｋばならない、他の方法として単種結晶（ｅｒｙａｔａ
ｌ ａｇｅｄ ） ｒｉ成長が始まる前に基板に取付け
られることができる。この種結晶をつけた成長体もまた
大型の結晶子へ導かれる。
他の代りの成長技法は基板を溶液を介して引きながら約
１時間連続的に第１及び第２飽和溶液を冷却し、それか
ら基板を成長溶液から除去し、双方の飽和溶液會５乃至
１５分関再熱し、溶液を補充して、平衡状１１を再び確
立して、次いで成長順位を再び一開始する必要がおる。
１時間連続的に第１及び第２飽和溶液を冷却し、それか
ら基板を成長溶液から除去し、双方の飽和溶液會５乃至
１５分関再熱し、溶液を補充して、平衡状１１を再び確
立して、次いで成長順位を再び一開始する必要がおる。
１分当り１ミクロンの半導体沈積速さく ｔｈｐ・ａｉ
−ｔｊｏｓデ＃ｔ−）に対しては、基板は厚さ１０はク
ロンの層を成長するため１０分間溶液内に置かれる。巾
１０ａｗそして長さ２５３である溶液。
−ｔｊｏｓデ＃ｔ−）に対しては、基板は厚さ１０はク
ロンの層を成長するため１０分間溶液内に置かれる。巾
１０ａｗそして長さ２５３である溶液。
（ｇｏ−１ｓｔｉｏ＊）を考直して、基板Ｆｉ１分子当
りｉ５−の速さでスライプイン−が−ト法【用いてダ１
ミれる、しかし乍ら、より薄い算−型領域Ｆｉよ）短い
浴液全必要とする。
りｉ５−の速さでスライプイン−が−ト法【用いてダ１
ミれる、しかし乍ら、より薄い算−型領域Ｆｉよ）短い
浴液全必要とする。
製造工程における第４のステップ３６は第１の溶融金属
に対するよりも僅かに低い温度で飽和された錫及びシリ
コン溶融金−からコレクタ１６ｔ−形成するため第１の
半導体層の頂部に半導体層１６を沈積することでるる、
ｌ−当りｊｓＸｌＧ”乃全５ＸＩＯ”−の範囲の−１を
有する燐、ヒ素め・るいはアンチモニイの如きＮ−型ド
ーＩタント（ｄ・ｐａｎｔｓ）が許容される。この第２
の層にまた付加的な反射防止表面を形成するためエツチ
ング−されることができる、２れ等の第１の半導体層は
全厚さ約５乃至５０ミクロンに成長されることができる
。
に対するよりも僅かに低い温度で飽和された錫及びシリ
コン溶融金−からコレクタ１６ｔ−形成するため第１の
半導体層の頂部に半導体層１６を沈積することでるる、
ｌ−当りｊｓＸｌＧ”乃全５ＸＩＯ”−の範囲の−１を
有する燐、ヒ素め・るいはアンチモニイの如きＮ−型ド
ーＩタント（ｄ・ｐａｎｔｓ）が許容される。この第２
の層にまた付加的な反射防止表面を形成するためエツチ
ング−されることができる、２れ等の第１の半導体層は
全厚さ約５乃至５０ミクロンに成長されることができる
。
製造工ｌＩＫおける第６のステップ３６は光子がシリコ
ンに入る壜で多数の反射音生ずる光子を捕えるシリコン
材料内にコーン（ａＯ％ａｓ）ｋ形成することに１リコ
レクタ層１６のテクスチャエラチンｒ （ｔｅｘｔｕｒ
ｅ ｔｔｔｃｈｉｎｇ ） ｆ行なうことであるっこの
コーンは頂部シリコン表面上に置かれる。コーン形成の
推奨される方法は成長している最後のシリコン層の異方
性のエツチングによることである。飽和溶液からの成長
によって接合部が形成されれば、コーンは第８の（接合
部形成）シリコン層が成長された後形成されることがで
きる。拡散るるいはイオン打込みによって接合部が形成
されれば、コーンは第１の（そしてこれのみ）シリコン
層の沈積後形成されることができる。＜１００．＞方向
に成長されたシリコンに対して、下記のエツチングがコ
ーンを形成するのに申し分ないことが判明した：摂氏８
０度において容積で２０−のインプロピレンナルコニル
を★する２％Ｎａ０Ｈ（水溶物）内で５５秒、多結晶成
長を期待する、よりランダム（ｒａｓｄ＋ｓ）な方向づ
けに対して、前掃除、時間、温度及び苛性ソーダ濃度の
変化がう１く利用された。とにかく、このコーン形成ス
テップは最適化され、そして最後の成長した半導体層が
エラチン／に耐えるＫは薄すぎるときは外方ｒｃ＠かれ
る。
ンに入る壜で多数の反射音生ずる光子を捕えるシリコン
材料内にコーン（ａＯ％ａｓ）ｋ形成することに１リコ
レクタ層１６のテクスチャエラチンｒ （ｔｅｘｔｕｒ
ｅ ｔｔｔｃｈｉｎｇ ） ｆ行なうことであるっこの
コーンは頂部シリコン表面上に置かれる。コーン形成の
推奨される方法は成長している最後のシリコン層の異方
性のエツチングによることである。飽和溶液からの成長
によって接合部が形成されれば、コーンは第８の（接合
部形成）シリコン層が成長された後形成されることがで
きる。拡散るるいはイオン打込みによって接合部が形成
されれば、コーンは第１の（そしてこれのみ）シリコン
層の沈積後形成されることができる。＜１００．＞方向
に成長されたシリコンに対して、下記のエツチングがコ
ーンを形成するのに申し分ないことが判明した：摂氏８
０度において容積で２０−のインプロピレンナルコニル
を★する２％Ｎａ０Ｈ（水溶物）内で５５秒、多結晶成
長を期待する、よりランダム（ｒａｓｄ＋ｓ）な方向づ
けに対して、前掃除、時間、温度及び苛性ソーダ濃度の
変化がう１く利用された。とにかく、このコーン形成ス
テップは最適化され、そして最後の成長した半導体層が
エラチン／に耐えるＫは薄すぎるときは外方ｒｃ＠かれ
る。
°製造工程の第６のステップ４０は透明な電気接点格子
２２の沈積である。格子接点は蒸発、ス／譬ツタリンダ
スクリーン印刷及び接点印刷を含む任意の標準太陽電池
技法によって格子接点が適用されることができる。増加
し友格子電導率に対しては、心安があれば、めづき（電
解めっきあるいは無電解めっき）めるいＦｉはんだ・浸
漬が使用されることができる。
２２の沈積である。格子接点は蒸発、ス／譬ツタリンダ
スクリーン印刷及び接点印刷を含む任意の標準太陽電池
技法によって格子接点が適用されることができる。増加
し友格子電導率に対しては、心安があれば、めづき（電
解めっきあるいは無電解めっき）めるいＦｉはんだ・浸
漬が使用されることができる。
好ましくは銀格子るるいはニッケル格子は処理したｔ板
を印刷機【通過することに１９適用され、ここで、銀格
子あるいはニッケル格子はマスク（ｍａ番Ａｉ介しでス
クリーン印刷により、接触印刷により、あるいは光硬化
性樹脂マスキング（ｎｈａａｋす）及び印刷あるいはめ
っき処理にょシ溶着される。
を印刷機【通過することに１９適用され、ここで、銀格
子あるいはニッケル格子はマスク（ｍａ番Ａｉ介しでス
クリーン印刷により、接触印刷により、あるいは光硬化
性樹脂マスキング（ｎｈａａｋす）及び印刷あるいはめ
っき処理にょシ溶着される。
銀接点ペースト（ｃｏ絡ｔａｔＪｔ ｐａａｔ ）は標
準技法管用いてスクリーン印刷されることができる。印
刷後、ペーストは約３０秒間に空気中において約７００
℃で加熱される。この処理方法の変化は選択された特定
のペーストによって使用されることができる。空気加熱
性（ａ什ｆ什−ａ＆ｊｇ）＝ッヶルペ、−ストは（約ｇ
ｏｓのガラスフリット（／ｒ（ｔ）を有する）がまたこ
の応用のため開発された。
準技法管用いてスクリーン印刷されることができる。印
刷後、ペーストは約３０秒間に空気中において約７００
℃で加熱される。この処理方法の変化は選択された特定
のペーストによって使用されることができる。空気加熱
性（ａ什ｆ什−ａ＆ｊｇ）＝ッヶルペ、−ストは（約ｇ
ｏｓのガラスフリット（／ｒ（ｔ）を有する）がまたこ
の応用のため開発された。
製造工程における第７のステップ４２は反射防止コーテ
ィング２０の沈積である。チタ″ニウムイソグｏ４＊シ
ト（ｔｉｔａｎｉｓｖｎ １ａｏｐｒｏｐｏｓｉｄｅ）
の溶液が反射防止コーチインｒを形成するため頂部シリ
コン表面に噴霧コーティングされることができる。それ
からこのコーティングは６ｏゝ乃至９゜秒間２００℃と
！ｓＯ℃との間で焼かれ、次いで７０℃で１０秒そして
ｚｏｏ℃で３０分焼かれなければならない、酸化ケイ素
（ｓｉｌｉｃａ襲ａｓｉｄｅ ）の蒸発！−を含めて、
反射防止ｍｖ影形成る九めの多くの他の製造方法は充分
満足すべきものでるる。
ィング２０の沈積である。チタ″ニウムイソグｏ４＊シ
ト（ｔｉｔａｎｉｓｖｎ １ａｏｐｒｏｐｏｓｉｄｅ）
の溶液が反射防止コーチインｒを形成するため頂部シリ
コン表面に噴霧コーティングされることができる。それ
からこのコーティングは６ｏゝ乃至９゜秒間２００℃と
！ｓＯ℃との間で焼かれ、次いで７０℃で１０秒そして
ｚｏｏ℃で３０分焼かれなければならない、酸化ケイ素
（ｓｉｌｉｃａ襲ａｓｉｄｅ ）の蒸発！−を含めて、
反射防止ｍｖ影形成る九めの多くの他の製造方法は充分
満足すべきものでるる。
ガラスカプセル材料（ａ襲Ｏすａ耐ａ％ｔ）２４は火焔
噴射（／ｊａｍｓ ５ｐｒａｙ（ｓｌ ）アーク噴射（
６テ−ａｐｒａｙ＊ｖｈｇ）、蒸発めるいは゛静電接着
により反射防止コーチイン層上く形成されることができ
る。
噴射（／ｊａｍｓ ５ｐｒａｙ（ｓｌ ）アーク噴射（
６テ−ａｐｒａｙ＊ｖｈｇ）、蒸発めるいは゛静電接着
により反射防止コーチイン層上く形成されることができ
る。
製造上＠ｅ’ｃおける第８のステップ４４は太陽電池上
光電池モＶエールに組立てることである０個々の太陽電
池はストリップから切り取られる。この工程中に、接合
不足、ある−は電気的接触不足の如き好ましくない、嬌
辺効果もまた除去される。
光電池モＶエールに組立てることである０個々の太陽電
池はストリップから切り取られる。この工程中に、接合
不足、ある−は電気的接触不足の如き好ましくない、嬌
辺効果もまた除去される。
このステップにお−て、個々の太陽！池は配列（ａｒｒ
ｔＬｌｌ ） を形成するように一緒に結線される。
ｔＬｌｌ ） を形成するように一緒に結線される。
次ＫＣれ等の配列は電池に対して環境保−を与え、そし
て電気的出力接続器を含むモジュール内Ｋまとめそ入れ
られる。太陽電池會モＶニール内九組立てることは、多
くの好まし一従来技法によって行なわれることができる
。
て電気的出力接続器を含むモジュール内Ｋまとめそ入れ
られる。太陽電池會モＶニール内九組立てることは、多
くの好まし一従来技法によって行なわれることができる
。
本発明の他の実施例において、第３図に示す如く、シ、
前述の如き第４のステップ３６は光電池の接合部を形成
するため成長中第１の半導体層のドーピング（ｄｏｐｉ
ｎｇ ） ｋ含む他のステラｆ３５＠によりて置き換え
られる。第１の半導体層のドーピングはシリコンの成長
した層上に錫飽和溶液の層を残し、それから蒸気（例え
ばＡ＃、Ｈ，）がその溶液を反吋の伝導形にドーグする
ドーピン！雰囲気内にその組立体を通過することによっ
て達成されることができる。この工程における他のすべ
てのステップは前述と同一である。
前述の如き第４のステップ３６は光電池の接合部を形成
するため成長中第１の半導体層のドーピング（ｄｏｐｉ
ｎｇ ） ｋ含む他のステラｆ３５＠によりて置き換え
られる。第１の半導体層のドーピングはシリコンの成長
した層上に錫飽和溶液の層を残し、それから蒸気（例え
ばＡ＃、Ｈ，）がその溶液を反吋の伝導形にドーグする
ドーピン！雰囲気内にその組立体を通過することによっ
て達成されることができる。この工程における他のすべ
てのステップは前述と同一である。
第３図に例示されている如く、本発明のなお町に他の実
施態様において、テクスチャエッチシｒ３５＆のステッ
プは第１の半導体層が前記第５のステップに記載され九
と同一の技法を用いて成長され友後行なわれる。しかし
、接合部は次いで標準拡散めるいにイオン打込み技法３
８ｇによって形成される。
施態様において、テクスチャエッチシｒ３５＆のステッ
プは第１の半導体層が前記第５のステップに記載され九
と同一の技法を用いて成長され友後行なわれる。しかし
、接合部は次いで標準拡散めるいにイオン打込み技法３
８ｇによって形成される。
第３図に示されている付加的な実施＠ＩＩにおりて、冶
金学級シリコン基板３ｓはステップ３０で代用されるこ
とができる。この実施態様は単結晶みるいは非常に大き
な結晶粒の多結晶質の基板が使用されることができると
−う利点を提供する。
金学級シリコン基板３ｓはステップ３０で代用されるこ
とができる。この実施態様は単結晶みるいは非常に大き
な結晶粒の多結晶質の基板が使用されることができると
−う利点を提供する。
冶金学級シリ゛コン基板の代用物はより高価になるとい
うのが欠点である。Ｉ！に、本実施轢様に門いて、障壁
層は太陽電池のエネルイー変換効率を多少犠牲にして省
かれることができる。基板の表面はテクスチャされては
ならない。
うのが欠点である。Ｉ！に、本実施轢様に門いて、障壁
層は太陽電池のエネルイー変換効率を多少犠牲にして省
かれることができる。基板の表面はテクスチャされては
ならない。
生部体層沈積の工Ｉｉにおいて、ネルソン１Ｎａｌ−１
１）の米国特許ｗｔｓ、ｓｓｓ、ｒｏｔ号に記載！ｔし
ているデ・譬イスに類似しており、そして＠４図に示さ
れているスライディングカート装置を使用するのが好ま
しい。吸収層１４及びコレクタ層１６の沈積はすべてこ
のスライプイン／＆−ト装置内で行なうことが出来るこ
とが理解される。スライディングが一トは基板が第１の
エピタキシャル層を収受するため１つの溶融金属だめ（
＆（％）の下方へ動かされ、それから第２のエビメ中シ
ャル層會収受するため次のｆｌＩ＠金属の下方へ動かさ
れるように直列に配置された別箇９池積だめ（６ｔ％）
を有している。単結晶基板に対して液相・エビタ中シ（
ＬＰＥ）として知られでいる過飽和溶液から基板上への
材料の沈積は当業者において周知である。
１）の米国特許ｗｔｓ、ｓｓｓ、ｒｏｔ号に記載！ｔし
ているデ・譬イスに類似しており、そして＠４図に示さ
れているスライディングカート装置を使用するのが好ま
しい。吸収層１４及びコレクタ層１６の沈積はすべてこ
のスライプイン／＆−ト装置内で行なうことが出来るこ
とが理解される。スライディングが一トは基板が第１の
エピタキシャル層を収受するため１つの溶融金属だめ（
＆（％）の下方へ動かされ、それから第２のエビメ中シ
ャル層會収受するため次のｆｌＩ＠金属の下方へ動かさ
れるように直列に配置された別箇９池積だめ（６ｔ％）
を有している。単結晶基板に対して液相・エビタ中シ（
ＬＰＥ）として知られでいる過飽和溶液から基板上への
材料の沈積は当業者において周知である。
第４図及び第５図を参照しｔ説明すると、耐火性の炉の
スライプインｒ＃ −） Ｓ Ｏは典型的には無鉛の如
き不活性の材料より成っている。−二ト５０の上部表面
は２つの壁即ち溶液だめ５４及び５６が設けられている
。ぼ−）５０ｔ’ｊ１ｇ４図に示された如き基板でめる
かあるいは第５図に示された如き黒鉛の如き耐火性材料
で作られた可動スライド５８を有している。スライド５
８は前記スライドの上部表面が各々の瞳、即ち溶液だめ
５４及び５６の平面即ち底面と同一平面にあるように前
記ダートの底面近くの凹部６０内に配置されている。第
４図に９１Ｊ示されている如く、連続的な基板上で成長
する場合に、スライド５８はホイール７６から供給され
る一板５，８であることができる。
スライプインｒ＃ −） Ｓ Ｏは典型的には無鉛の如
き不活性の材料より成っている。−二ト５０の上部表面
は２つの壁即ち溶液だめ５４及び５６が設けられている
。ぼ−）５０ｔ’ｊ１ｇ４図に示された如き基板でめる
かあるいは第５図に示された如き黒鉛の如き耐火性材料
で作られた可動スライド５８を有している。スライド５
８は前記スライドの上部表面が各々の瞳、即ち溶液だめ
５４及び５６の平面即ち底面と同一平面にあるように前
記ダートの底面近くの凹部６０内に配置されている。第
４図に９１Ｊ示されている如く、連続的な基板上で成長
する場合に、スライド５８はホイール７６から供給され
る一板５，８であることができる。
他の方法として、第５図に示されている如く、基板６４
に飽和溶液成長工程中スライドｓ８に取付けられること
ができる。基板と溶液だめ開口との間の間隙８０及び６
！は基板および成長した層を咽）−一一計 収容しなければならず、ここでは約５０ミクロシのグラ
ス関ｌｌヲ有している。この基板は次の半導体層がその
上に形成される前に完全に清潔にされる。とに角、前記
スライディングが一計の正確な大きさ、形状及び構成要
素は重要ではない。
に飽和溶液成長工程中スライドｓ８に取付けられること
ができる。基板と溶液だめ開口との間の間隙８０及び６
！は基板および成長した層を咽）−一一計 収容しなければならず、ここでは約５０ミクロシのグラ
ス関ｌｌヲ有している。この基板は次の半導体層がその
上に形成される前に完全に清潔にされる。とに角、前記
スライディングが一計の正確な大きさ、形状及び構成要
素は重要ではない。
第２のステップ３２で前に論述した障壁層６３は第４図
及び第５図に示す如く、即ち成長前の別のステップとし
て障壁スゲレーア８によってインライン（ａｓ−Ｊｓｓ
ｇ）で適用されることができる。
及び第５図に示す如く、即ち成長前の別のステップとし
て障壁スゲレーア８によってインライン（ａｓ−Ｊｓｓ
ｇ）で適用されることができる。
基板ｔｆｉｔた障壁層が適用される前にテクスチャされ
ることができる。
ることができる。
炉が一計５０の温間及びその内容物が９５０℃に遅しそ
して飽和溶液が平衡状轢になったとき、スライド５８は
矢印によりそ示された方向に引かれ、従って第４図の５
８あるいは第５図の６４の基板は第１の溶液だめ５４０
床（ｆｌｏｏｒ ）となる。
して飽和溶液が平衡状轢になったとき、スライド５８は
矢印によりそ示された方向に引かれ、従って第４図の５
８あるいは第５図の６４の基板は第１の溶液だめ５４０
床（ｆｌｏｏｒ ）となる。
ステップ３の３４で論述した呻く溶液及び基板管横切っ
て熱（あるいは他の勾配）を置くことによって成長が開
始される。゛溶液だめ５４内の装入物は好筐しくは錫溶
剤内に適切にドーグされ友（ｄｏｐｅｄ ）シリコン溶
液より成っており、従って障壁層の頂部に直接形成され
たエピタキシャル層が吸収体となる。
て熱（あるいは他の勾配）を置くことによって成長が開
始される。゛溶液だめ５４内の装入物は好筐しくは錫溶
剤内に適切にドーグされ友（ｄｏｐｅｄ ）シリコン溶
液より成っており、従って障壁層の頂部に直接形成され
たエピタキシャル層が吸収体となる。
この第１のシリコン層の沈積は製造工程の第３のステッ
プにお−て前に論述されている１障壁上のシリコンの成
長に、この時点においては、浴液會横切って加えられた
温寂勾配によって推進される。この勾配は前述の如く錫
鋳融合端から沈−されるべきシリコンの充分な量のため
に与えられる。
プにお−て前に論述されている１障壁上のシリコンの成
長に、この時点においては、浴液會横切って加えられた
温寂勾配によって推進される。この勾配は前述の如く錫
鋳融合端から沈−されるべきシリコンの充分な量のため
に与えられる。
スライドは、前記基板が溶液だめ５６の床となるように
矢印により示された方向に連続的にあるい曇ユ半連続的
に移動される。溶液だめ５６内の装る。連続的な成長に
対し工、−溶液だめ５６内の装入物は１だ適切にドープ
される。第１のシリコン層の頂部に沈積されるこの第２
の半導体層がコレクタとなる。コレクタの沈積は製造工
程の第４のｘｆツｆ３Ｂにおいて前に論述さｔしている
。この第２の層はまた反射防止面を形成するためエツチ
ングされることができる。
矢印により示された方向に連続的にあるい曇ユ半連続的
に移動される。溶液だめ５６内の装る。連続的な成長に
対し工、−溶液だめ５６内の装入物は１だ適切にドープ
される。第１のシリコン層の頂部に沈積されるこの第２
の半導体層がコレクタとなる。コレクタの沈積は製造工
程の第４のｘｆツｆ３Ｂにおいて前に論述さｔしている
。この第２の層はまた反射防止面を形成するためエツチ
ングされることができる。
溶液が基板上に沈積されそして容器から遠ざかり冷却さ
れる了りコート（α１ｓｑｓｅｔ）法の如キスライドイ
ンダサート成長製造法の変化へ許容される。第２の層の
ドーピング１１３た溶液が冷却されているとき蒸気に工
す行なうことができる。もれ等の変化ＦｉＪ、 Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｏｋａｍ、 Ｓｅｅ、 １２０．１１２８（１
９７３）Ｋアール・エッチ・サウル（Ｒ，Ｈ，Ｓａ％ｌ
）及びディー・ディー・口倉セカ（Ｄ、 Ｄ、 Ｒｏａ
ａａａａｏａａ ）により論述されている。
れる了りコート（α１ｓｑｓｅｔ）法の如キスライドイ
ンダサート成長製造法の変化へ許容される。第２の層の
ドーピング１１３た溶液が冷却されているとき蒸気に工
す行なうことができる。もれ等の変化ＦｉＪ、 Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｏｋａｍ、 Ｓｅｅ、 １２０．１１２８（１
９７３）Ｋアール・エッチ・サウル（Ｒ，Ｈ，Ｓａ％ｌ
）及びディー・ディー・口倉セカ（Ｄ、 Ｄ、 Ｒｏａ
ａａａａｏａａ ）により論述されている。
透明な＊４接点格子は（ａｎｎｕａｌ ｐｒｉｄｅ ）
第６のステップ４０において前に記載された技法によ
りコレクタ層上の７！に沈積される。
第６のステップ４０において前に記載された技法によ
りコレクタ層上の７！に沈積される。
いったん好筐しい金属あるいは他の光学的に”Ｃｔ明な
接点格子が溶着されると、反射防止コーティングがチャ
ンバーチ４内のスグレーノズル７６を介して醸気接点上
にわたり沈積される。反射防止コーティングの沈積は第
７のステップ４２で論述されている。次に太陽電池は、
スライディングが一計装置會使用後形成されたス） Ｉ
Ｊッグからそれ等を切断することによって光電池そりニ
ールに組立てられるかめるいは個々の太陽電池にするこ
とができる。
接点格子が溶着されると、反射防止コーティングがチャ
ンバーチ４内のスグレーノズル７６を介して醸気接点上
にわたり沈積される。反射防止コーティングの沈積は第
７のステップ４２で論述されている。次に太陽電池は、
スライディングが一計装置會使用後形成されたス） Ｉ
Ｊッグからそれ等を切断することによって光電池そりニ
ールに組立てられるかめるいは個々の太陽電池にするこ
とができる。
結晶質の基板の場合に対して、複数のスロット６２が第
５図に示されている如くスライド５８の上部表面内に設
けられている。各々のスロット６百は最初にスロット内
に位置づけされる基板６４を収容するの【光分な大きさ
である。前記スロットの深さは前記基板の厚さグラス約
２！Ｓミクロンである成長層の厚さ全収容するように設
計さｒしている。障壁層はこのシーケンスの間省略され
ることができる。この省略は発生され今電ｔＩｔｔ−４
少する。この成長シーケンスは第５図に示されている。
５図に示されている如くスライド５８の上部表面内に設
けられている。各々のスロット６百は最初にスロット内
に位置づけされる基板６４を収容するの【光分な大きさ
である。前記スロットの深さは前記基板の厚さグラス約
２！Ｓミクロンである成長層の厚さ全収容するように設
計さｒしている。障壁層はこのシーケンスの間省略され
ることができる。この省略は発生され今電ｔＩｔｔ−４
少する。この成長シーケンスは第５図に示されている。
本発明において、１１ＰＩＩとして、吸収体１４は錫、
シリコン及び下記の微量のドー／ｆントの１つより成る
溶液から作られることができるニホウ素、ガリウム、イ
ンジウムめるいはアルミニウム。
シリコン及び下記の微量のドー／ｆントの１つより成る
溶液から作られることができるニホウ素、ガリウム、イ
ンジウムめるいはアルミニウム。
更に、コレクタ１６は錫、シリコン及び下記の微量のド
ー・ダントの１つより成る溶液から作られることができ
るニリン、ヒ素あるいはアンチモニイ。
ー・ダントの１つより成る溶液から作られることができ
るニリン、ヒ素あるいはアンチモニイ。
鴇・型めるいはｐ・型半導体であるコレクタ１ ｇ−は
開回路電圧を増加？暮ため！−当り１０１原子から１６
１＠原子までの範囲にドープされる。
開回路電圧を増加？暮ため！−当り１０１原子から１６
１＠原子までの範囲にドープされる。
反対の伝導Ｋ（ＯＴ）ＴＪ・ａｉｔａ ｇｏ露ｄｓｏｔ
ｉνｉｔν）でめる吸収体１４は史に開回路電圧を増加
するため１−当り５Ｘ１０”マ原子から５Ｘ１０”原子
までの範囲にドーグされる。これ等の工９高いドーピン
グ（ｄ・ｐｉｎｔｔ ）濃度は、特に吸収体１４におい
て、シリコン太陽電池に対して通電使用されている工り
も短い拡散距離となる。
ｉνｉｔν）でめる吸収体１４は史に開回路電圧を増加
するため１−当り５Ｘ１０”マ原子から５Ｘ１０”原子
までの範囲にドーグされる。これ等の工９高いドーピン
グ（ｄ・ｐｉｎｔｔ ）濃度は、特に吸収体１４におい
て、シリコン太陽電池に対して通電使用されている工り
も短い拡散距離となる。
これ等のより短い少数ギヤ；ｊヤ拡散距離ハシリコン吸
収体がその８０乃至９５％だけ薄いので許容される。
収体がその８０乃至９５％だけ薄いので許容される。
飽和溶液を経て、シリコンの成長Ｆｉ５ミクロンと５０
ミクロンとの間の厚さｔ−有する薄い吸収体＋６１４＆
びα１ミクロンと２ミクロンとの間の厚さｔ有する薄い
コレクタ層を提供するため制御される。−更に、この方
法は大きなシリコン結晶粒の成長會許容する。
ミクロンとの間の厚さｔ−有する薄い吸収体＋６１４＆
びα１ミクロンと２ミクロンとの間の厚さｔ有する薄い
コレクタ層を提供するため制御される。−更に、この方
法は大きなシリコン結晶粒の成長會許容する。
低価格の基板上に薄い高品質の太陽電池層を形成する゛
この製造法は、他の結晶質の材料、特にヒ化ガリウム、
リン化亜鉛、カドミウムテレライド（ａａｄｍｉｓｍ
ｔａｌｌａｒｉｄａ ）及びその他に対して一行なわれ
る。殆んどの場合において、溶液に対して異なる材料が
選択される。基板に半導体層の熱膨張係−数に適合する
ように選択される。他の方法としてより厚い障壁層が半
導体と基板との間の不適当な組合せ°によって生じた熱
応力を吸収しながら半導体の熱膨張係数に適合するの圧
側用されることができる。基課内の応力は少数キャリヤ
拡散距離を減少し、従って効率を減少する傾向がある。
この製造法は、他の結晶質の材料、特にヒ化ガリウム、
リン化亜鉛、カドミウムテレライド（ａａｄｍｉｓｍ
ｔａｌｌａｒｉｄａ ）及びその他に対して一行なわれ
る。殆んどの場合において、溶液に対して異なる材料が
選択される。基板に半導体層の熱膨張係−数に適合する
ように選択される。他の方法としてより厚い障壁層が半
導体と基板との間の不適当な組合せ°によって生じた熱
応力を吸収しながら半導体の熱膨張係数に適合するの圧
側用されることができる。基課内の応力は少数キャリヤ
拡散距離を減少し、従って効率を減少する傾向がある。
半導体吸収体セして／あるいはコレクタ一層はまたヒ化
ガリウム、リン化インゾウム、リン化亜鉛、硫化カドミ
ウム、硫化亜鉛・カドミウム、カドはラムテレライド及
び他の半導体に対しても適−用可能である。
ガリウム、リン化インゾウム、リン化亜鉛、硫化カドミ
ウム、硫化亜鉛・カドミウム、カドはラムテレライド及
び他の半導体に対しても適−用可能である。
透明な障Ｉｉ層、障壁層の反射する厚さ及び基板テクス
チャリングを含む光学的な形状にヒ化ガリラム、リン化
インゾウム、リン化亜鉛、硫化カドミウム、硫化亜鉛・
カドイウム、カド２ウムテレライド、虞＋Ｌ綱、非結晶
半導体（実質的な量の水素１ｒ有する非結晶シリコン、
他の素子のフッ素を含む）及び他の半導体より作られた
吸収体に工９作用しそしてコレクタのため働く。
チャリングを含む光学的な形状にヒ化ガリラム、リン化
インゾウム、リン化亜鉛、硫化カドミウム、硫化亜鉛・
カドイウム、カド２ウムテレライド、虞＋Ｌ綱、非結晶
半導体（実質的な量の水素１ｒ有する非結晶シリコン、
他の素子のフッ素を含む）及び他の半導体より作られた
吸収体に工９作用しそしてコレクタのため働く。
第１図は本発鳴による薄膜光電池の部搭を拡大した概略
的な断面図でめる； １４２図は本発明による薄膜光電池製造方法のステップ
の鬼れ線図である； 第３図は付加的な光学的ステップを備えた第３図に示さ
ｎた如き真先電池製造方法のステップの流れ−１である
。 第４図は連続的な基板を使用して第２図０方法′に実施
するための装置の概略的な線図である。 第５図は非連続的基板コンベヤシステムを蘭用して第２
図の方法を実施するための装置の概略的な一線図でめる
。 ｌＯ・・・・・・基板 １２・・・・・・障壁 １４・・・・・・吸収体 １６・・・・・・コレクタ ２２・・・・・・透明接点 ２４・・・・・・ガラス製カプセル材料５０・・・・・
・スライディングゲート５４．５６′・・・・・・溶液
だめ ５８・・・・・・可動スライド ６８．７０：・・・・・装入物 特許用−人 ユニパーシティ・オプ・デラウエア 手続補正書 昭和５７年１２月２２日 特許庁長官 若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第１９９８７５号 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ユニバーシティ・オブ・、プラウエア５、補正命
令の日付 自 発 ６、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 ７、補正の内容 別紙の通り 別 紙 特許請求の範囲を次の通、り訂正する。（第５４項追加
） 「１．金属、金属合金、及び冶金学級の半導体を含むグ
ループから選択された゛基板上に薄膜の光電池デバイス
を１造する方法にして、 （ａ）溶媒内に溶解された半導体金属を含む液体飽和溶
液から半導体層を該基板上に沈積し、そして （ｂ）該半導体層の成長を推進するため該飽和溶液を横
切って勾配を与える ステップを含むことを特徴とする方法。 ２、ｌｌ［ステップ（ｂ）が濃度勾配の冷却器端として
該基板を維持していることを含む特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ３、該ステップ（ｂ）が該濃度勾配の冷却器端に対し遠
位の該飽和溶液に対して熱を加えることを含む特許請求
の範囲第２項記載の方法。 ４、咳ステップ（ｂ）が該飽和溶液を横切り電１− 界を加えることを含む特許請求の範囲第１項記載の方法
。 ５、該ステップ（・ａ）が該半導体層を連続的な該基板
上にわたり沈積することを含む特許請求の範囲１１項記
載の方法。 ６、該ステップ（ａ）が該、半導体層を半連続的な該基
板上にわたり沈積す、ることを含む特許請求の範囲第１
項記載の方法。 ７、溶媒内に溶解された半導体材料を含む付加的な液体
飽和溶液から付加的な半導体層を沈積し、そして 該付加的な半導体層の成長を推進するため該付加的−な
液体飽和溶液を横切って勾配を加えるステップが更に設
けられている特許請求の範囲第１項Ｉ％ｉｌ！戟の方法
。 ８、該勾配が濃度勾配を含んでいる特許請求の範囲第７
項記載の方法。 ９、ｌＩ＊勾配が電界勾配を含んでいる特許請求の範囲
第７項記載の方法。 １０、核溶媒が液体金属である特許請求の範囲第１項又
は陪７項記載の方法。 １１、該溶媒が配合物である特許請求の範囲第１項又は
第７項記載の方法。 １２、該付加的な半導体層が第１に述べた該半導体層と
反対の伝導形である特許請求の範囲第７項記載の方法。 １３、該付加的な半導体層がホモ接合の光電池偵１にお
いて第１に述べた咳半導体層と同一の材料形である特許
請求の範囲第７項記載の方法。 １４、該付加的な半導体層の咳半導体材料がヘテロ接合
光電池デバイスにおいて該第１に述べた半導体層の該半
導体材料と興なる特許請求の範囲第７項記載の方法。 １５、金属、金属合金及び冶金学級の半導体を含むグル
ープから選択された基板上にコレクタ、吸収体及び障壁
層として作用する半導体層を有する薄膜光電池デバイ、
スを製造するための方法において、光学的に透明な冶金
の陣！！層をａｍ板上にわたり適用するステップを含む
ことを特徴とする方法。 １６、該ステップが光学的に透明な伝導性の冶金の障［
Ｉ！層を該基板上に直接適用することを含む特許請求の
範囲第１５墳記載の方法。 １７、該障壁層が光学的に透明な半導体障壁層を含む特
許請求の範囲第１５１１Ｉ記載の方法。 １８、該光学的に透明な半導体障壁層がシリコンカーバ
イドである特許請求の範囲第１７項記載の方法。 ｊ９．該光学的に透明な半導体障壁層が酸化錫である特
許請求の範囲第１５項記載の方法。 ２０、該光学的に透明な半導体障壁層がシリコンカーバ
イド及び酸化錫である特許請求の範囲第１５項記載の方
法。 ２１、該障Ｗｌｌが光の反射に備えるための所定の深さ
を有している特許請求の範囲第１６項又は第１７項記載
の方法。゛ ２２、該光学的に透明な半導体障壁層が該吸収層４− と同一の伝導形である特許請求の範囲第１７項記載の方
法。 ２３、 ｗＡステップが最少損失とするため１０００オ
ーム・センナメートルより少い抵抗を有する透明な伝導
性の障壁層を１ｌｉＪＩＩ板−上にわたり適用すること
を含む特許請求の範囲第１５項記載の方法。 ２４、金属、金属合金及び冶金学級の半導体を含むグル
ープから選択された基板上にコレクタ、吸収体及び障Ｗ
！−として作用する半導体■を有して。 いる薄膜光電池デバイスを製造するための方法において
、 （ａ）該デバイス内の増加した光子吸収によって性能を
増加するように背面反射を設けるため鉄基板をテクスチ
ャしく ｔｅＸｔｔ＋ｒｉｎｏ ＞、（ｂ）光学的に透
明な冶金の障壁層をテクスチャ２れた該基板上にわたり
適用する ステップを含むことを特徴とする方法。 ２５、該テクスチャリングが最適の党内部反射を特徴と
する特許請求の範囲第２４項記載の方法。 ５− ２６、該障壁が伝導性の層である特許請求の範囲第２４
項記載の方法。 ２７、該障壁が半導体層である特許請求の範囲第２４項
記載の方法。 ２８、該半導体層がシリコンガー バイトである特許請
求の範囲第２７項記載の方法。 ２９、該半導体層−が酸化−である特許請求の範囲Ｗ４
２７項記載の方法。 ３０、該半導体層がシリコンカーバイ下及び酸化錫であ
る特許請求の範囲第〉７−記載の方法。 ３１、該障壁層が光の反射に備えるため所定の深さを有
している特許請求の範囲第２４１１ｉ記載の方法。。 ３２、−半導体吸収体が該吸収体層と同一の伝導形であ
る特許請求の範囲第２７項記載の方法。 ３３、該ステ、ツブ（ｂ）が最少損失とするため１００
０オーム・センナメートルより少い抵抗を有する光学的
に透明な層を該テクスチャした基板上に°わたって適用
することを含む特許請求の範囲３４、金属、金属合金及
び冶金学級の半導体よりなるグループから選択さ上た基
板上のコレクタとしてそして吸収体として且つ障壁層と
して作用する半導体層を有する薄−光電池デバイスにお
いて、（ａ）増加した光子吸収により該デバイスの性能
を増加するように背面反射を設けるためのテクスチャさ
れた基板表面、及び （ｂ）該テクスチャされた基板上にわたり形成された光
学的反射層 を含むことを特徴とするデバイス。 ３５、該基板表面が該吸収体に対して最適の内部反射を
提供するためテクスチャされている特許請求の範囲第３
４項記載のデバイス。 ３６、眼光学的反射層が該ＩＮの咳テクスチャされた表
面上に直接適用された半導体材料での形成されている特
許請求の範囲第３４項記載のデバイス。 ３１、該光学的反射層が該基板の該テクスチャされた表
面上に直接形成された伝導性の層である特許請求の範囲
１３４項記載のデバイス。 ３８、該半導体吸収体が薄膜である特許請求の範囲第３
４項記載のデバイス。 ３９、該半導体吸収体が結晶質の半導体である特許請求
の範囲第３４項記載のデバイス。 ４０、該半導体吸収体が非結晶半導体である特許請求の
範囲第３４項記載のデバイス。 ４１、該非結晶半導体が水素及びフッ素を含む実質的な
量の化学死票を有している非結晶シリコンを含んでいる
特許請求の範囲第４０項記載のデバイス。 ４２、該半導体吸収体が非結晶シリコンである特許請求
の範囲第２４項又は第３４項記載のデバイス。 ４３、該半導体吸収体が硫化鋼である特許請求の範囲第
３４項記載のデバイス。 ４４、該半導体材料層がシリコンカーバイドである特許
請求の範囲第３６項記載のデバイス。 ８− ４５、該半導体材料が酸化−である特許請求の範囲第３
６項記載のデバイス。 ４６、該半導体材料がシリコンカーバイド及び酸化−で
ある特許請求の範囲第３６項記載のデバイス。 ４７、該光学的反射層が光の反射に備えるため所一定の
深さを有している特許請求の範囲Ｗ４３４項記載のデバ
イス。 ４８、該深さが反射゛されるべき光の波長の１／４プラ
ス波長の整数として規定された距離を有している特許請
求の範囲第４７項記載のデバイス。 ４９、該波長の整数が零を含む特許請求の範囲第４８・
項記載のデバイス。 ５０、該反射されるべき光が〜鉄吸収体に対するエネル
ギーギャップの優か上方のエネルギーを有している特許
請求の範囲第３４項記載のデバイス。 ５１、 ｗＡ光学的反射半導体層が該吸収体と同一の伝
導形である特許請求の範囲第３６項記載のデバイス。 −〇− −５２，該光学的反射層が最少損失とするために１００
０オーム・センチメートルより少い抵抗を有している特
許請求の範囲第３４項記載′のデバイス。 ５３、金属、金属合金及び冶金学級の半導体を含むグル
ープから選択された基板上に薄膜の光電池デバイスを叡
造する方法にして、 （ａ）溶液内に溶解した半導体材料を含む液体飽和溶液
から半導体層を該基板上に沈積し。 （ｂ）該基板上にわたり第１の半導体層を沈積するため
充分に該第１の飽和溶液を冷却し、（Ｃ）該第１の半導
体層上にわたり第２の飽和溶液から第２の半導体層を沈
積するため充分に該１２の飽和溶液を冷却し くｄ）５乃至１５分開票方の咳飽和溶液を加熱し、そし
て ＜ｅ＞その後上記（ａ）からスタートする前記のステッ
プのンーケンスを繰返す クゴ壇 ステップを特徴とする方法。 む ループから れた に のｔ、ｒ Ｌ を含むグループから選択された基板上に薄膜光電池デバ
イスを一造する方法にして、 （ａ）該基板をテクスチャし、 （ｂ）光の反射に備えるため所定の深さを有する光学的
に透明な層を該テクスチャされた基板上にわたり適用し
、 （Ｃ）ｌ融した金属溶液内に溶解された半導体を含む液
体飽和溶液から第１の半導体層を光学的な反射層上にわ
たり沈積し、 （ｄ）該第１の半導体層の成長を促進するため該飽和溶
液を横切って濃度勾配を加え、（ｅ、）溶液中に１解さ
れた材料を含む付加的な液体飽和溶液から第２の半導体
層を沈積し、そして ＜ｆ＞該第２の半導体層の成長を促進するため該付加的
な液体飽和溶液を横切ってｍ＊勾配を加える ステップを含むことを特徴とする方法。 ５６、光子が該ＪＩ２半導体層に入るまでに多−反１２
− 射を生ぜしめることによって光子を捕えるため１第２の
半導体層をエツチングするテクスチャのステップが更に
設けられている特許請求の範囲第５４１１Ｎ又は第５５
項の方法。 ５７、該第１及び第２の半導体がシリコン、硫化銅、ヒ
化ガリウム、リン化インジウム、リン化亜鉛、硫化カド
ミウム、硫化亜鉛−ｈドミウム及びカドミウムテレライ
ド（（ａｌｌｅｒｌｄｅ ）を含むグループから選択さ
れている特許請求の範囲第５３−５５項のいづれか１つ
の項に記載の方法。 ５８、金属、金属合金及び冶金学級の半導体を含むグル
ープから選択された基材上にコレクタ、吸収体及び障壁
層として作用する薄膜光電池デバイスを１造するための
方法において、光学的反射障壁層を該基板上にわたり適
用するステップを含むことを特徴とする方法。 ５９．９障壁層が光学的な反射半導体障壁層を含む特許
請求の範囲第５８項記載の方法。 ６０、該陣費が光学的な反射伝導性の障壁を含む１３− 特許請求の範囲第５８−項記載の方法。 ６１．咳光学的な反射半導体障壁がシリコン力、−バイ
トである特許請求の範囲第５９項記載の方法。 ６２、咳光学的な反射半導体障壁層が酸化−である特許
請求の範囲第５９項記載の方法。 ６３、 ｗＡ光学的に透明な半導体障壁■がシリ、コン
カーバイド及び酸化錫である特許請求の範囲第５９項記
載の方法。 ６４、該障壁層が光の反射に備えるため所定の深さを有
している特許請求の範囲１５９１１ｉ又は第６０項記載
の方法。 ６５、該深さが反射されるべき光の波長の１／４プラス
碑艮の整数により測定された距離を含む特許請求の範囲
第６４１１１記載の方法。 ６６、該波長の整数が零を含む特許請求の範囲第６５項
記載の方法。 ６７、反射されるべき光が鵡半導体に対するエネルギー
ギャップの優か上方のエネルギーを有す′る特許請求（
７１１！囲第６４項記載の方法。 ６８、該光学的に透明な半導体層が咳喚収体■と同一の
伝導形である特許請求の範囲第５８項記載の方法。 ６９、該ステップが最少損失とするた、め１０００オー
ム・センナメートルより少い抵抗を有する光学的な反射
伝導性の障壁層を該基板上にわたり適用するこ−とを含
む特許請求の範囲第５８項記載の方法。 １０、第１に述べた沈積した半導体層上に加えられた咳
液体飽和溶液の付加的な閣に微量のドーパントを加え、
そして光電池の接合部を形成するためドープした層を成
長し、且つ該付加的なドープされた層の成長を促進する
ため該液体飽和溶液の付加的な層を横切って勾配を加え
るステップが更に設けられている特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ７１、金属、金属合金及び冶金の良質な半゛導体を含む
グループから選択さ“れた基板上に薄膜光電池デバイス
を報造する方法にして、 （ａ）該基板をテクスチャし、 （ｂ）光学的に透明な、伝導性の冶金の障壁を該テクス
テャされた基板上にわたり適用し、（ｃ）１媒内に溶解
された半導体材料を含む液体飽和溶液から第１の半導体
層を該光学的に透明な層上にわたり沈積し、 （ｄ）該第１の半導体層の成長を推進するため該飽和溶
液を横切って濃度勾配を加え、（ｅ）該第１の半導、体
層と反対の伝導性を有する第２の半導体層を設けるため
咳沈積された第１の半導体層上にある液体飽和溶液の層
をドーピングし、 （ｆ）該第２の半導体層の成長を推１するため該付加的
な液体飽和溶液を横切って濃度勾配を加えるステップを
特徴とする方法。 ７２、該金属合金が鉄・ニッケル合金である特許請求の
範囲第１項、第１５項、第２４項、第５３−項、第５４
項、第５５項又は第７１項記載の方法。 ７３、ｗＡ半導体層がシリコンである第１項、第１６− １５項、第２４項、第５３”墳、第５４項、第５５項又
は第７１項記載の方法。 ７４、該冶金学級の半導体がシリコンである特許請求の
範囲第１項、第１５項、第２４項、第５３項、第５４項
、第５５項又は第７１項記載の方法。 ７５、該鉄・ニッケル合金が該シリコンの熱係数に適合
するため鉄約５８乃至６２％及びニッケル４２乃至３８
％とからなる特許請求の範囲第７２項記載の方法。」 １７一
的な断面図でめる； １４２図は本発明による薄膜光電池製造方法のステップ
の鬼れ線図である； 第３図は付加的な光学的ステップを備えた第３図に示さ
ｎた如き真先電池製造方法のステップの流れ−１である
。 第４図は連続的な基板を使用して第２図０方法′に実施
するための装置の概略的な線図である。 第５図は非連続的基板コンベヤシステムを蘭用して第２
図の方法を実施するための装置の概略的な一線図でめる
。 ｌＯ・・・・・・基板 １２・・・・・・障壁 １４・・・・・・吸収体 １６・・・・・・コレクタ ２２・・・・・・透明接点 ２４・・・・・・ガラス製カプセル材料５０・・・・・
・スライディングゲート５４．５６′・・・・・・溶液
だめ ５８・・・・・・可動スライド ６８．７０：・・・・・装入物 特許用−人 ユニパーシティ・オプ・デラウエア 手続補正書 昭和５７年１２月２２日 特許庁長官 若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第１９９８７５号 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ユニバーシティ・オブ・、プラウエア５、補正命
令の日付 自 発 ６、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 ７、補正の内容 別紙の通り 別 紙 特許請求の範囲を次の通、り訂正する。（第５４項追加
） 「１．金属、金属合金、及び冶金学級の半導体を含むグ
ループから選択された゛基板上に薄膜の光電池デバイス
を１造する方法にして、 （ａ）溶媒内に溶解された半導体金属を含む液体飽和溶
液から半導体層を該基板上に沈積し、そして （ｂ）該半導体層の成長を推進するため該飽和溶液を横
切って勾配を与える ステップを含むことを特徴とする方法。 ２、ｌｌ［ステップ（ｂ）が濃度勾配の冷却器端として
該基板を維持していることを含む特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ３、該ステップ（ｂ）が該濃度勾配の冷却器端に対し遠
位の該飽和溶液に対して熱を加えることを含む特許請求
の範囲第２項記載の方法。 ４、咳ステップ（ｂ）が該飽和溶液を横切り電１− 界を加えることを含む特許請求の範囲第１項記載の方法
。 ５、該ステップ（・ａ）が該半導体層を連続的な該基板
上にわたり沈積することを含む特許請求の範囲１１項記
載の方法。 ６、該ステップ（ａ）が該、半導体層を半連続的な該基
板上にわたり沈積す、ることを含む特許請求の範囲第１
項記載の方法。 ７、溶媒内に溶解された半導体材料を含む付加的な液体
飽和溶液から付加的な半導体層を沈積し、そして 該付加的な半導体層の成長を推進するため該付加的−な
液体飽和溶液を横切って勾配を加えるステップが更に設
けられている特許請求の範囲第１項Ｉ％ｉｌ！戟の方法
。 ８、該勾配が濃度勾配を含んでいる特許請求の範囲第７
項記載の方法。 ９、ｌＩ＊勾配が電界勾配を含んでいる特許請求の範囲
第７項記載の方法。 １０、核溶媒が液体金属である特許請求の範囲第１項又
は陪７項記載の方法。 １１、該溶媒が配合物である特許請求の範囲第１項又は
第７項記載の方法。 １２、該付加的な半導体層が第１に述べた該半導体層と
反対の伝導形である特許請求の範囲第７項記載の方法。 １３、該付加的な半導体層がホモ接合の光電池偵１にお
いて第１に述べた咳半導体層と同一の材料形である特許
請求の範囲第７項記載の方法。 １４、該付加的な半導体層の咳半導体材料がヘテロ接合
光電池デバイスにおいて該第１に述べた半導体層の該半
導体材料と興なる特許請求の範囲第７項記載の方法。 １５、金属、金属合金及び冶金学級の半導体を含むグル
ープから選択された基板上にコレクタ、吸収体及び障壁
層として作用する半導体層を有する薄膜光電池デバイ、
スを製造するための方法において、光学的に透明な冶金
の陣！！層をａｍ板上にわたり適用するステップを含む
ことを特徴とする方法。 １６、該ステップが光学的に透明な伝導性の冶金の障［
Ｉ！層を該基板上に直接適用することを含む特許請求の
範囲第１５墳記載の方法。 １７、該障壁層が光学的に透明な半導体障壁層を含む特
許請求の範囲第１５１１Ｉ記載の方法。 １８、該光学的に透明な半導体障壁層がシリコンカーバ
イドである特許請求の範囲第１７項記載の方法。 ｊ９．該光学的に透明な半導体障壁層が酸化錫である特
許請求の範囲第１５項記載の方法。 ２０、該光学的に透明な半導体障壁層がシリコンカーバ
イド及び酸化錫である特許請求の範囲第１５項記載の方
法。 ２１、該障Ｗｌｌが光の反射に備えるための所定の深さ
を有している特許請求の範囲第１６項又は第１７項記載
の方法。゛ ２２、該光学的に透明な半導体障壁層が該吸収層４− と同一の伝導形である特許請求の範囲第１７項記載の方
法。 ２３、 ｗＡステップが最少損失とするため１０００オ
ーム・センナメートルより少い抵抗を有する透明な伝導
性の障壁層を１ｌｉＪＩＩ板−上にわたり適用すること
を含む特許請求の範囲第１５項記載の方法。 ２４、金属、金属合金及び冶金学級の半導体を含むグル
ープから選択された基板上にコレクタ、吸収体及び障Ｗ
！−として作用する半導体■を有して。 いる薄膜光電池デバイスを製造するための方法において
、 （ａ）該デバイス内の増加した光子吸収によって性能を
増加するように背面反射を設けるため鉄基板をテクスチ
ャしく ｔｅＸｔｔ＋ｒｉｎｏ ＞、（ｂ）光学的に透
明な冶金の障壁層をテクスチャ２れた該基板上にわたり
適用する ステップを含むことを特徴とする方法。 ２５、該テクスチャリングが最適の党内部反射を特徴と
する特許請求の範囲第２４項記載の方法。 ５− ２６、該障壁が伝導性の層である特許請求の範囲第２４
項記載の方法。 ２７、該障壁が半導体層である特許請求の範囲第２４項
記載の方法。 ２８、該半導体層がシリコンガー バイトである特許請
求の範囲第２７項記載の方法。 ２９、該半導体層−が酸化−である特許請求の範囲Ｗ４
２７項記載の方法。 ３０、該半導体層がシリコンカーバイ下及び酸化錫であ
る特許請求の範囲第〉７−記載の方法。 ３１、該障壁層が光の反射に備えるため所定の深さを有
している特許請求の範囲第２４１１ｉ記載の方法。。 ３２、−半導体吸収体が該吸収体層と同一の伝導形であ
る特許請求の範囲第２７項記載の方法。 ３３、該ステ、ツブ（ｂ）が最少損失とするため１００
０オーム・センナメートルより少い抵抗を有する光学的
に透明な層を該テクスチャした基板上に°わたって適用
することを含む特許請求の範囲３４、金属、金属合金及
び冶金学級の半導体よりなるグループから選択さ上た基
板上のコレクタとしてそして吸収体として且つ障壁層と
して作用する半導体層を有する薄−光電池デバイスにお
いて、（ａ）増加した光子吸収により該デバイスの性能
を増加するように背面反射を設けるためのテクスチャさ
れた基板表面、及び （ｂ）該テクスチャされた基板上にわたり形成された光
学的反射層 を含むことを特徴とするデバイス。 ３５、該基板表面が該吸収体に対して最適の内部反射を
提供するためテクスチャされている特許請求の範囲第３
４項記載のデバイス。 ３６、眼光学的反射層が該ＩＮの咳テクスチャされた表
面上に直接適用された半導体材料での形成されている特
許請求の範囲第３４項記載のデバイス。 ３１、該光学的反射層が該基板の該テクスチャされた表
面上に直接形成された伝導性の層である特許請求の範囲
１３４項記載のデバイス。 ３８、該半導体吸収体が薄膜である特許請求の範囲第３
４項記載のデバイス。 ３９、該半導体吸収体が結晶質の半導体である特許請求
の範囲第３４項記載のデバイス。 ４０、該半導体吸収体が非結晶半導体である特許請求の
範囲第３４項記載のデバイス。 ４１、該非結晶半導体が水素及びフッ素を含む実質的な
量の化学死票を有している非結晶シリコンを含んでいる
特許請求の範囲第４０項記載のデバイス。 ４２、該半導体吸収体が非結晶シリコンである特許請求
の範囲第２４項又は第３４項記載のデバイス。 ４３、該半導体吸収体が硫化鋼である特許請求の範囲第
３４項記載のデバイス。 ４４、該半導体材料層がシリコンカーバイドである特許
請求の範囲第３６項記載のデバイス。 ８− ４５、該半導体材料が酸化−である特許請求の範囲第３
６項記載のデバイス。 ４６、該半導体材料がシリコンカーバイド及び酸化−で
ある特許請求の範囲第３６項記載のデバイス。 ４７、該光学的反射層が光の反射に備えるため所一定の
深さを有している特許請求の範囲Ｗ４３４項記載のデバ
イス。 ４８、該深さが反射゛されるべき光の波長の１／４プラ
ス波長の整数として規定された距離を有している特許請
求の範囲第４７項記載のデバイス。 ４９、該波長の整数が零を含む特許請求の範囲第４８・
項記載のデバイス。 ５０、該反射されるべき光が〜鉄吸収体に対するエネル
ギーギャップの優か上方のエネルギーを有している特許
請求の範囲第３４項記載のデバイス。 ５１、 ｗＡ光学的反射半導体層が該吸収体と同一の伝
導形である特許請求の範囲第３６項記載のデバイス。 −〇− −５２，該光学的反射層が最少損失とするために１００
０オーム・センチメートルより少い抵抗を有している特
許請求の範囲第３４項記載′のデバイス。 ５３、金属、金属合金及び冶金学級の半導体を含むグル
ープから選択された基板上に薄膜の光電池デバイスを叡
造する方法にして、 （ａ）溶液内に溶解した半導体材料を含む液体飽和溶液
から半導体層を該基板上に沈積し。 （ｂ）該基板上にわたり第１の半導体層を沈積するため
充分に該第１の飽和溶液を冷却し、（Ｃ）該第１の半導
体層上にわたり第２の飽和溶液から第２の半導体層を沈
積するため充分に該１２の飽和溶液を冷却し くｄ）５乃至１５分開票方の咳飽和溶液を加熱し、そし
て ＜ｅ＞その後上記（ａ）からスタートする前記のステッ
プのンーケンスを繰返す クゴ壇 ステップを特徴とする方法。 む ループから れた に のｔ、ｒ Ｌ を含むグループから選択された基板上に薄膜光電池デバ
イスを一造する方法にして、 （ａ）該基板をテクスチャし、 （ｂ）光の反射に備えるため所定の深さを有する光学的
に透明な層を該テクスチャされた基板上にわたり適用し
、 （Ｃ）ｌ融した金属溶液内に溶解された半導体を含む液
体飽和溶液から第１の半導体層を光学的な反射層上にわ
たり沈積し、 （ｄ）該第１の半導体層の成長を促進するため該飽和溶
液を横切って濃度勾配を加え、（ｅ、）溶液中に１解さ
れた材料を含む付加的な液体飽和溶液から第２の半導体
層を沈積し、そして ＜ｆ＞該第２の半導体層の成長を促進するため該付加的
な液体飽和溶液を横切ってｍ＊勾配を加える ステップを含むことを特徴とする方法。 ５６、光子が該ＪＩ２半導体層に入るまでに多−反１２
− 射を生ぜしめることによって光子を捕えるため１第２の
半導体層をエツチングするテクスチャのステップが更に
設けられている特許請求の範囲第５４１１Ｎ又は第５５
項の方法。 ５７、該第１及び第２の半導体がシリコン、硫化銅、ヒ
化ガリウム、リン化インジウム、リン化亜鉛、硫化カド
ミウム、硫化亜鉛−ｈドミウム及びカドミウムテレライ
ド（（ａｌｌｅｒｌｄｅ ）を含むグループから選択さ
れている特許請求の範囲第５３−５５項のいづれか１つ
の項に記載の方法。 ５８、金属、金属合金及び冶金学級の半導体を含むグル
ープから選択された基材上にコレクタ、吸収体及び障壁
層として作用する薄膜光電池デバイスを１造するための
方法において、光学的反射障壁層を該基板上にわたり適
用するステップを含むことを特徴とする方法。 ５９．９障壁層が光学的な反射半導体障壁層を含む特許
請求の範囲第５８項記載の方法。 ６０、該陣費が光学的な反射伝導性の障壁を含む１３− 特許請求の範囲第５８−項記載の方法。 ６１．咳光学的な反射半導体障壁がシリコン力、−バイ
トである特許請求の範囲第５９項記載の方法。 ６２、咳光学的な反射半導体障壁層が酸化−である特許
請求の範囲第５９項記載の方法。 ６３、 ｗＡ光学的に透明な半導体障壁■がシリ、コン
カーバイド及び酸化錫である特許請求の範囲第５９項記
載の方法。 ６４、該障壁層が光の反射に備えるため所定の深さを有
している特許請求の範囲１５９１１ｉ又は第６０項記載
の方法。 ６５、該深さが反射されるべき光の波長の１／４プラス
碑艮の整数により測定された距離を含む特許請求の範囲
第６４１１１記載の方法。 ６６、該波長の整数が零を含む特許請求の範囲第６５項
記載の方法。 ６７、反射されるべき光が鵡半導体に対するエネルギー
ギャップの優か上方のエネルギーを有す′る特許請求（
７１１！囲第６４項記載の方法。 ６８、該光学的に透明な半導体層が咳喚収体■と同一の
伝導形である特許請求の範囲第５８項記載の方法。 ６９、該ステップが最少損失とするた、め１０００オー
ム・センナメートルより少い抵抗を有する光学的な反射
伝導性の障壁層を該基板上にわたり適用するこ−とを含
む特許請求の範囲第５８項記載の方法。 １０、第１に述べた沈積した半導体層上に加えられた咳
液体飽和溶液の付加的な閣に微量のドーパントを加え、
そして光電池の接合部を形成するためドープした層を成
長し、且つ該付加的なドープされた層の成長を促進する
ため該液体飽和溶液の付加的な層を横切って勾配を加え
るステップが更に設けられている特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ７１、金属、金属合金及び冶金の良質な半゛導体を含む
グループから選択さ“れた基板上に薄膜光電池デバイス
を報造する方法にして、 （ａ）該基板をテクスチャし、 （ｂ）光学的に透明な、伝導性の冶金の障壁を該テクス
テャされた基板上にわたり適用し、（ｃ）１媒内に溶解
された半導体材料を含む液体飽和溶液から第１の半導体
層を該光学的に透明な層上にわたり沈積し、 （ｄ）該第１の半導体層の成長を推進するため該飽和溶
液を横切って濃度勾配を加え、（ｅ）該第１の半導、体
層と反対の伝導性を有する第２の半導体層を設けるため
咳沈積された第１の半導体層上にある液体飽和溶液の層
をドーピングし、 （ｆ）該第２の半導体層の成長を推１するため該付加的
な液体飽和溶液を横切って濃度勾配を加えるステップを
特徴とする方法。 ７２、該金属合金が鉄・ニッケル合金である特許請求の
範囲第１項、第１５項、第２４項、第５３−項、第５４
項、第５５項又は第７１項記載の方法。 ７３、ｗＡ半導体層がシリコンである第１項、第１６− １５項、第２４項、第５３”墳、第５４項、第５５項又
は第７１項記載の方法。 ７４、該冶金学級の半導体がシリコンである特許請求の
範囲第１項、第１５項、第２４項、第５３項、第５４項
、第５５項又は第７１項記載の方法。 ７５、該鉄・ニッケル合金が該シリコンの熱係数に適合
するため鉄約５８乃至６２％及びニッケル４２乃至３８
％とからなる特許請求の範囲第７２項記載の方法。」 １７一
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 金属、金−合金、及び冶金学級の半導体ケ言むダル
ーグから選択された基板上に薄膜の光電ｒＬｌ！デバイ
スｔ″製造する方法にして、（ａ） 暦媒内に溶解さ
れた半導体音ｇｔ−含む液体略和Ｉｆ！液から半導体層
を膣基嶺上に沈積し、ヤして （６）該半導体層の区長′ｆｔ推進するため該紹湘ｍ液
ｒ横切って勾配を与える ステップを含むことｔ′４Ｉｆ鹸とする方法。 “′ＬＩｊｌ！ステッグ（＆）が纒匿勾配の冷却器端と
し工該基板を維持していることを含む特許請求の範囲第
１項記載の方法。 λ 偉ステッグ（＆）がｌｌｌ１一度勾配の゛冷却器端
に対し遠位の該飽和溶液に対して熱を加えることを含む
特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ ＃ステップ（ｂ）が該飽和溶液を横切り電界を加え
ることを含む特許請求の範囲ｗＪ１項記載の方法。 ＆ 該ステップ（α）が該半導体層を連続的な該基板上
にわたり沈積することに含む特許請求の範囲第１項記載
の方法。 基板上にわたり沈積することを含む特許請求の範囲第１
項記載の方法。 ７、溶媒内に溶解された半導体材料を含む付加 的な液
体飽和溶液から付加的な半導体層を沈積し、そして 該付加的な半導体層の成長を推進するため該付加的な液
体飽和耐液を横切って勾配を加えるステップが更に設け
られ１いる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ａ 該勾配が１１２勾配【含んでいる特許請求の範囲第
７項記載の方法。 ｔ ｉ勾配が電界勾配を含んでいる特許請求の範囲第７
項記載の方法。 ｌａ ＃溶媒が液体金属である特許請求の範囲第１項又
ｒｉ第γ項記載の方法。 ＩＬ ＃＠謀が配合物でめる特許請求の範囲第１項５
ｃ幡第マ項、記載の方法。 １１ ｇ付加的な半導体層が第１Ｋ述べた該半導体層
と反対の伝導形である特許請求の範囲第７項記載の方法
。 ！＆ 該付加的な半導体層がホモ接合の光電池装置にお
−て第１Ｋ述べた該半導体層と同一の材池デ・噌イスに
おｉて該第１Ｋ述べ次半４体層の皺半導体材料と異なる
特許請求の範囲第７項記載の方法。 ｔｉ 金属、金鶴合金及び冶金学級の半導体を含むｒ
ルーダから選択された基板上にコレクタ、吸収体及び障
壁層として作用する半導体層を有する薄膜光電比デバイ
スを製造するための方法において、光学的に透明な冶金
の障壁層を該基板上にわたり適用するステップを含むこ
と′ｆＩ−特倣七する方法。 １ａ 該ステップが光学的に透明な伝導性の冶金の障壁
層上瞼基板上に直接適用することを含む特許請求のａｍ
第１５項記載の方法。 １７、＃障壁層が光学的忙透明な半導体障壁層を含む特
許請求の範囲第１５項記載の方法。 ｌＬ ＃光学的に透明な半導体障壁層がシリコンカー・
イイドである特許請求の範囲第１７項記載の方法。 １１ 該光学的に透明な半導体障壁層が酸化錫でめる
特許請求の範囲第１６璃記載の方法。 ２ａ゛該光学的に透明な半導体障一層力！シリコンカー
バイド及び酸化錫である特許請求の範囲第１５項記載の
方法。 ’２ Ｌ 該障一層が光の反射に備えるための所定の
深さを有している特許請求の範１縞ｌ・項又は第１７墳
記載の方法。 ２ｚ ＃光学的に透明な半導体障壁層が該吸収層と同一
の伝導形である特許請求の帷−第１７項記載の方法。 ２−１ 該ステップが最少損失とするためｔｏｏ。 オーム・センチメートルより少い抵抗を有する透明な伝
導性の障壁層を該基板上にわたり適用することｔ含む特
許請求の範囲第１５項記載の方法。 ２４ 金属、金員合金及び冶金学級の半導体を含むダル
ーデから選択された基板上にコレクタ、吸収体及び障壁
層として作用する半導体層を有している薄膜光電池デバ
イスを製造するための方法において、 （α）該デバイス内の増加した光子吸収によって性能を
増加するように背面反射を設けるため該基板上テクスチ
ャ己（ｔａｚｔｓｒｉｕｇ ）、（６） 光学的に透
明な冶金の障壁層をテクスチャされ゛た該基板上にわた
り適用する ステップを含むことを特徴とする方法。 ２器 該テクスチャリンダが最適の党内部反射を提供す
る特許請求の範囲第２４Ｊ１１ｉ記載の方法。 ２乱 該障壁が伝導性の層でるる特許請求の範囲第２４
項記載の゛方法。 ２７、 該障壁が半導体層である特許請求の範囲第１
Ｒ４項記載の方法。 ２＆ 該半導体層がシリコンカー／４イドである特許請
求の範囲第ｊ？項記載の方法。 ２張 該半導体層が酸化錫である特許請求の範囲第２７
項紀藏の方法。 ３α 該半導体層がシリコンカー−イド及び酸化錫であ
る特許請求の範囲ｇｇｙ項記載の方法。 ３Ｌ 該障一層が光の反射に備えるため所定の深さを有
している特許請求の範囲第一４項記載の方法。 ＝３１ 該半導体障壁層が該吸収体層と同一の伝導形で
ある特許請求の範囲第２７項社載の方法。 ３λ 該ステップ（−）が最少損失とするため１０００
オーム・センチメートルより少い抵抗を有する光学的に
透明な層を該テクスチャした基板上にわたって適用する
こと會含む特許請求の範囲第ｇ４項記載の方法、。 ３４ 金具、金属合金及び冶金学級の半導体よりなるダ
ルーデから選択された基板上のコレクタとしてギして吸
収体として且つ障壁層として作用する半導体層を有する
薄膜光電池デバイスにおいて、 （ａ） 増加し友光子吸収により該デバイスの性能を
増加するように背面反射を設けるためのテクスチャされ
た基板表面、及び （＆） 該テクスチャされた基板上にわたり形成され
た光学的反射層 を含むことｔ−特徴とするデバイス。 ３翫 該基板表面が該吸収体に対して最適の内部反射全
提供するためテクスチャされている特許請求の範囲第３
４項記載のデバイス。 ３４ Ｍ光学的反射層が該基板の該テクスチャされた
表面上に直接適用された半導体材料で形成されている特
許請求の範囲第３４項記載のデ・櫂イス０ ３７、該光学的反射層が該基板の該テクスチャされた表
面上に直接形成された伝導性の層で返る特許請求の範囲
第３４項記載のデバイス。 ３＆ 該半導体吸収体が薄膜である特許請求の範囲第３
４項記載のデバイス。 ３甑 該半導体吸収体が結晶質の半導体である特許請求
の範囲第３４項記載のデ・（イス。 ４ａ ＃半導体吸収体が非結晶半導体である特許請求
の範囲第３４項記載のデバイス。 ４Ｌ ＃非結晶半導体が水素及びフッ素を含む実質的な
量の化学元素を有している非結晶シリコンを含んでいる
特許請求の範囲第４０項記載のデバイス。 ４ｔ 該半導体吸収体が非結晶シリコンである特許請求
の範囲第２４項又は第ｓ４項記載のデバイス。 ４１ 該半導体１ＩｌｉｌＬ体が硫化鋼である特許請求
の範囲第３４項記載のデ／４イス。 ４４ 該半導体材料層がシリコンカーバイドである特許
請求の範囲第３６項記載のデバイス。 ４翫 該半導体材料が酸化錫である特許請求の範囲第３
６項記載のデバイス。 ４Ｌ 該半導体材料がシリコンカーバイド及び置化錫
である特許請求の範囲第３６項記載のデバイス。 ４７、＃光学的反射層が光の反射に備えるため所定の深
さ上回している特許請求の範囲＠３４項記載のデバイス
。 ４１Ｌ ｉｌ深さが反射されるさき光の波燐の一グラ
ス波長の整数として規定された距離を有している特許請
求の範囲第４７項記載のデバイス。 ４１Ｌ ＃波長の整数が零を含む特許請求の範囲第４８
８項記載デバイス。 ５ａ ＃反射されるべき光が＃吸収体に対するエネルイ
ーギャッグの僅か上方のエネルギーを有している特許請
求の範囲第３４項記載のデバイ虞。 ５Ｌ ＃光学的反射半導体層が骸吸収体と同一の伝導形
である特許請求の範囲第３６項記載のデーぜイス。 ５ｚ 皺光学的反射層が最少損失とするために１０００
オーム・竜ンチメートルより少い抵抗を有している特許
請求の範囲第３４項記載のデバイス。 ５１ 金員、金属合金及び冶金学級の半導体を含むグル
ープから選択された基！上に薄膜の光電池テハイ・スを
製造する方法にして、 （−）溶液内に鋳解し次半導体材料を含む液体飽和溶液
から半導体層會該基板上に沈積し、（＆） 該基板上
にわたり第１の半導体層管沈積する次め光分に＃第１の
飽和Ｓ液を冷却し、（Ｏ）＃第１の半導体層上にゎたり
第３の飽和溶液からｐ４２の半導体層【沈積するため充
分に該第２の飽和溶液管冷却し、 ＆ｉ）５乃至１５分間双方の該飽和溶液を加熱し、そし
て （−）その後上紀伽）からスタートする前記のステップ
のシーケンスを繰返す ステップ全特徴とする方法。 ５！Ｌ 金属、金属合金及び冶金学級の半導体層ａを含
むグループから選択された基板上に薄膜光電池デバイス
を製造する方法にして、 （α）＃基板をテクスチャし、 （６） 光の反射に備えるため所定の深さを有する光
学的に透明な層を該テクスチャされた基板上にわたり適
用し、 （６） 溶融した金Ｗ４溶液内忙溶−解された半導体
を含む液体飽和溶液から第１の半導体層を光学的な反射
層上にわ友り沈積し、 （ｔｒ）＃第１の半導体層の成長を促進するため該飽和
溶液を横切って温度勾配を加え、 （−） 溶液中に＃Ｉ解され友材料を含む付加的な液
体飽和浴液から第３の半導体層管沈積し、そして（１）
該第２の半導体層の成長を促進する次め該付加的な
液体飽和溶液を横切って温度勾配を加える ステップを含むことを特徴とする方法。 ５＆ 光子が該第意半都体層に入るまでに多重反射を生
ぜし゛めることによって桝子を捕えるため該第２の半導
体層をエラチンｒするテクスチャのステップが更に智け
られている特許請求の範囲第５４墳ＸＦｉ第ｓ５項の方
法。 ５７、該第１及び第８の半導体がシリコン、硫化鋼、ヒ
化ガリウム、リン化インゾウム、リン化亜鉛、硫化カＶ
ｉウム、硫化亜鉛−カドイクム及びカドイタムテレライ
ド（ｔｇｊｊ−デｉｄｍ）ｆ含むグループから選択され
ている特許請求の範囲第５３−５５項のいづれか１つの
項に記載の方法。 ５＆ 金属、金属合金及び冶金学級の半導体を含むグル
ープから選択された基材上にコレクタ、吸収体及び障壁
層として作用する薄嘆光電池デバイスを製造するための
方法において、光学的反射障壁層ヲ該基板上にわたり適
用するステップを含むこと【特徴とする方法。 Ｓｔ 該障壁層が光学的な反射半導体障壁層を含む特
許請求の範囲第５８項記載の方法。 ６０− 該障壁が光学的な反謝伝導性の障ａｔ−含む特
許請求の範囲第５８項記載の方法。 ６Ｌ 該光学的な反射半導体障壁がシリコンカー・（イ
ドでめる特許−求Ｑ［囲第５９項記載の方法。 ６！ 該光学的な反射半導体障壁層が酸化錫である特許
請求の範囲第５９項記載の方法。 ６３Ｌ 該光学的に透明な半導体障壁層がシリコンカ
ー・櫂イド及び酸化錫である特許請求の範囲第５９項記
載の方法。 ６４ 該障壁層が光の反射に備えるため所定の深さを有
している特許請求の範囲第ｓ９項又は第６０項記載の方
法。 ６＆ 該深さが反射されるべき光の波長の騎グラス波長
５整数により測定された距１Ｉｌｌｆ：含む特許請求の
範囲集６４項記載の方法。 ６＆ 該波長め整数が零を含む特許請求の範門第６５項
記−の方法。 ６７、 反射されるべき光が鍍半導体に対するエネル
ギーギャップの僅か上方のエネルセーヲ有する特許請求
の範囲 ６＆ 該光学的κ透明な半導体層が該吸収体層と同一の
伝導形でるる特許請求の範囲ｓｉｎ項記載の方法。 ６ｉ 該ステップが最少損失とするため１，０００オー
ム・センナメートルより少い抵抗１有する光学的な反射
伝導性の障壁層ｔ−該基板上にわた′ｂ適用することを
含む特許請求の範囲第５８項記載の方法。 ７ａ ｗＸＩＫ述べた沈積した半導体層上κ加えられ
た該液体飽和溶液の付加的な層に微量のドー・々ントヲ
加え、そして光電脆の接合部を形成するためＰ−グした
層を成長し、且つ該付加的なドーグされた層の成長を促
進する丸め該液体飽和溶液の付加的な層會横切って勾配
を加え・るステッチが更に設けられている特許請求の範
囲第１項記載の方法。 ７Ｌ 金−、金属合金及び冶金の良譬な半導体を含むダ
ルーグから選択さｈ走基板上κ薄膜光電池デバイスを製
造する方法（して、 （ａ） 該兆基板ｔテクスチャし、 （＆） 光学的に透明な、伝導性の冶金の障Ｉ１！−
該テクスチャされた基板上κわたり適用し、（６）
溶媒内１ｃｉｌ解された半導体材料を含む液体飽和溶液
から第１の半導体層を該光学的に透明な層上にわたり沈
積し、 （の 該第１の半導体層の成長ｔ−推進するため該飽和
浴液を横切って温度勾配１加え、゛《−》該第１の半導
体層と反対の伝導性を有する第８の半導体層を設ける九
め該沈積された第１の半導体層上にめる液体飽和溶液の
層をドーピングし、 咋該第２の半導体層の成長を推進するため該付加的な液
体飽和溶液を横切って温匿勾配會加えるステップ會％像
とする方法。 ’ｒ’ｔ＝＊ｍ合会が鉄・ニッケル合金である特許請求
の範囲第１項、第１５項、槙１４１１％第５３項、纂５
４項、第１／１１１項又は第７１項記載の方法。 ７＆ ゛該半導体層がシリコンである第１項、第１５
項、第２４項、第５３項、ｆｌｌｉｓ４項Ｊ第５Ｓ項又
は第７１ｒＩｉ記載の方法。 ７４ 該冶金学級の半導体がシリコンである特′許請求
の一範囲第１項、第１５項、第２４項、第５３項、第５
４項、槙ＳＳ項又に第７１項記載の方法。 ７＆ 該鉄・ニッケル合金が該シリコンの熱係数に適合
するため鉄約５８乃至６１！一及びニッケル４２乃至３
８９Ｉとからなる％ｆｆ＃ｗ求の＃Ａ囲第７２項記載の
方法。
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