(57)【要約】【課題】飛躍的に生産性を向上できる光電変換装置の製造方法を提供する。【解決手段】二つの帯材をロールにより圧着接合する工程を含む光電変換装置の製造方法であって、前記圧着接合は、接合する前記二つの帯材の少なくとも一方の被接合面を活性化処理を行った後、或いは/更に接合する前記二つの帯材の少なくとも一方の被接合面を活性化処理を行うと同時に行う光電変換装置の製造方法であり、好ましくは、前記活性化処理は、真空槽内で乾式成膜装置により、二つの帯材の一方または両方の被接合面に乾式成膜層を付着形成する光電変換装置の製造方法である。【選択図】        図１
2004193380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの帯材をロールにより圧着接合する工程を含む光電変換装置の製造方法であって、前記圧着接合は、接合する前記二つの帯材の少なくとも一方の被接合面を活性化処理を行った後、或いは/更に接合する前記二つの帯材の少なくとも一方の被接合面を活性化処理を行うと同時に行うことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項２】
活性化処理は、真空槽内で乾式成膜装置により、二つの帯材の一方または両方の被接合面に乾式成膜層を付着形成することを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項３】
乾式成膜層は、ｎ型半導体膜、ｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、電極膜の何れか一種以上であることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項４】
ｎ型半導体膜、ｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、電極膜の何れか２つの膜の界面が接合界面になるように圧着接合を行うか、若しくは、ｎ型半導体膜、ｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、電極膜の何れかの膜同士を接合界面になるように圧着接合を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光電変換装置の製造には、例えば固体シリコンより切り出したｐ型シリコンウェハ上に不純物を塗布、熱処理により拡散させｎ型半導体層を形成して、製造する方法や、また、硝子やステンレス等の基板上に化学蒸着法により順次、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層、ｎ型半導体層を成膜し、形成している。（非特許文献１参照）
【０００３】
【非特許文献１】
桑野幸徳著「新太陽電池を使いこなす」講談社出版  1999年3月20日
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の方法では、光電変換装置用の直径１５０ｍｍ程度の基板を１枚ずつ製作するために生産性が悪いといった問題があった。
本発明の目的は、画期的な方法により、飛躍的に生産性を向上できる光電変換装置の製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、光電変換装置の生産性を向上させる方法を種々検討し、帯状の素材を活性化接合法によりロール接合すれば光電変換装置を効率的に製造できることを見出し、本発明に至った。
即ち本発明は、二つの帯材をロールにより圧着接合する工程を含む光電変換装置の製造方法であって、前記圧着接合は、接合する前記二つの帯材の少なくとも一方の被接合面を活性化処理を行った後、或いは/更に接合する前記二つの帯材の少なくとも一方の被接合面を活性化処理を行うと同時に行う光電変換装置の製造方法である。
【０００６】
好ましくは、前記活性化処理は、真空槽内で乾式成膜装置により、二つの帯材の一方または両方の被接合面に乾式成膜層を付着形成する光電変換装置の製造方法である。
更に好ましくは、前記乾式成膜層は、ｎ型半導体膜、ｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、電極膜の何れか一種以上である光電変換装置の製造方法である。
更に好ましくは、ｎ型半導体膜、ｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、電極膜の何れか２つの膜の界面が接合界面になるように圧着接合を行うか、若しくは、ｎ型半導体膜、ｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、電極膜の何れかの膜同士を接合界面になるように圧着接合を行う光電変換装置の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
上述したように、本発明の重要な特徴は、２つの帯材を活性化してロール接合することで、光電変換装置を効率よく製造することができることにある。
以下に本発明を詳しく説明する。
本発明は光電変換装置の製造方法に関するものである。ここで光電変換装置とは光を電気に変換するもの、若しくは電気を光に変換するもののうち、特に薄板状のものをいう。
先ず、本発明では、表面活性化接合法を用いる工程を含むことを必須とする。前述の表面活性化接合法とは、特公平７-５５３８４号に開示されているように真空槽内で２つの帯材を順次巻出し、その接合表面にイオンエッチング処理で活性化処理を行ない、圧着接合し、積層帯材を製造する方法や、特開２００１−１６２３８２号にて開示されているように、真空槽内で２つの帯材を順次巻出し、その接合表面に乾式成膜を付着形成する活性化処理を行ない、圧着接合し、積層帯材を製造する方法等があり、どちらの方法を用いても良く素材として帯材を用いる点で共通しており、生産性を高めることができる。
【０００８】
そして、本発明においては、(1)接合する前記二つの帯材の少なくとも一方の被接合面を活性化処理を行った後としても、(2)接合する前記二つの帯材の少なくとも一方の被接合面を活性化処理を行うと同時に行っても、(3)上記の(1)と(2)との組合せにより、ドライエッチングによるか、或いは/更に乾式成膜層の付着形成による活性化処理を行っても良い。
何れの方法を選択するかは、適用する帯材が既に積層された状態となっているのか、また材質は何か、被接合面表面形態、更には帯材の被接合表面の清浄度を考慮し、(1)または(2)を単独で適用するか、或いは(1)と(2)との組合せとするかを選択すると良い。
【０００９】
ところで、上述した特開２００１−１６２３８２号にて開示する乾式成膜層を付着形成する方法では、真空槽内で被接合面に乾式成膜層を付着形成可能なことから、乾式成膜する物質を選択できたり、一度に二種以上の乾式成膜層を形成することも可能であることを考えると、接合表面に乾式成膜を付着形成する活性化処理を行なう方法の方が、生産性をより一層向上でき、更に乾式成膜層同士の接合では接合強度を向上させる効果も得られることから、本発明においては望ましい方法である。
なお、乾式成膜層の形成は、二つの帯材の何れか一方のみでも十分な接合強度を得ることが可能であるが、より確実に接合強度向上を図るためには、二つの帯材の両方の接合表面に乾式成膜層を形成させるのが好ましい。
【００１０】
例えば、上記の特開２００１−１６２３８２号にて開示する方法では、(1)の方法を適用して、第1層目の乾式成膜層を付着形成し、(2)の方法で第１層目の乾式成膜層上に第２の乾式成膜層を付着形成することも可能であり、また、二つの帯材にそれぞれ異種物質を形成することも可能であることから、乾式成膜層を付着形成する活性化処理を用いると、異種物質を一工程で積層できるという利点がある。
また、特公平７-５５３８４号に開示する方法で、帯材の被接合面の清浄化処理も兼ねながらドライエッチングによる活性化処理を施した後、乾式成膜層を形成すると帯材と乾式成膜層の接合強度の向上が図れる。また、帯材に乾式成膜層を形成した後に、ドライエッチングによる活性化処理を施すことも可能である。乾式成膜の方法としては、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング、アークイオンプレーティング等の物理蒸着法（ＰＶＤ）の他、化学気相成膜法（ＣＶＤ）等も用いることができるが、組成の調整の容易さにおいてスパッタリングやＣＶＤが好適である。
【００１１】
ところで、本発明で好ましいとした特開２００１−１６２３８２号にて開示する方法は、一例を示すと図１のように、真空槽(1)内に配置された第一の帯材の巻出しリール(2)から第一の帯材(4)が巻出され、また、第二の帯材の巻出しリール(3)から第二の帯材(5)が巻出され、乾式成膜装置(6)に対面する位置で乾式成膜層が付着形成されて、圧着ロール(8)によって圧着接合が完了し、第一、第二の帯材の間に乾式成膜層を有する積層帯材(9)を得て、巻取りリール(10)によって巻き取られることで得ることができる。なお、乾式成膜の際に、素材の温度上昇を防ぐため帯材をガイドロール(7)に添わせても良い。
この時に、乾式成膜装置の設置場所を変更することで活性化処理後に圧着接合したり、活性化処理と同時に圧着接合することも可能であるし、勿論、乾式成膜装置を複数個取り付けることもできる。
【００１２】
乾式成膜層は光を電気に変換する光電変換装置においては、光により電子を励起し、輸送できる素材であれば良く、例えば、ｎ型半導体、ｐ型半導体、ｉ型半導体等の１つもしくは複数とすればよく、更に具体的には、シリコン化合物の他、チタン化合物、チタン酸化物、スズ化合物等でもよい。
電気を光に変換する光電変換装置においては、乾式成膜層は電子により発光する素材であれば良く、例えば硫化亜鉛等の無機物やジアミン類等の有機化合物等やこれらと電子やホールの輸送に供するｎ型半導体、ｐ型半導体、ｉ型半導体等の半導体等との組合わせでもよい。
【００１３】
ｎ型半導体は電子が過剰な状態にある半導体であり、ｐ型半導体は電子が不足した状態にある半導体であり、ｉ型半導体は純粋な半導体であり、半導体とは電気伝導率が良導体と絶縁体との中間にある物質の総称であることはいうまでもない。
電極膜は例えば銅、アルミ、チタン、ニッケル等導電性の膜であればよく、ＩＴＯ(インジウムティンオキサイド)、酸化スズといったスズ化合物や酸化インジウム等の、いわゆる透明導電膜でもよい。
なお、本発明で用いる帯材は例えば金属若しくは樹脂フィルム、シリコンゴム等屈曲性のあるものであれば何でも良いが、導電性のある材質であれば、電極膜が不要になるので好適である。またなお、外部との光の授受のため、帯材のうち少なくとも１つは透明である必要があり、これに電極膜が付随する場合は、電極膜も透明であることが重要である。
【００１４】
そして、本発明では、上述の特開２００１−１６２３８２号に開示する方法を用いれば、ｎ型半導体膜、ｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、電極膜の何れか２つの膜の界面が接合界面になるように圧着接合を行うか、若しくは、ｎ型半導体膜、ｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、電極膜の何れかの膜同士を接合界面になるように圧着接合を行うことができる。
つまり、特開２００１−１６２３８２号に開示する方法を用いると、乾式成膜の蒸着源や、帯材素材が単層であるか複数層であるか、或いは帯材の材質に応じて、ｎ型半導体膜、ｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、電極膜の何れかの界面で接合させたり、或いは同材料の乾式成膜層同士を接合させたりできるという自由度があり、任意の個所を接合界面として圧着接合できる。
なお、特にｎ型半導体やｐ型半導体と他の層との界面を接合界面とした場合は、これがショットキー障壁ともなるため、更に好適である。
【００１５】
以上、説明した光電変換装置を実際に製造する方法をより具体的に示すと、以下の通りである。
銅合金の帯材を第一の帯材とし、ポリイミドフィルムに透明導電膜が付着した帯材を第二の帯材として用いて、乾式成膜層として、銅合金の第一の帯材表面にｐ型半導体膜を成膜し、ポリイミドフィルムに透明導電膜が付着した第二の帯材の透明導電膜上にｎ型半導体膜を成膜し、該成膜面が接合面となるようにロールにより圧着接合して光電装置を製造することができる。
また、別の一例として、鉄合金（36mass%Ni-Fe合金）の帯材第一の帯材とし、ＰＥＴフィルムを第二の帯材として用いて、ＰＥＴフィルム上にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の透明導電膜を形成し、更にこの上にｐ型半導体膜を形成し、一方、他の帯材の表面にｎ型半導体膜を形成した後、ｉ型半導体膜を形成しながらロールにより圧着接合して光電変換装置を製造することができる。図２にこのような方法で製造した光電変換装置の断面の模式図を示す。
なお、ｐ型半導体膜はシリコンの乾式成膜に微量のホウ素を加えて形成し、ｎ型半導体膜はシリコンの乾式成膜に微量のリンを加えればよい。ｉ型半導体膜は純粋なシリコンを用いればよい。
【００１６】
上述の二つの具体例に用いた製造装置を図1に示す。
真空槽(1)内に配置された第一の帯材の巻出しリール(2)に上述の金属の帯材をセットし、第二の帯材の巻出しリール(3)にポリミイドフィルム、ＰＥＴフィルムをセットし、これら巻き出しリールから巻き出されたそれぞれの帯材が乾式成膜装置(6)上で乾式成膜層を付着形成されて、圧着ロール(8)によって圧着接合が完了し、第一、第二の帯材の間に乾式成膜層を有する積層帯材(9)を得て、巻取りリール(10)によって巻き取ることで生産性良く光電変換装置を製造することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、光電変換装置を連続した帯材に形成するため、効率よく光電変換装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例を製造する装置の模式図である。
【図２】本発明の一例である光電変換装置の断面模式図である。
【符号の説明】
１．真空槽、２．第一の金属の巻き出しリール、３．第二の金属の巻出しリール、４．第一の帯材、５．第二の帯材、６．乾式成膜装置、７．ガイドロール、８．圧延ロール、９．積層金属帯、１０．巻取りリール、１１．ＰＥＴフィルム、１２．透明導電層（ＩＴＯ）、１３．ｎ型半導体、１４．ｉ型半導体、１５．ｐ型半導体、１６．鉄合金
【図１】
2004193380.tif 000003
【図２】
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