JPS62171167A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池の製造方法Info
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- JPS62171167A JPS62171167A JP61012874A JP1287486A JPS62171167A JP S62171167 A JPS62171167 A JP S62171167A JP 61012874 A JP61012874 A JP 61012874A JP 1287486 A JP1287486 A JP 1287486A JP S62171167 A JPS62171167 A JP S62171167A
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Classifications
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- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
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-
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-
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- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/977—Thinning or removal of substrate
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔童業上の利用分野〕
本発明はＡノＧａＡＩＩ／ＧａＡｓ太陽電池等、化合物
半導体太陽電池の製造方法に関するものである。
半導体太陽電池の製造方法に関するものである。
化合物半導体太陽電池おして最も一般的なＡｌｒＪａＡ
ｇ／ Ｇ ａ Ａ ｓ太陽電池について述べる。
ｇ／ Ｇ ａ Ａ ｓ太陽電池について述べる。
Ａ／−ＧａＡｓ／ＧａＡｓ太陽電池は、現在実用化が進
んでいる太陽電池の中では最もｙ換効率が晶いものであ
るが、ＧａＡｓ基板価格が高く、又比重もＳｌに比較し
て約２倍もあり、嘱い上に、ＧａＡｇ ｊ″ｉ臂開性が
強いので、機械的強度が低い欠点がある。
んでいる太陽電池の中では最もｙ換効率が晶いものであ
るが、ＧａＡｓ基板価格が高く、又比重もＳｌに比較し
て約２倍もあり、嘱い上に、ＧａＡｇ ｊ″ｉ臂開性が
強いので、機械的強度が低い欠点がある。
これら欠点を解決する方法として、従来以下に述べる手
段が提案されている。
段が提案されている。
（ａｌ 軽量化、低コスト化
ＡｔｘＧａｌ−ｘＡｓとＧａＡｓはほぼ同一の結晶格子
構造（寸法）であり、界面での結晶構造の乱れはなく、
良質の単結晶を形薮することが可能である。従って、Ｇ
ａＡｓ基板上にＧａＡｓのｐ−ｎ接合及びＡ がａ Ａ
ｓをエピタキシャル成長させること例より良質の結晶
が得られ、従って、変換効率の亮い太陽電池を得ること
が可能である。
構造（寸法）であり、界面での結晶構造の乱れはなく、
良質の単結晶を形薮することが可能である。従って、Ｇ
ａＡｓ基板上にＧａＡｓのｐ−ｎ接合及びＡ がａ Ａ
ｓをエピタキシャル成長させること例より良質の結晶
が得られ、従って、変換効率の亮い太陽電池を得ること
が可能である。
又、ＡｔＸ Ｇａ １−１ ＡｓのＸが１に近づく程、
ＧａＡｓ Ｋ比較して酸、アルカリによりエツチング速
度が非常に速（なる。
ＧａＡｓ Ｋ比較して酸、アルカリによりエツチング速
度が非常に速（なる。
こわらの点を利用し、ＧａＡｓ基板上にＡｌＡｓ又けＸ
か１に近いＡｔＸ ＩＧａ ｌ −Ｘ ＩＡｍをエピタ
キシャルｅ長させた後、第１の導電形のＧａ１８＠ 、
＠ ２の導電形のＧａＡｓ層さらに＠２の導電形のＡ
ａｘ２ Ｇ ａｘ−ＸＱ Ａ ’ａ層を形成する。こ
の時ｘｌ）ｘ２とし、Ａｔ）（ＩＧａ□−〇□Ａ８層の
エツチング速度が十分速くなるようにする。
か１に近いＡｔＸ ＩＧａ ｌ −Ｘ ＩＡｍをエピタ
キシャルｅ長させた後、第１の導電形のＧａ１８＠ 、
＠ ２の導電形のＧａＡｓ層さらに＠２の導電形のＡ
ａｘ２ Ｇ ａｘ−ＸＱ Ａ ’ａ層を形成する。こ
の時ｘｌ）ｘ２とし、Ａｔ）（ＩＧａ□−〇□Ａ８層の
エツチング速度が十分速くなるようにする。
その後、最初に成長じたＡｔＡＳ層ヌけＡムエＧａ１−
ＸｉＡ８をエツチング除去することによりエピタキシャ
ル成長層を基板から分離し薄膜ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ
を作ることにより、ＧａＡｓ基板の再使用を可能にする
とともに軽量化が実現可能である。
ＸｉＡ８をエツチング除去することによりエピタキシャ
ル成長層を基板から分離し薄膜ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ
を作ることにより、ＧａＡｓ基板の再使用を可能にする
とともに軽量化が実現可能である。
（ｂ）軽量化、低コスト化２機械的強度向上８１基板上
に有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ） 、分子ビーム・エ
ピタキシ（ＭＢＥ）などによって、Ｇｅ等ＯａＡ ｓと
結晶格子構造（寸法）が同等の層を形成した後、第１の
導電形のＧａＡｓ層、第２の導電形のＧａＡｓ層、第２
の導電形のＡｔＧａＡｓ層を形成することにより、軽量
、低コスト、かつ機械的強度の大きい太陽電池が実現可
能となる。
に有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ） 、分子ビーム・エ
ピタキシ（ＭＢＥ）などによって、Ｇｅ等ＯａＡ ｓと
結晶格子構造（寸法）が同等の層を形成した後、第１の
導電形のＧａＡｓ層、第２の導電形のＧａＡｓ層、第２
の導電形のＡｔＧａＡｓ層を形成することにより、軽量
、低コスト、かつ機械的強度の大きい太陽電池が実現可
能となる。
ところが、前述の（ａｌの方法の場合、ＡｔＧａＡｓ／
ＧａＡｓの薄膜は機械的強度が低く、Ｎ極形副工桿汲び
アセンブリ工程等での割れが多い。
ＧａＡｓの薄膜は機械的強度が低く、Ｎ極形副工桿汲び
アセンブリ工程等での割れが多い。
又、（ｂｌの方法の場合、現時点では良質のＧａＡｓ単
結晶が得られず、高効率の太陽電池を安定的に得ること
が困難である。
結晶が得られず、高効率の太陽電池を安定的に得ること
が困難である。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
裏効率、軽量、低コスト、かつ機械的強度の大きい太陽
電池を実現せんとするものである。
裏効率、軽量、低コスト、かつ機械的強度の大きい太陽
電池を実現せんとするものである。
この発明になる太＠電池の製造方法でｄＧａＡｇまたけ
ＡｔＧａＡｓ単結晶基板上にこれと結晶格子定数がほぼ
等しくエツチング液による被エツチング率の大きい第１
の層、以下順次結晶格子構造がほぼ等しい、光吸収の小
さい第１導電形の第２の層、光吸収の大きい第２導電形
の第３及び第４の層を形成し、その上に比較的軽量の補
強材からなる第５の層′ｆ影形成た後知、第１の層をエ
ツチング除去することによって、上記基板から成長層部
分を分離する。
ＡｔＧａＡｓ単結晶基板上にこれと結晶格子定数がほぼ
等しくエツチング液による被エツチング率の大きい第１
の層、以下順次結晶格子構造がほぼ等しい、光吸収の小
さい第１導電形の第２の層、光吸収の大きい第２導電形
の第３及び第４の層を形成し、その上に比較的軽量の補
強材からなる第５の層′ｆ影形成た後知、第１の層をエ
ツチング除去することによって、上記基板から成長層部
分を分離する。
この発明では上述のように成長層部分を基板から分離し
て太陽電池を製造するので、基板を繰返して使用でき低
コスト化が可能であり、良質の第２〜４層の単結晶層が
得られるので高効率化が可能であり、第５の層で補強し
たので、軽量かつ機械的強度の大きい太陽電池が得られ
る。
て太陽電池を製造するので、基板を繰返して使用でき低
コスト化が可能であり、良質の第２〜４層の単結晶層が
得られるので高効率化が可能であり、第５の層で補強し
たので、軽量かつ機械的強度の大きい太陽電池が得られ
る。
第１図汲び第２図はこの発明の一実箔例の工程における
状態を示す断面図で、まず、第１図に示ｆｊうＫ、Ｇａ
Ａｓ 基板＋Ｉｌ上に液相エピタキシャル数多法またけ
有機全開気相５Ｐ長（Ｍｅｔａｌ ＯｒｇａｎｉｃＣＶ
Ｄ ： ＭＯＣＶＤ）法によって１０〜２０．ｆｕｌｌ
の厚さにＡｌＡｓまたＬｄ ＡｌｚｌＧａ（ｘ −ｘ
１）Ａａ 層（２１〔但し、Ｘｘａ後述のＸＱより大き
くする〕を彩収し、その後にＰ形のＡｔＸ ２Ｇａ（１
−Ｘ ２）Ａｓ ｉ １３＋ 〔但し、ＸＱ−０，５〜
０．７〕を０．０５〜０．１ｐｍの厚さに成長させ、そ
の上に０．５．ＩＩｍ＊ｗｒのＰ形ＧａＡａ ＠１４１
、さらに５−１０，４ｍｌ１さのｎｌ杉ＧａＡａ層（５
１を成長させる。その後、プラズマＣＶＤ法等で低抵抗
率のアモルファス５１１Ｍ＋６）を補強材層として５０
〜１００μｍの厚さに形成する。
状態を示す断面図で、まず、第１図に示ｆｊうＫ、Ｇａ
Ａｓ 基板＋Ｉｌ上に液相エピタキシャル数多法またけ
有機全開気相５Ｐ長（Ｍｅｔａｌ ＯｒｇａｎｉｃＣＶ
Ｄ ： ＭＯＣＶＤ）法によって１０〜２０．ｆｕｌｌ
の厚さにＡｌＡｓまたＬｄ ＡｌｚｌＧａ（ｘ −ｘ
１）Ａａ 層（２１〔但し、Ｘｘａ後述のＸＱより大き
くする〕を彩収し、その後にＰ形のＡｔＸ ２Ｇａ（１
−Ｘ ２）Ａｓ ｉ １３＋ 〔但し、ＸＱ−０，５〜
０．７〕を０．０５〜０．１ｐｍの厚さに成長させ、そ
の上に０．５．ＩＩｍ＊ｗｒのＰ形ＧａＡａ ＠１４１
、さらに５−１０，４ｍｌ１さのｎｌ杉ＧａＡａ層（５
１を成長させる。その後、プラズマＣＶＤ法等で低抵抗
率のアモルファス５１１Ｍ＋６）を補強材層として５０
〜１００μｍの厚さに形成する。
その後、フッ化水素の水溶液に浸漬し、ＡｔＡｓ（また
けＡｌｘ１Ｇａ、−、Ａａ ） 層（２１のみをエツチ
ング除去することによって、第２図に示すように成長層
部分（１０）をＧａＡｓ基板（１１から分離させる。こ
のようにして分離した成長層部分（１０）のＡ／、Ｇａ
Ａｓ層（３１側表面にＰ側のグリッド電極及び反射防止
膜を形成し、またアモルファスＳｉ＠ｉｌｌ側表面にｎ
側の電極を形成した後に、所定の大きさに分離すること
によって、太陽電池が完成する。
けＡｌｘ１Ｇａ、−、Ａａ ） 層（２１のみをエツチ
ング除去することによって、第２図に示すように成長層
部分（１０）をＧａＡｓ基板（１１から分離させる。こ
のようにして分離した成長層部分（１０）のＡ／、Ｇａ
Ａｓ層（３１側表面にＰ側のグリッド電極及び反射防止
膜を形成し、またアモルファスＳｉ＠ｉｌｌ側表面にｎ
側の電極を形成した後に、所定の大きさに分離すること
によって、太陽電池が完成する。
補強材としては、機械的強度が太夫く、熱膨張係数がＧ
ａＡｓに近い蒸着、スパッタリング法などで形成される
ア７バー、コバール、モリブデン等の金属または多結晶
Ｓ１でもよい。また、結晶成長基板としてＡｔＧａＡｓ
を用いてもよい。
ａＡｓに近い蒸着、スパッタリング法などで形成される
ア７バー、コバール、モリブデン等の金属または多結晶
Ｓ１でもよい。また、結晶成長基板としてＡｔＧａＡｓ
を用いてもよい。
また、この発明の精神けＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｇ系以外
の各種化合物半導体太陽電池に応用できる。
の各種化合物半導体太陽電池に応用できる。
以上説明したように、この発明の製造方法では太陽電池
の＠作帽域であるＰ形ＧａＡｓ層及びｎ形ＧａＡａ 層
ばＧａＡａまたｐｉ ＡｔＧａＡｓ基板上にＡｔＡａ層
またはこれに近Ｖ ＡＺｘ ｘ Ｇａｚ −ｙ ｚ Ａ
８層（ＸＩけ１に近い）に続いてエピタキシャル機長
させるので良質の単結晶が得られ、高効率の太陽電池が
製造可能である。
の＠作帽域であるＰ形ＧａＡｓ層及びｎ形ＧａＡａ 層
ばＧａＡａまたｐｉ ＡｔＧａＡｓ基板上にＡｔＡａ層
またはこれに近Ｖ ＡＺｘ ｘ Ｇａｚ −ｙ ｚ Ａ
８層（ＸＩけ１に近い）に続いてエピタキシャル機長
させるので良質の単結晶が得られ、高効率の太陽電池が
製造可能である。
また、重量の大きいＧａＡｓ基板を切離して再使用可能
にするとともに、その代りにｎ形ＧａＡｓ層の上に補強
材層を形駿するので、機械的強度も十分な太陽電池が安
価に得られる。
にするとともに、その代りにｎ形ＧａＡｓ層の上に補強
材層を形駿するので、機械的強度も十分な太陽電池が安
価に得られる。
％１図及び第２図はこの発明の一実施例の工程における
状態を示す断面図である。 図において、（１１ｆｆ ＧａＡｓ基板、（２１け第１
の層、（３）は％２の層、（４１け第３の層、（６１は
第４の層、（６）は第５の層（補強材＠ ） 、 Ｉｒ
ａ＋けＩｆ、畏層部分である。 なお、図中同一符号は同一またけ相当部分を示す。
状態を示す断面図である。 図において、（１１ｆｆ ＧａＡｓ基板、（２１け第１
の層、（３）は％２の層、（４１け第３の層、（６１は
第４の層、（６）は第５の層（補強材＠ ） 、 Ｉｒ
ａ＋けＩｆ、畏層部分である。 なお、図中同一符号は同一またけ相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）ＧａＡａもしくはＡｌＧａＡｓ単結晶基板上に、
酸、アルカリ等の食刻液による被食刻速度が大きく、上
記基板と結晶格子定数がほぼ等しい第１の層を形成する
工程と、 この第１の層の上に光吸収が小さく、かつ上記第１の層
とほぼ等しい結晶格子構造を有する第１の導電形の第２
の層を形成する工程と、 この第２の層の上に光吸収が大きく、かつ上記第２の層
とほぼ等しい結晶格子構造を有する第２の導電形の第３
の層を形成する工程と、 この第３の層の上に光吸収が大きく、かつ上記第３の層
とほぼ等しい結晶格子構造を有する第２の導電形の第４
の層を形成する工程と、 この第４の層の上に上記各層より機械的強度が大きく、
かつ軽量の第５の層を形成する工程と、上記第１乃至第
５の層を形成後、食刻によつて上記第１の層を除去する
ことによつて上記第２乃至第５の層からなる成長層部分
を上記基板から分離する工程とを備えたことを特徴とす
る太陽電池の製造方法。 - （２）第１の層をＡｌ＿ｘ＿１Ｇａ＿１＿−＿ｘ＿１Ａ
ｓ層とし、第２の層をＡｌ＿ｘ＿２Ｇａ＿１＿−＿ｘ＿
２Ａｓ層とし、第３及び第４の層をＧａＡｓ層とし、 かつ、ｘ＿１≧０．９、０．４≦ｘ＿２≦０．８とする
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽電池
の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61012874A JPS62171167A (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 太陽電池の製造方法 |
| FR878700045A FR2593326B1 (fr) | 1986-01-23 | 1987-01-06 | Procede de fabrication d'un dispositif a cellule solaire |
| US06/948,086 US4774194A (en) | 1986-01-23 | 1987-12-31 | Process for manufacturing a solar cell device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP61012874A JPS62171167A (ja) | 1986-01-23 | 1986-01-23 | 太陽電池の製造方法 |
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