(57)【要約】  多接合型化合物太陽電池セルのトップセルＴの上に太陽光を遮蔽する電極をなくすこと、生産中の工程において破壊されにくい構造の多接合型の化合物太陽電池セルを提供すること、多接合型の化合物太陽電池の生産リードタイムを短くすることを目的とする。トップセルＴおよびボトムセルＢを有する多接合型のセル積層体と、トップセルＴの光入射面に配置された透明電極１２と、ボトムセルＢの電位を有する下部電極９ａと、太陽電池セル１０の側面に絶縁層１７を介して配置され、透明電極１２に導通する側面電極１６ａと、を有する多接合型化合物太陽電池セル１０であって、側面電極１６ａは、下部電極９ａの位置まで引き出されている、多接合型化合物太陽電池セル１０。
2012160765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トップセルおよびボトムセルを有する多接合型のセル積層体と、
前記トップセルの光入射面に配置された透明電極と、
前記ボトムセルの電位を有する下部電極と、
前記セル積層体の側面に絶縁層を介して配置され、前記透明電極に導通する側面電極と、を有する多接合型化合物太陽電池セルであって、
前記側面電極は、前記下部電極の位置まで引き出されている、多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項２】
前記トップセルの光入射面には、前記透明電極以外の非透明電極が配置されない、請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項３】
前記セル積層体の厚みは１０μｍ以下である、請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項４】
前記絶縁層は窒化シリコン層であり、前記側面電極は金属導電材料からなる、請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項５】
請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セルと、前記下部電極および前記側面電極のそれぞれに接続された外部部材とを有し、
前記下部電極および前記側面電極のそれぞれと、前記外部部材とを接続する導電部材は、応力吸収層を有する、多接合型化合物太陽電池。
【請求項６】
前記応力吸収層は、金属材料で形成されている、請求項５に記載の多接合型太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記応力吸収層は、樹脂成分と導電性金属とを含む導電性ペーストである、請求項５に記載の多接合型化合物太陽電池の構造。
【請求項８】
請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セルと、
前記下部電極および前記側面電極のそれぞれに接続された外部部材とを有し、
前記下部電極および前記側面電極のそれぞれと、前記外部部材とを接続する接続部の位置は、前記多接合型化合物太陽電池セルと前記外部部材とを接続するための押圧方向について、前記セル積層体の位置と重ならない、多接合型化合物太陽電池。
【請求項９】
前記セル積層体の厚みは、前記下部電極の厚みよりもうすい、請求項５または８に記載の多接合型化合物太陽電池。
【請求項１０】
前記セル積層体の厚みは１０μｍ以下であり、かつ前記下部電極の厚みは１０μｍ以上である、請求項９に記載の多接合型化合物太陽電池。
【請求項１１】
請求項５に記載の多接合型化合物太陽電池の製造方法であって、
前記多接合型化合物太陽電池セルの下部電極および側面電極と、前記外部部材とを、導電部材を介して押圧して接合するステップを含み、
前記導電部材の側面形状はテーパ形状であり、前記接合によりテーパ形状がつぶれて変形する、製造方法。
【請求項１２】
前記導電部材の側面形状は、前記多接合型化合物太陽電池セルと前記外部部材とを接合するための押圧方向に対して、３０度〜６０度傾斜されたテーパ形状である、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記セル積層体の厚みが１０μｍ以下であり、
前記導電部材の厚みが２０μｍ以上であり、前記接合後の応力吸収層の厚みが１０μｍ以下である、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記導電部材は、前記外部部材に形成されている、請求項１１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多接合型化合物太陽電池セル、多接合型化合物太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の中で最も効率が高く、集光型太陽電池に適している太陽電池として多接合型III-V族化合物太陽電池がある（例えば、特許文献１を参照）。そのような多接合型III-V族化合物太陽電池の構造と製造方法の一例について説明する。従来の多接合型III-V族化合物太陽電池の断面構造の模式図を図１６に示す。【０００３】
図１６に示される従来の多接合型III-V族化合物太陽電池を得るために、図１５に示されるセル積層体を得る。図１５に示されるセル積層体を得るために、まず、ベース基板としてＧａＡｓ基板１を用意する。そのＧａＡｓ基板１の表面に、ＡｌＡｓ（犠牲層）４をエピタキシャル成長させる。犠牲層４は、最終工程で内部破断させるための層である。【０００４】
犠牲層４上に、ＩｎＧａＰのｐｎ接合を含むトップセルＴを形成する。ＧａＡｓ基板の格子定数に整合し、ミスフィット転位や、空孔等の欠陥が発生しないように、ボトムセルＢではなく、トップセルＴから形成する必要がある。トップセルＴは、ＩｎＧａＰなどをエピタキシャル成長させることによって形成される。トップセルＴを構成するＩｎＧａＰの禁制帯幅は約１．７〜２．１ｅＶである。【０００５】
次に、トップセルＴ上に、ＧａＡｓのｐｎ接合を含むミドルセルＭを形成する。ミドルセルＭは、ＧａＡｓなどをエピタキシャル成長させることによって形成される。ミドルセルＭを構成するＧａＡｓの禁制帯幅は約１．３〜１．６ｅＶである。【０００６】
さらに、ミドルセルＭ上に、ＩｎＧａＡｓのｐｎ接合を含むボトムセルＢを形成する。ボトムセルＢは、ＩｎＧａＡｓなどをエピタキシャル成長させることによって形成される。ボトムセルＢを構成するＩｎＧａＡｓの禁制帯幅は約１．０ｅＶ以下である。【０００７】
このようにしてＧａＡｓ基板１の上に、ＩｎＧａＰ/ＧａＡｓ/ＩｎＧａＡｓによる３つのｐｎ接合が直列に接続されたセル積層体が得られる。得られたセル積層体は、３接合型のIII-V族化合物太陽電池の太陽電池セルＣとなる。【０００８】
太陽電池セルＣを太陽電池として利用する場合には、太陽光線をトップセルＴ側から入射させて、ボトムセルＢ（ＩｎＧａＡｓ）に向かって進入させる。そのようにすることで、トップセルＴ、ミドルセルＭおよびボトムセルＢのそれぞれの禁制帯幅に基づく所定の波長の光が吸収されて、電気エネルギに変換される。よって、高効率の太陽電池を実現できる。【０００９】
しかし、図１５の状態のセル積層体では、ＧａＡｓ基板１の上に、トップセルＴと、ミドルセルＭと、ボトムセルＢとが、この順番に積層されている。そのため、ＧａＡｓ基板１が太陽光を遮蔽して、トップセルＴに太陽光を入射させることができない。そのため、図１５の状態のセル積層体は、太陽電池として利用できない。このため、トップセルＴから光が入射可能な構造に変える必要がある。【００１０】
トップセルＴから光が入射可能な構造に変えるために、第１工程として、ボトムセルＢ上に裏面電極９をメッキで全面形成する。第２工程として、太陽電池セルＣとＧａＡｓ基板１とを剥離させる。当該剥離は、犠牲層４の脆弱性を利用する。剥離した太陽電池セルＣに残った犠牲層４を、フッ酸でエッチング除去する。【００１１】
次に、トップセルＴから電位を引き出すために、表面電極１５を形成する（図１６参照）。ｎ型ＧａＡｓ層（Ｔ１）の全面にＡｕ−Ｇｅ/Ｎｉ/Ａｕの金属積層体をメッキ形成し、金属積層体とＧａＡｓ層（Ｔ１）の不要な部分をエッチング除去して、表面電極１５とする。【００１２】
このような工程を通して、図１６に示されるような、トップセルＴ,ミドルセルＭ,ボトムセルＢの順番に積層され、裏面電極９と表面電極１５とを有する両面電極構造の従来の多接合型の化合物太陽電池が得られる。
上述の技術の他にも、多接合型化合物太陽電池に関連する技術として、種々の技術が開示されている（例えば、特許文献２〜６を参照）。
例えば特許文献２には、積層帯の内部に設けた導通溝を介して第一電極と第二電極とが電気的に接続された、薄膜太陽電池の取り出し電極構造が開示されている。この発明によれば、取り出し電極部の面積を小さくすることができる。しかし、この電極構造は、直列に接続された複数の太陽電池セルの接続終端部から延設された第一電極上に設けられたものであり、各太陽電池セルの太陽光の受光面積を向上させるまでには至っていなかった。
例えば特許文献３には、各太陽電池セル（ダンデム型光電変換セル）の下部電極（裏面電極）と、それに隣接する太陽電池セルの透明電極（受光面電極）とが、格子電極を介して電気的に接合された、複数の太陽電池セルを備える太陽電池モジュールが開示されている。この発明によれば、格子電極により、複数の太陽電池セルを直列接合することができる。しかし、各太陽電池セルの太陽光の受光面積を向上させるまでには至っていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第４４７１５８４号公報
【特許文献２】特開平９-８３００１号公報
【特許文献３】特開２００６-１３４０３号公報
【特許文献４】特開２００８-３４５９２号公報
【特許文献５】米国２００１-００２３９６２号公報
【特許文献６】米国２０１０-００６５１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のように、従来の多接合型の化合物太陽電池は、トップセルＴの表面に表面電極１５を有している。表面電極１５は太陽光を透過しないＡｕやＮｉやＧｅなどの金属材料であるため、トップセルＴに入射する太陽光の量を減少させる。またその他の先行技術において、太陽電池セルの太陽光の受光面積を向上させることは提案されていなかった。【００１５】
また、表面電極１５と裏面電極９の両面電極構造のため、裏面電極９の実装はダイボンディング工程で行う必要があり、表面電極１５の実装はワイヤボンディング工程やはんだ付け工程などで行う必要がある。つまり、外部との電気的接続を図るために、裏面電極９の実装と表面電極１５の実装との、２つの実装工程が必要とされる。その結果、生産リードタイムが長くなる。【００１６】
また、太陽電池セルＣを構成するトップセルＴとミドルセルＭとボトムセルＢの厚みは、それぞれ５μｍ〜２０μｍしかなく、外部からの応力を受けると太陽電池セルＣは破壊されやすい。そのため、犠牲層４の脆弱性を用いて、太陽電池セルＣとＧａＡｓ基板１を剥離する工程や、裏面電極９のダイボンディング工程や、表面電極１５のワイヤボンディング工程やはんだ付け工程などで発生する応力で、太陽電池セルＣが破壊されることがあった。【００１７】
本発明の目的は、上記課題を解決することにあって、多接合型化合物太陽電池セルのトップセルＴの上に太陽光を遮蔽する電極をなくすこと、生産中の工程において破壊されにくい構造の多接合型の化合物太陽電池セルを提供すること、多接合型の化合物太陽電池の生産リードタイムを短くすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、以下のような発明が提供される。【００１９】
［１］本発明の第１態様によれば、トップセルおよびボトムセルを有する多接合型のセル積層体と、トップセルの光入射面に配置された透明電極と、ボトムセルの電位を有する下部電極と、セル積層体の側面に絶縁層を介して配置され、透明電極に導通する側面電極と、を有する多接合型化合物太陽電池セルであって、側面電極は、下部電極の位置まで引き出されている、多接合型化合物太陽電池セルが提供される。【００２０】
［２］本発明の第２態様によれば、［１］に記載の多接合型化合物太陽電池セルと、下部電極および側面電極のそれぞれに接続された外部部材とを有し、
下部電極および側面電極のそれぞれと、外部部材とを接続する導電部材は、応力吸収層を有する、多接合型化合物太陽電池が提供される。
［３］本発明の第３態様によれば、［１］に記載の多接合型化合物太陽電池セルと、下部電極および側面電極のそれぞれに接続された外部部材とを有し、
下部電極および側面電極のそれぞれと、外部部材とを接続する接続部の位置は、多接合型化合物太陽電池セルと外部部材とを接続するための押圧方向について、セル積層体の位置と重ならない、多接合型化合物太陽電池が提供される。【００２１】
［４］本発明の第４態様によれば、［２］に記載の多接合型化合物太陽電池の製造方法であって、
多接合型化合物太陽電池セルの下部電極および側面電極と、外部部材とを、導電部材を介して押圧して接合するステップを含み、導電部材の側面形状はテーパ形状であり、接合によりテーパ形状がつぶれて変形する、製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の多接合型化合物太陽電池セルによれば、太陽光の受光面に透明電極以外の電極を有しないため、太陽光の利用効率が向上する。また、本発明の多接合型化合物太陽電池セルによれば、外部との接続電極（トップセルの電位を有する電極と、ボトムセルの電位を有する電極）が１つの面に引き出されているので、外部電極と実装する生産工程が１回ですむ。そのため、生産リードタイムが短くなる。【００２３】
また本発明によれば、多接合型化合物太陽電池セルの外部部材への実装工程において、外部部材との間に配置した応力緩和層を積極的に変形させることで、太陽電池セルに加わる応力を低減する。あるいは、太陽電池セルの位置と、外部との接続電極の位置との関係を規定することによって、太陽電池セルに加わる応力を低減する。それにより、太陽電池セルの破壊を抑制する。【００２４】
また、太陽電池セルの厚みと、外部との接続電極の厚みとの関係を調整することにより、太陽電池セルの破壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の多接合型化合物太陽電池の一例の全体構成を示す模式断面図である。
【図２】図２は多接合型化合物太陽電池におけるセル積層体の模式断面図と、各セルが吸収する太陽光スペクトルである。
【図３】図３Ａは化合物太陽電池の製造における、基板を用意する工程図であり、図３Ｂは太陽電池セルのエピタキシャル成長の工程図であり、図３Ｃは下部コンタクト層のパターニングの工程図であり、図３Ｄはセル積層体のパターニングの工程図である。
【図４】図４Ａは化合物太陽電池の製造における、電極形成の工程図であり、図４Ｂは絶縁層形成の工程図であり、図４Ｃは絶縁層の窓開けの工程図である。
【図５】図５Ａは化合物太陽電池の製造における、電解メッキ用の全面Ａｕ／Ｔｉ膜形成の工程図であり、図５Ｂはレジスト形成とＡｕメッキによる側面電極形成の工程図であり、図５Ｃはメッキ保護用のＴｉ膜形成の工程図である。
【図６】図６Ａは化合物太陽電池の製造における、レジスト除去の工程図であり、図６Ｂは絶縁層上のＡｕ／Ｔｉ膜除去およびＡｕメッキ膜上のＴｉ膜除去の工程図である。
【図７】図７Ａは応力吸収層を有する突起電極を形成したインターポーザー基板の模式断面図であり、図７Ｂは太陽電池セルの電極とインターポーザー基板上の突起電極とを接合する工程図である。
【図８】図８Ａは化合物太陽電池セルの電極とインターポーザー基板上の突起電極とを接合する前の、位置合わせの工程図であり、図８Ｂは太陽電池セルの電極とインターポーザー基板上の突起電極とを接合した状態の工程図である。
【図９】図９Ａは化合物太陽電池セルの電極とインターポーザー基板上の突起電極とを接合した状態における、太陽電池セル上の電極の位置と突起電極の位置との関係を示す図であり、図９Ｂは太陽電池セルにおける各部材の寸法関係を示した図である。
【図１０】図１０Ａは化合物太陽電池セルの電極とインターポーザー基板上の突起電極とを接合した状態における、太陽電池セルの位置と突起電極の位置との関係を示した上面図であり、図１０Ｂはその側面断面図である。
【図１１】図１１Ａは化合物太陽電池の製造における、封止樹脂を充填する工程図であり、図１１ＢはＧａＡｓ基板を犠牲層で剥離するための起点として、犠牲層凹部を形成する工程図である。
【図１２】１２Ａは化合物太陽電池の製造における、化合物太陽電池セルから、ＧａＡｓ基板を剥離する工程図であり、図１２Ｂは残存した犠牲層をフッ酸でエッチング除去する工程図である。
【図１３】図１３Ａは化合物太陽電池の製造における、透明電極を形成する工程図であり、図１３Ｂは太陽電池セルおよびインターポーザー基板を、規定のサイズに分割する工程図である。
【図１４】図１４Ａは化合物太陽電池の製造における、エレクトロンシートに紫外線（ＵＶ）を照射し、分割した太陽電池をピックアップ用ヘッドでエレクトロンシートから取り外す工程図であり、図１４Ｂは個片化したパッケージ形態を示した図である。
【図１５】図１５は化合物太陽電池の模式断面図である。
【図１６】図１６は従来の化合物太陽電池の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に係る化合物太陽電池について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２７】
＜化合物太陽電池の全体構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る化合物太陽電池の全体構成を示す概略断面図である。図１に示すように、実施形態に係る化合物太陽電池は、１）多接合型の化合物太陽電池セル１０と、２）外部部材としてのインターポーザー基板２４と、３）化合物太陽電池セル１０とインターポーザー基板２４とを電気接続する導電部材と、を含む。
【００２８】
図１に示される多接合型の化合物太陽電池の太陽電池セル１０は、トップセルＴとミドルセルＭとボトムセルＢの３構造のセル積層体を有する。このセル積層体の３層のそれぞれに、ＰＮ接合層がある。セル積層体は、トップセルＴの上面に設けられた上部コンタクト層２ａと、ボトムセルＢの下面に設けられた下部コンタクト層２ｂとを含む。
【００２９】
太陽電池セル１０は、セル積層体の上部コンタクト層２ａの上面に設けられた透明電極（ＺｎＯ）１２を有する。透明電極１２は、トップセルＴの電位を引き出す。透明電極１２には、上部電極９ｂが接続される。上部電極９ｂに、側面電極１６ａが接続される。側面電極１６ａとセル積層体との間には絶縁層１７があり、両者は絶縁されている。絶縁層１７は、窒化シリコン膜などである。
【００３０】
一方、太陽電池セル１０は、セル積層体の下部コンタクト層２ｂの下面に設けられた下部電極９ａを有する。下部電極９ａの下面に中央電極１６ｂが設けられる。
【００３１】
ここで、側面電極１６ａの下面と、中央電極１６ｂの下面とが、破線ラインＬＬにて一致していることが好ましい。後に図９Ａ、図９Ｂを用いて説明する太陽電池セル１０にインターポーサー基板２４を接合する際に、太陽電池セル１０に均等に圧力が加わることで、太陽電池セル１０の破損を防止することができるからである。このようにして、トップセルＴで発電した電位を有する側面電極１６ａと、ボトムセルＢで発電した電位を有する中央電極１６ｂとが、同一面に配置される。
【００３２】
同一面に配置された側面電極１６ａの下面と中央電極１６ｂの下面はそれぞれ、外部部材としてのインターポーザー基板２４の素子側電極２５ａ，２５ｂに、導電部材を介して電気接続される。なお、側面電極１６ａと中央電極１６ｂは互いに電気的に独立して配置されている。同様にして、素子側電極２５ａと素子側電極２５ｂ、貫通電極２７ａと貫通電極２７ｂ、外部取り出し電極２６ａと外部取り出し電極２６ｂも互いに電気的に独立して配置されている。
【００３３】
インターポーザー基板２４は、その上面（太陽電池セル１０に対向する面）に配置される素子側電極２５と、下面に配置される外部取り出し電極２６と、素子側電極２５と外部取り出し電極２６とを接続するインターポーザー基板２４の内部を貫通する貫通電極２７とを有する。
【００３４】
導電部材は、応力吸収層２３ａを有する突起電極２３からなる。突起電極２３は、インターポーザー基板２４の素子側電極２５に接続されている。
【００３５】
インターポーザー基板２４と太陽電池セル１０との隙間は、機械的強度の補強と耐薬品性の向上とのために、封止樹脂２２で封止されている。このようにして、１つの多接合型化合物太陽電池がパッケージとして全体構成されている。
【００３６】
＜セル積層体＞
図２には、図１に示される太陽電池のセル積層体が示される。前述の通り、セル積層体は、上部コンタクト層２ａと、トップセルＴと、ミドルセルＭと、ボトムセルＢと、下部コンタクト層２ｂと、を有する。セル積層体は、ＧａＡｓ基板１の上に、各金属層を形成することで得られる。各金属層は、縦型ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置に投入し、各金属層をエピタキシャル成長法によって形成されうる。
【００３７】
各金属層のエピタキシャル成長は、通常の手法を用いて行われうる。例えば、環境温度を約７００℃として行うことができる。ＧａＡｓ層を成長させるための原料として、ＴＭＧ(トリメチルガリウム)とＡｓＨ３（アルシン）が用いられうる。ＩｎＧａＰ層を成長させるための原料として、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＴＭＧおよびＰＨ３（ホスフィン）が用いられうる。また、ｎ型ＧａＡｓ層、ｎ型ＩｎＧａＰ層およびｎ型ＩｎＧａＡｓ層を形成するための不純物として、ＳｉＨ４（モノシラン）が用いられうる。一方、ｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＩｎＧａＰ層およびｐ型ＩｎＧａＡｓ層を形成するための不純物として、ＤＥＺｎ（ジエチル亜鉛）が用いられうる。
【００３８】
まず、ＧａＡｓ基板１の上に、犠牲層４として、約１００ｎｍ厚みのＡｌＡｓ層を成長させる。次に、上部コンタクト層２ａとして、約０．１μｍ厚みのｎ型ＩｎＧａＰ層を成長させる。
【００３９】
次に、トップセルＴを形成する。ウィンドウとしての、約２５ｎｍ厚のｎ型ＩｎＡｌＰ層と；エミッターとしての、約０．１μｍ厚のｎ型ＩｎＧａＰ層と；ベースとしての、約０．９μｍ厚のｐ型ＩｎＧａＰ層と；ＢＳＦとしての、約０．１μｍのｐ型ＩｎＧａＰ層とを、それぞれエピタキシャル成長法によって形成する。その結果、約１μｍ厚のトップセルＴが形成される。
【００４０】
トップセルＴを形成した後、トンネル層１９として、約１２ｎｍ厚のｐ型ＡｌＧａＡｓ層と、約２０ｎｍ厚のｎ型ＧａＡｓと、を成長させる。その結果、約３０ｎｍ厚のトンネル層１９が形成される。
【００４１】
次に、ミドルセルＭを形成する。ウィンドウとしての、約０．１μｍ厚のｎ型ＩｎＧａＰ層と；エミッターとしての、約０．１μｍ厚のｎ型ＧａＡｓ層と；ベースとしての、約２．５μｍ厚のｐ型ＧａＡｓ層と；ＢＳＦとしての、約５０ｎｍ厚みのｐ型ＩｎＧａＰ層とを、それぞれエピタキシャル成長法によって形成する。その結果、約３μｍ厚のミドルセルＭが形成される。
【００４２】
ミドルセルＭを形成した後、トンネル層１９として、約１２ｎｍ厚のｐ型ＡｌＧａＡｓ層と、約２０ｎｍ厚のｎ型ＧａＡｓ層とを成長させる。その結果、約３０ｎｍ厚のトンネル層１９が形成される。
【００４３】
次に、グリッド層２０を形成する。グリッド層２０は、格子定数のミスマッチで転位や欠陥等が発生することを抑制する。約０．２５μｍ厚のｎ型ＩｎＧａＰ層を８層形成し、約２μｍ厚みのグリッド層２０が形成される。さらに、バッファ層２１として、約１μｍ厚のｎ型ＩｎＧａＰ層を形成する。
【００４４】
次に、ボトムセルＢを形成する。パッシベーション膜としての、約５０ｎｍ厚のｎ型ＩｎＧａＰ層と；エミッターとしての、約０．１μｍ厚のｎ型ＩｎＧａＡｓ層と；ベースとしての、約２．９μｍ厚のｐ型ＩｎＧａＡｓ層と；パッシベーション膜としての、約５０ｎｍ厚みのｐ型ＩｎＧａＰ層とを、それぞれエピタキシャル成長法によって形成する。その結果、約３μｍ厚みのボトムセルＢが形成される。最後に、下部コンタクト層２ｂとして、約０．１μｍ厚みのｐ型ＩｎＧａＡｓ層を成長させる。
【００４５】
図２には、トップセルＴ、ミドルセルＭおよびボトムセルＢによって吸収される光の波長が示される。トップセルＴの禁制帯幅は１．８７ｅＶであり、太陽光スペクトルの中で吸収できる波長は６５０ｎｍ以下の領域である。ミドルセルＭの禁制帯幅は１．４１ｅＶ、太陽光スペクトルの中で吸収できる波長は６５０ｎｍ〜９００ｎｍの領域である。ボトムセルＢの禁制帯幅は１．０ｅＶ、太陽光スペクトルの中で吸収できる波長は９００ｎｍ〜１２００ｎｍの領域である。このように、太陽電池セルのセル積層体を、トップセルＴ、ミドルセルＭおよびボトムセルＢを含む３層構造とすることにより、太陽光スペクトルを有効に利用できる。そのため、高効率の太陽電池を実現できる。
【００４６】
＜化合物太陽電池の製造方法と構造＞
図３Ａ〜図３Ｄ，図４Ａ〜図４Ｃ，図５Ａ〜図５Ｃ，図６Ａ，図６Ｂ、図７Ａ，図７Ｂを用いて、化合物太陽電池の製造フローを説明する。図３Ａの工程では、ＧａＡｓ基板１（ウェハー）を用意する。ＧａＡｓ基板１のサイズは、例えば、４インチφ、５００μｍ厚である。通常、１つのＧａＡｓ基板１に複数の太陽電池セル１０を形成する。
【００４７】
図３Ｂの工程では、ＧａＡｓ基板１にセル積層体（図２参照）を形成する。セル積層体は、犠牲層４や、上部コンタクト層２ａや、トップセルＴや、ミドルセルＭや、ボトムセルＢや、下部コンタクト層２ｂなどをエピタキシャル成長させて得られる。
【００４８】
図３Ｃの工程では、厚み約０．１μｍの下部コンタクト層２ｂを、所定の大きさにパターニングする。パターニングは、ドライエッチング処理により行うことが好ましい。
【００４９】
図３Ｄの工程では、厚み１０μｍのセル積層体を、所定の大きさにパターニングする。パターニングは、ドライエッチング処理により行うことが好ましい。セル積層体が、ＧａＡｓ基板１の外縁よりも内側に配置されることで、太陽電池部分の周辺で発生するキャリアの消失が抑制され、変換効率が向上することが確認されている。このように、エッジ部分のセル積層体をエッチングした構造を、"Ledge構造" と称することがある。「J. Vac. Sci. Technol. B, Vol. 11, No.1, Jan/Feb 1993」や「電子情報通信学会  信学技報  IEICE Technical Report ED2007-217, MW2007-148(2008-1)」などに示されるように、ＰＮジャンクションの端部でのキャリアの消失が起こりやすいことが知られている。これに対して、"Ledge構造"とすることで、キャリアを基板の内部に集中させて、端部でのキャリア消失を抑制する。
【００５０】
図４Ａの工程では、上部電極９ｂと下部電極９ａとして、Ａｕメッキ電極を形成する。まず、図３Ｄに示されるセル積層体の上部全面に、電界メッキ法によって、膜厚約１０μｍ以下のＡｕメッキ膜を形成する。Ａｕメッキ膜をパターニングして、上部電極９ｂと下部電極９ａとする。パターニングは、フォトリソグラフィー法とウェットエッチングを用いて行う。
【００５１】
図４Ｂの工程では、絶縁層１７として、ＳｉＮ膜を形成する。例えばプラズマＣＶＤ工法を用いて、セル積層体の上部全面にＳｉＮ膜を形成する。
【００５２】
図４Ｃの工程では、絶縁層１７の不要な部分を除去し、絶縁層１７の窓１７ａと１７ｂを形成する。絶縁層１７の窓１７ａと１７ｂは、それぞれ、下部電極９ａと上部電極９ｂを構成するＡｕメッキ面を露出させる。
【００５３】
図５Ａの工程では、図４Ｃで得られたセル積層体の上部全面に、金属スパッタ工法を用いてＡｕ/Ｔｉ積層膜を形成する。Ａｕ/Ｔｉ積層膜は、次工程において、電解Ａｕメッキを行うための前処理膜である。
【００５４】
図５Ｂの工程では、電解Ａｕメッキ膜を形成する必要がない部分に、レジスト１８を形成し；その後、電解Ａｕメッキ膜を形成する。レジスト１８は、メサエッチングのための所定のレジストパターンを形成し、露光工程を経て、不要な部分をアルカリ水溶液または酸溶液によりエッチングすることにより形成される。
【００５５】
電解Ａｕメッキにより中央電極１６ｂと側面電極１６ａが形成される。Ａｕメッキ膜からなる中央電極１６ｂと側面電極１６ａの厚みは、太陽電池セルのセル積層体の厚み１０μｍよりも厚く、１０〜５０μｍ程度の厚みで形成する。
【００５６】
図５Ｃの工程では、Ａｕメッキ保護用としてのＴｉ膜を形成する。Ｔｉ膜は、金属スパッタで形成すればよく、図５Ｂで得られた積層体の上部全面に形成する。
【００５７】
図６Ａの工程では、レジスト１８を除去する。レジスト１８の除去は、ウェット処理にて行う。アルカリ水溶液および酸溶液によるエッチングにより、レジスト１８のみを除去することができる。
【００５８】
図６Ｂの工程では、絶縁層１７上のＡｕ／Ｔｉ膜と、Ａｕメッキ電極上のＴｉ膜を除去する。これらの除去は、ドライエッジ工法を用いて行う。このようにして、Ａｕメッキ電極の最表面を、清浄で有機物汚染のない面とする。
【００５９】
図６Ｂに示されるように、片面接合の多接合型化合物太陽電池セルの原型が得られる。しかしながら、図６Ｂに示される片面接合の多接合型化合物太陽電池セルでは、トップセルＴがＧａＡｓ基板１側にあり、ボトムセルＢが中央電極１６ｂ側にある。これを太陽電池とするには、トップセルＴから太陽光を入射可能にしなければならない。よって、太陽電池セル１０にダメージを与えることなく、ＧａＡｓ基板１を剥離しなければならない。
【００６０】
本発明の特徴の一つは、太陽電池セル１０のセル積層体が薄い（例えば１０μｍ以下）にも係わらず、セル積層体にダメージを与えることなく、ＧａＡｓ基板１を剥離して太陽電池とすることにある。
【００６１】
＜インターポーザー基板＞
図７Ａには、インターポーザー基板２４が示される。インターポーザー基板２４のサイズは、２０ｍｍ×２０ｍｍであるか、または４インチφ（基板１と同じ）である。また、インターポーザー基板２４の厚みは１００μｍである。
【００６２】
インターポーザー基板２４は、シリコン、セラミック、ガラスエポキシまたはガラスなどで形成されており、内部を貫通する貫通電極２７を有する。さらに、太陽電池セル１０を配置する面に、素子側電極２５を有し、その反対面に、外部取り出し電極２６を有する。素子側電極２５および外部取り出し電極２６の最表層はＡｕ膜で覆われている。Ａｕ膜は、フラッシュＡｕメッキや、電解Ａｕメッキ工法を用いて形成さ、最大０．５μｍ厚である。
【００６３】
図７Ｂの工程では、インターポーザー基板２４（図７Ａ参照）と、ＧａＡｓ基板１が付いた太陽電池セル１０（図６Ｂ参照）とを接合する。具体的には、インターポーザー基板２４の突起電極２３は、それぞれ太陽電池セル１０の中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａに接合する。この接合において発生する応力を、太陽電池セル１０のセル積層体に印加しないようにすることが、本発明の特徴の一つである。太陽電池セル１０のセル積層体に応力を印加しないようにする手法の例には、１）突起電極２３に応力吸収層を配置すること（図７Ａ,図７Ｂ,図８Ａ，図８Ｂ参照）、２）突起電極２３を導電ペーストまたは柔軟性のある材料で形成すること、３）中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａを柔軟性のある材料で形成すること（図９Ａ，図９Ｂ参照）、４）突起電極２３と太陽電池セル１０の中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａとの接続部を、陽電池セル１０のセル積層体からずらすこと（図１０Ａ，図１０Ｂ参照）、がある。以下において、それぞれの手法を説明する。
【００６４】
＜応力吸収層について＞
図７Ａに示されるように、インターポーザー基板２４の素子側電極２５には、突起電極２３が配置されている。ここで突起電極２３は、応力吸収層２３ａと円柱部２３ｂとを有する。応力吸収層２３ａは、その側面がテーパ構造を有するように円錐状に形成されている。円柱部２３ｂは、円柱状に形成されている。具体的に、応力吸収層２３ａの側面は、図７Ａの上下方向に対して、３０度〜６０度傾斜している。また、円柱部２３ｂの断面積（図７Ａの上下方向に直交する面の断面積）は、応力吸収層２３ａの断面積よりも小さい。
【００６５】
突起電極２３の材料は、一般的にはＡｕであるが、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｃｒなどの単体金属、もしくはそれらの複合金属であってもよい。金属材料からなる突起電極２３は、ワイヤボンディング工法を用いたスタッドバンプ法などの手法によって形成することができる。例として、円柱部２３ｂの直径を２０〜５０μｍ、円柱部２３ｂの厚み（導通方向の長さ）を６〜１０μｍ、応力吸収層の厚みを２０μｍ以上とする。
【００６６】
このように、突起電極２３を、互いに形状の異なる２つの導電部材（円柱部２３ｂと応力吸収層２３ａ）で構成している。そして、太陽電池セル１０に接続される応力吸収層２３ａの断面を、円柱部２３ｂの断面よりも小さくする。応力吸収層２３ａは、太陽電池セル１０とインターポーザー基板２４とを接合するときに加わる応力によって変形して、応力を吸収する（図８Ｂ参照）。変形後の応力吸収層２３ａの円錐形状の先端は、平坦状に押し潰された状態になる（図８Ｂ参照）。
【００６７】
図８Ａの工程では、インターポーザー基板２４の突起電極２３と、太陽電池セル１０の中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａとを位置合わせする。太陽電池セル１０のセル積層体の厚みは薄く（例えば、１０μｍ以下である）、しかも脆弱であり破壊されやすい。そのため、太陽電池セル１０に形成した中央電極１６ｂの厚みは、太陽電池セル１０のセル積層体の厚みよりも厚くする（１０μｍ以上にする）ことが好ましい。また、突起電極２３の応力吸収層２３ａの厚みを２０μｍ以上とすることが好ましい。
【００６８】
図８Ｂの工程では、太陽電池セル１０の中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａと、突起電極２３の応力吸収層２３ａとを、Ａｕ／Ａｕ金属接合する。Ａｕ／Ａｕ金属接合は、１５０〜２５０℃の温度条件で、超音波エネルギを印加しながら行えばよい。Ａｕ／Ａｕ金属接合するときに、テーパ状の応力吸収層２３ａが変形して潰れていく。応力吸収層２３ａは、太陽電池素子１０の厚みである１０μｍ以上変形して潰れることができる。変形後の応力吸収層の厚みは１０μｍ以下となる。応力吸収層の変形できる量が、太陽電池素子１０の厚みより大きいと、太陽電池セル１０に加わる過剰な応力が低減される。
【００６９】
また、突起電極２３の円柱部２３ｂと応力吸収層２３ａとを、異なるヤング率の金属で構成してもよい。具体的には、円柱部２３ｂをヤング率の高い金属で構成し、応力吸収層２３ａをヤング率の低い金属で構成する。２つの金属材料は、それぞれＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｂｉなどから選択される。
【００７０】
太陽電池セル１０の中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａと、突起電極２３との接合は、例えば加熱超音波ヘッドを用いた超音波金属接合により行われる。超音波金属接合を行う場合には、側面電極１６ａおよび中央電極１６ｂの表面も、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｎなどで形成する。超音波金属接合とは、加熱と超音波エネルギにより、表面の酸化膜が破壊され、金属間の合金層を形成することで接合させる手法である。
【００７１】
このように、太陽電池セル１０に接触する応力吸収層２３ａをヤング率の低い金属で構成することで、接合するときに、応力吸収層がより変形しやすくなり、応力をより吸収しやすくなる。
【００７２】
＜導電性ペーストなどからなる突起電極について＞
インターポーザー基板２４に配置された突起電極２３は、導電性ペーストであってもよい。導電性ペーストには、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの樹脂成分と、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉなどの導電性金属とを含む。導電性ペーストからなる突起電極２３は、塗布法や印刷法で形成されうる。導電性ペーストからなる突起電極２３は、応力吸収層２３ａを有していなくてもよく、つまりテーパ状である必要はない。太陽電池セル１０を、突起電極２３を構成する導電性ペーストに接触させてから、導電性ペーストを硬化させる。そのため、太陽電池セル１０に過剰な応力が加わることがない。
【００７３】
太陽電池セル１０の中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａと、導電性ペーストで構成されている突起電極を接合させるには、太陽電池セル１０の中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａと突起電極２３とを接触させ、突起電極２３を構成する導電性ペーストを硬化させればよい。
【００７４】
突起電極２３を、柔軟性のある材料（導電性樹脂など）で構成してもよい。導電性樹脂からなる突起電極２３は、ディスペンサー塗布や、マスクを用いた印刷で形成されうる。導電性樹脂の粘度は、２０００ｃｐｓ〜５０万ｃｐｓであることが好ましい。導電性樹脂には、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕなどの金属フィラーを含む液状樹脂である。
【００７５】
太陽電池セル１０の中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａと、柔軟性のある材料で構成される突起電極２３とを接合させると、太陽電池セル１０に付加される応力を突起電極２３が吸収することができる。
【００７６】
＜柔軟性のある材料からなる中央電極および側面電極について＞
図９Ａ、図９Ｂは、太陽電池セル１０の中央電極１６ｂと側面電極１６ａを、柔軟性のある材料で構成した例を示す。図９Ａに示すように、側面電極１６ａと、中央電極１６ｂは、互いに電気的に独立して配置されている。この場合には、応力吸収層２３ａは必要なく、かつ突起電極２３が硬質の材料で形成されていてもよい。この場合、突起電極２３は変形せず、中央電極１６ｂと側面電極１６ａに侵入する。そこで、太陽電池セル１０の中央電極１６ｂと側面電極１６ａの厚みを厚くして、太陽電池セル１０の破壊を阻止することが好ましい。例えば、太陽電池セル１０のセル積層体の厚みが１０μｍである場合には、中央電極１６ｂと側面電極１６ａの厚みを１０μｍ以上として、突起電極の侵入量を１０μｍ以下とする。なお、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂに示される中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａと、図１等に示される中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａは、寸法関係や比率が異なって示されている。これは、上述の通り、太陽電池セル１０の破壊を阻止する観点より、中央電極１６ｂと側面電極１６ａの厚みを厚くしたことを示すものである。よって、図中、同一の符号が付された部材については、基本的機能は同一である。
【００７７】
＜中央電極および側面電極と突起電極との接続部について＞
図１０Ａ、図１０Ｂに、太陽電池セル１０の中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａと、突起電極２３との接続位置を、太陽電池セル１０のセル積層体の位置とずらす例を示す。つまり、中央電極１６ｂおよび側面電極１６ａと突起電極２３との接続位置を、太陽電池セル１０とインターポーザー基板２４とを接合するための力を印加する方向について、セル積層体とオーバーラップさせないようにする。
【００７８】
図１０Ｂに示される太陽電池セルは、図６Ｂに示される太陽電池セルと、中央電極１６ｂの構造において異なる。図１０Ｂに示される太陽電池セルのボトムセルＢと接続している中央電極１６ｂは、太陽電池セル１０の中央部から周辺部にまで引き出されている。太陽電池セルの周辺部は、セル積層体とオーバーラップしていない。当該周辺部にまで引き出された中央電極１６ｂと、突起電極２３とを接合させる。それにより、太陽電池セル１０とインターポーザー基板２４との接合における応力が、太陽電池セル１０のセル積層体に印加されることを防止する。
【００７９】
＜封止樹脂による補強＞
以上のようにして、インターポーザー基板２４（図７Ａ参照）と、ＧａＡｓ基板１が付いた太陽電池セル１０（図６Ｂ参照）とを接合した後；図１１Ａの工程では、インターポーザー基板２４と太陽電池セル１０との隙間を樹脂で封止する。上述の隙間を封止樹脂２２で封止することにより、パッケージの強度が保持され、耐薬品性が向上する。封止樹脂２２は、通常は、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂である。
【００８０】
上述の通り、ＧａＡｓ基板１のサイズは、４インチφであり；インターポーザー基板２４のサイズは、２０ｍｍ×２０ｍｍまたは４インチφである。インターポーザー基板２４のサイズが２０ｍｍ×２０ｍｍ角である場合には、４インチウェハであるＧａＡｓ基板１に、複数のインターポーザー基板が実装される。複数のインターポーザー基板間の隙間から、ＧａＡｓ基板１とインターポーザー基板２４との隙間に、毛細管現象を利用して封止樹脂２２を充填する。
【００８１】
一方、インターポーザー基板２４が４インチφである場合にも、同様に毛細管現象を利用して封止樹脂２２を充填する。この場合には、より低い粘度の封止樹脂２２を充填することが好ましい。
【００８２】
ＧａＡｓ基板１とインターポーザー基板２４との隙間に封止樹脂２２が充填されたら、約１５０〜２００℃で、１５分〜１時間ほど加熱し、封止樹脂２２を硬化させる。
【００８３】
＜犠牲層への凹部形成＞
図１１Ｂの工程では、ＧａＡｓ基板１を剥離させるために、犠牲層４の側面に犠牲層凹部４ａを形成する。太陽電池セル１０は非常に脆弱なため、ＧａＡｓ基板１を剥離するときの応力で破壊されることがある。このため、犠牲層４を確実に内部破断させるための起点として、犠牲層凹部４ａを形成する。犠牲層凹部４ａの形成は、機械的に「ケガキ」凹部を設けたり、ブレードで研削したり、ウォータージェットで研削したりするなどして、犠牲層４に破壊の起点を設ければよい。太陽電池セル１０とインターポーザー基板２４との隙間を封止樹脂２２で封止することで、太陽電池セル１０が機械的に補強されているので、犠牲層凹部４ａを形成するときに太陽電池セル１０が破壊されない。
【００８４】
＜ＧａＡｓ基板の剥離＞
図１２Ａの工程では、犠牲層４を内部破断させて、ＧａＡｓ基板１を剥離させる。犠牲層４を内部破断させる方法の例には、ダイシング、ローラー剥離、ウォータージェット、超音波破壊などのＳＯＩ（silicon on insulator）関連の技術が多数ある。そのため、ＧａＡｓ基板１は、容易に剥離される。
【００８５】
また、基板１を構成するＧａＡｓの格子定数は５．６５３オングストロームであり、犠牲層４を構成するＡｌＡｓの格子定数は５．６６１オングストロームであり、両者はほぼ一致している。そのため、犠牲層４は安定した膜であり、安定に内部破断させることができる。
【００８６】
＜犠牲層のエッチング＞
図１２Ｂの工程では、太陽電池セル１０に残存した犠牲層４をウェットエッチングで除去する。犠牲層４のウェットエッチングは、フッ酸に２〜３分間接触させて、溶融除去することで行うことができる。太陽電池セル１０が封止樹脂２２で保護されているので、フッ酸が太陽電池セル１０にダメージを与えることを防止できる。
【００８７】
＜透明電極の形成＞
図１３Ａの工程では、透明電極１２を形成する。透明電極１２は、太陽光の入射面を構成する。透明電極１２は、ＺｎＯ層やＩＴＯ層などであり、スパッタ工法で形成されうる。透明電極１２は、太陽電池セル１０の上部全面に形成され、上部コンタクト層２ａと上部電極９ｂとを電気的に接続する。ＺｎＯ層に、ＡｌやＧａを０．１質量％以上添加することにより、導電性を向上させることもできる。
【００８８】
このようにして得られる太陽電池セル１０は、太陽光の入射面に、太陽光を遮る電極を有さない。従って、太陽電池セル１０への太陽光の入射量が高まり、太陽電池セル１０の発電効率が向上する。
【００８９】
＜個片化＞
図１３Ｂの工程では、太陽電池を個片化する。インターポーザー基板２４には、複数の太陽電池が配置されている。まず、複数の太陽電池が配置されたインターポーザー基板２４を、エレクトロンシート２９に貼り付ける。次に、ダイシングブレード２８を備えるダイシング装置を用いて、インターポーザー基板２４とともに太陽電池を個片化する。本実施の形態では、５００μｍ×５００μｍサイズに個片化した。
【００９０】
図１４Ａの工程では、個片化された太陽電池を、エレクトロンシート２９から剥離する。まず、エレクトロンシート２９にＵＶ光３０を照射して、エレクトロンシート２９の表面にある粘着性材料の粘着性を低下させる。粘着性材料の粘着性が低下したら、エレクトロンシート２９から、ダイボンディング装置のピックアップ用ヘッド３１で、個片化された太陽電池を取り外し、所定の位置に移載する。
【００９１】
＜太陽電池の寸法＞
図１４Ｂに、個片化された多接合型化合物太陽電池の具体的寸法図を示す。太陽電池セル１０のセル積層体は非常に薄い（１０μｍ以下）ため脆弱である。そのために、インターポーザー基板２４の厚みをある程度厚くして、かつ封止樹脂２２で封止することで、機械的強度を確保する必要がある。そこで、インターポーザー基板２４の厚みを１００μｍとしている。その結果、太陽電池の総厚は、１３０μｍになる。
【００９２】
一方、太陽電池の外形サイズは５００μｍ×５００μｍであり、太陽電池セル１０のセル積層体の外形サイズは４７０μｍ×４７０μｍである。そして、側面電極１６ａの引き出し寸法は１５μｍである。つまり、太陽電池１０の占有面積（太陽電池の外形サイズに対する太陽電池セル１０のセル積層体の外形サイズ）は８８％になる。
【００９３】
太陽電池セル１０の受光面には、透明電極１２以外の電極がないので、照射を受けた太陽光の全てを利用することができる。
【００９４】
図１４Ｂに示される太陽電池では、太陽電池セル１０のセル積層体の外形サイズを４７０μｍ×４７０μｍとしているが、５００μｍ×４８５μｍにまで拡げることができる。つまり、セル積層体の４つの側面のうちの、１つの側面にだけ側面電極１６ａを配置する場合には、セル積層体の外形サイズを５００μｍ×４８５μｍにまで拡げることができる。このとき、太陽電池１０の占有面積は９７％となる。
本出願は、同出願人により先にされた日本国特許出願、すなわち、特願２０１１−１１３６４３号（出願日２０１１年５月２０日）に基づく優先権主張を伴うものであって、これらの明細書の内容を参照して本発明の一部としてここに組み込むものとする。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明の多接合型の化合物太陽電池は、従来の宇宙で用いられる用途から、地球上で使用する集光型太陽電池用途に展開できる。そして、太陽光の変換効率を、従来のシリコン太陽電池よりも飛躍的に高めることができる。そのため、日照量の多い地域での大規模発電システムに特に好適である。
【符号の説明】
【００９６】
１  ＧａＡｓ基板
２  コンタクト層
２ａ  上部コンタクト層
２ｂ  下部コンタクト層
４  犠牲層
４ａ  犠牲層凹部  
５  ＡｌＧａＡｓ層
６  ＧａＡｓ層
７  ＩｎＧａAs層
８  ＧａＡｓ層
９  裏面電極
９ａ  下部電極
９ｂ  上部電極
１０  太陽電池セル
１２  透明電極
１５  表面電極
１６ａ  側面電極  
１６ｂ  中央電極  
１７  絶縁層
１７ａ  絶縁層の窓  
１８  レジスト
１９  トンネル層
２０  グリッド層
２１  バッファ層
２２  封止樹脂
２３  突起電極
２３ａ  応力吸収層
２３ｂ  円柱部
２４  インターポーザー基板
２５  素子側電極
２６  外部取り出し電極
２７  貫通電極
２８  ダイシングブレード
２９  エレクトロンシート
３０  ＵＶ照射光
３１  ピックアップ用ヘッド
Ｔ  トップセル
Ｍ  ミドルセル
Ｂ  ボトムセル
Ｃ  セル本体
Ｔ１  ＧａＡｓ層
Ｔ２  ＡｌＩｎＰ層
Ｔ３  ＩｎＧａＰ層
Ｔ４  ＩｎＧａＰ層
Ｔ５  ＡｌＩｎＰ層
Ｍ１  ＡｌＩｎＰ層
Ｍ２  ＧａＡｓ層
Ｍ３  ＧａＡｓ層
Ｍ４  ＩｎＧａＰ層
Ｂ６  ＩｎＰ層
Ｂ７  ＩｎＧａＡｓ層
Ｂ８  ＩｎＧａＡｓ層
Ｂ９  ＩｎＰ層
Ｂ１０  ＧａＡｓ層
【図１】
2012160765.tif 000003
【図２】
2012160765.tif 000004
【図３】
2012160765.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2012160765.tif 000013
【図１２】
2012160765.tif 000014
【図１３】
2012160765.tif 000015
【図１４】
2012160765.tif 000016
【図１５】
2012160765.tif 000017
【図１６】
2012160765.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トップセルおよびボトムセルを有する多接合型のセル積層体と、
前記トップセルの光入射面を覆うように配置された透明電極と、
前記ボトムセルの電位を有する下部電極と、
前記セル積層体の側面に絶縁層を介して配置され、前記透明電極に導通する側面電極と、を有する多接合型化合物太陽電池セルであって、
前記側面電極は、前記透明電極の光入射面とは反対の面と接する上部電極と接続され、かつ前記下部電極の位置まで引き出されている、多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項２】
前記透明電極は、前記トップセルの光入射面から延出しており、かつ
前記上部電極は、前記透明電極の延出部に接している、請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項３】
前記トップセルの光入射面には、前記透明電極以外の非透明電極が配置されない、請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項４】
前記セル積層体の厚みは１０μｍ以下である、請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項５】
前記絶縁層は窒化シリコン層であり、前記側面電極は金属導電材料からなる、請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項６】
請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セルと、前記下部電極および前記側面電極のそれぞれに接続された外部部材とを有し、
前記下部電極および前記側面電極のそれぞれと、前記外部部材とを接続する導電部材は、応力吸収層を有する、多接合型化合物太陽電池。
【請求項７】
前記応力吸収層は、金属材料で形成されている、請求項６に記載の多接合型化合物太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記応力吸収層は、樹脂成分と導電性金属とを含む導電性ペーストである、請求項６に記載の多接合型化合物太陽電池。
【請求項９】
請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セルと、
前記下部電極および前記側面電極のそれぞれに接続された外部部材とを有し、
前記下部電極および前記側面電極のそれぞれと、前記外部部材とを接続する接続部の位置は、前記多接合型化合物太陽電池セルと前記外部部材とを接続するための押圧方向について、前記セル積層体の位置と重ならない、多接合型化合物太陽電池。
【請求項１０】
前記セル積層体の厚みは、前記下部電極の厚みよりもうすい、請求項６または９に記載の多接合型化合物太陽電池。
【請求項１１】
前記セル積層体の厚みは１０μｍ以下であり、かつ前記下部電極の厚みは１０μｍ以上である、請求項１０に記載の多接合型化合物太陽電池。
【請求項１２】
請求項６に記載の多接合型化合物太陽電池の製造方法であって、
前記多接合型化合物太陽電池セルの下部電極および側面電極と、前記外部部材とを、導電部材を介して押圧して接合するステップを含み、
前記導電部材の側面形状はテーパ形状であり、前記接合によりテーパ形状がつぶれて変形する、製造方法。
【請求項１３】
前記導電部材の側面形状は、前記多接合型化合物太陽電池セルと前記外部部材とを接合するための押圧方向に対して、３０度〜６０度傾斜されたテーパ形状である、請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記セル積層体の厚みが１０μｍ以下であり、
前記導電部材の厚みが２０μｍ以上であり、前記接合後の応力吸収層の厚みが１０μｍ以下である、請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記導電部材は、前記外部部材に形成されている、請求項１２に記載の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
［１］本発明の第１態様によれば、トップセルおよびボトムセルを有する多接合型のセル積層体と、トップセルの光入射面を覆うように配置された透明電極と、ボトムセルの電位を有する下部電極と、セル積層体の側面に絶縁層を介して配置され、透明電極に導通する側面電極と、を有する多接合型化合物太陽電池セルであって、側面電極は、前記透明電極の光入射面とは反対の面と接する上部電極と接続され、かつ下部電極の位置まで引き出されている、多接合型化合物太陽電池セルが提供される。
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トップセルおよびボトムセルを有する多接合型のセル積層体と、
前記トップセルの光入射面を覆うように配置された透明電極と、
前記ボトムセルの電位を有する下部電極と、
前記セル積層体の側面に絶縁層を介して配置され、前記透明電極に導通する側面電極と、を有する多接合型化合物太陽電池セルであって、
前記側面電極は、前記透明電極の光入射面とは反対の面と接する上部電極と接続され、かつ前記下部電極の位置まで引き出されている、多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項２】
前記透明電極は、前記トップセルの光入射面から延出しており、かつ
前記上部電極は、前記透明電極の延出部に接している、請求項１に記載の多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項３】
前記上部電極はＡｕメッキ膜を含む、請求項１または２に記載の多接合型太陽電池セル。
【請求項４】
前記トップセルの光入射面には、前記透明電極以外の非透明電極が配置されない、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項５】
前記セル積層体の厚みは１０μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項６】
前記絶縁層は窒化シリコン層であり、前記側面電極は金属導電材料からなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の多接合型化合物太陽電池セル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の多接合型化合物太陽電池セルと、前記下部電極および前記側面電極のそれぞれに接続された外部部材とを有し、
前記下部電極および前記側面電極のそれぞれと、前記外部部材とを接続する導電部材は、応力吸収層を有する、多接合型化合物太陽電池。
【請求項８】
前記応力吸収層は、金属材料で形成されている、請求項７に記載の多接合型化合物太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記応力吸収層は、樹脂成分と導電性金属とを含む導電性ペーストである、請求項７または８に記載の多接合型化合物太陽電池。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の多接合型化合物太陽電池セルと、
前記下部電極および前記側面電極のそれぞれに接続された外部部材とを有し、
前記下部電極および前記側面電極のそれぞれと、前記外部部材とを接続する接続部の位置は、前記多接合型化合物太陽電池セルと前記外部部材とを接続するための押圧方向について、前記セル積層体の位置と重ならない、多接合型化合物太陽電池。
【請求項１１】
前記セル積層体の厚みは、前記下部電極の厚みよりもうすい、請求項７または１０に記載の多接合型化合物太陽電池。
【請求項１２】
前記セル積層体の厚みは１０μｍ以下であり、かつ前記下部電極の厚みは１０μｍ以上である、請求項１１に記載の多接合型化合物太陽電池。
【請求項１３】
請求項７に記載の多接合型化合物太陽電池の製造方法であって、
前記多接合型化合物太陽電池セルの下部電極および側面電極と、前記外部部材とを、導電部材を介して押圧して接合するステップを含み、
前記導電部材の側面形状はテーパ形状であり、前記接合によりテーパ形状がつぶれて変形する、製造方法。
【請求項１４】
前記導電部材の側面形状は、前記多接合型化合物太陽電池セルと前記外部部材とを接合するための押圧方向に対して、３０度〜６０度傾斜されたテーパ形状である、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記セル積層体の厚みが１０μｍ以下であり、
前記導電部材の厚みが２０μｍ以上であり、前記接合後の応力吸収層の厚みが１０μｍ以下である、請求項１３または１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記導電部材は、前記外部部材に形成されている、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月17日(2013.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
前記応力吸収層は、金属材料で形成されている、請求項７に記載の多接合型化合物太陽電池。
【国際調査報告】
2012160765.tif 000019
2012160765.tif 000020
2012160765.tif 000021
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