(57)【要約】  【課題】  結晶半導体粒子と導電性基板との接合安定性が高い光電変換装置およびその製造方法を提供する。  【解決手段】  導電性基板１９と、導電性基板１９上に形成され、所定の開口部を有し、且つ、導電性基板１９と一導電型の結晶半導体粒子１０との接合温度よりも高い融点を有する材料からなる、絶縁層２４と、導電性基板１９上で絶縁層２４の開口部内に形成された接合層１８と、接合層１８上に形成された結晶半導体粒子１０とを有してなる光電変換装置とする。【選択図】  図１
2008034540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基板と、
前記導電性基板上に形成され、所定の開口部を有し、且つ、前記導電性基板と一導電型の結晶半導体粒子との接合温度よりも高い融点を有する材料からなる、絶縁層と、
前記導電性基板上で前記絶縁層の開口部内に形成された接合層と、
前記接合層上に形成された前記結晶半導体粒子と、を有してなる光電変換装置。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記導電性基板を成す材料の酸化物を主成分とするものであることを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記開口部の直径が前記結晶半導体粒子の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１または２記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記接合層は、前記導電性基板を成す材料と前記結晶半導体粒子を成す半導体とから成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の光電変換装置。
【請求項５】
導電性基板上に、所定の開口部を有し、且つ、前記導電性基板と一導電型の結晶半導体粒子との接合温度よりも高い融点を有する材料からなる、絶縁層を形成する工程と、
前記一導電型の結晶半導体粒子の少なくとも一部が前記絶縁層の開口部内に収容されるように、前記一導電型の結晶半導体粒子を前記導電性基板上に載置する工程と、
前記導電性基板と前記一導電型の結晶半導体粒子とを接合する工程と、を有してなる光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電などに使用される光電変換装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の粒状半導体を用いた光電変換装置を図２〜図５に示す。
【０００３】
例えば図２に示すように、第１のアルミニウム箔２１３に開口を形成し、その開口にｐ型の球状シリコン上にｎ型表皮部２１１を持つシリコン球２１０を挿着し、このシリコン球２１０の裏側のｎ型表皮部２１１を除去し、第１のアルミニウム箔２１３の裏面側に酸化物絶縁層２１２を形成し、シリコン球２１０の裏側の酸化物絶縁層２１２を除去し、シリコン球２１０と第２のアルミニウム箔２１４とを接合した光電変換装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、図３に示すように、基板３１９上に低融点金属層３１７を形成し、この低融点金属層３１７上に第１導電型の粒状結晶半導体３１０を配設し、この粒状結晶半導体３１０上に第２導電型のアモルファス半導体層３１５を低融点金属層３１７との間に絶縁層３１２を介して形成した光電変換装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。図３において、３１６は透明導電膜などから成る電極である。
【０００５】
また、図４に示すように、シート状のモジュール基板５１９上に、複数の第１導電型の球状半導体５１０を導電ぺースト５２２によって接着した状態で熱可塑性透明柔軟樹脂５２３中に埋設し、球状半導体５１０の表面領域に不純物を熱拡散あるいはイオン注入によってドープすることで第２導電型の表面層５１１を形成した光電変換装置が開示されている（例えば特許文献３参照）。また、図５において、５１６は透明導電膜などから成る電極である。
【０００６】
また、図５に示すように、基板６１９上に多数の一導電型を呈する粒状結晶半導体６１０を配設して基板６１９と接合し、この一導電型を呈する粒状結晶半導体６１０間に絶縁体６１２を充填し、粒状結晶半導体６１０上に逆電導型を呈する半導体層６１１を配設するとともに、半導体層６１１に他方の電極層６１６を接続して設けた光電変換装置において、シリコン等からなる粒状結晶半導体６１０とアルミニウムからなる基板６１９との合金部６１８を形成するとともに、粒状結晶半導体６１０の下端部にｐ＋形成領域を形成した光電変換装置が開示されている（例えば特許文献４参照）。
【特許文献１】特開昭６１−１２４１７９号公報
【特許文献２】特許第２６４１８００号公報
【特許文献３】特開２００１−２３０４２９号公報
【特許文献４】特開２００２−４３６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の図２の光電変換装置では、第１のアルミニウム箔２１３に開口を形成し、その開口にシリコン球２１０を押し込んでシリコン球２１０を第１のアルミニウム箔２１３に接合させる必要があるため、シリコン球２１０の球径および形状に均一性が要求され、その結果高コストになるという問題があった。また、シリコン球２１０と電極との位置合せの整合も困難であり問題があった。また、シリコン球２１０を第１のアルミニウム箔２１３に接合させるときの処理温度がアルミニウムとシリコンとの共晶温度である５７７℃以下であるため、接合が不安定になるという問題があった。
【０００８】
また、図３の光電変換装置は、第１導電型の粒状結晶半導体３１０上に第２導電型のアモルファス半導体層３１５を設けており、この場合に安定なｐｎ接合を形成するには、アモルファス半導体層３１５を形成する前に粒状結晶半導体３１０の表面を十分にエッチングおよび洗浄する必要があった。また、アモルファス半導体層３１５の光吸収が大きいことからその膜厚を薄くしなければならず、アモルファス半導体層３１５の膜厚が薄いと、欠陥に対する許容度も小さくなり、その結果洗浄工程や製造環境の管理を厳しくする必要がある。従って、図３のものの場合高コストになるという問題があった。
【０００９】
また、図４の光電変換装置は、第１導電型の球状半導体５１０と導電性ペースト５２２との接合部には高濃度層が存在しないため、光子により励起された電子の障壁によるいわゆるバックフィールド効果（ＢＳＦ）を得ることができず、光電変換効率（以下、「変換効率」ともいう）が低下することが判明した。
【００１０】
また、図５の光電変換装置は、合金部６１８の深さ制御が困難であるため、粒状結晶半導体６１０の高さ、大きさにバラツキが起こり、変換効率が低下した。また、半導体層６１１および他方の電極層６１６を連続させつつ各粒状結晶半導体６１０に電気的に接続させるためには、粒状結晶半導体６１０の形状精度を高くし、基板６１９上で精度良く配設する必要があるため、プロセスコストが高くなるという問題があった。図５の光電変換装置は変換効率１２％程度である。
【００１１】
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、結晶半導体粒子と導電性基板との接合安定性が高い光電変換装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光電変換装置は、導電性基板と、前記導電性基板上に形成され、所定の開口部を有し、且つ、前記導電性基板と一導電型の結晶半導体粒子との接合温度よりも高い融点を有する材料からなる、絶縁層と、前記導電性基板上で前記絶縁層の開口部内に形成された接合層と、前記接合層上に形成された前記結晶半導体粒子とを有してなるものである。
【００１３】
また前記絶縁層は、前記導電性基板を成す材料の酸化物を主成分とするものであることを特徴とする。
【００１４】
さらに、前記開口部の直径が前記結晶半導体粒子の直径よりも小さいことを特徴とする。
【００１５】
またさらに、前記接合層は、前記導電性基板を成す材料と前記結晶半導体粒子を成す半導体とから成ることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の光電変換装置の製造方法は、導電性基板上に、所定の開口部を有し、且つ、前記導電性基板と一導電型の結晶半導体粒子との接合温度よりも高い融点を有する材料からなる、絶縁層を形成する工程と、前記一導電型の結晶半導体粒子の少なくとも一部が前記絶縁層の開口部内に収容されるように、前記一導電型の結晶半導体粒子を前記導電性基板上に載置する工程と、前記導電性基板と前記一導電型の結晶半導体粒子とを接合する工程とを有してなるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光電変換装置は、導電性基板と、導電性基板上に形成され、所定の開口部を有し、且つ、導電性基板と一導電型の結晶半導体粒子との接合温度よりも高い融点を有する材料からなる、絶縁層と、導電性基板上で絶縁層の開口部内に形成された接合層と、接合層上に形成された結晶半導体粒子とを有してなるものであることから、結晶半導体粒子を、絶縁層の開口部内で接合層を介して、導電性基板と安定的に接合することが可能となる。
【００１８】
また前記絶縁層は、前記導電性基板を成す材料の酸化物を主成分とするものであることが好ましく、これによって生産性良く且つより安定性の高い接合を構成することが可能となる。
【００１９】
さらに、前記開口部の直径が前記結晶半導体粒子の直径よりも小さいことが好ましく、これによって導電性基板上における結晶半導体粒子の沈み込みによる位置バラつきを抑制することが可能となる。
【００２０】
またさらに、前記接合層は、材料特性による信頼性の観点から、前記導電性基板を成す材料と前記結晶半導体粒子を成す半導体とから構成されることが好ましい。
【００２１】
また本発明の光電変換装置の製造方法は、導電性基板上に、所定の開口部を有し、且つ、前記導電性基板と一導電型の結晶半導体粒子との接合温度よりも高い融点を有する材料からなる、絶縁層を形成する工程と、前記一導電型の結晶半導体粒子の少なくとも一部が前記絶縁層の開口部内に収容されるように、前記一導電型の結晶半導体粒子を前記導電性基板上に載置する工程と、前記導電性基板と前記一導電型の結晶半導体粒子とを接合する工程とを有してなることから、結晶半導体粒子の導電性基板への接合を、絶縁層の開口部内という規制された領域で行われることで、両者間の安定的な接合が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の光電変換装置の実施の形態の例について、図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。なお、図面において同一部材には同一符号を付している。
【００２３】
図１は、本発明の光電変換装置について実施の形態の１例を示す断面図である。図１において、１０は一導電型を呈する粒状半導体（結晶半導体粒子）、１１は逆導電型を呈する半導体層、１２は層間絶縁膜、１６は他方の電極、１８は接合層、１９は導電性基板、２４は高融点絶縁層、２５は開口部である。
【００２４】
導電性基板１９は一方の電極を兼ねるものであり、例えば、純アルミニウム，アルミニウム−マンガン系合金，アルミニウム−シリコン系合金，アルミニウム−マグネシウム系合金，アルミニウム−銅系合金，アルミニウム−銅−シリコン系合金，アルミニウム−マグネシウム−シリコン系合金，アルミニウム−亜鉛−マグネシウム系合金，アルミニウム−銅−マグネシウム−シリコン系合金等からなる金属板を用いることができる。
【００２５】
また、導電性基板１９として、上記純アルミニウム，アルミニウム−マンガン系合金，アルミニウム−シリコン系合金，アルミニウム−マグネシウム系合金，アルミニウム−銅系合金，アルミニウム−銅−シリコン系合金，アルミニウム−マグネシウム−シリコン系合金，アルミニウム−亜鉛−マグネシウム系合金，アルミニウム−銅−マグネシウム−シリコン系合金等を被着させた鉄鋼等の金属板でも良い。ここで、アルミニウムあるいはアルミニウム系合金が導電性基板の場合は、粒状半導体１０の接合により、アルミニウム−シリコン共晶が形成され、アルミが良好なｐ型ドーパントであるため界面にｐ＋層が形成されることでＢＳＦ効果が発現される。また、粒状半導体１０と導電性基板１９との強い接着強度が実現できる。
【００２６】
高融点絶縁層２４とは、導電性基板１９と一導電型の粒状半導体１０との接合温度よりも高い融点を有する材料からなる絶縁層を意味し、上記アルミニウムあるいはアルミニウム系合金導電性基板１９上に粒状半導体１０を接合させる領域に開口部２５を設けたパターンで陽極酸化処理あるいは化成処理により形成することができる。
【００２７】
すなわち、開口部２５は導電性基板１９上に開口部２５にレジストをスクリーン印刷等により最密六方状あるいは規則正しく多数個配置でパターン印刷し、マスキングした。開口部２５以外の導電性基板表面を陽極酸化処理あるいは化成処理によりアルマイトの高融点絶縁層２４を形成した。陽極酸化処理は硬質アルマイト処理（低温法、有機酸法）、硫酸法、蓚酸法などを用いた。化成処理はベーマイト法、MBV法、りん酸塩法、クロメート法などを用いた。上記高融点絶縁層２４は多孔質体のため、加圧水蒸気法、沸騰水法、酢酸ニッケル法、重クロム酸法、低温法により封孔処理により、緻密化させ、耐食性、耐摩耗性を向上させた。アルマイトの高融点絶縁層２４の膜厚は５〜３０μｍが望ましい。
【００２８】
ここで、開口部２５の直径は粒状半導体１０の直径よりも小さい方が望ましい。これは、アルミニウムあるいはアルミニウム系合金導電性基板１９とシリコン粒状半導体１０との接合が多い場合、シリコン粒状半導体１０半球以上がアルミニウムあるいはアルミニウム系合金導電性基板１９と共晶し接合することを抑制し、受光部面積を確保し、変換効率を安定したセルを作製することができる。
【００２９】
また、図６に示すように、両面対称に開口部２５を設けた方が導電性基板の反りは少なくてよい。すなわち、アルマイトの高融点絶縁層２４のパターンは導電性基板１９両面対称に形成した方が望ましい。これは、導電性基板１９としてアルミニウム系合金（熱膨張係数20x10-6）を用いた場合、陽極酸化により形成した高融点絶縁層２４のアルマイト（酸化アルミ（熱膨張係数5x10-6））の熱膨張係数の差により、導電性基板１９が反る原因となるためである。
【００３０】
一導電型を呈する粒状半導体１０として、ｐ型シリコンを用いることが好ましい。これは、粒状半導体１０を接合する導電性基板１９がシリコンのｐ型不純物であるアルミニウムを用いることによる。ｐ型シリコンのｐ型不純物としてIII族元素のボロン，アルミニウム，ガリウム，インジウム等があるが、シリコンに対する偏析係数が大きい点やシリコン溶融時の蒸発係数が小さい点から特にボロンがよい。
【００３１】
粒状半導体１０の形状としては、多角立体状のもの、球面等の曲面を持つもの、突起を持つもの、その他球形状、回転楕円体状、カプセル状（球形を一方向に引き伸ばした形状）等がある。また、粒状半導体１０の粒径分布としては均一、不均一を問わないが、均一の場合は粒径を揃えるための工程が必要になるため、安価に製造するためには不均一な方が有利である。
【００３２】
粒状半導体１０の平均粒径としては、０．１〜１．０ｍｍがよく、１．０ｍｍを超えると、シリコン等の半導体インゴットを切削加工して形成される切削部も含めた従来の結晶板型半導体を用いた光電変換装置の半導体使用量と変わらなくなり、粒状半導体１０を用いるメリットがなくなる。また、０．１ｍｍよりも小さいと、粒状半導体１０の導電性基板１９へのアッセンブルがしにくくなるという別の問題が発生する。より好適には、光吸収深さ、シリコン等の半導体の充填率、半導体の使用量の関係から、粒状半導体１０の平均粒径は０．３５ｍｍがよい。
【００３３】
また粒状半導体１０は、溶液成長法、融液落下法、粉砕法、粉砕粒再融解法等により形成することができる。さらに、粒状半導体１０の結晶性を向上させるために、粒状半導体１０に対して熱アニーリング法、光アニーリング法、リメルト法等の処理を行った方がよい。さらに、不純物を低減するために、リメルト法と、ウェットエッチング法あるいはドライエッチング法による表面エッチング法とを繰り返して、粒状半導体１０の表面から不純物を除去してもよい。
【００３４】
このような粒状半導体１０としてＰ型シリコン球を用いた場合、最密六方状あるいは規則正しく多数個配置された開口部２５のアルミニウム基板１９の上に設置され、アルミニウムとシリコンの共晶接合させるために、一定荷重を掛け、アルミニウム−シリコンの共晶温度５７７℃以上の温度で窒素、あるいは窒素水素の還元雰囲気の接合加熱炉内を通過させることで接合される。このとき、アルミニウム基板１９とシリコン球１０の界面にはアルミニウム−シリコン共晶の接合層１８が形成される。上記加熱方法として、ランプ加熱法、マイクロ波加熱法、ヒータ加熱法等がある。
【００３５】
ここで、この接合層１８はアルマイトの高融点絶縁層２４により空間的に限定された合金層１８を介して安定して接合することができ、導電性基板１９と粒状半導体１０との接合状態の信頼性が向上できる。
【００３６】
さらに、アルミニウム−シリコン共晶は、各々の固溶していない共晶合金のため表面が粗い。一方、アルマイトは緻密な酸化膜のため表面が滑らかであり、光反射率が高いため、導電性基板表面まで達した光をアルマイト表面で反射し、その反射光を光電変換部で利用することができ、高い光電変換効率の向上が図れる。
【００３７】
また、粒状半導体１０間の導電性基板表面が滑らかなため、さらに上部の層間絶縁層のピンホールに対する絶縁膜となり、導電性基板とフィンガー電極間の短絡を抑制することができ、高変換効率な光電変換を達成することができる。
【００３８】
また、合金層１８よりも反射率の高い高融点絶縁層２４により光を反射することができ、高変換効率な光電変換を達成することができる。
【００３９】
また、高融点絶縁層２４が前記導電性基板１９の酸化物であることより、高融点で緻密な絶縁層２４が形成でき、安定した接合層１８が形成でき、生産性が向上できる。
【００４０】
また、高融点絶縁層２４の開口部２５は、前記一導電型を呈する粒状半導体１０よりも小さいことより、粒状半導体１０の導電性基板１９への溶解、沈み込みを抑制し、安定した接合層１８が形成でき、生産性の向上でき、高い変換効率が安定して得られる。
【００４１】
また、合金層１８が前記導電性基板１９と前記一導電型を呈する粒状半導体の合金であることより、材料機械特性が前記導電性基板１９と粒状半導体１０との中間になるので、信頼性が高い光電変換装置ができる。
【００４２】
次に、接合された粒状半導体１０であるｐ型シリコンに半球にレジストをコートさせた。レジスト塗布方法は転写法、スクリーン印刷法、インクジェット法、ネガレジストとマスクを用いたフォトリソグラフ法等が望ましい。粒状半導体１０下部の逆導電型を呈する半導体層１１であるｎ型シリコンをエッチング除去した。
【００４３】
さらに、粒状半導体１０であるｐ型シリコン表面に逆導電型を呈する半導体層１１であるｎ型シリコンを形成させた。このｎ型シリコンはｐ型シリコン表面への不純物拡散法を行った。また、ｎ型アモルファスシリコンあるいは微結晶シリコンの薄膜形成法により形成させてもよい。さらに、アモルファスシリコンからなる逆導電型を呈する半導体層１１との間に、高抵抗を呈する半導体層（図示せず）として真性のアモルファスシリコン（ｉ型ａ−Ｓｉ）を挿入することにより、ドーパントの相互拡散が抑制でき、キャリヤの再結合を低減できる。また、キャリヤの分離効果を高めることができるので、光電変換装置の高変換効率化を達成することができる。なお、粒状半導体１０の外郭に、ｎ型を呈するリン，砒素，アンチモン等、またはｐ型を呈するボロン，アルミニウム，ガリウム，インジウム等が微量含まれている粒状半導体１０を用いる場合、半導体層１１はなくてもよく、粒状半導体１０の上に他方の電極１６としての導電層を形成してショットキー接合を形成してもよい。さらに、半導体層１１と粒状半導体１０との間に真性の半導体層を形成し、ＰＩＮ構造を形成してもよい。なお、半導体層１１の膜厚を最適化すれば反射防止膜としての機能も付与できる。
【００４４】
次に、粒状半導体１０の隣接するもの同士の間に介在するように、導電性基板１９上に層間絶縁膜１２をコーティングする。層間絶縁膜１２は、正極と負極の電極分離を行うための層間絶縁材料からなり、ポリイミド樹脂を主成分とする。絶縁材料としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を任意な成分とするガラスも選択可能であるが、ポリイミドは、処理温度を低く抑えることが可能で、かつ、弾性係数も小さく、導電性基板と絶縁層の熱膨張差をより吸収するのに好ましい材料である。また、上記絶縁体は少なくとも半導体粒子の天頂部は露出してなることにより、上部に形成される他方の電極１６である透明導電膜との有効な接触を可能とする。
【００４５】
他方の電極１６は、気相成長法等の成膜形成方法あるいは塗布焼成法等によって形成され、透明電極材料であるＳｎＯ２，Ｉｎ２Ｏ３，ＩＴＯ（ＳｎドープＩｎ２Ｏ３），ＺｎＯ，ＴｉＯ２等から選ばれる１種または複数種の酸化物からなる酸化物膜、またはＴｉ，Ｐｔ，Ａｕ、Ａｇ等から選ばれる１種または複数種の金属からなる金属膜として形成する。
【００４６】
他方の電極１６は膜厚を選べば反射防止膜としての効果も期待できる。他方の電極１６上に直列抵抗を低減する集電極（グリッド電極）を形成してもよい。このような集電極は、カーボン，アルミニウム，銀，銀コート銅，ニッケル，白金，パラジウム，金等の導電性フィラー、樹脂バインダー、溶媒および粘度調整剤等を混合してペーストを作製し、このペーストを用いてディスペンサー法、スクリーン印刷法、転写法、インクジェット法等により塗布形成することがよい。このペーストは、熱硬化、光硬化、光熱硬化、溶媒乾燥および焼成等により固化されるものであり、これにより集電極が形成される。他方の電極１６上に、集電極として、一定間隔のフィンガー電極やバスバー電極といったパターン電極を設けて、直接的または間接的に集電極を半導体層１１と電気的に接続し、変換効率を向上させることも可能である。
【００４７】
また、他方の電極１６を省略して、半導体層１１上に集電極を直接形成し、集電極２２を他方の電極１６として用いてもよい。
【００４８】
さらに、保護層（図示せず）を形成してもよい。保護層としては、透明誘電体の特性を持つものがよく、ＣＶＤ法やＰＶＤ法等で例えば酸化珪素，酸化セシウム，酸化アルミニウム，窒化珪素，酸化チタン，ＳｉＯ２−ＴｉＯ２，酸化タンタル，酸化イットリウム、ポリイミド、シリコーン、エポキシ等の熱硬化樹脂、フッ素樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイモノマー等の熱可塑樹脂を、単一組成または複数組成で単層または複数層に組み合わせて、半導体層１１、他方の電極１６または集電極上に形成する。この保護層は、光の入射面に設けられるために透明性が必要であり、また半導体層１１、他方の電極１６、集電極２２と外部との間の電流リークを防止するために、誘電体であることが必要である。なお、保護層の膜厚を最適化すれば反射防止膜としての機能も付与できる。
【００４９】
本発明の光電変換装置を発電手段として用い、発電手段の発電電力の供給先である負荷を含めて光発電装置を構成することができ、これにより高効率で耐久性のある光発電装置を低コストに提供することができる。
【実施例】
【００５０】
本発明の光電変換装置の実施例を以下に説明する。
【００５１】
ｐ型結晶シリコン粒子を、ｐ型シリコン融液の液滴を容器のノズルから噴出させ自由落下させて固化させることにより製造する、いわゆるジェット法によって、製造した。即ち、ＡｒまたはＨｅの不活性ガスの雰囲気中で、坩堝へｐ型シリコン原料を充填して昇温し溶解したｐ型シリコン融液を、坩堝下端に形成されたノズルより噴出させて自由落下させ、固化させることにより、直径３５０μmの球状のｐ型結晶シリコン粒子を作製した。
【００５２】
次に、上記ｐ型結晶シリコン粒子を石英ボート上に載置して熱処理することにより、ｐ型結晶シリコン粒子の結晶性を高めた
次に、このｐ型結晶シリコン粒子を石英ボート上に載置して熱処理することにより、結晶シリコン粒子の表面にリン不純物を熱拡散させて、ｐ型結晶シリコン粒子表面におよそ１μｍの厚さのｎ型シリコン層を形成した。
【００５３】
次にアルミニウム基板上に直径２５０μｍのレジストパターンをスクリーン印刷で塗布した。
【００５４】
次に、上記レジストを塗布したアルミニウム基板を陽極酸化させ硬質アルマイトを３０μｍ厚で形成させ、有機溶剤により、レジストを除去した。さらに、酢酸ニッケルにより封孔処理を施し、硬質アルマイトを緻密化させた。
【００５５】
次に、規則正しく配置した硬質アルマイトの開口部のアルミニウム基板上にｎ型半導体層を形成させたｐ型結晶シリコン粒子を密着配設し、基板テーブルを窒素雰囲気で共晶温度５７７℃より低い５００℃に設定し、加圧ロッドに取り付けられた昇降テーブル上に、シリコン粒子を配設したアルミニウム基板セットし、６００℃に設定された熱板に1分間０．５kg/cm２を押し付けることで共晶接合をアルミニウム基板と結晶シリコン粒子間で形成することができた。
【００５６】
次に、接合された結晶シリコン粒子の半球上部に転写法によりレジストを形成させた。ＨＦ−ＨＮＯ３−ＣＨ３ＣＯＯＨ系のエッチング液を用いて、接合層と接しているｎ型シリコン層を除去した。
【００５７】
次に、シリコン粒子間にポリイミド樹脂からなる絶縁体を約２０μｍの厚みになるように充填塗布し、窒素雰囲気中２００℃で３０分乾燥させた後、４００℃で３０分間キュアーし、層間絶縁層を形成した。
【００５８】
次に、多数の結晶シリコン粒子上の全面に、上部電極膜としての透明導電膜（ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）膜）を、スパッタリング法により、８５ｎｍの厚みで形成した。この上部電極膜は反射防止膜としても機能する。
【００５９】
最後に、銀ペーストをディスペンサーでグリッド状にパターン形成して、大気中２００℃で焼成を行い、フィンガー電極およびバスバー電極を形成した（図示せず）。
【００６０】
この光電変換装置の電気特性をＡＭ１．５のソーラシミュレーターで評価した結果、光電変換効率は１４．０％であった。
【００６１】
実施例の光電変換装置の変換効率は、図５に示すような従来構成の光電変換装置の１２％程度の変換効率に比較して優れたものであった。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の光電変換装置について実施の形態の１例を示す断面図である。
【図２】従来の光電変換装置の１例を示す断面図である。
【図３】従来の光電変換装置の他例を示す断面図である。
【図４】従来の光電変換装置の他例を示す断面図である。
【図５】従来の光電変換装置の他例を示す断面図である。
【図６】本発明の光電変換装置について実施の形態の１例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１：光電変換装置
１０：一電導型を呈する粒状半導体（結晶半導体粒子）
１１：逆電導型を呈する半導体層
１２：層間絶縁膜
１６：他方の電極
１８：合金層（接合層）
１９：導電性基板
２４：高融点絶縁層
２５：開口部
２１０：シリコン球
２１１：ｎ型表皮部
２１２：酸化物絶縁層
２１３：第１のアルミニウム箔
２１４：第２のアルミニウム箔
３１０：第１導電型の粒状結晶半導体
３１２：絶縁層
３１５：第２導電型のアモルファス半導体層
３１６：透明導電膜
３１７：低融点金属層
３１９：基板
５１０：第１導電型の球状半導体
５１１：第２導電型の表面層
５１６：透明導電膜
５１９：モジュール基板
５２２：導電ペースト
５２３：熱可塑性透明柔軟樹脂
６１０：一電導型を呈する粒状結晶半導体
６１１：逆電導型を呈する半導体層
６１２：絶縁体
６１６：他方の電極層
６１８：合金部
６１９：基板
【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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