(57)【要約】【課題】Ｓｉ系ウェハー結晶等やデバイスを自在に変形することにより、所望形状の太陽電池用ウェハー結晶体、及び太陽電池システムを、低い製造コストで効率よく製造することができる半導体結晶体の加工方法、太陽電池などの光・電子デバイス用ウェハー結晶体、及び太陽電池システムを提供する。【解決手段】Ｓｉ系結晶体、Ｇｅ系結晶体、及び化合物・酸化物半導体結晶体から選択された結晶体を、融点直下の温度乃至上記半導体結晶体が塑性変形能を有する温度に加熱する工程と、この温度範囲で上記結晶体を加工して所望の形状とする工程とを具備する半導体結晶体の加工方法。但し、塑性変形能を有する温度とは、半導体結晶体が結晶体の厚さと、かけた応力とにより決まる破壊温度を越える温度をいう。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ系結晶体、Ｇｅ系結晶体、及び化合物・酸化物半導体結晶体から選択された半導体結晶体を、融点直下の温度乃至上記半導体結晶体が塑性変形能を有する温度に加熱する工程と、この温度範囲で上記結晶体を加工して所望の形状とする工程とを具備することを特徴とする半導体結晶体の加工方法。但し、塑性変形能を有する温度とは、半導体結晶体が結晶体の厚さと、かけた応力とにより決まる破壊温度を越える温度をいう。
【請求項２】
半導体結晶体を加工する工程は、半導体結晶体に荷重をかけて圧延加工を施す工程を含む請求項１記載の半導体結晶体の加工方法。
【請求項３】
半導体結晶体を加工する工程は、半導体結晶体に曲げ加工を施す工程を含む請求項１又は２に記載の半導体結晶体の加工方法。
【請求項４】
半導体結晶体を加工する工程は、半導体結晶体表面に微細加工を施す工程を含む請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体結晶体の加工方法。
【請求項５】
半導体結晶体は純Ｓｉの多結晶体又は単結晶体であり、加熱する工程は、加熱温度が１４１４℃乃至１０５０℃である請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体結晶体の加工方法。
【請求項６】
加熱温度は１３９４℃乃至１１００℃である請求項５記載の半導体結晶体の加工方法。
【請求項７】
荷重をかけた時に生じる半導体結晶体の応力は、０．１ＭＰａ乃至５００ＭＰａである請求項２乃至６のいずれか記載の半導体結晶体の加工方法。
【請求項８】
凸面、凹面又はこれらを組み合わせた形状を有する太陽電池用ウェハー結晶体。
【請求項９】
太陽電池を搭載する個所の形態に沿った形状に加工された太陽電池用ウエハー結晶体。
【請求項１０】
光学的な焦点を有する凹面状に形成された板状の第1の太陽電池用ウエハー結晶体と、このウエハー結晶体の焦点位置に第1の太陽電池用ウエハー結晶体と対向して配置された第２の太陽電池用ウエハー結晶体とを備えた、太陽電池システム。
【請求項１１】
太陽電池用ウエハー結晶体を変形加工して作られた太陽電池の機能を兼備する物品。
【請求項１２】
焦点を有する凹面状又は凸面状に形成され、Ｘ線用、ガンマー線用又は光用のレンズとして用いられる板状の結晶体。
【請求項１３】
請求項１乃至７のいずれか記載の半導体結晶体の加工方法を用いて加工・変形された半導体結晶体を基板とし、この基板上にエピタキシャル成長を施して層構造を形成することを特徴とする光・電子デバイスの製造方法。
【請求項１４】
請求項１乃至７のいずれか記載の半導体結晶体の加工方法を用いて加工・変形された半導体結晶体を基板とし、この基板上にエピタキシャル成長を施して層構造を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｓｉ結晶体などの太陽電池用ウェハー結晶体を加工する方法、加工して得られる太陽電池等の光・電子デバイス用ウェハー結晶体、及び太陽電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池等の光・電子デバイスは、その大半がＳｉ系のバルク多結晶やバルク単結晶で占められ、その製造方法は以下のとおりである。
【０００３】
１）バルク状の単結晶又は多結晶を板状のウェハー結晶に切り出して、このウェハー結晶に種々のプロセスを施してデバイスを作製する。
【０００４】
２）バルク状の単結晶や多結晶から切り出したウェハー結晶を基板として用い、この基板上にエピタキシャル成長法で薄膜を積層させ、この薄膜に所定のプロセスを施してデバイスを作製する。
【０００５】
これらの方法では、平板状のウェハー結晶しか作製することができないので、得られるデバイスは大きさの大小はあるが平板の形状をし、平板状以外の所望の形状とすることはできない。これは、現在まで、Ｓｉ系結晶は硬くて自由な形状に加工することができないと強く信じられていたためである。
【０００６】
そこで、Ｓｉ系ウェハー結晶やデバイスを自在に変形でき、自在の形状に加工でき、また自由に曲率を付けることができれば、従来の制約から解き放たれ、自由な発想で、まったく新しい概念のデバイスを着想し開発することが可能になり、その応用範囲や波及効果は想像もできないくらい大きなものとなり、その産業上の価値は計り知れない。
【０００７】
公知技術として、球状Ｓｉ結晶を用いて太陽電池を作製した例（非特許文献１）やフレキシブルな有機材料などの基板にＳｉ系薄膜を堆積させデバイス化した例がある（非特許文献２）。しかし、非特許文献１の技術は、球状Ｓｉ結晶では作製法が高価で、単結晶は得にくく、形状も球状しかできず、寸法も数ｍｍと限られ、製造コストが高く、効率よく製造することができない。非特許文献２の技術では、有機材料に関しては、効率が１％以下と低く、効率を上げるための良質な薄膜結晶体製造技術とはいい難い。いずれにしても、これら公知技術では半導体結晶体を所望の形状とすることはできず、太陽電池材料として依然大きな課題を抱えていた。
【０００８】
なお、非特許文献３には、1380℃までの温度でのSi結晶の引っ張り試験に関する記述があり、600℃以上でSi結晶の引っ張り試験をおこなえば塑性変形（伸び試験のこと）できるとの記載があります。また、非特許文献４−８には、主に転位の動的な振る舞いの観点から、Si結晶の降伏応力の温度依存性の記載があります。
【０００９】
しかし、Si結晶の破壊温度が、結晶の厚さ（断面積）、かけた応力によって決まり、Si結晶ウェハーを整形したり破壊するといった観点から、圧縮応力等をかけて、本件明細書に添付した図５に示すようなデータを、温度、膜厚、応力の３つのパラメータにして、システマティックかつ正確に取り、成形加工が可能な範囲を決めた報告はありません。
【００１０】
さらに、このようにして成形加工したSi結晶が良品で、太陽電池のようなデバイスが作製可能であるとは、だれも考えたことは無く、証明したこともありません。本件発明者が推測するに、それは、これらの論文（非特許文献３−８）には、引っ張り試験によって塑性変形させた結果には多くの転位等の欠陥が入るとの記載があり、デバイスができる品質とはだれも考えなかったからと思えますし、加工変形した結晶のメリットに考えが至らなかったと思えます。
【非特許文献１】平成１３年度 新エネルギー・産業技術綜合開発機構 委託研究業務成果報告書 太陽光発電技術研究開発 革新的次世代太陽光発電システムの研究開発「球状シリコン太陽電池の研究開発」
【非特許文献２】S.E.Shaheen, C.J,Brabec, N.S.Sariciftic,F.Padinger,T.Framherz, and J.C.Hummelen, Appl.Phys.Lett.,Vol．78，pp．841−843（2001）
【非特許文献３】Sylwestrowicz, W. D., Mechanical properties of single crystals of silicon, Philos. Mag. 7, 1825-1845 (1962).
【非特許文献４】Patel, J. R., Chaudhuri, A. R., Macroscopic plastic properties of dislocation-free germanium and other semiconductor crystals. I. Yield behavior, J. Appl. Phys., 34, 2788-2799 (1963).
【非特許文献５】Mahajan, S., Brasen, D., Haasen, P., Luders bands in deformed silicon crystals, Acta Metall., 27, 1165-1173 (1979).
【非特許文献６】Omri, M., Tete, C., Michel, J.-P., George, A., On the yield point of floating-zone silicon crystals I, Yield stresses and activation parameters, Philos. Mag. 55, 601-616 (1987).
【非特許文献７】Sumino, K., Harada, H., Yomenaga, I., The origin of the difference in the mechanical strengths of Czochralski-grown silicon and float-zone-grown silicon, Jpn. J. Appl. Phys., 19, L49-L52 (1980).
【非特許文献８】Yonenaga, I., Upper yield stress of Si crystals at high temperature. J. Electrochem. Soc. 143, L176-L178 (1996).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、Ｓｉ系ウェハー結晶等やデバイスを自在に変形することにより、所望形状の太陽電池等の光・電子デバイス用ウェハー結晶体、及び太陽電池システムを低いコストで、かつ、効率よく製造することができる半導体結晶体の加工方法、太陽電池等の光・電子デバイス用ウェハー結晶体、及び太陽電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備えている。
(1)   Ｓｉ系結晶体、Ｇｅ系結晶体、及び化合物・酸化物半導体結晶体の加工方法
Ｓｉ系結晶体、Ｇｅ系結晶体、化合物半導体結晶体、及び酸化物半導体結晶体から選択されるた半導体結晶体を、融点直下の温度乃至上記半導体結晶体が塑性変形能を有する温度に加熱する工程と、この温度範囲で上記結晶体を加工して所望の形状とする工程とを具備する半導体結晶体の加工方法。
【００１３】
ここで「半導体結晶体が塑性変形能を有する温度」とは、半導体結晶体が結晶体の厚さ（断面積）と、かけた応力とにより決まる破壊温度を越える温度をいい、この温度で加工することにより半導体結晶体の塑性変形が可能で、得ようとする形状や結晶板の厚さに対して十分な可塑性を与えることができる。半導体結晶体が純Ｓｉの多結晶体又は単結晶体の場合、具体的な加工温度はＳｉ系結晶の融点である１４１４℃直下から１０５０℃の範囲、特に好ましくは、結晶体の厚さや加工する形状、かける荷重に依存するが、１３９４℃から１１００℃の範囲である。
【００１４】
なお、半導体結晶体がＧｅの場合、その加熱温度（加工時の温度）は、９１７℃乃至６００℃、ＧａＡｓは１２２０℃乃至９００℃、ＩｎＰは１０４０℃乃至７００℃、ＧａＰは１４４７℃乃至１１００℃、ＧａＳｂは６９２℃乃至５００℃である。
【００１５】
既に述べたように、これらの半導体結晶体は、従来は硬くて自由な形状に加工することはできないと考えられていた。これに対し、本発明者らは、所定の高温以上とすることにより容易に加工できることを見出した。これは、当業者の常識を覆す知見である。
【００１６】
この発明は、上記所定の高温以上で上記結晶体を加工することにより所望形状の結晶体とすることができる。ここで、加工に供せられる結晶体は結晶体ウエハーを含む、また板状に限らずバルク状のものも含む。
【００１７】
半導体結晶体の加工は全体的でも局所的でもよい。加工は、半導体結晶体に圧縮力（荷重）、曲げ力、または引っ張り力を加える、圧延加工、曲げ加工、これら加工の組み合わせなど任意の加工をおこなうことができる。また、表面に微細加工を施すこともできる。このことにより、容易にＳｉ系結晶（板）などの半導体結晶体を自在に変形・加工・曲げができる。荷重をかけた時に生じる半導体結晶体の応力で示すと、結晶体の大きさにより異なるが、約０．１ＭＰａ乃至５００ＭＰａである。この場合、圧延加工時にかける荷重は、０．０１ｋｇｆ／ｍｍ２乃至５０ｋｇｆ／ｍｍ２である。
【００１８】
（２）  太陽電池等の光・電子デバイス用ウエハー結晶体、太陽電池システム
本発明に係る加工方法を適用することにより、従来作り得なかった任意の有意義な形状の太陽電池等の光・電子デバイス用ウエハー結晶体、太陽電池システムを製造することができる。
【００１９】
例えば、太陽電池用ウエハー結晶体を凸面、凹面、波状又はこれらを組み合わせた形状に加工することにより、太陽光をどの方向からも取り入れることができる自在な湾曲形状を有するようにし、この形状のウエハー結晶体を太陽電池に組み込むことにより、朝と夕方などの太陽光の傾きにもかかわらず常に一定の出力を安定して出すことができる。
【００２０】
また、Ｓｉ結晶板などの半導体結晶体を、光学的焦点を有する凹面状に加工し、この凹面状の半導体結晶体で太陽電池を作製すると同時に、この凹面太陽電池で反射された光を、この凹面太陽電池で形成されるレンズの焦点位置に集め、この焦点位置に高効率の太陽電池を配置して反射光を使って再度光電変換を起こさせ、２重の太陽電池システムを組む。このことにより、従来達成できなかった高効率の太陽電池の開発ができる。凹面太陽電池のレンズの径、焦点距離、焦点位置に置く太陽電池の種類、再度焦点位置の太陽電池からの反射光の利用などは、目的や達成効率に応じて自由に選択できる。焦点位置に配置する太陽電池として、その両面が太陽電池機能を有するものとすれば、更に効率を向上することができる。
【００２１】
さらに、例えば電気自動車の屋根に載置するような場合、この発明の加工方法を用いて太陽電池を作製すれば、電気自動車の屋根の形態に沿った流線型とすることが可能となり、空気抵抗の少ない燃費の安い効率的でデザイン性にも優れた太陽電池搭載自動車の開発が可能になる。また、この発明加工方法により、飛行機のボディーや翼の形状にフィットした太陽電池も作製でき、同様に効率やデザイン性を考慮した太陽電池搭載飛行機の開発が可能になる。この他、あらゆる乗り物（電車、バス、船舶、宇宙ステーション、バイク、シャトルなど）や建造物に対しても、自在に加工変形された太陽電池を作成することができる。
【００２２】
しかも、デザイン性を行かして、造花の形をした太陽電池、動物の形をした太陽電池、彫像の形をした太陽電池など、装飾品の太陽電池の作成が可能になる。これは、新しい産業を誘発できる大きな可能性につながる。
【００２３】
また、圧延加工により、ウエハを薄肉としその表面積を増すことが可能である。このような、圧延Ｓｉ系結晶（板）などの半導体結晶板を作製し、これを太陽電池に用いると、同じＳｉ系結晶（板）などの半導体結晶板の量で、大面積の太陽電池を作製でき、低コスト化に役立つ画期的技術となる。また、従来のようにＳｉ系バルク結晶を切断加工してウェハー結晶を作製する技術では、切り代のロスが大きくウェハー結晶が高価であったが、本発明の加工法を用いると、切り代が少なくなるだけでなく、薄いウェハー結晶（板）の作製も可能になる。
【００２４】
Ｓｉ系結晶（板）などの半導体結晶板の表面に各種の微細加工を施し、このウェハー結晶を利用して光・電子デバイスを作製したり、自由な局面を有するウェハー結晶を用いて光・電子デバイスを作製したりすることが可能になる。新たな手法による表面加工や自由な曲率の利用という新要素が加わることにより、これらの光・電子デバイスへの用途は、想像を絶するほどの広がりが期待できる。
【００２５】
さらにまた本発明によれば、Ｓｉ系結晶を用いて自在に微細加工を施した新しいマイクロマシーンの作製技術や微細加工技術の開発が可能になる。特にマイクロマシーンの作製技術では、高温プレス加工といったまったく新規な技術を用いることが可能になり、従来精密な加工が難しく工程数の多かった半球状や波状の表面をもつ材料を容易に量産的に作製できるようになる。
【００２６】
また本発明によれば、本発明で加工・変形させたＳｉ等の結晶（板）を基板として用い、この上にエピタキシャル成長を施し、各種の層構造を作製し、太陽電池などの光・電子デバイスを作ることができる。この光・電子デバイスによれば、加工結晶の特性に層構造からの特性を加味し、より高品質、高効率、高機能の素子の作製が可能となる。具体的には、加工して変形させたＳｉ結晶（板）に、Ｓｉ層をエピタキシャル成長させることにより高品質化を図れるし、また加工して変形させたＳｉやＧｅ結晶（板）にＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＰ系のIII-V族半導体のヘテロ構造をエピタキシャル成長させることにより、より高効率の太陽電池を作製することができる。このように加工・変形結晶の基板としての利用は大きな可能性が期待できる。
【００２７】
板状の結晶体を、焦点を有する凹面状又は凸面状に形成して、これをＸ線用、ガンマー線用又は光用のレンズとして用いることができる。すなわち、凹面の結晶体レンズは、曲率に沿って結晶格子が曲がっているために、一つの結晶から切り出したレンズと異なり、平衡光線、Ｘ線、ガンマ線を焦点に集光させる機能を持つ。これは、結晶体の凹面の曲率を変えることにより、どのような焦点深度のレンズも作製可能となる。また、凸面の結晶体レンズは、任意の方向から入射した光線、Ｘ線、ガンマ線を平衡な光線、Ｘ線、ガンマ線に変換できる機能を持ち、従来技術では作製できなかった新規なレンズを作製することができる。これも凸面の曲率を変えることにより、どのような光線にも対応できるレンズが作製できる。
【００２８】
本発明によれば、Ｓｉ系ウェハー結晶（板）などの半導体結晶体の高温加工とＳｉ系結晶（板）などの半導体結晶体の曲率制御という従来に無い新たなパラメータをウェハー結晶作製とデバイス作製に取り入れることを可能にするので、その学術的、産業的な波及効果は計りしれない。さらに、Ｓｉ系結晶（板）のみならず、Ｇｅ系結晶（板）やＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＧａＮなどのIII-V族等の化合物半導体結晶（板）やＺｎＯ等の酸化物半導体結晶（板）に対しても、同様な効果があり、これらの結晶（板）に対しても、本発明は適応できる。
【００２９】
本発明は上記の記載事項に拘泥されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で、ミクロな電子デバイスからマクロな装飾用デバイスまで、更には、学術・産業分野から装飾分野までと、その応用範囲は想像を絶する広がりを持つ。このため、適用製品、価格、量産性、需要の見とおしが着けば、社会的ニーズにマッチングするため企業化の可能性は極めて高い。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明によれば、デザイン性を考慮した各種の太陽電池（球状太陽電池、流線型太陽電池、装飾用太陽電池など）や低コストの薄型太陽電池（圧延Ｓｉ系結晶（板）など）、表面加工をした各種光・電子デバイスなどに関し、各種の微細加工を施したり、自由な局面・曲率を有したウェハー結晶やこれら加工したウェハー結晶を基板として用いたエピタキシャル結晶を用いて太陽電池等の光・電子デバイスを作製したりすることが可能になるため、これらの産業分野で画期的な新製品開発の原動力になる。また、デザイン性を生かすと、装飾や造園分野など全く異質の産業分野での利用が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（ａ）Ｓｉの融点近くの高温にＳｉ単結晶を保持し、特殊な形状をしたカーボン製ボートを用いて、圧縮力（荷重）を加え、Ｓｉ結晶板を変形・加工して曲率を与え、半球状Ｓｉウェハー結晶や波状Ｓｉウェハー結晶を作製する。
【００３２】
図１は、Ｓｉ単結晶を半球状に加工する上下ボート１０，２０を示す。この上下ボート１０，２０は、カーボン製で、上下２個のカーボン製ボートからなり、下部ボート２０には半球状の窪み（凹）が形成され、上部ボート１０には下部ボートの窪みに少し（０．１ｍｍ程度）余裕をもってちょうど嵌り込む半球状の突起（凸）が形成されている。これら上下一式からなるボートは、サイズを変えて２種類も用意した（ａ＝１０ｍｍ，５ｍｍ、ｂ＝９ｍｍ，４ｍｍ）。
【００３３】
図２は、Ｓｉ単結晶を波状に加工する上下ボード１２，２２を示す。下部ボード２２は波状の凹凸が形成され、上部ボード１２には、下部ボートの窪みに少し（０．１ｍｍ程度）余裕をもってちょうど嵌り込む波状の凹凸が形成される。これら上下一式からなるボートは、サイズを変えて２種類も用意した（ｃ＝２．５ｍｍ，ｄ＝２．０ｍｍ）。
【００３４】
これら図１，２に示された上部ボートの下面と下部ボートの上面に、離型材を塗布し、高温で一旦アニールする。その後、この処理を施した上部ボートと下部ボートの間に、厚さ０．３ｍｍ、長さ２．５ｃｍ×２．５ｃｍのＳｉ単結晶板を挟み、縦型炉の中に配置した。このＳｉ単結晶板の全面又は一部の面に、汚染防止や熱による表面劣化を防ぐため、離型剤等の熱に強く不純物の少ない表面保護膜を塗る場合もある。この縦型炉には、金属性の押し棒が炉の上部に配置してあり、この押し棒を外部から電気的に制御することにより、このカーボン製ボートの上部ボートの上面に圧縮応力（荷重）をかけて、Ｓｉ単結晶板に必要な力をかけることができるようになっている。
【００３５】
このようにセットした上部ボート、下部ボートとＳｉ単結晶板を、Ｓｉの融点である１４１４℃から４０℃低い１３７４℃まで昇温する。この温度に到達した時、金属棒を炉内で下げ、上部ボートの上面を押して２０ｋｇｆの荷重（応力に直すと、１×１０６Ｐａ）をかけた。これにより、Ｓｉ単結晶板にも圧縮力がかかり、半球状や波状の形状をした上部ボートと下部ボートの間で、高温加圧により変形し、半球状や波状の形状をしたＳｉ単結晶板が得られた。圧縮力（荷重）をかけていた時間は０分から１分の間である。その後、炉を急速に冷却して、加工されたＳｉ単結晶板が熱により変性することを防いだ。
【００３６】
図３は、このように得られた半球状のＳｉ単結晶板の写真を示す。図４は、このようにして得られた波状のＳｉ単結晶板の写真を示す。これらの写真から明らかなように、Ｓｉ単結晶板は、本発明の手法を用いることにより、十分な曲げ加工が実現でき、半球状のＳｉ単結晶板や波状のＳｉ単結晶板が、作製できていることが示された。これにより、本発明によるＳｉ結晶（板）の高温加工による曲げ整形効果が極めて有効であることが実証できた。高温加工時の温度、Ｓｉ単結晶板の膜厚、圧縮力（荷重）の強さ、圧縮力（荷重）をかける時間は、形状制御は加工後の結晶品質の重要な制御パラメータであり、適切なパラメータが適宜選択される。また、加工変形したＳｉ結晶板の中に存在する加工時の残留応力を取り除くため、１１００℃から１３９０℃の間の温度でアニールを施した。アニール時間は３０分から３時間の間で選択した。
【００３７】
図５は、１０ｍｍφの半球状凸部を有する上部ボードと２０ｍｍφの半球状凹部を有する下部ボードとの組み合わせにより、Ｓｉ単結晶板を１．２×１０６Ｐａの圧縮応力を加えた場合に、小球状に変形可能な領域を結晶板の厚さと加圧時の温度をパラメータとして示した加圧試験の結果を示す図である。縦軸はＳｉ単結晶板の厚さ、横軸は加圧した時の温度である。○は塑性変形したもの（一部クラック有りの場合も含む）、△は一部融解したもの、×はクラックが入り破壊したものを示す。結晶板の厚さが薄くなるほど低温での加工が可能で、０．３ｍｍ圧の場合は１０５０℃でも加工できる。また、１３９４℃以上では加圧時に一部融解が始まる。
【００３８】
（ｂ）所定の高温で加工した半球状および波状Ｓｉ単結晶板を用いた太陽電池の作製
本発明の方法を用いて作製した、半球状および波状のｐ型のＳｉ単結晶板を用いて太陽電池を作製した。太陽電池の作製手順を下記に記す。
【００３９】
（１）半球状及び波状のｐ型のＳｉ単結晶板を有機溶剤で洗浄し、フッ化水素（ＨＦ）溶液でエッチングし、最後に純水を用いて洗浄する。
【００４０】
（２）このｐ型のＳｉ単結晶板の表面からリンドップガラスを用いてＰ元素を拡散し、ｎ型のＳｉ拡散層を約１ミクロン（μｍ）の厚さに形成する。
【００４１】
（３）ＡｌＮまたはＩＴＯを用いた約５００ミクロン（μｍ）の厚さの反射防止膜を、スパッタで成膜して、この半球状及び波状表面に形成する。
【００４２】
（４）ペイスト状のＡｌ電極用金属を用いて、ｐ側の裏面にＡｌ電極を一面に形成する。
【００４３】
（５）ｎ側の表面である受光面に網目状にＡｇ電極を形成する。
【００４４】
これらのプロセスより、半球状及び波状のｐ型のＳｉ単結晶板を用いて太陽電池を作製した。
【００４５】
作製したこれらの太陽電池の特性は、変換効率が１３％以上と、簡易プロセスを使った太陽電池としては極めて良好であった。従来の太陽電池との違いは、表面が半球状または波状をしているため、照射する光（標準の太陽光）の方向を変えても、従来の太陽電池のような特性の変動が極めて少なく、照射光の方向によらず安定した特性が得られた。
【００４６】
本発明の手法を用いて作製した半球状の凸部を有するＳｉ単結晶板を用いて太陽電池を作製した。この太陽電池では、太陽光が太陽電池に当たる角度が変化しても、従来の平板状の太陽電池と異なり、特性の変化が少ない太陽電池を実現できた。この太陽電池を用いると、朝、昼、夕方に太陽光の当たる角度が大きく変化しても、特性は平均化され、全体として効率の高い太陽電池が得られることが判った。本発明による半球状の凸部を有するＳｉ単結晶板を用いた太陽電池は、プロセスが簡単なため低コスト化が実現でき、さらに太陽電池の特性の安定化に有効であることが判った。同様に、波状のＳｉ単結晶板を用いて作製した太陽電池でも、従来の平板状の太陽電池と異なり、特性の変化が少ない太陽電池を実現でき、本発明の有効性が証明できた。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、従来不可能と思われた半導体結晶体の加工を可能とするものであり、その加工の手法は任意であり、所望形状とすることができる。従って、例えば、圧延加工して大面積とすることにより、ウエハ結晶の単位面積当たりの製造コストを大幅に減少することができる。また、任意の加工を可能とすることにより、どの方向からの光でも捉えることができる曲率を持った太陽電池や自動車や飛行機の屋根や翼に使える流線型の太陽電池を作成することができる。さらにまた、ミクロな電子デバイスからマクロな装飾用太陽電池（造花の形をした太陽電池など）まで、またＳｉ系結晶などの半導体結晶を用いたマイクロマシーンの作製や微細加工技術まで、といった学術・産業分野から装飾・芸術分野まで、その応用範囲は想像を絶する広がりを持つ。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明にかかる加工（半球状の加工）をおこなうための上下一式のカーボン製ボートを示す断面図で、（ａ）は上部ボード、（ｂ）は下部ボード。
【図２】本発明にかかる加工（波状の加工）をおこなうための上下一式のカーボン製ボートを示す断面図で、（ａ）は上部ボード、（ｂ）は下部ボード。
【図３】半球状の加工がなされたＳｉ単結晶板の写真。
【図４】波状の加工がなされたＳｉ単結晶板の写真。
【図５】１０ｍｍφの半球状凸部を有する上部ボードと２０ｍｍφの半球状凹部を有する下部ボードとの組み合わせで、Ｓｉ単結晶板に１．２×１０６Ｐａの圧縮応力を加えた場合に、小球状に変形可能な領域を結晶板の厚さと加圧時の温度をパラメータとして示した加圧試験の結果を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１２…上部ボード
２０，２２…下部ボード
【図１】
2005142370.tif 000003
【図２】
2005142370.tif 000004
【図３】
2005142370.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005142370.tif 000007