JPH0273671A - 光電変換素子の製造方法 - Google Patents
光電変換素子の製造方法Info
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- JPH0273671A JPH0273671A JP63225303A JP22530388A JPH0273671A JP H0273671 A JPH0273671 A JP H0273671A JP 63225303 A JP63225303 A JP 63225303A JP 22530388 A JP22530388 A JP 22530388A JP H0273671 A JPH0273671 A JP H0273671A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
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、単結晶半導体粉末を用いた光電変換素子の製
造方法に関する。
造方法に関する。
半導体を用いた充電変換素子において、半導体には多種
の物質が用いられている。薄膜半導体層ヲ用いる場合、
多く利用されているのはアモルファス３１である。とこ
ろがアモルファスＳｌを用いる場合、膜厚としては１１
ｔｍ程度でよいが、真空装置を用いて形成するため装置
自体のＡ１１ｌ模が大きく、コスト高となる上、（ｔ
ＩＩ性の点での光劣化という大きな問題がある。半導体
に単結晶５１を用いる場合、信鯨性、変換効率の点では
問題がない、しかし、材料として使用するＳｌが２００
ｎと厚く、また高価であるという問題がある。
の物質が用いられている。薄膜半導体層ヲ用いる場合、
多く利用されているのはアモルファス３１である。とこ
ろがアモルファスＳｌを用いる場合、膜厚としては１１
ｔｍ程度でよいが、真空装置を用いて形成するため装置
自体のＡ１１ｌ模が大きく、コスト高となる上、（ｔ
ＩＩ性の点での光劣化という大きな問題がある。半導体
に単結晶５１を用いる場合、信鯨性、変換効率の点では
問題がない、しかし、材料として使用するＳｌが２００
ｎと厚く、また高価であるという問題がある。
そこで、材料、プロセス共低コスト化可能な充電変換素
子が望まれるわけであるが、これに対して単結晶半導体
の粉末を用いた光電変換素子が考えられている。この構
造及び製造方法を第２図に従って説明すると、基板１上
にまず拡散防止層５として、例えばＭｏ層が形成され、
次に裏面型８ｉ４として、例えばに１１が形成される。
子が望まれるわけであるが、これに対して単結晶半導体
の粉末を用いた光電変換素子が考えられている。この構
造及び製造方法を第２図に従って説明すると、基板１上
にまず拡散防止層５として、例えばＭｏ層が形成され、
次に裏面型８ｉ４として、例えばに１１が形成される。
その上に、粒Ｐｋ２５ｎ程度の結晶粒であるｐ形単結晶
Ｓｔ粉末８を絶縁材料７と混合させ、有機物質に溶かし
込んで形成したペーストを印刷する。ｍ縁材料７として
はガラス原料が、有機物質としてはポリビニルアルコー
ルなどが用いられる０次に、基板ごと加熱炉へ装入し、
不活性ガス及びフォーミングガス中で加熱する。２００
℃程度で有機物質は蒸発してしまう、さらに加熱して約
６００℃前後にすると、裏面を極４のＭとＳｔとの共融
が始まり、Ｓｌ粉体８と１Ｐｉｔ４との間にＡｊ−５ｌ
の溶融合金が形成される。
Ｓｔ粉末８を絶縁材料７と混合させ、有機物質に溶かし
込んで形成したペーストを印刷する。ｍ縁材料７として
はガラス原料が、有機物質としてはポリビニルアルコー
ルなどが用いられる０次に、基板ごと加熱炉へ装入し、
不活性ガス及びフォーミングガス中で加熱する。２００
℃程度で有機物質は蒸発してしまう、さらに加熱して約
６００℃前後にすると、裏面を極４のＭとＳｔとの共融
が始まり、Ｓｌ粉体８と１Ｐｉｔ４との間にＡｊ−５ｌ
の溶融合金が形成される。
さらに温度を上げると絶縁物質７が溶解し、ＭＳ１合金
石の上をカバーする。その後温度を徐々に下げていくと
、Ａ７電極４とＳｉ粉体８とのｋｌ−３ｉ溶融合金から
の析出層はｐ゛形Ｓｉ９となり、裏面電極４との電気的
コンタクトが形成される。次いで、結晶粒表面をみがき
、その上に光入射側電極１０として極薄のＡ７薄膜を形
成する。このＴＬｆｆ＋は、裏面電極４との対向電極で
あると同時にＳｌ粉体８とのショットキー接合を形成す
る目的をもつ。
石の上をカバーする。その後温度を徐々に下げていくと
、Ａ７電極４とＳｉ粉体８とのｋｌ−３ｉ溶融合金から
の析出層はｐ゛形Ｓｉ９となり、裏面電極４との電気的
コンタクトが形成される。次いで、結晶粒表面をみがき
、その上に光入射側電極１０として極薄のＡ７薄膜を形
成する。このＴＬｆｆ＋は、裏面電極４との対向電極で
あると同時にＳｌ粉体８とのショットキー接合を形成す
る目的をもつ。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような光；変換素子樽造では、ショットキー接合を
形成することによってダイオードを構成し、光電変換可
能とするため、光入射側の電極１０としてはＳｉ粉体８
とショットキー接合が形成可能である金属を用いなけれ
ばならなく、電極材料の選択範囲が狭くなるという欠点
がある。また金属をｑ橿として用いているため、電気的
コンタクトを良好にするためにｉｔ極の厚みは少なくと
も数１０人程度は必要であり、光の透過率が減少してし
まうと共に反射率も増加し、Ｓｉ粉末８に結成される充
電変換層に入る実質的な入射光量が減少してしまい、出
力特性も低くなるといった問題があった。
形成することによってダイオードを構成し、光電変換可
能とするため、光入射側の電極１０としてはＳｉ粉体８
とショットキー接合が形成可能である金属を用いなけれ
ばならなく、電極材料の選択範囲が狭くなるという欠点
がある。また金属をｑ橿として用いているため、電気的
コンタクトを良好にするためにｉｔ極の厚みは少なくと
も数１０人程度は必要であり、光の透過率が減少してし
まうと共に反射率も増加し、Ｓｉ粉末８に結成される充
電変換層に入る実質的な入射光量が減少してしまい、出
力特性も低くなるといった問題があった。
本発明の課題は、光入射側電極から充電変換層を形成す
る半導体粉末へ入る入射量を増加させ、高出力特性を持
つ低コスト光電変換素子を製造する方法を提供すること
にある。
る半導体粉末へ入る入射量を増加させ、高出力特性を持
つ低コスト光電変換素子を製造する方法を提供すること
にある。
上記の課題の解決のために、本発明は、第一導電形の単
結晶半導体粉末を同一平面上に密に配置する工程と、そ
の面の一側において半導体粉末に、第二Ｒ型彫のための
ドーピング不純物を含む導電性材料の′ｉｆｌ膜を接触
させる工程と、加熱により半導体粉末と導電性材料とを
合金化させたのち冷却して半導体粉末内の一部に第二導
電形の領域を形成する工程と、半導体粉末の他側を透光
性電極で覆う工程とを備えたものとする。
結晶半導体粉末を同一平面上に密に配置する工程と、そ
の面の一側において半導体粉末に、第二Ｒ型彫のための
ドーピング不純物を含む導電性材料の′ｉｆｌ膜を接触
させる工程と、加熱により半導体粉末と導電性材料とを
合金化させたのち冷却して半導体粉末内の一部に第二導
電形の領域を形成する工程と、半導体粉末の他側を透光
性電極で覆う工程とを備えたものとする。
上記の方法では、ト′−ピング不純物を含む導電性材料
は半導体粉末と合金化し、冷却することにより半導体粉
末内に充電変換層を形成するｐｎ接合をつくると共に、
光電変ｔａｇ子の一方の１を掻となる。半導体粉末の他
側を覆う透光性電極は、ショットキー接合形成を兼ねる
電極より高透過率。
は半導体粉末と合金化し、冷却することにより半導体粉
末内に充電変換層を形成するｐｎ接合をつくると共に、
光電変ｔａｇ子の一方の１を掻となる。半導体粉末の他
側を覆う透光性電極は、ショットキー接合形成を兼ねる
電極より高透過率。
低反射率にできるため、光を変換層への入射光量が増加
し、素子の出力特性が向上する。
し、素子の出力特性が向上する。
以下本発明の一実施例を、第２図と共通の部分には同一
の符号を付した第１図（ａｌ〜（ａｌを引用して説明す
る。後工程として加熱工程が入るため、絶縁材料として
はアルミナ珪酸ガラス、石英ガラス。
の符号を付した第１図（ａｌ〜（ａｌを引用して説明す
る。後工程として加熱工程が入るため、絶縁材料として
はアルミナ珪酸ガラス、石英ガラス。
アルミナ等のセラミックを用いる絶縁性基板１上に基板
からの不純物拡散防止として拡散防止層５を形成する
（図ａ）。拡散防止Ｉ！！５としては二酸化硅素膜、″
ｇ！化硅化膜素膜いは高融点金属であるＭｏ。
からの不純物拡散防止として拡散防止層５を形成する
（図ａ）。拡散防止Ｉ！！５としては二酸化硅素膜、″
ｇ！化硅化膜素膜いは高融点金属であるＭｏ。
Ｎ１膜などが用いられる０次に拡散防止Ｊ５５の上に裏
面電極４としてＡ７膜を、例えば蒸着により積層する
（図ｂ）、別に、２５ｎ程度の粒径の結晶粒であるｎ形
単結晶Ｓ１粉末２を絶縁材料７と混合させ、有機物質に
溶かし込んでペーストを作成し、このペーストをＭ膜４
の上に印刷する （図ｃ）ｓ絶縁材料７としてはガラス
原料が、有機物質としてはポリビニルアルコールなどが
用いられる０次に、基板ごと加熱炉に装入し、不活性ガ
スおよびフォーミングガス中で加熱する。２００℃程度
の加熱でまず有機物質が蒸発し、さらに加熱し６００℃
前後にすると裏面電極４のＭとＳｔとの共融が始まり、
Ｓｌ粉体８と電極４の間にＡＮ−８１合金が形成される
。
面電極４としてＡ７膜を、例えば蒸着により積層する
（図ｂ）、別に、２５ｎ程度の粒径の結晶粒であるｎ形
単結晶Ｓ１粉末２を絶縁材料７と混合させ、有機物質に
溶かし込んでペーストを作成し、このペーストをＭ膜４
の上に印刷する （図ｃ）ｓ絶縁材料７としてはガラス
原料が、有機物質としてはポリビニルアルコールなどが
用いられる０次に、基板ごと加熱炉に装入し、不活性ガ
スおよびフォーミングガス中で加熱する。２００℃程度
の加熱でまず有機物質が蒸発し、さらに加熱し６００℃
前後にすると裏面電極４のＭとＳｔとの共融が始まり、
Ｓｌ粉体８と電極４の間にＡＮ−８１合金が形成される
。
さらに温度を上げるとｍ緑物質７が溶解し、Ｍ−ｓｉ金
合金上カバーする。これは光入射側電極３と裏面を極４
との短絡を防ぐ役割を果たす、その後徐々に温度を下げ
ていくと、Ｓｉ粉体８と合金層との溶解部はＭがドーパ
ントとしてＳｌ内に拡散することにより、凝固の際ｐ形
５ｉｌｌ ６が形成される（図ｄ）、従って、ｎ形Ｓｔ
粉体２にはｐｎ接合が形成されたことになる。その後結
晶粒表面をみがき、ては、透光性導電材料であるＩＴＯ
や５ｎＯｔｌ膜などを用いる。ＩＴＯや５ｎＯｔなどを
用いた場合、その薄膜により反射率を制御することがで
き、例えば７００人程鹿の厚さの薄膜を形成すれば反射
率を最小にすることができる。
合金上カバーする。これは光入射側電極３と裏面を極４
との短絡を防ぐ役割を果たす、その後徐々に温度を下げ
ていくと、Ｓｉ粉体８と合金層との溶解部はＭがドーパ
ントとしてＳｌ内に拡散することにより、凝固の際ｐ形
５ｉｌｌ ６が形成される（図ｄ）、従って、ｎ形Ｓｔ
粉体２にはｐｎ接合が形成されたことになる。その後結
晶粒表面をみがき、ては、透光性導電材料であるＩＴＯ
や５ｎＯｔｌ膜などを用いる。ＩＴＯや５ｎＯｔなどを
用いた場合、その薄膜により反射率を制御することがで
き、例えば７００人程鹿の厚さの薄膜を形成すれば反射
率を最小にすることができる。
本発明の別の実施例として、基板として絶縁性のもので
はなく高融点金属、例えば０Ｍ。１Ｎｉ等の金属板を用
いてもよい、この場合、拡散防止Ｊ！５は形成しなくて
もよい、さらに、本発明の大間電池特性としての評価を
行った。従来法としては光入射窓としてＡ７Ｂを約５０
人の厚さに形成し、本発明としては光入射窓としてＩＴ
Ｏを約７００ 人の厚さに形成した。その結果、従来法
で短絡光電流が１２ｍＡ ／ ｃｄの出力であったもの
が、本発明では１５ｍ＾／ｄに向上し、変換効率の向上
を図ることができた。
はなく高融点金属、例えば０Ｍ。１Ｎｉ等の金属板を用
いてもよい、この場合、拡散防止Ｊ！５は形成しなくて
もよい、さらに、本発明の大間電池特性としての評価を
行った。従来法としては光入射窓としてＡ７Ｂを約５０
人の厚さに形成し、本発明としては光入射窓としてＩＴ
Ｏを約７００ 人の厚さに形成した。その結果、従来法
で短絡光電流が１２ｍＡ ／ ｃｄの出力であったもの
が、本発明では１５ｍ＾／ｄに向上し、変換効率の向上
を図ることができた。
以上の実施例では単結晶半導体粉末としｎ形Ｓ１粉末を
用いたが、ｐ形粉末を用いてもよく、その際は裏面電橋
としては５ｎ−３ｂ合金などを使用すればよい。
用いたが、ｐ形粉末を用いてもよく、その際は裏面電橋
としては５ｎ−３ｂ合金などを使用すればよい。
本発明によれば、単結晶半導体粉末を用いた光電変換素
子の光電変喚層も、従来の光入射側電極とのシシットキ
ー接合によらないで、裏面電ｌＥｉとの合金化によって
粉末内に生ずるｐｎｆ１合によって形成するので、光入
射側電極として透過率１反射率の点で存効な透光性電橋
を採用することができ、従来法に（らぺ製造工程数を増
加させることなく、出力特性の向上した低コストの光電
変換素子が製造可能になった。
子の光電変喚層も、従来の光入射側電極とのシシットキ
ー接合によらないで、裏面電ｌＥｉとの合金化によって
粉末内に生ずるｐｎｆ１合によって形成するので、光入
射側電極として透過率１反射率の点で存効な透光性電橋
を採用することができ、従来法に（らぺ製造工程数を増
加させることなく、出力特性の向上した低コストの光電
変換素子が製造可能になった。
第１図は本発明の一実施例の光電変換素子の製造工程を
順次示す断面図、第２１２１は従来の単結晶半導体粉末
を用いた光′ｇ１変填変量素子面図である。 １：絶縁性基板、２：ｎ形Ｓｌ粉末、３；光入射側電極
、４：ｓ面電極、５：拡散防止層、６：ｐ形Ｓｌｌ１ｇ
、７：絶縁材料。 代理人弁理士 山 口 濃 い第２図 第１図
順次示す断面図、第２１２１は従来の単結晶半導体粉末
を用いた光′ｇ１変填変量素子面図である。 １：絶縁性基板、２：ｎ形Ｓｌ粉末、３；光入射側電極
、４：ｓ面電極、５：拡散防止層、６：ｐ形Ｓｌｌ１ｇ
、７：絶縁材料。 代理人弁理士 山 口 濃 い第２図 第１図
Claims (1)
- １）第一導電形の単結晶半導体粉末を同一平面上に密に
配置する工程と、その面の一側において半導体粉末に、
第二導電形のためのドーピング不純物を含む導電性材料
の薄膜を接触させる工程と、加熱により半導体粉末と導
電性材料とを合金化させたのち冷却して半導体粉末内の
一部に第二導電形の領域を形成する工程と、半導体粉末
の他側を透光性電極で覆う工程とを備えたことを特徴と
する光電変換素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225303A JP2522024B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 光電変換素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225303A JP2522024B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 光電変換素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0273671A true JPH0273671A (ja) | 1990-03-13 |
| JP2522024B2 JP2522024B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=16827229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63225303A Expired - Lifetime JP2522024B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 光電変換素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522024B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0548126A (ja) * | 1991-08-09 | 1993-02-26 | Sharp Corp | 光電変換素子およびその製造方法 |
| JP2002043602A (ja) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Kyocera Corp | 光電変換装置およびその製造方法 |
| JP2002261301A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Kyocera Corp | 光電変換装置 |
| JP2005243872A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Kyocera Corp | 光電変換装置およびその製造方法 |
| US12072656B1 (en) | 2023-03-16 | 2024-08-27 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus abnormality detection |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51129192A (en) * | 1975-05-06 | 1976-11-10 | Agency Of Ind Science & Technol | Manufacturing method of solar battery |
| JPS55158687A (en) * | 1979-05-30 | 1980-12-10 | Toshiba Corp | Piezoelectric oxide material |
| JPS61124179A (ja) * | 1984-09-04 | 1986-06-11 | テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド | ソ−ラ−・アレ−とその製法 |
-
1988
- 1988-09-08 JP JP63225303A patent/JP2522024B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51129192A (en) * | 1975-05-06 | 1976-11-10 | Agency Of Ind Science & Technol | Manufacturing method of solar battery |
| JPS55158687A (en) * | 1979-05-30 | 1980-12-10 | Toshiba Corp | Piezoelectric oxide material |
| JPS61124179A (ja) * | 1984-09-04 | 1986-06-11 | テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド | ソ−ラ−・アレ−とその製法 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0548126A (ja) * | 1991-08-09 | 1993-02-26 | Sharp Corp | 光電変換素子およびその製造方法 |
| JP2002043602A (ja) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Kyocera Corp | 光電変換装置およびその製造方法 |
| JP2002261301A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Kyocera Corp | 光電変換装置 |
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| US12072656B1 (en) | 2023-03-16 | 2024-08-27 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus abnormality detection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2522024B2 (ja) | 1996-08-07 |
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