JPH02244681A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPH02244681A JPH02244681A JP1065216A JP6521689A JPH02244681A JP H02244681 A JPH02244681 A JP H02244681A JP 1065216 A JP1065216 A JP 1065216A JP 6521689 A JP6521689 A JP 6521689A JP H02244681 A JPH02244681 A JP H02244681A
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- solar cell
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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
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
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】
（産業上の利用分野〕
本発明は太陽電池に関し、特にシリコン基板上にガリウ
ム砒素膜が形成されてなる太陽電池に関するものである
。
ム砒素膜が形成されてなる太陽電池に関するものである
。
従来、ＧａＡｓ （ガリウム砒素）太陽電池は太陽光
を電気に変換する効率が高く、また、放射線に晒された
場合の変換効率の低下が少ないという利点から人工衛星
用太陽電池として使用されている。ところが、ＧａＡｓ
は比重が５．３１と大きいため、このＧａＡｓによって
形成された太陽電池は重量が太き（なり、人工衛星に使
用するには打ち上げコストが高くなるという欠点があっ
た。そこで、近年、軽量かつ高効率な宇宙用太陽電池と
して、比重が２．３３と小さいＳｔ（シリコン）基板上
に厚みが数μｍのＧａＡｓ層を形成してなるシリコン基
板上ガリウム砒素太陽電池（以下、単にＧａＡｓ ｏｎ
Ｓｌ太陽電池という。）が採用されるようになってき
た。従来のこの種のＧａＡｓ ｏｎ Ｓｔ太陽電池を第
６図によって説明する。
を電気に変換する効率が高く、また、放射線に晒された
場合の変換効率の低下が少ないという利点から人工衛星
用太陽電池として使用されている。ところが、ＧａＡｓ
は比重が５．３１と大きいため、このＧａＡｓによって
形成された太陽電池は重量が太き（なり、人工衛星に使
用するには打ち上げコストが高くなるという欠点があっ
た。そこで、近年、軽量かつ高効率な宇宙用太陽電池と
して、比重が２．３３と小さいＳｔ（シリコン）基板上
に厚みが数μｍのＧａＡｓ層を形成してなるシリコン基
板上ガリウム砒素太陽電池（以下、単にＧａＡｓ ｏｎ
Ｓｌ太陽電池という。）が採用されるようになってき
た。従来のこの種のＧａＡｓ ｏｎ Ｓｔ太陽電池を第
６図によって説明する。
第６図は従来のＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池を示す断
面図で、同図において１はシリコン基板（以下、単にＳ
ｉ基板という。）、２はこのＳｔ基板１上に形成された
ガリウム砒素層（以下、単にＧａＡｓ層という、）で、
このＧａＡｓ層２はＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法
）によって８１基板１上に形成されている。３は外部装
置と接続される表面電極、４は同じく裏面電極で、この
裏面電極４には複数の太陽電池を連結したり、電力を電
子機器（図示せず）に供給したりするための外部接続端
子５が溶接されている。６は前記ＧａＡｓ層２に入射さ
れる光の反射ロスを低減するための反射防止膜で、この
反射防止膜６は前記Ｇ ａ Ａ ｓ ｉｉ ２上に形成
されている。なお、同図中矢印は太陽電池に入射される
光を示す。
面図で、同図において１はシリコン基板（以下、単にＳ
ｉ基板という。）、２はこのＳｔ基板１上に形成された
ガリウム砒素層（以下、単にＧａＡｓ層という、）で、
このＧａＡｓ層２はＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法
）によって８１基板１上に形成されている。３は外部装
置と接続される表面電極、４は同じく裏面電極で、この
裏面電極４には複数の太陽電池を連結したり、電力を電
子機器（図示せず）に供給したりするための外部接続端
子５が溶接されている。６は前記ＧａＡｓ層２に入射さ
れる光の反射ロスを低減するための反射防止膜で、この
反射防止膜６は前記Ｇ ａ Ａ ｓ ｉｉ ２上に形成
されている。なお、同図中矢印は太陽電池に入射される
光を示す。
次に、このように構成された従来のＧａＡｓ ｏｎ Ｓ
ｉ太陽電池の製造方法を第７図（ａ）〜（ｇ）によって
説明する。
ｉ太陽電池の製造方法を第７図（ａ）〜（ｇ）によって
説明する。
第７図（ａ） 〜（ｇ）は従来のＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ
太陽電池の製作プロセスフローを示す図で、同図（ａ）
はＧａＡｓ層が形成される前のＳｉ基板を示す断面図、
同図（ｂ）はＳＲ基板上にＧａＡｓ層が形成された状態
を示す断面図、同図（ｃ）はＳｉ基板１を冷却した後の
状態を示す断面図、同図（ｄ）はＧａＡｓ層上に反射防
止膜が形成された状態を示す断面図、同図（ｅ）はｓｉ
基板が薄型化された状態を示す断面図、同図（ｆ）はＳ
ｉ基板に表面電極および裏面電極が形成された状態を示
す断面図、同図（ｇ）は裏面電極に外部接続端子が溶接
された状態を示す断面図である。従来のＧａＡｓ ｏｎ
Ｓｉ太陽電池を製造するには、先ず、同図（ａ）に示
すように厚みが３０Ｏｔｔｍ〜４００μｍ程度の化学処
理（前処理）されたＳｉ基板１を形成する。次いで同図
（ｂ）に示すように、ｓｉ基板１上に、ＭＯＣＶＤ法（
有機金属気相成長法）によって７００℃〜８００℃の高
温状態でＰ／Ｎ接合を有するに ａ Ａ Ｓ Ｎ２を形
成する。
太陽電池の製作プロセスフローを示す図で、同図（ａ）
はＧａＡｓ層が形成される前のＳｉ基板を示す断面図、
同図（ｂ）はＳＲ基板上にＧａＡｓ層が形成された状態
を示す断面図、同図（ｃ）はＳｉ基板１を冷却した後の
状態を示す断面図、同図（ｄ）はＧａＡｓ層上に反射防
止膜が形成された状態を示す断面図、同図（ｅ）はｓｉ
基板が薄型化された状態を示す断面図、同図（ｆ）はＳ
ｉ基板に表面電極および裏面電極が形成された状態を示
す断面図、同図（ｇ）は裏面電極に外部接続端子が溶接
された状態を示す断面図である。従来のＧａＡｓ ｏｎ
Ｓｉ太陽電池を製造するには、先ず、同図（ａ）に示
すように厚みが３０Ｏｔｔｍ〜４００μｍ程度の化学処
理（前処理）されたＳｉ基板１を形成する。次いで同図
（ｂ）に示すように、ｓｉ基板１上に、ＭＯＣＶＤ法（
有機金属気相成長法）によって７００℃〜８００℃の高
温状態でＰ／Ｎ接合を有するに ａ Ａ Ｓ Ｎ２を形
成する。
このＧａＡＳ層２の厚みは数μｍ程度である。そして、
同図（Ｃ）に示すように、Ｇ ａ Ａ ｓ層２が形成さ
れたＳｉ基板１を室温まで冷却させ、同図（ｄ）に示す
ように、前記ＧａＡｓ層２上に反射防止膜６を形成する
。次いで、同図（ｅ）に示すように、３１基板１の軽量
化を図るためにＳｉ基板１の裏面にエツチングあるいは
機械研磨等を施してＳｉ基板１を所定の厚みになるまで
加工する。この際、Ｓｉ基板ｌは厚み寸法が１００μｍ
程度になるまで加工される。次に、同図（ｆ）に示すよ
うに、ＧａＡｓ層２上に表面電極３を形成すると共に、
Ｓｉ基板１の裏面に裏面電極４を形成する。これらの画
電極３．４は半導体とのオーミンクな電極とする。
同図（Ｃ）に示すように、Ｇ ａ Ａ ｓ層２が形成さ
れたＳｉ基板１を室温まで冷却させ、同図（ｄ）に示す
ように、前記ＧａＡｓ層２上に反射防止膜６を形成する
。次いで、同図（ｅ）に示すように、３１基板１の軽量
化を図るためにＳｉ基板１の裏面にエツチングあるいは
機械研磨等を施してＳｉ基板１を所定の厚みになるまで
加工する。この際、Ｓｉ基板ｌは厚み寸法が１００μｍ
程度になるまで加工される。次に、同図（ｆ）に示すよ
うに、ＧａＡｓ層２上に表面電極３を形成すると共に、
Ｓｉ基板１の裏面に裏面電極４を形成する。これらの画
電極３．４は半導体とのオーミンクな電極とする。
そして、同図（ｇ）に示すように、前記裏面電極４に外
部接続端子５を電気溶接によって接続して従来のＧａＡ
ｓ ｏｒ＋ Ｓｉ太陽電池が完成される。 このように
構成された従来のＧａＡｓ ｏｒ＋ Ｓｉ太陽電池にお
いては、表面側（ＧａＡｓ層２側）に入射された太陽光
等の光は、反射防止膜６を透過してＧａＡＳ層２に吸収
される。光のエネルギーはＧａＡｓＮｚ内に形成された
Ｐ／Ｎ接合の働きによって表面電極３および裏面電極４
から電力として外部に取り出される。また、複数の太陽
電池を連結したり、電力を外部に取り出したりする場合
には外部接続端子５が使用される。
部接続端子５を電気溶接によって接続して従来のＧａＡ
ｓ ｏｒ＋ Ｓｉ太陽電池が完成される。 このように
構成された従来のＧａＡｓ ｏｒ＋ Ｓｉ太陽電池にお
いては、表面側（ＧａＡｓ層２側）に入射された太陽光
等の光は、反射防止膜６を透過してＧａＡＳ層２に吸収
される。光のエネルギーはＧａＡｓＮｚ内に形成された
Ｐ／Ｎ接合の働きによって表面電極３および裏面電極４
から電力として外部に取り出される。また、複数の太陽
電池を連結したり、電力を外部に取り出したりする場合
には外部接続端子５が使用される。
［発明が解決しようとする課題〕
しかるに、このように構成された従来のＧａＡｓ 。
ｎ Ｓｉ太陽電池においては、７００℃〜８００℃の高
温状態でＳｉ基板１上に厚み数μｍのＧ ａ Ａ ｓ
ｌｉ ２を形成した後にこのＳｉ基板１を室温まで冷却
すると、ＧａＡｓ、！：Ｓｉとの熱膨張率の違いによっ
て熱応力が加わり、第７図（ｅ）に示すようにＳｉ基板
１がＧａＡｓ層２と共に反ってしまう。このため、結晶
中に加わる応力によって太陽電池の効率が低下されると
いう問題があった。また、上述したように反ってしまっ
たＳｉ基板１を第７図（ｅ）で示すように１００μｍ程
度の厚みに薄型化させると、Ｓｉｉ板１の厚みが３００
〜４００１！ｍと厚い場合に数１０μｍ程度であった反
り量はＳｉ基板１の薄型化に伴って数１００μｍにまで
増大されてしまう。大きく湾曲されると、後工程で表裏
画電極３゜４を形成する際に接合不良を起こしたり、外
部接続端子５を溶接する際に作業性が悪くなり溶接不良
を引き起こし易い。さらにまた、１００μｍ程度まで薄
型化された太陽電池は機械的強度が極めて低くなるため
に割れ易く、特に、外部接続端子５を溶接する際に加え
られる圧力によっても割れる場合があるため、製作歩留
りが低くなるばかりか信鯨性も低くなるという問題があ
った。
温状態でＳｉ基板１上に厚み数μｍのＧ ａ Ａ ｓ
ｌｉ ２を形成した後にこのＳｉ基板１を室温まで冷却
すると、ＧａＡｓ、！：Ｓｉとの熱膨張率の違いによっ
て熱応力が加わり、第７図（ｅ）に示すようにＳｉ基板
１がＧａＡｓ層２と共に反ってしまう。このため、結晶
中に加わる応力によって太陽電池の効率が低下されると
いう問題があった。また、上述したように反ってしまっ
たＳｉ基板１を第７図（ｅ）で示すように１００μｍ程
度の厚みに薄型化させると、Ｓｉｉ板１の厚みが３００
〜４００１！ｍと厚い場合に数１０μｍ程度であった反
り量はＳｉ基板１の薄型化に伴って数１００μｍにまで
増大されてしまう。大きく湾曲されると、後工程で表裏
画電極３゜４を形成する際に接合不良を起こしたり、外
部接続端子５を溶接する際に作業性が悪くなり溶接不良
を引き起こし易い。さらにまた、１００μｍ程度まで薄
型化された太陽電池は機械的強度が極めて低くなるため
に割れ易く、特に、外部接続端子５を溶接する際に加え
られる圧力によっても割れる場合があるため、製作歩留
りが低くなるばかりか信鯨性も低くなるという問題があ
った。
本発明に係る太陽電池は、シリコン基板に、シリコン基
板の裏面に開口された凹部をエツチングによって形成し
たものである。
板の裏面に開口された凹部をエツチングによって形成し
たものである。
シリコン基板の非エツチング部分が機械的強度を維持す
るための実質的な構造材として作用するから、シリコン
基板の剛性を損なうことなく軽量化を図ることができる
。
るための実質的な構造材として作用するから、シリコン
基板の剛性を損なうことなく軽量化を図ることができる
。
以下、本発明の一実施例を第１図および第２図によって
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図（ａ） 、 （ｂ）は本発明に係る太陽電池を示
す図で、同図（ａ）は底面図、同図（ｂ）は（ａ）図中
■−Ｉ線断面図である。第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明
に係る太陽電池の製作プロセスフローを示す図で、同図
（ａ）はフォトレジストによるパターンニング終了後の
状態を示す断面図、同図（ｂ）はＳｉ基板がエツチング
される前の状態を示す断面図、同図（ｃ）はＳｉ基板が
エツチングされた後の状態を示す断面図である。これら
の図において前記第６図および第７図で説明したものと
同一もしくは同等部材については同一符号を付し、ここ
において詳細な説明は省略する。第１図および第２図に
おいて、１１はＳｉ基板１の軽量化を図るための肉抜き
部としての凹部で、この凹部１１はＳｉ基板１の裏面に
六角形状をもって開口され、規則正しく整列された状態
でＳｌ基板１に複数並設されている。
す図で、同図（ａ）は底面図、同図（ｂ）は（ａ）図中
■−Ｉ線断面図である。第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明
に係る太陽電池の製作プロセスフローを示す図で、同図
（ａ）はフォトレジストによるパターンニング終了後の
状態を示す断面図、同図（ｂ）はＳｉ基板がエツチング
される前の状態を示す断面図、同図（ｃ）はＳｉ基板が
エツチングされた後の状態を示す断面図である。これら
の図において前記第６図および第７図で説明したものと
同一もしくは同等部材については同一符号を付し、ここ
において詳細な説明は省略する。第１図および第２図に
おいて、１１はＳｉ基板１の軽量化を図るための肉抜き
部としての凹部で、この凹部１１はＳｉ基板１の裏面に
六角形状をもって開口され、規則正しく整列された状態
でＳｌ基板１に複数並設されている。
なお、１２はフォトレジストである。このように凹部１
１が形成されたＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池を形成す
るには、先ず、厚みが３００μｍ〜４００μｍ以上と厚
く形成されたＳｉ基板１に従来の製造方法と同様にして
ＧａＡｓ層２１表面電極３および裏面電極４を形成する
。次いで、このように形成されたＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ
太陽電池の裏面に全面にわたりフォトレジスト１２を塗
布し、第２図（ａ）に示すように裏面にフォトレジスト
１２によるパターンニングを行なう。このパターンの形
状は第１図（ｂ）に示した凹部１１の開口形状と等しく
形成され、パターンニング終了後には後述するエツチン
グ工程で除去されるべき裏面電極４が露出されることに
なる。そして、第２図（ｂ）に示すように、この露出さ
れた裏面電極４を前記フォトレジスト２をマスクとして
エツチングする。この状態で、Ｓｉ基板１が露出される
０次いで、第２図（ｃ）に示すように、前記フォトレジ
スト１２をマスクとしてＳｉ基板１を部分的にエツチン
グする。しかる後、裏面に残留されたフォトレジスト１
２を除去することによって第１図（ａ）に示すような断
面形状を呈するＧａＡｓ ｏｎＳｔ太陽電池が得られる
。
１が形成されたＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池を形成す
るには、先ず、厚みが３００μｍ〜４００μｍ以上と厚
く形成されたＳｉ基板１に従来の製造方法と同様にして
ＧａＡｓ層２１表面電極３および裏面電極４を形成する
。次いで、このように形成されたＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ
太陽電池の裏面に全面にわたりフォトレジスト１２を塗
布し、第２図（ａ）に示すように裏面にフォトレジスト
１２によるパターンニングを行なう。このパターンの形
状は第１図（ｂ）に示した凹部１１の開口形状と等しく
形成され、パターンニング終了後には後述するエツチン
グ工程で除去されるべき裏面電極４が露出されることに
なる。そして、第２図（ｂ）に示すように、この露出さ
れた裏面電極４を前記フォトレジスト２をマスクとして
エツチングする。この状態で、Ｓｉ基板１が露出される
０次いで、第２図（ｃ）に示すように、前記フォトレジ
スト１２をマスクとしてＳｉ基板１を部分的にエツチン
グする。しかる後、裏面に残留されたフォトレジスト１
２を除去することによって第１図（ａ）に示すような断
面形状を呈するＧａＡｓ ｏｎＳｔ太陽電池が得られる
。
したがって、上述したように開口形状が六角形状の凹部
１１をエツチングによってＳｉ基ｖｉ１に複数並設する
と、凹部１１によってＳｉ基板１が軽量化されるばかり
でなく、Ｓｉ基板１に残された非エツチング部分が捩じ
れや曲げに対して強固なハニカム構造となる。このため
、Ｓｉ基板１の剛性を損なうことなく軽量化を図ること
ができるから、このハニカム構造の作用によって、Ｇａ
ＡｓとＳｉとの熱膨張率の差による変形量（反り量）は
従来例のようにＳｉ基板１を一様に薄型化して軽量化し
た場合に較べて非常に小さくなる。また、Ｓｉ基板１を
ハニカム構造とすることによって、外部から加えられる
振動や圧力に対しても変形量。
１１をエツチングによってＳｉ基ｖｉ１に複数並設する
と、凹部１１によってＳｉ基板１が軽量化されるばかり
でなく、Ｓｉ基板１に残された非エツチング部分が捩じ
れや曲げに対して強固なハニカム構造となる。このため
、Ｓｉ基板１の剛性を損なうことなく軽量化を図ること
ができるから、このハニカム構造の作用によって、Ｇａ
ＡｓとＳｉとの熱膨張率の差による変形量（反り量）は
従来例のようにＳｉ基板１を一様に薄型化して軽量化し
た場合に較べて非常に小さくなる。また、Ｓｉ基板１を
ハニカム構造とすることによって、外部から加えられる
振動や圧力に対しても変形量。
破損率が著しく減少される。
また、上記実施例では外部に電力を取り出すための外部
接続端子が接続されていないＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽
電池を示したが、第３図に示すように裏面電極４に外部
接続端子５を接合することもできる。
接続端子が接続されていないＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽
電池を示したが、第３図に示すように裏面電極４に外部
接続端子５を接合することもできる。
第３図は外部接続端子５が接続されたＧａＡｓ ｏｎ
Ｓｉ太陽電池を示す断面図で、同図において前記第１図
および第２図で説明したものと同一もしくは同等部材に
ついては同一符号を付し、ここにおいて詳細な説明は省
略する。第３図に示す外部接続端子５は、Ｓｉ基板１の
裏面側であって裏面電極４の非エツチング部分に溶接あ
るいは半田付けによって接合されている。裏面電極４は
Ｓｉ基板１の反りによる前記第７図（ｇ）にみられたよ
うな接合面の湾曲が発生せず、裏面電極４と外部接続端
子５とは平坦面上で接合されることになる。このため、
外部接続端子５を確実に接合することができる。また、
この外部接続端子５を接合する際には、Ｓｉ基板１が従
来のものに較べて剛性が高いために接合時に加えられる
外力によってＳｉ基板１が破損されるようなことはない
、さらにまた、宇宙環境で使用される太陽電池において
は日照の有無によるヒートサイクルに晒されるため、外
部接続端子５が太陽電池セルに及ぼす熱応力の大小によ
ってその信頼性がち右される。第３図に示す構造では外
部接続端子５と裏面電極５との接合面は線状でありエツ
チング部分は中空となるため、上述した熱応力が緩和さ
れることになり、外部接続端子５からの熱応力を低く抑
えることができるから、信頼性を向上することができる
。
Ｓｉ太陽電池を示す断面図で、同図において前記第１図
および第２図で説明したものと同一もしくは同等部材に
ついては同一符号を付し、ここにおいて詳細な説明は省
略する。第３図に示す外部接続端子５は、Ｓｉ基板１の
裏面側であって裏面電極４の非エツチング部分に溶接あ
るいは半田付けによって接合されている。裏面電極４は
Ｓｉ基板１の反りによる前記第７図（ｇ）にみられたよ
うな接合面の湾曲が発生せず、裏面電極４と外部接続端
子５とは平坦面上で接合されることになる。このため、
外部接続端子５を確実に接合することができる。また、
この外部接続端子５を接合する際には、Ｓｉ基板１が従
来のものに較べて剛性が高いために接合時に加えられる
外力によってＳｉ基板１が破損されるようなことはない
、さらにまた、宇宙環境で使用される太陽電池において
は日照の有無によるヒートサイクルに晒されるため、外
部接続端子５が太陽電池セルに及ぼす熱応力の大小によ
ってその信頼性がち右される。第３図に示す構造では外
部接続端子５と裏面電極５との接合面は線状でありエツ
チング部分は中空となるため、上述した熱応力が緩和さ
れることになり、外部接続端子５からの熱応力を低く抑
えることができるから、信頼性を向上することができる
。
なお、上述した二つの実施例ではＳＮ基板１の裏面側を
エツチングによって窪ませて凹部１１が形成されたＧａ
Ａｓ ｏｒ＋ Ｓｉ太陽電池について説明したが、第４
図に示すように、ＳＮ基板１を裏面から表面まで貫通さ
せて凹部１１を形成することもできる。
エツチングによって窪ませて凹部１１が形成されたＧａ
Ａｓ ｏｒ＋ Ｓｉ太陽電池について説明したが、第４
図に示すように、ＳＮ基板１を裏面から表面まで貫通さ
せて凹部１１を形成することもできる。
第４図（ａ）は凹部によってＳｉ基板１の表裏両面が開
口されたＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池を示す断面図、
第４図（ｂ）はＧａＡｓ層中の応力分布を示すグラフで
、同図（ａ）に示すＳＮ基板１は凹部１１を深く形成す
ることによって表面も開口され、この表面側開口部に対
応するＧａＡｓ層２が裏面側に露出されている。このよ
うにＳＮ基板１を凹部１１によって貫通させるには、反
応ガスとしてＣＦ、ガスを用いたプラズマエツチング等
の方法によりＳｉのみを選択的にエツチングすることに
よって行われる。すなわち、ＧａＡｓ層２におけるＳＮ
基板１の表面開口部と対応する部分は、Ｓｉ基板１との
接合部が存在しないために、Ｓｉ基板１と接合されてい
たことにより生じる熱応力から解放されることになる。
口されたＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池を示す断面図、
第４図（ｂ）はＧａＡｓ層中の応力分布を示すグラフで
、同図（ａ）に示すＳＮ基板１は凹部１１を深く形成す
ることによって表面も開口され、この表面側開口部に対
応するＧａＡｓ層２が裏面側に露出されている。このよ
うにＳＮ基板１を凹部１１によって貫通させるには、反
応ガスとしてＣＦ、ガスを用いたプラズマエツチング等
の方法によりＳｉのみを選択的にエツチングすることに
よって行われる。すなわち、ＧａＡｓ層２におけるＳＮ
基板１の表面開口部と対応する部分は、Ｓｉ基板１との
接合部が存在しないために、Ｓｉ基板１と接合されてい
たことにより生じる熱応力から解放されることになる。
この応力が低減される様子を太陽電池の断面構造と対応
させて第４図（ｂ）に示す。
させて第４図（ｂ）に示す。
同図によれば、ＧａＡｓ層２におけるＳＮ基板１の表面
開口部と対応する部分（同図中Ａで示す。）の応力はＳ
ｉ基板１と接合された部分（同図中Ｂで示す。）に対し
て小さくなることが分かる。−方、半導体結晶中に存在
する応力は半導体結晶の特性を劣化させ、半導体装置の
性能を低下させることが一般に知られており、ＧａＡｓ
ｏｎ Ｓｉ太陽電池においても、第５図に示すように
光から電気エネルギーを取り出す変換効率が内部応力の
増大に伴って低下される。第５図はＧａＡｓＮ中の応力
に対する太陽電池の効率を示すグラフである。 したが
って、第４図（ａ）に示したようにＳｉ基板１の一部を
ＧａＡｓ層２までエツチングした場合、Ｓｉ基板１の表
面開口部と対応するＧａＡｓ層２は内部応力が消失され
ることによって効率が向上するから、変換効率の高いＧ
ａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池を得ることができる。なお
、本実施例で説明したＳｉ基板１を第１図に示したよう
なハニカム構造とすることもでき、このようにすると剛
性の高いＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池を得ることがで
きる。
開口部と対応する部分（同図中Ａで示す。）の応力はＳ
ｉ基板１と接合された部分（同図中Ｂで示す。）に対し
て小さくなることが分かる。−方、半導体結晶中に存在
する応力は半導体結晶の特性を劣化させ、半導体装置の
性能を低下させることが一般に知られており、ＧａＡｓ
ｏｎ Ｓｉ太陽電池においても、第５図に示すように
光から電気エネルギーを取り出す変換効率が内部応力の
増大に伴って低下される。第５図はＧａＡｓＮ中の応力
に対する太陽電池の効率を示すグラフである。 したが
って、第４図（ａ）に示したようにＳｉ基板１の一部を
ＧａＡｓ層２までエツチングした場合、Ｓｉ基板１の表
面開口部と対応するＧａＡｓ層２は内部応力が消失され
ることによって効率が向上するから、変換効率の高いＧ
ａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池を得ることができる。なお
、本実施例で説明したＳｉ基板１を第１図に示したよう
なハニカム構造とすることもでき、このようにすると剛
性の高いＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池を得ることがで
きる。
以上説明したように本発明に係る太陽電池は、シリコン
基板に、シリコン基板の裏面に開口された凹部をエツチ
ングによって形成したため、シリコン基板の非エツチン
グ部分が機械的強度を維持するための実質的な構造材と
して作用し、シリコン基板の剛性を損なうことなく軽量
化を図ることができる。したがって、シリコン基板が割
れにくくなり、歩留りが向上されコストを低く抑えるこ
とができるから、信頼性の高い太陽電池を安価に得るこ
とができる。また、太陽電池の反り量を減少させること
ができるから、結晶中に加わる応力を減少させることが
でき、光・電力変換効率の高い太陽電池が得られ、しか
も、外部接続端子等が接合される太陽電池においては、
外部接続端子の接合が平坦面上で行われることになるか
ら、容易に作業を実施できるばかりか接合部分の信頼性
を向上することができる。
基板に、シリコン基板の裏面に開口された凹部をエツチ
ングによって形成したため、シリコン基板の非エツチン
グ部分が機械的強度を維持するための実質的な構造材と
して作用し、シリコン基板の剛性を損なうことなく軽量
化を図ることができる。したがって、シリコン基板が割
れにくくなり、歩留りが向上されコストを低く抑えるこ
とができるから、信頼性の高い太陽電池を安価に得るこ
とができる。また、太陽電池の反り量を減少させること
ができるから、結晶中に加わる応力を減少させることが
でき、光・電力変換効率の高い太陽電池が得られ、しか
も、外部接続端子等が接合される太陽電池においては、
外部接続端子の接合が平坦面上で行われることになるか
ら、容易に作業を実施できるばかりか接合部分の信頼性
を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る太陽電池を示す図
で、同図（ａ）は底面図、同図（ｂ）は（ａ）図中Ｉ−
１線断面図である。第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明に係
る太陽電池の製作プロセスフローを示す図で、同図（ａ
）はフォトレジストによるパターンニング終了後の状態
を示す断面図、同図（ｂ）はＳｔ基板がエツチングされ
る前の状態を示す断面図、同図（ｃ）はＳｔ基板がエツ
チングされた後の状態を示す断面図である。第３図は他
の実施例における外部接続端子５が接続されたＧａＡｓ
ｏｎ Ｓｉ太陽電池を示す断面図、第４図（ａ） 、
（ｂ）は本発明に係る他の実施例を示す図で、同図（
ａ）は凹部によってＳＮ基板１の表裏両面が開口された
ＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池を示す断面図、同図（ｂ
）はＧａＡｓ層中の応力分布を示すグラフである。第５
図はＧａＡｓ層中の応力に対する太陽電池の効率を示す
グラフである。第６図は従来のＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太
陽電池を示す断面図、第７図（ａ） 〜（ｇ）は従来の
ＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池の製作プロセスフローを
示す図で、同図（ａ）はＧａＡｓ層が形成される前のＳ
ｉ基板を示す断面図、同図（ｂ）はＳｉ基板上にＧａＡ
ｓ層が形成された状態を示す断面図、同図（ｃ）はＳＬ
基板１を冷却した後の状態を示す断面図、同図（ｄ）は
ＧａＡｓ層上に反射防止膜が形成された状態を示す断面
図、同図（ｅ）はＳｉ基板が薄型化された状態を示す断
面図、同図（ｆ）はＳｉ基板に表面電極および裏面電極
が形成された状態を示す断面図、同図軸）は裏面電極に
外部接続端子が溶接された状態を示す断面図である。 １・・・・シリコン基板、２・・・・ガリウム砒素層、
４・・・・裏面電極、５・・・・外部接続端子、１１・
・・・凹部、１２・・・・フォトレジスト。
で、同図（ａ）は底面図、同図（ｂ）は（ａ）図中Ｉ−
１線断面図である。第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明に係
る太陽電池の製作プロセスフローを示す図で、同図（ａ
）はフォトレジストによるパターンニング終了後の状態
を示す断面図、同図（ｂ）はＳｔ基板がエツチングされ
る前の状態を示す断面図、同図（ｃ）はＳｔ基板がエツ
チングされた後の状態を示す断面図である。第３図は他
の実施例における外部接続端子５が接続されたＧａＡｓ
ｏｎ Ｓｉ太陽電池を示す断面図、第４図（ａ） 、
（ｂ）は本発明に係る他の実施例を示す図で、同図（
ａ）は凹部によってＳＮ基板１の表裏両面が開口された
ＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池を示す断面図、同図（ｂ
）はＧａＡｓ層中の応力分布を示すグラフである。第５
図はＧａＡｓ層中の応力に対する太陽電池の効率を示す
グラフである。第６図は従来のＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太
陽電池を示す断面図、第７図（ａ） 〜（ｇ）は従来の
ＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池の製作プロセスフローを
示す図で、同図（ａ）はＧａＡｓ層が形成される前のＳ
ｉ基板を示す断面図、同図（ｂ）はＳｉ基板上にＧａＡ
ｓ層が形成された状態を示す断面図、同図（ｃ）はＳＬ
基板１を冷却した後の状態を示す断面図、同図（ｄ）は
ＧａＡｓ層上に反射防止膜が形成された状態を示す断面
図、同図（ｅ）はＳｉ基板が薄型化された状態を示す断
面図、同図（ｆ）はＳｉ基板に表面電極および裏面電極
が形成された状態を示す断面図、同図軸）は裏面電極に
外部接続端子が溶接された状態を示す断面図である。 １・・・・シリコン基板、２・・・・ガリウム砒素層、
４・・・・裏面電極、５・・・・外部接続端子、１１・
・・・凹部、１２・・・・フォトレジスト。
Claims (1)
- シリコン基板上にガリウム砒素膜が形成されてなる太陽
電池において、前記シリコン基板に、シリコン基板の裏
面に開口された凹部をエッチングによって形成したこと
を特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1065216A JPH02244681A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1065216A JPH02244681A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02244681A true JPH02244681A (ja) | 1990-09-28 |
Family
ID=13280496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1065216A Pending JPH02244681A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02244681A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04192474A (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-10 | Sharp Corp | 太陽電池の製造方法 |
| JPH05235385A (ja) * | 1992-02-21 | 1993-09-10 | Sharp Corp | シリコン太陽電池素子 |
| US5397400A (en) * | 1992-07-22 | 1995-03-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin-film solar cell |
| US5508206A (en) * | 1993-12-14 | 1996-04-16 | Spectrolab, Inc. | Method of fabrication of thin semiconductor device |
| FR2771108A1 (fr) * | 1997-11-18 | 1999-05-21 | Sgs Thomson Microelectronics | Tranche de silicium pour composants a jonction sur les deux faces |
| BE1013081A3 (fr) * | 1999-06-18 | 2001-09-04 | E N E Sa | Procede de traitement de la face arriere d'une cellule solaire photovoltaique. |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP1065216A patent/JPH02244681A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04192474A (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-10 | Sharp Corp | 太陽電池の製造方法 |
| JPH05235385A (ja) * | 1992-02-21 | 1993-09-10 | Sharp Corp | シリコン太陽電池素子 |
| US5397400A (en) * | 1992-07-22 | 1995-03-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin-film solar cell |
| US5472885A (en) * | 1992-07-22 | 1995-12-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of producing solar cell |
| US5963790A (en) * | 1992-07-22 | 1999-10-05 | Mitsubshiki Denki Kabushiki Kaisha | Method of producing thin film solar cell |
| US5508206A (en) * | 1993-12-14 | 1996-04-16 | Spectrolab, Inc. | Method of fabrication of thin semiconductor device |
| EP0658944A3 (en) * | 1993-12-14 | 1997-05-07 | Spectrolab Inc | Thin film semiconductor device and manufacturing method. |
| FR2771108A1 (fr) * | 1997-11-18 | 1999-05-21 | Sgs Thomson Microelectronics | Tranche de silicium pour composants a jonction sur les deux faces |
| BE1013081A3 (fr) * | 1999-06-18 | 2001-09-04 | E N E Sa | Procede de traitement de la face arriere d'une cellule solaire photovoltaique. |
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