JP4127362B2 - Method for manufacturing photoelectric conversion device - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽光発電などに使用される光電変換装置とその製造方法に関し、特に粒状結晶半導体を用いた光電変換装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の粒状結晶半導体を用いた光電変換装置を図３〜図６に示す。例えば図３に示すように、第１のアルミニウム箔９に開口を形成し、その開口にｐ型の上にｎ型表皮部８を持つシリコン球２を挿着し、このシリコン球２の裏側のｎ型表皮部８を除去し、第１のアルミニウム箔９の裏面側に酸化物絶縁層３を形成し、シリコン球２の裏側の酸化物絶縁層３を除去し、シリコン球１と第２のアルミニウム箔７とを接合する光電変換装置が開示されている（例えば特開昭６１−１２４１７９号公報参照）。
【０００３】
また、図４に示すように、基板１上に低融点金属層１０を形成し、この低融点金属層１０上に第１導電型の粒状結晶半導体２を配設し、この粒状結晶半導体２上に第２導電型のアモルファス半導体層６を上記低融点金属層１０との間に絶縁層３を介して形成する光電変換装置が開示されている（例えば特許第２６４１８００号公報参照）。
【０００４】
また、図５に示すように、基板１上に高融点金属層１１と低融点金属層１０と半導体微小結晶粒とを堆積し、半導体の微小結晶粒を融解させて飽和させた上で徐々に冷却して半導体を液相エピタキシャル成長させることによって多結晶薄膜１２を形成する方法が開示されている（例えば特公平８−３４１７７号公報参照）。
【０００５】
また、図６に示すように、シート状のモジュール基板１上に複数の第１導電型の球状半導体１６を導電ペースト１４によって接着された状態で熱可塑性透明柔軟樹脂１７中に埋設し、球状半導体１６の表面領域に不純物を熱拡散あるいはイオン注入によってドープすることで第２導電型の表面層４を形成する方法が開示されている（例えば特開２００１−２３０４２９号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示すような光電変換装置では、第１のアルミニウム箔９に開口を形成し、その開口にシリコン球２を押し込んでシリコン球２を第１のアルミニウム箔９に接合させる必要があるため、シリコン球２の球径に均一性が要求され、高コストになるという問題があった。また、接合させるときの処理温度がアルミニウムとシリコンとの共晶温度である５７７℃以下であるため、接合が不安定になるという問題があった。
【０００７】
また、図４に示すような光電変換装置によれば、第１導電型の粒状結晶半導体２上に第２導電型のアモルファス半導体層６を設けるため、安定なｐｎ接合を形成するにはアモルファス半導体層６を形成する前に粒状結晶半導体２の表面を十分にエッチングおよび洗浄する必要があった。また、アモルファス半導体層７の光吸収が大きいことに起因して膜厚を薄くしなければならず、アモルファス半導体層６の膜厚が薄い場合、欠陥に対する許容度も小さくなり、洗浄工程や製造環境の管理を厳しくする必要があり、その結果、高コストになるという問題があった。
【０００８】
また、図５に示すような光電変換装置によれば、低融点金属層１０が第１導電型の液相エピタキシャル多結晶層１２中に混入するために性能が落ち、また絶縁体がないために下部電極１１との間にリークが発生するという問題があった。
【０００９】
また、図６に示すような光電変換装置によれば、第１導電型の球状半導体１６の接合部には高濃度層が存在しないため、光子により励起された電子の障壁、いわゆるバックフィールド効果を得ることができず、光電変換効率が低下することが判明した。
【００１０】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストで高性能な信頼性の高い光電変換装置とその製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る光電変換装置の製造方法によれば、一方の電極を有する基板上に一導電型を呈する粒状結晶半導体を配設して加熱して接合する工程と、この粒状結晶半導体上に撥液性を有する皮膜を形成する工程と、この粒状結晶半導体上にポリシロキサンとポリカルボシランと有機溶剤との混合物からなる溶液を塗布して熱処理することによってこの粒状結晶半導体間に絶縁体を充填する工程と、この粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成する工程と、この逆導電型を呈する半導体層に他方の電極を接続する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
上記光電変換装置の製造方法では、前記絶縁体が２５０℃以上４００℃以下の熱処理により作製されることが望ましい。
【００２０】
また、上記光電変換装置の製造方法では、前記粒状結晶半導体の平均粒径が０．２〜１．０ｍｍであることが望ましい。
【００２１】
また、上記光電変換装置の製造方法では、前記絶縁体を構成するポリシロキサンに対するポリカルボシランの比率が、重量比で０．１以上１．０以下であることが望ましい。
【００２２】
また、上記光電変換装置の製造方法では、前記絶縁体の４００〜８００ｎｍの波長の光に対する透過率が７０％以上であることが望ましい。
【００２３】
また、上記光電変換装置の製造方法では、前記絶縁体の厚みが３μｍ以上２５０μｍ以下であることが望ましい。
【００２４】
また、上記光電変換装置の製造方法では、前記絶縁体の鉛筆硬度がＨＢ以上３Ｈ以下であることが望ましい。
【００２５】
また、上記光電変換装置の製造方法では、前記基板がアルミニウムまたはアルミニウムを表層とする複合材料であることが望ましい。
【００２６】
本発明の光電変換装置の製造方法によれば、基板上に粒状結晶半導体を多数配置して加熱して両者の溶融した合金部によって接合し、この多数の粒状結晶半導体の間に絶縁体を充填した構造において、絶縁体が露出している基板の全面を欠陥なく覆い、なお且つ絶縁体にポリシロキサン及びポリメタロカルボシランの混合物または両者の反応物から成る有機無機複合体を用いることで、絶縁体及び粒状結晶半導体におけるクラック発生を防止することにより、従来の特開昭６１−１２４１７９号公報、特許第２６４１８００号公報、特公平８−３４１７７号公報、特開２００１−２３０４２９号公報で開示されている光電変換装置と比較して製造マージンが大きく、低コストの製造が可能となる。つまり、粒状結晶半導体をより低い粒径精度で製造すればよく、絶縁体によって正電極と負電極の分離を確実に行うことができ、その結果低コストの製造が可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、請求項１に係る光電変換装置の製造方法によって得られる光電変換装置の一実施形態を示す図である。図１において、１は基板、２は粒状結晶半導体、３はポリシロキサン及びポリカルボシランの混合物または両者の反応物から成る絶縁体、４は粒状結晶半導体２とは逆の導電型を呈する半導体層、５は導電層、１５は基板１と粒状結晶半導体２の合金層である。
【００２８】
基板１はアルミニウムの融点以上の融点を有する金属やセラミックを下地基板とし、例えば鉄、ステンレス、インバー、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系低膨張率合金等の鉄合金、ニッケル、アルミナ等のセラミックが用いられる。そして、基板１上にアルミニウムから成る電極層１’を形成した構成とし、アルミニウムから成る層１’には更に第２の添加元素としてシリコン、マグネシウム、マンガン、クロム、チタン、ニッケル、亜鉛、銀、銅から選ばれた１種もしくは複数種の元素を添加してもよく、結晶半導体粒子２の接合時の溶融過多の防止を維持することができる。アルミニウムから成る層１’の膜厚は２０μｍ以上とする。２０μｍ未満では結晶半導体粒子２との接合を行う際に膜厚が不足して十分な接合ができなくなる。
【００２９】
図２は基板１としてアルミニウム単体を用いた時の請求項１に係る光電変換装置の製造方法によって得られる光電変換装置の他の実施形態を示す図である。基板１の表層部に合金層１５が発生していることを除けば、他は図１と同様であるため以後は図１を用いて説明する。
【００３０】
図１の基板１上には、第一導電型の結晶半導体粒子２を多数配設する。この結晶半導体粒子２は、Ｓｉにｐ形を呈するＢ、Ａｌ、Ｇａ等、又はｎ形を呈するＰ、Ａｓ等が微量元素含まれているものである。結晶半導体粒子２の形状としては多角形を持つもの、曲面を持つもの等があり、粒径分布としては均一、不均一を問わないが、均一の場合は粒径を揃えるための工程が必要になるため、より安価にするためには不均一な方が有利である。更に凸曲面を持つことによって光の光線角度の依存性も小さい。
【００３１】
結晶半導体粒子２の粒径としては、０．２〜１．０ｍｍがよく、１．０ｍｍを越えると切削部も含めた従来の結晶板型の光電変換装置のシリコン使用量と変わらなくなり、結晶半導体粒子を用いるメリットがなくなる。また、０．２ｍｍよりも小さいと基板１へのアッセンブルがしにくくなるという別の問題が発生する。より好適にはシリコン使用量の関係から０．２〜０．６ｍｍがよい。
【００３２】
結晶半導体粒子２を基板１上に多数配設する方法としては、結晶半導体粒子２を基板１の表面に接着して固定する働きを持つ接合助層を形成した後、その上から結晶半導体粒子２を散布し、余分な結晶半導体粒子２を落とすことによって、結晶半導体粒子２を粒径の大小によらずに安定して密に配置し、その後、一定の荷重を結晶半導体粒子２上に掛けて、基板１のアルミニウムと結晶半導体粒子２のシリコンとの共晶温度５７７℃以上に加熱することによって、接合助層を焼飛させながら基板と結晶半導体粒子の合金層１５を介して基板１と結晶半導体粒子２を接合させる。
【００３３】
なお、合金層１５に接触している第１導電型の領域では、基板１の材料であるアルミニウムが拡散してｐ⁺層を形成している。しかしながら、単に導電性拡散領域を形成するのであれば、ＡｌとＳｉとの共晶温度である５７７℃以下でもできるが、基板１と粒状結晶半導体２の接合が弱いために基板１から粒状結晶半導体２が離脱し、太陽電池としての構造を維持できなくなる。
【００３４】
前述の接合助層の材質としては３００℃以上で、基板１と結晶半導体粒子２との接合温度以下で焼飛するものであればよく、酸化雰囲気で処理する場合には、例えばブチラール樹脂、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）等の樹脂を溶媒で溶解させた有機系の樹脂が上げられ、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スプレー法、ディッピング法等の形成方法で基板１の表面上に１０〜１００μｍの厚みに塗布形成する。
【００３５】
絶縁体３は、正極と負極の分離を行うための絶縁材料からなり、ポリシロキサンおよびポリカルボシランを主な成分とする熱硬化性の透明有機無機複合体から形成される。またポリシロキサンは下記（Ａ）の構造単位からなるが、

（但し、Ｒ１およびＲ２は同一または異なっていてもよく相互に独立に低級アルキル基、フェニル基、水素原子を表す）
耐熱性を上げるためにはＲ１またはＲ２の少なくとも１つはフェニル基であることが望ましい。またポリシロキサンは熱硬化後も柔軟性があるためその成分が多いほどクラックが入りにくく、数十μｍの厚い絶縁体３を容易に形成できるが、表面強度が低くなり、耐薬品性、耐候性、密着性も低下する。一方、ポリカルボシランは下記（Ｂ）の構造単位からなるが、

（但し、Ｒ３およびＲ４は同一または異なっていてもよく相互に独立に低級アルキル基、フェニル基、水素原子、または金属アルコキシル基を表す）
熱硬化性を高めるためにはＲ３およびＲ４の少なくとも１つは水素原子であることが望ましい。またポリカルボシランは熱硬化すると剛性の高いポリマーとなるため、その成分が多いとクラックが入りやすく厚い絶縁体３は形成し難くなるが、逆に表面強度が高くなり、耐薬品性、耐候性、密着性も向上する。
【００３６】
絶縁体３の形成性と、表面強度、耐薬品性、耐候性、密着性を同時に満足するためには、ポリシロキサンに対するポリカルボシランの比率が、重量比で０．１以上１．０以下であることが望ましく、より好適には０．２以上０．６以下がよい。
【００３７】
また、ポリシロキサンおよびポリカルボシランの混合物は有機溶媒に溶かして用いるが、有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、テトラヒドロフラン等を用いることができ、中でも溶解性、揮発性、毒性、コストの観点からキシレンが望ましい。
【００３８】
溶液の濃度は、絶縁体３の形成性と、熱処理後の厚み、粒状結晶半導体２上でのはじき性、粘性等の関係から、２０％以上５０％以下が適切である。
【００３９】
また、ポリシロキサン及びポリカルボシランと有機溶媒の混合物から成る溶液を塗布する前に、粒状結晶半導体２上に撥液性を有する皮膜を形成する。その撥液性により熱処理後、粒状結晶半導体２上にポリシロキサン及びポリカルボシランとの混合物が付着することを防ぐ結果、開口率が上り、変換効率が向上する。撥液性を有する皮膜としては、長鎖のアルキル基やパーフルオロアルキル基を有する化合物を用いることができ、特にフッ素系シランカップリング剤は有効である。
【００４０】
また、ポリシロキサン及びポリカルボシランと有機溶媒の混合物から成る溶液を基板１上に塗布した後の硬化のための熱処理温度は、２５０℃以上４００℃以下が望ましい。熱処理温度が２５０℃より低いと、ＣＶＤ等により粒状結晶半導体２上に逆導電型を呈する半導体層４を設ける際、絶縁体３が加熱されることでガスが発生し、半導体層４の特性を劣化させる。逆に熱処理温度が４００℃を越えると、絶縁体３中の有機成分が激しく揮散しはじめるためクラックが入り、かつ褐色〜黒色に着色して透光性が失われる。
【００４１】
また、粒状結晶半導体２に直接照射されなかった光も有効利用するためには、絶縁体３の４００〜８００ｎｍの波長の光に対する透過率は７０％以上とすることが必要である。
【００４２】
また、絶縁体３の厚みは３μｍ以上２５０μｍ以下が望ましい。厚みが３μｍ以下になると、絶縁性が不安定になり、リーク電流が流れやすくなるし、逆に厚みが２５０μｍを越えると、クラックが発生し易くなり耐候性や密着性等が劣化する。
【００４３】
また、絶縁体３の硬度は鉛筆硬度でＨＢ以上３Ｈ以下が望ましい。鉛筆硬度でＨＢより低いと耐薬品性等が低くなり、例えばＣＶＤ等により粒状結晶半導体２上に逆導電型を呈する半導体層４を設ける際、絶縁体３が破壊されるし、逆に鉛筆硬度で３Ｈより大きくなると、絶縁体３を形成する時にクラックが発生し、変換効率が低下する。
【００４４】
半導体層４は例えばＳｉから成り、気相成長法等で例えばシラン化合物の気相にｎ型を呈するリン系化合物の気相、又はｐ型を呈するホウ素系化合物の気相を微量導入して形成する。膜質としては結晶質、非晶質、結晶質と非晶質とが混在するもののどれでもよいが、光線透過率を考慮すると結晶質又は結晶質と非晶質とが混在するものがよく、光線透過率については、粒状結晶半導体２がない部分で入射光の一部が半導体層４を透過し、下部の基板１で反射して粒状結晶半導体２に照射されることで、光電変換装置全体に照射される光エネルギーを効率よく粒状結晶半導体２に照射することが可能となる。
【００４５】
導電性については、層中の微量元素の濃度は高くてもよく、例えば１×１０¹⁶〜１０²¹ａｔｍ／ｃｍ³台程度である。
【００４６】
更に、半導体層４は粒状結晶半導体２の表面に沿って形成し、粒状結晶半導体２の凸曲面形状に沿って形成することが望ましい。粒状結晶半導体２の凸曲面状の表面に沿って形成することによってｐｎ接合の面積を広く稼ぐことができ、粒状結晶半導体２の内部で生成したキャリアを効率よく収集することが可能となる。なお、その外郭にｎ型を呈するＰ、Ａｓ等、又はｐ型を呈するＢ、Ａｌ、Ｇａ等が微量含まれている粒状結晶半導体２を用いる場合には、半導体層４はなくてもよく、その上に導電層５を形成してもよい。
【００４７】
導電層５はスパッタリング法や気相成長法等の成膜方法あるいは塗布焼成等によって形成し、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂等から選ばれる１種又は複数の酸化物系膜、又はＴｉ、Ｐｔ、Ａｕ等から選ばれる１種又は複数の金属系膜を形成する。なお、このような導電層５は透明であることが必要であり、粒状結晶半導体２がない部分で入射光の一部が導電層５を透過し、下部の基板１で反射して粒状結晶半導体２に照射されることで、光電変換装置全体に照射される光エネルギーを効率よく粒状結晶半導体２に照射することが可能となる。透明導電層５は膜厚を選べば反射防止膜としての効果も期待できる。更に、導電層５は半導体層４あるいは粒状結晶半導体２の表面に沿って形成し、粒状結晶半導体２の凸曲面形状に沿って形成することが望ましい。粒状結晶半導体２の凸曲面状の表面に沿って形成することによってｐｎ接合の面積を広く稼ぐことができ、粒状結晶半導体２の内部で生成したキャリアを効率よく収集することが可能となる。
【００４８】
半導体層４あるいは導電層５上に保護層（不図示）を形成してもよい。このような保護層としては透明誘電体の特性を持つものがよく、ＣＶＤ法やＰＶＤ法等で例えば酸化珪素、酸化セシウム、酸化アルミニウム、窒化珪素、酸化チタン、ＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂、酸化タンタル、酸化イットリウム等を単一組成又は複数組成で単層又は組み合わせて半導体層４又は導電層５上に形成する。保護層は、光の入射面に接しているために、透明性が必要であり、また半導体層４又は導電層５と外部との間のリークを防止するために、誘電体であることが必要である。なお、保護層の膜厚を最適化すれば反射防止膜としての機能も期待できる。
【００４９】
また、直列抵抗値を低くするために、半導体層４又は導電層５の上に一定間隔のフィンガーやバスバーといったパターン電極（不図示）を設けて直接的又は間接的に半導体層４と接続し、変換効率を向上させることも可能である。
【００５０】
【実施例】
次に、本発明の光電変換装置の製造方法の実施例を説明する。
〔実施例〕アルミニウム合金をステンレス基材上に５０μｍの厚みで冷間圧着で形成した基板１に、接合助層としてブチラール樹脂を有機溶媒で溶解させた溶液を、ドクターブレードを用いて５０μｍの厚みに塗布した。その上に直径０．３〜０．５ｍｍのｐ型シリコン粒子２を数回散布して接合助層にｐ型シリコン粒子２を十分に接着させ、その後基板１を傾けて余分なｐ型シリコン粒子２を取り除いた。その後、ｐ型シリコン粒子２が動かないように一定の荷重をかけて押し付けた状態で、大気中で６３０℃１０分間加熱処理してｐ型シリコン粒子２をアルミニウム合金に接合させた（接合部１５）。
【００５１】
その上にフッ素系撥液剤を塗布して室温で乾燥させた。その後ポリシロキサンとポリカルボシランとキシレンを重量比で２：１：６に混合した溶液を前述のｐ型シリコン粒子２が覆い被さる程度に塗布して室温で乾燥させた後、３３０℃で３０分間加熱処理した。得られた透明なポリシロキサン−ポリカルボシラン複合体３は、ｐ型シリコン粒子２が密集している部分では約１５０μｍ、密集していない部分で約２０μｍの厚みがあった。また同条件でガラス基板上に作製したポリシロキサン−ポリカルボシラン複合体は、鉛筆硬度がＨであり、４００〜８００ｎｍの波長の光に対する透過率は８０％以上であった。ｐ型シリコン粒子２の上部表面をクリーニングするために、前述のｐ型シリコン粒子２間をポリシロキサン−ポリカルボシラン複合体３で充填した基板１を弗酸硝酸混合液（ＨＦ：ＨＮＯ₃＝１：２０）に１分間浸漬して純水で十分洗浄した。次にシランガスと微量のＰ化合物からなる混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により、ｐ型シリコン粒子２上に厚み５０ｎｍのｎ型結晶質シリコンと非晶質シリコンとの混晶の半導体層４を成膜し、その上にスパッタリング法によって厚み１００ｎｍのＩＴＯ膜５を作製した。
【００５２】
フィンガーおよびバスバーからなるパターン電極を設けた後、光電変換率を測定したところ、９．３％と比較的高い値が得られた。またこの試料に対し−４０℃〜９０℃の温度サイクル試験５００サイクルを行ったところ、絶縁体３にクラック、剥がれ等は発生せず、光電変換率も９．０％と特性劣化はほとんど見られなかった。
〔比較例１〕
絶縁体３としてポリシロキサンとキシレンを重量比で１：３に混合した溶液を用いる以外は、実施例と同様にして試料を作製した。透明でクラック、剥がれ等の欠陥のない試料が得られたが、同条件で作製したガラス基板上の絶縁体の鉛筆硬度はＢであった。初期光電変換率は８．８％であったが、この試料を−４０℃〜９０℃の温度サイクル試験５００サイクルを行ったところ、絶縁体３にクラックが発生し、光電変換率は０％となった。
〔比較例２〕
絶縁体３としてポリカルボシランとキシレンを重量比で１：３に混合した溶液を用いる以外は、実施例と同様にして試料を作製した。絶縁体３全面にクラックが発生し、光電変換率も０％となった。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る光電変換装置の製造方法によれば、シリコンから成る粒状結晶半導体間に充填する絶縁体が、ポリシロキサンとポリカルボシランとの混合物または両者の反応物から成ることから、粒状結晶半導体間を埋め、クラック、剥がれ等の欠陥の発生を防止し、安定した信頼性を有する良好な絶縁体を形成でき、よって信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。
【００５４】
また、請求項１に係る光電変換装置の製造方法によれば、一方の電極を有する基板上に一導電型を呈する粒状結晶半導体を配設して加熱して接合する工程と、この粒状結晶半導体上に撥液性を有する皮膜を形成する工程と、この粒状結晶半導体上にポリシロキサンとポリカルボシランと有機溶剤との混合物からなる溶液を塗布して熱処理することによってこの粒状結晶半導体間に絶縁体を充填する工程と、この粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成する工程と、この逆導電型を呈する半導体層に他方の電極を接続する工程と、を含むことから、粒状結晶半導体間を埋め、クラック、剥がれ等の欠陥の発生を防止し、安定した信頼性を有する良好な絶縁体を形成でき、よって信頼性の高い光電変換装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光電変換装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の光電変換装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図３】従来例１の光電変換装置を示す断面図である。
【図４】従来例２の光電変換装置を示す断面図である。
【図５】従来例３の光電変換装置を示す断面図である。
【図６】従来例４の光電変換装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・基板
１’・・・アルミニウムから成る電極層
２・・・・第一導電形の粒状結晶半導体
３・・・・絶縁体
４・・・・逆導電形の半導体層
５・・・・導電層
６・・・・アモルファス半導体層
７・・・・第２のアルミニウム箔
８・・・・ｎ形表皮部
９・・・・第１のアルミニウム箔
１０・・・低融点金属層
１１・・・高融点金属層
１２・・・第一導電形の液相エピタキシャル多結晶層
１３・・・第二導電形の多結晶あるいはアモルファス層
１４・・・導電性ペースト
１５・・・基板のアルミニウムと粒状結晶半導体のシリコンとの合金層
１６・・・第一導電型の球状半導体
１７・・・熱可塑性透明柔軟樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photoelectric conversion device used for photovoltaic power generation and the like and a manufacturing method thereof, and more particularly to a photoelectric conversion device using a granular crystal semiconductor and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
A conventional photoelectric conversion device using a granular crystal semiconductor is shown in FIGS. For example, as shown in FIG. 3, an opening is formed in the first aluminum foil 9, and a silicon sphere 2 having an n-type skin portion 8 on a p-type is inserted into the opening. The n-type skin portion 8 is removed, the oxide insulating layer 3 is formed on the back side of the first aluminum foil 9, the oxide insulating layer 3 on the back side of the silicon sphere 2 is removed, and the silicon sphere 1 and the second A photoelectric conversion device for joining the aluminum foil 7 is disclosed (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-124179).
[0003]
As shown in FIG. 4, a low melting point metal layer 10 is formed on the substrate 1, and a first conductive type granular crystal semiconductor 2 is disposed on the low melting point metal layer 10. Discloses a photoelectric conversion device in which a second conductive type amorphous semiconductor layer 6 is formed between the low melting point metal layer 10 and an insulating layer 3 (see, for example, Japanese Patent No. 2641800).
[0004]
Further, as shown in FIG. 5, a high melting point metal layer 11, a low melting point metal layer 10, and semiconductor microcrystal grains are deposited on the substrate 1, and the semiconductor microcrystal grains are melted and saturated, and then gradually. A method for forming a polycrystalline thin film 12 by cooling and subjecting a semiconductor to liquid phase epitaxial growth is disclosed (see, for example, Japanese Patent Publication No. 8-34177).
[0005]
Further, as shown in FIG. 6, a plurality of first conductive type spherical semiconductors 16 are embedded in a thermoplastic transparent flexible resin 17 in a state of being bonded by a conductive paste 14 on a sheet-like module substrate 1, and the spherical semiconductors are obtained. A method is disclosed in which the surface layer 4 of the second conductivity type is formed by doping impurities into the surface region 16 by thermal diffusion or ion implantation (see, for example, JP-A-2001-230429).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the photoelectric conversion device as shown in FIG. 3, it is necessary to form an opening in the first aluminum foil 9 and to push the silicon sphere 2 into the opening to join the silicon sphere 2 to the first aluminum foil 9. Therefore, there is a problem that uniformity is required for the diameter of the silicon sphere 2 and the cost is increased. Moreover, since the processing temperature at the time of bonding is 577 ° C. or less which is a eutectic temperature of aluminum and silicon, there is a problem that bonding becomes unstable.
[0007]
Further, according to the photoelectric conversion device as shown in FIG. 4, since the second conductive type amorphous semiconductor layer 6 is provided on the first conductive type granular crystal semiconductor 2, an amorphous semiconductor is used to form a stable pn junction. Before the layer 6 was formed, it was necessary to sufficiently etch and clean the surface of the granular crystal semiconductor 2. Further, the film thickness must be reduced due to the large light absorption of the amorphous semiconductor layer 7. When the film thickness of the amorphous semiconductor layer 6 is thin, the tolerance for defects is reduced, and the cleaning process and manufacturing environment are reduced. As a result, there is a problem that the cost becomes high.
[0008]
Further, according to the photoelectric conversion device as shown in FIG. 5, since the low melting point metal layer 10 is mixed in the liquid crystal epitaxial polycrystalline layer 12 of the first conductivity type, the performance is deteriorated and there is no insulator. There is a problem that leakage occurs between the lower electrode 11 and the lower electrode 11.
[0009]
Further, according to the photoelectric conversion device as shown in FIG. 6, since there is no high concentration layer at the junction of the first conductive type spherical semiconductor 16, a barrier of electrons excited by photons, the so-called backfield effect is obtained. It was not possible to obtain it, and it turned out that photoelectric conversion efficiency falls.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a low-cost, high-performance and highly reliable photoelectric conversion device and a method for manufacturing the same.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
According to the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1 , a step of disposing a granular crystal semiconductor exhibiting one conductivity type on a substrate having one electrode and heating and bonding the same, and on the granular crystal semiconductor A step of forming a film having liquid repellency, and a heat treatment by applying a solution comprising a mixture of polysiloxane, polycarbosilane, and an organic solvent on the granular crystal semiconductor, and an insulator between the granular crystal semiconductors. A filling step; a step of forming a semiconductor layer exhibiting a reverse conductivity type on the granular crystal semiconductor; and a step of connecting the other electrode to the semiconductor layer exhibiting the reverse conductivity type.
[0019]
In the manufacturing method of the photoelectric conversion device, it is preferable that the insulator is manufactured by heat treatment at 250 ° C. or higher and 400 ° C. or lower.
[0020]
Moreover, in the manufacturing method of the said photoelectric conversion apparatus, it is desirable that the average particle diameter of the said granular crystal semiconductor is 0.2-1.0 mm.
[0021]
Moreover, in the manufacturing method of the said photoelectric conversion apparatus, it is desirable that the ratio of the polycarbosilane with respect to the polysiloxane which comprises the said insulator is 0.1 or more and 1.0 or less by weight ratio.
[0022]
Moreover, in the said manufacturing method of a photoelectric conversion apparatus, it is desirable that the transmittance | permeability with respect to the light of the wavelength of 400-800 nm of the said insulator is 70% or more.
[0023]
Moreover, in the manufacturing method of the said photoelectric conversion apparatus, it is desirable that the thickness of the said insulator is 3 micrometers or more and 250 micrometers or less.
[0024]
Moreover, in the said manufacturing method of a photoelectric conversion apparatus, it is desirable that the pencil hardness of the said insulator is HB or more and 3H or less.
[0025]
In the method for manufacturing a photoelectric conversion device, the substrate is preferably aluminum or a composite material having aluminum as a surface layer.
[0026]
According to the method for manufacturing a photoelectric conversion device of the present invention, a large number of granular crystal semiconductors are arranged on a substrate, heated and joined by a molten alloy part, and an insulator is filled between the large number of granular crystal semiconductors. In this structure, the entire surface of the substrate where the insulator is exposed is covered without defects, and the insulator is insulated by using an organic-inorganic composite made of a mixture of polysiloxane and polymetallocarbosilane or a reaction product of both. By preventing the occurrence of cracks in the body and the granular crystal semiconductor, it has been disclosed in the conventional Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-124179, Japanese Patent No. 2641800, Japanese Patent Publication No. 8-34177, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-230429. Compared to the photoelectric conversion device, the manufacturing margin is large and low-cost manufacturing is possible. That is, it is only necessary to manufacture the granular crystal semiconductor with a lower particle size accuracy, and the positive electrode and the negative electrode can be reliably separated by the insulator, and as a result, low-cost manufacturing is possible.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a photoelectric conversion device obtained by the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate, 2 denotes a granular crystal semiconductor, 3 denotes an insulator made of a mixture of polysiloxane and polycarbosilane, or a reaction product of both, and 4 denotes a semiconductor layer having a conductivity type opposite to that of the granular crystal semiconductor 2. Reference numeral 5 denotes a conductive layer, and 15 denotes an alloy layer of the substrate 1 and the granular crystal semiconductor 2.
[0028]
The substrate 1 is made of a metal or ceramic having a melting point equal to or higher than that of aluminum, for example, iron, stainless steel, invar, iron alloys such as Fe-Co-Ni low expansion coefficient alloys, ceramics such as nickel and alumina. . Then, an electrode layer 1 ′ made of aluminum is formed on the substrate 1, and the layer 1 ′ made of aluminum is further added with second additive elements such as silicon, magnesium, manganese, chromium, titanium, nickel, zinc, silver, One or more elements selected from copper may be added, and the prevention of excessive melting at the time of joining the crystalline semiconductor particles 2 can be maintained. The film thickness of the layer 1 ′ made of aluminum is set to 20 μm or more. If the thickness is less than 20 μm, the film thickness becomes insufficient when bonding with the crystalline semiconductor particles 2 and sufficient bonding cannot be performed.
[0029]
FIG. 2 is a view showing another embodiment of the photoelectric conversion device obtained by the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1 when aluminum alone is used as the substrate 1. Except for the fact that the alloy layer 15 is generated in the surface layer portion of the substrate 1, the rest is the same as in FIG.
[0030]
A large number of first-conductivity-type crystalline semiconductor particles 2 are disposed on the substrate 1 of FIG. The crystalline semiconductor particles 2 contain trace elements such as B, Al, Ga, etc. exhibiting p-type in Si, or P, As, etc. exhibiting n-type. The crystalline semiconductor particles 2 may have a polygonal shape or a curved surface, and the particle size distribution may be uniform or non-uniform. Therefore, non-uniformity is advantageous in order to make it cheaper. Furthermore, by having a convex curved surface, the dependency of the light beam angle is small.
[0031]
The particle diameter of the crystalline semiconductor particles 2 is preferably 0.2 to 1.0 mm. If the particle diameter exceeds 1.0 mm, the amount of silicon used in the conventional crystal plate-type photoelectric conversion device including the cutting portion remains the same. The advantage of using particles is lost. On the other hand, if it is smaller than 0.2 mm, another problem that it is difficult to assemble the substrate 1 occurs. More preferably, the thickness is 0.2 to 0.6 mm in view of the amount of silicon used.
[0032]
As a method of disposing a large number of crystal semiconductor particles 2 on the substrate 1, after forming a bonding assistant layer having a function of adhering and fixing the crystal semiconductor particles 2 to the surface of the substrate 1, the crystal semiconductor particles 2 are formed thereon. The crystal semiconductor particles 2 are stably and densely arranged regardless of the size of the particle size, and then a certain load is applied to the crystal semiconductor particles 2. By heating the eutectic temperature of aluminum of the substrate 1 and silicon of the crystalline semiconductor particles 2 to 577 ° C. or more, the substrate 1 and the crystal are formed through the alloy layer 15 of the substrate and the crystalline semiconductor particles while burning the bonding assistant layer. The semiconductor particles 2 are joined.
[0033]
In the first conductivity type region in contact with the alloy layer 15, aluminum as the material of the substrate 1 is diffused to form a p ⁺ layer. However, if the conductive diffusion region is simply formed, the eutectic temperature of Al and Si can be 577 ° C. or lower. However, since the bonding between the substrate 1 and the granular crystal semiconductor 2 is weak, the granular crystal semiconductor is separated from the substrate 1. 2 is detached, and the structure as a solar cell cannot be maintained.
[0034]
As the material of the above-mentioned bonding assistant layer, any material can be used as long as it is burned at 300 ° C. or higher and below the bonding temperature between the substrate 1 and the crystalline semiconductor particles 2. An organic resin in which a resin such as ethyl cellulose, polyvinyl alcohol (PVA), or polyethylene glycol (PEG) is dissolved in a solvent is raised, and the substrate is formed by a forming method such as a screen printing method, a doctor blade method, a spray method, or a dipping method. 1 is coated and formed on the surface of 1 to a thickness of 10 to 100 μm.
[0035]
The insulator 3 is made of an insulating material for separating the positive electrode and the negative electrode, and is formed of a thermosetting transparent organic-inorganic composite containing polysiloxane and polycarbosilane as main components. Polysiloxane is composed of the following structural unit (A).

(However, R1 and R2 may be the same or different and each independently represents a lower alkyl group, a phenyl group, or a hydrogen atom.)
In order to increase the heat resistance, it is desirable that at least one of R1 and R2 is a phenyl group. Polysiloxane is also flexible after thermosetting, so the more components there are, the harder it is to crack, and it is easier to form a thick insulator 3 of several tens of μm, but the surface strength is low, chemical resistance and weather resistance. , Adhesion is also reduced. On the other hand, polycarbosilane is composed of the structural unit (B) below.

(However, R3 and R4 may be the same or different and each independently represents a lower alkyl group, a phenyl group, a hydrogen atom, or a metal alkoxyl group.)
In order to enhance thermosetting, at least one of R3 and R4 is desirably a hydrogen atom. In addition, polycarbosilane becomes a highly rigid polymer when thermally cured, so if there are many components, cracks easily occur and it is difficult to form a thick insulator 3, but conversely, the surface strength is increased, and chemical resistance and weather resistance are increased. , Adhesion is also improved.
[0036]
In order to satisfy the formability of the insulator 3 and the surface strength, chemical resistance, weather resistance, and adhesion at the same time, the ratio of polycarbosilane to polysiloxane is 0.1 to 1.0 by weight. It is desirable that it should be 0.2 to 0.6.
[0037]
In addition, a mixture of polysiloxane and polycarbosilane is used by dissolving in an organic solvent, and as the organic solvent, benzene, toluene, xylene, hexane, tetrahydrofuran, etc. can be used, among which solubility, volatility, toxicity, cost From the viewpoint of xylene, xylene is desirable.
[0038]
The concentration of the solution is appropriately 20% or more and 50% or less from the relationship between the formability of the insulator 3, the thickness after the heat treatment, the repelling property on the granular crystal semiconductor 2, the viscosity, and the like.
[0039]
In addition, a film having liquid repellency is formed on the granular crystal semiconductor 2 before applying a solution made of a mixture of polysiloxane and polycarbosilane and an organic solvent. As a result of preventing the mixture of polysiloxane and polycarbosilane from adhering to the granular crystal semiconductor 2 after the heat treatment due to its liquid repellency, the aperture ratio increases and the conversion efficiency improves. As the film having liquid repellency, a compound having a long-chain alkyl group or a perfluoroalkyl group can be used, and a fluorine-based silane coupling agent is particularly effective.
[0040]
The heat treatment temperature for curing after applying a solution comprising a mixture of polysiloxane and polycarbosilane and an organic solvent on the substrate 1 is preferably 250 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. When the heat treatment temperature is lower than 250 ° C., when the semiconductor layer 4 exhibiting the reverse conductivity type is provided on the granular crystal semiconductor 2 by CVD or the like, gas is generated by heating the insulator 3, and the characteristics of the semiconductor layer 4 are improved. Deteriorate. On the contrary, when the heat treatment temperature exceeds 400 ° C., the organic component in the insulator 3 begins to violently evaporate, so that cracks are formed, and the light-transmitting property is lost due to coloring from brown to black.
[0041]
Further, in order to effectively use light that has not been directly irradiated onto the granular crystal semiconductor 2, the transmittance of the insulator 3 with respect to light having a wavelength of 400 to 800 nm needs to be 70% or more.
[0042]
The thickness of the insulator 3 is desirably 3 μm or more and 250 μm or less. When the thickness is 3 μm or less, the insulating property becomes unstable, and a leak current easily flows. Conversely, when the thickness exceeds 250 μm, cracks are easily generated and weather resistance, adhesion, and the like are deteriorated.
[0043]
The insulator 3 preferably has a pencil hardness of HB or more and 3H or less. When the pencil hardness is lower than HB, the chemical resistance and the like are lowered. For example, when the semiconductor layer 4 having the reverse conductivity type is provided on the granular crystal semiconductor 2 by CVD or the like, the insulator 3 is destroyed, and conversely the pencil hardness. If it exceeds 3H, cracks are generated when the insulator 3 is formed, and conversion efficiency is lowered.
[0044]
The semiconductor layer 4 is made of, for example, Si, and is formed by introducing a small amount of a vapor phase of a phosphorus-based compound exhibiting n-type or a vapor phase of a boron-based compound exhibiting p-type into the vapor phase of a silane compound, for example, by vapor deposition. To do. Crystalline as quality, amorphous, but may be any of those crystalline and the amorphous coexist, often those with considering the light transmittance and the crystalline or crystalline and amorphous coexist, Regarding the light transmittance, a part of the incident light is transmitted through the semiconductor layer 4 in a portion where there is no granular crystal semiconductor 2, reflected by the lower substrate 1 and irradiated onto the granular crystal semiconductor 2, so that the entire photoelectric conversion device is irradiated. It becomes possible to efficiently irradiate the granular crystal semiconductor 2 with the light energy applied to the.
[0045]
As for conductivity, the concentration of trace elements in the layer may be high, for example, about 1 × 10 ¹⁶ to 10 ²¹ atm / cm ³ .
[0046]
Furthermore, the semiconductor layer 4 is preferably formed along the surface of the granular crystal semiconductor 2 and formed along the convex curved surface shape of the granular crystal semiconductor 2. By forming along the convex curved surface of the granular crystal semiconductor 2, the area of the pn junction can be increased widely, and carriers generated inside the granular crystal semiconductor 2 can be efficiently collected. In addition, in the case of using the granular crystal semiconductor 2 in which a small amount of P, As, etc. exhibiting n-type or B, Al, Ga, etc. exhibiting p-type is included in the outer shell, the semiconductor layer 4 may be omitted. A conductive layer 5 may be formed thereon.
[0047]
The conductive layer 5 is formed by a film forming method such as a sputtering method or a vapor phase growth method, coating and baking, or the like, and one or more oxide systems selected from SnO ₂ , In ₂ O ₃ , ITO, ZnO, TiO _{2, and the} like. A film, or one or more metal films selected from Ti, Pt, Au, and the like are formed. Such a conductive layer 5 needs to be transparent, and a part of incident light is transmitted through the conductive layer 5 in a portion where the granular crystal semiconductor 2 is not present, and is reflected by the lower substrate 1 to be granular crystal semiconductor. By irradiating 2, it becomes possible to efficiently irradiate the granular crystal semiconductor 2 with the light energy irradiated to the entire photoelectric conversion device. The transparent conductive layer 5 can be expected to have an effect as an antireflection film if the film thickness is selected. Furthermore, the conductive layer 5 is desirably formed along the surface of the semiconductor layer 4 or the granular crystal semiconductor 2 and is formed along the convex curved surface shape of the granular crystal semiconductor 2. By forming along the convex curved surface of the granular crystal semiconductor 2, the area of the pn junction can be increased widely, and carriers generated inside the granular crystal semiconductor 2 can be efficiently collected.
[0048]
A protective layer (not shown) may be formed on the semiconductor layer 4 or the conductive layer 5. Such a protective layer preferably has a transparent dielectric property, such as silicon oxide, cesium oxide, aluminum oxide, silicon nitride, titanium oxide, SiO ₂ —TiO ₂ , tantalum oxide, CVD, PVD, etc. A single layer or a combination of yttrium oxide or the like is formed on the semiconductor layer 4 or the conductive layer 5 with a single composition or a plurality of compositions. The protective layer needs to be transparent because it is in contact with the light incident surface, and needs to be a dielectric in order to prevent leakage between the semiconductor layer 4 or the conductive layer 5 and the outside. It is. In addition, if the thickness of the protective layer is optimized, a function as an antireflection film can be expected.
[0049]
In addition, in order to reduce the series resistance value, pattern electrodes (not shown) such as fingers and bus bars at regular intervals are provided on the semiconductor layer 4 or the conductive layer 5 and directly or indirectly connected to the semiconductor layer 4; It is also possible to improve the conversion efficiency.
[0050]
【Example】
Next, examples of the method for manufacturing a photoelectric conversion device of the present invention will be described.
[Example] A solution in which a butyral resin was dissolved in an organic solvent as a bonding assistant layer on a substrate 1 formed by cold-pressing an aluminum alloy with a thickness of 50 µm on a stainless steel substrate, using a doctor blade, to a thickness of 50 µm. It was applied to. Then, p-type silicon particles 2 having a diameter of 0.3 to 0.5 mm are dispersed several times to sufficiently adhere the p-type silicon particles 2 to the bonding assistant layer, and then the substrate 1 is tilted to remove excess p-type silicon particles. 2 was removed. Thereafter, in a state where the p-type silicon particles 2 are pressed and applied so as not to move, the p-type silicon particles 2 are bonded to the aluminum alloy by heat treatment at 630 ° C. for 10 minutes in the atmosphere (bonding portion 15). ).
[0051]
A fluorine-based liquid repellent was applied thereon and dried at room temperature. Thereafter, a solution in which polysiloxane, polycarbosilane, and xylene are mixed at a weight ratio of 2: 1: 6 is applied to the extent that the p-type silicon particles 2 are covered and dried at room temperature, and then at 330 ° C. for 30 minutes. Heat-treated. The obtained transparent polysiloxane-polycarbosilane composite 3 had a thickness of about 150 μm at the portion where the p-type silicon particles 2 were dense and about 20 μm at the portion where the p-type silicon particles 2 were not dense. Moreover, the polysiloxane-polycarbosilane composite produced on the glass substrate under the same conditions had a pencil hardness of H and a transmittance of 80% or more for light having a wavelength of 400 to 800 nm. In order to clean the upper surface of the p-type silicon particles 2, the substrate 1 in which the space between the p-type silicon particles 2 is filled with the polysiloxane-polycarbosilane complex 3 is mixed with a hydrofluoric acid-nitric acid mixture (HF: HNO ₃ = 1). : 20) for 1 minute and thoroughly washed with pure water. Next, a mixed crystal semiconductor layer 4 of 50 nm thick n-type crystalline silicon and amorphous silicon is formed on the p-type silicon particles 2 by plasma CVD using a mixed gas composed of silane gas and a small amount of P compound. An ITO film 5 having a thickness of 100 nm was formed thereon by sputtering.
[0052]
When a photoelectric conversion rate was measured after providing a pattern electrode composed of fingers and bus bars, a relatively high value of 9.3% was obtained. Further, when 500 cycles of a temperature cycle test of −40 ° C. to 90 ° C. were performed on this sample, the insulator 3 was not cracked, peeled off, etc., and the photoelectric conversion rate was 9.0%. There wasn't.
[Comparative Example 1]
A sample was prepared in the same manner as in Example except that a solution in which polysiloxane and xylene were mixed at a weight ratio of 1: 3 was used as the insulator 3. A transparent sample free of defects such as cracks and peeling was obtained, but the pencil hardness of the insulator on the glass substrate produced under the same conditions was B. The initial photoelectric conversion rate was 8.8%, but when this sample was subjected to 500 cycles of a temperature cycle test of −40 ° C. to 90 ° C., cracks occurred in the insulator 3 and the photoelectric conversion rate was 0%. became.
[Comparative Example 2]
A sample was prepared in the same manner as in Example except that a solution in which polycarbosilane and xylene were mixed at a weight ratio of 1: 3 was used as the insulator 3. Cracks occurred on the entire surface of the insulator 3 and the photoelectric conversion rate was 0%.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the method of manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1, the insulator filled between the granular crystal semiconductors made of silicon is made of a mixture of polysiloxane and polycarbosilane or a reaction product of both. Therefore, it is possible to fill a gap between the granular crystal semiconductors, prevent generation of defects such as cracks and peeling, and to form a good insulator having stable reliability, and thus provide a highly reliable photoelectric conversion device. .
[0054]
In addition, according to the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1 , a step of disposing a granular crystal semiconductor exhibiting one conductivity type on a substrate having one electrode and heating and bonding the same, and the granular crystal semiconductor Insulating between the granular crystal semiconductors by forming a film having liquid repellency thereon and applying a heat treatment by applying a solution comprising a mixture of polysiloxane, polycarbosilane and an organic solvent on the granular crystal semiconductor. A step of filling the body, a step of forming a semiconductor layer exhibiting a reverse conductivity type on the granular crystal semiconductor, and a step of connecting the other electrode to the semiconductor layer exhibiting the reverse conductivity type. It is possible to form a good insulator with stable reliability by filling the gap between crystal semiconductors, preventing the occurrence of defects such as cracks and peeling, and thus easily producing a highly reliable photoelectric conversion device. That.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a photoelectric conversion device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the photoelectric conversion device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a photoelectric conversion device of Conventional Example 1.
4 is a cross-sectional view showing a photoelectric conversion device of Conventional Example 2. FIG.
5 is a cross-sectional view showing a photoelectric conversion device of Conventional Example 3. FIG.
6 is a cross-sectional view showing a photoelectric conversion device of Conventional Example 4. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 1 '... Electrode layer 2 made of aluminum ... Granular crystal semiconductor 3 of first conductivity type ... Insulator 4 ... Semiconductor layer 5 of reverse conductivity type ... .. Conductive layer 6... Amorphous semiconductor layer 7... Second aluminum foil 8... N-type skin portion 9. ... refractory metal layer 12 ... liquid phase epitaxial polycrystalline layer 13 of first conductivity type ... polycrystalline or amorphous layer 14 of second conductivity type ... conductive paste 15 ... aluminum of substrate Alloy layer 16 of silicon and granular crystal semiconductor 16... First conductivity type spherical semiconductor 17... Thermoplastic transparent flexible resin

Claims (8)

一方の電極を有する基板上に一導電型を呈する粒状結晶半導体を配設して加熱して接合する工程と、この粒状結晶半導体上に撥液性を有する皮膜を形成する工程と、この粒状結晶半導体上にポリシロキサンとポリカルボシランと有機溶剤との混合物からなる溶液を塗布して熱処理することによってこの粒状結晶半導体間に絶縁体を充填する工程と、この粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成する工程と、この逆導電型を呈する半導体層に他方の電極を接続する工程と、を含むことを特徴とする光電変換装置の製造方法。  A step of disposing a granular crystal semiconductor exhibiting one conductivity type on a substrate having one electrode and heating and bonding, a step of forming a liquid-repellent film on the granular crystal semiconductor, and the granular crystal Applying a heat treatment by applying a solution comprising a mixture of polysiloxane, polycarbosilane and an organic solvent on a semiconductor, and then heat-treating the granular crystal semiconductor. The manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus characterized by including the process of forming the semiconductor layer to exhibit, and the process of connecting the other electrode to the semiconductor layer which exhibits this reverse conductivity type. 前記絶縁体が２５０℃以上４００℃以下の熱処理により作製されることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1 , wherein the insulator is manufactured by a heat treatment at 250 ° C. or more and 400 ° C. or less. 前記粒状結晶半導体の平均粒径が０．２〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1 , wherein an average particle diameter of the granular crystal semiconductor is 0.2 to 1.0 mm. 前記絶縁体を構成するポリシロキサンに対するポリカルボシランの比率が、重量比で０．１以上１．０以下であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。2. The method of manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1 , wherein a ratio of polycarbosilane to polysiloxane constituting the insulator is 0.1 to 1.0 by weight. 前記絶縁体の４００〜８００ｎｍの波長の光に対する透過率が７０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1 , wherein a transmittance of the insulator with respect to light having a wavelength of 400 to 800 nm is 70% or more. 前記絶縁体の厚みが３μｍ以上２５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1 , wherein the insulator has a thickness of 3 μm to 250 μm. 前記絶縁体の鉛筆硬度がＨＢ以上３Ｈ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1 , wherein the insulator has a pencil hardness of HB or more and 3H or less. 前記基板がアルミニウムまたはアルミニウムを表層とする複合材料であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 1 , wherein the substrate is aluminum or a composite material having aluminum as a surface layer.

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