(57)【要約】      （修正有）【課題】製造が簡単で、且つ、十分な接合強度、導電性、光透過性を有する半導体構造物を提供する。【解決手段】半導体構造物１は、２枚の半導体基板２，３が接着層４を介して貼り合わされている。接着層４は、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、又はアガロースのうち少なくとも１つを有するハイドロゲルを含む。さらに、接着層を構成する材料として、ハイドロゲルに、波長変換材料を混合することで、十分な接合強度、導電性、光透過性に加えて、波長変換特性を有する半導体構造物を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の半導体基板が接着層を介して貼り合わされた半導体構造物であって、
前記接着層は、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、又はアガロースのうち少なくとも１つを有するハイドロゲルを含む、半導体構造物。
【請求項２】
請求項１において、
前記接着層は、前記ハイドロゲルと波長変換材料との混合物を含む、半導体構造物。
【請求項３】
請求項２に係る半導体構造物を備え、
前記２枚の半導体基板のうち少なくとも一方を発電層とする多接合太陽電池。
【請求項４】
第１の半導体基板に、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、又はアガロースのうち少なくとも１つを有するハイドロゲルを塗布することで、接着層を形成する工程と、
前記第１の半導体基板における前記接着層が形成された側に、第２の半導体基板を、該接着層を介して重ね合せる工程と、
前記第１の半導体基板及び前記第２の半導体基板の両外側から圧力を加えて、該第１の半導体基板及び該第２の半導体基板同士を、前記接着層を介して接合して一体化する工程と、を備える、半導体構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体構造物、多接合太陽電池及び半導体構造物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２枚の半導体基板（ウエハ）を貼り合せる方法として、基板（ウエハ）直接接合法が知られている。基板直接接合法は、鏡面研磨された２枚の化合物半導体基板を、研磨面同士を清浄な雰囲気下で接触させ、半導体基板の融点よりも低い温度で熱処理して一体化するものである。
【０００３】
基板直接接合法では、２枚の半導体基板の各接合面の鏡面研磨、及び接合後の熱処理により、高い接合強度を有する。すなわち、基板の洗浄工程及び乾燥工程で各基板接合面に形成される自然酸化膜又はこれに吸着された水分子を介して両者が水素結合等により強固に接着される。そして、該接着された半導体基板を、熱処理工程で、昇温することにより、脱水縮合反応を生じ、酸素を介して半導体基板の構成原子同士が強く結合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１８３９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板直接接合法は、上述したように、半導体基板の接合面の鏡面研磨と、接合後の熱処理を必須とするものであり、製造が複雑であるという問題があった。
【０００６】
そこで、製造を簡単にするために、２枚の半導体基板同士を、接着層を介して、貼り合せる方法が考えられる。しかし、２枚の半導体基板間に公知の接着層を介在させたのでは、十分な接合強度が得られず、さらに、該接着層を介在させることで、導電性、光透過性が損なわれるという問題があった。
【０００７】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的とするところは、製造が簡単で、且つ、十分な接合強度、導電性、光透過性を有する半導体構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る半導体構造物は、２枚の半導体基板が接着層を介して貼り合わされた半導体構造物であって、上記接着層は、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、又はアガロースのうち少なくとも１つを有するハイドロゲルを含む。
【０００９】
本発明に係る半導体構造物の製造方法は、第１の半導体基板に、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、又はアガロースのうち少なくとも１つを有するハイドロゲルを塗布することで、接着層を形成する工程と、上記第１の半導体基板における上記接着層が形成された側に、第２の半導体基板を、重ね合せる工程と、上記第１の半導体基板及び上記第２の半導体基板の両外側から圧力を加えて、該第１の半導体基板及び該第２の半導体基板同士を、接着層を介して接合して一体化する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、製造が簡単で、且つ、十分な接合強度、導電性、光透過性を有する半導体構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体構造物の製造フローを示す図である。
【図２】図２は、第２の実施形態に係る半導体構造物を示す図である。
【図３】図３は、多接合太陽電池を示す図である。
【図４】図４は、接着層に含まれるハイドロゲルの接合強度を示すグラフである。
【図５】図５は、接着層に含まれるハイドロゲルの導電性を示すグラフである。
【図６】図６は、接着層に含まれるハイドロゲルの光透過性を示すグラフである。
【図７】図７は、波長変換材料の光学特性を示すグラフである。
【図８】図８は、波長変換材料の濃度と接合強度との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、波長変換材料の濃度と導電性との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、２枚のｐ型半導体ウエハの接合部近傍を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を説明する前に、本発明を想到するに至った経緯を説明する。
【００１３】
半導体構造物を、多接合太陽電池に適用しようとした場合、一般に、十分な接合強度、導電性、光透過性が要求される。
【００１４】
そこで、これらの要求を満たすために、多接合太陽電池には、基板直接結合法で形成された半導体構造物を採用することが多い。しかし、上述したように、基板直接結合法は、製造時、半導体基板の接合面の鏡面研磨と、接合後の熱処理を必須とするため、製造が複雑であるという問題があった。
【００１５】
製造が簡単な半導体構造物の製造方法として、２枚の半導体基板同士を、公知の接着層を介して、貼り合せる方法が考えられる。しかし、この方法では、上述したように、半導体構造物の十分な接合強度が得られず、さらに、該接着層の介在により導電性、光透過性が損なわれるという問題があり、多接合太陽電池へ適用することは困難であった。
【００１６】
ところで、ハイドロゲルは、含水率が高いこと、成形物の柔軟性が高く機械的強度が高いこと、生体との親和性が高いこと等の点で有用な素材であり、例えば人工関節軟骨材料用などの医療材料分野で用いられている。さらに、ハイドロゲルは、含水率が高いことから、導電性、光透過性に有利である。
【００１７】
そこで、本願発明者らは、このようなハイドロゲルの特性に着目し、２枚の半導体基板間に介在する接着層を構成する材料として、ハイドロゲルを適用することに想到した。
【００１８】
本願発明者らは、種々検討した結果、所定のハイドロゲル、すなわち、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、又はアガロース（ＡＧＲ）のうち少なくとも１つを有するハイドロゲルを、接着層に適用することで、十分な接合強度、導電性、光透過性を有する半導体構造物を得た。
【００１９】
さらに、本願発明者らは、接着層を構成する材料として、上記ハイドロゲルに、波長変換材料を混合することで、十分な接合強度、導電性、光透過性に加えて、波長変換特性を有する半導体構造物を得た。
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係る半導体構造物１の製造フローを示す図である。図１（ｄ）に示すように、半導体構造物１は、シリコン系の第１の半導体基板２と、シリコン系の第２の半導体基板３（２枚の半導体基板）とが接着層４を介して貼り合わされている。
【００２２】
接着層４は、ハイドロゲルを含んで構成されている。ハイドロゲルは、その構成材料として、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、又はアガロース（ＡＧＲ）のうち少なくとも１つを有する。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、先ず、所定のサイズに切り出した第１の半導体基板２を用意する。次に、図１（ｂ）に示すように、第１の半導体基板２の接合面２ａに、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＣ）、又はアガロース（ＡＧＲ）のうち少なくとも１つを有するハイドロゲルを塗布することで、接着層４を形成する。次に、図１（ｃ）に示すように、第１の半導体基板２における接着層４が形成された側（接合面２ａ側）に、所定のサイズに切り出した第２の半導体基板３を、該接着層４を介して重ね合せる。次に、図１（ｄ）に示すように、第１の半導体基板２及び第２の半導体基板３の両外側から所定の圧力を加える。これにより、第１の半導体基板２及び第２の半導体基板３同士は、接着層４を介して接合して一体化される。
【００２４】
かかる構成によれば、基板直接結合法のように、２枚の半導体基板の接合面同士を直接接合させているわけではなく、第１の半導体基板２の接合面２ａと第２半導体基板３の接合面３ａ同士を、接着層４の接着力によって接合している。したがって、接合面２ａ，３ａが多少荒くても問題なく、該接合面２ａ，３ａを鏡面研磨する必要がない。さらに、接合後の熱処理も不要となるため、簡単に半導体構造物１を製造することができる。
【００２５】
また、エピタキシャル成長法のように、格子定数の制限がないので、互いに格子定数の異なる半導体基板２,３同士を接合させることができる。したがって、互いに異なる特性を有する半導体基板２，３を両側に備えた半導体構造物１を得ることができる。
【００２６】
また、接着層４を、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＣ）、又はアガロース（ＡＧＲ）のうち少なくとも１つを有するハイドロゲルで構成するようにしたので、十分な接合強度、導電性、光透過性を有する半導体構造物１を得ることができる。
【００２７】
ここで、接合強度の観点からは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を用いることが好適である。導電性の観点からは、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）を用いることが好適である。透過性の観点からは、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）又はアガロース（ＡＧＲ）を用いることが好適である。上記特性に応じて、これらのうち１種又は２種以上をハイドロゲルの構成材料として用いればよい。
【００２８】
なお、「十分な接合強度、導電性、光透過性」とは、半導体構造物１を実製品に、例えば多接合太陽電池等に適用したときに、許容される程度の特性を有することを意味し、必ずしも、基板直接接合法で得られる半導体構造物と同等の特性を有することまでは要求しない。
【００２９】
なお、上述した通り、本実施形態においては、接合面２ａ，３ａの鏡面研磨及び接合後の熱処理を行うことは不要であるが、仮に鏡面研磨や熱処理を行ったとしても、差支えはない。
【００３０】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る半導体構造物を示す図である。本実施形態では、第１の半導体基板２と第２の半導体基板３との間に介在する接着層４は、ハイドロゲルと粒状の波長変換材料との混合物を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る半導体構造物１の他の構成については、第１の実施形態に係る半導体構造物１と同様である。また、本実施形態に係る半導体構造物１の製造フローは、予めハイドロゲルに粒状の波長変換材料を混合して混合物を作成する工程が追加される点と、第１の半導体基板２の接合面２ａに塗布するのがハイドロゲル単体ではなく該混合物となる点以外は、第１の実施形態に係る半導体構造物１の製造フローと同様である。
【００３１】
波長変換材料は、入射光の波長をより長波長に変換するダウンコンバージョンタイプのものでもあっても、また、入射光の波長をより短波長に変換するアップコンバージョンタイプのものでもあってもよい。
【００３２】
波長変換材料として、例えば、蛍光材料が挙げられる。蛍光材料として、例えば、ナフタルイミド、ペレリン等を含む有機蛍光材料や、無機蛍光材料等が挙げられる。無機蛍光材料として、例えば、希土類金属の有機錯体や、日東電工製レイクレア（登録商標）等が挙げられる。レイクレアは、ダウンコンバージョンタイプの波長変換材料（蛍光材料）であり、紫外線を青色の光に波長変換する。
【００３３】
図３は、一般的な多接合太陽電池８を示す図である。太陽電池は、シリコン等の半導体に光を照射することで、光エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。この太陽電池を直列に層状に重ね合せて多接合化したものが多接合太陽電池８である。多接合太陽電池８は、バンドギャップエネルギーの異なる太陽電池を直列に層状に重ね合せることで、全体として吸収できる光の波長域（感度帯域）を拡げている。
【００３４】
すなわち、図３に示すように、バンドギャップエネルギーの大きい第１の発電層９ａが光の入射側（上層側）に配置される一方、バンドギャップエネルギーの小さい第３の発電層９ｃが光の入射側とは反対側（下層側）に配置されている。また、図３に示すように、バンドギャップエネルギーの大きさが第１の発電層９ａと第３層の発電層９ｃとの中間である第２の発電層９ｂが、第１の発電層９ａと第３の発電層９ｃとの間に配置されている。
【００３５】
これにより、短波長の光１０ａは、上層側の第１の発電層９ａで吸収されることで、光エネルギーが電気エネルギーに変換される。第１の発電層９ａで吸収されなかった中波長の光１０ｂと長波長の光１０ｃは、第１の発電層９ａを透過する。中波長の光１０ｂは、第２の発電層９ｂで吸収されることで、光エネルギーが電気エネルギーに変換される。長波長の光１０ｃは、第２の発電層９ｂに吸収されず、該第２の発電層９ｂを透過する。長波長の光１０ｃは、第３の発電層９ｃで吸収されることで、光エネルギーが電気エネルギーに変換される。
【００３６】
このように、多接合太陽電池８では、幅広い波長領域に亘って、光を吸収して、光エネルギーを電気エネルギーに変換することができるので発電効率がよい。
【００３７】
多接合太陽電池８は、上述したように、発電層ごとに、吸収できる光の波長領域が決まっている。したがって、波長変換材料によって、各発電層のバンドギャップエネルギーに適した波長に変換することで、効率よく発電することができる。そこで、接着層４中に波長変換材料を含む半導体構造物１を多接合太陽電池８に適用することが考えられる。すなわち、図２に示すように、半導体構造物１を備え、半導体基板２，３をそれぞれ発電層とし、該半導体基板２，３の間に波長変換材料を含む接着層４が配置された多接合太陽電池８を構成することが考えられる。
【００３８】
かかる構成により、波長変換材料によって、入射した光を各発電層（半導体基板）２，３のバンドギャップエネルギーに適した波長に変換することで、効率よく発電することができる。
【００３９】
また、波長変換材料として、上記レイクレアを用いた場合、発電にほとんど寄与しない紫外線を、発電に寄与する青色の光に変換することができるので、太陽の光エネルギーを無駄なく、電気エネルギーに変換することができる。
【００４０】
また、粒状の波長変換材料を、半導体基板２，３同士の接合に使用するハイドロゲルに予め混合するだけでよい。したがって、波長変換材料を導入する工程を、半導体基板２，３同士の接合工程に組み入れることができるので、簡単に、半導体構造物１（多接合太陽電池８）を製造することができる。
【００４１】
以上の通り、接着層４を構成する材料として、ハイドロゲルに、波長変換材料を混合することで、十分な接合強度、導電性、光透過性に加えて、波長変換特性を有する半導体構造物１を得ることがでる。さらに、半導体構造物１を多接合太陽電池８に適用することで、太陽の光エネルギーを無駄なく電気エネルギーに変換することができ、発電効率が向上する。
【００４２】
なお、接合強度及び導電性の観点から、波長変換材料のハイドロゲルに対する濃度は、比較的小さい方が好ましい。具体的には、１×１０−６ｇ／ｍｌ〜７．５×１０−３ｇ／ｍｌの範囲内にあることが好ましく、１×１０−６ｇ／ｍｌ〜５×１０−４ｇ／ｍｌの範囲内にあることがより好ましい。波長変換材料のハイドロゲルに対する濃度を小さくする方法として、例えば、接着層４の厚みを大きくしたり、波長変換材料の粒子径を小さくしたりすることが考えられる。
【００４３】
（その他の実施形態）
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、半導体基板２，３は、シリコン系でなくてもよく、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）系等でもよい。
【００４４】
また、波長変換材料として、日東電工製レイクレア以外の他の波長変換材料を用いてもよい。例えば、ダウンコンバージョンタイプの波長変換材料として、黄色の光を赤色の光に波長変換するものを用いてもよい。また、例えば、赤外線を可視光に波長変換するようなアップコンバージョンタイプの波長変換材料を用いてもよい。このように、都度好適な波長変換材料を選定することにより、多接合太陽電池８（半導体構造物１）の各発電層（半導体基板）２，３に対して、それぞれのバンドギャップエネルギーに適した波長に変換した光を入射させることができる。
【００４５】
なお、アップコンバージョンタイプの波長変換材料として、例えば、周期的分極反転ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）、ＢＢＯ結晶（ホウ酸バリウム）、ＫＴＰ結晶（チタン酸リン酸カリウム）等の非線形光学材料が挙げられる。また、発光分子を含ませたイオン性液体や、Ｔｍ２Ｏ３等の無機酸化物のナノ粒子をＹｂなどの希土類イオンとインディゴ色素でコーティングした複合材料、等が挙げられる。また、レーザ光のようなエネルギー密度の高い光に限らず、太陽光のようなエネルギー密度の比較的低い光であっても高効率な波長変換を起こすことができる三重項―三重項消滅機構が挙げられる。
【００４６】
また、半導体構造物１を多接合太陽電池８に限らず、他の用途に適用してもよい。例えば、ＬＥＤ照明素子に適用してもよい。現行のＬＥＤ照明素子は、発光材料であるＧａＮ半導体材料が金属の台座に接合され、その金属電極よりＧａＮ中に電流が注入され青色の発光が起きる。そして、その青色の光の一部を、素子の周囲に塗布した蛍光材料が長波長方向へ波長変換（下方変換、ダウンコンバージョン）することで、全体として白色の光が出射されるという仕組みになっている。そこで、半導体構造物１をＬＥＤ照明素子に適用することで、ＧａＮより発生された青色の光の一部が接合部（接着層４中の波長変換材料）にて波長変換され、金属電極により反射されて素子（半導体基板２，３）より出射されることになる。すなわち、接合形成と同時に既に蛍光材料（波長変換材料）が実装されていることになり、簡単に素子作製工程を実現することができる。
【００４７】
また、半導体構造物１を光集積回路（ＬＳＩ）や光コンピュータに適用することも考えられる。半導体構造物１を光集積回路（ＬＳＩ）や光コンピュータに適用することで、光源をなす半導体層（半導体基板２，３のうち一方）からの発光、あるいは受光器へ入射する光を、波長変換材料によって、接合された光導波路層（半導体基板２，３のうち他方）に、最適な伝搬ロスの小さい波長へと変換することで、高効率な信号処理が可能となる。
【００４８】
その他、半導体構造物１は、高性能ＬＥＤ、レーザ、光検出器、又は光変調器等に適用することで、これらの素子構造を形成することができる。そして、発光材料（波長変換材料）を界面材（接着層４）とすることで、その素子同士の接合自体（半導体基板２，３同士の接合自体）を発光素子とすることもできる。
【００４９】
半導体構造物１を多接合太陽電池８その他の装置に適用する場合、半導体基板２，３のうちいずれか一方のみを発電層等として用いて、他方は用いないようにしてもよい。すなわち、半導体構造物１における２枚の半導体基板２，３のうち少なくとも一方を発電層等として用いていればよい。
【実施例】
【００５０】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００５１】
（実施例１）
（実験方法）
２枚のｐ型シリコンウエハ（厚み２８０μｍ、結晶面方位（１００）、ドープ濃度１０１９ｃｍ−３）の各表面を、フォトレジストによって、レジストコートして保護した後，これらを８ｍｍ角に切り出した。これらを３組（計６枚）用意した。その後、各ｐ型シリコンウエハを、アセトンに５分間浸漬し、レジストを除去し、続いて９％フッ酸溶液に、１分間浸漬して、ウエハ表面の酸化膜を除去した。ポリアクリルアミド（ＰＡＭ、富士フイルム和光純薬（株）製  ＭＷ５００００００−６０００００)に超純水を加え、粘着性を有するポリアクリルアミド同士が凝集しないように十分にかき混ぜ、２.５ｗ/ｖ％ａｑ．ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）を作製した。同様の方法で、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ、富士フイルム和光純薬(株)製、１６０−１１４８５、平均重合度：１５００−１８００)から１５ｗ/ｖ％ａｑ．ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を作製し、アガロース（ＡＧＲ、Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｏｓ  Ｃｏｎｄａ社製、８０１０  ＡＧＡＲＯＳＥ  Ｄ１  ＬＯＷ  ＥＥ０）から２．５ｗ/ｖ％ａｑ．アガロース（ＡＧＲ）を作製した。ここで、これら３種類の溶液は、上記３組の各２枚のｐ型シリコンウエハに対応している。これらの各溶液を、上記８ｍｍ角に切り出し表面処理を施した一方のｐ型シリコンウエハに塗布し、スピンコーターで平滑化した。実験の再現性を高めるため、溶液塗布及びスピンコートの工程を３回行った。そこに他方のｐ型シリコンウエハを上から乗せ、２枚のｐ型シリコンウエハを重ね合せた状態で０．１ＭＰａＧの圧力を加えて接合した。接合して形成された試料（半導体構造物）の両面に、電極としてＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ合金（８０：１０：１０ｗｔ％）を３０ｎｍ，Ａｕを１５０ｎｍ、真空蒸着装置によって蒸着した。また、光透過率測定のため、ガラス基板上に上記各溶液（ハイドロゲル）を成膜した光透過率測定用試料も作製した。その後、以下に示す方法で、接合強度、接合導電性、光透過性を測定、評価した。
【００５２】
（接合強度）
試料（半導体構造物）の両端に両面テープ(ムサシノ電子（株）製  スカイシート)を張り付けた後，吊りはかりを用いて引き剥がし試験を行い、試料の接合強度を測定、評価した。得られた結果を、図４に示す。横軸は溶液（ハイドロゲル）の種類を示し、縦軸は接合強度［ｋＰａ］を示す。いずれの試料を用いた場合でも、１００ｋＰａ以上の接合強度を有し、多接合太陽電池への応用の観点から十分強固な接合である。特に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を用いた場合、比較的高い接合強度が得られる。
【００５３】
（接合導電性）
ソースメーター（ケースレーインスツルメンツ製  ２４００）を用いて、各溶液（ハイドロゲル）を使用した試料（半導体構造物）ごとの電流―電圧測定をし、接合導電性を評価した。得られた結果を、図５に示す。横軸は電圧［Ｖ］を示し、縦軸は電流密度［Ａ／ｃｍ−２］を示す。いずれの試料を用いた場合でも、オーミック特性が得られる。最も導電性が高いポリアクリルアミド（ＰＡＭ）を介した接合界面の電気抵抗は１．３Ωｃｍ２である。
【００５４】
（光透過性）
分光光度計（オーシャンフォトニクス（株）製  ＯＰ−ＳｐｅｃＷｉｄｅ−ＴＲ）を用いて、上記ガラス基板上に各溶液（ハイドロゲル）を成膜して作製した光透過率測定用試料の光透過率を測定し、光透過性を評価した。得られた結果を、図６に示す。横軸は光の波長［ｎｍ］を示し、縦軸は光透過率［％］を示す。いずれの溶液（ハイドロゲル）を用いた場合でも、広範囲の波長領域において、高い光透過性を有する。また、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）及びアガロース（ＡＧＲ）を用いた場合には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を用いた場合と比較して、長波長側の波長領域において、高い光透過性を有する。
【００５５】
（実施例２）
上記２.５ｗ/ｖ％ａｑ．ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）に対して、乳鉢ですりつぶして粒径を均一にした波長変換材料(日東電工（株）製  レイクレア)を混練したそれぞれ濃度の異なる５種類（０,１×１０−４,１×１０−３,５×１０−３,１×１０−２ｇ/ｍｌ）の溶液を作製した。上記５種類の溶液に対応する２枚のｐ型シリコンウエハの組を５組用意した。上記５種類の溶液で、上記２枚のｐ型シリコンウエハを接合した以外は、実施例１と同様の方法で、試料（半導体構造物）を作製した。また、波長変換材料の光学特性を評価するため、２枚のカバーガラス間に波長変換材料０．０３ｇ／ｃｍ２を担持した光学特性測定用試料も作製した。そして、以下に示す方法で、光学特性、接合強度、接合導電性を測定、評価した。なお、２枚のｐ型半導体ウエハの接合部近傍の写真を図１０に示す。
【００５６】
（光学特性）
分光光度計（オーシャンフォトニクス（株）製  ＯＰ−ＳｐｅｃＷｉｄｅ−ＴＲ）を用いて、２枚のカバーガラス間に波長変換材料０．０３ｇ／ｃｍ２を担持した光学特性測定用試料の透過光測定を行い、光学特性を評価した。得られた結果を、図７に示す。図７には、波長変換材料無しの参照資料（破線）と、波長変換材料有りの上記光学特性測定用試料（破線）と、両者の差分（実線）とを示しており、横軸は波長［ｎｍ］を示し、縦軸は波長ごとの光子数［個］を示す。波長変換材料が波長４００ｎｍ付近の光を吸収し、波長４８０ｎｍ付近の光に変換している。
【００５７】
（接合強度）
波長変換材料の各濃度（０,１×１０−４,１×１０−３,５×１０−３,１×１０−２ｇ/ｍｌ）ごとに作製した試料（半導体構造物）の両端に両面テープ(ムサシノ電子（株）製  スカイシート)を張り付けた後，吊りはかりを用いて引き剥がし試験を行い、試料の接合強度を測定、評価した。得られた結果を、図８に示す。横軸は波長変換材料の濃度［×１０−４ｇ／ｍｌ］を示し、縦軸は接合強度［ｋＰａ］を示す。波長変換材料が含まれていない（すなわち濃度が０［ｇ／ｍｌ］）のとき、及び濃度が１×１０−４［ｇ／ｍｌ］のとき、接合強度が比較的高い。波長変換材料の濃度が１×１０−３［ｇ／ｍｌ］とき、及び濃度が５×１０−３［ｇ／ｍｌ］のとき、接合強度は中程度である。波長変換材料の濃度が１×１０−２［ｇ／ｍｌ］のとき、接合強度が比較的低い。
【００５８】
（接合導電性）
ソースメーター（ケースレーインスツルメンツ製  ２４００）を用いて、各濃度（０,１×１０−４,１×１０−３,５×１０−３,１×１０−２ｇ/ｍｌ）ごとに作製した試料（半導体構造物）の電流―電圧測定をし、接合導電性を評価した。得られた結果を、図９に示す。横軸は電圧［Ｖ］を示し、縦軸は電流密度［Ａ／ｃｍ−２］を示す。波長変換材料が含まれていない（すなわち濃度が０［ｇ／ｍｌ］）のとき、及び濃度が１×１０−４［ｇ／ｍｌ］のとき、接合導電性が比較的高い。波長変換材料の濃度が１×１０−３［ｇ／ｍｌ］とき、及び濃度が５×１０−３［ｇ／ｍｌ］のとき、接合導電性は中程度である。波長変換材料の濃度が１×１０−２［ｇ／ｍｌ］のとき、接合導電性が比較的低い。
【符号の説明】
【００５９】
１      半導体構造物
２      第１の半導体基板（発電層）
２ａ    接合面
３      第２の半導体基板（発電層）
３ａ    接合面
４      接着層
８      多接合太陽電池
９ａ    第１の発電層
９ｂ    第２の発電層
９ｃ    第３の発電層
１０ａ  短波長の光
１０ｂ  中波長の光
１０ｃ  長波長の光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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