特開 2024-114643 電子デバイス用の透明太陽電池および同太陽電池の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024114643

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】電子デバイス用の透明太陽電池および同太陽電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0445 20140101AFI20240816BHJP

   H01L 31/0224 20060101ALI20240816BHJP

   H01L 31/0236 20060101ALI20240816BHJP

   G04B 19/06 20060101ALI20240816BHJP

   G04G 19/00 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 530

H01L31/04 266

H01L31/04 282

G04B19/06 C

G04G19/00 A

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024016134

(22)【出願日】2024-02-06

(31)【優先権主張番号】23156363.6

(32)【優先日】2023-02-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】599040492

【氏名又は名称】ニヴァロックス－ファー ソシエテ アノニム

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】ジュリアン・ベラ

(72)【発明者】

【氏名】ガブリエル・クリストマン

(72)【発明者】

【氏名】ディディエ・ドミーヌ

【テーマコード（参考）】

2F002

5F251

【Ｆターム（参考）】

2F002AA06

2F002AB06

2F002AC00

2F002AE00

5F251BA04

5F251BA16

5F251CB21

5F251FA03

5F251FA04

5F251FA13

5F251FA19

5F251GA03

5F251HA03

5F251HA04

5F251HA07

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高効率をもたらしながら、高レベルの透明性を有する太陽電池を提供する。
【解決手段】基板（１００）の一面上に形成された、基板（１００）に向かって配向された外面（１１２）の反対側の内面（１１１）を含む、透明な導電性材料からなる第１の電極（１１０）であって、内面（１１１）は、第２の部分の粗さよりも大きい粗さを有する第１の部分を含む、第１の電極（１１０）と、第１の電極（１１０）の内面（１１１）の第１の部分の上を外面（１３１）が延びる、吸収層（１３０）と、導電性材料からなり、吸収層（１３０）の外面（１３１）の反対側の吸収層（１３０）の内面の上に延びる、第２の電極（１２０）とを備え、吸収層（１３０）及び第２の電極（１２０）は複数のブラインド・キャビティ（１４０）を画定するように穿孔されており、ブラインド・キャビティの各々の底部は第１の電極（１１０）の内面（１１１）の第２の部分によって形成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

入射光に晒すことが意図された透明な材料からなる基板（１００）と、
透明な導電性材料からなり、前記基板（１００）の一面上に形成された、前記基板（１００）に向かって配向された外面（１１２）の反対側の内面（１１１）を含む、第１の電極（１１０）であって、前記内面（１１１）は、第２の部分の粗さよりも大きい粗さを有する第１の部分を含む、前記第１の電極（１１０）と、
前記第１の電極（１１０）の前記内面（１１１）の前記第１の部分の上を外面（１３１）が延びる、吸収層（１３０）と、
導電性材料からなり、前記吸収層（１３０）の前記外面（１３１）の反対側の前記吸収層（１３０）の内面（１１１）の上に延びる、第２の電極（１２０）と
を備え、前記吸収層（１３０）および前記第２の電極（１２０）は、複数のブラインド・キャビティ（１４０）を画定するように穿孔されており、前記ブラインド・キャビティの各々の底部は、前記第１の電極（１１０）の前記内面（１１１）の前記第２の部分によって形成されている
ことを特徴とする、電子デバイス用の太陽電池（１０）。

【請求項2】

前記第１の電極（１１０）は、０．５から５μｍの間、または１から２μｍの間の厚さを有する、請求項１に記載の太陽電池（１０）。

【請求項3】

前記第１の電極（１１０）の前記内面（１１１）の前記第２の部分は、光放射を散乱させることなく透過させるように、研磨された表面仕上げを有する、請求項１に記載の太陽電池（１０）。

【請求項4】

前記吸収層（１３０）は、１００ｎｍから１μｍの間、または３００から５００ｎｍの間の厚さを有する、請求項１に記載の太陽電池（１０）。

【請求項5】

前記第１および第２の電極（１１０、１２０）は、透明な導電性酸化物からなる、請求項１に記載の太陽電池（１０）。

【請求項6】

前記第１および第２の電極（１１０、１２０）は、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウム・スズからなる、請求項５に記載の太陽電池（１０）。

【請求項7】

前記第２の電極（１２０）を覆い、各キャビティ（１４０）を充填する透明な保護層（１５０）を含む、請求項１に記載の太陽電池（１０）。

【請求項8】

前記保護層（１５０）の材料は、屈折率が１から２の間、または１．３から１．７の間となるように選択される、請求項７に記載の太陽電池（１０）。

【請求項9】

前記保護層（１５０）は、パリレン、ポリイミド、シロキサン、窒化物または酸化物からなる、請求項７または８に記載の太陽電池（１０）。

【請求項10】

前記基板（１００）は、支持層および中間層を含む層の積重ねによって形成され、前記中間層は、前記支持層と前記第１の電極（１１０）との間に介在するとともに、１．６から１．９の間の屈折率を有するように構成されている、請求項１に記載の太陽電池（１０）。

【請求項11】

時計ムーブメントが収納される内部体積を規定する、中央部、ガラス、および背面を備えるケースを含む、計時器において、前記時計ムーブメントに電気エネルギーを供給するように配置された、請求項１に記載の太陽電池（１０）をさらに含むことを特徴とする、計時器。

【請求項12】

前記太陽電池（１０）は、前記第２の電極（１２０）が前記ケースの内部体積に面する状態で、前記基板（１００）が前記ガラスに当接するように配置されるように、前記ガラスに固定されている、請求項１１に記載の計時器。

【請求項13】

前記ガラスは、前記基板（１００）によって形成され、前記太陽電池（１０）は、前記第２の電極（１２０）が前記内部体積に対面するように、配置されている、請求項１１に記載の計時器。

【請求項14】

前記基板（１００）は、文字盤を形成するか、または前記文字盤に対して、または時計ムーブメントの構造に対して固定され、その結果、前記第２の電極（１２０）が前記ガラスと対面する、請求項１１に記載の計時器。

【請求項15】

透明の基板（１００）上に、入射光放射を散乱させることのできるように粗さを有する内面が設けられた導電性透明層の形態で、第１の電極（１１０）を形成するステップと、
前記第１の電極（１１０）の前記内面（１１１）上に、入射光放射を吸収して、それから電流を生成するように適合された吸収層（１３０）を形成するステップと、
前記吸収層（１３０）上に、導電性層の形態で、第２の電極（１２０）を形成するステップと、
前記第１の電極（１１０）の前記内面（１１１）まで延びる複数のブラインド・キャビティ（１４０）を形成するように、前記第２の電極（１２０）と前記吸収層（１３０）を構造化するステップであって、その粗さを低減するために、前記キャビティ（１４０）がその上に開口する、前記第１の電極（１１０）の前記内面（１１１）の部分の表面仕上げを修正するように実施される、前記構造化するステップと
を含むことを特徴とする、太陽電池（１０）の製造方法。

【請求項16】

前記構造化するステップ中に、前記第２の電極（１２０）および前記吸収層（１３０）は、第１および第２の連続エッチング処理を実施することによって、連続的に穿孔され、前記第２のエッチング処理は、キャビティ（１４０）の各々がその上に開口する、前記第１の電極（１１０）の前記内面（１１１）の部分の表面仕上げを修正することによって完成される、請求項１５に記載の太陽電池（１０）の製造方法。

【請求項17】

前記第２の電極（１２０）は、前記第２の構造化処理中にエッチング・マスクを形成する、請求項１５に記載の太陽電池（１０）の製造方法。

【請求項18】

前記第１の電極（１１０）の結晶は、その内面（１１１）の所定の表面仕上げを規定するように、成膜される、請求項１５に記載の太陽電池（１０）の製造方法。

【請求項19】

前記構造化するステップに続いて、前記第２の電極（１２０）を覆い、各キャビティ（１４０）を充填するように、透明の保護層（１５０）を成膜するステップをさらに含む、請求項１５に記載の太陽電池（１０）の製造方法。

【請求項20】

予備ステップにおいて、支持層と前記第１の電極（１１０）との間に介在させることが意図された中間層がその上に成膜されている、前記支持層を含む層の積重ねによって、前記基板（１００）が形成される、請求項１５に記載の太陽電池（１０）の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子デバイスに電気エネルギーを供給するための透明太陽電池の分野におけるものである。

【0002】

より具体的には、本発明は、特に、好ましい応用において、時計製作の分野を意図する、つまり計時器（timepiece）の表示手段を制御できる時計ムーブメントのモータ手段に電気エネルギーを供給することを意図する、太陽電池に関する。

【0003】

より一般的には、本発明による太陽電池は、窓、ポートホール（porthole）、または風防ガラス（windscreen）などの様々な透明物体に、あるいは電子タブレット、モバイルフォン、および電子時計などの携帯用電子デバイスのスクリーンに一体化するように適合されている。

【背景技術】

【0004】

特定の分野、特に建設、携帯用電子デバイスおよび時計製作デバイス分野において、ユーザがそれを通して観察することを可能にしながら、電気エネルギー源を提供するために、ユーザの視界から隠すことのできる、太陽電池に対するニーズが発生した。

【0005】

このタイプの太陽電池は、ＦＲ２６８１１８９に記載されているように、光を吸収してそれを電気エネルギーに変換するように適合され、一般的にシリコンなどの半導体材料で製作される、透明材料からなる第１の電極と、不透明金属材料からなる第２の電極との間に配置される、吸収層からなる。第１の電極は、太陽電池のための支持を形成する透明基板の上に延びる。

【0006】

透明層および第２の電極は、太陽電池の透明性を生成するのに必要な光透過を得るために、透明基板まで穿孔されている。

【0007】

特に、太陽電池における穿孔は、裸眼でそれを見つめるユーザのために、太陽電池における透明性を生成させるために、入射光の一部が、第２の電極によって吸収されることなく、吸収層と第２の電極とを通過することを可能にするように、寸法決めされて分布されている。

【0008】

当然ながら、穿孔によって覆われている太陽電池の表面が大きいほど、太陽電池の透明性は大きくなり、その電気効率は低くなり、逆に、表面が小さくなるほど、太陽電池の透明性は低くなり、その電気効率は高くなる。実際に、半透明太陽電池は、光の一部分を通過させて、同時にその他の部分を、光起電力効果を用いて電気に変換することを可能にする。

【0009】

太陽電池の美観、特にその透明性に対する要求はその電気効率に不利益であり、したがって、太陽電池の透明性のレベルとその電気的性能の間の妥協を尊重する必要がある。

【0010】

太陽電池の電気効率を増大させるために、第１の電極は、表面の１つに粗さを与えて、それが光を散乱させて、入射光放射をトラッピングすることによって吸収層によるその吸収を最適化することができる。そのような解決策が、文献ＷＯ２０１１／０８３２８２に記載されている。

【0011】

しかしながら、第１の電極の粗さは、「ヘイズ・ファクタ（haze factor）」としても知られる、太陽電池におけるある散乱係数を発生させる。この散乱係数は、散乱光の強度と、全透過光の強度の比率である。太陽電池の電気効率を最適化させるために、少なくとも１０％の散乱係数が、通常、望まれる。

【0012】

この解決策は、透明な太陽電池には適合されていない。実際に、そのような散乱係数は、この散乱係数が太陽電池のぼやけ（blurring）を発生させて、時間を読み取り、文字盤の詳細を知覚するのを困難にする限り、透明太陽電池、特に、時計製作用途に特有の応用に対して許容されない。

【0013】

したがって、透明性を損ねることなく、太陽電池の電気効率を増大させる必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】ＦＲ２６８１１８９

【特許文献2】ＷＯ２０１１／０８３２８２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明は、高い電気的性能、すなわち高効率をもたらしながら、高レベルの透明性を有するように設計された太陽電池を提供することにより、前述の欠点を克服するものである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

この目的で、本発明は、
入射光に晒すことが意図された透明な材料からなる基板と、
透明な導電性材料からなり、基板の一面上に形成された、基板に向かって配向された外面と反対側の内面を含む、第１の電極であって、前述の内面は、第２の部分の粗さよりも大きい粗さを有する第１の部分を含む、第１の電極と、
第１の電極の内面の第１の部分の上を外面が延びる、吸収層と、
導電性材料からなり、吸収層の外面と反対側の吸収層の内面の上に延びる、第２の電極と、
を備える、電子デバイス用の太陽電池に関する。

【0017】

吸収層および第２の電極は、複数のブラインド・キャビティを画定するように穿孔されており、ブラインド・キャビティの各々の底部は第１の電極の内面の第２の部分によって形成されている。

【0018】

これらの特徴により、太陽電池の透明性と電気的性能の両方が最大化される。

【0019】

実際、第１の電極の内面の第２の部分の表面仕上げは、散乱係数を低減することを可能にするとともに、第１の電極に貫通開口が形成されないという事実は、最適な電気的性能を維持すること、特に直列抵抗損失を最小化することによって集電を容易にすることを可能にする。また、散乱能（scattering power）は、太陽電池にとって有用な場所、つまり吸収層の反対側において保持される。

【0020】

一般的に言って、本発明は、建築物や輸送機用の窓ガラスの分野、またはテレビ、電子タブレット、携帯電話などの電子デバイスの分野など、太陽電池を通しての観察が重要な基準となるすべての分野において有利な用途を有する。

【0021】

特定の実施形態においては、本発明は、単独で、または任意の技術的に可能な組合せで採択された、１つまたは複数の以下の特徴をさらに含んでもよい。

【0022】

特定の実施形態において、第１の電極は０．５から５μｍの間、好ましくは１から２μｍの間の厚さを有する。

【0023】

特定の実施形態では、第１の電極の内面の第２の部分は、光放射を散乱させることなく透過させるように、研磨された表面仕上げを有する。

【0024】

特定の実施形態において、吸収層は１００ｎｍから１μｍの間、好ましくは３００から５００ｎｍの間の厚さを有する。

【0025】

特定の実施形態において、第１および第２の電極は、透明な導電性酸化物からなる。

【0026】

特定の実施形態において、第１および第２の電極は、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウム・スズからなる。

【0027】

特定の実施形態では、太陽電池は、第２の電極を覆い、各キャビティを充填する透明な保護層を含む。

【0028】

特定の実施形態において、保護層の材料は、１から２の間、好ましくは１．３から１．７の間の屈折率を有するように選択される。

【0029】

特定の実施形態において、保護層は、パリレン、ポリイミド、シロキサン、窒化物または酸化物からなる。

【0030】

特定の実施形態では、基板は、支持層および中間層を含む層の積重ねによって形成され、中間層は、支持層と第１の電極との間に介在するとともに、１．６から１．９の間の屈折率を有するように構成される。

【0031】

別の目的によれば、本発明は、時計のムーブメントが収納される内部体積を規定する中央部、ガラス、および背面を備えるケースを含む、計時器に関する。この計時器は、時計のムーブメントに電気エネルギーを供給するように配置された、上述したような太陽電池をさらに含む。

【0032】

特定の実施形態では、太陽電池は、第２の電極がケースの内部体積に対面する状態で、基板がガラスに当接して配置されるように、ガラスに固定されている。

【0033】

特定の実施形態では、ガラスは基板によって形成され、太陽電池は、第２の電極が内部体積に対面するように、配置されている。

【0034】

特定の実施形態では、基板は文字盤を形成するか、または文字盤に対して、または時計ムーブメントの構造に対して固定され、その結果、第２の電極がガラスと対面している。

【0035】

別の目的によれば、本発明は、
透明基板上に、入射光放射を散乱させることのできるように粗さを有する内面が設けられた導電性透明層の形態で、第１の電極を形成するステップと、
第１の電極の内面上に、入射光放射を吸収して、それから電流を生成するように適合された吸収層を形成するステップと、
吸収層上に、導電性層の形態で第２の電極を形成するステップと、
第１の電極の内面へと延びる複数のブラインド・キャビティを形成するように第２の電極と吸収層とを構造化するステップであって、その粗さを低減するために、キャビティの各々がその上に開口する第１の電極の内面の部分の表面仕上げを修正するように実行される、前記構造化ステップと、
を含む、太陽電池の製造方法に関する。

【0036】

特定の実現例では、構造化ステップ中に、第２の電極および吸収層は、第１および第２の連続エッチング処理を実施することによって、連続的に穿孔され、第２のエッチング処理は、キャビティの各々がその上に開口する第１の電極の内面の部分の表面仕上げを修正することによって完成される。

【0037】

特定の実現例では、第２の電極は、第２の構造化処理中にエッチング・マスクを形成する。

【0038】

特定の実現例では、第１の電極は、その結晶がその内面の所定の表面仕上げを規定するように、成膜される。

【0039】

特定の実現例では、方法は、第２の電極を覆い、各キャビティを充填するように、構造化ステップに続いて、透明の保護層を成膜するステップを含む。

【0040】

特定の実現例では、予備ステップにおいて、前記支持層と第１の電極に間に介在させることを意図した中間層がその上に成膜される、支持層を含む層の積重ねによって、基板が形成される。

【0041】

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、非限定的な例として与えられる、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】図１は、本発明による太陽電池の模式的な断面図である。

【図2】図２は、本発明による製造方法の異なるステップにおける、図１の太陽電池の模式的な断面図である。

【図3】図３は、本発明による製造方法の異なるステップにおける、図１の太陽電池の模式的な断面図である。

【図4】図４は、本発明による製造方法の異なるステップにおける、図１の太陽電池の模式的な断面図である。

【図5】図５は、本発明による製造方法の異なるステップにおける、図１の太陽電池の模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

なお、図は分かりやすくするために、必ずしも縮尺どおりに描かれていないことに注意されたい。

【0044】

本発明の説明は、計時器、例えば腕時計によって形成される電子デバイスへの本発明の応用の文脈においてなされる。しかしながら、いうまでもなく、本発明はこの応用に限定されることなく、任意その他の応用において有利に使用することができる。

【0045】

この文章において用語「透明」は、光放射の全部、または一部、特に肉眼に見える光を通過させる、材料の能力を指すことにも注意すべきである。

【0046】

本発明は、例えば、計時器の表示手段を制御するために、電源回路を介して、ケースに収納された時計ムーブメントのモータ手段に電力を供給するために、光放射を電流に変換するように適合された、太陽電池（１０）に関する。なお、計時器の電源回路、モータ手段および表示手段は、当業者には周知であり、それ自体は本発明に関係しないので、以下では詳細に説明せず、図には示さない。

【0047】

図１に示すように、太陽電池１０は、外面１０１によって光放射に晒されることを意図された透明材料からなる、基板１００を含む。基板１００は、本発明の実施の特定の例において以下でより詳細に説明するように、層または層の積重ねによって形成される。非限定の例として、基板１００は、０．１から２ｍｍの間、好ましくは０．１から０．５ｍｍの間の厚さを有する。

【0048】

一実施形態では、光放射は、入射放射線または透過放射線である。図１では、入射放射線または透過放射線は太い矢印で記号化されている。

【0049】

一例として、基板１００は、例えば、接着剤接合によって、またはイオン接合またはパルス電流接合などの機械的または物理的な固定手段によって、その外面１０１が時計ガラスにその周囲に当接して配置されるように、固定することができる。基板１００の外面１０１が受ける光放射は、次いで、ガラスを透過した放射線である。

【0050】

代替的に、基板１００は、計時器のガラスを構成してもよい。そして、前述の基板１００の外面１０１が受ける光放射は、次いで入射放射線となる。特にこの場合、基板１００は、前述の基板１００を通して受けられる光放射の量を最大化するために、その外面１０１に反射防止処理を含めることが考えられる。

【0051】

本発明の別の応用では、基板１００は、例えば、接着または機械的固定手段によって、その外面１０１が文字盤に当接して、または時計の時計ムーブメントの構造の、その周囲に当接して配置されるように、固定することができる。

【0052】

代替的に、基板１００は文字盤を形成することができる。

【0053】

この基板１００は、例えば、頭字語「ＰＥＮ」でも知られているポリエチレンナフタレート、または頭字語「ＰＥＴ」でも知られているポリエチレンテレフタレートなどのガラス、サファイアまたはポリマーからなっている。ポリカーボネート（ＰＣ）やアクリル・ポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）などの他のポリマーも可能である。

【0054】

また、太陽電池１０は、外面１０１と反対側の基板１００の内面１０２の表面の全部または一部に形成された、第１の電極１１０も含む。この第１の電極１１０は、基板１００を通過する放射線から、前述の基板１００を透過する光放射に直接晒される。非限定的な例として、第１の電極１１０は、０．５から５μｍの間、好ましくは１から２μｍの間の厚さを有する。

【0055】

第１の電極１１０は、透明な導電性材料、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）または酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）などの頭字語「ＴＣＯ」でも知られている金属酸化物からなり、基板１００に向かって配向された外面１１２と反対側の内面１１１を備える。内面１１１は、粗さの異なる表面を有する第１および第２の部分を含む。特に、内面１１１の第１の部分は、図１に示すように、第２の部分の粗さよりも粗さが大きい。有利には、第１の部分の粗さに起因して、第１の電極１１０は、入射光放射を散乱させる。

【0056】

より正確には、内面１１１の第１の部分の粗さは、第１の電極１１０の材料の結晶の配置に優先的に起因するものであり、第１の電極１１０の成膜方法およびそのパラメータは、前述の配置を制御するように選択される。言い換えると、第１の電極１１０は、その結晶がその内面１１１の所定の表面仕上げを規定するように成膜される。

【0057】

第２の部分は、光放射を散乱させることなく透過させるように、また太陽電池１０の散乱係数を低減するように、研磨された表面を有するのが有利である。この特徴は、有利には、太陽電池１０の透明性を高めるのに役立ち、したがって、ユーザが太陽電池１０を通してはっきりと見ることを可能にする。

【0058】

太陽電池１０は、第１の電極１１０と第２の電極１２０との間に配置された吸収層１３０を含む。図１に見られるように、吸収層１３０は、外面１３１が第１の電極１１０の内面１１１の第１の部分だけを越えて延びており、例えば、１００ｎｍから１μｍの間、好ましくは３００から５００ｎｍの間の厚さを有する。

【0059】

吸収層１３０は、シリコン、例えばアモルファス・シリコンなどの半導体材料からなる。吸収層１３０は、光放射を吸収し、そこから第１および第２の電極１１０および１２０に接続された端子に電流を発生させるように適合されている。

【0060】

有利には、図１に示されるように、吸収層１３０は、第１の電極１１０の内面１１１の第１の部分の表面上の任意の点と合致し、その結果、吸収層１３０の外面１３１は、前述の第１の部分の形状と相補的な形状を有し、したがって、同一の粗さも有する。

【0061】

第２の電極１２０は、導電性材料からなり、吸収層１３０の外面１３１と反対側の吸収層１３０の内面１３２の上に延びている。

【0062】

有利には、第２の電極１２０はＴＣＯで製作することができ、これにより、吸収層１３０は、基板１００を透過した放射線の一部、および、前述の基板１００の反対側、すなわち第２の電極１２０の側の太陽電池１０の近傍に配置された任意の素子によって反射された放射線の一部を吸収することができる。したがって、この特徴は、吸収層１３０によって吸収される放射線の量を最大化し、したがって、その電気的性能を増大させる。

【0063】

本発明の別の変形実施形態では、第２の電極１２０は、銀またはアルミニウムなどの金属材料からなる。

【0064】

図１および図５に見られるように、吸収層１３０および第２の電極１２０は、複数のブラインド・キャビティ１４０を画定するように穿孔されており、各々の底部は、第１の電極１１０の内面１１１の第２の部分によって形成されている。言い換えると、太陽電池１０は、第２の電極１２０および吸収層１３０を通過し、第１の電極１１０の内面１１１まで延びるキャビティ１４０を含む。

【0065】

これらの特徴に起因して、透過光放射は、太陽電池１０を通過することができるとともに、太陽電池１０は、第１の電極１１０の内面１１１の第２の部分の表面仕上げ、ならびにキャビティ１４０の分布パターンおよびそれらの寸法に応じて、非常に良好なレベルの透明性を有することができる。

【0066】

有利には、キャビティ１４０は、円形または六角形の断面を有することができる。後者の形状は、電気損失が最小限に抑えられるという利点がある。

【0067】

キャビティ１４０の断面は、代替的には、第１の電極１１０の内面１１１に舗装開口（paving opening）をもたらす、あらゆる種類の規則的または不規則的な、幾何学的に単純な、または複数の形状を有し得る。例として、キャビティ１４０は、溝などの糸状（filiform）、または三角形、正方形などの多角形、文字、ロゴなどの形状とすることができる。

【0068】

図１に示されるように、有利には、太陽電池１０には、第１および第２の電極１１０および１２０に加えて、吸収層１３０をカプセル封入する、すなわち、各キャビティ１４０を充填する、透明材料からなる保護層１５０を含めることができる。したがって、この保護層１５０は、基板１００と反対側の太陽電池１０の側に成膜され、太陽電池１０を外部からの攻撃または汚染から保護する。

【0069】

このような保護層１５０は、パリレン、ポリイミド、シロキサン、窒化物、例えば窒化ケイ素、または酸化物、例えば酸化ケイ素で製作することができる。

【0070】

この層は、有利な光学的機能をもたらすような厚さを有してもよい。特に、保護層１５０の材料は、光反射を最小限に抑えるとともに、キャビティ１４０における太陽電池１０の透明性をさらに高めるように、ほぼ１に等しい周囲空気の屈折率と、ほぼ２に等しい第１の電極１１０の屈折率との間の屈折率を有するように選択されてもよい。特に、保護層１５０は、その屈折率が１．３から１．７の間となるように構成される。

【0071】

図に示されていない本発明の実現例では、基板１００は、支持層および中間層を含む層の積重ねによって形成され、中間層は、支持層と第１の電極１１０との間に介在し、光学反射を最小限に抑え、したがって太陽電池１０の透明性を促進するような屈折率を有するように構成される。特に、中間層は、例えば、６０から１００ｎｍの間の厚さの上に延びて、１．６から１．９の間の屈折率を有する。この中間層は、好適な透明材料で製作することができる。

【0072】

支持層は、任意の透明材料、例えば基板１００について上述したような材料で製作することができる。

【0073】

また、本発明は、太陽電池１０、好ましくは上述した太陽電池１０の製造方法に関する。

【0074】

製造方法は、それぞれ図２乃至図５および図１に時系列に示す、以下の連続したステップを含む。

【0075】

有利には、この方法は、基板１００上に第１の電極１１０を形成するステップを含み、その結果、前述の第１の電極１１０は、その内面１１１全体にわたって、入射光放射を散乱することができるような粗さを有する。

【0076】

このステップに続いて、第１の電極１１０の内面１１１に吸収層１３０を形成するステップと、次いで、吸収層１３０上に第２の電極１２０を形成するステップが続く。

【0077】

次に、第２の電極１２０および吸収層１３０を介して、第１の電極１１０の内面１１１、特に前記内面１１１の第２の部分に複数のブラインド・キャビティ１４０を形成するために、構造化ステップが実施される。構造化ステップは、第１の電極１１０の内面１１１の第２の部分の表面仕上げを、その粗さを低減するために、修正するように実施される。

【0078】

構造化ステップ中に穿孔される領域は、例えばフォトリソグラフィー法によって、保存すべき第２の電極１２０および吸収層１３０の領域をマスキングすることによって決定される。

【0079】

構造化ステップの間、第２の電極１２０および吸収層１３０は、連続的なエッチング処理を実施することにより、連続的に穿孔されてもよい。特に、第１のエッチング処理は、第２の電極１２０を貫通して複数のキャビティ１４０を形成し、吸収層１３０まで延ばすことからなり、第２のエッチング処理は、吸収層１３０を貫通して第１の電極１１０までキャビティ１４０を延ばすように実施されてもよい。この第２のエッチング処理は、第１の電極１１０の内面１１１の第２の部分の表面仕上げを修正することによって完了するのが有利である。

【0080】

第２の電極１２０および吸収層１３０をそれぞれ構成する材料が与えられれば、第１のエッチング処理は、ウェット化学エッチング法を用いて実施することができ、第２のエッチング処理は、プラズマ化学エッチング法やイオン・エッチング法などのドライ・エッチング法を用いて実施することができる。

【0081】

有利には、第２の電極１２０は、第２の構造化処理中にエッチング・マスクとして使用可能であり、したがって、その上に成膜される、第１の電極１１０の内面１１１の第１の部分を保護することができる。

【0082】

第１の電極１１０の内面１１１の第２の部分の表面仕上げの修正が第２のエッチング処理中に行われるので、太陽電池１０のコストと製造時間が大幅に削減される。

【0083】

また、第１の電極１１０が穿孔されていないということは、その電気抵抗の上昇がなく、すなわち、太陽電池１０の電気的性能が保たれることを意味する。

【0084】

透明保護層１５０を成膜させる任意選択のステップは、第２の電極１２０を覆うとともに、各キャビティ１４０を充填するように、構造化ステップに続いて実施することができる。

【0085】

特に、このステップは、例えば保護層１５０の材料がポリイミドである場合に、スピン・コーティングによって実施することができる。このステップは、代替的に、保護層１５０の材料がパリレンである場合には化学蒸着法によって、あるいは保護層１５０を形成するために選択される材料が酸化物または窒化物である場合には、プラズマ増強化学蒸着法によって実施されてもよい。また、保護層１５０が窒化物からなる場合には、物理的蒸着法、蒸着法、またはスパッタリングにより保護層１５０を成膜することも可能である。

【0086】

基板１００は、予備ステップにおいて、中間層がその上に成膜される、支持層を含む層の積重ねによって形成することが可能であり、第１の電極１１０が後者の上に成膜される。有利には、中間層は、入射光放射の反射を低減するために、１．６から１．９の間の屈折率を有する。

【0087】

第１の電極１１０の形成は、化学蒸着法の実施によって達成することができ、吸収層１３０の形成は、プラズマ支援化学蒸着法の実施によって達成することができ、第２の電極１２０の形成は、物理的蒸着法の実施によって達成することができる。

【0088】

勿論、これらの成膜方法は、第１および第２の電極１１０および１２０ならびに吸収層１３０が、それぞれの材料に応じて任意の適切な成膜方法によって成膜することができるので、目安として与えられる。

【0089】

より一般的には、上記で検討された実施方法および製造方法は、非限定的な例として説明されており、したがって、他の変形例が考えられることに留意されたい。

【0090】

特に、第１および第２の電極１１０および１２０、ならびに吸収層１３０および保護層１５０は、単層または層の積重ねによって形成することができる。

【符号の説明】

【0091】

１０ 太陽電池
１００ 基板
１０１ 外面
１０２ 内面
１１０ 第１の電極
１１１ 内面
１１２ 外面
１２０ 第２の電極
１３０ 吸収層
１３１ 外面
１３２ 内面
１４０ ブラインド・キャビティ
１５０ 保護層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【外国語明細書】