(57)【要約】【課題】  比較的簡単な工程で隣り合う単位セルの裏面電極層と透明導電層とを電気的に接続し、その際に接続部分によって光電変換した電流が短絡やリークすることを防止し、さらに光電変換層の損傷を防止できる光電変換装置を実現する。【解決手段】  透明導電層２、光電変換層４、裏面電極層６がこの順に積層された光電変換セル１０が複数配列され、隣り合う一方および他方の光電変換セル１０ａ、１０ｂの光電変換層４ａ、４ｂとは分離溝９によって分割された光電変換装置であって、一方の光電変換セル１０ａの裏面電極層７ａ上に導電性フィルムとして金属フィルム７ａを張り付けて、この金属フィルム７ａによって分離溝内に延在する隣の光電変換セル１０ｂの透明導電層２ｂの接続部に直接電気的に接続する。【選択図】  図２
2010062186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明絶縁基板の上に、透明導電層、光電変換層、裏面電極層がこの順に積層された複数の光電変換セルを備え、隣接する一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとで光電変換層および裏面電極層どうしを分離する分離溝を有する光電変換装置であって、
前記一方の光電変換セルの裏面電極層上に貼り付けられる導電性フィルムと、前記分離溝内の途中まで延在する前記他方の光電変換セルの透明導電層接続部とを有し、前記導電性フィルムの一端は前記分離溝内の途中まで延在して前記透明導電層接続部に直接接続された光電変換装置。
【請求項２】
分離溝に面する一方の光電変換セルの透明導電層の側面が光電変換層の側面よりも後退し光電変換層の下に位置して、前記分離溝と前記透明導電層の側面との間に凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
導電性フィルムは複数に分離された導電性のパターンが絶縁性の基材上に形成されたフィルムであることを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
導電性フィルムの上の透明導電層接続部と裏面電極層上に貼り付けられる位置との間に絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項５】
他方の光電変換セルの光電変換層と透明絶縁基板との間で透明導電層に接する金属層をさらに備え、透明導電層接続部は前記金属層であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項６】
分離溝として第２方向に伸びる第１分離溝と第１方向に伸びる第２分離溝とを有し、前記第２分離溝内において前記第２方向に隣り合う光電変換セルの透明導電層は透明導電層接続部により電気的に接続され、前記第２方向に隣り合う光電変換セルの裏面電極層は導電性フィルムにより電気的に接続され、前記第１方向に隣り合う光電変換セルの前記裏面電極層と前記透明導電層接続部とは前記導電性フィルムにより直接電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項７】
透明絶縁基板の上に透明導電層、光電変換層、裏面電極層を順次積層する積層工程と、
前記積層工程の後に前記裏面電極層、前記光電変換層を隣り合う一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとで分離する溝を形成して、その溝内で前記透明導電層が前記一方の光電変換セルと前記他方の光電変換セルとで電気的に分離されるとともに前記他方の光電変換セルの前記透明導電層接続部が露出する分離溝を形成する溝形成工程と、
一端が前記分離溝の途中まで延在するように前記一方の光電変換セルの前記裏面電極層の上に導電性フィルムを貼り付ける貼り付け工程と、
前記導電性フィルムの一部を前記他方の光電変換セルの前記透明導電層接続部に押し付けて電気的に接続する接続工程と、を有する光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
積層工程は透明絶縁基板の上に金属層と透明導電層とが接する積層構造を形成する工程を有し、
溝形成工程は裏面電極層と光電変換層とを分離する溝を形成した後に、前記金属層を前記溝内に露出させるとともに、一方の光電変換セルの透明導電層の側面が光電変換層の下に位置するように透明導電層をウェットエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
貼り付け工程より前に導電性フィルムの上の透明導電層接続部に接続される位置と裏面電極層上に貼り付けられる位置との間に絶縁層を形成する工程を有する請求項７または８に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１０】
貼り付け工程は複数の光電変換セルの裏面電極層に連続した導電性フィルムを貼り付けた後に分離溝内で分断加工する工程を有することを特徴とする請求項７から９のいず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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に代表される光電変換装置の集積化構造及びその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置として、絶縁基板上に、第１導電層、光電変換層、第２導電層が順に積層された薄膜太陽電池が知られている。その光電変換層は一般に半導体であり、ｐ型層、反対側にｎ型層、その間を高抵抗のｉ層を有するｐｉｎダイオード構造のものが用いられる。第１導電層と第２導電層とは光電変換層が変換した電力を取り出す電極となる。また、薄膜太陽電池では、基板上の光電変換層は溝などで複数の単位セルごとに分割された集積型構造が用いられる。集積型構造では、ある単位セルの第１導電層とその隣の単位セルの第２導電層とが電気的に直列接続される構造が一般的である。
【０００３】
薄膜太陽電池では光の吸収波長範囲を広げることで変換効率を高めたタンデム型構造が知られている。タンデム型構造では光電変換層を光の吸収波長特性の異なる第１の半導体光電変換層と第２の半導体光電変換層とが積層される。第１の半導体光電変換層と第２の半導体光電変換層との間に透光性のトンネル接合層や透明導電層などの中間層を介在させる構造が知られている。
【０００４】
隣り合う単位セルの透明導電層と裏面電極層との接続は、光電変換層に形成された溝を通じて行われる。特にタンデム型構造においては、第１の半導体光電変換層と第２の半導体光電変換層とはそれぞれが接する界面付近に低抵抗層が存在し、界面の面内方向に電流が流れやすい構造である。このような場合に、光電変換層の溝内に導電膜を形成すると、その導電膜を通じて第１導電層、第２導電層、中間層などの低抵抗層間が直接接続されてしまいにリークや短絡が発生して性能が低下する。
【０００５】
このような問題に対して、たとえば特許文献１には、酸化性雰囲気中で半導体光電変換層をレーザー光線を用いて加工し、加工溝内の中間層の表面に酸素量が多い層を形成して電流リークを抑制する方法が示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、基板上に透明導電層、半導体の光電変換層、裏面電極層が形成され、裏面電極層から透明導電層までを分離する第１の分離溝で単位セルどうしを分離して、裏面電極層から半導体光電変換層までを分離する第２の分離溝を形成した構造が示されている。第１の分離溝と第２の分離溝とは絶縁膜で埋められ、第１の分離溝と第２の分離溝の間の領域内にさらに接続溝を設け、隣接する単位セルの裏面電極層と透明導電層とを接続溝内の導電性材料によって電気的に接続する。
【０００７】
また、特許文献３は基板と反対側の膜面側から入射する光を電気に変換する太陽電池において、光入射側となる膜表面側の透明導電層の上に集電極を設け、この集電極を隣のセルの基板側の裏面電極の露出部と電気的に接続することが示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−１５７４８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２６００１３号公報
【特許文献３】特開平９−２６６３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の方法では、信頼性の高いリーク防止膜を形成することが非常に難しく、特にタンデム型太陽電池の第１の半導体光電変換層と第２の半導体光電変換層との界面に金属または金属酸化物の中間層が形成される場合には酸化による方法は適用できないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２の方法では、隣接するセル間に分離のために複数の溝を有し、さらにその溝間に挟まれた領域内に接続溝を設け、接続溝に導電性材料を入れるので、セル間の分離と接続の構造部分の幅が広くなり、また製造工程が複雑となることによって歩留まりが低下する問題がある。
【００１１】
特許文献３では、光が光電変換層に入射する面積をなるべく減らさないように集電極は膜表面側の透明導電層にごく局所的に設けられる。このようにごく局所的に膜表面側に付着させた構造であるため、集電極に外力がかかった場合に光電変換層との接着部がはがれやすく、光電変換層にも損傷を及ぼしてしまう問題がある。
【００１２】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、比較的簡単な工程で隣り合う単位セルの裏面電極層と透明導電層とを電気的に接続し、その際に接続部分によって光電変換した電流が短絡やリークすることを防止し、さらに光電変換層の損傷を防止できる光電変換装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光電変換装置は、透明絶縁基板の上に、透明導電層、光電変換層、裏面電極層がこの順に積層された複数の光電変換セルを備え、隣接する一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとで光電変換層および裏面電極層どうしを分離する分離溝を有する光電変換装置であって、前記一方の光電変換セルの裏面電極層上に貼り付けられる導電性フィルムと、前記分離溝内の途中まで延在する前記他方の光電変換セルの透明導電層接続部とを有し、前記導電性フィルムの一端は前記分離溝内の途中まで延在して前記透明導電層接続部に直接接続された光電変換装置とした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のように一方の光電変換セルの裏面電極層上に貼り付けられる導電性フィルムによって、隣接する他方の光電変換セルの透明導電層接続部に直接電気的に接続するので、導電性フィルムの導電部は一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとを分離する分離溝内で溝の側面部に接することなく接続できる。従って一方と他方の光電変換セル間に複数本の分離溝形成や接続溝内に導電性材料を挿入する複雑な工程なしに分離溝内での短絡やリークの発生を防ぐことができる。また、導電性フィルムにより接続するので、裏面電極とは接触面が大きくなり、はがれを防止できる。また、膜側表面がフィルムで覆われることにより光電変換層が損傷することも防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態１の光電変換装置の構造の概要を説明する斜視図である。この光電変換装置は透明絶縁基板１側から入射する光Ｓを電気に変換して、出力端子２１、２２に接続される外部端子Ｔ１、Ｔ２に出力する。なお以下では、透明絶縁基板１の両面のうち、光を入射する面を表面、その反対側の光電変換セル１０が配置される側を裏面とする。透明絶縁基板１の裏面上に、透明導電層２、光電変換層４、裏面電極層６がこの順に積層された光電変換セル１０が複数配列される。隣り合う光電変換セル１０の光電変換層４どうしは平行に並んだ複数の分離溝９によって分割されて、それぞれの光電変換層４はたとえば裏面に垂直な方向から見た場合に短冊状となっている。図１は透明絶縁基板１上に６個の光電変換セル１０を配置した例であるが、その個数は６個に限らず複数個あればよい。たとえば透明絶縁基板１が一辺１ｍ以上の大型であるときに、分離溝９の幅Ｌ２を１ｍｍ程度、光電変換層４の幅Ｌ１を９ｍｍ程度として、透明絶縁基板１上に１００個以上の光電変換セル１０を配列してもよい。受光面積比率を大きくするために分離溝９の幅Ｌ２の幅はさらに小さくしてもよい。
【００１６】
裏面電極層６の上には金属フィルム７が貼られている。その金属フィルム７の一端は分離溝９の途中まで延在する。また、透明絶縁基板１の上には分離溝９の途中まで隣の光電変換セル１０の透明導電層２が延在する。金属フィルム７が分離溝９の途中まで延在する部分が曲げられて隣の光電変換セル１０の透明導電層２に直接接続する。つまり、隣り合う光電変換セル１０どうしで裏面電極層６と透明導電層２とが電気的に直列に接続される。このようにして複数の光電変換セル１０が電気的に直列に接続されて、基板上の一方の端に配置された光電変換セル１０の透明導電層２は出力端子２１に、また他方の端に配置された光電変換セル１０の裏面電極層６は出力端子２２に電気的に接続される。
【００１７】
透明絶縁基板１としてガラス基板を用いることができる。透明絶縁基板１の表面には、光の反射防止のために微細な凹凸が形成されていてもよい。透明絶縁基板１上の透明導電層２の材料としてＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＡＺＯ（アルミニウム添加亜鉛酸化物）、ＳｎＯ２（酸化スズ）など透明導電材料を用いることができる。その厚みはたとえば０．３〜２ミクロンなどとする。その上の光電変換層４の材料として非晶質シリコン、微結晶シリコン、シリコンゲルマニウム、などを用いることができる。光電変換層４は通常、低抵抗でたがいに逆導電型のｐ型層とｎ型層を有し、その間に高抵抗のｉ層が積層される。また光電変換層４はタンデム型の太陽電池として知られるように、組成や構造が異なることで光吸収波長特性の異なる積層体をさらに複数積み重ねた構造であってもよい。本実施の形態１では図のように、光が入射する透明絶縁基板１側に非晶質シリコン層４１、その裏面側に微結晶シリコン層４２を配置したタンデム型の構造とした。非晶質シリコン層４１の厚みはたとえば０．３〜１ミクロン、微結晶シリコン層４２の厚みはたとえば２〜５ミクロンなどとするとよい。また非晶質シリコン層４１と微結晶シリコン層４２とに挟まれる界面部分に中間層４３を配置してもよい。この中間層４３はＩＴＯやＡＺＯなどの透明導電材料やＳｉＯなどを用いることができる。非晶質シリコン層４１と微結晶シリコン層４２との間で電流が流れやすくするため中間層４３はたとえば非常に薄く数〜数１０ｎｍと薄くする。裏面電極層６はＡｇやＡｌ、またＡｇ合金、やＡｌ合金などを用いることができる。裏面電極層６の厚みは０．５〜数ミクロンなどとしてもよい。また、単層膜でなく組成の異なる多層膜としてもよい。特に表面側には光電変換層４を通過してきた光をさらに光電変換層４側に効率よく戻すように反射率の高い金属を用いると良い。また、その裏面側の金属としては表面側の金属材料よりも耐食性やはんだとの接着性が優れた金属材料を用いるとよい。
【００１８】
金属フィルム７ａは、金箔、銅箔、をはじめ、電気伝導性の良好な各種金属、合金箔を用いることができる。たとえばその厚みは単体のフィルムとして手で扱える程度に厚いことが必要であり、また、微細な部分が容易に曲げられる程度に薄いことが望ましい。たとえば０．５ミクロン〜０．３ｍｍなどとしてもよい。
【００１９】
図２は本実施の形態１の光電変換装置の構造の細部を説明する断面図であり、図１の点線部Ａ−Ｂの断面図である。図２の隣り合う光電変換セル１０ａ、１０ｂの裏面電極層６ａ、６ｂの上には、それぞれに導電性の接着層７２によって金属フィルム７ａ、７ｂが貼られている。図１の斜視図にように裏面電極層６ａ、６ｂの表面が概ね金属フィルム７ａ、７ｂによって覆われるようにするとよい。光電変換セル１０ａ、１０ｂを分離する分離溝９内の透明絶縁基板１上には光電変換セル１０ｂの透明導電層２の一端が溝の途中まで延在している。図では光電変換セル１０ｂの透明導電層２ｂは光電変換層４ｂの下部から分離溝９内の途中まで伸びているが、光電変換セル１０ａとは接触しないように長さＬ３のギャップを有する。一方、光電変換セル１０ａの裏面電極層６ａに貼り付けられた金属フィルム７ａの一端は分離溝９内の途中まで延在して、延びた部分が透明絶縁基板１側に曲げられることにより、その先端付近の一部は接着層７２によって光電変換セル１０ｂの透明導電層２ｂに貼り付けられる。図では長さＬ４の領域で金属フィルム７ａと透明導電層２ｂとが接続されている。金属フィルム７ａの曲げられる部分は主として、光電変換セル１０ａの光電変換層４ａの側面９１ａの上端であるＲ１、および金属フィルム７ａが透明導電層２ｂに接する部分の光電変換セル１０ａ側の端であるＲ２である。
【００２０】
金属フィルム７ａの一端は光電変換セル１０ｂの側面９１ｂから長さＬ５の間隔があり、光電変換セル１０ｂの側面９１ｂには接さない。さらに金属フィルム７ａの曲げられる角度が光電変換セル１０ａの側面９１ａの基板に対する角度より非常に小さいので、光電変換セル１０ａの側面９１ａにも接さない。一例として、分離溝９の幅Ｌ２を１ｍｍ、Ｌ３を０．３ｍｍ、Ｌ４を０．３ｍｍ、Ｌ５を０．３ｍｍ、また透明導電層２の表面から裏面電極層６の表面までの高さＴ１を５ミクロンである場合を考えると、金属フィルム７ａが直線的に曲げられる角度は基板面に対して約２°である。一方、加工方法にもよるが、通常、分離溝９の内面である側面９１ａ、９１ｂは基板に対して９０°（垂直）〜６０°程度の形状である。このため金属フィルム７ａと側面９１ａとの間にはギャップ３３ができる。
【００２１】
以上のように一方の光電変換セル１０ａの裏面電極層７ａ上に導電性フィルムとして金属フィルム７ａを張り付けて、この金属フィルム７ａによって分離溝内に延在する隣の光電変換セル１０ｂの透明導電層２ｂの接続部に直接電気的に接続した。そのため、一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとを分離する分離溝が１本であっても、導電性フィルムの導電部が分離溝内で溝の側面部に接することなく他方の光電変換セルの透明導電層接続部に接続可能となる。従って複数本の分離溝形成や接続溝内に導電性材料を挿入する複雑な工程なしに分離溝内での短絡やリークの発生を防ぐことができる。また、導電性フィルムにより接続するので、裏面電極とは接触面が大きくなり、はがれを防止できる。また、膜側表面がフィルムで覆われることにより光電変換層が損傷することも防止できる。
【００２２】
次に本実施の形態１の光電変換装置の製造方法について説明する。図３の（ａ）〜（ｅ）は本実施の形態１の光電変換装置の製造方法の一例を説明する断面図である。まず図３（ａ）のように透明絶縁基板１の上に幅Ｌ３の間隔をあけた透明導電層２ａ、２ｂを形成する。透明導電層２ａ、２ｂはＩＴＯ膜をスパッタ法で成膜し、幅Ｌ３の部分にレーザー照射してＩＴＯ膜に溝加工する方法で形成できる。スパッタ法のかわりに蒸着法、ＣＶＤ法など他の成膜方法でもよく、幅Ｌ３の間隔をあけるには、フォトマスクを用いたウェットエッチングやメタルマスクを利用した成膜などでも可能である。透明導電層はＩＴＯ膜のかわりにＡＺＯ膜やＳｎＯ２膜のような他の材料の膜であってもよい。透明導電層２ａ、２ｂの膜厚は電気抵抗を低くするためには厚い方がよく、光吸収を減らすには薄い方が良い。透明導電層がＩＴＯ膜の場合、たとえば０．３〜１ミクロンなどとすることができる。
【００２３】
次いで図３（ｂ）のように、透明導電層２ａ、２ｂの上に、光電変換層４となる非晶質シリコン層４１および微結晶シリコン層４２、さらにその上に裏面電極層６を順次成膜する。非晶質シリコン層４１、微結晶シリコン層４２はシランガスや水素ガスなどを混合したガスを用いたプラズマＣＶＤ法などで成膜することができる。また、非晶質シリコン層４１、微結晶シリコン層４２は成膜中に添加するホウ素やリンを含有する不純物ガスの流量を調整して、各層内に基板側からｐ型層、高抵抗のｉ層、ｎ型層が順次積層された構造を形成する。基板側からｎ型層、ｉ層、ｐ型層としてもよい。非晶質シリコン層４１と微結晶シリコン層４２とは、シランガスと水素ガスとの流量比やプラズマ発生に投入する高周波電力の条件を調整して作り分けることもできる。光電変換層４は非晶質シリコン層４１、微結晶シリコン層４２のかわりに組成の異なる非晶質シリコン層の２層などとしてもよい。組成はシリコン層にゲルマニウムや炭素を添加することによって変えることもできる。それらの層の厚みは、たとえば非晶質シリコン層４１を０．３〜１ミクロン、微結晶シリコン層４２を２〜５ミクロンなどとしてもよい。また、図には示さないが、非晶質シリコン層４１と微結晶シリコン層４２との界面に薄い中間層４３を挟んでもよい。この中間層４３は厚みがたとえば数ｎｍ程度のＩＴＯ膜、ＡＺＯ膜、ＳｎＯ２膜のような透明導電膜や、ＳｉＯ膜であってもよい。裏面電極層６は銀や銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金など反射率が高く、電気抵抗の低い金属材料を、スパッタ法、蒸着法などで形成する。また、それらの金属の上に、より耐食性に優れた他の合金膜や、はんだ接合特性が優れる他の導電層を積層してもよい。
【００２４】
また、上記の積層後に、裏面電極層６と光電変換層４とをＬ２の幅で分断する分離溝９が形成される。その際、透明導電層２は除去されず、その表面が露出されるようにする。溝の加工方法は、レーザースクライブ法や、マスクを用いたドライエッチング法やウェットエッチング法、またこれらを組み合わせて加工することができる。透明導電層２は除去せず裏面電極層６と光電変換層４のみを除去するには、裏面電極層６や光電変換層４に吸収され、透明導電層２にほとんど吸収されない波長のレーザー、たとえば可視光レーザーを用いたスクライブ法などが使用できる。図３（ｂ）は膜面側からそのようなレーザービームＬＢ１を照射して加工することを示している。図３（ｃ）は分離溝９が形成された後の断面図である。レーザービームＬＢ１は透明絶縁基板１側から照射してもよい。幅Ｌ２の溝は透明導電層２に形成した溝の幅Ｌ３よりも広く、その透明導電層２に形成した溝を含んで、一方の端がその透明導電層２に形成した溝の端とおおよそ一致するように形成される。このように分離溝９を形成することにより、その分離溝９内の透明絶縁基板１の上には一方のセルの光電変換層４の下から分離溝９の途中まで透明導電層２がのびた構造となる。この透明導電層２がのびた部分の一部が透明導電層２の接続部となる。たとえば分離溝９の幅Ｌ２を１００ミクロン〜１ｍｍ、透明導電層２に形成した溝の幅Ｌ３をそれより小さな値の３０〜３００ミクロンなどとする。なお、分離溝９の形成位置を調整して、一方のセルの透明導電層２ａが分離溝９内に露出しないようにしてもよい。このようにすると透明導電層２ａを介した短絡やリークの発生が防止できる。
【００２５】
次に図３（ｄ）のように、セルごとに分割された裏面電極層６ａ、６ｂの上にそれぞれ金属フィルム７ａ、７ｂを導電の接着層７２で貼り付ける。金属フィルム７ａ、７ｂはたとえば厚み３０〜１００ミクロンの銅合金などのフィルムを用いることができる。接着層７２はたとえば、はんだなどの低融点合金や導電ペーストを用いることができる。また、加圧によりフィルムの上下間で導電接続する異方性導電フィルムと樹脂接着とを組み合わせて電気接続と接着固定をおこなってもよい。従って接着層７２は必須ではない。また、金属フィルム７ａ、７ｂに金メッキなどを施して、加熱しながら金属フィルム７ａ、７ｂを裏面電極層６ａ、６ｂに加圧接触させて熱圧着する方法でもよい。
【００２６】
一方のセルの裏面電極層６ａに貼り付けられる金属フィルム７ａの一端は分離溝９内の途中まで延在するように貼り付けられる。他方のセルの裏面電極層６ｂに貼り付けられる金属フィルム７ｂは金属フィルム７ａとは間隔をあけてあり、電気的に絶縁されている。また、金属フィルム７ａは分離溝９内に延在するが、分離溝９の他方のセル側の側面とはＬ６の間隔をあけて設置される。次いで、金属フィルム７ａは分離溝９内に延在する一端付近は押し付け部材Ｐ１によって透明絶縁基板１側に押し付けられる。これにより図３（ｅ）で示すように、金属フィルム７ａの一端付近が分離溝９内の透明導電層２がのびた部分に接着層７２により電気的に接触するとともに固定される。押し付け部材Ｐ１はたとえば幅がＬ４のローラーのようなものでもよい。分離溝９がおおよそ直線であれば、ローラーで溝にそって連続的に接触固定ができて簡単である。加熱で接触固定が行われる接着層７２を用いる場合には、たとえば加熱したローラーや赤外線照射などで押し付ける部分を局所的に加熱してもよい。
【００２７】
押し付け部材Ｐ１で押し付けることで、金属フィルム７ａは分離溝９の一方のセルの側面の上の部分Ｒ１で基板側に曲がり、また押し付け部材Ｐ１で押しつけた際、その一方のセル側の端のＲ２部分で基板面に沿うように曲がる。このようにすると、金属フィルム７ａと側面９１ａとの間にはギャップ３３ができる。押し付け部材Ｐ１で押し付ける際に、金属フィルム７ａの曲がる部分Ｒ１とＲ２との間に少し張力がかかるようにすると、Ｒ１とＲ２との間がおおよそ平坦となり、ギャップ３３が大きくなるので好ましい。以上のようにして、金属フィルム７ａは分離溝９内で溝の側面に接することなく、隣り合うセルの裏面電極層６ａと透明導電層２ｂとを電気的に接続できる。また、裏面電極層６に貼り付けるよりも先に分離溝９内の透明導電層２の接続部に接着するようにしてかまわない。
【００２８】
なお、金属フィルム７ａ、７ｂはそれぞれが分断されて裏面電極層６ａ、６ｂに貼り付けられるが、連続した金属フィルム７ａ、７ｂを裏面電極層６ａ、６ｂにわたって貼り付けた後に、分離溝９内の他方側の側面付近で分断加工する方法でもよい。分断加工する方法はたとえば、機械加工による切断、レーザーによる切断などで可能である。切断によりそれぞれの金属フィルム７ａ、７ｂ間に隙間ができて相互に絶縁される。セルごとに個別に金属フィルムを貼り付けるよりも簡単である。
【００２９】
本実施の形態１の光電変換装置は、以上に述べた製造方法から手順を少し変えて製造することもできる。図４の（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態１の光電変換装置の製造方法の他の例の一部を説明する断面図である。図３の（ａ）〜（ｃ）を図４の（ａ）〜（ｃ）で置き換えるようにする。他の例では、図３の（ａ）の場合と異なり図４（ａ）に示すように、透明導電層２に溝を形成せずに、透明導電層２、光電変換層４、裏面電極層６を順次積層する。図３の（ａ）ように幅Ｌ２の部分にレーザービームＬＢ２を照射して、光電変換層４、裏面電極層６を除去して透明導電層２の表面を露出させる。なお、光電変換層４内に含まれる最も低抵抗な層が中間層である場合は、その中間層が除去されれば、その下の半導体層の一部が透明導電層２の表面に残留していてもよい。図４（ｂ）のように幅Ｌ２の溝が形成された後に、さらにその溝の一方のセル側の側面近くの透明導電層２に別のレーザービームＬＢ３が照射されて、幅Ｌ２よりも狭い幅Ｌ３の溝が形成される。これにより図４（ｃ）のように隣り合うセル同士が分離溝９で電気的に分離される。この図４（ｃ）の構造は図３（ｃ）と同様に、分離溝９内に他方のセルの透明導電層２ｂの一部が途中まで延びた構造である。従って、これ以降は図３（ｄ）以降と同様にすれば、金属フィルム７を用いてセル間を電気的に直列接続することができる。
【００３０】
以上のように本実施の形態１の光電変換装置の製造方法は、透明絶縁基板１の上に透明導電層２、光電変換層４、裏面電極層６を順次積層する積層工程と、積層工程の後に裏面電極層６、光電変換層４を隣り合う一方の光電変換セル１０ａと他方の光電変換セル１０ｂとで分離する溝を形成し、その溝内で透明導電層２が一方の光電変換セル１０ａと他方の光電変換セル１０ｂとで電気的に分離されるとともに他方の光電変換セル１０ｂの透明導電層２ｂの接続部が露出する分離溝９を形成する溝形成工程と、一端が分離溝９の途中まで延在するように一方の光電変換セル１０ａの裏面電極層６の上に金属フィルム７を貼り付ける貼り付け工程と、金属フィルム７の分離溝の途中まで延在する部分を分離溝９内の他方の光電変換セル１０ｂの透明導電層２ｂの接続部に押し付けて電気的に接続する接続工程とを有している。
【００３１】
このように金属フィルム７を用いるので隣り合う光電変換セルの裏面電極層６ａと表側電極である透明導電層２ｂとを電気的に直列接続することが簡単になる。また、分離溝が１本であっても溝内での短絡やリークを防ぐことが容易である。また、裏面電極層６の上の広い面積に金属フィルム７が貼り付けることができるので、光電変換セルが保護されると共に、接続部分のはがれが生じにくい。また、裏面電極層６の面内の電気抵抗で生じる抵抗損失を低減することもできる。
【００３２】
また、上で述べたように金属フィルム７を透明導電層２の接続部に接続する際にローラーなどの押し付け部材を溝に沿って動かして連続的に押し付けると接続工程が容易である。また、金属フィルム７は複数の光電変換セルの裏面電極層６にわたって貼り付けた後に、分離溝内で切断すると貼り付け工程が簡単になる。
【００３３】
＜実施の形態２＞
図５は本実施の形態２の光電変換装置の構造の概要を説明する断面図である。本実施の形態２の光電変換装置の構造は図２の断面図に示した実施の形態１の光電変換装置と、分離溝９内に延在する他方の光電変換セルの透明導電層２ｂの接続部が金属層８である点で異なる。また、分離溝９内の一方の光電変換セルの側面９１ａにおいて、透明導電層２ａの側面の位置が、光電変換層４ａの側面よりも光電変換層４ａの下側に後退した構造となっている。このため、透明導電層２ａの側面と分離溝９との間には光電変換層４ａの下側に凹部３５ができる。凹部３５の長さは、たとえば１〜５ミクロンなどである。
【００３４】
金属層８は第２の光電変換セルの光電変換層４ｂと透明絶縁基板１との間の領域で透明導電層２ｂと重なりあうことで透明導電層２ｂと電気的に接続される。第１の光電変換セルの裏面電極層６ａに貼り付けられた金属フィルム７ａは分離溝９内に延在する金属層８の一部に接続される。つまり、第２の光電変換セルの光電変換層４ｂと透明絶縁基板１との間で電気的に接続された金属層８を有して、この金属層８が分離溝９内に延在する部分が透明導電層２ｂの接続部となっている。金属層８の厚みはたとえば０．５〜２ミクロンであり、その材料として銅、銀、金、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、白金、ニッケルおよびそれらの合金などを用いることができ、それらの金属層を多層にしてもよい。分離溝９の形成の際にレーザースクライブなど局所的な加熱を伴う場合はタングステン、モリブデン、ニオブ、タンタルなどの高融点金属を表面に有すると金属層８の変形や劣化を防止するのに効果的である。また、ガラス微粒子を含有する金属ペーストや金属微粒子を含有する液をスクリーン印刷などの印刷法で塗布して得られる層であってもよい。また、透明絶縁基板に対向して設置した金属膜に裏面側または基板側から高エネルギー密度のレーザービームを照射して照射部の金属を対向する面に転写するレーザー転写法を用いてもよい。その場合、大気中で特別に熱処理やエッチングなどの処理なしにパターン形成された金属層８を得ることができて効率が良い。
【００３５】
金属層８は、分離溝９に沿った方向、図５の紙面に垂直方向、に沿って溝のすべての部分に延在するようにしてもよいし、分離溝９内の一部のみに延在するようにしてもよい。また、透明絶縁基板１側から見たときに金属層８部分による反射を防止するため、金属層８の基板側に反射防止層が形成されていてもよい。また、金属層８は基板側に乱反射層を備えてもよいし、基板に凹凸が形成されていてもよい。乱反射層や基板の凹凸により透明絶縁基板１の表面に対して浅い角度で反射した光は透明絶縁基板１の表面で反射して再び金属層８のない光電変換層４部分で光電変換されるので、金属層８の裏側の光電変換層４には光が届かず光電変換の効率が減少することを防止できる。
【００３６】
このように金属フィルム７ａと金属層８とが接続されるようにしたので、金属フィルム７ａと透明導電層２ｂとを直接接続する実施の形態１の場合に比べ、はんだ等で接続強度を向上させることが可能となり、信頼性の高い接続構造となる。特に、分離溝９の形成にレーザースクライブ法を用いる場合はレーザー照射により透明導電層に導電性や強度が劣化した部分ができやすいが、本実施の形態２の構成では接続部が金属層８であり、レーザー照射による劣化がほとんどない。また、透明導電層２ｂの側面の位置が、光電変換層４の側面よりも光電変換層４に下側に後退した構造であるので、たとえ金属フィルム７ａにたるみが生じても、透明導電層２ｂと金属フィルム７ａとが接することがないので透明導電層２ｂを介する短絡やリークを防止できる。
【００３７】
次に本実施の形態２の光電変換装置の製造方法について説明する。図６の（ａ）〜（ｅ）は本実施の形態２の光電変換装置の製造方法の一例を説明する断面図である。図６（ａ）のように透明絶縁基板１の上に、所定のパターン形状に加工された金属層８、その金属層８上および金属層８のない透明絶縁基板１上に透明導電層２、光電変換層４、裏面電極層６が順次積層される。金属層８はスパッタ法や蒸着法で形成することができ、所定のパターン形状に加工するには金属層８のパターン部分をマスクで覆って他の部分をエッチングする方法や、金属層８を形成しない部分をマスクで覆って成膜する方法などが使用できる。また、上記の積層順によれば、金属層８が光電変換層４内に拡散しやすい成分を含有していても光電変換層４の形成時に金属層８が透明導電層２によって覆われるので、金属層８の成分が拡散により光電変換特性が劣化することを防止できる。
【００３８】
次いで、光電変換層４、裏面電極層６に幅Ｌ２の溝を形成して、透明導電層２の表面を露出させる。図６（ａ）は基板と反対の裏面電極層６側からレーザーＬＢ５を照射して、溝を形成することを示している。なお溝の形成位置は金属層８が形成された領域の一部に重なると共に、金属層８が形成されていない基板上の領域を含むようにする。溝の形成には、マスクを用いたドライエッチングやウェットエッチングを用いてもよい。裏面電極層６に溝部分を除去する加工後にその裏面電極層６をマスクとして光電変換層４をドライエッチングする方法でもよい。溝の側面は基板面に対して垂直に近いほうが望ましいが、４５°程度の斜面となっていてもよい。図６（ｂ）は光電変換層４、裏面電極層６を分離する溝加工後の断面図である。
【００３９】
次いで、透明導電層２をウェットエッチングなどの等方的なエッチング方法で除去する。このとき、裏面電極層６、金属層８、光電変換層４がほとんどエッチングされずに透明導電層２のみが優先してエッチングされることが望ましい。たとえば透明導電層２がＩＴＯ膜であるとき、シュウ酸を主成分とするエッチング液を用いることで、金属からなる裏面電極層６、金属層８やシリコンを主成分とする光電変換層４をほとんどエッチングすることなく透明導電層２のみを除去できる。その結果、図６（ｃ）のように、他方のセルの透明導電層２ｂに接続された金属層８が基板上に露出する分離溝９ができる。また、ウェットエッチングなどによる等方的なエッチングを用いて、その処理時間を透明導電層２の膜厚分をエッチングする時間より長い、たとえば２〜３倍の、時間処理することで分離溝９側の透明導電層２の側面を光電変換層４の下に後退させることができる。たとえば、分離溝９を形成する場合に透明導電層２をドライエッチングやレーザースクライブで加工すると、一方のセル側の透明導電層２の側面が分離溝９内に突出する場合があるが、上記の処理により透明導電層２の側面はその膜厚の少なくとも１〜２倍程度は光電変換層４の下に後退することになる。また、透明導電層２をウェットエッチングすると、光電変換層４、裏面電極層６に溝加工後の洗浄効果も得られる。スプレーなどを用いて勢いよくエッチング液を吹き付けると洗浄効果が増す。
【００４０】
また、中間層４３が上記のエッチング条件でエッチングされる材料を有するようにすると、中間層４３の側面を光電変換層４の側面より後退させることができる。このため、金属フィルム７に弛みが生じても、中間層４３の側面が金属フィルム７や導電性の接着層７２に接触することがなく、中間層４３の側面を介した短絡やリークがなくなる。
【００４１】
次いで、図６（ｄ）のように一方のセルの裏面電極層６に金属フィルム７ａを導電性の接着層７２で貼り付け、図６（ｅ）のように分離溝９内の途中まで延在する部分を押し付け部材Ｐ１で基板側に押し付けて、分離溝９内の途中まで延在する他方のセルの透明導電層２ｂに接続された金属層８と接着固定する。
【００４２】
なお、上記では金属層８は透明導電層２より先に形成したが、金属層８が光電変換層４に拡散して特性を大きく劣化させるような成分を含んでいなければ、適当な幅の溝が形成された透明導電層２の上に形成してもよい。その場合、金属層８は透明導電層２上から、幅Ｌ２の溝の途中まで連続するようなパターンとすると、分離溝の途中まで金属層８が延在する構造が容易に作成できる。
【００４３】
以上のように、実施の形態１に比べて、透明導電層２に直接積層される金属層８を形成する工程を有し、分離溝を形成する溝形成工程において、金属層８の一部が接続部として分離溝の途中まで延在するようにして、金属層８と金属フィルム７とを直接接続するようにしたので接続強度を高めることが可能となる。また、透明導電層２の側面を光電変換層４の側面よりも光電変換層４の下に後退させるエッチング工程を有するので、短絡やリークの発生を防止できる。また、特に分離溝９の形成にレーザースクライブ法を用いる場合は、レーザースクライブ後に洗浄の工程が行われることが多いが、透明導電層２の側面を後退させる工程をウェットエッチングで行うと、洗浄の工程を兼ねることができる。洗浄と側面のエッチングとを同時に行うと製造工程が簡略化できる。
【００４４】
＜実施の形態３＞
図７は本実施の形態３の光電変換装置の構造の概要を説明する斜視図である。また、図８は本実施の形態３の光電変換装置の構造の細部を説明する断面図であり、図７の点線部Ｃ−Ｄの断面図である。実施の形態２の構成とおおむね同じ構成であるが、セルごとに貼り付けられるように分割された複数の金属フィルム７は、連続する絶縁性のフィルム基材１７に貼り付けられ、１枚のシート状となっている点が異なる。また、図７のように、フィルム基材１７の周辺部は基板にシール材１９により貼り付けられてもよい。金属フィルム７がフィルム基材１７で覆われるので、光電変換４層の保護や、金属フィルム７の剥離の防止の効果に優れる。
【００４５】
本実施の形態３の光電変換装置の製造方法では、あらかじめ各セルに貼り付けるように分断した金属パターンが絶縁性のフィルム基材１７上に形成されたフィルムを用いる。そのようなフィルムとして、たとえばフィルム基材１７がポリイミドフィルムであり、金属フィルム７が銅や銅合金であるフィルムを用いることができる。フィルム基材１７の厚みはたとえば２５〜４０ミクロン、金属フィルムの厚みは１〜３０ミクロンなどとするとよい。フィルム基材１７はポリエステルフィルム、ポリビニルアルコールフィルムなどの材料や、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム（ＥＶＡフィルム）などと積層されたフィルムであってもよい。セルと接着される金属フィルム面側に接着性のＥＶＡフィルムを有すると、金属パターンのない部分でもＥＶＡフィルムにより基板との接着が強固となり、フィルムの剥離を防止できる。また、フィルム基材１７に透湿性が低いフィルムを用いて、図７のように周辺部が基板にシール材１９で貼り付けると、耐候性に優れた光電変換装置となる。たとえばフィルム基材１７は内部に透湿性を低下させるために金属層が挟み込まれたものでもよい。また、金属フィルム７は表面に接着層７２としてはんだがめっきされていてもよい。
【００４６】
図９は本実施の形態３の光電変換装置で用いるフィルムを裏面側から見た上面図である。なお、図において紙面手前側にフィルム基材１７、奥側にパターン加工された金属フィルム７があり、フィルム基材１７は透明なものとして表示している。図１０は本実施の形態３の光電変換装置で用いる裏面電極層６まで積層して、分離溝９を形成した後の透明絶縁基板１を裏面側から見た上面図である。図１１は本実施の形態３の光電変換装置を裏面側から見た上面図である。図１１は図１０で示した透明絶縁基板１に図９で示したフィルムを貼り合わせて、その周囲をシール材１９でシールしたもので、図７を上面方向から見た図である。図１１において太い点線ＣＴで示した部分が金属フィルム７と接続部とが接続固定される部分である。
【００４７】
図１２は本実施の形態３の光電変換装置の製造工程の途中のフィルムを貼り合わせる接続工程を説明する斜視図である。まず、裏面電極層６に金属フィルム７が対向するようにフィルムを基板１上に設置する。このとき裏面電極層６のパターンと金属フィルム７のパターンとを合わせて、金属フィルム７の一端が分離溝９内に延在するように設置する。そして、図のようにローラーなどの押し付け部材Ｐ２をフィルムに押し付けながら点線Ｑのように分離溝９に沿って動かす。これにより分離溝９内で金属フィルム７と透明導電層２の接続部である金属層８とが接続固定される。接着層７２としてはんだを使用する場合は押し付ける部分を局所的に加熱するようにしてもよい。また複数の押し付け部材Ｐ２を用いて複数の溝で同時に接続するようにしてもよい。また、加熱しながら押し付けるなどの処理により裏面電極層６上に金属フィルム７貼り付ける。この貼り付け工程は接続工程の前でも後でもよく、また同時に行ってもよい。また、図のように出力端子２２を裏面電極との接続に金属フィルム７を用いてもよい。
【００４８】
以上のようにあらかじめ金属フィルム７がパターン加工されてフィルム基材１７に固定されているので、複数の金属フィルム７の配置調整が簡単となり作業効率が向上する。また、裏面全体がフィルム基材１７で覆われるので光電変換層４が保護できて、耐候性に優れた光電変換装置を実現できる。
【００４９】
なお、周囲をシールする代わりに、フィルムと基板との隙間部分に接着剤を流し込んで固定してもよい。また、フィルムの基材は低透湿性や耐熱性に優れたフィルムと熱接着性のフィルムとの多層として、金属フィルム層は熱接着性のフィルム側の表面に形成して、金属フィルム層とセルの電極とを接続後に、フィルムを加熱して熱接着性のフィルムで基板裏面と耐熱性のフィルムとが密着固定されるようにしてもよい。また、フィルムの基材に貫通穴をあけてその貫通穴を通じて背面側の配線等に接続するようにしてもよい。
【００５０】
＜実施の形態４＞
本実施の形態４の光電変換装置は実施の形態３の光電変換装置と同様の構造であるが、裏面電極層６に貼り付ける金属フィルム７が異なる。図１３は図９と同様に本実施の形態４の光電変換装置で用いるフィルムを裏面側から見た上面図である。金属フィルム７の上の一部に、図では紙面側から見て金属フィルム７より奥側に、絶縁層２３が形成されている。この絶縁層２３はたとえば金属フィルム７を裏面電極層６に貼り付ける前に樹脂材料をディスペンサなどで塗布して形成される。図１４は本実施の形態４の光電変換装置の構造の概要を説明する斜視図である。金属フィルム７の上の絶縁層２３は一方の光電変換セルの側面に近接する位置に形成されている。つまり、絶縁層２３は透明導電層の接続部分と裏面電極層６との貼り合わせ部分との間に形成される。なお、絶縁層２３の一部が裏面電極層６の上の一部まで広がっていてもよい。このような構造としたことにより、金属フィルム７に弛みが生じても側面に導電材料が接しないので短絡やリークが発生することを防止できる。
【００５１】
＜実施の形態５＞
図１５は本実施の形態５の光電変換装置の構造の概要を説明する斜視図である。金属フィルム７を用いて裏面電極層６と透明電極層２とを電気接続する点は上記の実施の形態１〜４と同様であるが接続箇所が異なる。図は実施の形態３や４と同様に金属フィルム７が絶縁性のフィルム基材１７に貼り付けられる場合を示している。光電変換セル１０の光電変換層４と裏面電極層６とは図のように第１の分離溝９ｘおよび分離溝９ｘに直交する第２の分離溝９ｙによってそれぞれ分離されている。図のｙ方向に第２の分離溝９ｙを挟んで隣り合うセルの透明導電層２どうしは分離溝９ｙ内で金属層８で接続され、裏面電極層６そうしは金属フィルム７によって接続されている。つまり第２の分離溝９ｙを挟んで隣り合うセルどうしは電気的に並列接続されている。一方、図のｘ方向に第１の分離溝９ｘを挟んで隣り合うセルの裏面電極層６と電極層８とは金属フィルム７によって分離溝９ｙ内で接続される。つまり、第１の分離溝９ｘを挟んで隣り合うセルどうしは電気的に直列接続されている。これらのセル間の接続は第２の分離溝９ｙで行われる。第１の分離溝９ｘはｘ方向のセルを分断するだけでよいので、その幅Ｌ８はたとえば２０〜１００ミクロンなどと細くしてもよい。一方、第２の分離溝９ｙは並列接続と直列接続を行うために、第１の分離溝９ｘよりも幅が広く、その幅Ｌ９はたとえば２〜５ｍｍなどとする。図では多数の第１の分離溝９ｘに対して中央に１本の第２の分離溝９ｙとしたが、ｙ方向の幅がたとえば１ｍ以上などの基板１の光電変換装置であれば、複数本の第２の分離溝９ｙを形成してもよい。
【００５２】
図１６は本実施の形態５の光電変換装置の製造工程の途中を説明する裏面側から見た上面図であり、透明絶縁基板１の上に金属層８のパターンを形成した図である。この上に透明導電層２、光電変換層４、裏面電極層６を順次積層する。その後、分離溝９ｘ、９ｙを形成する。たとえば、印刷法で形成した樹脂マスクを用いて裏面電極層６をパターン加工し、その樹脂マスクまたは加工された裏面電極層６をさらにマスクとして光電変換層４をドライエッチングなどで透明導電層８の表面に達するまで異方的にエッチングする。これにより、光電変換層４はおおよそ垂直な側面を有することになる。そして、透明導電層８をウェットエッチングにより金属層８が露出するまでエッチングする。透明導電層８の側面が光電変換層４の側面よりも後退して光電変換層４の下に位置するようにするとさらに良い。光電変換層４や裏面電極層６の加工にレーザースクライブ法を用いてもよい。図１７は本実施の形態５の光電変換装置の製造工程の途中を説明する裏面側から見た上面図であり、分離溝９ｘ、９ｙを形成した後の図である。なお図で出力端子２１、２２は金属テープなどを張り付けて形成することができる。金属層８はｙ方向に並んだセルの透明導電層２どうしを接続している。なお、図１６で金属層８のｙ方向に延びた細線部はセルのｙ方向の長さが長い場合に透明導電層２の抵抗を下げる効果がある。
【００５３】
図１８は本実施の形態５の光電変換装置で用いるフィルムを裏面側から見た上面図である。また、図１９は本実施の形態５の光電変換装置を裏面側から見た上面図であり、図１７の基板に図１８のフィルムを貼り付けた図である。図のように金属フィルム７と金属層８とが接続される点線ＣＴで示した部分は分離溝９ｙの中にある。一方分離溝９ｘ内では分離溝９ｙと重なる部分以外に接続部分はない。図１７のように分離溝９ｙ内において金属層８はｘ方向に隣接するセル間の分離溝９ｙをまたいで他方のセル側から一方のセル側にｘ方向に伸びた形状となっている。一方、図１９のように、分離溝９ｙ内において金属フィルム７はｘ方向に隣接するセル間の分離溝９ｙをまたいで一方のセル側から他方のセル側にｘ方向に伸びた形状となっている。そして金属層８が伸びた部分と金属フィルム７が伸びた部分がオーバーラップして接続される部分ＣＴが形成される。なお、それぞれの伸びた部分は隣接するセルに接触しないようにｙ方向に隙間が形成されている。
【００５４】
図２０は本実施の形態５の光電変換装置の製造工程の途中のフィルムを貼り合わせる接続工程を説明する斜視図であり、実施の形態３の図１２と同様の工程を示す。押し付け部材Ｐ３で分離溝９ｙ内を押し付ける点が図１２と異なる。分離溝９ｙは分離溝９に比べて幅が広い分、押し付け部材Ｐ３には幅の広いローラーを用いる。幅が広いので押し付けの精度がゆるくても接続が容易である。また、分離溝９ｙの本数は分離溝９に比べて少なくてもよいので、処理本数が少なくなり接続工程の時間が短縮できる。
【００５５】
以上のように、分離溝は互いに交差するｙ方向にのびる分離溝９ｘとｘ方向にのびる分離溝９ｙとを備えて、分離溝９ｙ内において、ｙ方向に隣り合う光電変換セルの透明導電層は透明導電層接続部により電気的に接続され、またｙ方向に隣り合う光電変換セルの裏面電極層は金属フィルムにより電気的に接続され、ｘ方向に隣り合う光電変換セルの裏面電極層と透明導電層接続部とは金属フィルムにより直接電気的に接続されている。セル間の電気的並列接続と直列接続とが金属フィルムにより同時に分離溝９ｙ内で行われるので、分離溝９ｘに接続部を形成する必要がなく、その幅を狭くできるので、特に大型の基板を使用する場合に有利である。また分離溝９ｙの幅が広くなる分、要求される位置の精度は緩くなり、簡単で信頼性の高い光電変換装置を実現できる。また、透明導電層接続部と金属フィルムとの接続部は分離溝９ｘと分離溝９ｙとの交差部をまたぐように、透明導電層接続部と金属フィルムとがｙ方向にのびた構造を有するので、特に大型の基板を使用する場合に必要な位置精度がゆるくなる。本実施の形態５の光電変換装置では接続部ＣＴのｙ方向の長さが長いので、フィルムを貼り合わせる際に多少の位置の誤差があっても確実な接続が可能である。
【００５６】
なお、上記の実施の形態では分離溝９の側面と金属フィルム７との間にギャップ３３や透明導電層２ａ側部の凹部３５としたが、金属フィルム７を各セルの電極と接続後にこれらの部分に絶縁性の樹脂などの絶縁材料で埋め込んでもよい。また、金属フィルム７を各セルの電極と接続後に、さらにその裏面側に保護用のフィルムで覆ってもよい。金属フィルム７の金属のかわりに、たとえばカーボンナノファイバーなどの金属と同程度に電気抵抗の低い他の導電材料を有するような導電性フィルムを用いてもよい。また、接着力が大きくなることや光電変換層の保護の効果が大きくなるように、金属フィルムなどの導電性フィルムは裏面電極層に貼り付けるようにしたが、直接、光電変換層に貼り付けるようにしてもよい。その場合、貼り付け手順にも慎重さが要求され、貼り付け強度が低下する可能性もあるが、導電性フィルムが裏面電極層の機能を兼ねることになり裏面電極層を形成する必要がなくなるので構成が簡単になり製造も簡単となる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の光電変換装置およびその製造方法により、信頼性の高い光電変換装置が実現できるとともに、製造方法が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態１の光電変換装置の構造の概要を説明する斜視図である。
【図２】本実施の形態１の光電変換装置の構造の細部を説明する断面図である。
【図３】本実施の形態１の光電変換装置の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図４】本実施の形態１の光電変換装置の製造方法の他の例の一部を説明する断面図である。
【図５】本実施の形態２の光電変換装置の構造の概要を説明する断面図である。
【図６】本実施の形態２の光電変換装置の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図７】本実施の形態３の光電変換装置の構造の概要を説明する斜視図である。
【図８】本実施の形態３の光電変換装置の構造の細部を説明する断面図である。
【図９】本実施の形態３の光電変換装置で用いるフィルムを裏面側から見た上面図である。
【図１０】本実施の形態３の光電変換装置で用いる透明絶縁基板１を裏面側から見た上面図である。
【図１１】本実施の形態３の光電変換装置を裏面側から見た上面図である。
【図１２】本実施の形態３の光電変換装置の製造工程の途中のフィルムを貼り合わせる接続工程を説明する斜視図である。
【図１３】本実施の形態４の光電変換装置で用いるフィルムを裏面側から見た上面図である。
【図１４】本実施の形態４の光電変換装置の構造の概要を説明する斜視図である。
【図１５】本実施の形態５の光電変換装置の構造の概要を説明する斜視図である。
【図１６】本実施の形態５の光電変換装置の製造工程の途中を説明する裏面側から見た上面図である。
【図１７】本実施の形態５の光電変換装置の製造工程の途中を説明する裏面側から見た上面図である。
【図１８】本実施の形態５の光電変換装置で用いるフィルムを裏面側から見た上面図である。
【図１９】本実施の形態５の光電変換装置を裏面側から見た上面図である。
【図２０】本実施の形態５の光電変換装置の製造工程の途中のフィルムを貼り合わせる接続工程を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  透明絶縁基板、２、２ａ、２ｂ  透明導電層、４、４ａ、４ｂ  光電変換層、６、６ａ、６ｂ  裏面電極層、７、７ａ、７ｂ  金属フィルム、８  金属層、９、９ｘ、９ｙ  分離溝、１０、１０ａ、１０ｂ  光電変換セル、１７  フィルム基材、１９  シール材、２１、２２  出力端子、２３  絶縁層、３３  ギャップ、３５  凹部、４１、４１ａ、４１ｂ  非晶質シリコン層、４２、４２ａ、４２ｂ  微結晶シリコン層、４３、４３ａ、４３ｂ  中間層、７２  接着層、９１ａ、９１ｂ  側面。
【図１】
2010062186.tif 000003
【図２】
2010062186.tif 000004
【図３】
2010062186.tif 000005
【図４】
2010062186.tif 000006
【図５】
2010062186.tif 000007
【図６】
2010062186.tif 000008
【図７】
2010062186.tif 000009
【図８】
2010062186.tif 000010
【図９】
2010062186.tif 000011
【図１０】
2010062186.tif 000012
【図１１】
2010062186.tif 000013
【図１２】
2010062186.tif 000014
【図１３】
2010062186.tif 000015
【図１４】
2010062186.tif 000016
【図１５】
2010062186.tif 000017
【図１６】
2010062186.tif 000018
【図１７】
2010062186.tif 000019
【図１８】
2010062186.tif 000020
【図１９】
2010062186.tif 000021
【図２０】
2010062186.tif 000022