JP2951023B2 - 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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JP2951023B2 JP3061867A JP6186791A JP2951023B2 JP 2951023 B2 JP2951023 B2 JP 2951023B2 JP 3061867 A JP3061867 A JP 3061867A JP 6186791 A JP6186791 A JP 6186791A JP 2951023 B2 JP2951023 B2 JP 2951023B2
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博之 田中
健治 邑田
信一 上妻
浩 井上
靖雄 岸
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可撓性を有する光起電
力装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からこの種可撓性を有する光起電力
装置として、ステンレス等の可撓性を有する基板上に、
絶縁膜、金属背面電極、光活性層を含む薄膜半導体層及
び透明電極を順次形成したものが存在している。
【0003】しかしながら、この構造の光起電力装置で
は、可撓性を有すると言えども、十分ではなかった。
【0004】そこで、支持基板の上面に、絶縁性、透光
性かつ可撓性を有する第1樹脂層と、第1電極、薄膜半
導体層及び第2電極の積層体からなる光電変換素子と、
絶縁性かつ可撓性を有する第2樹脂層と、を順次積層形
成した後、上記第1樹脂層を上記支持基板から剥離する
光起電力装置の製造方法が、特開平1−105581号
公報に提案されている。
【0005】上述した第1樹脂層としては、耐熱性に優
れているポリイミド樹脂が用いられており、また、その
膜厚を非常に薄くすることができるため、非常に可撓性
に富んだ光起電力装置を製造することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の方法
においては、光起電力装置の形成途中で支持基板と第1
樹脂層とが剥離しないようにしなければならない。この
ために、第1樹脂層と支持基板との密着性を、支持基板
全面にわたって強くすることが考えられるが、その場
合、光起電力装置の形成後、支持基板から第1樹脂層を
剥離する工程において、基板全体を水に浸漬し、光起電
力装置の内部応力によって第1樹脂層が支持基板から剥
離するのに、非常に時間が掛かってしまう。
【0007】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであって、支持基板上に光起電力装置を形成する工
程中は、支持基板と第1樹脂層とが確実に接着してお
り、また光起電力装置の完成後は、支持基板と第1樹脂
層とが容易に剥離可能で、短時間で両者の剥離が行える
光起電力装置の製造方法を提供することをその課題とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、支持基板の上
面に、絶縁性かつ可撓性を有する第1樹脂層と、第1電
極、薄膜半導体層及び第2電極の積層体からなる光電変
換素子と、を少なくとも順次積層形成した後、上記第1
樹脂層を上記支持基板から剥離する光起電力装置の製造
方法において、上記支持基板から剥離する光起電力装置
部分を囲繞する位置に、上記第1樹脂層と上記支持基板
との密着力を、その他の部分より強くした密着力の強い
部分を設け、上記第1樹脂層上に上記光電変換素子を形
成した後に上記密着力の強い部分の内側において上記光
電変換素子から上記第1樹脂層に到る切断ラインを形成
し、上記第1樹脂層を上記支持基板から剥離すること
特徴とする。
【0009】
【作用】本発明によれば、光起電力装置の形成途中にお
いて、第1樹脂層は、その周囲支持基板に強固に接着さ
れているので、支持基板から剥離せず、一方、光起電力
装置の完成後は、支持基板から容易に剥離することがで
きる。
【0010】
【実施例】図1乃至図4は、本発明の第1実施例を示し
ている。
【0011】まず、図1に示すように、ガラス、セラミ
ックスなどからなる支持基板1の一方の主面周縁におけ
る支持基板1と後工程で積層する第1樹脂層3との密着
力を、その他の部分より強くするべく、支持基板1の上
面周縁に、両者に対して接着力が強い材料から成る接着
層2を形成している。この接着層2は、図2に示すよう
に、支持基板1の外周に沿って、即ち、後工程を経て形
成される光起電力装置10の支持基板1から剥離される
部分を囲繞すべく設けられる。より具体的に説明する
と、支持基板1として、約100mm角のガラスの表面
をきれいに研摩した後、支持基板1の周縁から1〜5m
mの余白を置いて、0.1〜3mmのライン幅の接着層
2を、銀(Ag)、アルミニウム(Al)などの金属膜
を厚さ2000Å〜1μm程度に蒸着、スパッタなどの
方法を用いて形成している。また、Agペースト、Al
ペーストなどの金属ペーストを5〜30μm程度に印刷
法により塗布した後、300〜600℃の温度にて焼結
して接着層2としてもよい。
【0012】次に、図3に示すように、接着層2を含ん
で支持基板1の一方の主面上に、少なくとも絶縁性かつ
可撓性を有する有機高分子からなる第1樹脂層3が5〜
100μmの厚さで形成される。具体的には、第1樹脂
層3に透光性を持たせる場合、透明ポリイミドのワニス
をスピンコータ、あるいはロールコータ等で均一に塗布
し、100℃から300℃間で段階的に昇温しながら処
理する。ここで膜厚が5μm以下では、後述の工程で第
1樹脂層3を支持基板1から剥離したときに機械的強度
が不十分であり、また膜厚が100μmでは十分な光透
過性が得られないことから、第1樹脂層3は上述のよう
に膜厚5〜100μmが好ましい。
【0013】一方、第1樹脂層3に透光性を要求しない
場合、通常の透明でないポリイミドのワニスをスピンコ
ータ、あるいはロールコータ等で均一に塗布し、100
℃から300℃間で段階的に昇温しながら処理する。
【0014】その後、この第1樹脂層3の上面に、第1
樹脂層3が透光性を有する場合、膜厚2000〜500
0Åの酸化錫(SnO2)、酸化インジウム錫(IT
O)等 からなる透明な電極層が、または第1樹脂層3
が非透光性である場合、膜厚2000Å〜1μm程度の
Al単層構造、またはAl、チタン(Ti)、Ag、T
iAg合金等のいずれかを2層に、更には多層に積層し
た積層構造の金属からなる電極層が、第1電極4として
形成される。
【0015】続いて、この第1電極4の上面に、内部に
膜面に平行なpin、pn接合等の半導体光活性層を含
む半導体接合を備えた膜厚3000〜7000Åのアモ
ルファスシリコン(a−Si)、アモルファスシリコン
カーバイド(a−SiC)、アモルファスシリコンゲル
マニウム(a−SiGe)等のアモルファスシリコン系
の半導体層5が、プラズマCVD法や光CVD法により
形成される。
【0016】更に、この半導体層5の上面に、第1電極
4が透明電極である場合、4000Å〜2μm程度の厚
さのAl単層構造、またはAl、Ti、Ag、TiAg
合金等のいずれかを2層に、更には多層に積層した積層
構造の金属からなる電極層が、または第1電極4が金属
電極である場合、200〜2000Å程度の膜厚のSn
2、ITO等からなる透明な電極層が、第2電極6と
して形成され、よって 、第1電極4、半導体層5及び
第2電極6の積層体からなる光電変換素子7が完成す
る。
【0017】然る後、第2電極6の上面に、これが金属
電極である場合には、20〜100μm程度の厚さのエ
チレンビニルアセテート(EVA)、ポリエチレンテレ
フタレート(PET)等の熱可塑性樹脂シートからな
り、一方、第2電極6が透明電極である場合には、20
〜100μm程度の厚さの透明なPET、フッ素樹脂等
の熱可塑性樹脂シートからなる第2樹脂層8が形成され
る。
【0018】尚、第2樹脂層8は、後述の工程である支
持基板1から第1樹脂層3を剥離する工程の後に、第2
電極6上に形成してもよい。
【0019】最後に、図4に示す如く、接着層2の内側
に沿ってレーザビームを照射することにより、または機
械的にカッティングすることにより、切断ライン9を描
く。尚、レーザビームを用いる場合、その強度は、照射
部分の全ての層、即ち第1樹脂層3、光電変換素子7の
各層4、5、6及び第2樹脂層8を溶融する強度である
必要がある。この切断ライン9を描くことによってその
内側の部分は、支持基板1と第1樹脂層3との間で強い
接着力を示す接着層2を有する個所から切断される。そ
の後、水中に浸漬するか、または機械的外力を付与する
ことにより、切断ライン9の内側部分の第1樹脂層3
は、支持基板1から容易に剥離され、可撓性を有する光
起電力装置10が得られる。
【0020】ところで、本発明の特徴は、支持基板1か
ら剥離する光起電力装置10部分を囲繞する位置に、
1樹脂層3と支持基板1との密着力を、その他の部分よ
り強くした密着力の強い部分を設け、第1樹脂層3上に
光電変換素子7を形成した後に密着力の強い部分の内側
において光電変換素子7から第1樹脂層3に到る切断ラ
インを形成し、第1樹脂層3を支持基板1から剥離する
ことにあり、以下、第2実施例乃至第8実施例を示す。
尚、これらの実施例において、密着力の強い部分を設け
方法以外は、上述の第1実施例と何ら変わるところは
ないので、以下では、密着力の強い部分を設ける方法だ
けを説明し、それ以外の説明は省略している。
【0021】図5は、本発明の第2実施例を示してお
り、支持基板1の一方の主面の外周に沿って、粗面20
を形成している。粗面20は、サンドブラスト処理等の
機械的処理、ウェットあるいはドライによるエッチング
処理等により形成される。そして、第1樹脂層(図示し
ていない)が、粗面20を含んで支持基板1の一方の主
面上に形成される。
【0022】図6は、本発明の第3実施例を示してお
り、第1樹脂層3が支持基板1の一方の主面から側面を
経て、支持基板1の他方の主面に回り込むように形成さ
れる。
【0023】図7は、本発明の第4実施例を示してお
り、支持基板1の側面に、粗面30を形成している。こ
の粗面30は、ガラス等の支持基板1を大きな基板から
切り出した後、端面に何ら処理を施さないままの状態と
することにより形成される。そして、第1樹脂層3が、
第3実施例と同様に、支持基板1の一方の主面から側面
の粗面30を経て支持基板1の他方の主面に若干回り込
むように形成される。
【0024】図8は、本発明の第5実施例を示してお
り、支持基板1の一方の主面の外周に沿って枠状に溝4
0を形成し、この溝40を含んで支持基板1上に第1樹
脂層3を形成する。
【0025】図9は、本発明の第6実施例を示してお
り、支持基板1の一方の主面上に第1樹脂層3を形成し
た後、第1樹脂層3に対し、その外周に沿って加熱処理
ライン50を描いている。この加熱処理ライン50は、
第1樹脂層3上にこれが溶融して除去されない程度に、
レーザビームを照射するか、またはホットプレス機を当
てることにより形成される。
【0026】図10は、本発明の第7実施例を示してお
り、支持基板1の一方の主面上に第1樹脂層3を形成し
た後、第1樹脂層3に対し、その外周に沿って紫外線を
照射し、その照射ライン60を描いている。
【0027】図11は、本発明の第8実施例を示してお
り、支持基板1の一方の主面上に第1樹脂層3を形成し
た後、第1樹脂層3の外周を、支持基板1の外周と共に
挾持固定する枠状の固定具70により固定している。
【0028】以上の第2実施例乃至第8実施例における
粗面20、第1樹脂層3の回り込み形成、粗面30、溝
40、加熱処理ライン50、紫外線照射ライン60及び
固定具70により、支持基板1とこの上面に形成される
第1樹脂層3との密着力は、支持基板1から剥離される
光起電力装置10を囲繞する位置において、その他の部
分より強くなる。
【0029】尚、上記第1実施例乃至第8実施例の各々
は、それらを単独で実施するだけでなく、適宜組み合わ
せてもよい。
【0030】また、上述の各実施例における接着層2、
粗面20、第1樹脂層3の回り込み形成、粗面30、溝
40、加熱処理ライン50、紫外線処理ライン60及び
固定具70は、支持基板1から剥離する光起電力装置1
0部分を完全に囲繞するように、連続的に設けられる必
要はなく、光起電力装置10を囲繞する位置に、部分的
に設けられてもよい。要するに、これらは、光起電力装
置10部分を囲繞する位置の少なくとも一部分における
第1樹脂層3と支持基板1との密着力が、その他の部分
より強くなるように設けられればよい。
【0031】
【発明の効果】本発明は、支持基板の上面に、絶縁性か
つ可撓性を有する第1樹脂層と、第1電極、薄膜半導体
層及び第2電極の積層体からなる光電変換素子と、を少
なくとも順次積層形成した後、上記第1樹脂層を上記支
持基板から剥離する光起電力装置の製造方法において、
上記支持基板から剥離する光起電力装置部分を囲繞する
位置に、上記第1樹脂層と上記支持基板との密着力を、
その他の部分より強くした密着力の強い部分を設け、上
記第1樹脂層上に上記光電変換素子を形成した後に上記
密着力の強い部分の内側において上記光電変換素子から
上記第1樹脂層に到る切断ラインを形成し、上記第1樹
脂層を上記支持基板から剥離するので、光電変換素子の
形成途中においては、その光電変換素子周囲の第1樹脂
層が強固に支持基板に密着しているため、支持基板から
第1樹脂層が剥離せず、光電変換素子の形成は何ら支障
なく行われると共に、光起電力装置完成後は、その光起
電力装置は支持基板から容易に剥離することができ、可
撓性を有する光起電力装置の製造工程の簡略化が図れ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の製造方法の第1工程を示
す断面図である。
【図2】図1の上面図である。
【図3】本発明の第1実施例の製造方法の第2工程を示
す断面図である。
【図4】本発明の第1実施例の製造方法の第3工程を示
す断面図である。
【図5】本発明の第2実施例を示す上面図である。
【図6】本発明の第3実施例を示す断面図である。
【図7】本発明の第4実施例を示す断面図である。
【図8】本発明の第5実施例を示す断面図である。
【図9】本発明の第6実施例を示す上面図である。
【図10】本発明の第7実施例を示す上面図である。
【図11】本発明の第8実施例を示す断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 浩 守口市京阪本通2丁目18番地 三洋電機 株式会社内 (72)発明者 岸 靖雄 守口市京阪本通2丁目18番地 三洋電機 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−261761(JP,A) 特開 平1−105581(JP,A) 特開 平2−49475(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 31/04

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持基板の上面に、絶縁性かつ可撓性を
    有する第1樹脂層と、第1電極、薄膜半導体層及び第2
    電極の積層体からなる光電変換素子と、を少なくとも順
    次積層形成した後、上記第1樹脂層を上記支持基板から
    剥離する光起電力装置の製造方法において、上記支持基
    板から剥離する光起電力装置部分を囲繞する位置に、
    記第1樹脂層と上記支持基板との密着力を、その他の部
    分より強くした密着力の強い部分を設け、上記第1樹脂
    層上に上記光電変換素子を形成した後に上記密着力の強
    い部分の内側において上記光電変換素子から上記第1樹
    脂層に到る切断ラインを形成し、上記第1樹脂層を上記
    支持基板から剥離することを特徴とした光起電力装置の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 上記支持基板の上面における上記支持基
    板から剥離する光起電力装置部分を囲繞する位置に、
    の支持基板と上記第1樹脂層との両者に対して強い接着
    力を示す接着層を形成することにより、上記密着力の強
    い部分を設けることを特徴とする請求項1記載の光起電
    力装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記支持基板の上面における上記支持基
    板から剥離する光起電力装置部分を囲繞する位置に、
    面を形成することにより、上記密着力の強い部分を設け
    ことを特徴とする請求項1記載の光起電力装置の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 上記第1樹脂層を上記支持基板の上面か
    側面を経て裏面に回り込んで形成することにより、上
    記密着力の強い部分を設けることを特徴とする請求項1
    記載の光起電力装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記第1樹脂層を上記支持基板の上面か
    ら側面にわたって形成すると共に、上記支持基板の側面
    に粗面を形成することにより、上記密着力の強い部分を
    設けることを特徴とする請求項1記載の光起電力装置の
    製造方法。
  6. 【請求項6】 上記支持基板の上面における上記支持基
    板から剥離する光起電力装置部分を囲繞する位置、溝
    を形成することにより、上記密着力の強い部分を設ける
    ことを特徴とする請求項1記載の光起電力装置の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 上記支持基板の上面に上記第1樹脂層を
    形成した後、上記支持基板から剥離する光起電力装置部
    分を囲繞する位置おける上記第1樹脂層を加熱処理す
    ることにより、上記密着力の強い部分を設けることを特
    徴とする請求項1記載の光起電力装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 上記支持基板の上面に上記第1樹脂層を
    形成した後、上記支持基板から剥離する光起電力装置部
    分を囲繞する位置おける上記第1樹脂層に紫外線を照
    射することにより、上記密着力の強い部分を設けること
    を特徴とする請求項1記載の光起電力装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 上記支持基板の上面に上記第1樹脂層を
    形成した後、上記支持基板から剥離する光起電力装置部
    分を囲繞する位置おける上記第1樹脂層を固定具にて
    固定することにより、上記密着力の強い部分を設ける
    とを特徴とする請求項1記載の光起電力装置の製造方
    法。
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