(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルを構成する半導体基板の一表面に電極を形成する工程、
前記半導体基板の該電極が形成された一表面を支持基板に貼着する工程、及び
前記半導体基板を薄膜半導体基板に加工する工程
を順次行う太陽電池セルの製造方法であって、
半導体基板の他表面端部の一部に段差を形成する工程、
前記半導体基板の一表面であって前記他表面側に段差が形成されていない領域から形成されている領域に電極を形成する工程、
前記半導体基板の電極が形成された一表面を支持基板に貼着する工程、
少なくとも前記段差がなくなるように前記半導体基板を薄膜半導体基板に加工する工程、及び
前記他表面側に段差が形成されている領域に形成された電極を一部露出させることにより前記電極からの電気的な引き出しを得る工程
を順次行うことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項２】
太陽電池セルを構成する半導体基板の他表面端部の一部に段差を形成する工程、
前記半導体基板の一表面であって前記他表面側に段差が形成されていない領域から形成されている領域にｎ型及びｐ型の２種の電極を形成する工程、
前記半導体基板の該電極が形成された一表面を支持基板に貼着する工程、
少なくとも前記段差がなくなるように前記半導体基板を薄膜半導体基板に加工する工程、及び
前記他表面側に段差が形成されている領域に形成された電極を一部露出させることにより前記電極からの電気的な引き出しを得る工程
を順次行う請求項１に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項３】
半導体基板の電極が形成された一表面を支持基板に貼着する工程が、樹脂系接着剤を用いて行われる請求項１または２に記載の太陽電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セルに関し、より詳細には、特に人工衛星などに搭載する宇宙用太陽電池の製造方法及びこの方法により製造されてなる太陽電池セルに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、宇宙空間において使用することができる宇宙太陽電池の開発が盛んとなってきている。
宇宙空間には非常に多くの宇宙線が飛び交っているため、その中で使用される宇宙用途の太陽電池セルには宇宙線が照射される。これに起因して、太陽電池セルは、その太陽電池の種類によって程度の差こそあれ、変換効率などの特性が劣化する。よって、使用環境による放射線の照射量を考慮して、その使用期間の最低出力（最終出力）をいかに高いものにできるかが、宇宙用太陽電池セル開発の最も重要な課題のひとつといえる。
【０００３】
一般的な宇宙用太陽電池セルは、以下の工程により製造される。
まず、図１２（ａ）に示したように、単結晶シリコンのインゴットから、通常、厚さ３００μｍ程度のウエハ状に切り出した半導体基板５０を用いる。
この基板５０を、図１２（ｂ）に示したように、酸性やアルカリ性の水溶液によるエッチング又は研磨により、厚さ１００〜２００μｍ程度の薄膜化シリコン基板５１とする。次いで、薄膜化シリコン基板５１を何回かの洗浄工程に付し、その後、シリコン基板５１の一方の面、例えば受光面となる面の反対側の面（非受光面）に、ｐ型拡散層（図示せず）を形成する。
【０００４】
次に、受光面に高濃度のｎ型拡散層（図示せず）を形成する。その後、図１２（ｃ）に示したように、余分な絶縁膜を取り除き、受光面にＡｇ／Ｐｄ／Ｔｉからなるｎ電極５２を、非受光面にＡｇ／Ｐｄ／Ｔｉ／Ａｌからなるｐ電極（図示せず）をそれぞれ形成し、図１２（ｄ）に示したように、個々のセルごとに分割することにより、単結晶シリコン太陽電池セルを得る。
【０００５】
また、裏面両極コンタクト型の太陽電池セルもよく知られており、この太陽電池セルは、以下の工程により製造される。
まず、図１３（ａ）に示した上記と同様のウエハ状に切り出した半導体基板５０を、図１３（ｂ）に示したように、薄膜化シリコン基板５１とした後、シリコン基板５１を何回かの洗浄工程に付す。
【０００６】
その後、シリコン基板５１の一方の面、例えば非受光面に、ｐ型拡散層とｎ型拡散層とを島状に形成する。次に、図１３（ｃ）に示したように、余分な絶縁膜を取り除き、例えばＡｇ／Ｐｄ／Ｔｉ／Ａｌからなる電極を島状のｐ拡散層とｎ拡散層とに対してｐ電極５４及びｎ電極５２としてコンタクトが取れるように形成する。
【０００７】
続いて、上記と同様に、図１３（ｄ）に示したように、個々のセルごとに分割することにより、単結晶シリコン太陽電池セルを得る。
一般に、太陽電池セルの基板の厚さが薄いほど、宇宙線の影響を受け難い太陽電池セルになる。しかし、半導体結晶系の基板を用いた場合、薄い太陽電池セルを製造するためには、薄い基板を取り扱わなければならないが、厚みが薄くなれば薄くなるほど製造途中に基板が割れる確率が大きくなるため、実際には製造可能でなくなってしまう。従来の技術では、その限界の厚さが〜１００μｍ程度であった。またその場合、太陽電池電池セル製造工程を経る前に、元々の厚い基板を１００μｍ厚まで加工することが必要である。
【０００８】
一方、アモルファス太陽電池に代表されるようなＣＶＤ法によって成膜される薄膜太陽電池は非常に薄いセル厚さを実現でき、しかも比較的自由なバンドギャップがとれるために、耐放射線性に優れた材料である。その一方で、膜内部全体にギャップ内準位やグレインバウンダリー等少数キャリア再結合の核となる要素を多く含み、太陽電池の変換効率を大きく左右するキャリアの拡散長が単結晶に比べ短い。そのため、その薄膜に画期的な工夫がなされない限り、高い初期変換効率が期待できない。
【０００９】
それに比べ、シリコンに代表される結晶系の太陽電池は、放射線を照射する前の初期変換効率は高い値が実現できる。しかし、バンドギャップは材料毎に一定であり、薄い基板の取り扱いも困難なために、耐放射線性を改善することが非常に困難であった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、太陽電池セルを構成する半導体基板の一表面に電極を形成する工程、前記半導体基板の該電極が形成された一表面を支持基板に貼着する工程、及び前記半導体基板を薄膜半導体基板に加工する工程を順次行う太陽電池セルの製造方法であって、
半導体基板の他表面端部の一部に段差を形成する工程、前記半導体基板の一表面であって前記他表面側に段差が形成されていない領域から形成されている領域に電極を形成する工程、前記半導体基板の電極が形成された一表面を支持基板に貼着する工程、少なくとも前記段差がなくなるように前記半導体基板を薄膜半導体基板に加工する工程、及び前記他表面側に段差が形成されている領域に形成された電極を一部露出させることにより前記電極からの電気的な引き出しを得る工程を順次行うことを特徴とする太陽電池セルの製造方法が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の太陽電池セルの製造方法は、主として、太陽電池セルを構成する半導体基板を支持基板に貼着する工程、支持基板上に貼着された半導体基板を薄膜半導体基板に加工する工程からなる。
太陽電池セルを構成する半導体基板としては、通常太陽電池セルを構成する半導体からなる基板のいずれも使用することができる。具体的には、シリコン、ゲルマニウム等の半導体、シリコンゲルマニウム、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＰＧａＡｓ等の化合物半導体等の種々のものが挙げられるが、なかでもシリコンが好ましい。この半導体基板は、単結晶、多結晶の半導体からなっていてもよく、さらにアモルファス半導体を結晶化し、最終的に単結晶又は多結晶とした半導体であってもよい。
【００１２】
半導体基板の大きさは、使用する太陽電池セルの機能又は性能等により適宜調整することができ、例えば、２０〜１５０×２０〜１５０ｍｍ程度の略四角形状のものが挙げられる。また、半導体基板の膜厚は、後述する支持基板上に載置、貼着し、加工できる膜厚であれば特に限定されるものではないが、１００〜８００μｍ程度が挙げられる。
【００１３】
また、支持基板としては、通常、基板として使用されるものであれば特に限定されるものではなく、透光性を有するもの、保護膜の機能を有するもの、ことに宇宙用太陽電池セルのカバーガラスとして機能するもの等種々の機能を有するものが挙げられる。具体的には、ガラス基板、グラファイト基板、ステンレス、アルミニウム又はサス（鉄）等の金属基板、ポリイミド、ポリビニル等の樹脂基板、金属基板に樹脂が塗布された基板、樹脂基板に金属層が形成された基板等、種々のものが使用できる。なお、この基板は、基板の利用態様に応じて、さらに絶縁膜、金属や半導体等による他の導電膜あるいは配線層、バッファ層等又はこれらが組み合わされて形成された基板であってもよい。基板の厚さは特に限定されるものではないが、適当な強度や重量を有するように、例えば５０〜５００μｍ程度が挙げられる。
【００１４】
半導体基板を支持基板に貼着する方法としては、例えば、支持基板上に接着剤、テープ等を介して半導体基板を載置し、適当な圧力を加える方法が挙げられる。ここで使用される接着剤としては、半導体基板を構成する半導体材料と、支持基板を構成する材料との接着性を考慮して、適当な接着剤を選択することができる。具体的にはアクリル系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等の樹脂系接着剤、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンエラストマー等のエラストマー接着剤等の種々の接着剤を使用することができる。なかでも、樹脂系接着剤が好ましい。また、テープとしては、布テープ、紙テープ、フィルムテープ、不織布、発泡体テープ等の種々の粘着テープが挙げられる。支持基板上に載置された半導体基板に加える圧力は、用いる接着剤又はテープ、用いる半導体基板及び支持基板の種類等により、適宜調整することができる。
【００１５】
支持基板上に貼着された半導体基板を薄膜半導体基板に加工する方法は、支持基板の材料、後述する電極やインターコネクタの材料、接着剤の物性等を考慮して、適宜選択することができる。この方法としては、例えば、ＣＭＰ法による研磨、酸又はアルカリ溶液によるウェットエッチング等が挙げられる。なお、この際に使用することができる酸溶液としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、酢酸、蟻酸等の１種又は２種以上の混合物が挙げられ、アルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の１種又は２種以上の混合物が挙げられる。なかでも、支持基板、接着剤等に与える影響が少ない水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ溶液を使用することが好ましい。これらアルカリ溶液は、１重量％〜５０重量％程度の濃度で使用することができ、酸溶液は、例えば５重量％〜５０重量％程度の濃度で使用することができる。なお、これら溶液は、使用する際に適当な温度に加熱又は加温して使用することができる。
【００１６】
このような方法により加工された薄膜半導体基板は、エネルギー変換効率が十分に得られる最小限の膜厚とすることが好ましく、例えば、膜厚５〜５０μｍ程度、好ましくは３０μｍ前後が挙げられる。
本発明において、上記半導体基板を太陽電池セルとして構成させる場合には半導体基板の一表面にｐ型拡散層及びｎ型拡散層、これら拡散層に接続されるｐ電極及びｎ電極を形成するか、一表面にｐ型拡散層及びｐ電極又はｎ型拡散層及びｎ電極を形成することが好ましい。なお、この場合、拡散層及び電極等が形成された一表面が支持基板への貼着面とする。
【００１７】
ｐ型拡散層及びｎ型拡散層は、公知の方法、例えば所望の領域に開口を有するレジストマスクを用いたイオン注入法、熱拡散法等により形成することができる。この際のｐ型不純物としてはボロン、ｎ型不純物としては砒素又はリン等が挙げられ、不純物濃度は、それぞれ、例えば１０18〜１０21ｃｍ-3程度が挙げられる。
【００１８】
なお、一般に、拡散層の不純物濃度が高いほど少数キャリアのライフタイムが小さくなるため、ｐ型拡散層及びｎ型拡散層の面積は小さい方が好ましいが、その一方、キャリアの収集が効率的に行われることが必要である。よって、拡散層の形状は、その面積を小さくしつつ、セル全域を拡散層でカバーできるような形状であることが好ましく、例えば、島状を挙げることができる。
【００１９】
ｐ電極及びｎ電極は、通常電極材料として使用することができる導電性材料、例えば、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 、ＩＴＯ等の透明導電性材料、金、白金、銀、銅、アルミニウム、鉛、チタン、パラジウム、タンタル、タングステン、モリブデン等の金属材料又はそれらの積層材料等が挙げられる。これら電極は、公知の方法、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法等により形成することができ、フォトリソグラフィ及びエッチング法又はリフトオフ法により、所望の形状にパターニングすることができる。これら電極の膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば２〜２０μｍ程度が挙げられる。
【００２０】
なお、受光面においては、電極面積がそのまま入射光の影となるため、ｐ電極及びｎ電極の面積は小さい方が好ましいが、その一方で、セル全面から電流を得ることができる形状であることが好ましい。このような形状としては、例えば、櫛形状が挙げられる。また、非受光面では、電極は、適当な電気抵抗を得ることができる厚さで、セル全面を被覆するような形状であれば特に限定されるものではない。
【００２１】
また、ｐ電極及びｎ電極の双方を片面（非受光面）に形成する場合には、受光面に電極を配置する必要がなくなり、入射光に対する電極の影がなくなり、実質的に受光面が増加するため、デバイスの設計によっては変換効率を向上させることができる。
また、半導体基板の一表面に電極を形成した後、半導体基板を支持基板に貼着する前に、任意に保護膜や光学的機能を有する膜、絶縁膜等を形成してもよい。
【００２２】
さらに、電極が形成された半導体基板を支持基板に貼着する前に、電極に接続するインターコネクトをさらに形成してもよい。インターコネクタは、半導体基板に形成された電極を半導体基板の領域の外へ引き出すのに利用することができる。インターコネクタは、電極に電気的に接続されている限り、どのような位置で、どのような方法により接続されていてもよい。インターコネクタは、導電性材料、例えば、上述した電極材料と同様の材料により形成することができる。
【００２３】
また、本発明に使用される半導体基板は、予め、電極が形成される面の反対側の面の端部の一部に段差を形成してもよいし、半導体基板の一表面に電極を形成した後、一表面と反対側の面である他表面の端部の一部に段差を形成してもよい。この段差は、例えば、フォトリソグラフィ及びエッチング工程等により形成することができる。この際の段差の高さは特に限定されるものでなく、例えば、薄膜化後の太陽電池セルの厚さ相当以上程度、好ましくはその２倍程度として形成することができる。
【００２４】
半導体基板に、上記のような段差を形成する場合には、その前又は後の工程で形成される電極は、段差が形成されていない他表面に対応する一表面の領域から、段差が形成されている他表面に対応する一表面の領域にかけて形成することが好ましい。
上記段差を形成した半導体基板を支持基板に貼着した後、半導体基板を薄膜半導体基板に加工するために、研磨又はエッチング等を行うことにより、段差部分の半導体基板が段差が形成されていない部分よりも速く除去されるため、段差下方に形成されていた電極の一部が露出することになる。これにより、半導体基板の電極が形成された面が支持基板に貼着されている場合でも、容易に電極から電気的なコンタクトを得ることができることとなる。
【００２５】
また、本発明においては、半導体基板を支持基板へ貼着する際に、貼着のために使用した樹脂系接着剤を用い、半導体基板の側面及び表面縁部を被覆してもよい。
一般に、半導体基板を支持基板に貼着した後の薄膜化エッチングの際には、半導体基板の角部分等の特異点のエッチングレートが他と比較して速いために、その部分のみ余計にエッチングしてしまったり、等方的なエッチングであっても基板の縁が露出していると、基板の厚み方向のエッチングとともに基板の表面と水平な方向のエッチングによって、半導体基板の面積がエッチング前よりも小さくなることがある。このような場合には、光電変換に有効な半導体厚さを確保できなかったり、太陽電池セルの受光面積が安定して得られなくなり、特性の劣化を引き起こすこととなる。
【００２６】
しかし、本発明においては、上述のように、樹脂系接着剤での半導体基板側面及び表面縁部の被覆により、半導体基板の縁からのエッチングを防止することができ、半導体領域全面で安定した厚さと面積を確保することができる。
なお、本発明においては、支持基板上に貼着する半導体基板は、太陽電池セルの一単位を構成するためのものであってもよいし、複数単位を構成するためのものであってもよい。
【００２７】
半導体基板が、太陽電池セルの一単位を構成するためのものである場合には、この半導体基板の大きさに合わせて支持基板を分割して、太陽電池セルの一単位を形成してもよいし、一単位の太陽電池セルの大きさに合わせた支持基板を使用して、分割することなく太陽電池セルの一単位を形成してもよい。
また、半導体基板が、太陽電池セルの複数単位を構成するためのものである場合には、半導体基板とともに、半導体基板が貼着された支持基板を分割し、太陽電池セルの一単位を形成してもよい。
【００２８】
さらに、上述のように、太陽電池セルの一単位を構成する半導体基板を複数個１つの支持基板上に載置、貼着した場合には、支持基板を分割することなく、そのまま、完成された太陽電池セルを接続してもよい。
さらに、本発明においては、支持基板上に貼着された半導体基板を薄膜半導体基板に加工した後、任意に、半導体基板表面をピラミッド型の凹凸を有するように加工してもよいし、半導体基板表面に、拡散層及び電極を形成してもよいし、さらにこれらの上に保護膜や絶縁膜等を形成してもよい。
【００２９】
以下に、本発明の太陽電池セルの製造方法及び太陽電池電池セルを、図面に基づいて説明する。
【００３０】
実施例１（参考例）
まず、 図１（ａ）及び 図２（ａ）に示したように、１００μｍ厚に加工されたシリコン基板１０を用い、このシリコン基板１０の一面、つまり、非受光面側に以下のように、ｐ型拡散層及びｎ型拡散層（図示せず）を島状に形成する。
【００３１】
基板の両面にシリコン酸化膜等の拡散マスクとなる層をＣＶＤ法により形成し、フォトリソグラフィ及びエッチング工程により、その膜を所望の形状にパターニングする。このマスクを使用して、ＢＢｒ3と酸素とを導入した拡散炉中で、９００℃程度に加熱し、ボロンシリカグラス膜を形成するとともに、そのボロンシリカグラス膜からの固相拡散によって、ボロンを注入し、島状のｐ型拡散層を形成する。また、同様の方法により、ＰＯＣｌ3と酸素とを使用して、島状のｎ型拡散層を形成する。
【００３２】
続いて、ｐ型拡散層とｎ型拡散層とが形成された面の単結晶シリコン基板１０上に存在する余分な絶縁膜を取り除き、その後、Ａｇ／Ｐｄ／Ｔｉからなるｐ電極１２とｎ電極１１とを、それぞれｐ拡散層とｎ拡散層と接続するように別々に形成する。次いで、ｐ電極１２とｎ電極１１とに引き出し電極用の銀製のインターコネクタ１５、１３を溶接する。
【００３３】
次に、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示したように、ｐ電極１２とｎ電極１１とが形成された面を、ガラスからなる支持基板１４に貼着する。貼着は、例えばシリコン樹脂系の接着剤を用いて行う。
その後、図１（ｃ）及び図２（ｃ）に示したように、支持基板１４に貼着された単結晶シリコン基板１０を、膜厚３０μｍ程度の薄膜シリコン基板１に加工する。この際の薄膜化は、シリコン樹脂系の接着剤、銀製のインターコネクタが比較的エッチングされにくいＮａＯＨの５０％の水溶液を１００℃に加熱し、単結晶シリコン基板１０が貼着された支持基板１４をこの水溶液中に１０分間程度浸漬することにより行う。
【００３４】
続いて、数％の薄いＫＯＨ水溶液によるエッチングを行い、受光面となるセル表面にピラミッド型の凹凸（図示せず）を形成し、十分な洗浄工程の後、ＴｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3からなる反射防止膜（図示せず）を蒸着することにより受光面全体に堆積する。
以上の工程により、太陽電池の１セルを完成する。
【００３５】
このような方法によれば、拡散層及び電極等の形成を単結晶シリコン基板が厚膜状態で行うことができるため、製造工程中の基板の破損を防止することができるととともに、支持に貼着した後に単結晶シリコン基板の薄膜化を行うため、完成されたセルにおいては非常に薄い状態の薄膜シリコン基板を得ることができる。
【００３６】
実施例２（参考例）
まず、 図３（ａ）に示したように、１００μｍ厚に加工された単結晶シリコン基板１０を用い、このシリコン基板１０の一面、つまり、非受光面側に、実施例１と同様の方法でｐ型拡散層（図示せず）を島状に形成する。
【００３７】
続いて、ｐ型拡散層が形成された面の単結晶シリコン基板１０上に存在する余分な絶縁膜を取り除き、その後、Ａｇ／Ｐｄ／Ｔｉからなるｐ電極１２をｐ拡散層と接続するように形成する。
次いで、ｐ電極１２に引き出し電極用の銀製のインターコネクタ１５を溶接し、ｐ電極１２が形成された面をガラスからなる支持基板１４に貼着する。貼着は、例えばシリコン樹脂系の接着剤を用いて行う。
【００３８】
その後、支持基板１４に貼着された単結晶シリコン基板１０を、膜厚３０μｍ程度の薄膜シリコン基板１に加工する。この際の薄膜化は、シリコン樹脂系の接着剤、銀製のインターコネクタが比較的エッチングされにくいＮａＯＨの５０％の水溶液を１００℃に加熱し、単結晶シリコン基板１０が貼着された支持基板１４をこの水溶液中に１０分間程度浸漬することにより行う。
【００３９】
続いて、数％の薄いＫＯＨ水溶液によるエッチングを行い、受光面となるセル表面にピラミッド型の凹凸（図示せず）を形成し、十分な洗浄工程の後、ＣＶＤ法によってｎ型のシリコンマイクロクリスタル層（図示せず）を堆積する。
さらに、受光面上に、櫛型のＡｇ／Ｐｄ／Ｔｉからなるｎ電極（図示せず）を形成し、その上にＴｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3からなる反射防止膜（図示せず）を堆積する。
【００４０】
以上の工程により、太陽電池の１セルを完成する。
このような方法によれば、拡散層及び電極等の形成を単結晶シリコン基板が厚膜状態で行うことができるため、製造工程中の基板の破損を防止することができるととともに、支持に貼着した後に単結晶シリコン基板の薄膜化を行うため、完成されたセルにおいては非常に薄い状態の薄膜シリコン基板を得ることができる。
【００４１】
実施例３
まず、図４（ａ）及び図５（ａ）に示したように、１００μｍ厚に加工された単結晶シリコン基板２０を用いる。次いで、この単結晶シリコン基板２０の一辺に６０μｍ程度の段差部Ａを形成する。この際の段差部Ａは、単結晶シリコン基板２０の全面に熱酸化膜を形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチング工程により、熱酸化膜に開口を形成し、この開口を有する熱酸化膜をマスクとして用いたアルカリ水溶液によるエッチングによって、後に支持基板に貼り付ける面とは逆の面に形成する。そして、このシリコン基板２０の一面、つまり、非受光面側に実施例２と同様にｐ型拡散層（図示せず）及びｐ電極１２を形成する。
【００４２】
その後、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示したように、得られた単結晶シリコン基板２０のｐ電極１２が形成された面を支持基板１４上に、実施例２と同様に貼着する。
次いで、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示したように、支持基板１４に貼着された単結晶シリコン基板２０を、実施例２と同様に、膜厚３０μｍ程度の薄膜シリコン基板１に加工する。この際、段差部Ａでも同様に単結晶シリコン基板２０のエッチングが進行するが、薄膜部分では単結晶シリコン基板２０のエッチングが完全に行われ、その底面に形成されたｐ電極１２が部分的に露出する（図４（ｃ）及び図５（ｃ）中Ｂ参照）。
【００４３】
その後、実施例２と同様の工程を行い、太陽電池の１セルを完成する。
このような方法によれば、実施例１及び２と同様に製造工程中の基板の破損を防止することができるととともに、完成されたセルにおいては非常に薄い状態の薄膜シリコン基板を得ることができる。
また、段差部を設けることにより、非受光面に形成されたｐ電極のインターコネクタを形成する工程を省略することができることとなる。
【００４４】
実施例４
まず、図６（ａ）及び図７（ａ）に示したように、１００μｍ厚に加工され、その一辺に６０μｍ程度の段差部を有する単結晶シリコン基板２０を用いる。そして、このシリコン基板２０の一面、つまり、非受光面に実施例２と同様にｐ型拡散層（図示せず）及びｐ電極１２を形成する。
【００４５】
その後、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示したように、得られた単結晶シリコン基板２０のｐ電極１２が形成された面を支持基板１４上に貼着する。
この際の貼着は、接着剤として、例えば、ダウ・コーニング社製のＤＣ−９８−５００等に代表される２液性のシリコン樹脂を用いる。そして、この主剤と硬化剤とを約１０：１の割合で混ぜ、支持基板の上に載せ、さらにその上に太陽電池セルとなるシリコン基板と載せて押圧し、接着剤をシリコン基板全面に行き渡るように広げる。その後、数Ｔｏｒｒ程度に排気した真空中に入れて脱泡を行い、シリコン基板周辺にはみ出した接着剤を除去した後、１００℃程度のオーブンに１時間程度入れて硬化させる。
【００４６】
次いで、図６（ｃ）及び図７（ｃ）に示したように、支持基板１４に貼着された単結晶シリコン基板２０を、実施例２と同様に、膜厚３０μｍ程度の薄膜シリコン基板１に加工する。この際、薄膜化エッチングようの薬液に対して耐性を持つ接着剤によって、周辺からの染み込みを防止し、安定した薄膜化を行うことができる。
【００４７】
その後、実施例２と同様の工程を行い、太陽電池の１セルを完成する。
このような方法によれば、実施例１及び２と同様に製造工程中の基板の破損を防止することができるととともに、完成されたセルにおいては非常に薄い状態の薄膜シリコン基板を得ることができる。
【００４８】
また、接着剤を上述したように、２液性のシリコン樹脂を用いるため、種々の太陽電池セル形成のプロセスに対して、安定な形状・特性を得ることができるとともに、上述したオーブン内での硬化を比較的高温、長時間に設定することによって、エッチング液の濃度を高くしても、より安定した耐性を与えることができる。また、使用する接着剤は、温度や真空に対してガスが出やすいタイプであるため、後の電極用金属膜の形成の際等に真空中で加熱処理を施しても、形状・特性を変化させることがない。よって、太陽電池として使用する宇宙空間においても、ガスの発生や宇宙線照射による接着剤の特性変化等に懸念される問題もなく、安定して特性を維持することができることとなる。
【００４９】
実施例５（参考例）
まず、 図８（ａ）に示したように、１００μｍ厚に加工された単結晶シリコン基板１０を用い、このシリコン基板１０の一面、つまり、受光面に所望の形状の開口を有するレジストを用い、実施例１と同様の方法により、ｎ型拡散層（図示せず）を島状に形成する。続いて、ｎ型拡散層が形成された面の単結晶シリコン基板上に存在する余分な絶縁膜を取り除き、Ａｇ／Ｐｄ／Ｔｉからなるｎ電極１１をｎ拡散層と接続するように形成する。さらに、受光面全面に、ＴｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3からなる反射防止膜（図示せず）を堆積する。
【００５０】
次いで、ｎ電極１１に引き出し電極用の銀製のインターコネクタ１３を溶接した後、太陽電池セル用の反射防止膜付きカバーガラスからなる支持基板３４上に、シリコン基板１０のｎ電極１１が形成された受光面を貼着する。なお、ｎ電極１１が形成されたシリコン基板１０は、支持基盤３４上に複数個並べて貼着する。貼着は、シリコン樹脂系の接着剤を用いて行う。
【００５１】
その後、図８（ｂ）に示したように、支持基板３４に貼着された単結晶シリコン基板１０を、実施例１と同様に、膜厚３０μｍ程度の薄膜化シリコン基板１に加工する。
続いて、非受光面となる単結晶シリコン基板１０上に、ＣＶＤ法によってｐ型のシリコンマイクロクリスタル層（図示せず）を堆積し、さらに、シリコンマイクロクリスタル層上にＡｇ／Ｐｄ／Ｔｉからなるｐ電極（図示せず）を形成する。
【００５２】
最後に、図８（ｃ）に示したように、これら数枚のシリコン基板１を貼着した支持基板３４を、例えばＩＣ分野等で広くしようされているダイシング技術を用いて、支持基板上に貼着されたシリコン基板（太陽電池セル）中に刻まれたパターンを目印にアライメントを行い、高速で回転するブレードを用いて、セル毎に分割することにより、図８（ｄ）に示したように、一単位の太陽電池セル３１を得る。
【００５３】
実施例６（参考例）
図９（ａ）及び 図１０（ａ）に示したように、実施例５と同様に、受光面にｎ型拡散層、ｎ電極１１及びインターコネクタ１３、非受光面にｐ型シリコンマイクロクリスタル層、ｐ電極１２を備える薄膜化シリコン基板１が複数個並べられて貼着された支持基板３４に形成する。
【００５４】
このように形成された薄膜化シリコン基板１を個々のセル毎に分割せずに使用する場合には、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示したように、ｎ電極１１から引き出したインターコネクタ１３を隣接する薄膜化シリコン基板１の表面に形成されたｐ電極１２に溶接することにより、複数の太陽電池セルを直列接続して太陽電池モジュールを得ることができる。
【００５５】
実施例７（参考例）
図１１（ａ）に示したように、単結晶シリコンのインゴットから、厚さ１００μｍ程度のウエハ状に切り出したシリコン基板４０を用い、このシリコン基板４０の受光面に、実施例５と同様の方法を用いて、ｎ型拡散層及びｎ電極４１を形成する。
【００５６】
その後、図１１（ｂ）に示したように、シリコン基板４０のｎ電極４１が形成された面をガラスからなる支持基板４２に、実施例２と同様に貼着する。
次いで、図１１（ｃ）に示したように、実施例２と同様の方法で、シリコン基板４０を薄膜化シリコン基板４３に加工する。
続いて実施例５と同様に、ｐ電極を形成する。
【００５７】
最後に、図１１（ｄ）に示したように、実施例５と同様に、複数のｎ電極４１及びｐ電極が形成された薄膜化シリコン基板４３を、支持基板４２とともに切断して、セル毎に分割することにより、図１１（ｅ）に示したように、一単位の太陽電池セル４４を得る。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、太陽電池セルを構成する半導体基板を支持基板に貼着した後、半導体基板を薄膜半導体基板に加工するので、従来よりも飛躍的に薄い基板厚さの太陽電池セルを実現することができ、耐放射線性に優れた太陽電池セル、殊に宇宙用太陽電池セルを、従来と同様の容易な取り扱いにより製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池セルの製造方法を説明するための太陽電池セルの要部の概略断面工程図である。
【図２】図１の工程図に対応する斜下から見た斜視工程図である。
【図３】本発明の別の太陽電池セルの製造方法を説明するための太陽電池セルの斜下から見た斜視工程図である。
【図４】本発明のさらに別の太陽電池セルの製造方法を説明するための太陽電池セルの要部の概略断面工程図である。
【図５】図４の工程図に対応する斜下から見た斜視工程図である。
【図６】本発明の別の太陽電池セルの製造方法を説明するための太陽電池セルの要部の概略断面工程図である。
【図７】図６の工程図に対応する斜上から見た斜視工程図である。
【図８】本発明のさらに別の太陽電池セルの製造方法を説明するための太陽電池セルの要部の概略斜視工程図である。
【図９】本発明の別の太陽電池セルの製造方法を説明するための太陽電池セルの要部の概略断面工程図である。
【図１０】図９の工程図に対応する斜下から見た斜視工程図である。
【図１１】本発明のさらに別の太陽電池セルの製造方法を説明するための太陽電池セルの要部の概略斜視工程図である。
【図１２】従来の太陽電池セルの製造方法を説明するための要部の概略斜視工程図。
【図１３】従来の別の太陽電池セルの製造方法を説明するための斜下から見た要部の概略斜視工程図。
【符号の説明】
１、２１、４３  薄膜化シリコン基板
１０、２０、４０  単結晶シリコン基板
１１、４１  ｎ電極
１２  ｐ電極
１３、１５  インターコネクタ
１４、３４、４２  支持基板
３０  接着剤
３１、４４  太陽電池セル
【図１】
0003672436.tif 000002
【図２】
0003672436.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003672436.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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