JPS60211883A - 光感応構造体の製造方法 - Google Patents
光感応構造体の製造方法Info
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- JPS60211883A JPS60211883A JP60046326A JP4632685A JPS60211883A JP S60211883 A JPS60211883 A JP S60211883A JP 60046326 A JP60046326 A JP 60046326A JP 4632685 A JP4632685 A JP 4632685A JP S60211883 A JPS60211883 A JP S60211883A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
結晶質シリコンで太陽電池を製造するにはパッチ処理方
式しか採用できないが、アモルファスシリコンは大面積
基板に多重層としてデポジットできるので大型連続処理
システムで太陽電池を形成し得る。この種の連続処理シ
ステムは以下の米国特許に開示されている。
式しか採用できないが、アモルファスシリコンは大面積
基板に多重層としてデポジットできるので大型連続処理
システムで太陽電池を形成し得る。この種の連続処理シ
ステムは以下の米国特許に開示されている。
米国特許第４．４００．４０９号［Ｐドープシリコン薄
膜の製法及び該方法により得られるデバイス］、米国特
許第４．４１０．５８８号「アモルファス太陽電池の連
続製造システム」、 米国特許第４，４３８，７２３号「多数チャンバ形堆積
分離システム及び方法」、 米国特許第４．４９２．１８１号［タンデム形アモルフ
ァス光起電力セルの連続的製造方法及び装置」、及び、 米国特許第４，４８５，１２５号「タンデム形アモルフ
ァス光起電力セルの連続的製造方法及び装置」これら特
許に於いては、各々が特定の半導体材料だけをデポジッ
トする一連のデポジションチャンバに基板を順次通過さ
せる。ｐ−１−ｎ形構造の光起電力デバイスの製造では
第１チヤン・９がｐ形半導体合金専用であり、第２チヤ
ン、？が真性アモルファス半導体合金専用であり、第３
チヤン、？がｐ形半導体合金専用である。
膜の製法及び該方法により得られるデバイス］、米国特
許第４．４１０．５８８号「アモルファス太陽電池の連
続製造システム」、 米国特許第４，４３８，７２３号「多数チャンバ形堆積
分離システム及び方法」、 米国特許第４．４９２．１８１号［タンデム形アモルフ
ァス光起電力セルの連続的製造方法及び装置」、及び、 米国特許第４，４８５，１２５号「タンデム形アモルフ
ァス光起電力セルの連続的製造方法及び装置」これら特
許に於いては、各々が特定の半導体材料だけをデポジッ
トする一連のデポジションチャンバに基板を順次通過さ
せる。ｐ−１−ｎ形構造の光起電力デバイスの製造では
第１チヤン・９がｐ形半導体合金専用であり、第２チヤ
ン、？が真性アモルファス半導体合金専用であり、第３
チヤン、？がｐ形半導体合金専用である。
デポジション装置の真空室内で上記の如くデポジットさ
れた半導体合金材料層を利用し光感応デバイスを形成し
得る。光感応デバイスとしては例えば、１つ以上のｐ−
４−ｎセル又は１つ以上のＨ−ｉ−ｐセル、ショットキ
ーノリアー、ホトダイオ−［、ホトトランジスタ等を含
む光起電力セルがある。また、一連のデポジションチャ
ン／９内での移動を多数回繰返すか、又はデ、Ｉ？ジシ
ョンチャンパ列を付加することによって、種々の構造の
多層セルを形成し得る。
れた半導体合金材料層を利用し光感応デバイスを形成し
得る。光感応デバイスとしては例えば、１つ以上のｐ−
４−ｎセル又は１つ以上のＨ−ｉ−ｐセル、ショットキ
ーノリアー、ホトダイオ−［、ホトトランジスタ等を含
む光起電力セルがある。また、一連のデポジションチャ
ン／９内での移動を多数回繰返すか、又はデ、Ｉ？ジシ
ョンチャンパ列を付加することによって、種々の構造の
多層セルを形成し得る。
移動する基板ウェブに連続的に形成される光感化デバイ
スは、比較的薄いデバイスでは無視できない種々の欠陥
を生じ易く、これら欠陥がデバイスの性能低下につなが
り易い。牒厚の代表的な値らｐ−１−ｎ形単層光起電力
セルの半導体材料の総膜厚は約４１０ナノメータにしか
ならない。従って、表面不整の如き基板欠陥が存在する
と、これら欠陥は如伺に微小であっても半導体材料のデ
ポジット薄膜で容易にカバーできない。
スは、比較的薄いデバイスでは無視できない種々の欠陥
を生じ易く、これら欠陥がデバイスの性能低下につなが
り易い。牒厚の代表的な値らｐ−１−ｎ形単層光起電力
セルの半導体材料の総膜厚は約４１０ナノメータにしか
ならない。従って、表面不整の如き基板欠陥が存在する
と、これら欠陥は如伺に微小であっても半導体材料のデ
ポジット薄膜で容易にカバーできない。
半導体材料をデポジットする基板即ちペース電極として
最高品質のステンレススチールを使用するとしても、こ
の基板材料はｉｏ、ｏｏｏ 乃至１００．０００個／
ｃｒｎ ”の欠陥を有すると推定される。これら欠陥即
ち表面不整は、滑らかな仕上面に対する突起、陥没又は
それ以外の表面ズレの形状で生じ、正常表面に対する欠
陥の高低差又は各欠陥の直径は１μｍより小さい場合も
ある。表面不整の形状及び寸法と滑らかな仕上面に対す
る表面不整のズレの程度と半導体材料が欠陥をカバーし
た程度又はカバーできなかった程度とによっては、半導
体材料内部に低抵抗電流通路が生じ得る。詳細にはこの
通路は、例えは光起電力セルの２つの電極間に構造的に
形成された短絡回路である。例えば、基板電極の表面か
ら突出するトゲ状突起が余りにも長くて半導体材料のデ
ポジションによってカバーできないと、半導体材料に第
２１極をデポジットしたときに第２電極との直接電気接
触が生じるであろう。また、基板電極の表面に生じた陥
没即ちクレータが余りにも広いか又は余りにも深いと半
導体材料のデポジションによってカバーできない。
最高品質のステンレススチールを使用するとしても、こ
の基板材料はｉｏ、ｏｏｏ 乃至１００．０００個／
ｃｒｎ ”の欠陥を有すると推定される。これら欠陥即
ち表面不整は、滑らかな仕上面に対する突起、陥没又は
それ以外の表面ズレの形状で生じ、正常表面に対する欠
陥の高低差又は各欠陥の直径は１μｍより小さい場合も
ある。表面不整の形状及び寸法と滑らかな仕上面に対す
る表面不整のズレの程度と半導体材料が欠陥をカバーし
た程度又はカバーできなかった程度とによっては、半導
体材料内部に低抵抗電流通路が生じ得る。詳細にはこの
通路は、例えは光起電力セルの２つの電極間に構造的に
形成された短絡回路である。例えば、基板電極の表面か
ら突出するトゲ状突起が余りにも長くて半導体材料のデ
ポジションによってカバーできないと、半導体材料に第
２１極をデポジットしたときに第２電極との直接電気接
触が生じるであろう。また、基板電極の表面に生じた陥
没即ちクレータが余りにも広いか又は余りにも深いと半
導体材料のデポジションによってカバーできない。
この場合、基板電極と第２ｉｔ極とが極めて接近して維
持されるので、電流が両電極間のギャップを橋絡するか
、又は、光起電力デバイスを実際に使用したときに（即
ち、光誘発電流が発生したときに）片方の電極の材料が
他方の電極に移行して電流が通るであろう。欠陥の寸法
が大きくない場合でも、欠陥力月つ以上の尖形又はギザ
ギザの異常部分を含むときは、この部分がデポジット半
導体材料の不均質成長を促進する核形成中心を形成する
。
持されるので、電流が両電極間のギャップを橋絡するか
、又は、光起電力デバイスを実際に使用したときに（即
ち、光誘発電流が発生したときに）片方の電極の材料が
他方の電極に移行して電流が通るであろう。欠陥の寸法
が大きくない場合でも、欠陥力月つ以上の尖形又はギザ
ギザの異常部分を含むときは、この部分がデポジット半
導体材料の不均質成長を促進する核形成中心を形成する
。
本発明に於いては、動作不良の原因になる顕在性及び潜
在性の欠陥の問題を解決しこれら欠陥をもたない高品質
大面積光起電力アレイを製造するために、電鋳金属箔基
板にアモルファス光感応層をデポジットする。粗面マン
ドレルを使用する連続電鋳装置で基板を調製すると、非
正反射表面をもつ無欠陥箔を形成し得る。この種の箔に
アモルファス半導体材料をデポジットして形成された光
起電力デバイスの利点は、分流欠陥と動作不良とを生じ
ない性能が得られること、及び、箔が拡散反射面を有す
ることである。得られる箔及びデバイスはいずれも極め
て軽量で可撓性である。
在性の欠陥の問題を解決しこれら欠陥をもたない高品質
大面積光起電力アレイを製造するために、電鋳金属箔基
板にアモルファス光感応層をデポジットする。粗面マン
ドレルを使用する連続電鋳装置で基板を調製すると、非
正反射表面をもつ無欠陥箔を形成し得る。この種の箔に
アモルファス半導体材料をデポジットして形成された光
起電力デバイスの利点は、分流欠陥と動作不良とを生じ
ない性能が得られること、及び、箔が拡散反射面を有す
ることである。得られる箔及びデバイスはいずれも極め
て軽量で可撓性である。
セルカー（５ｅｌｋｅｒ）の米国特許第３．７６７．５
３７号には、薄膜電気メッキを用いた無孔質ニッケル薄
膜の製法が開示されている。回転チタンドラムにニッケ
ルを電気メッキして箔を形成し、ドラムを回転させ乍ら
ドラムからメッキ箔を剥離する。滑らかな表面をもつド
ラムを用いて慎重に処理すると無孔質箔を製造し得る。
３７号には、薄膜電気メッキを用いた無孔質ニッケル薄
膜の製法が開示されている。回転チタンドラムにニッケ
ルを電気メッキして箔を形成し、ドラムを回転させ乍ら
ドラムからメッキ箔を剥離する。滑らかな表面をもつド
ラムを用いて慎重に処理すると無孔質箔を製造し得る。
５ｅｌｋｅｒは、薄膜内部での細孔形成を阻止するには
回転ドラムに正反射面を設けることが必要であると強調
しているが、発明人等は、アモルファス半導体デバイス
の製造に極めて有用な箔は、織物状に組織された表面を
もつドラムから製造されるという結論を得た。本発明で
は更に、アモルファス光感応拐料を箔にデポジットして
形成された光起電力デバイスの後方反射膜として機能す
る正反射面をもつ’を鋳薄膜を使用してもよい。また、
織物状に組織された表面と同様の柱状デポジットを形成
し得る浴を用いたメッキ箔に光感応デバイスを形成して
もよい。このような箔の場合は通常、光起電力デバイス
に後方反射膜を設けるために反射材が箔にメッキされる
。
回転ドラムに正反射面を設けることが必要であると強調
しているが、発明人等は、アモルファス半導体デバイス
の製造に極めて有用な箔は、織物状に組織された表面を
もつドラムから製造されるという結論を得た。本発明で
は更に、アモルファス光感応拐料を箔にデポジットして
形成された光起電力デバイスの後方反射膜として機能す
る正反射面をもつ’を鋳薄膜を使用してもよい。また、
織物状に組織された表面と同様の柱状デポジットを形成
し得る浴を用いたメッキ箔に光感応デバイスを形成して
もよい。このような箔の場合は通常、光起電力デバイス
に後方反射膜を設けるために反射材が箔にメッキされる
。
本発明はまた、既製光起電力材料の製法を提供する。核
力法によれば、箔基板のデポジション表面に半導体材料
ボディをデポジットし、半導体ボディに電極をデポジッ
トし、デポジション面に対向する基板面に絶縁支持部材
を接着し、この既製光起電力材料を大面積光起電力セル
に分割し、大面積セルを小面積区画に分割し、大面積セ
ルを電気的に相互接続してモジュールが形成される。モ
ジュールは、電気的に相互接続された大面積セルを予め
選択された個数含んでおり、該セルは、並直列、直列及
び並列に接続された小面積区画を予め選択された配置で
含んでいる。種々の電気結線を設ける場合、（直列結線
のときは）上部電極もしくは半導体材料と同時に金属基
板に結線が刻設されてもよく、（並列結線のときは）金
属基板の刻設が行なわれなくてもよい。好ましい具体例
では細長い金属基板材料ウェブにデポジションを実行す
るが、不連続な金属基板プレートを使用してもよい。
力法によれば、箔基板のデポジション表面に半導体材料
ボディをデポジットし、半導体ボディに電極をデポジッ
トし、デポジション面に対向する基板面に絶縁支持部材
を接着し、この既製光起電力材料を大面積光起電力セル
に分割し、大面積セルを小面積区画に分割し、大面積セ
ルを電気的に相互接続してモジュールが形成される。モ
ジュールは、電気的に相互接続された大面積セルを予め
選択された個数含んでおり、該セルは、並直列、直列及
び並列に接続された小面積区画を予め選択された配置で
含んでいる。種々の電気結線を設ける場合、（直列結線
のときは）上部電極もしくは半導体材料と同時に金属基
板に結線が刻設されてもよく、（並列結線のときは）金
属基板の刻設が行なわれなくてもよい。好ましい具体例
では細長い金属基板材料ウェブにデポジションを実行す
るが、不連続な金属基板プレートを使用してもよい。
第１図は、ｐ−１−ｎ形セル１２ａ、１２ｂ。
１２ｃから成るｐ−１−ｎ形光起電力デバイス１゜を示
す。セル１２ａの下方の電気メツキ基板１１が電極とし
て機能する。成る種の用途では、光感応材料のデポジシ
ョン以前に酸化物薄膜及び／又は一連のベース接触及び
／又は反射層を基板に設けることが必要であろう。従っ
て本文中の「基板」なる用語は、本発明の電気メツキ材
料を意味するのみでなく、該材料に予処理によって付加
された全ての要素を包含する。
す。セル１２ａの下方の電気メツキ基板１１が電極とし
て機能する。成る種の用途では、光感応材料のデポジシ
ョン以前に酸化物薄膜及び／又は一連のベース接触及び
／又は反射層を基板に設けることが必要であろう。従っ
て本文中の「基板」なる用語は、本発明の電気メツキ材
料を意味するのみでなく、該材料に予処理によって付加
された全ての要素を包含する。
セル１２ａ、１２ｂ、１２ｃの各々は好ましくは、シリ
コン又はゲルマニウム合金を少くとも１種類含有するア
モルファス半導体ボディがら製造される。各半導体ボデ
ィは、ｎ形半導体層２０ａ、２０ｂ、２０ｃと真性半導
ｖｅ１８ａ、１８ｂ、１８ｃとｐ形半導体層１６ａ、１
６ｂ、１６ｃとを含む。
コン又はゲルマニウム合金を少くとも１種類含有するア
モルファス半導体ボディがら製造される。各半導体ボデ
ィは、ｎ形半導体層２０ａ、２０ｂ、２０ｃと真性半導
ｖｅ１８ａ、１８ｂ、１８ｃとｐ形半導体層１６ａ、１
６ｂ、１６ｃとを含む。
図示のデバイスではセル１２ｂが中間セルであるが、第
１図の要領で図示のセルに付加的中間セルを積層しても
よい。
１図の要領で図示のセルに付加的中間セルを積層しても
よい。
半導体層のデポジション後に実施される別のデポジショ
ンステップは別個の環境に於いて行なわれてもよく又は
連続プロセスの一部に組込まれてもよい。このステップ
では好ましくはインジウムスズ酸化物から成るＴＣＯ（
透明導電電極）層２２が半導体材料上に第２電極として
デポジットされる。セルの面積が十分に大きいが又は１
００層２２の導電率が十分でないときはデバイスに電極
グリッド２４を付加してもよい。グリッド２４はＴＣＯ
内部のキャリヤ通路を短縮し集電効率を向上させる。
ンステップは別個の環境に於いて行なわれてもよく又は
連続プロセスの一部に組込まれてもよい。このステップ
では好ましくはインジウムスズ酸化物から成るＴＣＯ（
透明導電電極）層２２が半導体材料上に第２電極として
デポジットされる。セルの面積が十分に大きいが又は１
００層２２の導電率が十分でないときはデバイスに電極
グリッド２４を付加してもよい。グリッド２４はＴＣＯ
内部のキャリヤ通路を短縮し集電効率を向上させる。
第１図のセルはｐ−１−ｎ形セル積層アセンブリである
が、別のセル構成、例えば、ｐ−１−ｎ形単層セル、ｎ
−１−ｐ形又はｐ−ｎ形の積層又は単層セル、ショット
キーバリアーセル、及び、その他の薄膜半導体デバイス
の製造に本発明を使用することも可能である。従って、
以後の記載及び特許請求の範囲に於いては、基板１１と
電極２２との間に設けられた半導体材料の単層又は多層
を「半導体ボディ」又は「半導体材料ボデ・イ」と総称
しており、これら用語は、種々の導電率をもつ半導体層
と、１つ以上の電極と適宜結合され光によって賦活され
ると電流フローを生じる材料との組合せを意味する。電
流フローなる用語は特に、ホトダイオードとホトトラン
ジスタとが行なう電流のスイッチングと光起電力デバイ
ス例えば太陽電池が行なう電流の発生及び収集との双方
を包含する。
が、別のセル構成、例えば、ｐ−１−ｎ形単層セル、ｎ
−１−ｐ形又はｐ−ｎ形の積層又は単層セル、ショット
キーバリアーセル、及び、その他の薄膜半導体デバイス
の製造に本発明を使用することも可能である。従って、
以後の記載及び特許請求の範囲に於いては、基板１１と
電極２２との間に設けられた半導体材料の単層又は多層
を「半導体ボディ」又は「半導体材料ボデ・イ」と総称
しており、これら用語は、種々の導電率をもつ半導体層
と、１つ以上の電極と適宜結合され光によって賦活され
ると電流フローを生じる材料との組合せを意味する。電
流フローなる用語は特に、ホトダイオードとホトトラン
ジスタとが行なう電流のスイッチングと光起電力デバイ
ス例えば太陽電池が行なう電流の発生及び収集との双方
を包含する。
第２図は本発明の無欠陥基板を備えていない光電池２５
を概略的に表わす。光電池２５は欠陥を含む基板電極２
６、半導体材料層２７及び電極２２を含む。基板電極２
６の第１の欠陥領域は基板がら延伸する盛り上がり突起
又はスノ？イク３０により表わされる。突起３０は、基
板電極２６を形成する材料内の不純物、介在物、成長不
規則、等々のような冶金衛士の不規則から、あるいは基
板電極１１の処理工程で生じる欠は目、摩滅、等々によ
る機械的損傷から、あるいは操作、加工等々の過程で基
板電極２６の表面を汚染する埃の粒子又は他の微粒子か
ら生じることがある。突起３０は、半導体材料２７の堆
積層によって不完全又は不十分に覆われるか又はその半
導体材料の不均質堆積を促進する核形成中心を形成する
のに充分な高さをもつ。この方法で、欠陥領域は突起３
０の直近−に形成される。
を概略的に表わす。光電池２５は欠陥を含む基板電極２
６、半導体材料層２７及び電極２２を含む。基板電極２
６の第１の欠陥領域は基板がら延伸する盛り上がり突起
又はスノ？イク３０により表わされる。突起３０は、基
板電極２６を形成する材料内の不純物、介在物、成長不
規則、等々のような冶金衛士の不規則から、あるいは基
板電極１１の処理工程で生じる欠は目、摩滅、等々によ
る機械的損傷から、あるいは操作、加工等々の過程で基
板電極２６の表面を汚染する埃の粒子又は他の微粒子か
ら生じることがある。突起３０は、半導体材料２７の堆
積層によって不完全又は不十分に覆われるか又はその半
導体材料の不均質堆積を促進する核形成中心を形成する
のに充分な高さをもつ。この方法で、欠陥領域は突起３
０の直近−に形成される。
基板電極１１の第２の図示した欠陥領域はクレータ例え
ば３２の直近−に形成される。「中心」という用語は基
板電極２６の堆積表面内に形成される１又は数個のとが
った部分を含むくほみを意味する。もし不充分半導体材
料がとのくほみ内に堆積されれば、電極２２及び基板電
極２６は相互に電気的に接近するか、あるいは相互に電
気的に直接接触するかのどちらかであろう。この種のク
レータ３２は更に孔、−ンホール又はピットの形２６の
操作中に生じる欠は目、摩滅、等々による機械的損傷に
よって形成されることがある。クレータ３２がどのよう
にして生成するかに関りなく、半導体材料２７上への電
極材料（好ましい具体例ではインジウム・スズ酸化物）
の堆積は、電極材料２２と基板電極２６の間に低抵抗電
流通路を形成させる結果となる。この方法で、電流は半
導体材料２７を介して正規の流通経路からそらされるこ
とができる。更に、クレータ３２のとがった部分３２ａ
は不均質半導体材料が周囲に成長し得る核形成中心を形
成する。
ば３２の直近−に形成される。「中心」という用語は基
板電極２６の堆積表面内に形成される１又は数個のとが
った部分を含むくほみを意味する。もし不充分半導体材
料がとのくほみ内に堆積されれば、電極２２及び基板電
極２６は相互に電気的に接近するか、あるいは相互に電
気的に直接接触するかのどちらかであろう。この種のク
レータ３２は更に孔、−ンホール又はピットの形２６の
操作中に生じる欠は目、摩滅、等々による機械的損傷に
よって形成されることがある。クレータ３２がどのよう
にして生成するかに関りなく、半導体材料２７上への電
極材料（好ましい具体例ではインジウム・スズ酸化物）
の堆積は、電極材料２２と基板電極２６の間に低抵抗電
流通路を形成させる結果となる。この方法で、電流は半
導体材料２７を介して正規の流通経路からそらされるこ
とができる。更に、クレータ３２のとがった部分３２ａ
は不均質半導体材料が周囲に成長し得る核形成中心を形
成する。
作動方式の故障は、光電池が所定の時間周期で有効に電
流を生じた場合であっても、正規作動東件の下で作動す
ることが突発的に不可能になるという形で現れる。作動
方式の故障は、光電池デ／々イス内にひそむ潜在欠陥を
強化する電流又は電圧駆動反応によってひき起こされる
。極端に高い電流密度が低抵抗率をもつ欠陥サイトを横
切って容易に生じる。例えは、１ボルトの電位が印加さ
れた１平方ミクロンの欠陥は１００アンペア／ ｃｍ
”の電流密度に達することができ、これはデバイスを破
壊し得る大きさである。更に、光電池デバイス２５が入
射光エネルギから電気エネルギを生じるため作動的に用
いられる時、電極２２と基板電極２６の間に展開される
電界の影響を受けて、電極材料はクレータ３２、突起３
０又は任意のとがった部分３２ａのような欠陥領域を横
切って移動することができる。欠陥領域は半導体材料の
堆積工程中に不完全に満たされ、あるいは不完全に覆わ
れるから、光電池デバイスを有効に短絡する低抵抗電流
経路を設定するためには、−周期当りごく僅かな移動で
充足することができよう。ひとたびこの種の低抵抗電流
経路が設定されると、照明強度は低くとも、多量の電流
がこの経路を通って直ちに流れて、光電池デバイスの全
機能を破壊してしまうであろう。
流を生じた場合であっても、正規作動東件の下で作動す
ることが突発的に不可能になるという形で現れる。作動
方式の故障は、光電池デ／々イス内にひそむ潜在欠陥を
強化する電流又は電圧駆動反応によってひき起こされる
。極端に高い電流密度が低抵抗率をもつ欠陥サイトを横
切って容易に生じる。例えは、１ボルトの電位が印加さ
れた１平方ミクロンの欠陥は１００アンペア／ ｃｍ
”の電流密度に達することができ、これはデバイスを破
壊し得る大きさである。更に、光電池デバイス２５が入
射光エネルギから電気エネルギを生じるため作動的に用
いられる時、電極２２と基板電極２６の間に展開される
電界の影響を受けて、電極材料はクレータ３２、突起３
０又は任意のとがった部分３２ａのような欠陥領域を横
切って移動することができる。欠陥領域は半導体材料の
堆積工程中に不完全に満たされ、あるいは不完全に覆わ
れるから、光電池デバイスを有効に短絡する低抵抗電流
経路を設定するためには、−周期当りごく僅かな移動で
充足することができよう。ひとたびこの種の低抵抗電流
経路が設定されると、照明強度は低くとも、多量の電流
がこの経路を通って直ちに流れて、光電池デバイスの全
機能を破壊してしまうであろう。
本発明の電気めっき基板１１は、低抵抗電流経路を形成
し得る潜在又は顕在欠陥の形成を妨げる。
し得る潜在又は顕在欠陥の形成を妨げる。
特に、基板１１は作動方式故障の回数を大幅に減少させ
、同時に大面積光電池の室内光の歩どまりを向上させる
。
、同時に大面積光電池の室内光の歩どまりを向上させる
。
本発明では、メッキ技術の当粟者にはよく知られた電鋳
処理が、所定の表面仕上をもつ事実上無欠陥の金属基板
の製造のために採用された。基板は薄膜半導体デバイス
の製造に適しており、更に特に、薄膜アモルファス半導
体光応答デバイスの製造に適している。実質的に無欠陥
の基板を連続製造するための装置３２を第３図に示す。
処理が、所定の表面仕上をもつ事実上無欠陥の金属基板
の製造のために採用された。基板は薄膜半導体デバイス
の製造に適しており、更に特に、薄膜アモルファス半導
体光応答デバイスの製造に適している。実質的に無欠陥
の基板を連続製造するための装置３２を第３図に示す。
電鋳は基本的に電気メツキ法であり、従って装［３２は
電気メッキ浴又は溶液３６を含むメッキ槽３４を含んで
いる。装置３２は更に、上に電気メッキされた堆積層が
形成される細長の、通常は円筒形のマンドレル３８を含
んでいる。マンドレル３８は、メッキ浴３４による腐食
に耐性のある、高品質表面仕上げを保存し得る、電気メ
ツキ材料と反応しない、導電性堆鍮裏面をもち、且つこ
の電気メッキされた堆積物はマンドレルから容易に除去
することができなければならない。
電気メッキ浴又は溶液３６を含むメッキ槽３４を含んで
いる。装置３２は更に、上に電気メッキされた堆積層が
形成される細長の、通常は円筒形のマンドレル３８を含
んでいる。マンドレル３８は、メッキ浴３４による腐食
に耐性のある、高品質表面仕上げを保存し得る、電気メ
ツキ材料と反応しない、導電性堆鍮裏面をもち、且つこ
の電気メッキされた堆積物はマンドレルから容易に除去
することができなければならない。
少なくともマンドレル３８の外面はチタニウムから製造
される。チタニウムは耐久性のきわめて優れた金属で、
標準的な金属仕上げ技術によって高品質な表面仕上げを
得ることができ、更にこの外面を腐食から守る不活性化
酸化物を容易に形成することができる。ニッケルは基板
１１を製造するのに好適な材料である。何故なら、ニッ
ケルはチタニウムと反応せず、且つ加熱又は加冷によっ
てマンドレル３８の外面から電気メツキ被覆を充分除去
し得る特定の熱膨張係数をもつからである。
される。チタニウムは耐久性のきわめて優れた金属で、
標準的な金属仕上げ技術によって高品質な表面仕上げを
得ることができ、更にこの外面を腐食から守る不活性化
酸化物を容易に形成することができる。ニッケルは基板
１１を製造するのに好適な材料である。何故なら、ニッ
ケルはチタニウムと反応せず、且つ加熱又は加冷によっ
てマンドレル３８の外面から電気メツキ被覆を充分除去
し得る特定の熱膨張係数をもつからである。
好ましいマンドレルの材質としてここではチタニウムを
挙げたが、他の例えばステンレス・スチール又はアルミ
ニウムのような材料もマンドレルの製造に用いることが
できる。
挙げたが、他の例えばステンレス・スチール又はアルミ
ニウムのような材料もマンドレルの製造に用いることが
できる。
装置３２は、第３図に陽極バスケット４０として示した
金属メッキ材料、例えばニッケル合金の供給源を含み、
このバスケットに、ニッケル合金のペレット４２が供給
される。陽極バスケット４０はチタニウム又は他の任意
の、メッキ溶液３６に不活性な材料で構成され、ニッケ
ルのペレット４２をマンドレル３８に相対的に近く、且
つ相対的に一定の距離に保持し、ニッケルペレット４２
に電気的接触を提供する。陽極、？スタット４０は通例
では電気メッキ浴３６の自由な流通をうながし、且つ／
々スケット４０内にニッケルペレット４２を保留してお
くためのメツシュ状開口をあけである。
金属メッキ材料、例えばニッケル合金の供給源を含み、
このバスケットに、ニッケル合金のペレット４２が供給
される。陽極バスケット４０はチタニウム又は他の任意
の、メッキ溶液３６に不活性な材料で構成され、ニッケ
ルのペレット４２をマンドレル３８に相対的に近く、且
つ相対的に一定の距離に保持し、ニッケルペレット４２
に電気的接触を提供する。陽極、？スタット４０は通例
では電気メッキ浴３６の自由な流通をうながし、且つ／
々スケット４０内にニッケルペレット４２を保留してお
くためのメツシュ状開口をあけである。
陽極パスケラ）４０は、カーブをつけられた、２重壁の
構造（２つの壁４０ａと４０ｂを含む）の、マンドレル
３８の曲率と通例では同心の曲率をもつものとして示さ
れている。陽極バスケット４０は、稼動時には通例では
ペレットで１杯になるが、少数のペレット４２がはいっ
ているように示しである。陽極バスケットはニッケルペ
レットの供給を含むカーブのついた単壁部材として形成
してもよい。また、ニッケ／Ｉ／−９，レットの供給は
メッキ槽３４と単壁陽極バスケットの間のスペースに挿
入してもよい。この場合、陽極バスケットとメッキ槽３
４はマンドレルの表面から間隔をとった位置関係にニッ
ケルペレットを保留しておくために共働する。
構造（２つの壁４０ａと４０ｂを含む）の、マンドレル
３８の曲率と通例では同心の曲率をもつものとして示さ
れている。陽極バスケット４０は、稼動時には通例では
ペレットで１杯になるが、少数のペレット４２がはいっ
ているように示しである。陽極バスケットはニッケルペ
レットの供給を含むカーブのついた単壁部材として形成
してもよい。また、ニッケ／Ｉ／−９，レットの供給は
メッキ槽３４と単壁陽極バスケットの間のスペースに挿
入してもよい。この場合、陽極バスケットとメッキ槽３
４はマンドレルの表面から間隔をとった位置関係にニッ
ケルペレットを保留しておくために共働する。
電源４４は陽極バスケット４０とニッケルペレット４２
を正電位に、マンドレル３８の外面を負電位に維持して
、メッキ浴３６内に浸漬されたマンドレルの表面上にニ
ッケルの電気メッキを促進させる。供給ホラ／Ｌ！４６
は連続１気メツキのだめ陽極ノ々スケット４０内のニッ
ケルペレット４２を補給する。ヒータ４８はマンドレル
３８から電気メツキ堆積層１１を取除（のを助けるが、
冷却装置をヒータの代シに用いてもよい。
を正電位に、マンドレル３８の外面を負電位に維持して
、メッキ浴３６内に浸漬されたマンドレルの表面上にニ
ッケルの電気メッキを促進させる。供給ホラ／Ｌ！４６
は連続１気メツキのだめ陽極ノ々スケット４０内のニッ
ケルペレット４２を補給する。ヒータ４８はマンドレル
３８から電気メツキ堆積層１１を取除（のを助けるが、
冷却装置をヒータの代シに用いてもよい。
図示していないが、メッキ処理の残留物を電気メッキさ
れた基板から除去するため、任意の洗滌ステーションを
含んでいてもよい。例えば洗滌浴とドライヤを含む洗滌
ステーションは、電気メッキされた基板１１を連続的に
製造時と同様に洗滌するための装置３２と一列に配置さ
れてもよい。
れた基板から除去するため、任意の洗滌ステーションを
含んでいてもよい。例えば洗滌浴とドライヤを含む洗滌
ステーションは、電気メッキされた基板１１を連続的に
製造時と同様に洗滌するための装置３２と一列に配置さ
れてもよい。
洗滌ステーションのこの種の配置は第３図の基板１１の
破断部４９によって示される。ｔ＋ ｔ＝は更に電気メ
ッキされた基板１１を集め貯蔵するための巻取シロール
５０を含んでもよい。
破断部４９によって示される。ｔ＋ ｔ＝は更に電気メ
ッキされた基板１１を集め貯蔵するための巻取シロール
５０を含んでもよい。
電鋳された材料は、それらが上で電気メッキされるマン
ドレル表面を正確に再生°し得るから、電鋳によって実
質的に無欠陥の基板を製造することができる。マンドレ
ル３８の表面は実質的に無欠陥の外面を提供するべく仕
上げられている。この処理方法の目的は先に説明した表
面欠陥を生じる恐れのあるすべての部分を除去すること
を目的とする。マンドレルは非常になめらかな実質的に
無欠陥の表面を、たとえばダイアモンド加工、電気研磨
、バッフィング等々から成る技術によって提供すること
ができる。例えば、チタニウムのマンドレルは、比較的
高品質の表面仕上げに削ル、とがった部分を除くため電
気研磨し、次に５０ナノメートルのアルミナ粉を最高と
して徐々に細かくなる研磨粉で機械研磨する。
ドレル表面を正確に再生°し得るから、電鋳によって実
質的に無欠陥の基板を製造することができる。マンドレ
ル３８の表面は実質的に無欠陥の外面を提供するべく仕
上げられている。この処理方法の目的は先に説明した表
面欠陥を生じる恐れのあるすべての部分を除去すること
を目的とする。マンドレルは非常になめらかな実質的に
無欠陥の表面を、たとえばダイアモンド加工、電気研磨
、バッフィング等々から成る技術によって提供すること
ができる。例えば、チタニウムのマンドレルは、比較的
高品質の表面仕上げに削ル、とがった部分を除くため電
気研磨し、次に５０ナノメートルのアルミナ粉を最高と
して徐々に細かくなる研磨粉で機械研磨する。
作業の１具体例では、メッキ槽３４はマンドレル３８の
外側表面のほぼ半分に当たる充分な深さまで、標準形ニ
ッケルサルファメートメッキ浴で満たされる。メッキ浴
は、ニッケルサルファメート４００ ｇ／ノとホウ酸３
０１１／７！を含む水浴液で、４．５のｐＨをもち、好
ましくは約６０Ｃの温度に維持される。電源４４はほぼ
１２ポルトの’ｆＭ、圧を生じ、マンドレル３８の外面
で約７５００アンペア／イの電流密度を生じる。好まし
い具体例では、マンドレルは直径約２０センチメートル
、長さ約４０センナメートルで、表面の１部が連続的に
メッキ浴を通過できるよう、約２．５回転／分の速度で
回転する。これらの条件の下で、約１２．５ミクロンの
厚さのニッケルの被覆層がマンドレルの外面の１部に堆
積される。メッキ浴３６を出る際、マンドレルの外面は
マンドレルからメッキされた基板材料１１を分離するの
を助けるため加熱素子４８によって加熱される。基板１
１はこのように製造さ １れて、洗滌され、貯蔵または
例えば表面に薄膜半導体層料を堆積させるといったよう
な下流工程のため、巻き取シリール５０に巻きつけられ
る。
外側表面のほぼ半分に当たる充分な深さまで、標準形ニ
ッケルサルファメートメッキ浴で満たされる。メッキ浴
は、ニッケルサルファメート４００ ｇ／ノとホウ酸３
０１１／７！を含む水浴液で、４．５のｐＨをもち、好
ましくは約６０Ｃの温度に維持される。電源４４はほぼ
１２ポルトの’ｆＭ、圧を生じ、マンドレル３８の外面
で約７５００アンペア／イの電流密度を生じる。好まし
い具体例では、マンドレルは直径約２０センチメートル
、長さ約４０センナメートルで、表面の１部が連続的に
メッキ浴を通過できるよう、約２．５回転／分の速度で
回転する。これらの条件の下で、約１２．５ミクロンの
厚さのニッケルの被覆層がマンドレルの外面の１部に堆
積される。メッキ浴３６を出る際、マンドレルの外面は
マンドレルからメッキされた基板材料１１を分離するの
を助けるため加熱素子４８によって加熱される。基板１
１はこのように製造さ １れて、洗滌され、貯蔵または
例えば表面に薄膜半導体層料を堆積させるといったよう
な下流工程のため、巻き取シリール５０に巻きつけられ
る。
このように製造された、電気メッキされた、実質的に無
欠陥の基板材料は有害な表面欠陥の現れる密度を低下さ
せ、この基板材料を薄膜半導体層をデポジットさせるた
めに理想的な下地にする。
欠陥の基板材料は有害な表面欠陥の現れる密度を低下さ
せ、この基板材料を薄膜半導体層をデポジットさせるた
めに理想的な下地にする。
製造された光電池デバイスが光感応デバイスであれば、
大抵の場合、吸収されなかった再指向入射光のためデバ
イスの背面に逆反射層を備え、再度活性牛導体層を通し
て戻すのが好ましい。電鋳法によって得られる電気メツ
キニッケル基板の表面は反射性が高いが、大抵の場合効
率の高い逆反射を得るため、付加反射層を備えるのが望
ましい。
大抵の場合、吸収されなかった再指向入射光のためデバ
イスの背面に逆反射層を備え、再度活性牛導体層を通し
て戻すのが好ましい。電鋳法によって得られる電気メツ
キニッケル基板の表面は反射性が高いが、大抵の場合効
率の高い逆反射を得るため、付加反射層を備えるのが望
ましい。
この稙の反射層は、当業者によく知られた任意の方法に
よって、基板１１の表面に簡単に貼付けることができる
。例えば、銀又は銅をニッケル基板上に電気メッキして
もよく、アルミニウム又はその他の各種合金を、蒸着又
はスフ９ツタリングのような真空堆積法によって貼着さ
せてもよい。効率のよい逆反射を得ることができる好ま
しい材料には、優、アルミニウム、銅があり、更にケイ
素のような他の元素とこれらとの合金でもよい。高反射
性の、実質的に無欠陥の表面は先に挙げた材料を２０〜
１００ナノメートル堆禎させることによって形成するこ
とができることが分っている。大抵の場合、反射層上に
比較的不活性の丈夫な金属の薄い（２〜５ナノメートル
）層を備えて、猿境や後続堆積条件による劣化から反射
面を保護し、且つ後工程で堆積される半導体層と反射層
との付着性と両立性を促進するのが好ましい。保護層を
形成するため用いられ得る材料の例としては、モリブデ
ン、クローム及びチタンが挙げられる。
よって、基板１１の表面に簡単に貼付けることができる
。例えば、銀又は銅をニッケル基板上に電気メッキして
もよく、アルミニウム又はその他の各種合金を、蒸着又
はスフ９ツタリングのような真空堆積法によって貼着さ
せてもよい。効率のよい逆反射を得ることができる好ま
しい材料には、優、アルミニウム、銅があり、更にケイ
素のような他の元素とこれらとの合金でもよい。高反射
性の、実質的に無欠陥の表面は先に挙げた材料を２０〜
１００ナノメートル堆禎させることによって形成するこ
とができることが分っている。大抵の場合、反射層上に
比較的不活性の丈夫な金属の薄い（２〜５ナノメートル
）層を備えて、猿境や後続堆積条件による劣化から反射
面を保護し、且つ後工程で堆積される半導体層と反射層
との付着性と両立性を促進するのが好ましい。保護層を
形成するため用いられ得る材料の例としては、モリブデ
ン、クローム及びチタンが挙げられる。
背面反射層は、正反財形基板と拡散形基板の両方に堆積
させることができる。拡散形逆反射層は光の反射の他に
光を散乱させもする。本発明の電気メツキ法は、ＴＨ，
＃５法で織地状マンドレルを使用することによって、拡
散反射性を示す、織地状の、逆反射形の実質的に無欠陥
の表面を製造するために用いることができる。
させることができる。拡散形逆反射層は光の反射の他に
光を散乱させもする。本発明の電気メツキ法は、ＴＨ，
＃５法で織地状マンドレルを使用することによって、拡
散反射性を示す、織地状の、逆反射形の実質的に無欠陥
の表面を製造するために用いることができる。
入念に織目をつりだマンドレル３８ａを第４図に示す。
第２図を参照して説明した辿り、通例ではＮ流を通すか
又は不均質生長を促進する基板面上のこれらの欠陥は組
織的粗面構造とは区別されプＺければならない。前者の
欠陥のほうは、均一でなめらかな表面から生じた一般に
鋭い不規則な分離部分であって、薄い半導体層によって
理想的に覆われることができず、あるいは堆積半導体材
料の不均質成長の核になる。これと反対に、組織的粗面
構造のほうは、半導体層の均一、均質な堆積層を妨げな
い一様でなめらかな表面からなめらかに変わる偏向部分
を備えている。組織的粗面構造は入射光の散乱を増加さ
せ、基板上にデポジットされた活性半導体層によって光
吸収を増加させる。
又は不均質生長を促進する基板面上のこれらの欠陥は組
織的粗面構造とは区別されプＺければならない。前者の
欠陥のほうは、均一でなめらかな表面から生じた一般に
鋭い不規則な分離部分であって、薄い半導体層によって
理想的に覆われることができず、あるいは堆積半導体材
料の不均質成長の核になる。これと反対に、組織的粗面
構造のほうは、半導体層の均一、均質な堆積層を妨げな
い一様でなめらかな表面からなめらかに変わる偏向部分
を備えている。組織的粗面構造は入射光の散乱を増加さ
せ、基板上にデポジットされた活性半導体層によって光
吸収を増加させる。
第４図のマンドレル３８ａの外面は、切削、型押、彫刻
、ホトマスク及びエッチ等々の作業によって織地状の表
面を備えることができる。織地面構造はマンドレル３８
の外面に直接的に形成されるか、又は織地状の円筒形部
材を作製して、マンドレル３８ａの外面に添付してもよ
い。
、ホトマスク及びエッチ等々の作業によって織地状の表
面を備えることができる。織地面構造はマンドレル３８
の外面に直接的に形成されるか、又は織地状の円筒形部
材を作製して、マンドレル３８ａの外面に添付してもよ
い。
電鋳法は非連続法で実施されてもよく、非円筒形マンド
レルを用いてもよい。例えば、平面形マンドレルはプレ
ーナ形基板材料の分離シートを製造するのに電気メッキ
されてもよく、ベルト状マンドレルは基板材料のストＩ
Ｊツブを製造するのに用い得る。
レルを用いてもよい。例えば、平面形マンドレルはプレ
ーナ形基板材料の分離シートを製造するのに電気メッキ
されてもよく、ベルト状マンドレルは基板材料のストＩ
Ｊツブを製造するのに用い得る。
織地状電気メツキ基板は織地状マンドレル面を用いずに
形成してもよい。メッキ業界で周知の辿り、電気メツキ
層の性質は、メッキ浴の組成、メッキ材料の成分、電流
密度及び温度のような、Ｑラメータに左右される。これ
らのパラメータを調整することによって、成長面上にあ
らかじめ選択された形状を示す電気メツキ層を形成する
ことができる。第３図の装置３２では、電気メツキ基板
材料１１の成長面は基板材料の、■気メッキ浴３６と接
触するほうの面であって、マンドレル３８と接触する基
板材料面ではない。この変形具体例では、電気メツキ基
板材料１１の成長面は半導体層の堆積に最適化されてお
シ、マンドレル３８は単に電気メツキ層の成長のだめの
支持体とに役立つにすぎない。この変形具体例は、マン
ドレルの外面を、表面形状がメッキの、Ｑラメータに左
右されることから、厳密に仕上げる必要がないという利
点をもっている。同様に実質的に無欠陥の織地状面は、
ニッケル堆積層の柱状成長を促進することによって簡単
に達成され得る。例えば、よく知られた「ワツツ」メッ
キ法を使用してマット仕上げの柱状層をつくることがで
きる。ワッッ法では硫酸ニッケル、塩化ニッケル、及び
ホウ酸のメッキ浴が用いられ、このマット層は光感応デ
バイスのだめの拡散逆反射層として使用されることがで
きる。
形成してもよい。メッキ業界で周知の辿り、電気メツキ
層の性質は、メッキ浴の組成、メッキ材料の成分、電流
密度及び温度のような、Ｑラメータに左右される。これ
らのパラメータを調整することによって、成長面上にあ
らかじめ選択された形状を示す電気メツキ層を形成する
ことができる。第３図の装置３２では、電気メツキ基板
材料１１の成長面は基板材料の、■気メッキ浴３６と接
触するほうの面であって、マンドレル３８と接触する基
板材料面ではない。この変形具体例では、電気メツキ基
板材料１１の成長面は半導体層の堆積に最適化されてお
シ、マンドレル３８は単に電気メツキ層の成長のだめの
支持体とに役立つにすぎない。この変形具体例は、マン
ドレルの外面を、表面形状がメッキの、Ｑラメータに左
右されることから、厳密に仕上げる必要がないという利
点をもっている。同様に実質的に無欠陥の織地状面は、
ニッケル堆積層の柱状成長を促進することによって簡単
に達成され得る。例えば、よく知られた「ワツツ」メッ
キ法を使用してマット仕上げの柱状層をつくることがで
きる。ワッッ法では硫酸ニッケル、塩化ニッケル、及び
ホウ酸のメッキ浴が用いられ、このマット層は光感応デ
バイスのだめの拡散逆反射層として使用されることがで
きる。
実質的に無欠陥の電気メツキ基板は、例えば光感応デバ
イスのような大面積半導体デバイスを製造するのに用い
られ得る。「大面積デバイス」という用語は、デバイス
を効率良く実用的に使用するのに再分割が必要な程度に
広い面積の半導体デバイスであるととを指示している。
イスのような大面積半導体デバイスを製造するのに用い
られ得る。「大面積デバイス」という用語は、デバイス
を効率良く実用的に使用するのに再分割が必要な程度に
広い面積の半導体デバイスであるととを指示している。
例えば、大面積光電池ζハもつと効率良く光発生電流を
集め、あらかじめ選択された直列及び／又は並列接続ア
レイに、再分割された小面積セグメントを１Ｄ気的に相
互結合することを可能にし、あるいは不良セグメントと
結びついた問題を解決するため、小面積セグメントに再
分割される。第５Ａ図は先に述べた原理に従ってニッケ
ル合金で形成される電気メッキされた事実上無欠陥の基
板層重１を含む大面積光電セル５２ｇをル１面で示す。
集め、あらかじめ選択された直列及び／又は並列接続ア
レイに、再分割された小面積セグメントを１Ｄ気的に相
互結合することを可能にし、あるいは不良セグメントと
結びついた問題を解決するため、小面積セグメントに再
分割される。第５Ａ図は先に述べた原理に従ってニッケ
ル合金で形成される電気メッキされた事実上無欠陥の基
板層重１を含む大面積光電セル５２ｇをル１面で示す。
半導体層２７は、第１図に示したような複数個のｐ−１
−ｎ層か、又は他の任意の光電池で形成することができ
、基板１１上に堆積される。上部電極２２が半導体層２
７の上に堆積され、一般にこれと同じ広が）をもつ。電
極２２は好ましくは透明で、例えばインジウム・スズ酸
化物のような透明導電酸化物（ＴＣｏ）羽料により形成
される。
−ｎ層か、又は他の任意の光電池で形成することができ
、基板１１上に堆積される。上部電極２２が半導体層２
７の上に堆積され、一般にこれと同じ広が）をもつ。電
極２２は好ましくは透明で、例えばインジウム・スズ酸
化物のような透明導電酸化物（ＴＣｏ）羽料により形成
される。
大面積光電池５２は完全に活性で、以後のプロセスのた
め態勢が整っているが、操作を容易にし、寿命を増すた
め、セル５２を強化するのが望ましい。その理由はセル
の総厚みは僅かに５０ミクロンのオーダーにすぎないか
らである。この種の薄膜構造は、鋭い曲げ、しわつけ、
磨滅によシ生じる損傷から充分まぬがれ得る？１と堅牢
又は寸法的に安定しているとは云えない。従って、第５
Ｂ図に示す寸法上安定した絶縁支持体５４を、半導体材
料を堆積させた面と反対の基板上に添付するのが有利で
あろう。絶縁支持層５４は広範囲の材料から形成するこ
とができ、この場合、これらの材料は光電池５２ｂを形
成する半導体材料と短絡せず、反応せず、劣化させるこ
とがないことが条件である◎更に、絶縁支持層５４を形
成する材料は。
め態勢が整っているが、操作を容易にし、寿命を増すた
め、セル５２を強化するのが望ましい。その理由はセル
の総厚みは僅かに５０ミクロンのオーダーにすぎないか
らである。この種の薄膜構造は、鋭い曲げ、しわつけ、
磨滅によシ生じる損傷から充分まぬがれ得る？１と堅牢
又は寸法的に安定しているとは云えない。従って、第５
Ｂ図に示す寸法上安定した絶縁支持体５４を、半導体材
料を堆積させた面と反対の基板上に添付するのが有利で
あろう。絶縁支持層５４は広範囲の材料から形成するこ
とができ、この場合、これらの材料は光電池５２ｂを形
成する半導体材料と短絡せず、反応せず、劣化させるこ
とがないことが条件である◎更に、絶縁支持層５４を形
成する材料は。
およそ１０００ボルトが支持層を横切って印加される場
合の破壊に充分耐え得る程の絶縁耐力を持たなければな
らない。絶縁支持層５４を製造するのに用いられる好ま
しい材料には、ガラス、セラミック、エチレン酢酸ビニ
ルのような合成ポリマー、及びポリイミド並びにガラス
繊維合成物のような合成材料、等がある。少なくとも基
板接触面上に形成された絶縁被覆層をもつ比較的厚い（
２００ミクロン以上）金属シートを絶縁支持層５４を形
成するため用いることも有利である。絶縁支持層５４は
、当業者によく知られた、例えば積層、接着結合、等々
のような従来技術によって基板面に付加することができ
る。
合の破壊に充分耐え得る程の絶縁耐力を持たなければな
らない。絶縁支持層５４を製造するのに用いられる好ま
しい材料には、ガラス、セラミック、エチレン酢酸ビニ
ルのような合成ポリマー、及びポリイミド並びにガラス
繊維合成物のような合成材料、等がある。少なくとも基
板接触面上に形成された絶縁被覆層をもつ比較的厚い（
２００ミクロン以上）金属シートを絶縁支持層５４を形
成するため用いることも有利である。絶縁支持層５４は
、当業者によく知られた、例えば積層、接着結合、等々
のような従来技術によって基板面に付加することができ
る。
電気メツキ基板１１が薄いため、第５Ｂ図に示す大面積
光電池５２ｂのような大面積光感応デ・々 １イスは、
複数個の小面積セグメントに簡単に再分割することがで
きる。この種の再分割は複数個の分離形小面積セグメン
トを、特殊発電装置に適用するため、単に集電効率を向
上させるため、又は市、気的に結合した小面積セグメン
トのあらかじめ選択したアレイを備えるために用いるこ
とを可能にする。更に特定的には、小面積セグメントの
並列接続アレイを形成することが好ましく、又は他の場
合には、直列接続又は直列並列混合接続のアレイを形成
するのが好ましい、 絶縁支持裏面大面積セル５２ｂは一連の処理工程で直ち
に再分割されるか、又は後続処理のため貯蔵又は出荷す
ることができる。この方法で、セル５２ｂは、比較的簡
単に説明した方法で好みの餉気的形状的特徴にもとづい
て後工程で製造し得る光電材料の在庫を構成する。在庫
は最小でよく、しかも指定された特定形状を直ちに構成
する仁とができる。
光電池５２ｂのような大面積光感応デ・々 １イスは、
複数個の小面積セグメントに簡単に再分割することがで
きる。この種の再分割は複数個の分離形小面積セグメン
トを、特殊発電装置に適用するため、単に集電効率を向
上させるため、又は市、気的に結合した小面積セグメン
トのあらかじめ選択したアレイを備えるために用いるこ
とを可能にする。更に特定的には、小面積セグメントの
並列接続アレイを形成することが好ましく、又は他の場
合には、直列接続又は直列並列混合接続のアレイを形成
するのが好ましい、 絶縁支持裏面大面積セル５２ｂは一連の処理工程で直ち
に再分割されるか、又は後続処理のため貯蔵又は出荷す
ることができる。この方法で、セル５２ｂは、比較的簡
単に説明した方法で好みの餉気的形状的特徴にもとづい
て後工程で製造し得る光電材料の在庫を構成する。在庫
は最小でよく、しかも指定された特定形状を直ちに構成
する仁とができる。
第５Ｃ図によれば、大面積光電セルは電気的に絶縁され
た複数個の小面積セグメント５９ａ、５ｇ１）、５９ｃ
に分割される。絶縁された小面積光電セグメント５９ａ
〜５９ｃは、当業者によく知られた、例えば化＾１１、
レーザー彫刻、超高圧水ジエツト加工、プラズマ食刻、
等々のような任意の彫刻技術によって形成することがで
きる。小面坊セグメント５９ａ〜５９ｃはすべて共通の
導電性基板層を共有し、更に米国特許第４，４１９，５
３０号に開示されているような技術によって並列プレイ
に電気的に接続され得ることがわかるであろう。
た複数個の小面積セグメント５９ａ、５ｇ１）、５９ｃ
に分割される。絶縁された小面積光電セグメント５９ａ
〜５９ｃは、当業者によく知られた、例えば化＾１１、
レーザー彫刻、超高圧水ジエツト加工、プラズマ食刻、
等々のような任意の彫刻技術によって形成することがで
きる。小面坊セグメント５９ａ〜５９ｃはすべて共通の
導電性基板層を共有し、更に米国特許第４，４１９，５
３０号に開示されているような技術によって並列プレイ
に電気的に接続され得ることがわかるであろう。
半導体材料の前記の小面積セグメント間の電気メツキ基
板材料部分は、例えば化学食刻、レーザー彫刻、プラズ
マ食刻又はウォータージェット彫刻のような、第５Ｄ図
に示すように小面積セグメント５６ ａ、 ５６ ｂ、
５６ ｃを電気的に絶縁する方法によって簡単に除去
することができる。基板１１及び半導体材料２７を形成
する金属材料は、電気的に絶縁された小面積セグメント
５６ａ〜５６ｅ間の基板材料部分を露出するため彫刻さ
れている。この方法によって小面積セグメント５６８〜
５６ｃの電気的接続が容易化される。例えば、所定の小
面積セグメント（例えば５６ｃ）の底部金属基板層１１
を、隣接する小面積セグメント（例えば５６ｂ）の電極
２２に接続することによって、２個の隣接する小面積セ
グメントの直列接続が達成され得る。同様にして、隣接
する小面積セグメントの基板電極１１の電気的接続、及
びこれらの同じ小面積セグメントの電極２２の電気的接
続は並列電気的接続を達成する。勿論、直列、並列又は
直−並混合電気接続を、第５Ｄ図に示すものと同様の接
続構造を使用して実施することができる。
板材料部分は、例えば化学食刻、レーザー彫刻、プラズ
マ食刻又はウォータージェット彫刻のような、第５Ｄ図
に示すように小面積セグメント５６ ａ、 ５６ ｂ、
５６ ｃを電気的に絶縁する方法によって簡単に除去
することができる。基板１１及び半導体材料２７を形成
する金属材料は、電気的に絶縁された小面積セグメント
５６ａ〜５６ｅ間の基板材料部分を露出するため彫刻さ
れている。この方法によって小面積セグメント５６８〜
５６ｃの電気的接続が容易化される。例えば、所定の小
面積セグメント（例えば５６ｃ）の底部金属基板層１１
を、隣接する小面積セグメント（例えば５６ｂ）の電極
２２に接続することによって、２個の隣接する小面積セ
グメントの直列接続が達成され得る。同様にして、隣接
する小面積セグメントの基板電極１１の電気的接続、及
びこれらの同じ小面積セグメントの電極２２の電気的接
続は並列電気的接続を達成する。勿論、直列、並列又は
直−並混合電気接続を、第５Ｄ図に示すものと同様の接
続構造を使用して実施することができる。
以上の説明は専ら光感応デバイスに関連して述べたが、
本発明は実質的に無欠陥の基板を要求する任意の薄膜半
導体デバイスの製造にも容易且つ有利に適用することが
できる。本発明は記憶アレイ、集積回路、光検出器の製
造に有効であシ、更に他の任意の、半導体材料の薄膜層
で形成される電子デバイスで、これらの＠膜層を結晶、
多結晶又はアモルファスで形成する場合にも有利に適用
することができる。
本発明は実質的に無欠陥の基板を要求する任意の薄膜半
導体デバイスの製造にも容易且つ有利に適用することが
できる。本発明は記憶アレイ、集積回路、光検出器の製
造に有効であシ、更に他の任意の、半導体材料の薄膜層
で形成される電子デバイスで、これらの＠膜層を結晶、
多結晶又はアモルファスで形成する場合にも有利に適用
することができる。
第１図は複数個のｐ−１−ｎ形セルを含むタンデム形光
起電力デバイスの部分断面図、第２図は、本発明の基板
を使用していない半導体デバイスの基板の表面及び内部
に生じた有害な表面欠陥を示す断面図、第３図は、実質
的に無欠陥のデポジション面を有する本発明の基板ウェ
ブの製造装置、即ち、電気メツキ槽と回転マンドレルと
の部分断面斜視図、第４図は、実質的に無欠陥の織物状
外面を備えた第３図のマンドレルの第２具体例の斜視図
Ｓ第５Ａ図は、半導体材料ボディと透明導電性酸化物と
を本発明の基板にデポジットして形成された光感応デバ
イスの断面図、第５Ｂ図は、絶縁支持部材を含む第５Ａ
図の光感応デバイスの断面図、第５Ｃ図は、小面積区画
を形成するように透明導電性酸化物と半導体ボディとの
大面積表面がエッチされた第５Ｂ図の光感応デバイスの
断面図、第５Ｄ図は、デバイスの隣り合う小面積区画を
互いに電気的に分離するように基板がエッチされた第５
Ｃ図の光感応デバイスの断面図である。 １０・・・光起電力デバイス、１１・・・基板、１２ａ
、 １２ｂ％１２ｃｍセ ル、２２−・・電極、２４・
・・グリ ッ ド。 代理人弁理ｊ：川 口 義 雄 第１頁の続き ０発明者 マサラグ・イズ アメ ンテ ＠発明 者 ジエイムズ・ヤング アメンテ １９３
起電力デバイスの部分断面図、第２図は、本発明の基板
を使用していない半導体デバイスの基板の表面及び内部
に生じた有害な表面欠陥を示す断面図、第３図は、実質
的に無欠陥のデポジション面を有する本発明の基板ウェ
ブの製造装置、即ち、電気メツキ槽と回転マンドレルと
の部分断面斜視図、第４図は、実質的に無欠陥の織物状
外面を備えた第３図のマンドレルの第２具体例の斜視図
Ｓ第５Ａ図は、半導体材料ボディと透明導電性酸化物と
を本発明の基板にデポジットして形成された光感応デバ
イスの断面図、第５Ｂ図は、絶縁支持部材を含む第５Ａ
図の光感応デバイスの断面図、第５Ｃ図は、小面積区画
を形成するように透明導電性酸化物と半導体ボディとの
大面積表面がエッチされた第５Ｂ図の光感応デバイスの
断面図、第５Ｄ図は、デバイスの隣り合う小面積区画を
互いに電気的に分離するように基板がエッチされた第５
Ｃ図の光感応デバイスの断面図である。 １０・・・光起電力デバイス、１１・・・基板、１２ａ
、 １２ｂ％１２ｃｍセ ル、２２−・・電極、２４・
・・グリ ッ ド。 代理人弁理ｊ：川 口 義 雄 第１頁の続き ０発明者 マサラグ・イズ アメ ンテ ＠発明 者 ジエイムズ・ヤング アメンテ １９３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 薄い電鋳金属板を含む軽量光感応構造体を製造
するために、 一光を拡散反射する粗面構造が生じるようにマンドレル
の外面を織物状に組織し、−前記外面が電気メツキ浴内
で移動するように前記マンドレルを回転させ、 一前記浴内での前記マンドレルの回転中に前記マンドレ
ルの前記織物状外面に金属材料を電気メッキし、 一前記マンドレルの前記外面から前記劇料を剥離して前
記材料の少くとも片面に前記粗面構造を複製し、 一前記材料の前記複製された粗面に光感応性ボディをデ
ポジットするステップを含む軽量光感応構造体の製法。 （２）薄い電鋳金属基板を含む軽量光感応構造体を製造
するために、 一マンドレルの外面が電気メツキ浴内で移動するように
マンドレルを回転させ、 −前記浴内での前記マンドレルの回転中に前記マンドレ
ルの前記外面に金属材料を電気メッキし、 一浴側の前記金属材料面に該金属劇料の柱状デポジット
を成長させて粗面構造を形成し、 一前記金属材料の前記粗面上に拡散反射面が形成される
ように前記柱状デポジットの形態を制御し、 一前記マンドレルから前記材料を剥離し、−前記金属材
料の前記粗面に光感応ボディをデポジットするステップ
を含む軽量光感応構造体の製法。 （３）前記光感応ボディをデポジットする前に、前記金
属材料の前記粗面に高反射性の被膜をデポジットするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
の方法。 （４）前記反射性被膜が、主として銀、アルミニウム、
銅、シリコンから成る元素とそれらの混合物と合金との
グループから選択されることを特徴とする特許請求の範
囲第３項に記載の方法。 （５）前記光感応ボディをデポジットする前に、前記反
射性被膜を不動態化し且つ前記反射性被膜に対する前記
光感応ボディの接着性を改良するために、前記反射性被
膜に第２層をデポジットすることを特徴とする特許請求
の範囲第３項に記載の方法。 （６）前記第２層が、主としてクロム、チタン、モリブ
デンから成る元素とそれらの混合物と合金とから選択さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の方
法。 （力 前記光感応ボディとしてアモルファス牛導体合金
をデポジットすることを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項に記載の方法。 （８）前記光感応ボディの反対側で前記金属材料に電気
絶縁支持部材が接着されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 （９）前記光感応ボディ上に光透過電極を形成すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
方法。 αｅ 複数個の光感応デバイスを形成するために前記ボ
ディと前記電極とを部分的に除去することを特徴とする
特許請求の範囲第９項に記載の方法。 αυ 互いに電気的に分離された複数個の光感応デバイ
スを形成するために前記金属材料を部分的に除去するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/588,013 US4530739A (en) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | Method of fabricating an electroplated substrate |
| US588013 | 1990-09-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60211883A true JPS60211883A (ja) | 1985-10-24 |
| JPH0516673B2 JPH0516673B2 (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=24352097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60046326A Granted JPS60211883A (ja) | 1984-03-09 | 1985-03-08 | 光感応構造体の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4530739A (ja) |
| EP (1) | EP0154555A3 (ja) |
| JP (1) | JPS60211883A (ja) |
| AU (1) | AU566393B2 (ja) |
| BR (1) | BR8501053A (ja) |
| CA (1) | CA1255617A (ja) |
| ES (1) | ES8608234A1 (ja) |
| IN (1) | IN163417B (ja) |
| ZA (1) | ZA851755B (ja) |
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| JP2016512394A (ja) * | 2013-03-13 | 2016-04-25 | ジーティーエイティー・コーポレーション | 半導体のための自立型金属物品 |
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- 1985-03-08 BR BR8501053A patent/BR8501053A/pt unknown
- 1985-03-08 ZA ZA851755A patent/ZA851755B/xx unknown
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