JPS6149481A - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents

光起電力装置の製造方法

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JPS6149481A
JPS6149481A JP59172081A JP17208184A JPS6149481A JP S6149481 A JPS6149481 A JP S6149481A JP 59172081 A JP59172081 A JP 59172081A JP 17208184 A JP17208184 A JP 17208184A JP S6149481 A JPS6149481 A JP S6149481A
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JP
Japan
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light
substrate
photoelectric conversion
photovoltaic device
films
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JP59172081A
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English (en)
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Yasuo Kishi
岸 靖雄
Takashi Shibuya
澁谷 尚
Torashirou Ueda
上田 とら四郎
Hitoshi Kishi
均 岸
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/0248Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • H01L31/03921Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は太陽光等の光エネルギを直接電気エネルギに変
換する光起電力装置の製造方法に関し、斯る方法により
製造された光起電力装置は主として所謂民生用小型電子
機器の太陽電池として利用される。
(ロ)従来の技術 支持基板に光照射により光電変換動作する光電変換膜を
直接形成せしめた光起電力装置は既に知られており、ま
九上記基板を透光性となすことによりこの基板を受光面
側とした光起電力装置も例えば米国特許第4,281,
208号に開示された如く現存する。上記透光性の基板
は実用的にはガラスが用いられ、また研究所レベルでは
特公昭59−6074号の如く焼結度を高くすることに
よって透光性を得たセラミックも使用されている。
然し乍ら、上述の如き光起電力装置の光電変換膜は膜状
を呈するが故に、該変換膜を支持する支持基板は不可欠
な存在でるり、また支持基板を受光面側とした場合、上
記ガラス或いは透光性セラミックは有益な基板材料であ
る反面、両者共に衝懲による破壊危惧を有しており、特
に斯る光起電力装置(太陽電池)を組み込んだポケット
ラジオ、腕時計、電卓等の小型民生機器に於いて上述の
如き支持基板が衝撃破壊され飛散すると危険である。
斯る危惧に鑑み、通常の同厚の板ガラスに比して約6〜
8倍程度機械的強度を備えた強化ガラスを支持基板とし
て用いることが試みられた。一般的に強化ガラスとして
は1通常の板ガラスを、軟化温度付近(500〜700
℃)まで均一に加熱した後、これに均一に冷却ガスを吹
き付けて急冷すると、すでに冷却硬化した表層のために
内部の収縮が妨げられ、引張応力を生じ、その結果表層
に圧縮応力が誘発されろことによって強化される風冷強
化と、カリウム水溶液中に浸漬することによって上記カ
リウムを表層に取シ込ませて化学的に強化する化学強化
と、の2種類が存在する。
一方、上記小型民生機器に組み込まれる光起電力装置の
代表的な形状はポケットラジオ用のもので20〜303
!lX40〜6Qtm、腕時計用のもので6〜5mX1
0〜20H1、そして電卓用のもので10〜20jfl
lX30〜501N穆度の長方形状であり、膜状を呈す
る光電変換膜?上記小型の基板主面に個々に形成するこ
とは作業性の点に於いて問題であるために、従来から1
00ff100ff闘〜4001MX400mm程度の
正方形状大型基板に同時VC複数の光起電力素子を形成
すべき光電変換膜を一括形成後、斯る大型基板を上記サ
イズの如き任意の形状に分割している。
この様に大型基板に複数の光電変換膜を一括形成した後
、大型基板を任意の形状に分割する工程を経る製造方法
に上記大型基板として機械的強度に富む強化ガラスを用
いると、その分割工程に於いて分割すべきラインに椙っ
てスクライブを施すと、該強化ガラスはその表層のみが
強化されているために、−瞬にしてその内部応力のため
に粉砕する。従って、後工程に於いて分割工程を含む製
造方法の大型基板として従来から強化ガラスを用いるこ
とはできなかつ友。
服化インジウム、岐化インジウムスズ、等の透光性導電
酸化物(以下TCOと呼ぶ)Fi電子ビーム蒸着法、ス
パッタリング法、CVD法等によろその形成工程に於い
て良好な透光性を備えるべく約300〜500℃の加熱
処理を必要としたためIc。
斯る加熱処理により強化ガラスは強化前の通常の板ガラ
スに復帰するのでこの種加熱処理を経る光起電力装置の
基板として強化を目的とした強化ガラスを用いたとして
も無意味である。
また同保に、上記先行技術の如く光活性層として反応ガ
ス雰囲気中でのグロー放電により形成されたアモルファ
スシリコン系の半導体ヲ用いると、基板を200〜35
0℃程度に加熱しなければならず、強化ガラスを用いた
としても強化ガラスとして作用しない。
C9発明が解決しようとした問題点 本発明製造方法は斯る大型の支持基板に複数の光起電力
素子用の光電変換膜を形成し、これを分割して複数の光
起電力装置を製造する製造方法に於いて強化状態にある
強化ガラスが使用できない点を解決しようとしたもので
ある。
に)問題点を解決するための手段 本発明製造方法は、透光性の大型支持基板の一方の主面
に複数の光起電力素子を形成すべき光電変換膜を被着形
成する工程と、上記大型支持基板を各個別の光起電力素
子毎に分割する工程と、分割された各々の支持基板の他
方の主面に強化ガラスからなる受光板を固着配置する工
程と、を含む構成にめる〇 (ホ)作 用 上述の如く分割され丸缶々の支持基板の他方の主面に強
化ガラスからなる受光板を固着配置することによって、
該受光板は機械的強度が大きいために耐衝撃性を向上す
べく作用する。
(へ)実 施 例 第1図は本発明製造方法の途中状態の平面図、第2図は
第1図に於けるI−1/線拡大断面図でめりて、(1)
は透光性且つ絶縁性のガラス、セラミック等の大型支持
基板で、例えば100flX100ffの正方形状をな
し、斯る支持基板(1)に約25厘X′553Hの長方
形状光起電力素子(2&)〜(2J2)が横方向である
行方向に3個、縦方向の列方向VC4個、即ち3I4個
同時に形成されている。光起電力素子(2&〕〜(21
〕の各々は。
大型支持基板(1)の一方の主面(1!1)側に被着形
成された4段直列接続された光電変換膜(3)を備えて
いる。上記光電変換膜【3ノは、電子ビーム蒸着法、ス
パッタリンダ法、CVD法等の約300〜500℃の加
熱処理を必要とした周知の手法により厚み500〜50
00A程度遇択形成されたか、或いは全面に形成後フォ
トリングラフィ手決着しくはレーザスリライプ手法によ
シ複数段にパターニングされた酸化スズ、酸化インジウ
ム、酸化インジウムスズ等の単層或いは積層構造のTC
O電極(4)と、シラン等の反応ガス雰囲気中での約2
00〜350℃の刃口熱処理を含むグロー放電により形
成されたアモルファスシリコン系半導体の光活性ffi
 151と、アルミニウム等のオーミック性の背面電極
(6)と、の膜厚ミクロンオーダ乃至サブミクロンオー
ダの積層構造体(7)をそれ等の隣接間隔部〔8)に於
いてチタン或いは該チタンとアルミニウム更にはチタン
の積層構成にある結合電極(9)を介して電気的に直列
関係になるべく接続している。上記結合電極(9)はア
ルミニウムからなる背面電極(6)が直接隣接間隔部!
81 K N出した隣りの積層構造体(7)のTCO電
極(4)と接触すると、その接触界面に於いてTCO電
極f4)中の酸素が背面電極(6)材のアルミニウムを
酸化せしめて抵抗層を形成するのを防止するためのもの
であり、従って、斯る結合電極(9)の結合面材は酸化
しにくいものであればチタンに限る必要はない。
上記アモルファスシリコン系の光活性層(51は膜面π
平行7pin等の周知の半導体接合を協えており、支持
基板(1)及びTCO電極(4)を経て光が照射される
と、主に肉厚なl型層に於いて自由状態の電子及び正孔
の光キャリアが発生して、斯る光キャリアがTCO電極
(4)及び背面電極i6J K集電されることによって
光起電力が発生する。そして発生した光起電力は結合電
極(9)を介して隣接し見積層構造体(7)の光起電力
と相加され、その積層構造体(7)の面積に孔列した出
力、即ちこの実施例に於いては4段直列接続でろるので
4倍の出力が端子電極〔9T〕から取シ出される。
この様にして4段直列接続型の約25jrlX 33゜
3 zmの光起電力素子(2a) 〜(2Iり!に10
0問×100朋の大型支持基板(1)に3I4個形成後
、第1図及び@2図に於いて破線で示すスクライプライ
ンに沿ってスクライプを施し、上記光起電力素子(2a
〕〜(21)を上記サイズに分割する。
即ちこの時点で1つの大型支持基板filから12個の
光起電力素子(2a〕〜(21)が作成される。
そして、斯る個々に分割された光起電力素子(2a)〜
(21りに対して第3図の如き予め約2511X33.
+aの支持基板(1a)と同一サイズにカッティングさ
れ風冷強化或いは化学強化された強化ガラスからなる受
光板(1(lが上記支持基板〔1a〕の充電変換膜(3
)を支持する一方の主面(181)とに反対の他方の主
面(1112)側に透光性接着層111)を介して接着
固定される。上記接着層圓は好ましくは支持基板(1a
〕と受光板1ll)の屈折率とほぼ等しい屈折率を備え
ている。例えば上記支持基板(1a)及び受光板(lα
として通常の窓ガラス用の所謂板ガラスを使用すると、
そのガラス材はソーダ石灰ガラスであり約’L45〜1
.60程度の屈折率を持ち、斯る屈折率とほぼ等しい透
明接着層(11)としては屈折本釣1.48のポリビニ
ルブチラール(PVB)やエチレンビニルアセテート(
EVA)が存在する。斯るPVB及びEVA共に厚み0
.1〜数m程度のシート状のものが例えば米国デュポン
社から市販されており、購入時白濁している透明接着層
C11l用シート材を支持基板(1a)と受光板叫との
間に挟み込み1例えば10Torr以下の減圧状態に於
いて加熱温度80〜170℃、圧力0.5〜5即/−の
条件でホットプレスすることにより、白濁していたシー
ト材から気泡が脱気され透明となった透明接着層(li
lKより受光板間と支持基板(1a)とが一体的に結合
される。
一方、一般に屈折率n1の物質からn2の物質へ光が垂
直に入射した場合、その界面に於いて生じる光反射率R
Fi。
で表わされることは周知の通りでるる。従って、上記接
1引υの屈折率が支持基板(1a)及び受光板(101
との屈折率とほぼ等しいために、光電変換膜(3)の入
射面に至るまでに元が受光板部、透明接沿層住υ及び支
持基板〔1a〕の三層を透過しなければならないICも
拘らず、最初の大気と受光板+1(9との界面に於いて
犬きぐ反射する以外は夫々の界mrc於ける反射は殆ど
無視し得る。即ち、受光板Uα及び支持基板(1a〕と
して最も一般的な窓用ガラス材を用いると、そのガラス
材の屈折率は約1.52でゐり、その中間に位置するP
VB或いはEVAの屈折率が上述の如く約1.48であ
るから、光電変換膜t3)[、到達するまで元が反射し
ようとした総合反射率Rari。
でめシ、従来の如く支持基板(1a)に直接光が照射さ
れる場合の反射率R1が、 であることからして、三層構造にすることによる反射率
の増加はQ、0O04に過ない。
(ト)発明の効果 本発明光起電力装置の製造方法は以上の説明から明らか
な如く、透光性の大型支持基板の一方の主酊に複数の光
起電力素子を形成すべき光電変換膜を被着形成後、各個
別の光起電力素子毎に分割し1分割された各々の支持基
板の他方の主面に任意形状の強化ガラスからなる受光板
を固着配置するので、光起電力装置の受光面9JJ (
C機械的強度の太き9強化ガラスを使用することができ
、耐衝撃性の向上が図れる。また、今まで光電変換膜の
受光面側電極としてTCO電極や、光活性層として反応
ガス雰囲気中でのグシー放電fcニジ形成される半導体
膜の如き加熱処理を必要とした光起電力装置に使用して
も無意味でめった強化ガラスを受光面側に配置すること
が可能となると共に、同じく加熱処理を経る場合使用で
きなかった反射防止膜を強化ガラスの受光面に施すこと
もできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明製造方法の途中状態を示す平面図、第2
図は第1図に於けるI−…I線断面図。 第6図は本発明製造方法によシ作製された光起電力装置
の断面図%を夫々示している。 (1)・・・大型基板、C2&)〜(2lり −・・光
起電力素子、(3〕・・・光電変換膜、Uα・・・受光
板、(LD・・・透明接着層。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)透光性の大型支持基板の一方の主面に複数の光起
    電力素子を形成すべき光電変換膜を被着形成する工程と
    、上記大型支持基板を各個別の光起電力素子毎に分割す
    る工程と、分割された各々の支持基板の他方の主面に強
    化ガラスからなる受光板を固着配置する工程と、を含む
    ことを特徴とした光起電力装置の製造方法。
  2. (2)上記光電変換膜はその受光面側に加熱処理を経て
    形成された透光性導電酸化物電極を含むことを特徴とし
    た特許請求の範囲第1項記載の光起電力装置の製造方法
  3. (3)上記光電変換膜の光活性層は反応ガス雰囲気中で
    のグロー放電により形成されることを特徴とした特許請
    求の範囲第1項若しくは第2項記載の光起電力装置の製
    造方法。
JP59172081A 1984-08-17 1984-08-17 光起電力装置の製造方法 Pending JPS6149481A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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