(57)【要約】【課題】受光面側電極の主材料としてＡｕの代わりにＡｇを使用し、従来と同一のセルサイズで電極面積の小さいＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池を提供する。また、低価格で、出力が大きく、信頼性が高いＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池を提供する。【解決手段】本発明のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池は、コンタクト層上に形成される受光面側電極がＡｇを主材料とし、金属製保護膜で被覆された電極であり、受光面側電極が形成されていないコンタクト層は除去されていることを特徴とする。また、本発明のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法は、Ａｇを主材料とし、金属製保護膜で被覆されている受光面側電極をコンタクト層上に形成する工程と、受光面側電極を保護マスクとして、受光面側電極が形成されていないコンタクト層を除去する工程とを含むことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池において、コンタクト層上に形成される受光面側電極はＡｇを主材料とし、金属製保護膜で被覆された電極であり、前記受光面側電極が形成されていないコンタクト層は除去されていることを特徴とするＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池。
【請求項２】
前記金属製保護膜は、形成直後、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉまたはそれらの合金からなることを特徴とする請求項１記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池。
【請求項３】
前記金属製保護膜は、形成直後、厚さが２０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池。
【請求項４】
前記金属製保護膜は、太陽電池の配線接続時に、前記金属製保護膜により被覆されている電極材料膜の材料を５０容積％以上含有している請求項１記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池。
【請求項５】
前記受光面側電極は、溶接またはハンダ付けによりインターコネクタが接続されている請求項１記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池。
【請求項６】
ＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法において、
Ａｇを主材料とし、金属製保護膜で被覆されている受光面側電極をコンタクト層上に形成する工程と、
前記受光面側電極を保護マスクとして、前記受光面側電極が形成されていないコンタクト層を除去する工程と
を含むことを特徴とするＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記金属製保護膜は、形成直後、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉまたはそれらの合金からなることを特徴とする請求項６記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記金属製保護膜は、形成直後、厚さが２０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項６記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記金属製保護膜は、メッキ法により形成されることを特徴とする請求項６記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記メッキ法は、無電解メッキ法であることを特徴とする請求項９記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記無電解メッキ法は、６０℃以上のメッキ液に２０分以上浸けることにより行なうことを特徴とする請求項１０記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記受光面側電極が形成されていないコンタクト層を除去する工程において、過酸化水素を含む酸性またはアルカリ性のエッチング液を使用することを特徴とする請求項６記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記受光面側電極をコンタクト層上に形成する工程は、
フォトレジストからなる電極パターンを形成する工程と、
前記電極パターンの上から電極材料膜を形成する工程と、
前記金属製保護膜をメッキ法により形成する工程と、
前記フォトレジストの除去により不要な受光面側電極をリフトオフする工程とを含むことを特徴とする請求項６記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
コンタクト層を除去する前記工程の後に、金属製保護膜に３５０℃〜４５０℃の温度で５分間以上のアニール処理をする工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＩＩ族およびＶ族の元素からなるＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体を用いた太陽電池は、従来よりいろいろなものが検討されている。たとえば、太陽電池の主動作領域となるｐｎ接合ダイオードの並列抵抗の低下を防止し、変換効率の高いＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池などが検討されている（特許文献１参照）。
【０００３】
ＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の一例として、多接合型太陽電池の構造を図４に示す。図４（ａ）は平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。また、図４（ｃ）は、受光面側電極およびその周囲の拡大図である。図４（ｂ）において、ボトムセルであるＧｅ基板４０上に、ＧａＡｓミドルセルとＧａＩｎＰトップセルからなるエピ層４１があり、その上に櫛型のコンタクト層４２および受光面側電極４３、またＧｅ基板４０の裏面に裏面電極４４が形成されている。受光面側電極４３の構造は、図４（ｃ）に示すように、下層から厚さ１００ｎｍのＡｕＧｅ膜４３ｗ、厚さ２０ｎｍのＮｉ膜４３ｘ、厚さ７０ｎｍのＡｕ膜４３ｙおよび受光面電極４３の大部分を占める厚さ１μｍのＡｕメッキ膜４３ｚとからなる。
【０００４】
ＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池について、従来より行なわれている製造方法はつぎのとおりである。まず、Ｇｅ基板の表面にｐｎ接合を拡散によって形成し、その表面上にＭＯＣＶＤなどによりＧａＡｓなどからなるエピ層を形成する。エピ層の構造は、Ｇｅ基板とＧａＡｓエピ層の結晶格子の違いなどを吸収するためのバッファ層、ボトムセルとミドルセルを電気的に重ねるためのトンネル接合層、ＧａＡｓのｐｎ接合によるミドルセル層、ミドルセルとトップセルを電気的に重ねるためのトンネル接合層、ＧａＩｎＰのｐｎ接合によるトップセル層とからなる。エピ層上には、トップセルと受光面側電極を電気的に接続するための半導体層であるコンタクト層が形成される。
【０００５】
続いて、コンタクト層上にフォトレジストからなる櫛型の電極パターンを形成し、電極パターンの上から全面に、ＡｕＧｅ膜、Ｎｉ膜およびＡｕ膜からなる電極材料膜を蒸着法により形成する。蒸着後、レジストが可溶な有機溶剤などによって、レジストからなる電極パターンを除去し、電極パターン上に形成された不要な電極材料膜もあわせて除去する。つぎに、フォトリソグラフィによって、再度、表面に形成されているＡｕＧｅ膜、Ｎｉ膜およびＡｕ膜からなる電極材料膜の部分にのみ窓が開くようにレジストパターンを形成し、厚さ１μｍのＡｕメッキ膜を形成する。Ａｕメッキ膜を形成した後、電極材料膜およびＡｕメッキ膜からなる受光面側電極をマスクにして、受光面側電極の形成されていない領域にあるコンタクト層をエッチングにより除去する。
【０００６】
エッチングは、アンモニア水、過酸化水素水および水の混合液をエッチング液とし、エッチング液に基板を浸すことにより行なう。エッチングに際して、Ａｕは、エッチング液によりエッチングされないので、受光面側電極および受光面側電極の下にあるコンタクト層（ＧａＡｓ）を残して、それ以外のコンタクト層が除去される。つぎに、フォトレジスト層を形成し、フォトリソグラフィによって、基板表面の、セルとなる領域とセルとなる領域の間にスペースが生じるようにセルパターンを形成する。セルパターンの形成後、セル領域がメサ形状となるように、スペースの部分でメサエッチングを行ない、溝をつける。さらに、基板の裏面側にＡｕからなる裏面電極を形成した後、受光面にＡＲＣ膜を形成し、最後にメサエッチングにより付けた溝に沿ってダイシングなどによる切断を行なうと、太陽電池を製造することができる。
【０００７】
これに対して、受光面側電極の主材料として高価なＡｕの代わりにＡｇを用いることにより、低価格の太陽電池を作るというテーマで研究が進められている。受光面側電極の主材料としてＡｇを使用するＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の一例を図５に示す。図５（ａ）は平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。また、図５（ｃ）は、受光面側電極およびその周囲の拡大図である。図５（ｂ）において、ボトムセルであるＧｅ基板５０上に、ＧａＡｓミドルセルとＧａＩｎＰトップセルからなるエピ層５１があり、その上に櫛型のコンタクト層５２および受光面側電極５３が形成され、Ｇｅ基板５０の裏面に裏面電極５４が形成されている。受光面側電極５３の構造は、図５（ｃ）に示すように、下層から厚さ１００ｎｍのＡｕＧｅ膜５３ｗ、厚さ２０ｎｍのＮｉ膜５３ｘ、厚さ７０ｎｍのＡｕ膜５３ｙおよび受光面電極５３の大部分を占める厚さ５μｍのＡｇメッキ膜５３ｚとからなる。
【０００８】
Ａｇを受光面側電極の主材料とする太陽電池は、前述した方法と同様の方法で製造することができる。すなわち、Ｇｅ基板上にエピ層およびコンタクト層が形成され、コンタクト層上に櫛型のフォトレジストからなる電極パターンを形成し、そのうえにＡｕＧｅ膜、Ｎｉ膜およびＡｕ膜からなる電極材料膜を形成した後、レジストが可溶な有機溶剤などによってレジストを除去し、レジストからなる電極パターンおよびその上に形成されている不要な電極材料膜を除去する。つぎにこの電極材料膜をマスクにして、電極材料膜の形成されていない領域のコンタクト層をエッチングによって除去する。エッチング液は、酸性またはアルカリ性の水溶液であり、Ａｕはエッチングされないが、ＡｇはＡｕと異なり、エッチングレートが大きいため、エッチングされる。したがって、Ａｇを電極材料に用いる場合には、エッチングの後の工程でＡｇ膜を形成する必要がある。すなわち、コンタクト層をエッチングした後に、基板表面の電極パターンにアライメントを合わせて、電極パターン部分に窓を開けた形状のフォトレジストパターンを新たに形成し、そのレジストパターンの上から基板全面に対して厚さ５μｍのＡｇ膜を形成し、レジストが可溶な有機溶剤などによってレジストを除去し、レジスト上に形成された不要なＡｇ膜を除去する。このような方法により、下層からＡｕＧｅ膜、Ｎｉ膜、Ａｕ膜およびＡｇ膜からなる受光面側電極を有する低価格の太陽電池を製造することができる。また、裏面電極についても、高価なＡｕの代わりにＡｇを用いてコストを削減することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−２７４３５８号公報（第２頁−第３頁）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すような、Ａｕを電極の主材料とする太陽電池は、高価なＡｕを大量に使用するため、太陽電池が高価になる。
【００１１】
一方、図５に示すような、高価なＡｕの代わりにＡｇを電極の主材料とする太陽電池では、コンタクト層上のＡｕＧｅ膜、Ｎｉ膜およびＡｕ膜からなる電極材料膜のパターンと、電極材料膜の上に形成するＡｇ膜のパターンとのアライメント合わせが困難である。すなわち、ＡｇはＡｕに比べてエッチングされやすいため、Ａｇ膜の形成はコンタクト層のエッチング後に行なう必要があるが、ＡｕＧｅ膜、Ｎｉ膜およびＡｕ膜からなる電極材料膜のパターンと、電極材料膜の上に形成するＡｇ膜のパターンの形成を別々に行なうため、全く同じパターンとはならず、２つのパターンの間のアライメントの誤差を考慮して、図５（ｃ）に示すようなマージンを取らなければならない。したがって、太陽電池の受光面における電極面積がそれだけ広くなり、受光面積が減少し、光電変換効率が低下する。また、ＡｇはＡｕに比べてエッチングされやすいため、Ａｇを電極材料に用いる場合には、Ａｇ電極の上面をＡｕなどにより保護していても、Ａｇ電極の側壁が露出している場合には、エッチングを免れ得ない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池は、コンタクト層上に形成される受光面側電極がＡｇを主材料とし、金属製保護膜で被覆された電極であり、受光面側電極が形成されていないコンタクト層は除去されていることを特徴とする。受光面側電極の主材料を、高価なＡｕの代わりにＡｇとすることにより、安価な太陽電池を提供することができる。
【００１３】
受光面側電極として、金属製保護膜で被覆された電極を使用することにより、受光面側電極の主材料がＡｇであっても、コンタクト層のエッチングに際して、受光面側電極の耐性を高めることができる。また、電極（配線）のエッチングを防止できるので、高性能で信頼性の高い太陽電池を製造することができる。金属製保護膜の材質としては、受光面側電極に大きな耐性を付与し得る点で、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉまたはそれらの合金により形成するのが好ましく、これらの中では導電性に優れる点で、Ａｕがより好ましい。金属保護膜の厚さとしては、十分な耐性を付与する点で、２０ｎｍ以上形成するのが好ましく、３０ｎｍ以上形成すると、より好ましい。また、受光面側電極が形成されていないコンタクト層を除去しておくことにより、光の透過率を高め、光電変換効率を上げることができる。
【００１４】
金属製保護膜は、太陽電池の配線接続時に、金属製保護膜により被覆されている電極材料膜の材料を５０容積％以上含有しているものが好ましい。金属製保護膜はＡｕなどにより形成され、コンタクト層のエッチング液などに対して優れた耐性を発揮するが、Ａｕは溶接またはハンダ付けには不向きであるため、太陽電池完成後、複数の太陽電池を配線する際に、接続が困難である。一方、Ａｇは、耐性は低いが、溶接またはハンダ付けが比較的容易である。したがって、金属製保護膜は、Ａｕなどにより形成され、コンタクト層のエッチングが終了するまでは耐性を有するものが好ましいが、その後の配線時においては、Ａｇなどからなる接続の信頼性の高いものが好ましい。具体的には、本発明の電極材料膜は、主材料としてＡｇを含有することから、配線接続時に、金属製保護膜はＡｇを５０容積％程度以上含有しているものが、溶接またはハンダ付けが容易であり、受光面側電極にインターコネクタなどを接続する上で好ましい。
【００１５】
本発明のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法は、Ａｇを主材料とし、金属製保護膜で被覆されている受光面側電極をコンタクト層上に形成する工程と、受光面側電極を保護マスクとして、受光面側電極が形成されていないコンタクト層を除去する工程とを含むことを特徴とする。かかる方法により、前述した安価で効率のよい太陽電池を製造することができる。
【００１６】
金属製保護膜は、良好な薄膜が得られる点で、メッキ法により形成するのが好ましく、メッキ法としては、無電解メッキ法が好ましい。電界メッキは、加える電圧により膜厚が変化するため、他の半導体デバイスに比べて大面積である太陽電池においては、長い配線長により加えられる電圧にバラツキが生じやすく、膜厚のバラツキが大きくなる傾向がある。一方、無電界メッキは、表面反応であり、撹拌などによりメッキ液を均一化することにより、大面積でも均一な薄膜を得ることができ、膜厚の制御も容易である。無電解メッキをするときは、より均一な薄膜を容易に得る点で、メッキ液は、６０℃以上が好ましく、７０℃以上がより好ましい。また、メッキ液への浸漬は、２０分以上が好ましく、３０分以上がより好ましい。
【００１７】
受光面側電極が形成されていないコンタクト層を除去する工程において、受光面側電極を保護マスクとすることにより、受光面側電極の下に形成しているコンタクト層をエッチングから保護することができる。また、受光面側電極が形成されていないコンタクト層の除去は、ＧａＡｓからなるコンタクト層のエッチングレートが大きい点で、過酸化水素を含む酸性またはアルカリ性のエッチング液により行なうことが好ましい。
【００１８】
受光面側電極をコンタクト層上に形成する工程は、フォトレジストからなる電極パターンを形成する工程と、電極パターンの上から電極材料膜を形成する工程と、金属製保護膜をメッキ法により形成する工程と、フォトレジストの除去により不要な受光面側電極をリフトオフする工程とを含むことが好ましい。フォトリソグラフィにより電極パターンを形成し、得られたマスクの上から電極材料膜をメッキにより形成した後、フォトレジストを除去することにより、不要な受光面側電極を同時に除去し、所望のパターニングを有する受光面側電極をコンタクト層上に形成する。かかるリフトオフ法を採用することにより、厚い電極材料のパターニングが可能となり、配線抵抗を小さくして電極面積を抑え、光電効率を高めることができる。
【００１９】
図２は、本発明の太陽電池の製造方法を示す工程図である。図２（ａ）は、基板２０上にエピ層２１およびコンタクト層２２を順次形成した後の状態を示す。図２（ｂ）において、コンタクト層２２上にフォトレジスト層を形成し、フォトリソグラフィにより電極パターン２５を形成する。つぎに、図２（ｃ）に示すように、フォトレジストからなる電極パターン２５の上から、電極膜材料層２３ａを形成する。さらに、図２（ｄ）において、金属製保護膜２３ｂを形成し、電極膜材料とともに電極パターン２５をリフトオフすると、図２（ｅ）に示す構造体が得られ、続いて、コンタクト層２２の一部をエッチングにより除去する（図２（ｆ））。
【００２０】
本発明の太陽電池の製造方法においては、図２（ｃ）に示すように、電極膜材料層２３ａと、電極膜材料層２３ａの両側にある電極パターン２５との間に隙間を生じさせ、図２（ｄ）に示すメッキ工程において、かかる隙間にメッキ液を浸入させることにより、電極膜材料層２３ａの上面および側面に金属製保護膜２３ｂを形成する実施態様が好ましい。かかる態様によれば、新たなマスクを形成することなく、また電界メッキによらなくても、電極膜材料層の上面および側面に均一に無電界メッキを施すことができる。
【００２１】
かかる実施態様においては、図２（ｃ）に示すように、電極膜材料層２３ａと、電極膜材料層２３ａの両側にある電極パターン２５との間に隙間を生じさせ、メッキ液の侵入を容易にするため、電極膜材料層２３ａの厚さは、電極パターン２５の厚さより十分に薄くし、電極パターン２５の側面の形状は、逆テーパ状にする。電極パターン２５の側面の形状を逆テーパ状にする方法としては、たとえば、フォトリソグラフィにより電極パターン２５を形成するときに、露光用マスクとフォトレジストとの間に一定の間隔を設けることにより、露光用マスクを介して生じる回折光を利用する方法がある。電極膜材料層２３ａと電極パターン２５との間に隙間があると、後の工程でリフトオフが容易になる点でも好ましい。また、電極膜材料層２３ａの厚さが電極パターン２５の厚さより十分に薄いと、電極パターン２５の段差により、電極膜材料層２３ａを形成する際に、電極膜材料層の段切れが生じやすく、リフトオフが容易になる点でも好ましい。
【００２２】
コンタクト層を除去する工程の後に、金属製保護膜に３５０℃〜４５０℃の温度で５分間以上のアニール処理をすることが好ましい。金属製保護膜は、コンタクト層を除去する工程において、耐性の小さいＡｇを主材料とする電極材料膜を保護する重要な役割を果たす。しかし、コンタクト層を除去した後においても、Ａｕなどからなる保護膜が電極材料膜上に存在すると、前述のとおり、溶接またはハンダ付けなどの配線接続が困難である。金属製保護膜に３５０℃〜４５０℃の温度で５分間以上のアニール処理をすると、内部の電極材料膜中のＡｇなどの材料と、表層にある保護膜中のＡｕなどの材料とが混ざり合う結果、電極材料膜の材料を５０容積％以上含有する保護膜に変化させることができる。このため、配線接続時において、溶接またはハンダ付けによるインターコネクタなどの取付けを容易にすることができる。アニール処理は、酸化を避けるため、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの雰囲気中で行なうのが好ましい。
【００２３】
たとえば、Ａｇからなる電極材料膜の表面の全面にＡｕ製の保護膜を形成し、インターコネクタの溶接前に、窒素雰囲気中で３８０℃のアニール処理を３０分間行なうと、Ａｕ−Ａｇの間で相互に移動が起こり、電極の表面にＡｕとＡｇとが混じりあった層、または、Ａｇを主成分とする層が現れ、インターコネクタの溶接が容易になる。このとき、電極表面にある保護膜中には、Ａｇが５０容積％以上含有されている。
【００２４】
浅いジャンクションを有するＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造工程においては、ジャンクションの構造を良好に保つために、アニール処理は４５０℃以下とするのが好ましく、４３０℃以下がより好ましい。一方、ＡｕおよびＡｇなどの高融点金属を熱処理により相互に混ぜるには、３５０℃以上で処理するのが好ましく、３８０℃以上がより好ましい。また、金属製保護膜の厚さは、３５０℃〜４５０℃の温度で５分間以上という条件でＡｕおよびＡｇなどが十分に混ざり合うように、１００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以下がより好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の構造を図１に示す。図１（ａ）は、平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。また、図１（ｃ）は、受光面側電極およびその周囲の拡大図である。図１（ｂ）において、ボトムセルであるＧｅ基板１０上に、ＧａＡｓミドルセルとＧａＩｎＰトップセルからなるエピ層１１、その上に櫛型のコンタクト層１２および受光面側電極１３、Ｇｅ基板１０の受光面と反対側の面に裏面電極１４が形成されている。図１（ｂ）に示すように、本発明の太陽電池は、受光面側電極１３が形成されていない領域ではコンタクト層が除去されている。受光面側電極１３は、図１（ｃ）に示すように、電極材料膜１３ａおよびＡｕ製保護膜１３ｂからなり、Ａｕ製保護膜１３ｂは、電極材料膜１３ａの上面および側面を被覆している。電極材料膜１３ａは、厚さ１００ｎｍのＡｕＧｅ膜１３ｗ、厚さ２０ｎｍのＮｉ膜１３ｘ、厚さ７０ｎｍのＡｕ膜１３ｙ、厚さ５μｍのＡｇ膜１３ｚからなる。したがって、本発明の太陽電池の受光面側電極はＡｇを主材料とする。
【００２６】
本発明の太陽電池の製造方法について、図２（ａ）〜（ｆ）および図３（ａ）〜（ｃ）に一実施の形態を概略的に示す。図２（ａ）に示すように、従来と同様の方法でＧｅ基板２０上にエピ層２１とコンタクト層２２を形成する。その上に比較的厚いフォトレジスト層を形成した後、フォトリソグラフィにより櫛型の電極（配線）パターン２５を形成する（図２（ｂ））。その上から全面に蒸着法により電極材料膜２３ａを形成する（図２（ｃ））。電極材料膜２３ａは、厚さ１００ｎｍのＡｕＧｅ膜、厚さ２０ｎｍのＮｉ膜、厚さ７０ｎｍのＡｕ膜、厚さ５μｍのＡｇ膜からなる。したがって、本発明で形成される受光面側電極は、Ａｇを主材料とする。
【００２７】
つぎに、電極材料膜２３ａに無電界メッキを行ない、３０ｎｍのＡｕ製保護膜２３ｂで被覆する（図２（ｄ））。無電解メッキは、たとえば、亜硫酸金ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、グリシン、クペロンおよびアスコルビン酸からなる非シアン化物タイプのＡｕメッキ液を７０℃に保ち、その中に３０分間浸して行なう。置換型の無電解メッキであるため、処理時間に対するプロセスマージンが大きく、長時間処理しても、Ａｕ製保護膜２３ｂの厚さはほとんど変化がない。Ｇｅ基板２０の裏面の比抵抗が小さく、Ａｕメッキされる虞がある場合は、予め、Ｇｅ基板２０の裏面をレジストで保護しておくことが好ましい。
【００２８】
つづいて、レジストが可溶な有機溶剤などによって、レジストからなる電極パターン２５をリフトオフする。電極パターン２５の除去により、電極パターン２５上に形成されている不要な電極材料膜、およびその上のＡｕ製保護膜も合わせて除去される。その結果、図２（ｅ）に示す構造体が得られる。この構造体は、コンタクト層２２上に受光面側電極２３を有し、受光面側電極２３は、ＡｕＧｅ膜、Ｎｉ膜、Ａｕ膜およびＡｇ膜からなる電極材料膜２３ａと、電極材料膜２３ａの側面および上面を被覆するＡｕ製保護膜２３ｂとにより構成される。
【００２９】
つぎに、アンモニア水：過酸化水素水：水＝１：１：１０の割合で混合したエッチング液を常温に保ち、図２（ｅ）に示す構造体をエッチング液中に１分間浸す。これにより、受光面側電極２３の下のコンタクト層２２ａは、受光面側電極２３が保護マスクとして機能する結果、エッチングされずに残るが、受光面側電極が形成されていない領域のコンタクト層はエッチングされ、除去される（図２（ｆ））。電極材料膜２３ａは、側面および上面がＡｕ製保護膜２３ｂで覆われており、Ａｕ製保護膜２３ｂがエッチング液から電極材料膜２３ａを保護する機能を発揮するため、受光面側電極２３はエッチングされずに残る。つづいて、窒素の雰囲気中、３８０℃で３０分間のアニール処理を行ない、電極の表面層のＡｇ含有率を５０容積％以上にする。
【００３０】
その後、比較的厚いフォトレジスト層を形成した後、フォトリソグラフィにより、セルとなる領域とセルとなる領域の間にスペース３６が生じるようにセルパターン３５を形成する（図３（ａ））。セルパターン３５を形成した後、セル領域がメサ形状となるように、スペース３６が設けられる部分のＧｅ基板３０をメサエッチングし、溝３７を付ける（図３（ｂ））。つぎに、Ｇｅ基板３０の裏面側にＡｇ製の裏面電極３４を形成し、受光面側にＡＲＣ膜（図示していない）を形成した後、溝３７に沿ってダイシングなどにより切断を行なう。このようにして、図３（ｃ）に示すセル形状の太陽電池を製造することができる。
【００３１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、電極の主材料としてＡｕの代わりにＡｇを使用し、従来と同一のセルサイズで電極面積の小さいＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池を製造することができる。このＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池は、低価格で、出力が大きく、信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の構造を示す概略図である。
【図２】本発明に係るＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法を示す工程図である。
【図３】本発明に係るＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の製造方法を示す工程図である。
【図４】受光面側電極の主材料としてＡｕを使用する、従来のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の構造を示す概略図である。
【図５】受光面側電極の主材料としてＡｇを使用する、従来のＩＩＩ・Ｖ族化合物半導体太陽電池の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  Ｇｅ基板、１１  エピ層、１２  コンタクト層、１３  受光面側電極、１４  裏面電極、２３ａ  電極材料膜、２３ｂ  Ａｕ製保護膜、２５  電極パターン、３５  セルパターン。
【図１】
2004186499.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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