JPS62123780A - 光電変換素子の製造方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、アモルファスシリコンを用いた超薄型太陽電
池として有利に実施される光電変換素子の製造方法に関
する。

背景技術 典型的な先行技術は、第５図に示されている。

この光電変換素子１は、ステンレス鋼から成る金属基板
２上に、光電変換半導体層としてのＰＩＮ構造を有する
アモルファスシリコンＦｖＪ３と、透明電極４とがこの
順序で形成されて構成される。このような光電変換素子
１では、金属基板２の厚みＤ２がたとえば０．０５−０
．２ｍｍであるとき、アモルファスシリコン層３の厚み
Ｄ３は、たとえば約１μｍであり、また透明電極４の厚
みＤ　４は、たとえば約０．１μｍであり、金属基板２
の厚みＤ２が光電変換素子１の厚みＤｌの大部分を占め
ることとなる。

他の先行技術は、第６図に示されている。この光電変換
素子５は、アルミニウムなどから成る金属電源６上に、
光電変換半導体層としてのＰＩＮｌｉ！７造を有するア
モルファスシリコン層７と、透明電極８と、ガラス基板
９とがこの順序で形成されて構成される。このような光
電変換素子５では、ガラス基板９の厚みＤ５がたと乏ば
０，１〜２ｒ！ｌ＋ｎであるとき、金属電極６の厚みＤ
６は、たとえば約１μｍであり、アモルファスシリコン
層７の厚みＤｌは、たとえば約１μＩＱであり、透明電
極８の厚みＤ８は、たとえば約０．１μｍｎであり、ガ
ラス基板９の厚みＤ５が光電変換素子５の厚みＤ９の大
部分を占めることとなる。

発明が解決しようとする問題点 このような先行技術では、金属基板２およびガラス基板
８の存在によって、光電変換素子１，５のＭ薄膜化を実
現することができない。また可撓性に劣るという問題も
ある。

本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、超薄膜化
を図るとともに、可撓性の優れた光電変換素子の製造方
法を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、基板上に、複数の光電変換半導体層を形成し
、その後、光電変換半導体層から基板を除去するように
したことを特徴とする光電変換素子の製造方法である。

ｆヤ　泪 本発明に従えば、基板上に、複数の光電変換半導体層を
形成し、その後、光電変換半導体層がら基板を除去する
ようにしたことによって、可視性に優れた超薄膜の光電
変換素子を製造することができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例の断面図であり、第２図は本
発明シニ従う光電変換素子１０の断面図である。この光
電変換素子１０は、基本的には、光電変換半導体層とし
てのＰ　Ｉ　Ｎ　描込を有する薄膜状のアモルファスシ
リコン層１１と、アモルファスシリコン層１１の一方の
表面１１ａに形成される透明な薄膜状の第１導電層１２
と、アモルファスシリコン層１１の能力の表面１１ｂに
形成される透明な薄膜状の第２導電層１３とを含む。こ
の光電変換素子１０の両面側から光が照射されると、第
１および第２導電／ｉ！！１２．１３からアモルファス
シリコンＮｌｌ内に光が吸収されて光電変換される。ア
モルファスシリコン層１１内で発生した電流は、第１お
よび第２導電層１２．１３に接続される図示しない外部
の負荷に供給され、こうして太陽電池としての機能が達
成されるに の光電変換素子１０を構成するＰＩＮ構造のアモルファ
スシリコン層１１の厚み！１は、たとえば約１μｍであ
り、第１および第２導電層１２゜１３の各厚み、／　２
．７１７３は、たとえば約０．１μｍ程度にそれぞれ選
ばれる。この光電変換素子１０の両面は、第１図で示さ
れるように透明フィルム１４．１５によって被覆され、
太陽電池モノニール１６として構成される。この太ｌ！
！電池モジュール１６の総厚ノ４は、透明フィルム１４
．１５の厚みを加えても、せいぜい２μｍ０程度以下の
超薄膜状に形成することができる。また透明フィルム１
４゜１５の両面側から光を吸収することができ、これに
よって光の有効利用を図ることができる。

第３図を参照して、本発明に従う光電変換素子１０の製
造工程を説明する。まず酸、アルカリあるいは溶剤など
によって除去可能である材料、たと乏ばステンレス鋼や
アルミニウムから成る第３図（１）で示される金属基板
２０を準備する。本実施例では、ステンレス鋼を用いる
。

次に、金属基板２０の表面２Ｏｎに、真空蒸着などによ
って酸化インジワムーチタン（ＩＴＯ）を蒸着させて、
透明なｆｊ４１導電層１２を第３図（２）で示されるよ
うに、均一な膜厚（約０．１μｍ）で形成する。

次に、第３図（３）で示されるように、前記第１導電Ｗ
Ｊ１２上にＰＩＮ構造を有するアモルファスシリコン層
１１を均一な膜厚（約１μｌ１１）で形成する。この形
成法としては、たとえばシラン（ＳｉＨ４）ガスを、グ
ロー放電中で分解して形成する、いわゆるブラズｖ　Ｃ
Ｖ　Ｄ　（Ｃｂｅ＋＋＋１ｃａｌ　Ｖ　ａｐｏｕｒ　Ｄ
　ｃｐ。

５ｉＬｉｏｎ）法が好適に用−・られる。

次に、第３図（４）で示されるように、アモルファスシ
リコン層１１上に真空蒸着などによってＩＴＯを蒸着さ
せて、透明な第２導電ｆｒ！１１３を均一な膜厚（約０
．１μＩｎ）で形成する。

その後、ステンレス鋼から成る金属基板２０を、酸ある
いは塩化第２鉄（Ｆ　ｅＣｌ、）などによって除去する
。これによって第３図（５）で示される超藩膜型光電変
換素子１０を得ることができる。

第４図は、本発明の池の実施例の断面図である。

第４図は第２図の構成に類似し、対応する部分には同一
の参照符を付す。本実施例では、前記実施例の第１およ
び第２導電／ｉ１２，１３のうち１１ずれか一方、たと
えば第１導電層１２に代えて、遮光性を有するアルミニ
ウムなどから成る金属電極２Ｇを形成し、一方の第２導
電層１３側から光を吸収するようにしたものである。こ
の金属電極２６の厚み！４を、たと元ば１μτ０程度と
すれば、透明フィルム１４．１５によってサンドイッチ
されて構成される太陽電池モジ゛ニール１６の総厚を３
μｔｏ程度以下に抑えることができる。

このように光電変換素子１０の製造過程において、金属
基板２０上にアモルファスシリコン層１１などを形成し
、その後、この金属基板２０を酸、アルカリあるいは溶
剤などによって除去するようにしたことによって、以下
に示される利点を得ることができる。

（１）金属基板２０の除去を行なうことによって、光電
変換素子１０の超薄膜化を実現することができるので、
従来の光電変換素子と比べて、厚みおよび重量が約１／
１０００程度以下となって軽量かつ小形にすることがで
きる。したがって運搬やその取扱いが極めて容易となり
、実用価値を高めることができる。

（２）金属基板２０を除去することによって、光電変換
素子１０の全体の可撓性を得ることができる。

またアモルファスシリコン層１１はその性質上、折り曲
げ可能であることから、従来のようなガラスやステンレ
ス鋼などの基板を用いる光電変換素子と比べて、可撓性
の面で極めて優れている。

（３）アモルファスシリコン層１１の両面に第１および
第２導電層１２．１３を形成することによって、両面か
ら光を吸収することが可能となり、これによって太陽電
池モジュール１６の短絡電流の増加および曲線因子の改
善を図ることができ、光電変換効率を向上させることが
できる。

前記実施例では、金属基板２０の材料として、ステンレ
ス鋼やアルミニウムなどを用いるようにしたけれども、
これに限定されず、酸、アルカリあるいは溶剤などによ
って除去することができる全ての材料を含むものと解釈
しなければならない。

またアモルファスシリコン層１１は、ＰＩＮ構造とした
けれども、ＮＩＰ構造であってもよく、また多層ＰＩＮ
構造、多層ＮＩＰ構造であってもよい。またアモルファ
スシリコンに代えて、単結晶シリコンあるいは多結晶シ
リコンなどによって構成されてもよい。

本発明に従う方法によって製ｎされる光電変換素子は、
各種電気製品の電源として、あるいは各種購造物たとえ
ば建築物、船舶、飛行機などの表面に貼り付けて電源と
して、広範囲の技術分野に亘って実施されることができ
る。

効　　果 以上のように本発明によれば、基板上に、複数の光？ｌ
変換半導体層を形成し、その後、光電変換″４！−導体
層から基板を除去するようにしたことによって、可撓性
に優れた超薄膜の光′？ｌ変換素子を製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の〜実施例の断面図、第２図は本発明に
従う光電変換素子１０の断面図、ｒｊＳ３図は光電変換
素子１０の製造工程を説明するための図、第４図は本発
明の他の実施例の断面図、第５図および第６図は先イテ
技術を説明するための図である。 １．１０・・・光電変換素子、２，２０・・・金属基板
、１１・・・アモルファスシリコン層、１２・・・第１
導電層、１３・・・第２導電層 代理人　　弁理士　画数　圭一部 第５図 第６図 手続補正書 昭和６０年１２月２３日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に、複数の光電変換半導体側を形成し、その後、
   光電変換半導体層から基板を除去するようにしたことを
   特徴とする光電変換素子の製造方法。