JPS6261376A - 太陽電池装置 - Google Patents
太陽電池装置Info
- Publication number
- JPS6261376A JPS6261376A JP60200918A JP20091885A JPS6261376A JP S6261376 A JPS6261376 A JP S6261376A JP 60200918 A JP60200918 A JP 60200918A JP 20091885 A JP20091885 A JP 20091885A JP S6261376 A JPS6261376 A JP S6261376A
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- Japan
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- contact
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- conductive film
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
- H10F19/30—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells
- H10F19/31—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate
-
- 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
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
本発明は、アモルファスシリコン(以下a −Siと記
す)膜などの非晶質半導体薄膜とその両面電極とを絶縁
性基板上に積層してなるユニットセルを直列多段接続し
た太陽電池装置に関する。
す)膜などの非晶質半導体薄膜とその両面電極とを絶縁
性基板上に積層してなるユニットセルを直列多段接続し
た太陽電池装置に関する。
非晶質半導体薄膜を用いた太陽電池としては、ガラス板
などの絶縁性基板上にITOやSnowなどの透明導電
膜からなる第一電極を形成し、次に例えばp形、真性(
以下i形と呼ぶ)、n形のa −3i薄膜を順に積層し
て接合を構成、そして最後にMなどの第二電極を蒸着し
た構造のものが知られている。このa−5ijiはSi
H4ガスなどのグロー放電分解により形成されるため大
面積化が容易である。 p形やn形a−3t層を形成する場合には、BJi。 CH4やPH,などのドーピングガスを5iHaガスに
混合することにより得られる。この構造の太[を池を大
面積化する場合には、透明導電膜における抵抗損失を低
減するため、第3図の断面構造に示すように、ガラス基
板l上の第一電極2.a −Si接合層3.第二を橿4
からなる積層構造を小面積のユニットセルに分割し、第
−電pi2と次段の第二電極4とを接続することにより
直列多段接続して、発生電力を高電圧で取り出す方式の
ものが知られている。この場合の発電Sri域は、第一
電極2.3−Si層3そして第二電極4が全て重なり合
った部分で、他の第−電橋と第二電極の接続部分などは
発電には寄与しない無効部分となる。従って基板あたり
の発Ti1lを増すためには、この無効部分を狭くする
必要がある。L2かしながら、この無効部分の内第−電
極2と第二電極4の接続部の幅である接触幅Wを狭くす
ると両者の接触抵抗が増大し、この部分での電力In失
が大きくなる。例えば第4図は、第一電極をSnugと
し、その上に^1を第二電極として蒸着したときの接触
抵抗と接触幅との関係を示すもので、実線は接′pI!
、抵抗率をパラメータとした理論曲線10印は實測値を
表している。このように接触幅を狭(していくと急激に
接触抵抗は増加する。この接触抵抗は基本的には両を橿
の材質により決まるが、1を極特に第二iit掻形底形
成の条件や、また第−電極は通常SnO@などの酸化物
であるためパターニング工程を通して接触部分形成のた
めのa−3i層を除去する際の処理条件などの界面特性
に強く依存し、桁違いの高い接触抵抗を示すことがある
。従って、現実的には接触幅Wは100!屑程度以下に
することはむづかしく、発電z1域が制約されてしまう
とともに、ある程度の接触幅はとっていても接触部分で
の微妙な界面特性の(li; )’による電力損失が発
生し、しばしば太陽電池特性を低下させるという問題が
あった。
などの絶縁性基板上にITOやSnowなどの透明導電
膜からなる第一電極を形成し、次に例えばp形、真性(
以下i形と呼ぶ)、n形のa −3i薄膜を順に積層し
て接合を構成、そして最後にMなどの第二電極を蒸着し
た構造のものが知られている。このa−5ijiはSi
H4ガスなどのグロー放電分解により形成されるため大
面積化が容易である。 p形やn形a−3t層を形成する場合には、BJi。 CH4やPH,などのドーピングガスを5iHaガスに
混合することにより得られる。この構造の太[を池を大
面積化する場合には、透明導電膜における抵抗損失を低
減するため、第3図の断面構造に示すように、ガラス基
板l上の第一電極2.a −Si接合層3.第二を橿4
からなる積層構造を小面積のユニットセルに分割し、第
−電pi2と次段の第二電極4とを接続することにより
直列多段接続して、発生電力を高電圧で取り出す方式の
ものが知られている。この場合の発電Sri域は、第一
電極2.3−Si層3そして第二電極4が全て重なり合
った部分で、他の第−電橋と第二電極の接続部分などは
発電には寄与しない無効部分となる。従って基板あたり
の発Ti1lを増すためには、この無効部分を狭くする
必要がある。L2かしながら、この無効部分の内第−電
極2と第二電極4の接続部の幅である接触幅Wを狭くす
ると両者の接触抵抗が増大し、この部分での電力In失
が大きくなる。例えば第4図は、第一電極をSnugと
し、その上に^1を第二電極として蒸着したときの接触
抵抗と接触幅との関係を示すもので、実線は接′pI!
、抵抗率をパラメータとした理論曲線10印は實測値を
表している。このように接触幅を狭(していくと急激に
接触抵抗は増加する。この接触抵抗は基本的には両を橿
の材質により決まるが、1を極特に第二iit掻形底形
成の条件や、また第−電極は通常SnO@などの酸化物
であるためパターニング工程を通して接触部分形成のた
めのa−3i層を除去する際の処理条件などの界面特性
に強く依存し、桁違いの高い接触抵抗を示すことがある
。従って、現実的には接触幅Wは100!屑程度以下に
することはむづかしく、発電z1域が制約されてしまう
とともに、ある程度の接触幅はとっていても接触部分で
の微妙な界面特性の(li; )’による電力損失が発
生し、しばしば太陽電池特性を低下させるという問題が
あった。
本発明は、上述の問題を解決してユニットセル間の接続
が狭い接触幅においても低い接触抵抗で行われる太陽電
池装置を堤供することを目的とする。
が狭い接触幅においても低い接触抵抗で行われる太陽電
池装置を堤供することを目的とする。
本発明は、透明絶縁性基板上に透明導電膜からなる第一
電極、非晶質半導体蒲腔、金属からなる第二電極を順次
積層してなるユニットセルが第一電極の端部と隣接セル
の第二電極の端部を接続することにより直列接続される
太陽電池装置の、第一電極の接続部が導電性塗膜により
覆われていることにより、第−i櫓と第二を権の直接接
触の際のように界面特性に影響されて接触抵抗が増大す
ることを防止して上記の目的を達成する、
電極、非晶質半導体蒲腔、金属からなる第二電極を順次
積層してなるユニットセルが第一電極の端部と隣接セル
の第二電極の端部を接続することにより直列接続される
太陽電池装置の、第一電極の接続部が導電性塗膜により
覆われていることにより、第−i櫓と第二を権の直接接
触の際のように界面特性に影響されて接触抵抗が増大す
ることを防止して上記の目的を達成する、
第1図は本発明の一実施例を示し、第3回と共通の部分
には同一の符号が付されている。第2図と同様にガラス
などの透明絶縁性基板1.透明導電膜からなる第一電極
2.p−1−nまたはn−1−pなどのa−5i接合層
3.金属からなる第二Tl掻4が順次積層されたセル構
造を有する。この場合、先ず透明絶縁性基板1上にIT
OあるいはSnowなどの透明導電膜を厚さ0.05〜
1−程度形成する。ITOは蒸着やスパッタリング法な
どで形成し、5nOlは熱CVD法やスプレー法などに
よるのがmm的である0次に導電性塗料を約0.1〜5
0μの)iさにスクリーン印Elj法などで第二電極と
の接触幅に相当する幅(通常は1OInA程度以上)だ
け破着し、焼成することにより導電性塗[5を形成する
。導電性塗料としては、A、などの金属粒を含んだペー
ストが用いられる。ペーストにするためのバインダとし
ては、有機系及び無機系の両方がある。有機系では焼成
温度は低くできるもののa−3i形成温度と同等である
ために耐熱性などで劣る。従って、無機系のバインダが
好ましいが、基板がガラスの場合には約600 ℃以上
ではガラスは軟化するため、500℃前後で焼成できる
低融点ガラスのバインダが最も好ましい0次に第一[5
2をユニットセル輻にバターニングする。パターニング
法はフォトエツチング法、スクリーン印刷法あるいはレ
ーザを用いた方法などがとられる。その上にa−St接
合層3を厚さ0.2〜1−程度形成し、接触部に相当す
る幅のa −5iを上記と同様のバターニング法の方法
により除去する。そして最後ニAj 、 Ag、 Cu
、 TI、 Ni ナトノ金[膜を第二tFS4として
蒸着あるいはスパッタリング法などで形成し、同じくユ
ニットセルにバターニングすることにより完成する。 第2図はこの発明の別の実施例を示すもので、第1図と
異なるのは、a−5i層3のバターニングの際導電性塗
膜5の上だけ除去する点である。こうすることによって
、第1図の場合a −5iのバターニング時に第一電極
の露出部分までもが工、チングされるといった問題を回
避できるという利点がある。この場合、第二電極4とa
−3i層3が接触するが、a −5iの抵抗率が高いた
め隣接セルの第二電極との短絡は生じない、このように
第二電極4と導電性塗料5の接触幅を狭くしても、金属
と酸化物との接触でなく、金属間の接触であるため良好
な接続を達成することができる。 第5図は第2図の実施例から発展した異なる実施例を示
すもので、第2図と異なる点は、導電性塗膜5と金rX
電極である第二電極4の接触をさらに確実に行うために
第二電極形成後もしくは第二電極パターニング後に導電
性塗l115に対応した位置(図中矢印)に矢印6で示
すようにレーザ等を照射し、導電性塗膜中の金属と第二
電極との融着部7を形成したことである。レーザの照射
は連続的である必要はなく、数−〜数百μ間隔で間欠的
に行っても十分効果はある。尚レーザ光源としてY A
Gあるいはエキシマレーザを用い実験を行った結果、
照射強度としては104〜10’ W/−程度が適当で
あることが分かった。 第6図は、さらに異なる実施例である。第5図と異なる
点は第二電極形成後のa −5t接合層のバターニング
を行わず導電性塗膜5 + a S i接合層3お
よび第二電極4の重なった部分に、第二電極側から直接
レーザ6を照射し導電性塗膜と第二電極との接続部8を
形成するものである。この際a−5t接合層は結晶化も
しくは金属けい化物を形成し低抵抗化するため、接触抵
抗を極端に高めることはない、しかしこの場合には、レ
ーザの照射エネルギーは104〜10’ W/−で第5
図の実施例に比べて高いエネルギーを要した。 第1図に示した本発明の実施例と第3図に示した従来構
造との比較を100−の面積のa −3i太陽1!池装
置において行った。従来m造の太陽電池装置では、接触
幅を200μ以下にすると接触抵抗の急激な増加により
変換効率も低下し、200fmの接触部の場合の約40
%の変換効率となった。また、200faの接触幅の場
合でも、a −3t接合層のバターニング方法によって
は第−電極に用いたSnowの接続部分が損傷を受け、
正常な場合の約25%の変換効率まで低下することがあ
った。これに対し、第1図に示す本発明による構造のa
−5t太陽電池装置では、接触幅を100−としても
200−の接触幅とした場合と変換効率は変わらなかっ
た。またa−5t接合層パターニング後の基板洗浄方法
を変えても20%程度の変換効率の低下にとどまった。 しかも、この変換効率の低い太1JIt池装置のユニッ
トセルの接触部にレーザを照射して第一電極と第二電極
を融着させたところ、接触抵抗の低下により特性が回復
し、正常な場合と同等の変換効率を示した。
には同一の符号が付されている。第2図と同様にガラス
などの透明絶縁性基板1.透明導電膜からなる第一電極
2.p−1−nまたはn−1−pなどのa−5i接合層
3.金属からなる第二Tl掻4が順次積層されたセル構
造を有する。この場合、先ず透明絶縁性基板1上にIT
OあるいはSnowなどの透明導電膜を厚さ0.05〜
1−程度形成する。ITOは蒸着やスパッタリング法な
どで形成し、5nOlは熱CVD法やスプレー法などに
よるのがmm的である0次に導電性塗料を約0.1〜5
0μの)iさにスクリーン印Elj法などで第二電極と
の接触幅に相当する幅(通常は1OInA程度以上)だ
け破着し、焼成することにより導電性塗[5を形成する
。導電性塗料としては、A、などの金属粒を含んだペー
ストが用いられる。ペーストにするためのバインダとし
ては、有機系及び無機系の両方がある。有機系では焼成
温度は低くできるもののa−3i形成温度と同等である
ために耐熱性などで劣る。従って、無機系のバインダが
好ましいが、基板がガラスの場合には約600 ℃以上
ではガラスは軟化するため、500℃前後で焼成できる
低融点ガラスのバインダが最も好ましい0次に第一[5
2をユニットセル輻にバターニングする。パターニング
法はフォトエツチング法、スクリーン印刷法あるいはレ
ーザを用いた方法などがとられる。その上にa−St接
合層3を厚さ0.2〜1−程度形成し、接触部に相当す
る幅のa −5iを上記と同様のバターニング法の方法
により除去する。そして最後ニAj 、 Ag、 Cu
、 TI、 Ni ナトノ金[膜を第二tFS4として
蒸着あるいはスパッタリング法などで形成し、同じくユ
ニットセルにバターニングすることにより完成する。 第2図はこの発明の別の実施例を示すもので、第1図と
異なるのは、a−5i層3のバターニングの際導電性塗
膜5の上だけ除去する点である。こうすることによって
、第1図の場合a −5iのバターニング時に第一電極
の露出部分までもが工、チングされるといった問題を回
避できるという利点がある。この場合、第二電極4とa
−3i層3が接触するが、a −5iの抵抗率が高いた
め隣接セルの第二電極との短絡は生じない、このように
第二電極4と導電性塗料5の接触幅を狭くしても、金属
と酸化物との接触でなく、金属間の接触であるため良好
な接続を達成することができる。 第5図は第2図の実施例から発展した異なる実施例を示
すもので、第2図と異なる点は、導電性塗膜5と金rX
電極である第二電極4の接触をさらに確実に行うために
第二電極形成後もしくは第二電極パターニング後に導電
性塗l115に対応した位置(図中矢印)に矢印6で示
すようにレーザ等を照射し、導電性塗膜中の金属と第二
電極との融着部7を形成したことである。レーザの照射
は連続的である必要はなく、数−〜数百μ間隔で間欠的
に行っても十分効果はある。尚レーザ光源としてY A
Gあるいはエキシマレーザを用い実験を行った結果、
照射強度としては104〜10’ W/−程度が適当で
あることが分かった。 第6図は、さらに異なる実施例である。第5図と異なる
点は第二電極形成後のa −5t接合層のバターニング
を行わず導電性塗膜5 + a S i接合層3お
よび第二電極4の重なった部分に、第二電極側から直接
レーザ6を照射し導電性塗膜と第二電極との接続部8を
形成するものである。この際a−5t接合層は結晶化も
しくは金属けい化物を形成し低抵抗化するため、接触抵
抗を極端に高めることはない、しかしこの場合には、レ
ーザの照射エネルギーは104〜10’ W/−で第5
図の実施例に比べて高いエネルギーを要した。 第1図に示した本発明の実施例と第3図に示した従来構
造との比較を100−の面積のa −3i太陽1!池装
置において行った。従来m造の太陽電池装置では、接触
幅を200μ以下にすると接触抵抗の急激な増加により
変換効率も低下し、200fmの接触部の場合の約40
%の変換効率となった。また、200faの接触幅の場
合でも、a −3t接合層のバターニング方法によって
は第−電極に用いたSnowの接続部分が損傷を受け、
正常な場合の約25%の変換効率まで低下することがあ
った。これに対し、第1図に示す本発明による構造のa
−5t太陽電池装置では、接触幅を100−としても
200−の接触幅とした場合と変換効率は変わらなかっ
た。またa−5t接合層パターニング後の基板洗浄方法
を変えても20%程度の変換効率の低下にとどまった。 しかも、この変換効率の低い太1JIt池装置のユニッ
トセルの接触部にレーザを照射して第一電極と第二電極
を融着させたところ、接触抵抗の低下により特性が回復
し、正常な場合と同等の変換効率を示した。
本発明によれば、太陽電池ユニットセルの透明電極の次
段セルの金属電極と接続される端部に塗料の印刷、焼成
によって形成できる導電性塗膜を設けることにより、金
1ttrIiあるいは介在層との接触が表面特性の変化
しやすい透明感T4膜でなくi電性塗膜で行われるため
、接続部分での接触抵抗が低減することが可能になる。 この結果、接続部での接触幅を狭くして太陽電池装置の
有効発電面積を増大させることができ、また処理工程中
に発生する界面特性の悪化による接続部分での高接触抵
抗化を未然に防ぐことができて太陽電池装置の特性向上
に極めて有効である。
段セルの金属電極と接続される端部に塗料の印刷、焼成
によって形成できる導電性塗膜を設けることにより、金
1ttrIiあるいは介在層との接触が表面特性の変化
しやすい透明感T4膜でなくi電性塗膜で行われるため
、接続部分での接触抵抗が低減することが可能になる。 この結果、接続部での接触幅を狭くして太陽電池装置の
有効発電面積を増大させることができ、また処理工程中
に発生する界面特性の悪化による接続部分での高接触抵
抗化を未然に防ぐことができて太陽電池装置の特性向上
に極めて有効である。
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図は別の実施
例の断面図、第3図は従来の太lIJ&電池装置の断面
図、第4図はMとSnowとの接触による接触抵抗と接
触幅との関係線図、第5図、第6図はさらに異なる本発
明の実施例をそれぞれ示す断面図である。 1:透明絶縁性基板、2:第一電極、3:a−Si接合
層、4:第二電極、5:導電性塗膜。 第1図 第2図 第3図 第4図
例の断面図、第3図は従来の太lIJ&電池装置の断面
図、第4図はMとSnowとの接触による接触抵抗と接
触幅との関係線図、第5図、第6図はさらに異なる本発
明の実施例をそれぞれ示す断面図である。 1:透明絶縁性基板、2:第一電極、3:a−Si接合
層、4:第二電極、5:導電性塗膜。 第1図 第2図 第3図 第4図
Claims (1)
- 1)透明絶縁性基板上に透明導電膜からなる第一電極、
非晶質半導体薄膜、金属からなる第二電極を順次積層し
てなるユニットセルが第一電極の端部と隣接セルの第二
電極の端部を接続することにより直列接続されるものに
おいて、第一電極の接続部が導電性塗膜により覆われた
ことを特徴とする太陽電池装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60200918A JPS6261376A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 太陽電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60200918A JPS6261376A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 太陽電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6261376A true JPS6261376A (ja) | 1987-03-18 |
Family
ID=16432437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60200918A Pending JPS6261376A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 太陽電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6261376A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4956023A (en) * | 1987-03-31 | 1990-09-11 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Integrated solar cell device |
| JP2009177224A (ja) * | 2009-05-15 | 2009-08-06 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池モジュール |
| JP2009177222A (ja) * | 2009-05-15 | 2009-08-06 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池モジュール |
| JP2009177225A (ja) * | 2009-05-15 | 2009-08-06 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池モジュール |
-
1985
- 1985-09-11 JP JP60200918A patent/JPS6261376A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4956023A (en) * | 1987-03-31 | 1990-09-11 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Integrated solar cell device |
| JP2009177224A (ja) * | 2009-05-15 | 2009-08-06 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池モジュール |
| JP2009177222A (ja) * | 2009-05-15 | 2009-08-06 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池モジュール |
| JP2009177225A (ja) * | 2009-05-15 | 2009-08-06 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池モジュール |
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