JPH0745853A - 光起電力装置及びその製造方法 - Google Patents
光起電力装置及びその製造方法Info
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- JPH0745853A JPH0745853A JP5187939A JP18793993A JPH0745853A JP H0745853 A JPH0745853 A JP H0745853A JP 5187939 A JP5187939 A JP 5187939A JP 18793993 A JP18793993 A JP 18793993A JP H0745853 A JPH0745853 A JP H0745853A
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- semiconductor layer
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡易な構造で、かつ微小面積の光起電力素子
を接続することのできる光起電力装置及びその製造方法
を得る。 【構成】 レーザー照射等により部分的に除去加工して
複数の光電変換層１０ａ，１０ｂを形成し、隣接する光
電変換層１０ａ，１０ｂの対向する側面部を覆うように
レーザー照射による光ＣＶＤ法で絶縁膜５を形成し、絶
縁膜５の上を通り光電変換層１０ａのｎ型半導体層３ａ
と光電変換層１０ｂのｐ型半導体層２ｂを接続するよう
にレーザー照射による光ＣＶＤ法等で導電性膜７を形成
する。
を接続することのできる光起電力装置及びその製造方法
を得る。 【構成】 レーザー照射等により部分的に除去加工して
複数の光電変換層１０ａ，１０ｂを形成し、隣接する光
電変換層１０ａ，１０ｂの対向する側面部を覆うように
レーザー照射による光ＣＶＤ法で絶縁膜５を形成し、絶
縁膜５の上を通り光電変換層１０ａのｎ型半導体層３ａ
と光電変換層１０ｂのｐ型半導体層２ｂを接続するよう
にレーザー照射による光ＣＶＤ法等で導電性膜７を形成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光起電力装置及びその
製造方法に関するものであり、特に、光起電力素子のユ
ニットを直列に接続するモジュール構造の改造に関する
ものである。
製造方法に関するものであり、特に、光起電力素子のユ
ニットを直列に接続するモジュール構造の改造に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は、従来の光起電力装置における
モジュール構造の一例を示す断面図である。基板１上に
複数に分割された光起電力素子３が設けられており、基
板１と光起電力素子３の間には電極膜２が設けられ、光
起電力素子３の上には電極膜４が設けられている。隣接
する光起電力素子３間においては、電極膜４と電極膜２
の間をワイヤー５で接続することによって光起電力素子
３を直列に接続している。
モジュール構造の一例を示す断面図である。基板１上に
複数に分割された光起電力素子３が設けられており、基
板１と光起電力素子３の間には電極膜２が設けられ、光
起電力素子３の上には電極膜４が設けられている。隣接
する光起電力素子３間においては、電極膜４と電極膜２
の間をワイヤー５で接続することによって光起電力素子
３を直列に接続している。
【０００３】図１４は、従来の光起電力装置における他
のモジュール構造を示す側面図である。図１４を参照し
て、この光起電力装置では、光起電力素子の一端に電極
９を設け、光起電力素子６の他方端と光起電力素子７の
一方端を接続し、光起電力素子７の他方端と光起電力素
子８の一方端を接触させ、光起電力素子８の他方端に電
極１０を形成し、これによって光起電力素子６，７，８
を直列に接続している。
のモジュール構造を示す側面図である。図１４を参照し
て、この光起電力装置では、光起電力素子の一端に電極
９を設け、光起電力素子６の他方端と光起電力素子７の
一方端を接続し、光起電力素子７の他方端と光起電力素
子８の一方端を接触させ、光起電力素子８の他方端に電
極１０を形成し、これによって光起電力素子６，７，８
を直列に接続している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光起電力装置では、電極間のワイヤーボンデ
ィングや光起電力素子の端部の接触固定等、製造工程が
複雑であるという問題があった。
うな従来の光起電力装置では、電極間のワイヤーボンデ
ィングや光起電力素子の端部の接触固定等、製造工程が
複雑であるという問題があった。
【０００５】さらに、一定の面積で高電圧の電力を発電
するためには、微小面積の光起電力素子を多数直列に接
続することが必要となるが、従来の接続構造では、この
ような微小面積の光起電力素子の接続が困難であるとい
う問題があった。
するためには、微小面積の光起電力素子を多数直列に接
続することが必要となるが、従来の接続構造では、この
ような微小面積の光起電力素子の接続が困難であるとい
う問題があった。
【０００６】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、簡易なモジュール接続構造を有し、かつ微小
面積の光起電力素子を接続することのできる光起電力装
置及びその製造方法を提供することにある。
を解消し、簡易なモジュール接続構造を有し、かつ微小
面積の光起電力素子を接続することのできる光起電力装
置及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光起電力装置
は、基板と、基板上に複数に分割して設けられる一導電
型半導体層及び他導電型半導体層を有する光電変換層で
あり隣接する光電変換層の対向する側面部が基板側に向
かうにつれて互いに近づく方向に傾斜している光電変換
層と、隣接する光電変換層の対向する側面部の一方及び
隣接する光電変換層の間の基板上を覆う絶縁膜と、絶縁
膜の上を通り、隣接する光電変換層の一方の一導電型半
導体層と他方の他導電型半導体層とを電気的に接続する
ように設けられる導電性膜とを備えることを特徴として
いる。
は、基板と、基板上に複数に分割して設けられる一導電
型半導体層及び他導電型半導体層を有する光電変換層で
あり隣接する光電変換層の対向する側面部が基板側に向
かうにつれて互いに近づく方向に傾斜している光電変換
層と、隣接する光電変換層の対向する側面部の一方及び
隣接する光電変換層の間の基板上を覆う絶縁膜と、絶縁
膜の上を通り、隣接する光電変換層の一方の一導電型半
導体層と他方の他導電型半導体層とを電気的に接続する
ように設けられる導電性膜とを備えることを特徴として
いる。
【０００８】本発明の製造方法は、上記光起電力装置を
製造することのできる方法であり、基板上に一導電型半
導体層及び他導電型半導体層を有する光電変換層を設け
る工程と、レーザー照射により光電変換層を部分的に除
去加工して複数に分割し、かつ隣接する光電変換層の対
向する側面部が基板側に向かうにつれて互いに近づく方
向に傾斜するように除去加工する工程と、分割された光
電変換層の隣接する光電変換層間において対向する側面
部の一方及び隣接する光電変換層の間の基板上を覆うよ
うにレーザー照射による光ＣＶＤ法で絶縁膜を形成する
工程と、絶縁膜の上を通り隣接する光電変換層の一方の
一導電型半導体層と他方の他導電型半導体層と電気的に
接続するようにレーザー照射による光ＣＶＤ法で導電性
膜を形成する工程とを備えることを特徴としている。
製造することのできる方法であり、基板上に一導電型半
導体層及び他導電型半導体層を有する光電変換層を設け
る工程と、レーザー照射により光電変換層を部分的に除
去加工して複数に分割し、かつ隣接する光電変換層の対
向する側面部が基板側に向かうにつれて互いに近づく方
向に傾斜するように除去加工する工程と、分割された光
電変換層の隣接する光電変換層間において対向する側面
部の一方及び隣接する光電変換層の間の基板上を覆うよ
うにレーザー照射による光ＣＶＤ法で絶縁膜を形成する
工程と、絶縁膜の上を通り隣接する光電変換層の一方の
一導電型半導体層と他方の他導電型半導体層と電気的に
接続するようにレーザー照射による光ＣＶＤ法で導電性
膜を形成する工程とを備えることを特徴としている。
【０００９】本発明において、光電変換層を構成する半
導体は、非晶質、多結晶、及び単結晶の何れの形態のも
のでもよく、材質としてはシリコン及びＧａＡｓ等の化
合物半導体を用いることができる。
導体は、非晶質、多結晶、及び単結晶の何れの形態のも
のでもよく、材質としてはシリコン及びＧａＡｓ等の化
合物半導体を用いることができる。
【００１０】
【作用】本発明の光起電力装置においては、隣接する光
電変換層の対向する側面部の一方及び隣接する光電変換
層の間の基板上を覆うように絶縁膜を形成し、この絶縁
膜の上を通り、隣接する光電変換層の一方の一導電型半
導体層と他方の他導電型半導体層とを電気的に接続する
ように導電性膜を形成している。本発明に従えば、絶縁
膜と導電性膜の形成により隣接する光電変換層を直列に
接続することができ、この絶縁膜及び導電性膜は微小な
領域に形成することができるので、微小面積の光電変換
層であっても、これらの光電変換層を簡易な構造で接続
することができる。
電変換層の対向する側面部の一方及び隣接する光電変換
層の間の基板上を覆うように絶縁膜を形成し、この絶縁
膜の上を通り、隣接する光電変換層の一方の一導電型半
導体層と他方の他導電型半導体層とを電気的に接続する
ように導電性膜を形成している。本発明に従えば、絶縁
膜と導電性膜の形成により隣接する光電変換層を直列に
接続することができ、この絶縁膜及び導電性膜は微小な
領域に形成することができるので、微小面積の光電変換
層であっても、これらの光電変換層を簡易な構造で接続
することができる。
【００１１】また、本発明に従えば、隣接する光電変換
層の間の基板上にも絶縁膜が形成されているので、光電
変換層と基板との間でのリーク電流の発生を防止するこ
とができる。
層の間の基板上にも絶縁膜が形成されているので、光電
変換層と基板との間でのリーク電流の発生を防止するこ
とができる。
【００１２】本発明の製造方法に従えば、レーザー照射
により光電変換層を部分的に除去加工して複数に分割
し、隣接する光電変換層において対向する側面部の一方
及び隣接する光電変換層の間の基板上を覆うようにレー
ザー照射による光ＣＶＤ法で絶縁膜を形成し、形成した
絶縁膜の上を通り、隣接する光電変換層の一方の一導電
型半導体層と他方の他導電型半導体層とを電気的に接続
するように導電性膜をレーザー照射による光ＣＶＤ法で
形成している。本発明に従えば、光電変換層の分割、絶
縁膜の形成及び導電性膜の形成を全てレーザー照射によ
り行っており、レーザー照射の雰囲気を切り換えること
により、これら全てのプロセスを連続して行うことがで
きる。
により光電変換層を部分的に除去加工して複数に分割
し、隣接する光電変換層において対向する側面部の一方
及び隣接する光電変換層の間の基板上を覆うようにレー
ザー照射による光ＣＶＤ法で絶縁膜を形成し、形成した
絶縁膜の上を通り、隣接する光電変換層の一方の一導電
型半導体層と他方の他導電型半導体層とを電気的に接続
するように導電性膜をレーザー照射による光ＣＶＤ法で
形成している。本発明に従えば、光電変換層の分割、絶
縁膜の形成及び導電性膜の形成を全てレーザー照射によ
り行っており、レーザー照射の雰囲気を切り換えること
により、これら全てのプロセスを連続して行うことがで
きる。
【００１３】本発明において形成する絶縁膜としては、
ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 等を挙げることができる。これ
らの絶縁膜をレーザー照射による光ＣＶＤ法で形成する
場合、例えば、表１に示すような条件で形成させること
ができる。
ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 等を挙げることができる。これ
らの絶縁膜をレーザー照射による光ＣＶＤ法で形成する
場合、例えば、表１に示すような条件で形成させること
ができる。
【００１４】
【表１】
【００１５】また、導電性膜をレーザー照射による光Ｃ
ＶＤ法で形成する場合、例えば、表２に示すような光源
及び原料ガスを用いることができる。
ＶＤ法で形成する場合、例えば、表２に示すような光源
及び原料ガスを用いることができる。
【００１６】
【表２】
【００１７】なお、本発明の光起電力装置は、本発明の
製造方法により製造されるものに限定されるものではな
いことをここに明らかにしておく。すなわち、本発明の
光起電力装置において、複数に分割して設けられる光電
変換層は、レーザー照射により部分的に除去加工して分
割されたものに限定されるものではなく、例えば、その
他の物理的または化学的エッチングにより除去加工され
分割されたものでもよいし、光電変換層の形成の際に選
択的に複数に分割して形成させたようなものであっても
よい。また、絶縁膜及び導電性膜は、レーザー照射によ
る光ＣＶＤ法で形成されたものに限定されるものではな
く、例えば、マスクやレジスト等を用いた薄膜形成法に
より形成させたものでもよい。
製造方法により製造されるものに限定されるものではな
いことをここに明らかにしておく。すなわち、本発明の
光起電力装置において、複数に分割して設けられる光電
変換層は、レーザー照射により部分的に除去加工して分
割されたものに限定されるものではなく、例えば、その
他の物理的または化学的エッチングにより除去加工され
分割されたものでもよいし、光電変換層の形成の際に選
択的に複数に分割して形成させたようなものであっても
よい。また、絶縁膜及び導電性膜は、レーザー照射によ
る光ＣＶＤ法で形成されたものに限定されるものではな
く、例えば、マスクやレジスト等を用いた薄膜形成法に
より形成させたものでもよい。
【００１８】
【実施例】図１は、本発明に従う実施例の光起電力装置
の一例を示す断面図である。図１を参照して、基板１の
上には、ｐ型半導体層２ａ上にｎ型半導体層３ａを積層
した光電変換層１０ａと、ｐ型半導体層２ｂ上にｎ型半
導体層３ｂを積層した光電変換層１０ｂが隣接して設け
られている。ｐ型半導体層２ａ，２ｂ及びｎ型半導体層
３ａ，３ｂは、ともに、ｐ型半導体層に、表面からドー
パントを拡散することによりｎ層を形成し、これによっ
てｐｎ接合を形成させたものである。光電変換層１０ａ
及び光電変換層１０ｂの対向する側面部は、基板１側に
向かうにつれて互いに近づく方向に傾斜している。光電
変換層１０ａの側面部を覆うようにＳｉＯ2 からなる絶
縁膜５が形成されている。この絶縁膜５の下方端は基板
１上を被覆し、さらに隣接する光電変換層１０ｂのｐ型
半導体層２ｂの下方部分にまで延びている。このように
絶縁膜５によって光電変換層１０ａ，１０ｂ間の基板１
上を覆うことにより、リーク電流の発生が防止される。
の一例を示す断面図である。図１を参照して、基板１の
上には、ｐ型半導体層２ａ上にｎ型半導体層３ａを積層
した光電変換層１０ａと、ｐ型半導体層２ｂ上にｎ型半
導体層３ｂを積層した光電変換層１０ｂが隣接して設け
られている。ｐ型半導体層２ａ，２ｂ及びｎ型半導体層
３ａ，３ｂは、ともに、ｐ型半導体層に、表面からドー
パントを拡散することによりｎ層を形成し、これによっ
てｐｎ接合を形成させたものである。光電変換層１０ａ
及び光電変換層１０ｂの対向する側面部は、基板１側に
向かうにつれて互いに近づく方向に傾斜している。光電
変換層１０ａの側面部を覆うようにＳｉＯ2 からなる絶
縁膜５が形成されている。この絶縁膜５の下方端は基板
１上を被覆し、さらに隣接する光電変換層１０ｂのｐ型
半導体層２ｂの下方部分にまで延びている。このように
絶縁膜５によって光電変換層１０ａ，１０ｂ間の基板１
上を覆うことにより、リーク電流の発生が防止される。
【００１９】絶縁膜５の上を通り、Ａｌからなる導電性
膜７が光電変換層１０ａのｎ型半導体層３ａと、光電変
換層１０ｂのｐ型半導体層２ｂとを電気的に接続するよ
うに形成されている。この導電性膜７によって、隣接す
る光電変換層１０ａ，１０ｂが直列に接続されたモジュ
ール構造が形成されている。
膜７が光電変換層１０ａのｎ型半導体層３ａと、光電変
換層１０ｂのｐ型半導体層２ｂとを電気的に接続するよ
うに形成されている。この導電性膜７によって、隣接す
る光電変換層１０ａ，１０ｂが直列に接続されたモジュ
ール構造が形成されている。
【００２０】以下、図１に示す実施例の光電変換装置を
製造する実施例について説明する。図２を参照して、ま
ず基板１上に例えばシリコンからなるｐ型半導体層を形
成する。ｐ型半導体層の厚みとしては、例えば、０．１
〜１ｍｍ程度となるように形成する。次に、ドーパント
の拡散により、例えば、厚さ１μｍ以下のｎ型半導体層
３を形成する。これによってｐ型半導体層２とｎ型半導
体層３が接合した光電変換層１０が形成される。なお、
基板１としては、例えば、ＳＵＳステンレス等の金属基
板、ガラスや石英等の透明基板、及びポリマー等からな
る樹脂基板を用いることができる。ガラス基板の場合、
例えば、厚み１〜３ｍｍのものが用いられる。また金属
基板や樹脂基板の場合には、例えば、厚さ０．０１〜１
ｍｍのものを用い、フレキシブルな基板とすることがで
きる。
製造する実施例について説明する。図２を参照して、ま
ず基板１上に例えばシリコンからなるｐ型半導体層を形
成する。ｐ型半導体層の厚みとしては、例えば、０．１
〜１ｍｍ程度となるように形成する。次に、ドーパント
の拡散により、例えば、厚さ１μｍ以下のｎ型半導体層
３を形成する。これによってｐ型半導体層２とｎ型半導
体層３が接合した光電変換層１０が形成される。なお、
基板１としては、例えば、ＳＵＳステンレス等の金属基
板、ガラスや石英等の透明基板、及びポリマー等からな
る樹脂基板を用いることができる。ガラス基板の場合、
例えば、厚み１〜３ｍｍのものが用いられる。また金属
基板や樹脂基板の場合には、例えば、厚さ０．０１〜１
ｍｍのものを用い、フレキシブルな基板とすることがで
きる。
【００２１】図３を参照して、次にレーザービーム４を
照射して、光電変換層を部分的に除去し、光電変換層１
０ａ及び１０ｂに分割する。光電変換層１０ａは、ｐ型
半導体層２ａ及びｎ型半導体層３ａから構成され、光電
変換層１０ｂはｐ型半導体層２ｂ及びｎ型半導体層３ｂ
から構成される。レーザービーム４としては、例えば波
長０．６μｍ以下、エネルギー密度０．０１〜１０Ｊ／
ｃｍ2 のレーザービームが用いられる。この実施例で
は、レーザービーム用としてＡｒＦエキシマレーザー
（波長１９３ｎｍ、エネルギー１０Ｊ／ｃｍ2 、パルス
幅３０ｎｓｅｃ）を用いた。レーザービーム４のビーム
強度分布を、台形状のプロファイルとし、中央部の強度
を周辺部より高めることにより、図３に示すように光電
変換層１０ａ，１０ｂの対向する側面部が傾斜面を形成
するように除去加工した。また、このように傾斜面を形
成する方法としては、化学的なレーザーエッチングを用
いてもよい。
照射して、光電変換層を部分的に除去し、光電変換層１
０ａ及び１０ｂに分割する。光電変換層１０ａは、ｐ型
半導体層２ａ及びｎ型半導体層３ａから構成され、光電
変換層１０ｂはｐ型半導体層２ｂ及びｎ型半導体層３ｂ
から構成される。レーザービーム４としては、例えば波
長０．６μｍ以下、エネルギー密度０．０１〜１０Ｊ／
ｃｍ2 のレーザービームが用いられる。この実施例で
は、レーザービーム用としてＡｒＦエキシマレーザー
（波長１９３ｎｍ、エネルギー１０Ｊ／ｃｍ2 、パルス
幅３０ｎｓｅｃ）を用いた。レーザービーム４のビーム
強度分布を、台形状のプロファイルとし、中央部の強度
を周辺部より高めることにより、図３に示すように光電
変換層１０ａ，１０ｂの対向する側面部が傾斜面を形成
するように除去加工した。また、このように傾斜面を形
成する方法としては、化学的なレーザーエッチングを用
いてもよい。
【００２２】図４を参照して、次に、光電変換層１０ａ
の側面部に絶縁膜５を形成した。絶縁膜５の形成は、レ
ーザービーム６の照射による光ＣＶＤ法を用いた。図４
に示すように、絶縁膜５の上方端部が光電変換層１０ａ
の側面部の上方部を覆い、下方端部が光電変換層１０
ａ，１０ｂの間の基板１上を覆いかつ光電変換層１０ｂ
のｐ型半導体層２ｂの下方部を覆うように、レーザービ
ーム６を選択的に照射し、絶縁膜５を形成した。レーザ
ービーム６の照射は、ＳｉＨ4 ＋Ｎ2 Ｏガス雰囲気中で
行い、レーザービーム６としてはＡｒＦエキシマレーザ
ーを用い、絶縁膜５としてＳｉＯ2 薄膜を形成した。
の側面部に絶縁膜５を形成した。絶縁膜５の形成は、レ
ーザービーム６の照射による光ＣＶＤ法を用いた。図４
に示すように、絶縁膜５の上方端部が光電変換層１０ａ
の側面部の上方部を覆い、下方端部が光電変換層１０
ａ，１０ｂの間の基板１上を覆いかつ光電変換層１０ｂ
のｐ型半導体層２ｂの下方部を覆うように、レーザービ
ーム６を選択的に照射し、絶縁膜５を形成した。レーザ
ービーム６の照射は、ＳｉＨ4 ＋Ｎ2 Ｏガス雰囲気中で
行い、レーザービーム６としてはＡｒＦエキシマレーザ
ーを用い、絶縁膜５としてＳｉＯ2 薄膜を形成した。
【００２３】図５を参照して、次に、レーザービーム８
の照射により導電性膜７を光ＣＶＤ法により形成した。
導電性膜７の上方端が光電変換層１０ａのｎ型半導体層
３ａの上端面に接触し、下方端が光電変換層１０ｂのｐ
型半導体層２ｂに接触するような領域に選択的にレーザ
ービーム８を照射し、Ａｌからなる導電性膜７を形成し
た。レーザービーム８の照射は、Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ガス
雰囲気中で行い、レーザービーム８としはＡｒＦエキシ
マレーザーを照射した。
の照射により導電性膜７を光ＣＶＤ法により形成した。
導電性膜７の上方端が光電変換層１０ａのｎ型半導体層
３ａの上端面に接触し、下方端が光電変換層１０ｂのｐ
型半導体層２ｂに接触するような領域に選択的にレーザ
ービーム８を照射し、Ａｌからなる導電性膜７を形成し
た。レーザービーム８の照射は、Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ガス
雰囲気中で行い、レーザービーム８としはＡｒＦエキシ
マレーザーを照射した。
【００２４】レーザービーム照射による光ＣＶＤ法にお
いては、レーザービームのエネルギー密度は３Ｊ／ｃｍ
2 以下が一般的であり、この実施例では０．１〜１Ｊ／
ｃｍ 2 のエネルギー密度とした。
いては、レーザービームのエネルギー密度は３Ｊ／ｃｍ
2 以下が一般的であり、この実施例では０．１〜１Ｊ／
ｃｍ 2 のエネルギー密度とした。
【００２５】以上のようにして、図１に示す構造の光起
電力装置を製造することができる。図１〜図５に示す実
施例においては、集電極が形成されていない構造となっ
ている。これは、通常キャリアの移動距離が０．１〜５
ｍｍ程度であるため、微小な面積に分割された光電変換
層に本発明に従う構造を適用すれば、集電極等が不要と
なるからである。
電力装置を製造することができる。図１〜図５に示す実
施例においては、集電極が形成されていない構造となっ
ている。これは、通常キャリアの移動距離が０．１〜５
ｍｍ程度であるため、微小な面積に分割された光電変換
層に本発明に従う構造を適用すれば、集電極等が不要と
なるからである。
【００２６】図６は、このような微小面積の光電変換層
を有する光起電力装置の一例を示す斜視図である。図６
を参照して、光電変換層１０ａと光電変換層１０ｂの間
にはこれらを接続するための導電性膜が設けられる。図
６において、ハッチングで示された領域は、導電性膜が
形成される導電性膜形成領域９ａ，９ｂである。このよ
うな光起電力装置のサイズの一例としては、光電変換層
の上端面の幅０．１ｍｍ〜４ｍｍ程度、下端面の幅０．
１〜５ｍｍ程度、高さ０．１〜１ｍｍ程度、光電変換層
間の下端部における距離０．１ｍｍ程度が挙げられる。
また導電性膜形成領域９ａ，９ｂ間の距離は、キャリア
移動距離の２倍とすれば、光電変換層の全面積をほぼカ
バーすることができる。キャリア移動距離は、上述のよ
うに０．１〜５ｍｍ程度であるので、導電性膜形成領域
９ａ，９ｂ間の距離は０．２〜１０ｍｍ程度とすればよ
い。
を有する光起電力装置の一例を示す斜視図である。図６
を参照して、光電変換層１０ａと光電変換層１０ｂの間
にはこれらを接続するための導電性膜が設けられる。図
６において、ハッチングで示された領域は、導電性膜が
形成される導電性膜形成領域９ａ，９ｂである。このよ
うな光起電力装置のサイズの一例としては、光電変換層
の上端面の幅０．１ｍｍ〜４ｍｍ程度、下端面の幅０．
１〜５ｍｍ程度、高さ０．１〜１ｍｍ程度、光電変換層
間の下端部における距離０．１ｍｍ程度が挙げられる。
また導電性膜形成領域９ａ，９ｂ間の距離は、キャリア
移動距離の２倍とすれば、光電変換層の全面積をほぼカ
バーすることができる。キャリア移動距離は、上述のよ
うに０．１〜５ｍｍ程度であるので、導電性膜形成領域
９ａ，９ｂ間の距離は０．２〜１０ｍｍ程度とすればよ
い。
【００２７】本発明に従えば、以上のように微小面積の
セルを直列接続することができる。従って、後述するよ
うなマイクロマシンの光起電力装置として好適なもので
ある。また、広い面積を有するセルを多数に分割し、分
割したセルを直列に接続して高電圧を取り出す光起電力
装置としても適した構造である。例えば、支持板上に載
せたシリコンウエハにドーパント拡散法や薄膜形成法等
によりｐｎ接合を形成して光電変換層とし、これをレー
ザービーム等によって複数に分割し、分割した光電変換
層を本発明に従って直列に接続したような構造の光起電
力装置とすることができる。
セルを直列接続することができる。従って、後述するよ
うなマイクロマシンの光起電力装置として好適なもので
ある。また、広い面積を有するセルを多数に分割し、分
割したセルを直列に接続して高電圧を取り出す光起電力
装置としても適した構造である。例えば、支持板上に載
せたシリコンウエハにドーパント拡散法や薄膜形成法等
によりｐｎ接合を形成して光電変換層とし、これをレー
ザービーム等によって複数に分割し、分割した光電変換
層を本発明に従って直列に接続したような構造の光起電
力装置とすることができる。
【００２８】図７は、マイクロマシンに用いられる本発
明に従う光起電力装置を示す斜視図である。図７を参照
して、ポリイミドなどの可撓性基板２０の上に複数の光
起電力素子２１が分割して設けられている。図７に示す
光起電力素子は、可撓性基板２０の部分で曲げて円錐台
形状にし、図８に示すようにマイクロマシン２２の頭部
に載置することができ、マイクロマシン用の光起電力装
置とすることができる。
明に従う光起電力装置を示す斜視図である。図７を参照
して、ポリイミドなどの可撓性基板２０の上に複数の光
起電力素子２１が分割して設けられている。図７に示す
光起電力素子は、可撓性基板２０の部分で曲げて円錐台
形状にし、図８に示すようにマイクロマシン２２の頭部
に載置することができ、マイクロマシン用の光起電力装
置とすることができる。
【００２９】以下、このマイクロマシン用の光起電力装
置の製造工程の一例について説明する。まず、図９に示
すようなポリイミド等の樹脂フィルムからなる基板３１
を用意し、この上に結晶系のｐ型半導体を設け、これに
ドーパントを拡散させることにより、ｎ型半導体層を形
成して、図１０に示すように基板３１の上に、ｐ型半導
体層３２及びｎ型半導体層３３からなる光起電力素子３
４が設けられた構造とする。
置の製造工程の一例について説明する。まず、図９に示
すようなポリイミド等の樹脂フィルムからなる基板３１
を用意し、この上に結晶系のｐ型半導体を設け、これに
ドーパントを拡散させることにより、ｎ型半導体層を形
成して、図１０に示すように基板３１の上に、ｐ型半導
体層３２及びｎ型半導体層３３からなる光起電力素子３
４が設けられた構造とする。
【００３０】図１１を参照して、次に、レーザービーム
照射により光起電力素子を複数に分割する。分割された
光起電力素子３４ａ，３４ｂは、それぞれｐ型半導体層
３２ａ，３２ｂ及びｎ型半導体層３３ａ，３３ｂから構
成される。
照射により光起電力素子を複数に分割する。分割された
光起電力素子３４ａ，３４ｂは、それぞれｐ型半導体層
３２ａ，３２ｂ及びｎ型半導体層３３ａ，３３ｂから構
成される。
【００３１】次に、上述の実施例と同様にしてレーザー
ビーム照射による光ＣＶＤ法により、光起電力素子３４
ａ，３４ｂ間に、絶縁膜及び導電性膜を順次形成する。
図１２は、光起電力素子３４ａ，３４ｂ間に、絶縁膜３
５及び導電性膜３７を形成した後、基板３１の部分で曲
げマイクロマシンに搭載したときの状態を示す断面図で
ある。
ビーム照射による光ＣＶＤ法により、光起電力素子３４
ａ，３４ｂ間に、絶縁膜及び導電性膜を順次形成する。
図１２は、光起電力素子３４ａ，３４ｂ間に、絶縁膜３
５及び導電性膜３７を形成した後、基板３１の部分で曲
げマイクロマシンに搭載したときの状態を示す断面図で
ある。
【００３２】なお、この実施例ではマイクロマシンへの
搭載前に各光起電力素子間に絶縁膜及び導電性膜を形成
し電気的に接続しているが、マイクロマシンに搭載した
後に、各光起電力素子間に絶縁膜及び導電性膜を形成し
電気的に接続してもよい。
搭載前に各光起電力素子間に絶縁膜及び導電性膜を形成
し電気的に接続しているが、マイクロマシンに搭載した
後に、各光起電力素子間に絶縁膜及び導電性膜を形成し
電気的に接続してもよい。
【００３３】上記実施例では、光起電力素子に集電極を
形成していない構造のものを例にして説明したが、本発
明は集電極を形成しない構造に限定されるものではな
い。
形成していない構造のものを例にして説明したが、本発
明は集電極を形成しない構造に限定されるものではな
い。
【００３４】
【発明の効果】本発明の光起電力装置は、隣接する光電
変換層の側面部の一方及び隣接する光電変換層の間の基
板上を覆うように絶縁膜を形成し、この絶縁膜の上を通
り一方の光電変換層の一導電型半導体層と他方の光電変
換層の他導電型半導体層とを電気的に接続するように導
電性膜を形成することによって、光起電力素子となる各
光電変換層を直列に接続している。従って、従来のよう
なワイヤーボンディング等の煩雑な工程が不要となり、
簡易にモジュール接続構造を形成することができる。
変換層の側面部の一方及び隣接する光電変換層の間の基
板上を覆うように絶縁膜を形成し、この絶縁膜の上を通
り一方の光電変換層の一導電型半導体層と他方の光電変
換層の他導電型半導体層とを電気的に接続するように導
電性膜を形成することによって、光起電力素子となる各
光電変換層を直列に接続している。従って、従来のよう
なワイヤーボンディング等の煩雑な工程が不要となり、
簡易にモジュール接続構造を形成することができる。
【００３５】また、本発明の光起電力装置においては、
隣接する光電変換層の間の基板上の部分を絶縁膜で覆っ
ているので、光電変換層と基板との間でのリークの発生
を防止することができる。
隣接する光電変換層の間の基板上の部分を絶縁膜で覆っ
ているので、光電変換層と基板との間でのリークの発生
を防止することができる。
【００３６】本発明の製造方法に従えば、レーザービー
ム照射により、光電変換層を複数に分割し、隣接する光
電変換層の対向する側面部が基板側に向かうにつれて互
いに近づく方向に傾斜するように除去加工している。こ
のように光電変換層の側面部を傾斜させているので、次
の工程において絶縁膜及び導電性膜をレーザービーム照
射による光ＣＶＤ法で形成させることができる。このた
め、本発明の製造方法に従えば、レーザービーム照射に
より、光電変換層の分割、及び絶縁膜と導電性膜の形成
を行うことができる。従って、レーザービーム照射の雰
囲気を切り換えることにより、連続してこれらの工程を
行うことができ、生産性良く製造することができる。ま
たレーザービーム照射により選択的に絶縁膜及び導電性
膜を形成させるものであるため、微小面積の光電変換層
の接続にも適用させることができる。
ム照射により、光電変換層を複数に分割し、隣接する光
電変換層の対向する側面部が基板側に向かうにつれて互
いに近づく方向に傾斜するように除去加工している。こ
のように光電変換層の側面部を傾斜させているので、次
の工程において絶縁膜及び導電性膜をレーザービーム照
射による光ＣＶＤ法で形成させることができる。このた
め、本発明の製造方法に従えば、レーザービーム照射に
より、光電変換層の分割、及び絶縁膜と導電性膜の形成
を行うことができる。従って、レーザービーム照射の雰
囲気を切り換えることにより、連続してこれらの工程を
行うことができ、生産性良く製造することができる。ま
たレーザービーム照射により選択的に絶縁膜及び導電性
膜を形成させるものであるため、微小面積の光電変換層
の接続にも適用させることができる。
【図１】本発明に従う一実施例を示す断面図。
【図２】基板上に光電変換層を形成した状態を示す断面
図。
図。
【図３】光電変換層にレーザービームを照射し分割した
状態を示す断面図。
状態を示す断面図。
【図４】隣接する光電変換層間に絶縁膜を形成した状態
を示す断面図。
を示す断面図。
【図５】隣接する光電変換層間に導電性膜を形成した状
態を示す断面図。
態を示す断面図。
【図６】微小面積の光起電力素子間を本発明に従い接続
する実施例を示す斜視図。
する実施例を示す斜視図。
【図７】マイクロマシン用の光起電力素子を示す斜視
図。
図。
【図８】図７に示す光起電力素子をマイクロマシンに搭
載した状態を示す斜視図。
載した状態を示す斜視図。
【図９】図７に示す光起電力装置に用いる基板を示す断
面図。
面図。
【図１０】基板上に光起電力素子を形成した状態を示す
断面図。
断面図。
【図１１】基板上の光起電力素子をレーザー照射により
分割した状態を示す断面図。
分割した状態を示す断面図。
【図１２】図１１に示す光起電力装置をマイクロマシン
に搭載した後、各光起電力素子間を本発明に従い接続し
た状態を示す断面図。
に搭載した後、各光起電力素子間を本発明に従い接続し
た状態を示す断面図。
【図１３】従来の光起電力素子のモジュール接続構造の
一例を示す断面図。
一例を示す断面図。
【図１４】従来の光起電力素子のモジュール接続構造の
他の例を示す側面図。
他の例を示す側面図。
１…基板 ２，２ａ，２ｂ…ｐ型半導体層 ３，３ａ，３ｂ…ｎ型半導体層 ４，６，８…レーザービーム ５…絶縁膜 ７…導電性膜 ９ａ，９ｂ…導電性膜形成領域 １０，１０ａ，１０ｂ…光電変換層 ２０…基板 ２１…光起電力素子 ２２…マイクロマシン ３１…基板 ３２，３２ａ，３２ｂ…ｐ型半導体層 ３３，３３ａ，３３ｂ…ｎ型半導体層 ３４，３３ａ，３４ｂ…光電変換層 ３５…絶縁膜 ３７…導電性膜
Claims (2)
- 【請求項１】 基板と；前記基板上に複数に分割して設
けられる、一導電型半導体層及び他導電型半導体層を有
する光電変換層であり、隣接する光電変換層の対向する
側面部が基板側に向かうにつれて互いに近づく方向に傾
斜している光電変換層と；前記隣接する光電変換層の対
向する側面部の一方及び隣接する光電変換層の間の基板
上を覆う絶縁膜と；前記絶縁膜の上を通り、前記隣接す
る光電変換層の一方の一導電型半導体層と他方の他導電
型半導体層とを電気的に接続するように設けられる導電
性膜とを備える、光起電力装置。 - 【請求項２】 光起電力装置を製造する方法であって；
基板上に一導電型半導体層及び他導電型半導体層を有す
る光電変換層を設ける工程と；レーザー照射により前記
光電変換層を部分的に除去加工して複数に分割し、かつ
隣接する光電変換層の対向する側面部が基板側に向かう
につれて互いに近づく方向に傾斜するように除去加工す
る工程と；前記分割された光電変換層の隣接する光電変
換層間において対向する側面部の一方及び隣接する光電
変換層の間の基板上を覆うようにレーザー照射による光
ＣＶＤ法で絶縁膜を形成する工程と；前記絶縁膜の上を
通り、前記隣接する光電変換層の一方の一導電型半導体
層と他方の他導電型半導体層を電気的に接続するように
レーザー照射による光ＣＶＤ法で導電性膜を形成する工
程とを備える、光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5187939A JPH0745853A (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 光起電力装置及びその製造方法 |
| US08/269,263 US5538902A (en) | 1993-06-29 | 1994-06-29 | Method of fabricating a photovoltaic device having a three-dimensional shape |
| US08/457,400 US5639314A (en) | 1993-06-29 | 1995-06-01 | Photovoltaic device including plural interconnected photoelectric cells, and method of making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5187939A JPH0745853A (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 光起電力装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745853A true JPH0745853A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16214826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5187939A Pending JPH0745853A (ja) | 1993-06-29 | 1993-07-29 | 光起電力装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745853A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5887560A (en) * | 1997-07-31 | 1999-03-30 | Suzuki Motor Corporation | Support structure for intake system of internal combustion engine |
| US5970939A (en) * | 1997-08-08 | 1999-10-26 | Suzuki Motor Corporation | Intake manifold for engine |
| WO2005029657A1 (ja) * | 2003-09-19 | 2005-03-31 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 太陽電池モジュールおよびその要素 |
| WO2006120735A1 (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 太陽電池およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-07-29 JP JP5187939A patent/JPH0745853A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5887560A (en) * | 1997-07-31 | 1999-03-30 | Suzuki Motor Corporation | Support structure for intake system of internal combustion engine |
| US5970939A (en) * | 1997-08-08 | 1999-10-26 | Suzuki Motor Corporation | Intake manifold for engine |
| WO2005029657A1 (ja) * | 2003-09-19 | 2005-03-31 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 太陽電池モジュールおよびその要素 |
| JPWO2005029657A1 (ja) * | 2003-09-19 | 2007-11-15 | 古河電気工業株式会社 | 太陽電池モジュールおよびその要素 |
| JP4609856B2 (ja) * | 2003-09-19 | 2011-01-12 | 古河電気工業株式会社 | 一次元太陽電池、太陽電池モジュール、および、太陽電池発電システム |
| WO2006120735A1 (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 太陽電池およびその製造方法 |
| JP5289764B2 (ja) * | 2005-05-11 | 2013-09-11 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池およびその製造方法 |
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