(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面を有する基板上の隣接する発電領域の境界線上における前記発電領域の外側に開穴を設ける工程と、
前記発電領域から外側に向かって延出した延長部分を有する第１電極層を分割配置する工程と、
前記基板上のほぼ全面に半導体光活性層を設ける工程と、
隣接した前記発電領域の前記第１電極層の前記延長部分と電気接続するための延長部分を有する第２電極層を、前記各発電領域毎に分割することなく配置する工程と、
前記開穴を開始点又は終了点として、隣接する前記発電領域間にエネルギービームを照射する工程とからなることを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【請求項２】
絶縁表面を有する基板上に、第１電極層、半導体光活性層及び第２電極層を積層してなる複数の発電領域を有し、これら発電領域は全体としては略円形と成すと共に、前記円形の中心点を通る直線にて前記発電領域が分割されるものであり、これら複数の発電領域を直列接続した光起電力装置の製造方法であって、
前記発電領域の外側に位置して、前記直線上において前記中心点が間に位置するように一対の開穴を設ける工程と、
前記発電領域から外側に向かって延出した延長部分を有する第１電極層を分割配置する工程と、
前記基板上のほぼ全面に半導体光活性層を設ける工程と、
隣接した前記発電領域の前記第１電極層の前記延長部分と電気接続するための延長部分を有する第２電極層を、前記各発電領域毎に分割することなく配置する工程と、
前記一対の開穴の一方を開始点とし他方を終了点として、エネルギービームを直線的に照射する工程とからなることを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【請求項３】
絶縁表面を有する基板上に、第１電極層、半導体光活性層及び第２電極層を積層してなる４つの発電領域を有し、前記基板上の点で直交する２つの直線にて前記４つの発電領域が隣接する順番に第１、第２、第３及び第４発電領域に区分されるものであり、これら４つの発電領域を直列接続した光起電力装置の製造方法であって、
前記発電領域の外側に位置して、前記各直線上において前記中心点が間に位置するように一対の開穴を設ける工程と、
前記第１、第２及び第３発電領域では各々の発電領域から外側に向かって延出した延長部分を有する第１電極層と、前記第４発電領域では該領域の部分からなる第１電極層を分割配置する工程と、
前記基板上のほぼ全面に半導体光活性層を設ける工程と、
前記第１、第２及び第３発電領域の延長部分と前記半導体光活性層を挟んで対向する電気接続するための前記第２、第３及び第４発電領域から各々延出する延長部分を有する第２電極層を、前記半導体光活性層上において、前記各発電領域毎に分割することなく形成する工程と、
前記一対の開穴の一方を開始点とし他方を終了点として、エネルギービームを直線的に照射する工程とからな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、光起電力装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光起電力装置は、実公平５−３７４８１号公報に開示があるように、時計の文字盤として用いることによって、時計の電源としても使用されている。
【０００３】
第８図は、この時計の文字盤として用いられる光起電力装置の平面図を示し、この製造工程を、以下に説明する。
【０００４】
１は基板であり、その中心には時計の針の回転軸を通すための開穴１ａが設けられている。Ａ〜Ｄは基板１上に形成された複数の発電領域である。
【０００５】
まず、  基板１に開けられた開穴１ａを中心としてその周囲の基板１の絶縁表  面上に金属からなる第１電極層２ａ〜２ｄが分割配置される。これら第１電極層２ａ〜２ｄは、各々中心角が略９０°の扇形の形を有し、これらは相互の間に所定間隔を隔てて全体として円形をなすように配置されている。更に、第１電極層２ａ〜２ｃの各々は、これらに隣接する発電領域Ｂ〜Ｄの外方に延在する接続部２ａｅ、２ｂｅ、２ｃｅを有する。
【０００６】
次に、基板１上において、発電領域毎に分割することなく半導体光活性層３が略円形に形成される。
【０００７】
そして、半導体光活性層上に透明導電層からなる第２電極層４が発電領域毎に分割されることなく略円形に形成される。これら第２電極層４は、第１電極層２ａ、２ｂ、２ｃの接続部２ａｅ、２ｂｅ、２ｃｅと重合して電気接続するために隣接する発電領域Ｂ、Ｃ、Ｄから各々延出する接続部４ｂｅ、４ｃｅ、４ｄｅを有している。
【０００８】
次に、各発電領域間に位置する半導体光活性層３及び第２電極層４の積層体に、エネルギービームを照射することで分割溝５、５・・を形成し、発電領域Ａ〜Ｄに対応した半導体光活性層３ａ〜３ｄ、第２電極層４ａ〜４ｄに分割され、発電領域Ａ〜Ｄが直列接続された光起電力装置が完成する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の略円形の半導体光活性層を形成するに際しては、半導体光活性層の形成時に、被着してはならないところを金属マスクで覆うマスキング法が用いれる。しかしながら、この金属マスクを用いたマスキング法には、次に示す問題等がある。
【００１０】
▲１▼半導体光活性層の形成に際し、非晶質シリコンを成膜する場合には、シランなどのシリコン化合物雰囲気中でのグロ−放電により形成される。金属マスクを基板に装着してグロ−放電中に配置した場合、金属マスクに放電が集中し、金属マスクの近傍の被着部においては膜厚が小さくなる。つまり、マスク近傍の被着部ほど膜厚が徐々に小さくなる。従って、金属マスク近傍に被着した半導体光活性層においては、膜厚に応じた干渉色が縞状に発生し、製品の外観上問題がある。
【００１１】
▲２▼半導体光活性層の形成時に、基板に対して半導体光活性層が被着すべき所定箇所を露出させた状態に装着する必要があり、正確な位置決めが要求されると共に、この繁雑な装着作業が必要とされるものである。そして、当然のことながら、マクス費用が必要である。
【００１２】
▲３▼マスクが正確な位置に装着されたとしても、マスクと基板表面との間にわずかながらも隙間が形成されるため、この隙間に半導体材料が回り込み、発電領域における半導体光活性層の周辺部分に上記半導体材料が回り込むことにより、沁み出し部分が発生しパターン精度の低下を招く。この半導体材料の回り込みは半導体光活性層の形成時に加熱されたマスクが基板との熱膨張係数の差や熱歪みに基づき撓んだ際に大きくなる。この半導体光活性層の沁み出しが激しい場合は、接続部２ａｅ、２ｂｅ、２ｃｅと接続部４ｂｅ、４ｃｅ、４ｄｅとの各々の間に介在し、電気接続に支障をきたす。
【００１３】
本発明はこのような問題点を解決するために成されたものであり、半導体光活性層のパタ−ニングに際して、従来のマスキング法の持つ欠点を解決しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光起電力装置の製造方法は、
絶縁表面を有する基板上の隣接する発電領域の境界線上における前記発電領域の外側に開穴を設ける工程と、
前記発電領域から外側に向かって延出した延長部分を有する第１電極層を分割配置する工程と、
前記基板上のほぼ全面に半導体光活性層を設ける工程と、
隣接した前記発電領域の前記第１電極層の前記延長部分と電気接続するための延長部分を有する第２電極層を、前記各発電領域毎に分割することなく配置する工程と、
前記開穴を開始点又は終了点として、隣接する前記発電領域間にエネルギービームを照射する工程とからなることを特徴とする。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明の光起電力装置の製造方法の一実施例を、図１〜５を用いて詳細に説明する。
【００１６】
まず、図１において、点線で区分されたＡ〜Ｄは、後述する第１電極層、半導体光活性層及び第２電極層の積層体で構成される発電領域である。そして、図１に示す工程において、基板１０の隣接する発電領域間中央部、各領域の隣接境界線上における領域の外側に開穴１１、１２、１３、１４、１５を設ける。中央部の開穴１１は、この光起電力装置が時計用の電源として用いられるときは、時計の針の軸が通る開穴としても機能する。そして、基板１０は、可撓性を有するステンレスやアルミニウム等の金属シートとこの上に形成されたポリイミド等の絶縁樹脂膜からなる基板、又は、ポリイミド等の樹脂からなるフィルムの基板であり、透光性でも、非透光性でもよい。
【００１７】
次に、図２に示す工程において、発電領域Ａ〜Ｄに対応した第１電極層２０ａ〜２０ｄが分割配置される。これら第１電極層２０ａ〜２０ｄは、各々中心角が略９０°の扇形の形を有し、これらは相互の間に所定間隔を隔てて全体として円形をなすように配置されている。更に、第１電極層２０ａ〜２０ｃの各々は、これらに隣接する発電領域Ｂ〜Ｄの外方に延在する接続部２０ａｅ、２０ｂｅ、２０ｃｅを有し、また、第１電極層２０ｄは、発電領域Ｄから外側に延出する出力延出部２０ｄｅを有している。ここで、第１電極層２０ａ〜２０ｄは、厚さ約０．１〜１．０μｍで、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等の金属膜からなる。
【００１８】
図３の工程において、基板１０上の略全面に、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３０（厚さ約０．３〜１．０μｍ）を形成する。
【００１９】
次に、図４に示すように、半導体光活性層３０上に第２電極層４０が発電領域毎に分割されることなく略円形に形成される。この第２電極層４０は、第１電極層の接続部２０ａｅ、２０ｂｅ、２０ｃｅと半導体光活性層３０を挟んで対向する電気接続するための接続部４０ｂｅ、４０ｃｅ、４０ｄｅを有し、発電領域Ａに形成された第２電極層４０は、この領域の外側に延出する出力端子４０ａｔを有している。更に、第１電極層２０ｄの出力延出部２０ｄｅと半導体光活性層３０を挟んで対向して、第２電極層４０と同一材料からなる島状の出力端子４０ｄｔが形成される。そして、第２電極層４０は、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（厚さ約０．３〜１．０  μｍ）からなる。
【００２０】
図５に示す工程において、隣接する発電領域間に、各層の形成面側よりエネルギービームを照射することにより、各発電領域間に位置する第２電極層及び半導体光活性層を除去し、分割溝５０、５０・・を形成する。これら分割溝５０、５０・・によって、第２電極層４０が、発電領域Ａ〜Ｄ毎に、第２電極層４０ａ〜４０ｄに分割される。
【００２１】
このエネルギービームの照射は、例えば、下方に位置する開穴１２上より照射を開始し、上方向に直進して中央部の開穴１１を通過して、上方に位置する開穴１４にて、照射を終了する。また、横方向の照射に関しても、左方に位置する開穴１３より照射を開始し、中央部の開穴１１を通過して、右方の開穴１５にて、照射を終了する。エネルギービームは、レーザビーム又は電子ビ−ム等が利用でき、レーザビームの場合は、波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ−又はこの第２高調波（０．５３μｍ）レーザーを用いることができる。
【００２２】
次に、このエネルギービームの照射を、開穴にて開始又は終了することの理由を説明する。図６は、図５におけるＸ−Ｘ線断面図であり、図に示されるように、エネルギービームの照射により、照射部分の半導体光活性層及び第２電極層の積層体が除去される一方、分割溝５０の両側に半導体光活性層が照射の熱により微結晶化し、低抵抗化された領域３１が形成される。ここで、図７は、本発明の開穴（図５においては開穴１５）が設けられなかったときの問題点を説明する図である。図に示すように、分割溝５０の両側に低抵抗化した微結晶層３１が形成されると共に、エネルギービームの終端においても、端部微結晶層３２が形成される。よって、分割された発電領域Ｃ、Ｄに対応する第２電極層４０ｃ、４０ｄの間で、微結晶層３１、３２を介して電流が漏れ、出力特性（特に、開放電圧、フィルファクタ−）が低下する。一方、本発明においては、エネルギービームの終端部分において、開穴が設けられていることより、端部微結晶層３２が形成されることなく、従って低抵抗化した導通路が形成されず、電流が漏れることはない。また、エネルギービームの照射開始点についても、同様の問題が発生し、本発明では開始点においても開穴を設けることにより、この問題を解決している。
【００２３】
本実施例においては、各層の形成に先立ち、開穴を基板に設けているが、これに代わって、各層形成後又はどの工程の後においても、開穴を設けることにより上記問題点を解決できる。
【００２４】
また、図５に示す工程において、第２電極層の接続部４０ｂｅ、４０ｃｅ、４０ｄｅ、出力端子４０ｄｔ上より、エネルギービームを照射することにより、各々が対向する第１電極層と溶着され、直列接続部６０ａｂ、６０ｂｃ、６０ｃｄ、出力電気接続部６０ｄｔが形成される。これにより、発電領域Ａ〜Ｄが直列接続され、出力が出力端子４０ａｔ、４０ｄｔより取り出される。更に、別の方法としては、開穴１１を中心にして、接続部４０ｂｅ、４０ｃｅ、４０ｄｅ、出力端子４０ｄｔが存在する円周上に、パルスレーザを照射することによって、円周上全体に点在する照射点を形成する。これにより、接続部４０ｂｅ、４０ｃｅ、４０ｄｅ、出力端子４０ｄｔ上の照射点のみが、電気接続部として機能し電気接続ができる。また、上記工程に代わって、第１電極層上に半導体光活性層を形成後、エネルギービームを照射して半導体光活性層を除去して、第１電極層を露出させ、ここに透明導電膜を形成して、電気接続部を形成してもよい。
【００２５】
更には、上記実施例においては、第２電極層４０ａ〜４０ｄを透明として、この側より光を入射しているが、第１電極層２０ａ〜２０ｄと基板１０とを透明として、この側より光を入射させてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の光起電力装置の製造方法は、以上の構成であり、半導体光活性層を金属マスクを用いることなく基板上全面に形成する方法なので、金属マスクを用いることの問題点を解決することができる。更に、隣接する発電領域の境界線上における発電領域の外側に開穴を設け、隣接する発電領域間にこの開穴を開始点又は終了点としてエネルギービームを照射して各発電領域に分割しているので、各発電領域が不所望に導通することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における第１工程を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施例における第２工程を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施例における第３工程を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施例における第４工程を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施例における第５工程を示す平面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線断面図である。
【図７】本発明の開穴が設けられなかったときの問題点を説明する要部平面図である。
【図８】従来の光起電力装置を示す平面図である。
【符号の説明】
１０    基板
１１、１２、１３、１４、１５    開穴
２０ａ〜２０ｄ    第１電極層
２０ａｅ、２０ｂｅ、２０ｃｅ    延長部
３０    半導体光活性層
４０ａ〜４０ｄ    第２電極層
４０ｂｅ、４０ｃｅ、４０ｄｅ    延長部
５０    分割溝
【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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