(57)【要約】本発明は、厚膜層と薄膜層の自己調節式直列接続部の作製方法に関するものである。該方法は、導電性を有する導体トラック（２０）を基板（１０）上に敷設する工程段階と、第一主層（３０）を該基板表面に対して角度αをもって積層する工程段階と、顆粒状粒子（４０）より成る第二主層を該基板（１０）上に積層する工程段階と、材料に依存し、かつ工程に依存する加工手順に伴う数層の層を積層する工程段階と、第三主層（７０）を該基板表面に対して角度βをもって積層する工程段階と、第四主層（８０）を該基板表面に対して角度γをもって積層する工程段階とから構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する導体トラック（２０）を基板（１０）上に敷設する工程段階と、
第一主層（３０）を該基板表面に対して角度αをもって積層する工程段階と、
顆粒状粒子（４０）より成る第二主層を該基板（１０）上に積層する工程段階と、
材料に依存し、かつ、工程に依存する加工手順に伴う数層の層を積層する工程段階と、
第三主層（７０）を該基板表面に対して角度βをもって積層する工程段階と、
第四主層（８０）を該基板表面に対して角度γをもって積層する工程段階とから成ることを特徴とする厚膜層および／または薄膜層の自己調節式直列接続部の作製方法。
【請求項２】
前記主層（３０，７０，８０）を、ＰＶＤ工程によって斜めの角度をもって指向型に積層することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記主層（３０，７０，８０）を形成するために、積層材料粒子の噴流方向が前記導体トラック（２０）の向きに対して垂直であることを特徴とする請求項１、２のいずれかまたは両方に記載の方法。
【請求項４】
前記導電性導体トラック（２０）を、シルクスクリーン印刷によって前記基板（１０）上に敷設することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項５】
前記導電性導体トラック（２０）をシルクスクリーン印刷によって敷設するのに、黒鉛ペースト、および／または銀ペーストを用いることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記導電性導体トラック（２０）を、導電性接着剤によって前記基板（１０）上に接着することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項７】
前記第二主層の顆粒状粒子（４０）を、散布、ダスティング、および／または印刷によって積層することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項８】
前記導体トラック（２０）の高さＨと幅Ｗに応じて、該導体トラック側面のシェーディング領域の幅が、少なくとも前記顆粒状粒子（４０）の粒径と等しくなるように、前記第一主層（３０）の積層角度αを選択することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項９】
前記顆粒状粒子（４０）の後、該顆粒状粒子（４０）の１０〜７０％を覆う絶縁層（５０）を積層することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項１０】
前記絶縁層（５０）を、浸漬あるいは吹きつけによって積層することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記絶縁層（５０）の材料を、前記顆粒状粒子（４０）の表面から除去することを特徴とする請求項９と１０のいずれかまたは両方に記載の方法。
【請求項１２】
前記絶縁層（５０）の材料を、エッチング法によって前記粒子（４０）の表面から除去することを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記絶縁層（５０）の材料を、機械的に前記粒子（４０）の表面から除去することを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記絶縁層（５０）の積層の後、ｐ／ｎ遷移領域を形成することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項１５】
前記絶縁層（５０）の積層の後、ｎ型半導体緩衝層（６０）を積層することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記第三主層（７０）の積層角度βが、７０°〜８９°であることを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項１７】
第四主層（８０）の積層角度γが、前記角度αを反転した角度であることを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項１８】
前記主層（３０，７０，８０）と前記層（５０，６０）を、スパッタリング法、ＣＶＤ法，ＡＬＤ法，および／またはＩＬＧＡＲ法、および／または溶液成長によって積層することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１乃至１８記載の工程段階によって作製したことを特徴とする厚膜層および／または薄膜層の直列接続部。
【請求項２０】
前記基板（１０）は、ガラスから作製することを特徴とする請求項１９記載の直列接続部。
【請求項２１】
前記基板（１０）は、フロートガラスから作製することを特徴とする請求項２０記載の直列接続部。
【請求項２２】
前記基板（１０）は、高分子フィルムから作製することを特徴とする請求項１９記載の直列接続部。
【請求項２３】
前記導電性導体トラック（２０）が、互いにほとんど平行に並んでいることを特徴とする請求項１９乃至２２の一以上に記載の直列接続部。
【請求項２４】
前記導電性導体トラック（２０）の寸法が、長さＬは３０ｃｍ〜６ｍ、高さＨは５〜５００μｍ、および幅Ｗは１０〜５００μｍであることを特徴とする請求項１９乃至２３の一以上に記載の直列接続部。
【請求項２５】
前記導体トラックは、基板（１０）表面に、１ｍあたり５０〜２００本設けることを特徴とする請求項１９乃至２４の一以上に記載の直列接続部。
【請求項２６】
前記導体トラック（２０）は、導電性高分子合成物、導電ガラスフリット、または金属線から作製することを特徴とする請求項１９乃至２５の一以上に記載の直列接続部。
【請求項２７】
前記第一主層（３０）が、導電性接着層であることを特徴とする請求項１９乃至２６の一以上に記載の直列接続部。
【請求項２８】
前記第一主層（３０）の主成分は、高分子より成ることを特徴とする請求項２７記載の直列接続部。
【請求項２９】
前記第一主層（３０）の主成分は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸樹脂、および／またはポリイミド樹脂より成ることを特徴とする請求項２８記載の直列接続部。
【請求項３０】
前記第一主層（３０）の主成分が、真性導電性高分子（ＰＡＮ’ｓ）より成ることを特徴とする請求項２８記載の直列接続部。
【請求項３１】
前記第二主層の前記顆粒状粒子（４０）は、半導体材料から作製されることを特徴とする前記請求項の一以上に記載の直列接続部。
【請求項３２】
前記顆粒状粒子（４０）の直径が、６０μｍ以下であることを特徴とする請求項３１記載の直列接続部。
【請求項３３】
前記顆粒状粒子（４０）は、太陽光発電の分野で用いられる半導体材料から作製されることを特徴とする請求項３１、３２のいずれかまたは両方に記載の直列接続部。
【請求項３４】
前記顆粒状粒子（４０）は、ＩＩ-ＶＩ族半導体化合物から作製されることを特徴とする請求項３１乃至３３の一以上に記載の直列接続部。
【請求項３５】
前記顆粒状粒子（４０）は、銅−インジウム−セレン化物、銅−インジウム−硫化物、銅−インジウム−ガリウム−セレン化物、および／または銅−インジウム−ガリウム−セレン−硫化物より成る材料から作製されることを特徴とする請求項３１乃至３４の一以上に記載の直列接続部。
【請求項３６】
前記絶縁層（５０）は、高分子から作製されることを特徴とする請求項１９乃至３５の一以上に記載の直列接続部。
【請求項３７】
前記絶縁層（５０）の主成分は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸樹脂、および／またはポリイミド樹脂より成る高分子であることを特徴とする請求項３６記載の直列接続部。
【請求項３８】
前記ｎ型半導体緩衝層（８０）は、硫化カドミウム、ＺｎＳｅ，あるいはＺｎＴｅから作製されることを特徴とする請求項１９乃至３７の一以上に記載の直列接続部。
【請求項３９】
前記第三主層（７０）は、ＺｎＯから作製されることを特徴とする請求項１９乃至３８の一以上に記載の方法。
【請求項４０】
前記第四主層（８０）は、表面コンタクトを形成することを特徴とする請求項１９乃至３９の一以上に記載の方法。
【請求項４１】
前記第四主層（８０）は、ＴＣＯ（透明導電性酸化物）から作製されることを特徴とする請求項４０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚膜層と薄膜層の自己調節式直列接続部と、その作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業界においては、厚膜層及び薄膜層の直列接続部の作製方法に対するニーズがますます高まってきている。しかし、特に、太陽光発電の分野においては、厚膜層及び薄膜層のセル間の直列接続部の問題が、依然として十分には解決されてはいない。
【０００３】
薄膜層の直列接続部の作製方法で最もよく知られている方法とは、個別層を積層していくものであり、一層積層するごとに積層工程を中断し、レーザーまたは機械的手段を用いて、積層した該層を分割する。一般に、積層した各々の層に、分割切れ目の形で分割部分を設けるには、数段階の加工手順が必要とされる。
【０００４】
このような作製方法は、種々の不利な点を有する。無駄な面を最小限に抑えるには、切れ目を極めて接近して設けなければならないが、互いに重なったり交差してはならない。さもなければ、短絡や誤差を生じるからであり、このためには、例えば、基板の方向決めを極めて高精度に行う必要がある。また、インライン工程を実施するには、作製する各切れ目に応じて適切なステーションを設けなければならない。これとは対照的に、インライン工程で実施しない方法であれば、切れ目に応じた切断ステーションまで、基板を移動させなければならない。
【０００５】
国際特許出願公開公報第９６３０９３５号には、導電層および絶縁層を交互に積層する、多層電子部品の製造方法が開示されている。ここでは、長方形断面を有するウェブが表面上に並んだ基板が使用されており、それによって、ある入射角をもたせて指向性積層蒸着を行うと、ウェブ間にシェーディング領域が形成されるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、厚膜層および／または薄膜層の自己調節式直列接続部の一般的な作製方法を改良することにあり、これにより、従来の作製方法の欠点を回避すると共に、容易に実施できる加工手順を少し経るだけですむようになる。
【０００７】
また、本発明の目的は、できるだけ容易に実施できる加工手順を少し経るだけで作製可能な厚膜層および／または薄膜層の自己調節式直列接続部を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明において、この目的は、基板上に導電性導体トラックを敷設した上で、該基板が、導体、半導体、および／または絶縁体材料をそれぞれ異なった入射角で幾つか積層させる積層蒸着を受ける、ことによって達成される。         
【０００９】
様々な角度で積層蒸着を行うと、導体トラック間で陰となって問題の材料蒸着を受けない領域が変化する。
【００１０】
前記目的は、また、前記の斜め方向の積層蒸着に加えて、特に顆粒状粒子から成る主層を含む追加層を積層することによって、達成される。
【００１１】
この粒子から成る層は、前記直列接続部における半導体であり、積層された薄膜層が５０ｎｍ〜５０μｍの厚さを有するのに対して、１０〜 ２００μｍの厚さを有するので、厚膜層と名付けることにする。したがって、本発明による前記方法によって作製される該直列接続部は、厚膜層および薄膜層の接続部であり、該接続部を通じて電流が流れるのである。
【００１２】
前記基板上に敷設された前記導体トラックは、長方形断面を有することが好ましいが、他の断面形状も可能である。例えば、該導体トラックは、三角形、台形、あるいは半円形の断面を有してもよい。該導体トラックは、例えば、ガラスの基板の表面上に敷設される。該導体トラックの敷設後には、該基板は、引き続いて種々の被覆手順、および加工手順を受ける。これらの手順には、該基板表面に対して積層角度をつけて行う、少なくとも数回の積層蒸着と、顆粒状粒子の積層による半導体層の形成とが含まれる。
【００１３】
問題となる蒸着方向は、前記導体トラックの長さ方向に対して垂直に、かつ、該導体トラック間に該導体トラック側面の陰となって蒸着を受けない領域が形成されるように、該基板表面に対しては斜めに向けられることが、好ましい。
【００１４】
本発明の特に好ましい実施例においては、厚膜層と薄膜層の直列接続部を作製するために、１層の粒子層とともに、少なくとも３層の主層が前記基板表面に対してそれぞれ異なった角度で積層される。主層は、該主層と同じ角度で積層されるのが好ましい、幾つかの個別層より構成することができる。さらに、該主層は、直列接続部の形成に必要な追加層と加工手順によって、中断したり、あるいは補うことができる。  
【００１５】
以下に、４層の主層から成る直列接続部の特に好ましい実施例について説明する。この実施例では、３層の主層は、斜め方向に積層され、そのうちの１層の主層は、粒子から成り立っている。該４層の主層は、該層の直列接続部を形成するために必要な追加層によって補われる。このためには、導電性導体トラックが基板上に敷設され、その後に第一主層が積層される。この層は、導電性または半導電性の接着剤から成る裏面コンタクトである。この第一入射角αによる最初の蒸着によって、基板、および導体トラックの側面と上面が被覆されるが、該導体トラック背後のある領域は、該接着剤によっては被覆されない。導体トラック背後のある距離を隔てたところから、基板の被覆が再度行われ、続いて、次の導体トラック側面への被覆が行われる。該蒸着のための入射角は、後に積層される顆粒状粒子のサイズに応じて、選択される。問題の導体トラックの陰となる側に、粒子が全く接触も接着もしないようにするには、陰になる領域が、少なくとも粒子の粒径と同じでなければならない。
【００１６】
第二主層は、顆粒状粒子を積層することによって形成された半導体層である。該粒子は、まだ十分に硬化していない前記接着層上に積層され、そこに固着する。該粒子間の絶縁を達成するために、該粒子間の隙間に、絶縁高分子層を積層する。これは、たとえば、浸漬法、あるいは吹きつけ法によって行うことができる。
【００１７】
ｐ／ｎ遷移領域を形成するために、次にｎ型半導体層を積層することが必要である。この緩衝層は、たとえば、溶液成長法によって積層される硫化カドミウムでもよい。もしも該ｎ型半導体層として他の材料が用いられるならば、スパッタ蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、および原子層蒸着（ＡＬＤ）などの方法を用いることも可能である。
【００１８】
前記ｎ型半導体層の次に、第三主層が角度βをもって積層される。これは、本発明の特に好ましい実施例において主成分をＺｎＯとする真性層である。
【００１９】
前記真性層に続き、前記基板表面に対して角度γをもってさらに積層蒸着が行われる。この第三主層は、導電性の表面コンタクトである。
【００２０】
前述の異なる角度による積層蒸着の繰り返しと、粒子の形での半導体層の積層とによって、特に太陽電池の用途に適した、厚膜層および／または薄膜層の直列接続部が形成される。  
【発明の効果】
【００２１】
前述した、厚膜層および／または薄膜層の自己調節式直列接続部の前記作製方法は、従来方法と比較して多くの利点を有することに特徴がある。一つには、シェーディング領域によって分割領域が決まるので、被覆する前記基板を完全に精確に位置決めする必要がない。第二に、適当な積層手段を用いることによって、シェーディング幅、すなわち無効領域を最小限に減らすことができる。更に、各加工ステーション間で基板を前後に移動させる必要がなく、適当な積層手段を用いれば単一のステーションで加工できるので、前記方法はインライン工程で容易に実施することができる。分割領域が交差することは起こり得ないので、誤差源と短絡は生じないのである。  
【００２２】
従来の薄膜層と比較すると、特に顆粒状粒子の形の厚膜層を用いることは、該粒子が個別の結晶として形成されて、より優れた電気的性質が得られる、という利点がある。さらに、該方法を用いると、従来の薄膜太陽光発電の高温工程および低温工程が分離され、より柔軟性が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
従属請求項、及び図を基にして以下に好ましい実施例を提示することによって、本発明の付加的な利点、特徴、及び有利な改良点を説明する。
【００２４】
図１は、互いにほとんど平行に並ぶ数本の導体トラック２０が敷設された基板１０を示している。ここで、「ほとんど」という表現には、正確に平行に並ぶ導体トラックとともに、該導体トラック間の距離の５０％以下まで平行からずれる導体トラックをも意味する。基板は、例えば、ガラス、特にフロートガラスであってもよい。他に適した材料には、高分子フィルムがある。該導体トラック２０は導電性を有しており、導電性高分子化合物、導電ガラスフリット、金属線、あるいはその他の材料から作製することができる。該導体トラックの断面は長方形であることが望ましいが、他の断面を選択することもできる。例えば、該導体トラックは、三角形、台形、あるいは半円形の断面を有してもよい。三角形導体トラックは、その側面が基板表面に接合するようにして敷設することができる。台形導体トラックは、例えば、その断面が基板表面に向かって先細りとなるように、敷設することができる。
【００２５】
前記導体トラックは、例えば、シルクスクリーン印刷によって敷設することができる。それによって、該トラックの幅Ｗは、スクリーン及び用いるペーストの特性によって決まる。それに対して、高さＨは主に印刷手順の回数によって決まる。該シルクスクリーン印刷は、例えば、黒鉛ペースト、および／または銀ペーストを用いて行うことができる。もし該導体トラックが金属片ならば、それらは、例えば、導電性接着剤を用いて前記基板上に接着することができる。
【００２６】
結果として形成される前記導体トラックの寸法は、次の大きさ、すなわち、幅Ｗは１０〜５００μｍ、高さＨは５〜５００μｍにあると有利である。該導体トラックの長さは、任意に選択することができ、主として被覆される前記基板の寸法に依存する。それに応じて、長さが３０ｃｍ〜６ｍの導体トラックが使用される。従って、同様に、敷設する導体トラックの本数も任意に選択できるが、１ｍあたり５０〜２００本の範囲にあることが望ましい。各該導体トラック２０間の間隔は、選択した寸法に応じて決まる。
【００２７】
図２は、第一主層３０を、本発明の工程によって前記基板１０と導体トラック２０上に積層する実施例を示している。この最初の積層蒸着は、該基板表面に対して第一入射角αをもって行われる。そして、前記導体トラック２０の長さ方向に対しては、垂直に行うと有利である。しかしながら、該導体トラックの長さ方向と蒸着方向とのなす角度は、９０°から外れていてもよい。ここでは、１°と９０°の間の角度にすることができる。
【００２８】
角度αをもって行う接着材料の指向型積層は、吹きつけ法あるいは他の適当な方法によって行うことができる。斜め方向に積層する代わりに、接着層のない領域が前記導体トラック２０背後に形成されるように接着層を意図的に積層する、他の方法を用いることも可能である。  
【００２９】
図２には、斜め方向に被覆が行われることによって、陰になる領域が前記導体トラック背後に形成され、そのために、これらの領域はいかなる蒸着も受けない、ことが示されている。従って、被覆層が形成されるのは、蒸着を受ける導体トラックの上面と側面上、および該導体トラック間において導体トラックの影に入らない領域上である。このようにして積層された第一の薄膜層の厚さは、一般的に、５０ｎｍ〜５０μｍである。
【００３０】
この第一主層は、有利にも導電性接着剤から成る裏面コンタクトを形成する。この接着剤に適した材料は、種々の高分子類から成る物質を含むことができる。特に適している材料は、例えば、炭素、インジウム、ニッケル、モリブデン、鉄、ニッケル−クロム、アルミニウム、および／または、それらに対応する合金または酸化物などの適当な導電性粒子を備えたエポキシド樹脂、ポリウレタン樹脂、および／または、ポリイミド樹脂である。その他、真性導電性高分子を用いることもできる。これらは、たとえば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）より成る高分子を含む。
【００３１】
前記導電性接着剤の選択は、また半導体のタイプにも依存する。それは、該半導体と接着剤との間には、オーム接触が存在しなければならないためである。もしも、選択した接着剤が、オーム接触を有するものの層抵抗は不良であるならば、そのような接着層は、あらかじめ積層した、より導電性の高い層によって補助することができる。この補助層は、同様に斜め方向にスパッタすることができる。接着層を補助するためには、たとえ半導体とオーム接触を持たなくても、高い導電性を示すような、より良好な層抵抗を有する他の接着剤を、あらかじめ積層しておくことも可能である。
【００３２】
図３には、顆粒状粒子４０の形での半導体層を積層する方法が示されている。この層は、第二主層である。前記粒子は、６０μｍ以下の粒径を有し、太陽電池の分野で用いられる適当な半導体材料より成ることが望ましい。該半導体材料は、本発明の特に好ましい実施例においては、例えば、銅−インジウム−セレン化物（Ｋｕｐｆｅｒｉｎｄｉｕｍｄｉｓｅｌｅｎｉｄ）、銅−インジウム−硫化物（Ｋｕｐｆｅｒｉｎｄｉｕｍｄｉｓｕｌｆｉｄ）、銅−インジウム−ガリウム−セレン化物（Ｋｕｐｆｅｒｉｎｄｉｕｍｇａｌｌｉｕｍｄｉｓｅｌｅｎｉｄ）、または銅−インジウム−ガリウム−セレン−硫化物（Ｋｕｐｆｅｒｉｎｄｉｕｍｇａｌｌｉｕｍｄｉｓｅｌｅｎｉｄｄｉｓｕｌｆｉｄ）を含むＩＩ-ＶＩ族半導体化合物から作製される。
【００３３】
粒子は、該粒子が前記第一接着層３０に接着するように、第一接着層３０の硬化前に積層するのが有利である。粒子は、例えば、散布、ダスティング、および／または印刷によって、前記基板上に積層することができる。接着層に接触しない粒子は、吹き飛ばし、あるいは振動などの適当な方法によって除去することができる。選択によっては、前記接着剤は、これらの粒子を除去する前に硬化させてもよい。該第二層の厚さは、この主層の一般的な厚さが１０〜２００μｍとなるように、用いる粒子の粒径によって決定される。
【００３４】
前記蒸着のための入射角は、後に積層される顆粒状粒子のサイズに応じて、選択される。前記導体トラック２０背後のシェーディング領域が少なくとも前記粒子４０一個の直径に相当するように、前記第一蒸着層３０の積層角度αを選択することが有利である、ことがわかっている。このようにすると、粒子は、問題の導体トラックの陰になる側には全く接着せず、しかも該導体トラックとも接触しない、ことが保証される。
【００３５】
図４には、次の工程段階として、前記粒子４０間の隙間における電気絶縁を形成する絶縁層５０が、前記基板上に積層される様子が示されている。この層は、高分子から成ることが望ましく、それは、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸樹脂、および／またはポリイミド樹脂より成る高分子である。該絶縁高分子層は、例えば、浸漬、あるいは吹きつけによって積層することができる。そして、この層の厚さは、粒子を覆わないようにするため、一般的に、該粒子の粒径の１０〜７０％である。このために、該高分子の粘性は、その材料が粒子表面を自由に流れ去って該粒子表面上にほとんど残らないように、調整されている。
【００３６】
次の工程段階の前には前記粒子の表面上に絶縁高分子が存在してはならないので、低粘性にもかかわらず残存している残渣は、除去しなければならない。これは、例えば、苛性アルカリ溶液あるいは酸を用いたエッチング、プラズマエッチング、あるいは機械的除去によって、行うことができる。
【００３７】
図５には、次の工程段階において、ｐ／ｎ遷移領域を形成するために、ｎ型半導体層６０を積層する方法が示されている。これは、例えば、硫化カドミウム層である。この層は、選択した材料に応じた適当な方法によって積層される緩衝層である。例えば、もし硫化カドミウム、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）、あるいは類似の材料を用いるならば、該積層には溶液成長法が適している。例えば、ＺｎＳｅおよび／またはＺｎＴｅなどの他の材料には、スパッタリングが適している。該緩衝層の他の積層方法は、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）、およびイオン層ガス反応（ＩＬＧＡＲ）を含む。
【００３８】
本発明の最も好ましい実施例では、図６に示す次の工程段階において、前記基板表面に対して角度βをもって真性層７０を積層する。これはＺｎＯが望ましい。この第三段階のために適切な積層方法にも、もう一度、スパッタリング、ＣＶＤ、ＡＬＤ、あるいはＩＬＧＡＲが含まれる。前記層３０の第一工程段階で陰になった導体トラック側面が今度も同様に被覆されないように、角度βを選択することが有利である、ことがわかっている。しかしながら、該角度は、９０°からあまりずれてはならず、一般的に、基板表面に対して７０°〜８９°である。図６は、角度βが９０°の場合を示している。
【００３９】
図７は、最終工程段階として、前記基板表面に対して角度γをもって導電性表面コンタクト８０を被覆する方法を図示している。この第四主層は、スパッタリング、あるいはＣＶＤなどの方法によっても、積層することができる。表面コンタクトに適した材料として、例えば、種々のＴＣＯｓ（透明導電性酸化物）を用いることができる。該角度γは、未被覆の前記側面が今度は蒸着を受けるように、前記角度αを反転した角度であることが望ましい。
【００４０】
工程はこれで完了であり、完成した層は、たとえば、太陽電池に用いられる直列接続部を構成する。図７においては、矢印が電流経路を示している。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】導体トラックを敷設した基板の実施例を示す図である。
【図２】入射角αによる第一の接着層の積層を示す図である。
【図３】顆粒状粒子の形での半導体層の積層を示す図である。
【図４】絶縁層の積層を示す図である。
【図５】ｎ型半導体緩衝層の積層を示す図である。
【図６】角度βによる真性層の積層を示す図である。
【図７】角度γによる表面コンタクトの積層を示す図である。
【図８】完成した厚膜層と薄膜層の直列接続部における電流経路を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  基板
２０  導電性導体トラック
３０  積層角度αによる接着層
４０  顆粒状粒子から成る半導体層
５０  絶縁層
６０  ｎ型半導体緩衝層
７０  積層角度βによる真性層
８０  積層角度γによる表面コンタクト層
【図１】
2005531128.tif 000003
【図２】
2005531128.tif 000004
【図３】
2005531128.tif 000005
【図４】
2005531128.tif 000006
【図５】
2005531128.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005531128.tif 000009
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年4月8日(2004.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する導体トラック（２０）を基板（１０）上に敷設する工程段階と、
導電性の接着材料より成る第一主層（３０）を該基板表面に対して角度αをもって積層する工程段階と、
該第一主層に接着する顆粒状粒子（４０）より成る第二主層を該基板（１０）上に積層する工程段階と、
材料に依存し、かつ、工程に依存する加工手順に伴う数層の層を積層する工程段階と、
第三主層（７０）を該基板表面に対して角度βをもって積層する工程段階と、
第四主層（８０）を該基板表面に対して角度γをもって積層する工程段階とから成り、
前記角度αおよびγは、９０°と異なり、かつ互いに反転した角度となっていることを特徴とする厚膜層および／または薄膜層の自己調節式直列接続部の作製方法。
【請求項２】
前記主層（３０，７０，８０）を、ＰＶＤ工程によって斜めの角度をもって指向型に積層することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記主層（３０，７０，８０）を形成するために、積層材料粒子の噴流方向が前記導体トラック（２０）の向きに対して垂直であることを特徴とする請求項１、２のいずれかまたは両方に記載の方法。
【請求項４】
前記導電性導体トラック（２０）を、シルクスクリーン印刷によって前記基板（１０）上に敷設することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項５】
前記導電性導体トラック（２０）をシルクスクリーン印刷によって敷設するのに、黒鉛ペースト、および／または銀ペーストを用いることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記導電性導体トラック（２０）を、導電性接着剤によって前記基板（１０）上に接着することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項７】
前記第二主層の顆粒状粒子（４０）を、散布、ダスティング、および／または印刷によって積層することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項８】
前記導体トラック（２０）の高さＨと幅Ｗに応じて、該導体トラック側面のシェーディング領域の幅が、少なくとも前記顆粒状粒子（４０）の粒径と等しくなるように、前記第一主層（３０）の積層角度αを選択することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項９】
前記顆粒状粒子（４０）の後、該顆粒状粒子（４０）の１０〜７０％を覆う絶縁層（５０）を積層することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項１０】
前記絶縁層（５０）を、浸漬あるいは吹きつけによって積層することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記絶縁層（５０）の材料を、前記顆粒状粒子（４０）の表面から除去することを特徴とする請求項９と１０のいずれかまたは両方に記載の方法。
【請求項１２】
前記絶縁層（５０）の材料を、エッチング法によって前記粒子（４０）の表面から除去することを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記絶縁層（５０）の材料を、機械的に前記粒子（４０）の表面から除去することを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記絶縁層（５０）の積層の後、ｐ／ｎ遷移領域を形成することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項１５】
前記絶縁層（５０）の積層の後、ｎ型半導体緩衝層（６０）を積層することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記第三主層（７０）の積層角度βが、７０°〜８９°であることを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項１７】
前記主層（３０，７０，８０）と前記層（５０，６０）を、スパッタリング法、ＣＶＤ法，ＡＬＤ法，および／またはＩＬＧＡＲ法、および／または溶液成長によって積層することを特徴とする前記請求項の一以上に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１乃至１７記載の工程段階によって作製したことを特徴とする厚膜層および／または薄膜層の直列接続部。
【請求項１９】
前記基板（１０）は、ガラスから作製することを特徴とする請求項１８記載の直列接続部。
【請求項２０】
前記基板（１０）は、フロートガラスから作製することを特徴とする請求項１９記載の直列接続部。
【請求項２１】
前記基板（１０）は、高分子フィルムから作製することを特徴とする請求項１８記載の直列接続部。
【請求項２２】
前記導電性導体トラック（２０）が、互いにほとんど平行に並んでいることを特徴とする請求項１８乃至２１の一以上に記載の直列接続部。
【請求項２３】
前記導電性導体トラック（２０）の寸法が、長さＬは３０ｃｍ〜６ｍ、高さＨは５〜５００μｍ、および幅Ｗは１０〜５００μｍであることを特徴とする請求項１８乃至２２の一以上に記載の直列接続部。
【請求項２４】
前記導体トラックは、基板（１０）表面に、１ｍあたり５０〜２００本設けることを特徴とする請求項１８乃至２３の一以上に記載の直列接続部。
【請求項２５】
前記導体トラック（２０）は、導電性高分子合成物、導電ガラスフリット、または金属線から作製することを特徴とする請求項１８乃至２４の一以上に記載の直列接続部。
【請求項２６】
前記第一主層（３０）が、導電性接着層であることを特徴とする請求項１８乃至２５の一以上に記載の直列接続部。
【請求項２７】
前記第一主層（３０）の主成分は、高分子より成ることを特徴とする請求項２６記載の直列接続部。
【請求項２８】
前記第一主層（３０）の主成分は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸樹脂、および／またはポリイミド樹脂より成ることを特徴とする請求項２７記載の直列接続部。
【請求項２９】
前記第一主層（３０）の主成分が、真性導電性高分子（ＰＡＮ’ｓ）より成ることを特徴とする請求項２７記載の直列接続部。
【請求項３０】
前記第二主層の前記顆粒状粒子（４０）は、半導体材料から作製されることを特徴とする前記請求項の一以上に記載の直列接続部。
【請求項３１】
前記顆粒状粒子（４０）の直径が、６０μｍ以下であることを特徴とする請求項３０記載の直列接続部。
【請求項３２】
前記顆粒状粒子（４０）は、太陽光発電の分野で用いられる半導体材料から作製されることを特徴とする請求項３０、３１のいずれかまたは両方に記載の直列接続部。
【請求項３３】
前記顆粒状粒子（４０）は、ＩＩ-ＶＩ族半導体化合物から作製されることを特徴とする請求項３０乃至３２の一以上に記載の直列接続部。
【請求項３４】
前記顆粒状粒子（４０）は、銅−インジウム−セレン化物、銅−インジウム−硫化物、銅−インジウム−ガリウム−セレン化物、および／または銅−インジウム−ガリウム−セレン−硫化物より成る材料から作製されることを特徴とする請求項３０乃至３３の一以上に記載の直列接続部。
【請求項３５】
前記絶縁層（５０）は、高分子から作製されることを特徴とする請求項１８乃至３４の一以上に記載の直列接続部。
【請求項３６】
前記絶縁層（５０）の主成分は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸樹脂、および／またはポリイミド樹脂より成る高分子であることを特徴とする請求項３５記載の直列接続部。
【請求項３７】
前記ｎ型半導体緩衝層（８０）は、硫化カドミウム、ＺｎＳｅ，あるいはＺｎＴｅから作製されることを特徴とする請求項１８乃至３６の一以上に記載の直列接続部。
【請求項３８】
前記第三主層（７０）は、ＺｎＯから作製されることを特徴とする請求項１８乃至３７の一以上に記載の方法。
【請求項３９】
前記第四主層（８０）は、表面コンタクトを形成することを特徴とする請求項１８乃至３８の一以上に記載の方法。
【請求項４０】
前記第四主層（８０）は、ＴＣＯ（透明導電性酸化物）から作製されることを特徴とする請求項３９記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚膜層と薄膜層の自己調節式直列接続部と、その作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業界においては、厚膜層及び薄膜層の直列接続部の作製方法に対するニーズがますます高まってきている。しかし、特に、太陽光発電の分野においては、厚膜層及び薄膜層のセル間の直列接続部の問題が、依然として十分には解決されてはいない。
【０００３】
薄膜層の直列接続部の作製方法で最もよく知られている方法とは、個別層を積層していくものであり、一層積層するごとに積層工程を中断し、レーザーまたは機械的手段を用いて、積層した該層を分割する。一般に、積層した各々の層に、分割切れ目の形で分割部分を設けるには、数段階の加工手順が必要とされる。
【０００４】
このような作製方法は、種々の不利な点を有する。無駄な面を最小限に抑えるには、切れ目を極めて接近して設けなければならないが、互いに重なったり交差してはならない。さもなければ、短絡や誤差を生じるからであり、このためには、例えば、基板の方向決めを極めて高精度に行う必要がある。また、インライン工程を実施するには、作製する各切れ目に応じて適切なステーションを設けなければならない。これとは対照的に、インライン工程で実施しない方法であれば、切れ目に応じた切断ステーションまで、基板を移動させなければならない。
【０００５】
国際特許出願公開公報第９６３０９３５号には、導電層および絶縁層を交互に積層する、多層電子部品の製造方法が開示されている。ここでは、長方形断面を有するウェブが表面上に並んだ基板が使用されており、それによって、ある入射角をもたせて指向性積層蒸着を行うと、ウェブ間にシェーディング領域が形成されるようになっている。
【０００６】
欧州特許出願公開公報第０８５３３４５Ａ１号では、太陽電池製造中に、ＣｄＴｅ層を形成する方法が記載されている。該ＣｄＴｅ層は昇華工程によって積層される。このような工程に用いる材料源は、ＣｄＴｅ粉末とその他の成分が混合されて基板上に積層するペーストを形成するように、構成されている。この材料源を有する材料源基板は、被覆すべき基板と一定間隔だけ離間して対向配置されているので、該材料源基板を加熱すると、前記基板上にＣｄＴｅ層が形成されるのである。
【０００７】
ドイツ特許出願公開公報第３７２７８２５Ａ１号では、直列接続された結晶シリコン製薄膜太陽電池モジュールの製造方法が開示されている。該方法では、大きな表面領域を有する基板上に幅の狭いウェブを敷設し、これらのウェブを、それぞれ異なる機能を有する層で連続的に被覆する。一定の領域を層の蒸着材料に曝さないようにするためには、たとえば、マスク、および研磨、エッチング、レーザー技術などが用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、厚膜層および／または薄膜層の自己調節式直列接続部の一般的な作製方法を改良することにあり、これにより、従来の作製方法の欠点を回避すると共に、容易に実施できる加工手順を少し経るだけですむようになる。
【０００９】
また、本発明の目的は、できるだけ容易に実施できる加工手順を少し経るだけで作製可能な厚膜層および／または薄膜層の自己調節式直列接続部を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明において、この目的は、基板上に導電性導体トラックを敷設した上で、該基板が、導体、半導体、および／または絶縁体材料をそれぞれ異なった入射角で幾つか積層させる積層蒸着を受ける、ことによって達成される。         
【００１１】
様々な角度で積層蒸着を行うと、導体トラック間で陰となって問題の材料蒸着を受けない領域が変化する。
【００１２】
前記目的は、また、前記の斜め方向の積層蒸着に加えて、特に顆粒状粒子から成る主層を含む追加層を積層することによって、達成される。
【００１３】
この粒子から成る層は、前記直列接続部における半導体であり、積層された薄膜層が５０ｎｍ〜５０μｍの厚さを有するのに対して、１０〜 ２００μｍの厚さを有するので、厚膜層と名付けることにする。したがって、本発明による前記方法によって作製される該直列接続部は、厚膜層および薄膜層の接続部であり、該接続部を通じて電流が流れるのである。
【００１４】
前記基板上に敷設された前記導体トラックは、長方形断面を有することが好ましいが、他の断面形状も可能である。例えば、該導体トラックは、三角形、台形、あるいは半円形の断面を有してもよい。該導体トラックは、例えば、ガラスの基板の表面上に敷設される。該導体トラックの敷設後には、該基板は、引き続いて種々の被覆手順、および加工手順を受ける。これらの手順には、該基板表面に対して積層角度をつけて行う、少なくとも数回の積層蒸着と、顆粒状粒子の積層による半導体層の形成とが含まれる。
【００１５】
問題となる蒸着方向は、前記導体トラックの長さ方向に対して垂直に、かつ、該導体トラック間に該導体トラック側面の陰となって蒸着を受けない領域が形成されるように、該基板表面に対しては斜めに向けられることが、好ましい。
【００１６】
本発明の特に好ましい実施例においては、厚膜層と薄膜層の直列接続部を作製するために、１層の粒子層とともに、少なくとも３層の主層が前記基板表面に対してそれぞれ異なった角度で積層される。主層は、該主層と同じ角度で積層されるのが好ましい、幾つかの個別層より構成することができる。さらに、該主層は、直列接続部の形成に必要な追加層と加工手順によって、中断したり、あるいは補うことができる。  
【００１７】
以下に、４層の主層から成る直列接続部の特に好ましい実施例について説明する。この実施例では、３層の主層は、斜め方向に積層され、そのうちの１層の主層は、粒子から成り立っている。該４層の主層は、該層の直列接続部を形成するために必要な追加層によって補われる。このためには、導電性導体トラックが基板上に敷設され、その後に第一主層が積層される。この層は、導電性または半導電性の接着剤から成る裏面コンタクトである。この第一入射角αによる最初の蒸着によって、基板、および導体トラックの側面と上面が被覆されるが、該導体トラック背後のある領域は、該接着剤によっては被覆されない。導体トラック背後のある距離を隔てたところから、基板の被覆が再度行われ、続いて、次の導体トラック側面への被覆が行われる。該蒸着のための入射角は、後に積層される顆粒状粒子のサイズに応じて、選択される。問題の導体トラックの陰となる側に、粒子が全く接触も接着もしないようにするには、陰になる領域が、少なくとも粒子の粒径と同じでなければならない。
【００１８】
第二主層は、顆粒状粒子を積層することによって形成された半導体層である。該粒子は、まだ十分に硬化していない前記接着層上に積層され、そこに固着する。該粒子間の絶縁を達成するために、該粒子間の隙間に、絶縁高分子層を積層する。これは、たとえば、浸漬法、あるいは吹きつけ法によって行うことができる。
【００１９】
ｐ／ｎ遷移領域を形成するために、次にｎ型半導体層を積層することが必要である。この緩衝層は、たとえば、溶液成長法によって積層される硫化カドミウムでもよい。もしも該ｎ型半導体層として他の材料が用いられるならば、スパッタ蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、および原子層蒸着（ＡＬＤ）などの方法を用いることも可能である。
【００２０】
前記ｎ型半導体層の次に、第三主層が角度βをもって積層される。これは、本発明の特に好ましい実施例において主成分をＺｎＯとする真性層である。
【００２１】
前記真性層に続き、前記基板表面に対して角度γをもってさらに積層蒸着が行われる。この第三主層は、導電性の表面コンタクトである。
【００２２】
前述の異なる角度による積層蒸着の繰り返しと、粒子の形での半導体層の積層とによって、特に太陽電池の用途に適した、厚膜層および／または薄膜層の直列接続部が形成される。  
【発明の効果】
【００２３】
前述した、厚膜層および／または薄膜層の自己調節式直列接続部の前記作製方法は、従来方法と比較して多くの利点を有することに特徴がある。一つには、シェーディング領域によって分割領域が決まるので、被覆する前記基板を完全に精確に位置決めする必要がない。第二に、適当な積層手段を用いることによって、シェーディング幅、すなわち無効領域を最小限に減らすことができる。更に、各加工ステーション間で基板を前後に移動させる必要がなく、適当な積層手段を用いれば単一のステーションで加工できるので、前記方法はインライン工程で容易に実施することができる。分割領域が交差することは起こり得ないので、誤差源と短絡は生じないのである。  
【００２４】
従来の薄膜層と比較すると、特に顆粒状粒子の形の厚膜層を用いることは、該粒子が個別の結晶として形成されて、より優れた電気的性質が得られる、という利点がある。さらに、該方法を用いると、従来の薄膜太陽光発電の高温工程および低温工程が分離され、より柔軟性が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
従属請求項、及び図を基にして以下に好ましい実施例を提示することによって、本発明の付加的な利点、特徴、及び有利な改良点を説明する。
【００２６】
図１は、互いにほとんど平行に並ぶ数本の導体トラック２０が敷設された基板１０を示している。ここで、「ほとんど」という表現には、正確に平行に並ぶ導体トラックとともに、該導体トラック間の距離の５０％以下まで平行からずれる導体トラックをも意味する。基板は、例えば、ガラス、特にフロートガラスであってもよい。他に適した材料には、高分子フィルムがある。該導体トラック２０は導電性を有しており、導電性高分子化合物、導電ガラスフリット、金属線、あるいはその他の材料から作製することができる。該導体トラックの断面は長方形であることが望ましいが、他の断面を選択することもできる。例えば、該導体トラックは、三角形、台形、あるいは半円形の断面を有してもよい。三角形導体トラックは、その側面が基板表面に接合するようにして敷設することができる。台形導体トラックは、例えば、その断面が基板表面に向かって先細りとなるように、敷設することができる。
【００２７】
前記導体トラックは、例えば、シルクスクリーン印刷によって敷設することができる。それによって、該トラックの幅Ｗは、スクリーン及び用いるペーストの特性によって決まる。それに対して、高さＨは主に印刷手順の回数によって決まる。該シルクスクリーン印刷は、例えば、黒鉛ペースト、および／または銀ペーストを用いて行うことができる。もし該導体トラックが金属片ならば、それらは、例えば、導電性接着剤を用いて前記基板上に接着することができる。
【００２８】
結果として形成される前記導体トラックの寸法は、次の大きさ、すなわち、幅Ｗは１０〜５００μｍ、高さＨは５〜５００μｍにあると有利である。該導体トラックの長さは、任意に選択することができ、主として被覆される前記基板の寸法に依存する。それに応じて、長さが３０ｃｍ〜６ｍの導体トラックが使用される。従って、同様に、敷設する導体トラックの本数も任意に選択できるが、１ｍあたり５０〜２００本の範囲にあることが望ましい。各該導体トラック２０間の間隔は、選択した寸法に応じて決まる。
【００２９】
図２は、第一主層３０を、本発明の工程によって前記基板１０と導体トラック２０上に積層する実施例を示している。この最初の積層蒸着は、該基板表面に対して第一入射角αをもって行われる。そして、前記導体トラック２０の長さ方向に対しては、垂直に行うと有利である。しかしながら、該導体トラックの長さ方向と蒸着方向とのなす角度は、９０°から外れていてもよい。ここでは、１°と９０°の間の角度にすることができる。
【００３０】
角度αをもって行う接着材料の指向型積層は、吹きつけ法あるいは他の適当な方法によって行うことができる。斜め方向に積層する代わりに、接着層のない領域が前記導体トラック２０背後に形成されるように接着層を意図的に積層する、他の方法を用いることも可能である。  
【００３１】
図２には、斜め方向に被覆が行われることによって、陰になる領域が前記導体トラック背後に形成され、そのために、これらの領域はいかなる蒸着も受けない、ことが示されている。従って、被覆層が形成されるのは、蒸着を受ける導体トラックの上面と側面上、および該導体トラック間において導体トラックの影に入らない領域上である。このようにして積層された第一の薄膜層の厚さは、一般的に、５０ｎｍ〜５０μｍである。
【００３２】
この第一主層は、有利にも導電性接着剤から成る裏面コンタクトを形成する。この接着剤に適した材料は、種々の高分子類から成る物質を含むことができる。特に適している材料は、例えば、炭素、インジウム、ニッケル、モリブデン、鉄、ニッケル−クロム、アルミニウム、および／または、それらに対応する合金または酸化物などの適当な導電性粒子を備えたエポキシド樹脂、ポリウレタン樹脂、および／または、ポリイミド樹脂である。その他、真性導電性高分子を用いることもできる。これらは、たとえば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）より成る高分子を含む。
【００３３】
前記導電性接着剤の選択は、また半導体のタイプにも依存する。それは、該半導体と接着剤との間には、オーム接触が存在しなければならないためである。もしも、選択した接着剤が、オーム接触を有するものの層抵抗は不良であるならば、そのような接着層は、あらかじめ積層した、より導電性の高い層によって補助することができる。この補助層は、同様に斜め方向にスパッタすることができる。
接着層を補助するためには、たとえ半導体とオーム接触を持たなくても、高い導電性を示すような、より良好な層抵抗を有する他の接着剤を、あらかじめ積層しておくことも可能である。
【００３４】
図３には、顆粒状粒子４０の形での半導体層を積層する方法が示されている。この層は、第二主層である。前記粒子は、６０μｍ以下の粒径を有し、太陽電池の分野で用いられる適当な半導体材料より成ることが望ましい。該半導体材料は、本発明の特に好ましい実施例においては、例えば、銅−インジウム−セレン化物（Ｋｕｐｆｅｒｉｎｄｉｕｍｄｉｓｅｌｅｎｉｄ）、銅−インジウム−硫化物（Ｋｕｐｆｅｒｉｎｄｉｕｍｄｉｓｕｌｆｉｄ）、銅−インジウム−ガリウム−セレン化物（Ｋｕｐｆｅｒｉｎｄｉｕｍｇａｌｌｉｕｍｄｉｓｅｌｅｎｉｄ）、または銅−インジウム−ガリウム−セレン−硫化物（Ｋｕｐｆｅｒｉｎｄｉｕｍｇａｌｌｉｕｍｄｉｓｅｌｅｎｉｄｄｉｓｕｌｆｉｄ）を含むＩＩ-ＶＩ族半導体化合物から作製される。
【００３５】
粒子は、該粒子が前記第一接着層３０に接着するように、第一接着層３０の硬化前に積層するのが有利である。粒子は、例えば、散布、ダスティング、および／または印刷によって、前記基板上に積層することができる。接着層に接触しない粒子は、吹き飛ばし、あるいは振動などの適当な方法によって除去することができる。選択によっては、前記接着剤は、これらの粒子を除去する前に硬化させてもよい。該第二層の厚さは、この主層の一般的な厚さが１０〜２００μｍとなるように、用いる粒子の粒径によって決定される。
【００３６】
前記蒸着のための入射角は、後に積層される顆粒状粒子のサイズに応じて、選択される。前記導体トラック２０背後のシェーディング領域が少なくとも前記粒子４０一個の直径に相当するように、前記第一蒸着層３０の積層角度αを選択することが有利である、ことがわかっている。このようにすると、粒子は、問題の導体トラックの陰になる側には全く接着せず、しかも該導体トラックとも接触しない、ことが保証される。
【００３７】
図４には、次の工程段階として、前記粒子４０間の隙間における電気絶縁を形成する絶縁層５０が、前記基板上に積層される様子が示されている。この層は、高分子から成ることが望ましく、それは、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル酸樹脂、および／またはポリイミド樹脂より成る高分子である。該絶縁高分子層は、例えば、浸漬、あるいは吹きつけによって積層することができる。そして、この層の厚さは、粒子を覆わないようにするため、一般的に、該粒子の粒径の１０〜７０％である。このために、該高分子の粘性は、その材料が粒子表面を自由に流れ去って該粒子表面上にほとんど残らないように、調整されている。
【００３８】
次の工程段階の前には前記粒子の表面上に絶縁高分子が存在してはならないので、低粘性にもかかわらず残存している残渣は、除去しなければならない。これは、例えば、苛性アルカリ溶液あるいは酸を用いたエッチング、プラズマエッチング、あるいは機械的除去によって、行うことができる。
【００３９】
図５には、次の工程段階において、ｐ／ｎ遷移領域を形成するために、ｎ型半導体層６０を積層する方法が示されている。これは、例えば、硫化カドミウム層である。この層は、選択した材料に応じた適当な方法によって積層される緩衝層である。例えば、もし硫化カドミウム、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）、あるいは類似の材料を用いるならば、該積層には溶液成長法が適している。例えば、ＺｎＳｅおよび／またはＺｎＴｅなどの他の材料には、スパッタリングが適している。該緩衝層の他の積層方法は、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）、およびイオン層ガス反応（ＩＬＧＡＲ）を含む。
【００４０】
本発明の最も好ましい実施例では、図６に示す次の工程段階において、前記基板表面に対して角度βをもって真性層７０を積層する。これはＺｎＯが望ましい。この第三段階のために適切な積層方法にも、もう一度、スパッタリング、ＣＶＤ、ＡＬＤ、あるいはＩＬＧＡＲが含まれる。前記層３０の第一工程段階で陰になった導体トラック側面が今度も同様に被覆されないように、角度βを選択することが有利である、ことがわかっている。しかしながら、該角度は、９０°からあまりずれてはならず、一般的に、基板表面に対して７０°〜８９°である。図６は、角度βが９０°の場合を示している。
【００４１】
図７は、最終工程段階として、前記基板表面に対して角度γをもって導電性表面コンタクト８０を被覆する方法を図示している。この第四主層は、スパッタリング、あるいはＣＶＤなどの方法によっても、積層することができる。表面コンタクトに適した材料として、例えば、種々のＴＣＯｓ（透明導電性酸化物）を用いることができる。該角度γは、未被覆の前記側面が今度は蒸着を受けるように、前記角度αを反転した角度であることが望ましい。
【００４２】
工程はこれで完了であり、完成した層は、たとえば、太陽電池に用いられる直列接続部を構成する。図７においては、矢印が電流経路を示している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】導体トラックを敷設した基板の実施例を示す図である。
【図２】入射角αによる第一の接着層の積層を示す図である。
【図３】顆粒状粒子の形での半導体層の積層を示す図である。
【図４】絶縁層の積層を示す図である。
【図５】ｎ型半導体緩衝層の積層を示す図である。
【図６】角度βによる真性層の積層を示す図である。
【図７】角度γによる表面コンタクトの積層を示す図である。
【図８】完成した厚膜層と薄膜層の直列接続部における電流経路を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  基板
２０  導電性導体トラック
３０  積層角度αによる接着層
４０  顆粒状粒子から成る半導体層
５０  絶縁層
６０  ｎ型半導体緩衝層
７０  積層角度βによる真性層
８０  積層角度γによる表面コンタクト層
【国際調査報告】
2005531128.tif 000011
2005531128.tif 000012
2005531128.tif 000013
2005531128.tif 000014
2005531128.tif 000015
2005531128.tif 000016