JP2014017366A - Thin film compound solar battery cell and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄膜化合物太陽電池セルおよびその製造方法に関するものである。特に、多接合型の薄膜化合物太陽電池セルおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a thin film compound solar battery cell and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to a multi-junction thin film compound solar cell and a method for manufacturing the same.
結晶系半導体基板と導電性半導体薄膜層とを組み合わせて構成されるヘテロ接合を有する太陽電池セルの研究開発が盛んに行なわれている。特に大規模発電用途として開発された集光用太陽電池セルや、宇宙空間で大きな電力を発生させる目的で開発された人工衛星用太陽電池セルなどに関しては、入射した太陽光を高効率に変換させるため、結晶系半導体基板としてＧａＡｓ基板やＧｅ基板が用いられ、これらの種類の基板上にＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）などを利用して、ＧａＡｓ系やＧａＰ系などの半導体薄膜層を幾重にも堆積して太陽電池を形成したものを、ヘテロ接合を介して直列に堆積して形成することにより、多接合太陽電池セルを形成している。近年、この多接合太陽電池セルから結晶系半導体基板を取り除いて作製する多接合型の薄膜化合物太陽電池の開発も開始されており、特開２００４−３２７８８９号（特許文献１）には化合物太陽電池の製造方法が提案されている。 Research and development of solar cells having a heterojunction configured by combining a crystalline semiconductor substrate and a conductive semiconductor thin film layer has been actively conducted. In particular, solar cells for concentrators developed for large-scale power generation applications, solar cells for artificial satellites developed for the purpose of generating large power in outer space, etc., convert incident sunlight with high efficiency. Therefore, a GaAs substrate or a Ge substrate is used as a crystalline semiconductor substrate, and GaAs-based or GaP-based semiconductor thin film layers are layered by using MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) on these types of substrates. A multi-junction solar cell is formed by depositing and forming a solar cell by depositing in series via a heterojunction. In recent years, development of a multi-junction thin-film compound solar cell manufactured by removing a crystalline semiconductor substrate from the multi-junction solar cell has been started, and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-327889 (Patent Document 1) discloses a compound solar cell. The manufacturing method of this is proposed.
従来の薄膜化合物太陽電池では、複数の化合物半導体層が積層されたセル本体の受光面側に表面電極が設けられ、セル本体の受光面とは反対側の面の全面に裏面電極が設けられた構造とされている。 In a conventional thin film compound solar cell, a surface electrode is provided on the light receiving surface side of a cell body in which a plurality of compound semiconductor layers are stacked, and a back electrode is provided on the entire surface of the cell body opposite to the light receiving surface. It is structured.
従来の薄膜化合物太陽電池セルは、以下のように製造される。
図５０に示す工程１において、半導体基板である基板１上に組成の異なる複数の化合物半導体層によって少なくとも１つのＰＮ接合が形成されたセル本体が製造される。すなわち、基板１上に基板１に近い側から順に、エッチング液の染み込みを押さえるエッチングストップ層２、コンタクト層３、第１の導電型の化合物半導体からなるエミッタ層４、エミッタ層４とＰＮ接合を形成するベース層５、バッファ層６が積層される。
Conventional thin-film compound solar cells are manufactured as follows.
In
以下、ここでは上述の少なくともコンタクト層３、エミッタ層４およびベース層５を合わせたものを「セル本体」と称する。図５０に示した例では、セル本体の構成要素の１つであるベース層５の表面を覆うようにバッファ層６が形成されている。セル本体は、このようにバッファ層６を含んでいる場合がある。
Hereinafter, a combination of at least the
続いて図５１に示す工程２において、バッファ層６上の露出している化合物半導体層の裏面全面に電極材料を蒸着することによって裏面電極７が形成され、密着性の向上および接触抵抗の低減を図るために焼成される。
Subsequently, in
次に図５２に示す工程３において、裏面電極７上に基材８が形成される。基材８は、表面電極の焼成温度以上の耐熱性を有する材料とされる。たとえば基材８は、フィルム状のポリイミドとされる。ポリイミドフィルムとして販売されている材料を接着剤などを用いて貼り付けることは、接着剤自体の耐熱性の問題から技術的に不可能である。フィルム状のポリイミドは、樹脂状のポリイミドを塗布、焼成することによって形成される。そして、ポリイミドフィルムの厚みは１５μｍ以下とされる。このような方法で基材８を形成することにより、基材８の形成より後に表面電極２０の焼成を行なうことができる。
Next, in
図５３に示す工程４では基材８上に補強材９が取り付けられる。補強材９としては、たとえば半導体基板やガラス板など、後工程でのエッチングや有機洗浄などの処理に耐えうる材料の板を利用することができる。補強材９と基材８との接続には、たとえば熱発泡シートを利用することができる。なぜなら熱発泡シートなどは後工程でのエッチングや有機洗浄などの処理に耐えうる材料であるからである。
In
こうして、補強材９付きの太陽電池素子が得られる。
図５４に示す工程５において、補強材９付きの太陽電池素子から基板１が分離される。分離する方法の一例としては、補強材９を貼り合わせた太陽電池素子をエッチャントに浸漬する。こうすることにより、エッチングストップ層２にてエッチングが止まるため、セル本体を含む構造物を残し、基板１のみをエッチングにより除去することができる。これにより、基板１と化合物半導体層とが分離され、太陽電池素子のフレキシブル性が発現する。
In this way, a solar cell element with the reinforcing
In
さらに図５５に示す工程６では、エッチングなどによりエッチングストップ層２が除去される。図５６に示す工程７では、コンタクト層３の表面上にフォトレジストなどの第１の保護膜１０が形成される。図５７に示す工程８では、コンタクト層３上の第１の保護膜１０が露光などにより所定の形状に加工される。
Further, in
図５８に示す工程９では、所定の形状に加工された第１の保護膜１０をマスクとして、コンタクト層３がエッチングなどにより除去される。図５９に示す工程１０では、不要となった第１の保護膜１０が有機洗浄などにより除去される。
58, the
図６０に示す工程１１では、コンタクト層３とエミッタ層４の表面上にフォトレジストなどの第２の保護膜１１が形成される。図６１に示す工程１２では、太陽電池素子の所定形状（チップ形状）に対応したセル形成領域を確定するように、エミッタ層４上の第２の保護膜１１が露光などにより所定の形状に加工される。
In
図６２に示す工程１３では、所定の形状に加工された第２の保護膜１１をマスクとして、エミッタ層４およびベース層５がエッチング除去され、ウエハ上に存在する素子が電気的に分離される。図６３に示す工程１４では不要となった第２の保護膜１１が有機洗浄などにより除去される。
In
図６４に示す工程１５では、コンタクト層３およびエミッタ層４の表面上にフォトレジストなどの第３の保護膜１２が形成される。図６５に示す工程１６では、コンタクト層３上の第３の保護膜１２に露光などを施すことにより所定の開口部が形成される。
In
図６６に示す工程１７では、所定の開口部を介して露出したコンタクト層３上および第３の保護膜１２上に、真空蒸着などで電極材料を蒸着することにより、表面電極２０が形成される。図６７に示す工程１８では不要となった第３の保護膜１２とともに第３の保護膜１２上の表面電極２０が有機洗浄などにより除去される。こうして、第３の保護膜１２の開口部であった領域のみに選択的に表面電極２０が形成される。このような表面電極形成工程によって、前工程により形成したコンタクト層３の平面的領域よりも内側に収まるように、表面電極の平面的領域が設定される。
In
図６８に示す工程１９では、基材８に取り付けられていた補強材９が剥離される。基材８と補強材９との接続に、たとえば熱発泡シートなどが用いられていた場合には、そのシートの発泡温度以上に加熱することにより、容易に補強材９を剥離することができる。
In step 19 shown in FIG. 68, the reinforcing
その後、図示されていないが、表面側には反射防止膜が形成され、表面電極２０と反射防止膜との間の密着性の向上および接触抵抗の低減を図るために３００℃程度の温度で焼成がなされる。
After that, although not shown, an antireflection film is formed on the surface side, and firing is performed at a temperature of about 300 ° C. in order to improve the adhesion between the
図６９に示す工程２０では、工程１３によって素子分割されていた部分を切断することによって、太陽電池が切り出される。
In
上述の従来の製造方法では、工程７〜工程１０にてコンタクト層３上に形成した第１の保護膜１０を所定の形状に加工してエッチングマスクとして利用し、コンタクト層３を所定の形状に加工するが、コンタクト層３上に表面電極２０を形成した後に、コンタクト層３を所定の形状に加工してもよい。この場合、表面電極がエッチングマスクとして機能する。
In the conventional manufacturing method described above, the first
また、上記の従来の製造方法では、工程１０にてコンタクト層３を所定の形状に加工し、工程１３にて素子分割を実施した後に、工程１８にて表面電極２０を形成するという順序で記載したが、素子分割を実施した後にコンタクト層３を所定の形状に加工し、表面電極２０を形成してもよい。コンタクト層３を所定の形状に加工し、表面電極２０を形成した後で素子分割を実施してもよい。
Further, in the above-described conventional manufacturing method, the
従来の製造方法を利用することにより、薄膜太陽電池は比較的安定して製造できるが、従来の製造方法には以下に示す欠点が存在していた。 By using the conventional manufacturing method, the thin film solar cell can be manufactured relatively stably, but the conventional manufacturing method has the following drawbacks.
主にＭＯＣＶＤなどを用いて形成されるエッチングストップ層、コンタクト層、第１の導電型の化合物半導体からなるエミッタ層、前記エミッタ層とＰＮ接合を形成するベース層、バッファ層などには、わずかではあるが未成長の部分や、穴状の欠陥（ピンホール）が局所的に存在する場合がある。以下これらを「不都合な箇所」と呼ぶものとする。 An etching stop layer, contact layer, emitter layer made of a compound semiconductor of the first conductivity type, a base layer that forms a PN junction with the emitter layer, a buffer layer, etc. In some cases, however, an ungrown portion or a hole-like defect (pinhole) exists locally. These are hereinafter referred to as “inconvenient places”.
不都合な箇所が化合物半導体上に存在していた場合、従来の製造方法における様々な工程によってそのサイズが大きくなったり、さらに深い位置まで進行したりする場合もある。これらの不都合な箇所がたとえ１ヶ所でも表面電極の直下に存在していた場合、表面電極を焼成する際や、他の太陽電池と接続するために溶接や半田付けをした際や、実際の使用時に熱的なストレスが加わった際など、主に太陽電池セルに熱的な負荷を加えることによって、これらの不都合な箇所に沿って電極材料が拡散し、エミッタ層とベース層との間のＰＮ接合が短絡してしまったり、最悪の場合は表面電極と裏面電極とが短絡してしまうおそれがある。 When an inconvenient location exists on the compound semiconductor, the size may increase or the depth may be further increased by various processes in the conventional manufacturing method. If even one of these inconvenient places exists directly under the surface electrode, when firing the surface electrode, welding or soldering to connect with other solar cells, or in actual use By applying a thermal load to the solar cell mainly when thermal stress is applied, the electrode material diffuses along these inconvenient points, and the PN between the emitter layer and the base layer There is a possibility that the junction is short-circuited or, in the worst case, the front electrode and the back electrode are short-circuited.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、化合物半導体層の中に局所的に不都合な箇所が存在していたとしても、安定的に電気エネルギーへの変換が図られる薄膜化合物太陽電池セルを提供することを目的とする。さらに、そのような薄膜化合物太陽電池セルの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and even if a locally inconvenient portion exists in the compound semiconductor layer, the thin film compound can be stably converted into electric energy. It aims at providing a photovoltaic cell. Furthermore, it aims at providing the manufacturing method of such a thin film compound solar cell.
上記目的を達成するため、本発明に基づく薄膜化合物太陽電池セルは、少なくとも１つのＰＮ接合部を有し、互いに対向する第１主面および第２主面を有するセル本体と、上記セル本体の第１主面上に形成された第１電極と、上記セル本体の第２主面上に部分的に形成された絶縁性薄膜と、上記セル本体の第２主面上に形成された第２電極とを備え、上記セル本体の平面視状態において、上記絶縁性薄膜が上記第１電極と重複する位置を少なくとも覆うように形成され、上記セル本体と上記第２電極とが、上記絶縁性薄膜に覆われない領域を介してのみ電気的に接続されている。 In order to achieve the above object, a thin-film compound solar cell according to the present invention has a cell body having at least one PN junction and having a first main surface and a second main surface facing each other; A first electrode formed on the first main surface; an insulating thin film partially formed on the second main surface of the cell body; and a second formed on the second main surface of the cell body. An electrode, and in the plan view of the cell body, the insulating thin film is formed to cover at least a position overlapping the first electrode, and the cell body and the second electrode are formed of the insulating thin film. It is electrically connected only through a region that is not covered.
本発明によれば、第１電極と第２電極とが互いに重複する領域には必ず絶縁性薄膜が存在するので、第１電極と第２電極とが互いに重複する領域の中には第２電極がセル本体３０と電気的に直接接続されている領域は存在しない。よって、たとえ第１電極の直下の部分に不都合な箇所、すなわち、エピタキシャル層の未成長の部分や、穴状の欠陥（ピンホール）が存在したとしても、電気的な短絡を防ぐことが可能となる。したがって、化合物半導体層の中に局所的に不都合な箇所が存在していたとしても、長期信頼性に優れ、安定的に電気エネルギーへの変換が図られる薄膜化合物太陽電池セルとすることができる。
According to the present invention, since the insulating thin film always exists in the region where the first electrode and the second electrode overlap each other, the second electrode is included in the region where the first electrode and the second electrode overlap each other. There is no region in which the
（実施の形態１）
（構成）
図１を参照して、本発明に基づく実施の形態１における薄膜化合物太陽電池セルについて説明する。図１に示すように、本実施の形態における薄膜化合物太陽電池セル１０１は、少なくとも１つのＰＮ接合部を有し、互いに対向する第１主面および第２主面を有するセル本体３０と、セル本体３０の第１主面上に形成された第１電極としての表面電極２０と、セル本体３０の第２主面上に部分的に形成された絶縁性薄膜としての第１の絶縁膜１５と、セル本体３０の第２主面上に形成された第２電極としての裏面電極７とを備える。セル本体３０の平面視状態において、前記絶縁性薄膜が前記第１電極と重複する位置を少なくとも覆うように形成され、セル本体３０と前記第２電極とが、前記絶縁性薄膜に覆われない領域を介してのみ電気的に接続されている。
(Embodiment 1)
(Constitution)
With reference to FIG. 1, the thin film compound solar cell in
図１において、第１主面はセル本体３０の上側の面、第２主面はセル本体３０の下側の面である。表面電極２０は、第１主面の全面を覆うのではなく局所的に形成されている。第１の絶縁膜１５は、セル本体３０の第２主面を部分的に覆うように形成されている。第１の絶縁膜１５は、第１電極としての表面電極２０と重複する位置を少なくとも覆うように形成されている。裏面電極７は、第２主面の全面を覆っているが、第１の絶縁膜１５が裏面電極７とセル本体３０との間に介在しているので、裏面電極７とセル本体３０とが電気的に接続されているのは、第１の絶縁膜１５に覆われない領域を介してのみである。図１においては、上側の面が受光面である。
In FIG. 1, the first main surface is the upper surface of the
薄膜化合物太陽電池セル１０１に含まれるセル本体３０は、コンタクト層３と、エミッタ層４と、ベース層５と、バッファ層６とを備える。エミッタ層４とベース層５との間ではＰＮ接合が形成されている。本来、セル本体にとって、最低限含まれるものは、コンタクト層３、エミッタ層４およびベース層５であって、バッファ層６は必須の構成要素ではない。セル本体３０がバッファ層６を含んでいるのはあくまで一例に過ぎない。
The
（作用・効果）
本実施の形態では、第１電極と第２電極とが互いに重複する位置には第１の絶縁膜が形成されており、第２電極とセル本体３０とが電気的に接続されているのは、第１の絶縁膜１５に覆われない領域を介してのみである。したがって、第１電極と第２電極とが互いに重複する領域の中には、第２電極がセル本体３０と電気的に直接接続されている領域は存在しない。よって、たとえ第１電極の直下の部分に不都合な箇所、すなわち、エピタキシャル層の未成長の部分や、穴状の欠陥（ピンホール）が存在したとしても、電気的な短絡を防ぐことが可能となる。したがって、化合物半導体層の中に局所的に不都合な箇所が存在していたとしても、長期信頼性に優れ、安定的に電気エネルギーへの変換が図られる薄膜化合物太陽電池セルとすることができる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, the first insulating film is formed at the position where the first electrode and the second electrode overlap each other, and the second electrode and the
なお、絶縁性薄膜はポリイミド膜であることが好ましい。この構成を採用することにより、ポリイミドを塗布して焼成することによって絶縁性薄膜を形成することが可能となるので、容易に作製することができる。 The insulating thin film is preferably a polyimide film. By adopting this configuration, an insulating thin film can be formed by applying and baking polyimide, so that it can be easily manufactured.
なお、セル本体３０に沿うように配置され、セル本体３０を支持する基材８を含むことが好ましい。
In addition, it is preferable that the
基材８は、ポリイミドを主材料とするものであることが好ましい。この構成を採用することにより、ポリイミドを塗布して焼成することによって基材を形成することが可能となるので、容易に作製することができる。
The
（実施の形態２）
（製造方法）
図２〜図２３を参照して、本発明に基づく実施の形態２における薄膜化合物太陽電池セルの製造方法について説明する。
(Embodiment 2)
(Production method)
With reference to FIGS. 2-23, the manufacturing method of the thin film compound solar cell in
本実施の形態における薄膜化合物太陽電池セルの製造方法は、実施の形態１で説明した薄膜化合物太陽電池セルを得るためのものである。この薄膜化合物太陽電池セルの製造方法は、単結晶からなる半導体基板を準備する工程と、前記半導体基板の表面にエッチングストップ層を形成する工程と、前記エッチングストップ層上に、コンタクト層、第１の導電型の化合物半導体からなるエミッタ層および前記エミッタ層とＰＮ接合を形成するベース層を有するセル本体を形成する工程と、前記セル本体上に開口部を有する絶縁性薄膜を形成する工程と、前記セル本体上に第２電極を形成する工程と、前記第２電極上に前記セル本体を支持する基材を形成する工程と、前記セル本体と前記半導体基板とを分離する工程と、分離された前記セル本体の露出面に第１電極を形成する工程とを含み、前記セル本体の平面視状態において、前記絶縁性薄膜が少なくとも前記第１電極と重複する位置に形成され、前記セル本体と前記第２電極とが、前記絶縁性薄膜の前記開口部を介してのみ電気的に接続される。 The manufacturing method of the thin film compound solar cell in the present embodiment is for obtaining the thin film compound solar cell described in the first embodiment. The method of manufacturing the thin film compound solar cell includes a step of preparing a semiconductor substrate made of a single crystal, a step of forming an etching stop layer on the surface of the semiconductor substrate, a contact layer, a first layer on the etching stop layer A step of forming a cell body having an emitter layer made of a compound semiconductor of a conductive type and a base layer that forms a PN junction with the emitter layer, a step of forming an insulating thin film having an opening on the cell body, Forming a second electrode on the cell body; forming a base material supporting the cell body on the second electrode; separating the cell body and the semiconductor substrate; Forming a first electrode on the exposed surface of the cell body, and the insulating thin film overlaps at least the first electrode in a plan view of the cell body. It is formed on location, and the cell body and the second electrode is electrically connected only through the opening in the insulating film.
本実施の形態における薄膜化合物太陽電池セルの製造方法について、さらに詳細に説明する。 The manufacturing method of the thin film compound solar battery cell in this Embodiment is demonstrated in detail.
図２に示す工程１において、基板１の上に、基板１上に基板１に近い側から順に、エッチング液の染み込みを押さえるエッチングストップ層２、コンタクト層３、第１の化合物半導体からなるエミッタ層４、エミッタ層４とＰＮ接合を形成するベース層５、バッファ層６が積層される。こうして、単結晶薄膜からなる化合物半導体層が形成される。基板１は、たとえばウエハ状の形態を有し、エッチングストップ層２、コンタクト層３、エミッタ層４、ベース層５、バッファ層６といった化合物半導体層がエピタキシャル成長法により順次積層される。この時点では、エッチングストップ層２、コンタクト層３、エミッタ層４、ベース層５およびバッファ層６はセル本体３０をなす。基板１としては、Ｇｅ，ＧａＰ，ＧａＡｓなどのいずれかの種類のウエハを用いることができる。
In
化合物半導体層としては、以下のようなものを用いることができる。エッチングストップ層２としてはたとえばＩｎＧａＰ層であってよい。コンタクト層３としてはたとえばＡｌＩｎＰ層であってよい。エミッタ層４としてはたとえばＮ型のＩｎＧａＰ層であってよい。ベース層５としてはたとえばＰ型のＩｎＧａＰ層であってよい。バッファ層６としてはたとえばＡｌＩｎＰ層であってよい。
The following can be used as the compound semiconductor layer. The
なお、ここではセル本体を、エッチングストップ層２、コンタクト層３、エミッタ層４、ベース層５およびバッファ層６の５層構造としたが、これに限るものでない。セル本体は、少なくともコンタクト層３、エミッタ層４およびベース層５を合わせたものであればよく、これら以外の層を含んでいてもよい。セル本体は、たとえば、コンタクト層３、エミッタ層４、ベース層５およびバッファ層６の４層構造であってもよい。セル本体は、６層以上の構造であってもよい。セル本体は、エッチングストップ層２、コンタクト層３、エミッタ層４、ベース層５、バッファ層６の他に、ＢＳＦ（Back Surface Field：裏面電界層）、窓層、多接合型太陽電池のトンネル接合層、多接合型太陽電池の他のエミッタ層、他のベース層などの化合物半導体層を含むことができる。すなわち、基板１の上に形成されたセル本体は、組成の異なる複数の化合物半導体層からなり、複数の化合物半導体層によって少なくとも１つのＰＮ接合が形成された構成であればよい。また、複数の化合物半導体層は、少なくともコンタクト層エッチング用の第２のエッチング液でエッチングされ易くかつメサエッチング用の第３のエッチング液でされにくい層と、第２のエッチング液でエッチングされにくくかつ第３のエッチング液でエッチングされ易い層とを含むものであればよい。前者の層はコンタクト層３であり、後者の層はエミッタ層４、ベース層５である。
Here, the cell body has a five-layer structure of the
セル本体は、２以上のＰＮ接合を含むものであってもよく、ＰＮ接合は、エミッタ層４とベース層５との間に形成されるので、１つのセル本体の中にエミッタ層４およびベース層５が含まれる数は１組とは限らない。セル本体は、エミッタ層４とベース層５とが接する構造を、厚み方向に２回以上繰り返すように積み重ねられた多層構造であってもよい。そのような多層構造についても、１つのセル本体とみなすことができる。
The cell body may include two or more PN junctions. Since the PN junction is formed between the
図３に示す工程２において、バッファ層６上に第１の絶縁膜１５が塗布されて形成される。第１の絶縁膜１５はポリイミドフィルム、特に、感光性ポリイミドや非感光性ポリイミドであれば、処理が容易であり、確実である。第１の絶縁膜１５の形成方法としては、常温においてワニス状の樹脂をスピンコート法などによりバッファ層６上に塗布し、これを焼成する方法が採用可能である。感光性または非感光性のポリイミドのワニスを塗布および焼成して形成する場合は、ポリイミドの膜厚を制御する必要がある。ポリイミドの膜厚が厚くなると最終製品での裏面の平坦性が損なわれるため、焼成後の厚さが１μｍ程度となることが望ましい。
In
図４に示す工程３において、フォトリソグラフィ処理などによりガラスマスクを用いて裏面絶縁用のパターニングをすることにより、第１の絶縁膜１５に開口部が形成される。このような方法により、いわゆる裏面において第１の絶縁膜１５が化合物半導体層の局所的な位置にのみ配置されることとなる。こうして形成される第１の絶縁膜１５の位置は、後に形成する表面電極の直下に対応している必要がある。第１の絶縁膜１５は、表面電極および裏面電極の形成処理のマージンを考慮し、表面電極の幅よりも若干広めに形成する。
In
第１の絶縁膜１５に対する最終焼成処理を行なう。実際には、最終焼成処理によって第１の絶縁膜１５を形成した後には他の目的による熱処理がさらに数回行なわれる。第１の絶縁膜１５に対する最終焼成処理の条件を決める際には、この最終焼成処理以後に行なわれる数回の熱処理によって第１の絶縁膜１５の形態や組成が変更されてしまわないように、形態や組成を確定できるような焼成処理とすべきである。具体的には、第１の絶縁膜１５の最終焼成処理としては、３５０℃以上の温度で数時間程度の焼成処理を行なうことが望ましい。
A final baking process is performed on the first insulating
第１の絶縁膜１５が形成される領域は局所的であり、表面電極の直下の部分のみである。表面電極および裏面電極の形成処理のマージンを考慮し、表面電極の幅よりも若干広めに第１の絶縁膜１５を形成したとしても、裏面全面の中で第１の絶縁膜１５が占める面積の比率は５％以下であるので、第１の絶縁膜１５の有無がセルの反りなどに影響を及ぼす度合いは無視することができる。
The region where the first insulating
図５に示す工程４ではセル本体３０を含む構造物が電極形成装置に入れられ、第１の絶縁膜１５およびバッファ層６を一括して覆うように裏面電極７が形成される。これまで第１の絶縁膜１５の開口部においてはバッファ層６が露出していたが、そのような開口部に露出していたバッファ層６は裏面電極７によって覆われる。裏面電極７の形成は、主材料がＡｌ、Ａｇなどの電極材料をセル本体の最外表面にスクリーン印刷で塗布することによって行なわれる。あるいはこれらの電極材料を蒸着することによって行なわれる。
In
裏面電極７が形成された後、熱処理が施される。この熱処理によって裏面電極７および絶縁膜１５が焼成される。この熱処理により化合物半導体層表面と裏面電極７との間の接触抵抗を低減することができ、同時に、化合物半導体層表面と裏面電極７および絶縁膜１５との間の密着力を向上させることができる。
After the
図６に示す工程５において、裏面電極７上に高耐熱性の裏面フィルムによる基材８が形成される。基材８としての裏面フィルムは、３００℃以上の耐熱性を有する材料とされ、たとえばポリイミドが用いられる。ポリイミドによる基材８の形成方法としては、常温においてワニス状の樹脂をスピンコート法などにより、裏面電極７上に塗布した後、焼成する方法が挙げられる。ポリイミドのワニスを塗布および焼成することによって形成する場合、ポリイミドの膜厚を制御する必要がある。なぜならば、ポリイミドの膜厚が２０μｍ以上の場合、ポリイミド膜中に気泡が混入してしまい、平坦な膜が焼成できず、しかもポリイミド膜の反りも激しいため、セル本体にダメージを与えてしまうおそれがあるからである。特に本発明のように裏面電極７が局所的に形成され、凹凸を伴う場合はなおさらである。ポリイミドの膜厚を薄くしていくと、２０μｍ以下の範囲内では、気泡の混入は無くなり、膜の反りも減少していく。ポリイミドの膜厚が７μｍ程度であると、反り量が最も少なくなり、それよりも薄くなると反りの方向が逆転し、再び反り量が大きくなっていく。したがって、ポリイミドの反り量とセル本体に対する基材としての弾性を考慮した結果、ポリイミドの膜厚としては、５〜１５μｍの範囲がセル本体を作製する上で適当であり、特に１０μｍ程度の膜厚が最適である。なお、ここでは、ワニス状のポリイミドを焼成することにより膜を形成する方法を挙げたが、これ以外にも熱融着型のフィルムを用いて加熱しながら圧着する方法がある。これにより、薄膜太陽電池の基材として裏面フィルムが支持体の役目を果たすように形成される。しかも、裏面フィルムの膜厚を１５μｍ以下とすることにより、反りの少ない基材を形成でき、セル本体の反りをコントロールして、セル本体の反りが低減される。裏面電極の厚みを１μｍとした場合、裏面電極形成後には、電極が存在する部分と存在しない部分とで１μｍの段差が生じるが、裏面フィルムの形成により段差は少なくなり、工程５が完了した段階では約０．５μｍの段差となる。
In
図７に示す工程６においては、化合物半導体層を補強するための補強材９が裏面フィルムによる基材８の上に貼り付けられる。補強材９としては、ＵＶ光を照射することにより粘着力が低下する粘着材のついたＰＥＴフィルムや、熱を加えることにより粘着力が低下する粘着材のついた熱発泡フィルムなどを用いることが好ましい。これらを用いることにより、補強材９を、基材８としての裏面フィルムに直接取り付けることができる。上述のとおり、基材８上には約０．５μｍの段差が存在するが、補強材９として粘着材のついたフィルムを用いる場合、その程度の凹凸ならば段差を気にすることなく、全面に対して一様に問題なく接着することができる。
In
図８に示す工程７において、第１のエッチング液を用いて、基板１がエッチング除去される。第１のエッチング液は、基板材料によって使い分けられる。基板材料がＧｅである場合、第１のエッチング液としては、フッ酸：過酸化水素水：水＝１：１：４の混合物を用いるとよい。エッチングストップ層２は第１のエッチング液によりエッチングされにくい層であるため、基板１がエッチングされて、エッチングストップ層２が露出すると、エッチングの進行が止まる。これにより、化合物半導体層のみを残して基板１だけを分離することができる。
In
図９に示す工程８において、エッチングストップ層２が第２のエッチング液によりエッチングされて除去される。この結果、コンタクト層３が最外表面に露出する。
In
図１０に示す工程９において、セル本体の最外表面を化学処理（コンタクト層エッチング）から保護するために、コンタクト層３上に第２の保護膜１１が塗布されて形成される。第２の保護膜１１は後の工程で化合物半導体層をエッチングする第２のエッチング液に対する耐性を有するものとされ、フォトレジストであれば、処理が容易であり、確実である。
In
図１１に示す工程１０において、ガラスマスクを用いて表面電極用のパターニングをすることにより、第２の保護膜１１に開口部が形成される。第２の保護膜１１は、次工程のコンタクト層エッチング時にエッチングマスクとして作用する。このパターニングをしようとする際には、ガラスマスク越しに第２の保護膜１１が全面に形成されたセル本体を顕微鏡などで見ると、裏面電極７の段差が視認できるので、裏面電極７のパターニング位置を把握することができる。こうして、第２の保護膜１１のパターンの位置を、裏面電極７のパターンの位置と合わせることにより、表面電極の直下の部分に裏面電極が存在しない構造を実現することができる。
In
図１２に示す工程１１において、コンタクト層のエッチングが行なわれる。化合物半導体層をエッチングできる第２のエッチング液にセル本体が浸漬され、パターニングされた第２の保護膜１１をエッチングマスクとしてコンタクト層３がエッチングされる。第２のエッチング液はアルカリ溶液とされる。このエッチングの結果、エミッタ層４の一部が最外表面に露出する。
In
図１３に示す工程１２において、コンタクト層３のエッチングの際にエッチングマスクとして用いた第２の保護膜１１が有機洗浄などにより剥離される。
In
図１４に示す工程１３において、セル本体の最外表面をメサエッチングから保護するために、第３の保護膜１２が塗布によって形成される。第３の保護膜１２の材料は後の工程で化合物半導体層をエッチングするエッチング液に対する耐性を有するものとされる。第３の保護膜１２は、フォトレジストで形成することとすれば、処理が容易であり、確実である。
In
図１５に示す工程１４において、ガラスマスクを用いて第３の保護膜１２をパターニングすることにより、第３の保護膜１２に太陽電池素子の領域を確定するための開口部が形成される。第３の保護膜１２は、後工程のメサエッチング時にエッチングマスクとして作用する。
In step 14 shown in FIG. 15, the third
図１６に示す工程１５において、化合物半導体層をエッチングできる第３のエッチング液にセル本体が浸漬され、第３の保護膜１２をエッチングマスクとしてセル本体がメサエッチングされる。第３の保護膜１２のパターンに沿ってエミッタ層４およびベース層５がエッチングされる。第３のエッチング液はアルカリ溶液および酸溶液とされる。メサエッチングにより、太陽電池素子領域を確定することができる。
In
図１７に示す工程１６において、エッチングマスクとして用いた第３の保護膜１２が有機洗浄などにより剥離される。
In
図１８に示す工程１７において、表面電極のパターニングを行なうために、エッチングされたセル本体の外表面全体に、フォトレジストからなる第４の保護膜１３が塗布されて形成される。
In
図１９に示す工程１８において、ガラスマスクを用いて第４の保護膜１３をパターニングすることにより、第４の保護膜１３に表面電極のパターニング予定領域に対応するよう開口部が形成される。このとき、前工程でパターニングされたコンタクト層３上に開口部が形成されるように、第４の保護膜１３のパターニングが行なわれる。
In step 18 shown in FIG. 19, by patterning the fourth
図２０に示す工程１９において、補強材９を取り付けられたセル本体が電極形成装置に投入される。第４の保護膜１３上および開口部内に表面電極２０が形成される。表面電極２０の形成は、主材料がＡｌ、Ａｇなどの電極材料をセル本体の最外表面にスクリーン印刷で塗布することによって行なわれる。あるいは、これらの電極材料を蒸着することによって行なわれる。
In step 19 shown in FIG. 20, the cell body to which the reinforcing
図２１に示す工程２０において、電極材料を積層したセル本体がアセトンなどの有機溶剤に浸漬される。第４の保護膜１３であるフォトレジストが有機溶剤に溶解され、第４の保護膜１３上に付着していた電極材料が第４の保護膜１３とともに除去される。この結果、第４の保護膜１３の開口部であった領域のみに選択的に電極材料が残る。こうして、コンタクト層３上に表面電極２０が形成される。こうして、セル本体を含む薄膜化合物太陽電池が補強材９の上に載った構造のものが得られる。
In
図２２に示す工程２１において、薄膜化合物太陽電池から補強材９が剥離される。剥離方法としては、粘着材としてＵＶ剥離型の材料を用いている場合、ＵＶ照射装置によりＵＶ光を照射することによって、補強材９をセル本体から剥離する。また、粘着材として熱発泡型の材料を用いている場合、オーブンやホットプレートなどにより加熱することによって、補強材９をセル本体から剥離する。
In step 21 shown in FIG. 22, the reinforcing
表面電極２０側の表面に図示しない反射防止膜を形成する。その後に、表面電極２０と反射防止膜とが焼成される。このように熱処理を施すことにより、コンタクト層３と表面電極２０との間の接触抵抗を低減することができ、さらに、コンタクト層３と表面電極２０および反射防止膜との間の密着性を向上させることができる。次に、図２３に示す工程２２において、それまで１枚のウエハ内に作製されていた薄膜化合物太陽電池が複数の太陽電池素子に分離される。分離の方法としては、薄膜化合物太陽電池がステージに真空吸着などで固定され、メサエッチングにより形成された開口部がスクライバで切断される。
An antireflection film (not shown) is formed on the surface on the
このようにして、複数の太陽電池素子、すなわち、実施の形態１で図１に示したような薄膜化合物太陽電池セルが得られる。 In this manner, a plurality of solar battery elements, that is, the thin film compound solar battery as shown in FIG.
（作用・効果）
本実施の形態における薄膜化合物太陽電池セルの製造方法によれば、化合物半導体層の中に局所的に不都合な箇所が存在していたとしても、長期信頼性に優れ、安定的に電気エネルギーへの変換が図られる薄膜化合物太陽電池セルを得ることができる。
(Action / Effect)
According to the method for manufacturing a thin-film compound solar battery cell in the present embodiment, even if a locally inconvenient location exists in the compound semiconductor layer, it is excellent in long-term reliability and stably supplies electric energy. A thin film compound solar cell that can be converted can be obtained.
なお、本実施の形態では、工程１１においてコンタクト層３を所定の形状に加工し、工程１５において素子分割を実施した後に、工程１９において表面電極２０を形成するという順序で行なう例を記載したが、これらの工程の順序は入れ替えることができる。たとえば、素子分割を実施した後にコンタクト層３を所定の形状に加工し、表面電極１３を形成してもよい。コンタクト層３を所定の形状に加工し、表面電極１３を形成した後で素子分割を実施してもよい。また、素子分割を実施した後に表面電極１３を形成して、表面電極１３をマスクにしてコンタクト層３を除去してもよい。表面電極１３を形成して、表面電極１３をマスクにしてコンタクト層３を除去した後に素子分割を実施してもよい。
In the present embodiment, an example is described in which the
なお、本実施の形態における薄膜化合物太陽電池セルの製造方法において、前記絶縁性薄膜はポリイミド膜であることが好ましい。この方法であれば、ポリイミドを塗布して焼成することによって絶縁性薄膜を形成することが可能となるので、容易に作製することができる。 In the method for manufacturing a thin-film compound solar cell in the present embodiment, the insulating thin film is preferably a polyimide film. With this method, an insulating thin film can be formed by applying and baking polyimide, and can be easily manufactured.
本実施の形態における薄膜化合物太陽電池セルの製造方法において、前記基材は、ポリイミドを主材料とすることが好ましい。この方法であれば、ポリイミドを塗布して焼成することによって基材を形成することが可能となるので、容易に作製することができる。 In the manufacturing method of the thin film compound solar cell in this Embodiment, it is preferable that the said base material uses a polyimide as a main material. If it is this method, since it becomes possible to form a base material by apply | coating a polyimide and baking, it can produce easily.
（実施の形態３）
（構成）
図２４を参照して、本発明に基づく実施の形態３における薄膜化合物太陽電池セル１０２について説明する。本実施の形態における薄膜化合物太陽電池セル１０２は、基本的な構造は実施の形態１で説明した薄膜化合物太陽電池セル１０１と共通するが、以下の点が異なる。
(Embodiment 3)
(Constitution)
With reference to FIG. 24, the thin film compound
薄膜化合物太陽電池セル１０２においては、絶縁性薄膜の厚みと第２電極の厚みとが等しく、前記絶縁性薄膜と前記第２電極とは重ならない。ここでいう「絶縁性薄膜」は第２の絶縁膜１６である。「第２電極」は裏面電極７である。
In the thin-film compound
（作用・効果）
本実施の形態では、第１電極としての表面電極２０と第２電極としての裏面電極７とが互いに重複する箇所がない。本実施の形態では、第１電極に重複する箇所には、第２電極の代わりに第２の絶縁膜が形成されているので、たとえ第１電極の直下の部分に不都合な箇所、すなわち、エピタキシャル層の未成長の部分や、穴状の欠陥（ピンホール）が存在したとしても、電気的な短絡を防ぐことが可能となる。したがって、化合物半導体層の中に局所的に不都合な箇所が存在していたとしても、長期信頼性に優れ、安定的に電気エネルギーへの変換が図られる薄膜化合物太陽電池セルとすることができる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, there is no place where the
（実施の形態４）
（製造方法）
図２５〜図４９を参照して、本発明に基づく実施の形態４における薄膜化合物太陽電池セルの製造方法について説明する。
(Embodiment 4)
(Production method)
With reference to FIGS. 25-49, the manufacturing method of the thin film compound photovoltaic cell in
本実施の形態における薄膜化合物太陽電池セルの製造方法は、実施の形態３で説明した薄膜化合物太陽電池セルを得るためのものである。この薄膜化合物太陽電池セルの製造方法は、基本的には、実施の形態２で説明した製造方法と共通するが、以下の点で異なる。 The manufacturing method of the thin film compound solar cell in the present embodiment is for obtaining the thin film compound solar cell described in the third embodiment. The manufacturing method of this thin film compound solar cell is basically the same as the manufacturing method described in the second embodiment, but differs in the following points.
この薄膜化合物太陽電池セルの製造方法においては、前記第２電極を形成する工程では、前記絶縁性薄膜の厚みと前記第２電極の厚みとが等しく、前記絶縁性薄膜と前記第２電極とは重ならないように、前記第２電極が形成される。 In the method of manufacturing the thin-film compound solar battery, in the step of forming the second electrode, the thickness of the insulating thin film is equal to the thickness of the second electrode, and the insulating thin film and the second electrode are The second electrode is formed so as not to overlap.
本実施の形態における薄膜化合物太陽電池セルの製造方法について、さらに詳細に説明する。 The manufacturing method of the thin film compound solar battery cell in this Embodiment is demonstrated in detail.
図２５に工程１を示す。工程１の詳細は、実施の形態２において図２を参照して説明した工程１と同じであるので繰り返さない。
FIG. 25
図２６に示す工程２において、バッファ層６上に第１の保護膜１０が塗布されて形成される。第１の保護膜１０はフォトレジストであれば、処理が容易、確実である。
In
図２７に示す工程３において、フォトリソグラフィ処理などによりガラスマスクを用いて裏面絶縁用のパターニングをすることにより、第１の保護膜１０に開口部が形成される。第１の保護膜１０の開口部は、表裏面電極の形成処理のマージンを考慮し、表面電極の幅よりも若干広めに形成する。
In
図２８に示す工程４では、この構造体が電極形成装置に入れられ、第１の保護膜１０上およびバッファ層６を一括して覆うように裏面電極７が形成される。裏面電極７の材料や形成方法については、実施の形態２で説明したのと同様である。
In
図２９に示す工程５において、電極材料を積層したセル本体を含む構造体がアセトンなどの有機溶剤に浸漬される。こうすることによって、第１の保護膜１０であるフォトレジストが有機溶剤に溶解され、フォトレジスト上に付着していた電極材料が第１の保護膜１０としてのフォトレジストとともに除去される。その結果、第１の保護膜１０の開口部であった領域のみに選択的に電極材料が残る。こうして、残った電極材料により裏面電極７が形成される。
In
このような方法により裏面電極７が化合物半導体層の局所的な開口部に形成されるが、この開口部は後に形成する表面電極の直下以外の部分である必要がある。裏面電極７が形成された後、熱処理が施され、裏面電極７が焼成され、この処理により化合物半導体層表面と裏面電極７との間の接触抵抗を低減することができ、化合物半導体層表面と裏面電極７との密着力を向上させることができる。
The
図３０に示す工程６において、塗布により第２の絶縁膜１６が形成される。第２の絶縁膜１６は、裏面電極７および裏面電極７の開口部内に露出したバッファ層６を一括して覆うように形成される。
In
第２の絶縁膜１６は、ポリイミドフィルム、特に、感光性ポリイミドや非感光性ポリイミドであれば、処理が容易、確実である。第２の絶縁膜１６の形成方法としては、常温においてワニス状の樹脂をスピンコート法などによりバッファ層６上に塗布した後、焼成する方法が挙げられる。ポリイミドのワニスを塗布および焼成して形成する場合、ポリイミドの膜厚を制御する必要がある。ポリイミドの膜厚が厚くなると最終製品での裏面の平坦性が損なわれるので、焼成後の厚さが裏面電極の厚さと等しくなることが望ましい。
If the second insulating
図３１に示す工程７において、フォトリソグラフィ処理などによりガラスマスクを用いて第２の絶縁膜１６をパターニングする。その結果、第２の絶縁膜１６が裏面電極７の局所的な開口部のみに形成される。こうして裏面においては、第２の絶縁膜１６が化合物半導体層の局所的な領域のみを覆うように形成される。この領域は、後に形成する表面電極の直下に対応する。
In
第２の絶縁膜１６は表面電極および裏面電極の形成処理のマージンを考慮し、表面電極の幅よりも若干広めに形成し、かつ、裏面電極７の局所的な開口部よりも内側に形成する。第２の絶縁膜１６を形成した後、最終焼成処理を行なう。ここで行なう焼成処理の条件は、実施の形態２で第１の絶縁膜１５に対する最終焼成処理に関して説明したものと同様である。第２の絶縁膜１６が裏面全面に占める面積率の考察も実施の形態２において第１の絶縁膜１５に関して説明したものと同様である。
The second insulating
図３２に示す工程８において、裏面電極７および第２の絶縁膜１６を一括して覆うように高耐熱性の裏面フィルムによる基材８が形成される。基材８の詳細については、実施の形態２で説明したものと同様であるので、説明を繰り返さない。
In
図３３に示す工程９において、化合物半導体層を補強するための補強材９が裏面フィルムによる基材８の上に貼り付けられる。補強材９の詳細については、実施の形態２で説明したものと同様であるので、説明を繰り返さない。
In
図３４に示す工程１０において、基板１が除去される。この工程の詳細については、実施の形態２において図８を参照して説明した工程７と同様であるので、説明を繰り返さない。
In
図３５に示す工程１１において、エッチングストップ層２が除去される。この工程の詳細については、実施の形態２において図９を参照して説明した工程８と同様であるので、説明を繰り返さない。
In
図３６に示す工程１２において、コンタクト層３上に第２の保護膜１１が形成される。この工程の詳細については、実施の形態２において図１０を参照して説明した工程９と同様であるので、説明を繰り返さない。
In
図３７に示す工程１３において、第２の保護膜１１に開口部が形成される。この工程の詳細については、実施の形態２において図１１を参照して説明した工程１０と同様であるので、説明を繰り返さない。
In
図３８に示す工程１４において、コンタクト層３がエッチングされる。この工程の詳細については、実施の形態２において図１２を参照して説明した工程１１と同様であるので、説明を繰り返さない。
In step 14 shown in FIG. 38, the
図３９に示す工程１５において、第２の保護膜１１が除去される。この工程の詳細については、実施の形態２において図１３を参照して説明した工程１２と同様であるので、説明を繰り返さない。
In
図４０に示す工程１６において、第３の保護膜１２が形成される。この工程の詳細については、実施の形態２において図１４を参照して説明した工程１３と同様であるので、説明を繰り返さない。
In
図４１に示す工程１７において、第３の保護膜１２がパターニングされる。この工程の詳細については、実施の形態２において図１５を参照して説明した工程１４と同様であるので、説明を繰り返さない。
In
図４２に示す工程１８において、第３の保護膜１２をエッチングマスクとしてセル本体がメサエッチングされる。この工程の詳細については、実施の形態２において図１６を参照して説明した工程１５と同様であるので、説明を繰り返さない。
42, the cell body is mesa-etched using the third
図４３に示す工程１９において、第３の保護膜１２が除去される。この工程の詳細については、実施の形態２において図１７を参照して説明した工程１６と同様であるので、説明を繰り返さない。
In step 19 shown in FIG. 43, the third
図４４に示す工程２０において、第４の保護膜１３が形成される。この工程の詳細については、実施の形態２において図１８を参照して説明した工程１７と同様であるので、説明を繰り返さない。
In the
図４５に示す工程２１において、第４の保護膜１３がパターニングされる。この工程の詳細については、実施の形態２において図１９を参照して説明した工程１８と同様であるので、説明を繰り返さない。
In step 21 shown in FIG. 45, the fourth
図４６に示す工程２２において、表面電極２０が形成される。この工程の詳細については、実施の形態２において図２０を参照して説明した工程１９と同様であるので、説明を繰り返さない。
In step 22 shown in FIG. 46, the
図４７に示す工程２３において、第４の保護膜１３が除去される。この工程の詳細については、実施の形態２において図２１を参照して説明した工程２０と同様であるので、説明を繰り返さない。
In step 23 shown in FIG. 47, the fourth
図４８に示す工程２４において、補強材９が除去される。この工程の詳細については、実施の形態２において図２２を参照して説明した工程２１と同様であるので、説明を繰り返さない。
In step 24 shown in FIG. 48, the reinforcing
図４９に示す工程２５において、それまで１枚のウエハ内に作製されていた薄膜化合物太陽電池が複数の太陽電池素子に分離される。この工程の詳細については、実施の形態２において図２３を参照して説明した工程２２と同様であるので、説明を繰り返さない。 In step 25 shown in FIG. 49, the thin-film compound solar cell that has been produced in one wafer is separated into a plurality of solar cell elements. Details of this step are the same as step 22 described with reference to FIG. 23 in the second embodiment, and thus description thereof will not be repeated.
このようにして、複数の太陽電池素子、すなわち、実施の形態３で図２４に示したような薄膜化合物太陽電池セルが得られる。 In this way, a plurality of solar cell elements, that is, a thin film compound solar cell as shown in FIG. 24 in the third embodiment is obtained.
（作用・効果）
本実施の形態においても、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
(Action / Effect)
Also in the present embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
なお、本実施の形態では、工程１４においてコンタクト層３を所定の形状に加工し、工程１８において素子分割を実施した後に、工程２２〜２３において表面電極２０を形成するという順序で行なう例を記載したが、これらの工程の順序は入れ替えることができる。たとえば、素子分割を実施した後にコンタクト層３を所定の形状に加工し、表面電極１３を形成してもよい。コンタクト層３を所定の形状に加工し、表面電極１３を形成した後で素子分割を実施してもよい。また、素子分割を実施した後に表面電極１３を形成して、表面電極１３をマスクにしてコンタクト層３を除去してもよい。表面電極１３を形成して、表面電極１３をマスクにしてコンタクト層３を除去した後に素子分割を実施してもよい。
In the present embodiment, an example is described in which the
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ 基板、２ エッチングストップ層、３ コンタクト層、４ エミッタ層、５ ベース層、６ バッファ層、７ 裏面電極、８ 基材、９ 補強材、１０ 第１の保護膜、１１ 第２の保護膜、１２ 第３の保護膜、１３ 第４の保護膜、１５ 第１の絶縁膜、１６ 第２の絶縁膜、２０ 表面電極、３０ セル本体、１０１，１０２ 薄膜化合物太陽電池セル。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記セル本体の第１主面上に形成された第１電極と、
前記セル本体の第２主面上に部分的に形成された絶縁性薄膜と、
前記セル本体の第２主面上に形成された第２電極とを備え、
前記セル本体の平面視状態において、前記絶縁性薄膜が前記第１電極と重複する位置を少なくとも覆うように形成され、
前記セル本体と前記第２電極とが、前記絶縁性薄膜に覆われない領域を介してのみ電気的に接続されている、薄膜化合物太陽電池セル。 A cell body having at least one PN junction and having a first main surface and a second main surface facing each other;
A first electrode formed on a first main surface of the cell body;
An insulating thin film partially formed on the second main surface of the cell body;
A second electrode formed on the second main surface of the cell body,
In the planar view of the cell body, the insulating thin film is formed so as to cover at least a position overlapping the first electrode,
A thin film compound solar cell in which the cell body and the second electrode are electrically connected only through a region not covered by the insulating thin film.
単結晶からなる半導体基板を準備する工程と、
前記半導体基板の表面にエッチングストップ層を形成する工程と、
前記エッチングストップ層上に、コンタクト層、第１の導電型の化合物半導体からなるエミッタ層および前記エミッタ層とＰＮ接合を形成するベース層を有するセル本体を形成する工程と、
前記セル本体上に開口部を有する絶縁性薄膜を形成する工程と、
前記セル本体上に第２電極を形成する工程と、
前記第２電極上に前記セル本体を支持する基材を形成する工程と、
前記セル本体と前記半導体基板とを分離する工程と、
分離された前記セル本体の露出面に第１電極を形成する工程とを含み、
前記セル本体の平面視状態において、前記絶縁性薄膜が少なくとも前記第１電極と重複する位置に形成され、
前記セル本体と前記第２電極とが、前記絶縁性薄膜の前記開口部を介してのみ電気的に接続される、
薄膜化合物太陽電池セルの製造方法。 It is a manufacturing method of the thin film compound photovoltaic cell according to claim 1,
Preparing a semiconductor substrate made of a single crystal;
Forming an etching stop layer on the surface of the semiconductor substrate;
Forming a cell body having a contact layer, an emitter layer made of a compound semiconductor of a first conductivity type, and a base layer forming a PN junction with the emitter layer on the etching stop layer;
Forming an insulating thin film having an opening on the cell body;
Forming a second electrode on the cell body;
Forming a base material for supporting the cell body on the second electrode;
Separating the cell body and the semiconductor substrate;
Forming a first electrode on the exposed surface of the separated cell body,
In the planar view state of the cell body, the insulating thin film is formed at a position overlapping at least the first electrode,
The cell body and the second electrode are electrically connected only through the opening of the insulating thin film.
Manufacturing method of thin film compound solar cell.
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