(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極膜、半導体光活性層及び第２電極膜の積層体からなる複数の発電領域を電気接続した光起電力装置に用いる基板の製造方法であって、
前記複数の発電領域の隣接間の導電性基板上に絶縁部材を配置する工程と、
前記絶縁部材を含んで前記基板上に絶縁膜の母材料であるコーティング剤を塗布する工程と、
前記コーティング剤及び前記絶縁部材を含む前記基板を加熱して前記絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上の略全表面に前記第１電極膜を形成する工程と、
前記第１電極膜の露出方向から前記絶縁部材上にエネルギービームを照射して、照射部分の前記第１電極膜を除去し、前記絶縁部材に到達して、前記第１電極膜を電気的に分割する分離溝を形成する工程と、からなることを特徴とする光起電力装置用基板の製造方法。
【請求項２】
第１電極膜、半導体光活性層及び第２電極膜の積層体からなる複数の発電領域を電気接続した光起電力装置に用いる基板の製造方法であって、
導電性基板上に前記絶縁膜の母材料であるコーティング剤を塗布する工程と、
前記塗布されたコーティング剤上の前記複数の発電領域の隣接間に絶縁部材を配置する工程と、
前記コーティング剤及び前記絶縁部材を含む前記基板を加熱して前記絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上の略全表面に前記第１電極膜を形成する工程と、
前記第１電極膜の露出方向から前記絶縁部材上にエネルギービームを照射して、照射部分の前記第１電極膜を除去し、前記絶縁部材に到達して、前記第１電極膜を電気的に分割する分離溝を形成する工程と、からなることを特徴とする光起電力装置用基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２の製造方法において、前記コーティング剤を塗布する工程は、前記コーティング剤からなる液体中に前記基板をディップすることにより、前記基板の全体にコーティング剤を塗布する工程であることを特徴とする光起電力装置用基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２の製造方法において、前記コーティング剤が、有機シリケートを主成分とするもの又はポリイミドの母材料であるワニスであることを特徴とする光起電力装置用基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２の光起電力装置用基板の前記第１電極膜上に半導体光活性層と第２電極膜を分割積層形成し、前記第１電極膜、前記半導体光活性層及び前記第２電極膜の積層体からなる複数の発電領域を形成すると共に、隣接する前記第１電極膜及び前記第２電極膜を電気的に接続することによって、複数の前記発電領域を電気接続する工程と、を有することを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光起電力装置に用いられる基板の製造方法及びその基板を用いた光起電力装置の製造方法。
【０００２】
【従来の技術】
金属基板の表面上に絶縁膜を形成する方法として、特公平７−１０５５１６には、金属基板の表面上に有機シリケ−トを主成分とするコ−ティング剤を塗布し、加熱処理をしてシリカ被膜を形成する方法が開示されている。そして、このシリカ被膜表面上に、背面電極層、非晶質半導体層及び透明電極層を積層して複数の発電領域を形成すると共に、隣接する発電領域の背面電極層と透明電極層とを電気接続することによって複数の発電領域を直列電気接続し、集積化光起電力装置を完成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、導電性基板の表面上に絶縁膜の母材料であるコーティング剤を塗布し、その後加熱して絶縁膜を形成する工程を含む集積化光起電力装置の製造方法において、より簡略された絶縁膜付き基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の光起電力装置用基板の製造方法は、第１電極膜、半導体光活性層及び第２電極膜の積層体からなる複数の発電領域を電気接続した光起電力装置に用いる絶縁膜付き基板の製造方法であって、前記複数の発電領域の隣接間の導電性基板上に絶縁部材を配置する工程と、前記絶縁部材を含んで前記基板上に絶縁膜の母材料であるコーティング剤を塗布する工程と、前記コ−ティング剤及び前記絶縁部材を含む前記基板を加熱して前記絶縁膜を形成する工程と、からなることを特徴とする。
【０００５】
また、本発明の第２の光起電力装置用基板の製造方法は、第１電極膜、半導体光活性層及び第２電極膜の積層体からなる複数の発電領域を電気接続した光起電力装置に用いる絶縁膜付き基板の製造方法であって、導電性基板上に前記絶縁膜の母材料であるコーティング剤を塗布する工程と、前記塗布されたコ−ティング剤上の前記複数の発電領域の隣接間に絶縁部材を配置する工程と、前記コ−ティング剤及び前記絶縁部材を含む前記基板を加熱して前記絶縁膜を形成する工程と、からなることを特徴とする。
【０００６】
【作用】
本発明においては、コ−ティング剤及び絶縁部材を同時に加熱処理して硬化を行っているので、製造工程が簡略化される。
【０００７】
【実施例】
図１〜５は、本発明の一実施例を説明する工程別の断面図である。
【０００８】
１は、ステンレスや、アルミニウム等の導電性基板１で、ステンレスを用いる場合は、厚さ０．１５ｍｍ、表面粗さ０．５μｍ以下に研摩されたものが利用される。
【０００９】
図１の工程においては、基板１の表面上の所望の位置に、帯状の第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃが配置される。
【００１０】
これら第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃは、ポリイミド、または、フェノール系のバインダーを含んだ二酸化シリコン等の無機材料の粉末（粒径１．５〜７μｍ）を含む絶縁ペーストで、スクリーン印刷法によりパタ−ニングされた後、１５０〜２００℃の低温で約２０分間予備焼成される。
【００１１】
図２の工程においては、第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃを含む基板１全体を、有機シリケ−トを主成分とするコ−ティング剤の液体中にディップすることにより、基板１の表面及び裏面を含む全体にコーティング剤を塗布する。コーティング剤としては、金属アルコキシド溶液（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4、Ｈ2Ｏ、ＨＣｌ、Ｃ2 Ｈ5ＯＨ）が用いられる。その後、この基板１を５００℃、約３０分間加熱処理 することによって、第１絶縁部材及びコーティング剤を同時に焼成し、膜厚１．０〜１５μｍのシリカ膜からなる絶縁膜３を形成する。第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃは、高さ約１０〜３０μｍ、幅約０．４〜０．６ｍｍに形成される。
【００１２】
図３の工程においては、第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃが形成されている側の絶縁膜３上の略全表面に、約０．１〜１．０μｍの第１電極膜４が形成される。この第１電極膜４としては、チタン、ニッケル、アルミニウム等の金属膜が用いられる。そして、この第１電極膜４の露出方向から第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃ上にレーザビームや電子ビーム等の第１エネルギービーム５を照射して、照射部分の第１電極膜４及び絶縁膜３を除去し、第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃに到達し第１電極膜４を電気的に分割する分割溝６ａｂ、６ｂｃを形成することにより、第１電極膜４を発電領域７ａ、７ｂ、７ｃに対応する第１電極膜４ａ、４ｂ、４ｃに分割する。
【００１３】
ここで、第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃの断面を示す図３のように、第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃ各々の両側部は、絶縁膜３により被われることになるので、第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃと基板１との密着力が向上する。とりわけ、本実施例においては、絶縁膜３がこれとの密着力が大きい基板１上に形成されていることより、第１絶縁部材がより剥離しにくい。仮に、絶縁膜３上に第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃを配置した場合は、金属膜からなる第１電極膜４により、第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃが被われることになるが、第１電極膜４とシリカ膜からなる絶縁膜３との密着力が小さいことより、第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃの密着力はやや劣ることになる。
【００１４】
図４の工程においては、分割溝６ａｂ、６ｂｃにこれら各々の両側の第１電極膜４上にまたがって、帯状の第２絶縁部材８ａｂ、８ｂｃを配置する。そして、これら第２絶縁部材８ａｂ、８ｂｃの右側の第１電極膜４ｂ、４ｃ上に、第２絶縁部材８ａｂ、８ｂｃと平行に、帯状の導電部材９ｂ、９ｃを配置する。更に、導電部材９ｂ、９ｃの右側の第１電極膜４ｂ、４ｃ上に、導電部材９ｂ、９ｃと平行に、帯状の第３絶縁部材１０ｂ、１０ｃを配置する。これら第２絶縁部材８ａｂ、８ｂｃ、及び、第３絶縁部材１０ｂ、１０ｃは、上記の第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃと、同材料である。
【００１５】
ここで、導電部材９ｂ、９ｃは、ポリイミド、または、フェノール系のバインダーを含んだ銀、ニッケルまたはアルミニウム等の粉末（粒径約３〜７μｍ）を含む金属ペーストで、スクリーン印刷法によりパタ−ニングされた後、２５０〜３００℃で焼成され、高さ約１０〜３０μｍ、幅約０．４〜０．６ｍｍに形成される。そして、上記の第２絶縁部材８ａｂ、８ｂｃ及び第３絶縁部材１０ｂ、１０ｃの焼成は、この導電部材９ｂ、９ｃの焼成と同時に行われる。
【００１６】
その後、基板１上の略全表面に、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイド、アモルファスシリコンゲルマニウム等をｐｎまたはｐｉｎに積層した半導体光活性層１１（厚さ約０．３〜１μｍ）、及び、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）等の透明導電膜からなる第 ２電極膜１２（厚さ約０．１〜１．０μｍ）を積層形成する。
【００１７】
図５の工程においては、第３絶縁部材１０ｂ、１０ｃ上に第２電極膜１２の露出方向から第２エネルギービーム１３を照射して、第２電極膜１２を第２電極膜１２ａ、１２ｂ、１２ｃに分割する。
【００１８】
そして、導電部材９ｂ、９ｃ上に第２電極膜１２の露出方向から第３エネルギービーム１４を照射して、第２電極膜１２ａ、１２ｂと導電部材９ｂ、９ｃとを各々溶融することにより、第２電極膜１２ａ、１２ｂと第１電極膜４ｂ、４ｃとが電気接続され、発電領域７ａ〜７ｃが直列に接続される。
【００１９】
ここで、本実施例においては、シリカ膜の母材料であるコーティング剤を塗布する工程において、ディップ方式を採用しているので、基板の表面、側面及び裏面をも含む基板全体にシリカ膜が形成される。従って、この全体を被うシリカ膜により、基板が腐食されることなく、光起電力装置の耐候性を向上させることができる。
【００２０】
また、本実施例では、ディップ方式により、基板の表面及び裏面を含む基板の全体にシリカ膜を形成しているが、これに代わって、基板の表面上のみに、印刷法又はスピンコート法等により、コーティング剤を塗布して、シリカ膜を形成してもよい。
【００２１】
更には、絶縁膜３の他の材料として、シリカ膜に代わって、ポリイミド膜を利用することもできる。この場合、コーティング剤として、ポリイミド膜の母材料であるワニスを用い、このワニスを、基板１の表面上に、スピンコ−タ又はロールコ−タ等で均一に塗布し、１００〜３００℃まで段階的に昇温加熱することによりイミド化させ、ポリイミド膜を形成する。そして、このポリイミド膜形成の加熱時と同時に、第１絶縁部材２ａｂ、２ｂｃも加熱し形成できる。
【００２２】
加えて、本実施例では、第１絶縁部材をコーティング剤の塗布に先立ち基板上に形成しているが、これに代わって、コーティング剤を先に塗布し予備乾燥（約１００℃）した後、第１絶縁部材を配置し、加熱処理を行ってもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明においては、以上の構成であり、コ−ティング剤及び第１絶縁部材を同時に加熱処理して硬化を行っているので、製造工程が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における第１工程を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例における第２工程を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例における第３工程を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例における第４工程を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施例における第５工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１  導電性基板
２ａｂ、２ｂｃ  第１絶縁部材
３  絶縁膜
４、４ａ、４ｂ、４ｃ  第１電極膜
５  第１エネルギービーム
６ａｂ、６ｂｃ  分割溝
７ａ、７ｂ、７ｃ  発電領域
８ａｂ、８ｂｃ  第２絶縁部材
９ｂ、９ｃ  導電部材
１０ｂ、１０ｃ  第３絶縁部材
１１  半導体光活性層
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  第２電極膜
１３  第２エネルギービーム
１４  第３エネルギービーム
【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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