(57)【要約】【課題】  低コストで信頼性の高い光電変換装置を提供することを目的とする。【解決手段】  一方の電極となる基板１上に一導電型を呈する粒状結晶半導体２を多数配設し、この粒状結晶半導体２間に絶縁体３を介在させ、この粒状結晶半導体２上に逆導電型を呈する半導体層４を形成し、この逆導電型を呈する半導体層４上に他方の電極となる導電層５を形成した光電変換装置であって、上記絶縁体３が２５０℃以下で硬化するポリイミドから成り、上記粒状結晶半導体の下部において半導体層４と導電層５との間に介在することから、清浄な広いＰＮ接合面を確保でき、またＰＮ接合に熱的ダメージを与えることなく絶縁体３を形成できることから、従来の光電変換装置と比較して、低コストで高い変換効率を有する光電変換装置を容易に製造することができ、よって信頼性の高い光電変換装置を提供できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の電極となる基板上に一導電型を呈する粒状結晶半導体を多数配設し、この粒状結晶半導体間に絶縁体を介在させ、この粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成し、この逆導電型を呈する半導体層上に他方の電極層を形成した光電変換装置において、前記絶縁体がポリイミドからなり前記粒状結晶半導体の下部において前記逆導電型を呈する半導体層と他方の電極となる導電層との間に介在することを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記逆導電型を呈する半導体層と前記ポリイミドからなる絶縁体との間に、導電性保護層が介在することを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記導電性保護層の膜厚が３ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記ポリイミドの硬化温度が２５０℃以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記ポリイミドの厚み１μｍ当たりの光吸収率が、波長４００ｎｍのとき２０％以下、波長５００ｎｍのとき２％以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記ポリイミドからなる絶縁体の厚みが１μｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項７】
一方の電極となる基板上に一導電型を呈する粒状結晶半導体を多数配設して加熱して前記基板と接合した後、この粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成し、この粒状結晶半導体間にポリイミドを有機溶剤に溶かした溶液を塗布して２５０℃以下で熱処理することによってこの粒状結晶半導体間に絶縁体を充填し、その後この逆導電型を呈する半導体層および絶縁体上に他方の電極となる導電層を形成することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
一方の電極となる基板上に一導電型を呈する粒状結晶半導体を多数配設して加熱して前記基板と接合した後、この粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成し、この逆導電型を呈する半導体層の上に導電性保護層を形成し、この粒状結晶半導体間にポリイミドを有機溶剤に溶かした溶液を塗布して２５０℃以下で熱処理することによってこの粒状結晶半導体間に絶縁体を充填し、その後この導電性保護層および絶縁体上に他方の電極となる導電層を形成することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
前記２５０℃以下での熱処理を非酸化雰囲気で行うことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１０】
前記粒状結晶半導体間にポリイミドを有機溶剤に溶かした溶液を塗布する工程において、一定量のポリイミド溶液を基板上の特定の位置にスポット状もしくはライン状に塗布した後、そのポリイミド溶液を粒状結晶半導体間に浸透させることで基板全体に充填することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１１】
前記ポリイミドを有機溶剤に溶かした溶液の粘度が、固形分１０ｗｔ％の時２５℃で１００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求１０に記載の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とその製造方法に関し、特に粒状結晶半導体を用いた光電変換装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の粒状結晶半導体を用いた光電変換装置を図３〜図６に示す。例えば図３に示すように、第１のアルミニウム箔９に開口を形成し、その開口にｐ型の上にｎ型表皮部８を持つシリコン球２を挿着し、このシリコン球２の裏側のｎ型表皮部８を除去し、第１のアルミニウム箔９の裏面側に酸化物絶縁層３を形成し、シリコン球２の裏側の酸化物絶縁層３を除去し、シリコン球２と第２のアルミニウム箔７とを接合する光電変換装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、図４に示すように、基板１上に低融点金属層１０を形成し、この低融点金属層１０上に第１導電型の粒状結晶半導体２を配設し、この粒状結晶半導体２上に第２導電型のアモルファス半導体層６を上記低融点金属層１０との間に絶縁層３を介して形成する光電変換装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
また、図５に示すように、基板１上に高融点金属層１１と低融点金属層１０と半導体微小結晶粒１２とを堆積し、半導体微小結晶粒１２を融解させて飽和させた上で徐々に冷却して半導体を液相エビタキシャル成長させることによって多結晶薄膜１２を形成する方法が開示されている（例えば特許文献３参照）。
【０００５】
また、図６に示すように、シート状のモジュール基板１上に複数の第１導電型の球状半導体１６を導電ぺースト１４によって接着された状態で熱可塑性透明柔軟樹脂１７中に埋設し、球状半導体１６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４を形成する方法が開示されている（例えば特許文献４参照）。
【０００６】
なお、図４、図５、図６において、５は透明導電膜などから成る電極である。
【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】特公平８−３４１７７号公報
【特許文献４】特開２００１−２３０４２９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、図３に示すような光電変換装置では、第１のアルミニウム箔９に開口を形成し、その開口にシリコン球２を押し込んでシリコン球２を第１のアルミニウム箔９に接合させる必要があるため、シリコン球２の球径に均一性が要求され、高コストになるという問題があった。また、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４に示すような光電変換装置によれば、第１導電型の粒状結晶半導体２上に第２導電型のアモルファス半導体層６を設けるため、安定なｐｎ接合を形成するにはアモルファス半導体層６を形成する前に粒状結晶半導体２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６の光吸収が大きいことに起因して膜厚を薄くしなければならず、アモルファス半導体層６の膜厚が薄い場合、欠陥に対する許容度も小さくなり、洗浄工程や製造環境の管理を厳しくする必要があり、その結果、高コストになるという問題があった。
【０００９】
また、図５に示すような光電変換装置によれば、低融点金属層１０が第１導電型の液相エピタキシャル多結晶層１２中に混入するために性能が落ち、また絶縁体がないために上部電極５と下部電極１１との間にリークが発生するという問題があった。
【００１０】
また、図６に示すような光電変換装置によれば、第１導電型の球状半導体１６の導電性ペースト１４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、いわゆるバックフィールド効果を得ることができず、光電変換効率が低下することが判明した。
【００１１】
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、低コストで高性能な信頼性の高い光電変換装置と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】
上記目的を達成するために、請求項１に係る光電変換装置は、一方の電極となる基板上に一導電型を呈する粒状結晶半導体を多数配設し、この粒状結晶半導体間に絶縁体を介在させ、この粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成し、この逆導電型を呈する半導体層上に他方の電極層を形成した光電変換装置において、前記絶縁体がポリイミドらなり前記粒状結晶半導体の下部において前記逆導電型を呈する半導体層と他方の電極となる導電層との間に介在することを特徴とする。
【００１３】
上記光電変換装置では、逆導電型を呈する半導体層と前記ポリイミドからなる絶縁体との間に、導電性保護層が介在することが望ましい。
【００１４】
上記光電変換装置では、導電性保護層の膜厚が３ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００１５】
上記光電変換装置では、ポリイミドの硬化温度が２５０℃以下であることが望ましい。上記光電変換装置では、ポリイミドの厚み１μｍ当たりの光吸収率が、波長４００ｎｍのとき２０％以下、波長５００ｎｍのとき２％以下であることが望ましい。
【００１６】
また上記光電変換装置では、ポリイミドからなる絶縁体の厚みが１μｍ以上であることが望ましい。
【００１７】
また、請求項７に係る光電変換装置の製造方法では、一方の電極となる基板上に一導電型を呈する粒状結晶半導体を多数配設して加熱して前記基板と接合した後、この粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成し、この粒状結晶半導体間にポリイミドを有機溶剤に溶かした溶液を塗布して２５０℃以下で熱処理することによってこの粒状結晶半導体間に絶縁体を充填し、その後この逆導電型を呈する半導体層および絶縁体上に他方の電極となる導電層を形成することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８に係る光電変換装置の製造方法では、一方の電極となる基板上に一導電型を呈する粒状結晶半導体を多数配設して加熱して前記基板と接合した後、この粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成し、この逆導電型を呈する半導体層の上に導電性保護層を形成し、この粒状結晶半導体間にポリイミドを有機溶剤に溶かした溶液を塗布して２５０℃以下で熱処理することによってこの粒状結晶半導体間に絶縁体を充填し、その後この導電性保護層および絶縁体上に他方の電極となる導電層を形成することを特徴とする。
【００１９】
上記光電変換装置の製造方法では、前記２５０℃以下での熱処理を非酸化雰囲気で行うことが望ましい。
【００２０】
上記光電変換装置の製造方法では、前記粒状結晶半導体間にポリイミドを有機溶剤に溶かした溶液を塗布する工程において、一定量のポリイミド溶液を基板上の特定の位置にスポット状もしくはライン状に塗布した後、そのポリイミド溶液を粒状結晶半導体間に浸透させることで基板全体に充填することが望ましい。
【００２１】
また上記光電変換装置の製造方法では、前記ポリイミドを有機溶剤に溶かした溶液の粘度が、固形分１０ｗｔ％の時２５℃で１００ｍＰａ・ｓ以下であることが望ましい。
【００２２】
本発明の光電変換装置によれば、基板上に粒状結晶半導体を多数配置して加熱して両者の溶融した合金部によって接合し、この多数の粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成した構造において、絶縁体が露出している基板の全面を欠陥なく覆うことで、その後形成される他方の電極となる導電層と、一方の電極となる基板との間の絶縁性を確保することができ、なお且つ絶縁体に２５０℃以下で硬化するポリイミドを用いることで、この多数の粒状結晶半導体上に形成されたＰＮ接合に熱的ダメージを与えることなく、高いＰＮ接合の品質を保ったまま絶縁層を形成できるため、従来の光電変換装置と比較して、低コストで高い変換効率を有する光電変換装置の製造が可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、請求項１に係る光電変換装置によれば、基板に接合した粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成し、その上に導電層を形成した構造において、ポリイミドからなる絶縁体をその粒状結晶半導体の下部において逆導電型を呈する半導体層と導電層の間に介在させることから、粒状結晶半導体上に清浄な広いＰＮ接合面を確保でき、よって従来の光電変換装置と比較して、低コストで高い変換効率を有する光電変換装置の製造が可能となる。
【００２４】
また、請求項７に係る光電変換装置の製造方法によれば、粒状結晶半導体上に逆導電型を呈する半導体層を形成した後、ポリイミドを有機溶剤に溶かした溶液を塗布し非酸化性雰囲気下２５０℃以下で熱処理することによってこの粒状結晶半導体間にポリイミド絶縁体を充填することから、粒状結晶半導体上に形成されたＰＮ接合に熱的ダメージを与えることなく高いＰＮ接合の品質を保ったまま絶縁層を形成でき、従来の光電変換装置と比較して、低コストで高い変換効率を有する光電変換装置の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００２６】
図１は、請求項１に係る光電変換装置の一実施形態を示す図である。図１において、１は基板、２は粒状結晶半導体、３は絶縁体、４は粒状結晶半導体２とは逆の導電型を呈する半導体層、５は導電層、１５は基板１と粒状結晶半導体２との合金層である。
【００２７】
また図２は、請求項２に係る光電変換装置の他の一実施形態を示す図である。図２において、６は導電性保護層である。
【００２８】
基板１は例えばアルミニウム単体もしくはアルミニウムの融点以上の融点を有する金属やセラミックを下地基板としその上にアルミニウムから成る電極層を形成した複合体を用いることができる。
【００２９】
基板１上には、図１に示すように、第一導電型の結晶半導体粒子２を多数配設する。この結晶半導体粒子２は、例えばＳｉにｐ型を呈するＢ、Ａｌ、Ｇａ等、又はｎ型を呈するＰ、Ａｓ等が微量元素含まれているものである。結晶半導体粒子２の形状としては多角形を持つもの、曲面を持つもの等があり、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、より安価にするためには不均一な方が有利である。さらに凸曲面を持つことによって光の光線角度の依存性も小さい。
【００３０】
結晶半導体粒子２の粒径としては、０．２〜１．０ｍｍがよく、１．０ｍｍを越えると切削部も含めた従来の結晶板型の光電変換装置のシリコン使用量と変わらなくなり、結晶半導体粒子を用いるメリットがなくなる。また、０．２ｍｍよりも小さいと基板１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。より好適にはシリコン使用量の関係から０．２〜０．６ｍｍがよい。
【００３１】
多数の結晶半導体粒子２を基板１上に配設する方法としては、例えば結晶半導体粒子２を基板１の表面に散布した後一定の荷重を結晶半導体粒子２上に掛けながら、基板１のアルミニウムと結晶半導体粒子２のシリコンとの共晶温度５７７℃以上に加熱することによって、基板と結晶半導体粒子の合金層１５を介して基板１と結晶半導体粒子２を接合させる方法が用いられる。
【００３２】
なお、合金層１５に接触している第１導電型の領域では、基板１の材料であるアルミニウムが拡散してｐ＋層を形成している。しかしながら、単に導電性拡散領域を形成するのであれば、ＡｌとＳｉとの共晶温度である５７７℃以下でもできるが、基板１と粒状結晶半導体２の接合が弱いために基板１から粒状結晶半導体２が離脱し、太陽電池としての構造を維持できなくなる。逆導電型を呈する半導体層４は例えばＳｉから成り、気相成長法等で例えばシラン化合物の気相にｎ型を呈するリン系化合物の気相、又はｐ型を呈するホウ素系化合物の気相を微量導入して形成する。形成前に粒状結晶半導体２表面のクリーニングのため、ふっ酸硝酸混合液等によるウエットエッチング処理を行うが、周囲に樹脂等の介在物がないため清浄なＰＮ接合を作製することができる。膜質としては結晶質、非晶質、結晶質と非晶質とが混在するのいずれでもよいが、光線透過率を考慮すると結晶質又は結晶質と非晶質とが混在するものがよく、光線透過率については、粒状結晶半導体２がない部分で入射光の一部が半導体層４を透過し、下部の基板１で反射して粒状結晶半導体２に照射されることで、光電変換装置全体に照射される光エネルギーを効率よく粒状結晶半導体２に照射することが可能となる。
【００３３】
導電性については、半導体層４中の微量元素の濃度は高くてもよく、例えば１×１０１６〜１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３台程度である。
【００３４】
さらに、半導体層４は粒状結晶半導体２の表面に沿って形成し、粒状結晶半導体２の凸曲面形状に沿って形成することが望ましい。粒状結晶半導体２の凸曲面状の表面に沿って形成することによってｐｎ接合の面積を広くとることができ、粒状結晶半導体２の内部で生成したキャリアを効率よく収集することが可能となる。なお、その外郭にｎ型を呈するＰ、Ａｓ等、又はｐ型を呈するＢ、Ａｌ、Ｇａ等が微量含まれている粒状結晶半導体２を用いる場合には、半導体層４はなくてもよく、その上に導電層５を形成してもよい。
【００３５】
絶縁体３は、正極と負極の分離を行うための絶縁材料からなり、硬化温度が２５０℃以下、好適には２２０℃以下のポリイミドから成る。熱処理温度を２５０℃以下とすることで、すでに形成されている粒状結晶半導体２と逆導電型を呈する半導体層４との間のＰＮ接合に熱的ダメージを与えることなく粒状結晶半導体２間にポリイミド絶縁体３を充填できるので、ＰＮ接合を高品質に保つことができ、高い光電変換効率が得られる。逆に硬化温度が２５０℃より高いポリイミドではＰＮ接合への熱的ダメージで光電変換効率が劣化する。ポリイミドの硬化温度を下げるには、原料の酸成分またはアミン成分の骨格を変更してもよいし、イミド化反応を促進する塩基性の低温硬化剤を添加してもよいが、低温硬化剤を用いる場合はポリイミドの硬化過程でできるだけ揮発除去できるものを選択することが望ましい。またポリイミドの硬化温度は通常、熱分析または赤外線ピーク比から求めるイミド化率で見積もれるが、イミド化率９９％以上になる温度を実質的に硬化温度と見なす事ができる。
【００３６】
前記ポリイミドの厚み１μｍ当たりの光吸収率は、波長４００ｎｍのとき２０％以下、波長５００ｎｍのとき２％以下であることが望ましい。この条件を満たすポリイミドからなる絶縁体３は実質的に透明であり、粒状結晶半導体２上に直接照射しなかった光も、粒状結晶半導体２間に充填された絶縁体３を透過し基板１で反射後再び粒状結晶半導体２で吸収利用できる。
【００３７】
絶縁体３の厚みは１μｍ以上が望ましい。厚みが１μｍより薄くになると、絶縁性が不安定になってリーク電流が流れやすくなり耐侯性や密着性等が劣化する。
【００３８】
また、前記シロキサン骨格を含有するポリイミドは有機溶媒に溶かして用いるが、有機溶媒としては、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド、ｏ，ｍ，ｐ−メチルフェノール等を用いることができ、中でも溶解性、毒性、コストの観点からＮ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアセトアミドが望ましい。
【００３９】
ポリイミドの塗布方法としては、ディッピング法、スピンコート法、スプレー法、スクリーン印刷法、浸透法などがあるが、できるだけ粒状結晶半導体２上に形成されている逆の導電型を呈する半導体層４の表面を汚さず、塗布量も必要最少量に留めることができる浸透法が望ましい。浸透法の一例として、例えばディスペンサーを用いて一定量のポリイミド溶液を基板１上の等間隔の特定の位置にスポット状もしくはライン状に供給し、その後塗布されたポリイミド溶液を粒状結晶半導体２間に浸透させることで基板１全体に溶液を充填させる方法が用いられる。この塗布方法により一部の粒状結晶半導体２はポリイミドで必要以上に覆われることになるが、熱処理後のポリイミドが実質的に透明であるためその後形成される導電層５と半導体層４の一部が接合していれば、特性上ほとんど影響を受けない。浸透法で効果的に絶縁体３を形成するためには、ポリイミド溶液の粘度は固形分１０ｗｔ％の時２５℃で１００ｍＰａ・ｓ以下、好適には６０ｍＰａ・ｓ以下、より好適には４０ｍＰａ・ｓ以下であることことが望ましい。ポリイミド絶縁体３の厚みを１μｍ以上にするためには、ポリイミド溶液の塗布濃度は固形分１０ｗｔ％以上が好ましいが、その時の粘度が１００ｍＰａ・ｓより大きいとポリイミド溶液が粒状結晶半導体２間に浸透しにくくなるため、厚みばらつきが生じ絶縁性が不安定になる。ポリイミドの熱処理は窒素またはアルゴン雰囲気等の非酸化雰囲気で行うことが望ましい。非酸化雰囲気で熱処理することでポリイミドの光吸収率が低くなり、基板との密着性も向上する。また粒状結晶半導体２表面が露出している場合に酸化雰囲気で熱処理するとその表面に酸化物層が生成し、その後形成されるＰＮ接合面の品質を劣化させてしまう。
【００４０】
導電層５はスパッタリング法や気相成長法等の成膜方法あるいは塗布焼成等によって形成し、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２等から選ばれる１種又は複数の酸化物系膜、又はＴｉ、Ｐｔ、Ａｕ等から選ばれる１種又は複数の金属系膜を形成する。なお、このような導電層５は透明であることが必要であり、粒状結晶半導体２がない部分で入射光の一部が導電層５を透過し、下部の基板１で反射して粒状結晶半導体２に照射されることで、光電変換装置全体に照射される光エネルギーを効率よく粒状結晶半導体２に照射することが可能となる。
【００４１】
導電層５は膜厚を選べば反射防止膜としての効果も期待できる。さらに、導電層５は半導体層４あるいは粒状結晶半導体２の表面に沿って形成し、粒状結晶半導体２の凸曲面形状に沿って形成することが望ましい。粒状結晶半導体２の凸曲面状の表面に沿って形成することによってｐｎ接合の面積を広くとることができ、粒状結晶半導体２の内部で生成したキャリアを効率よく収集することが可能となる。図２における導電性保護層６は、半導体層４の熱的ダメージまたは汚染により、その上に形成される導電層５とのオーミック接触がとれなくなることを防止するために半導体層４上に設けた導電性材料からなる薄膜である。導電性材料としては導電層５と同一でもまた異なっていてもかまわないが、実質的に透明であることが望ましい。また導電層５と同様にスパッタリング法や気相成長法等の成膜方法あるいは塗布焼成等によって形成することができる。膜厚は３〜３０ｎｍが望ましい。膜厚が３ｎｍより薄いと半導体層４の保護層としての役目を果たさないし、３０ｎｍより厚いとその上に形成される他方の電極となる導電層５と基板１との間でのショートの原因となる。
【００４２】
また半導体層４あるいは導電層５上に保護層（不図示）を形成してもよい。このような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、酸化イットリウム等を単一組成又は複数組成で単層又は組み合わせて半導体層４又は導電層５上に形成する。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４又は導電層５と外部との間の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期待できる。
【００４３】
また、直列抵抗値を低くするために、半導体層４又は導電層５の上に一定間隔のフィンガーやバスバーといったパターン電極（不図示）を設けて直接的又は間接的に半導体層４と接続し、変換効率を向上させることも可能である。
【実施例】
【００４４】
次に、本発明の光電変換装置の実施例を説明する。
〔実施例１〕
アルミニウム基板１上に直径０．３〜０．５ｍｍのｐ型シリコン粒子２を多数設置した後、ｐ型シリコン粒子２が動かないように一定の荷重をかけて押し付けた状態で、Ｎ２−Ｈ２雰囲気中の６３０℃で１０分間加熱処理してｐ型シリコン粒子２をアルミニウム基板１に接合させた（接合部１５）。
【００４５】
次にｐ型シリコン粒子２の上部表面をクリーニングするために、この基板１を弗酸硝酸混合液（ＨＦ：ＨＮＯ３＝１：２０）に１分間浸漬して純水で十分洗浄した後、シランガスと微量のＰ化合物からなる混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により、ｐ型シリコン粒子２上に厚み２０ｎｍのｎ型非晶質シリコン半導体層４を成膜した。硬化温度が２３０℃であるポリイミド樹脂のＮ−メチルピロリドン溶液１２ｗｔ％品（１０ｗｔ％希釈時の２５℃での粘度は５０ｍＰａ・ｓ）を、上記シリコン粒子２を接合したアルミニウム基板１上にディスペンサーを用いた浸透法で塗布した。その後窒素雰囲気下２５０℃−１時間加熱処理しｐ型シリコン粒子２間のアルミニウム基板１上にポリイミド樹脂の絶縁層３を形成した。得られた絶縁層３の厚みはアルミニウム基板１上で２〜５μｍであった。また上記ポリイミドをガラス基板に塗布し窒素雰囲気下２５０℃−１時間加熱処理した後、光吸収率を測定したところ、厚み１μｍ当たりの光吸収率が、波長４００ｎｍのとき１５％、波長５００ｎｍのとき１％であった。
【００４６】
次に、その上にスパッタリング法によって厚み１００ｎｍのＩＴＯ膜による導電層５を作製した。
【００４７】
フィンガーおよびバスバーからなるパターン電極を設けた後、光電変換率を測定したところ、８．３％と比較的高い値が得られた。また、この試料に対し−４０℃〜９０℃の温度サイクル試験５００サイクルを行ったところ、絶縁体３にクラック、剥がれ等は発生せず、光電変換率も８．１％と特性劣化はほとんど見られなかった。
〔実施例２〕
プラズマＣＶＤ法により、ｐ型シリコン粒子２上に厚み２０ｎｍのｎ型非晶質シリコン半導体層４を成膜した後、その上にスパッタリング法によって厚み１０ｎｍのＩＴＯ膜による導電性保護膜６を作製した他は実施例１と同様にして光電変換装置を作製した。得られた絶縁層３の厚みは実施例１と同等であった。光電変換率を測定したところ、８．５％と比較的高い値が得られた。また、この試料に対し−４０℃〜９０℃の温度サイクル試験５００サイクルを行ったところ、絶縁体３にクラック、剥がれ等は発生せず、光電変換率も８．４％と特性劣化はほとんど見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の光電変換装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の光電変換装置の他の一実施形態を示す断面図である。
【図３】従来例１の光電変換装置を示す断面図である。
【図４】従来例２の光電変換装置を示す断面図である。
【図５】従来例３の光電変換装置を示す断面図である。
【図６】従来例４の光電変換装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・・基板
２・・・・一導電型を呈する粒状結晶半導体
３・・・・絶縁体
４・・・・逆導電型を呈する半導体層
５・・・・導電層
６・・・・導電性保護層
１５・・・アルミニウムとシリコンとの合金層
【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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