(57)【要約】【課題】簡便な方法で、短時間で実用的なカルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸収層を有する光電変換モジュールの出力特性評価方法を提供すること。【解決手段】光電変換モジュールＭの特性評価方法は、カルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸収層４を有する光電変換モジュールＭの特性評価方法であって、光吸収層４を常温よりも高い温度にしながら光吸収層４に光を照射する光照射工程と、光電変換モジュールＭの特性を評価する評価工程とを具備する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸収層を有する光電変換モジュールの特性評価方法であって、前記光吸収層を常温よりも高い温度にしながら前記光吸収層に光を照射する光照射工程と、
前記光電変換モジュールの特性を評価する評価工程と
を具備する光電変換モジュールの特性評価方法。
【請求項２】
前記光照射工程において、前記光吸収層の温度を４０℃乃至１９５℃にする、請求項１に記載の光電変換モジュールの特性評価方法。
【請求項３】
前記光照射工程の前に光吸収層を昇温する昇温工程を具備する請求項１または２に記載の光電変換モジュールの特性評価方法。
【請求項４】
前記光照射工程の後に前記光吸収層を常温まで急冷する冷却工程を行なう、請求項１乃至３のいずれかに記載の光電変換モジュールの特性評価方法。
【請求項５】
前記冷却工程を３℃／ｓｅｃ以上、８℃／ｓｅｃ以下の降温速度で行なう、請求項４に記載の光電変換モジュールの特性評価方法。
【請求項６】
前記光照射工程において、前記光吸収層に照射する光の強度の面内ばらつきを±２０％以内にする、請求項１乃至５のいずれかに記載の光電変換モジュールの特性評価方法。
【請求項７】
前記光照射工程と前記特性評価工程の間に、前記光電変換モジュールの光照射面に照度が、５０００ルックス以上、８０００ルックス以下の光を照射しておくことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光電変換モジュールの特性評価方法。
【請求項８】
前記光照射工程において、前記光吸収層に光を照射しながら前記光吸収層の温度を昇温する、請求項１乃至６のいずれかに記載の光電変換モジュールの特性評価方法。
【請求項９】
前記光照射工程において、使用する光源が、メタルハライドランプであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光電変換モジュールの特性評価方法。
【請求項１０】
前記光照射工程において、前記光電変換モジュールの光照射面の照度が１５００００ルックス（ＬＵＸ）以上であり、光照射時間が３分以上、２０分以下であることを特徴とする請求項９に記載の光電変換モジュールの特性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸収層を有する光電変換モジュールの出力特性の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー問題や環境問題の深刻化に伴い、光エネルギーを電気エネルギーに直接変換する太陽光発電が注目を集めている。
【０００３】
太陽光発電に使用される光電変換モジュールには、ＣＩＧＳ等のカルコパイライト型の化合物半導体から成る光吸収層を有するものや、ＣＺＴＳ等のケステライト型またはスタナイト型の光吸収層を有するものがある。
【０００４】
このカルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸収層を有する光電変換モジュールにおいては、暗状態で保管すると、光電変換効率が一時的に低下することが知られている。このため上記の光吸収層を有する光電変換モジュールの出力特性を実用的なものに評価する為に、ソーラーシミュレーターにより擬似太陽光を、評価前の光電変換モジュールに予め照射しておいて、その後光電変換モジュールの出力特性を評価することが提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３６４０１号公報
【特許文献２】特開平９−３６４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の様に評価前の光電変換モジュールに予め、擬似太陽光を照射しておく方法で光電変換モジュールの出力特性を正確に評価するためには、擬似太陽光の長い照射時間が必要になるため、その製造工程においては多くのソーラーシミュレーターが必要になり、作業効率の低下やコストアップに繋がることがあった。
【０００７】
本発明の一つの目的は、簡便な方法で、短時間で実用的なカルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸収層を有する光電変換モジュールの出力特性評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールの特性評価方法では、カルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸収層を有する光電変換モジュールの特性評価方法であって、前記光吸収層を常温よりも高い温度にしながら前記光吸収層に光を照射する光照射工程と、前記光電変換モジュールの特性を評価する評価工程とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
カルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸収層を有する光電変換モジュールの特性を評価する評価工程前に、該光吸収層を常温よりも高い温度にしながら光吸収層に光を照射する光照射工程を設けたことにより、光照射の効果を促進することができ、短時間で実用的なカルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸
収層を有する光電変換モジュールの出力特性評価が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る光電変換モジュ−ルの光電変換部の一例を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光電変換モジュ−ルの表面側（受光面側）からみた斜視図である。
【図３】図２に示した光電変換モジュ−ルの裏面側（非受光面側）からみた斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ部の断面図である。
【図５】本実施形態に係る光照射工程の概略を示す断面図である。
【図６】本発明に係る光電変換モジュールの特性評価方法の他の実施形態を模式的に示す側面図である。
【図７】実施例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の光電変換モジュ−ルの実施形態の一例について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
＜光電変換部＞
まず、光電変換モジュ−ルの一部である光電変換部について説明する。なお、各図には、後述する光電変換セルの配列方向をＸ軸とする右手系のＸＹＺ座標が付している場合がある。
【００１３】
光電変換部１は、基板２の一主面（上面２ａ）上に設けられている。そして、この光電変換部１は、下部電極３と、光吸収層４およびバッファ層５を備えた光電変換層と、透光性導電層６および集電電極７を備えた上部電極とを有する。この光電変換部１では、下部電極３および上部電極で挟まれた光吸収層４およびバッファ層５によって光電変換が行なわれる。
【００１４】
この光電変換部１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の光電変換セル１ａ、１ｂが電気的に接続されるような態様を成している。具体的には、一方の光電変換セル１ａの上部電極（集電電極７）と、一方の光電変換セル１ａに隣り合う他方の光電変換セル１ｂの下部電極３とが電気的に接続されている。これにより、隣接する光電変換セル１ａ、１ｂは、図１中のＸ方向に沿って直列接続され、基板２上で集積化されている。
【００１５】
また、光電変換部１には、この光電変換部１で得られた電気出力を外部に導出するための出力電極８（出力電極８Ａ、８Ｂ）がそれぞれ設けられている。
【００１６】
次に、光電変換部１の各部材について説明する。
【００１７】
下部電極３は、一方向（図１（ａ）のＸ方向）に互いに間隔をあけて基板２の一主面上に複数配置されている。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、上記間隔に対応する分離溝Ｐ１によって互いに離間した３つの下部電極３が設けられている。なお、下部電極３の個数については、図１（ａ）、（ｂ）に示したものに限られない。
【００１８】
このような下部電極３は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）または金（Ａｕ）等の金属またはこれらの合金を含む薄膜であればよい。また、これらの金属が積層されてなる構造体であってもよい。この下部電極３は、例えば、基板２上にスパッタリング法または蒸着法等を利用して、厚さ０．２〜１μｍ程度に形成すればよい。
【００１９】
光吸収層４は、下部電極３上に配置されている。本実施形態に係る光吸収層４は、カルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸収層である。このような光吸収層４としては、例えば、カルコゲン化合物半導体が挙げられる。カルコゲン化合物半導体は、カルコゲン元素である硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）またはテルル（Ｔｅ）を含むものであり、例えば、Ｉ−III−VI化合物半導体またはＩ−II−IV−VI化合物半導体がある
。
【００２０】
I−III−VI化合物半導体とは、Ｉ−Ｂ族元素（１１族元素ともいう）、III−Ｂ族元素
（１３族元素ともいう）およびVI−Ｂ族元素（１６族元素ともいう）の化合物半導体である。そして、このようなI−III−VI化合物半導体は、カルコパイライト構造を有し、カルコパイライト系化合物半導体とも呼ばれる（ＣＩＳ系化合物半導体ともいう）。I−III−VI化合物半導体としては、例えば、二セレン化銅インジウム（ＣｕＩｎＳｅ２）、二セレン化銅インジウム・ガリウム（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２）、二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２）、二イオウ化銅インジウム・ガリウム（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ２）または薄膜の二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム層を表面層として有する二セレン化銅インジウム・ガリウム等の多元化合物半導体薄膜がある。
【００２１】
また、Ｉ−II−IV−VI化合物半導体とは、Ｉ−Ｂ族元素、II−Ｂ族元素（１２族元素ともいう）、IV−Ｂ族元素（１４族元素ともいう）およびVI−Ｂ族元素の化合物半導体である。そして、このようなI−II−IV−VI化合物半導体は、ケステライト型構造またはスタ
ナイト型構造を有している。Ｉ−II−IV−VI化合物半導体としては、例えば、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）および硫黄（Ｓ）を含む、ＣＺＴＳ系のものがある。このようなＣＺＴＳ系化合物半導体としては、例えば、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４が挙げられる。ＣＺＴＳ系化合物半導体は、I−III−VI化合物半導体のようにレアメタルを使用していないため、材料を確保しやすい。
【００２２】
また、光吸収層４は、例えば、ｐ型の導電型を有し、厚さが１〜３μｍ程度である。光吸収層４は、例えばスパッタリング法、蒸着法等といった真空プロセスによって形成される。また、光吸収層４は、塗布法あるいは印刷法と称されるプロセスによっても形成される。塗布法あるいは印刷法では、例えば、光吸収層４に主として含まれる元素の錯体溶液が下部電極３の上に塗布され、その後、乾燥および熱処理が行われる。
【００２３】
バッファ層５は、光吸収層４の＋Ｚ側の主面の上に設けられており、光吸収層４の第１導電型とは異なる第２導電型（ここではｎ型の導電型）を有する半導体を主に含む。なお、導電型が異なる半導体とは、伝導担体（キャリア）が異なる半導体である。また、光吸収層４の導電型がｎ型であり、バッファ層５の導電型がｐ型であってもよい。ここでは、バッファ層５と光吸収層４との間にヘテロ接合領域が形成されている。このため、各光電変換セルでは、ヘテロ接合領域を形成する光吸収層４とバッファ層５とにおいて光電変換が生じ得る。
【００２４】
バッファ層５は、化合物半導体を主に含む。バッファ層５に含まれる化合物半導体としては、例えば硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化インジウム（Ｉｎ２Ｓ３）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、セレン化インジウム（Ｉｎ２Ｓｅ３）、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）、（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）および（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏ等が挙げられる。また、バッファ層５が１Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有していれば、リ−ク電流の発生が低減され得る。なお、バッファ層５は、例えば、ケミカルバスデポジション（ＣＢＤ）法等によって形成され得る。
【００２５】
また、バッファ層５は、光吸収層４の一主面の法線方向（＋Ｚ方向）に厚さを有する。この厚さは、例えば、１０〜２００ｎｍに設定される。バッファ層５の厚さが１００〜２００ｎｍであれば、バッファ層５の上に透光性導電層６がスパッタリング法等で形成される際に、バッファ層５においてダメージが生じ難くなる。
【００２６】
透光性導電層６は、バッファ層５の＋Ｚ側の主面の上に設けられており、例えば、ｎ型の導電型を有する透明の導電層（透明導電層とも言う）である。この透光性導電層６は、光吸収層４において生じた電荷を取り出す電極（取出電極とも言う）として働く。透光性導電層６は、バッファ層５よりも低い抵抗率を有する材料を主に含む。透光性導電層６には、いわゆる窓層と呼ばれるものが含まれてもよいし、窓層と透明導電層とが含まれてもよい。
【００２７】
透光性導電層６は、禁制帯幅が広く且つ透明で低抵抗の材料を主に含んでいる。このような材料としては、例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛の化合物、錫が含まれた酸化インジウム（ＩＴＯ）および酸化錫（ＳｎＯ２）等の金属酸化物半導体等が挙げられる。酸化亜鉛の化合物は、アルミニウム、ボロン、ガリウム、インジウムおよびフッ素のうちの何れか１つの元素等が含まれたものである。
【００２８】
透光性導電層６は、スパッタリング法、蒸着法または化学的気相成長（ＣＶＤ）法等によって形成され得る。透光性導電層６の厚さは、例えば、０．０５〜３．０μｍである。ここで、透光性導電層６が、１Ω・ｃｍ未満の抵抗率と、５０Ω／□以下のシート抵抗とを有していれば、透光性導電層６を介して光吸収層４から電荷が良好に取り出され得る。
【００２９】
集電電極７は、透光性導電層６の＋Ｚ側の主面（一主面とも言う）の上に設けられている線状部７ａと、接続部７ｂを有している。そして、例えば、光電変換セル１ａの透光性導電層６によって集められた電荷は、線状部７ａによってさらに集められ、接続部７ｂを介して隣接する光電変換セル１ｂに伝達され得る。
【００３０】
この線状部７ａが設けられることで、透光性導電層６における導電性が補われるため、透光性導電層６の薄層化が可能となる。これにより、電荷の取り出し効率の確保と、透光性導電層６における光透過性の向上とが両立し得る。なお、線状部７ａが、例えば、銀等の導電性が優れた金属を主に含んでいれば、光電変換部１における変換効率が向上し得る。なお、線状部７ａに含まれる金属としては、例えば銅、アルミニウムおよびニッケル等が挙げられる。
【００３１】
また、線状部７ａの幅は、５０〜４００μｍであれば、隣接する光電変換セル１ａおよび光電変換セル１ｂ間における良好な導電が確保されつつ、光吸収層４への光の入射量の低下が低減され得る。１つの光電変換セルに複数の線状部７ａが設けられる場合、該複数の線状部７ａの間隔は、例えば、２．５ｍｍ程度であればよい。
【００３２】
接続部７ｂは、光吸収層４およびバッファ層５を分離する分離溝Ｐ２内に配置されている。この接続部７ｂは、線状部７ａと電気的に接続している。そして、例えば、光電変換セル１ａ内に位置する接続部７ｂは、分離溝Ｐ２を通って隣の光電変換セル１ｂから延伸されている下部電極３に接続するような垂下部を有している。これにより接続部７ｂは、図１（ａ）において、光電変換セル１ａの上部電極（透光性導電層６および線状部７ａ）と、光電変換セル１ｂの下部電極３とを電気的に接続できる。なお、図１（ａ）、（ｂ）では、透光性導電層６に電気的に接続された光電変換セル１ａの線状部７ａと光電変換セル１ｂの下部電極３とを直に接続しているが、この形態に限られない。接続部７ｂは、例えば、分離溝Ｐ２に配置されるバッファ層５および透光性導電層６の少なくとも一方を介して光電変換セル１ａの上部電極と光電変換セル１ｂの下部電極３とを電気的に接続する
形態であってもよい。
【００３３】
接続部７ｂは、線状部７ａと同様の材質、方法で作製してもよい。そのため、接続部７ｂは、線状部７ａの形成と同時に行なってもよい。また、接続部７ｂは、線状部７ａの一部であってもよい。
【００３４】
出力電極８Ａ、８Ｂは、各光電変換セルで光から変換された電流を外部に出力するものである。出力電極８Ａおよび出力電極８Ｂは、一方が正極であり、他方が負極である。本実施形態では、光電変換部１の一端側に出力電極８Ａ、他端側に出力電極８Ｂがそれぞれ設けられている。すなわち、出力電極８Ａおよび出力電極８Ｂは、光電変換部１と電気的に接続されているといえる。具体的に、本実施形態において、出力電極８Ａは、光電変換セル１ａの一端側（−Ｘ方向）に位置する下部電極３の一部が延在された部位に相当する。一方で、出力電極８Ｂは、光電変換セル１ｂの他端側（＋Ｘ方向）に位置する下部電極３の一部が延在された部位に相当する。なお、本実施形態において、出力電極８Ａおよび出力電極８Ｂは、下部電極３の一部を延在させて形成しているが、これに限られない。出力電極８Ａおよび出力電極８Ｂは、例えば、光電変換セルの上部電極の一部を延在させて形成してもよい。また、光電変換セルが３個以上配列されるような場合は、光電変換部１の一端に位置する光電変換セルに出力電極８Ａが設けられ、光電変換部１の他端に位置する光電変換セルに出力電極８Ｂが設けられる。
【００３５】
次に、光電変換部１の製造方法の一例について説明する。
【００３６】
まず、基板２の外周部から内側に３〜２０ｍｍ程度を除く略全面にモリブデン等の金属をスパッタリング法で成膜し、下部電極３を形成する。次いで、下部電極３の所望の位置にＹＡＧ（イットリウム、アルミニウム、ガーネット）レーザ等を照射して分割溝Ｐ１を形成し、下部電極３をパターニングする。次に、パターニングされた下部電極３上に光吸収層４をスパッタリング法、蒸着法または印刷法等を用いて成膜する。次いで、光吸収層４上にバッファ層５をケミカルバスデポジション法（ＣＢＤ法）等で成膜する。
【００３７】
次に、スパッタリング法または有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）等でバッファ層５上に透光性導電層６を成膜する。次いで、メカニカルスクライビング等で分割溝Ｐ２を形成して、光吸収層４、バッファ層５および透光性導電層６をパターニングする。次に、透光性導電層６上にスクリーン印刷法等で金属ペーストを塗布した後、焼成して集電電極７を形成する。次いで、メカニカルスクライビング等でＹ方向に沿って分割溝Ｐ３を形成してパターニングを行なうことにより、Ｘ方向に配列する複数の光電変換セルを形成することによって、光電変換部１が形成される。
【００３８】
次に、Ｘ方向における両端に位置する光電変換セル（本実施形態では光電変換セル１ａおよび光電変換セル１ｂ）について、例えばブレードおよびホイールブラシ等などを用いて光吸収層４、バッファ層５、透光性導電層６および集電電極７等を２〜７ｍｍ程度の幅で削り取り、下部電極３の一部を延在させる。これにより、光電変換セル１ａの一端部に出力電極８Ａを形成し、光電変換セル１ｂの他端部に出力電極８Ｂが形成される。
【００３９】
＜光電変換モジュール＞
光電変換モジュールＭは、図２、図３および図４に示すように、光電変換部１、基板２、被覆部材９、保護部材１０および配線導体１１を備える光電変換パネルＰと、端子ボックス１２とを備えている。
【００４０】
基板２は、光電変換部１を支持する機能を有している。また、基板２の材質としては、例えば厚さ１〜３ｍｍ程度の青板ガラス（ソーダライムガラス）または硼珪酸ガラス等が
挙げられる。また、基板２の形状は、正方形状または長方形状の平板であればよい。
【００４１】
基板２の一主面を上面２ａとして光電変換部１が形成され、上面２ａと対向する他主面が下面２ｂとなり、下面２ｂが光電変換パネルＰの非受光面となる。
【００４２】
被覆部材９は、図４に示すように、基板２の上面２ａおよび保護部材１０の対向する一主面間に充填されている。この被覆部材９は、光電変換部１を保護するとともに、基板２および保護部材１０を接着する機能を有している。また、被覆部材９は、光電変換部１を覆うように配置されている。このような被覆部材９としては、例えば共重合したエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を主成分とする樹脂が挙げられる。なお、ＥＶＡには、樹脂の架橋を促進すべく、トリアリルイソシアヌレート等の架橋剤が含まれていてもよい。
【００４３】
保護部材１０は、被覆部材９と接触するように設けられており、光電変換部１等を外部から保護する機能を有している。この保護部材１０の大きさおよび形状は、基板２とほぼ同等のものである。保護部材１０は、光透過率と必要な強度の点から、例えば、風冷強化した白板ガラス等を用いることができる。そして、本実施形態において、保護部材１０の＋Ｚ方向側の表面が光電変換パネルＰの受光面となる。
【００４４】
配線導体１１は、出力電極８と電気的に接続されており、光電変換部１の電気出力を出力電極８を介して外部に導く機能を有している。本実施形態において、配線導体１１Ａは、出力電極８Ａと電気的に接続されている。一方で、配線導体１１Ｂは、出力電極８Ｂと電気的に接続されている。
【００４５】
配線導体１１は、例えば厚み０．３〜２ｍｍ程度の銅、銀もしくはアルミニウム、またはこれら金属を含む合金や積層体などの金属箔で作製され、その幅は例えば出力電極８Ａ、８Ｂの幅の５０％〜９０％程度にすればよい。
【００４６】
配線導体１１は、ハンダを介して出力電極８に接続されている。このハンダは、亜鉛（Ｚｎ）およびアンチモン（Ｓｂ）の少なくとも一方を含んでいる。このようなハンダとしては、例えば錫（Ｓｎ）を８０〜９０重量％程度、亜鉛またはアンチモンを１０〜２０重量％程度含むものが挙げられる。また、ハンダの他の組成としては、例えば錫を８０〜９０重量％程度、亜鉛を１〜１０重量％程度およびアンチモンを１〜１０重量％含むものであってもよい。このハンダは、配線導体１１が接着される出力電極８の表面に予め塗布しておいてもよい。また、配線導体１１は、ハンダと接する表面に、亜鉛およびアンチモンの少なくとも一方を含む被覆層をメッキまたはディッピング等の方法で形成しておいてもよい。また被覆層は、ハンダと接着する面以外の表面に被覆されていてもよい。
【００４７】
配線導体１１Ａおよび配線導体１１Ｂは、図２または図４に示すように、基板２に設けられた貫通孔１３を介して基板２の裏面側に引き出され、端子ボックス１２内まで延びている。
【００４８】
光電変換パネルＰは、上述の光電変換部１を形成し配線導体１１を接続した基板２上に被覆部材９、保護部材１０を重畳した積層体を、ラミネート装置（ラミネーター）にセットし、減圧下にて加圧しながら例えば１００〜１８０℃程度で１５〜６０分程度保持し、ＥＶＡを軟化・架橋させて積層体を一体化することにより作製される。
【００４９】
端子ボックス１２は、光電変換パネルＰの非受光面側に接着剤等で接着されている。本実施形態において、端子ボックス１２は基板２の下面２ｂに接着されている。端子ボックス１２は、光電変換部１で得られた出力を外部に取り出すものである。端子ボックス１２は、例えば箱体と、該箱体内に配置されるターミナル板と、箱体の外部へ電力を導出する
出力ケーブルとを有している。箱体の材料としては、例えば、変性ポリフェニレンエーテル樹脂（変性ＰＰＥ樹脂）またはポリフェニレンオキサイド樹脂（ＰＰＯ樹脂）等が挙げられる。
【００５０】
貫通孔１３は、基板２の上下面にわたるように設けられている。すなわち、貫通孔１３は、基板２の上面２ａから下面２ｂに向かって形成されている。貫通孔１３は、光電変換部１を基板２上に形成する前に予め設けてもよいし、光電変換部１を形成した後に設けてもよい。なお、基板２が青板ガラスである場合、貫通孔１３は、ドリル等を用いた機械加工法およびＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザなどによるレーザ加工法等で形成できる。
【００５１】
＜光電変換モジュールの特性評価方法＞
このようにして作製された光電変換モジュールＭは、通常その電気的出力を測定する為に、特性評価が行われる。
【００５２】
本実施形態に係る光電変換モジュールＭの特性評価方法は、光照射工程と評価工程とを具備することを特徴とする。
【００５３】
図５は、本実施形態に係る光照射工程の概略を示す断面図である。図５に示すように、光電変換モジュールＭは、載置台１５上に、受光面側を上にして載置される。また、載置台１５の直上には、光照射ランプ１７が設けてあり、さらに、載置台１５の上部１５ａの内部には、ヒーター１６が設けてあり、光電変換モジュールＭを昇温できるようになっている。載置台１５の上部１５ａは、光電変換モジュールＭより縦横とも１０〜３０ｃｍ程度大きく、また熱伝導が良く、光電変換モジュールＭと当接している面の光反射が良いようにステンレスやアルミニウムなどの金属で作製されることが望ましい。ヒーター１６は、例えばシーズヒーターなどで、温度制御装置（不図示）により、光電変換モジュールＭを任意の温度まで昇温して、その温度で維持できる様になっている。
【００５４】
光照射工程では、光電変換モジュールＭを加熱、昇温することによりその光吸収層４を通常の室温（常温）より高い温度に維持しながら、光照射ランプ１７により光吸収層４に光を照射する。その後速やかに評価工程に進む。
【００５５】
評価工程では、所定の温度（例えば２５℃）まで光電変換モジュールＭの温度を下げた後、ソーラーシミュレーターを用いて、所定の擬似太陽光（例えばＡＭ１．５、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２）を光電変換モジュールＭの受光面側に照射しながら、光電変換モジュールＭの電気的出力を測定する。この擬似太陽光の照射は、光電変換モジュールＭの温度が上がらないように、照射時間が短時間であるパルス光型ソーラーシミュレーターであることが望ましい。
【００５６】
通常、光電変換モジュールＭが作製されてから評価工程までは、暗状態または低照度の状態で保管されるため、光電変換モジュールＭの光電変換効率が一時的に低下している。これは、カルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸収層４の欠陥および光吸収層４とバッファ層５の界面の欠陥に起因しているものと推測されている。これに対して、光電変換モジュールＭの評価工程の前に、光照射工程で光照射ランプ１７により光吸収層４に光を照射することで、光吸収層４に電子が発生し、この電子が光吸収層４とバッファ層５の界面の欠陥を埋めることで、光電変換モジュールＭの光電変換効率を向上させ、実際の屋外に光電変換モジュールＭを設置した状況に近似した光電変換効率となり、より実用的な特性評価が可能となる。さらに本実施形態においては、光吸収層４を常温よりも高い温度に維持しながら光吸収層４に光を照射することで、より短時間で光電変換効率を向上させることが可能となる。これは、光吸収層４の温度を上げることにより、
光吸収層４で発生した電子の移動速度が上がり、電子が光吸収層４や光吸収層４とバッファ層５の界面の欠陥を埋める効果が促進されるためと推測される。これにより、短時間で実用的なカルコパイライト型光吸収層を有する光電変換モジュールの出力特性評価が可能となる。
【００５７】
さらに本実施形態では、前記光照射工程において、光吸収層４の温度を４０℃以上、１９５℃以下にすることが望ましい。これは、発明者らが繰り返し行った実験による結果で、４０℃以上であれば、常温（２５℃）に比較して光電変換効率を高めるために必要な光照射時間が１／２以下に短縮でき、より工程が簡略化できることに基づく。また、１９５℃以下であれば、被覆部材９として使用する上述のＥＶＡの発泡が起こり難く、光電変換モジュールの信頼性がより向上することができることに基づく。この光吸収層４の温度を４０℃以上、１９５℃以下にすることは、光電変換モジュールＭの温度を昇温後、一定の温度になるまで維持することで可能である。
【００５８】
また光照射工程において、光吸収層４に照射する光の強度の面内ばらつきを±２０％以内にすることが望ましい。これによって、光吸収層４の全面においてさらに効率良く光電変換効率の向上が可能となる。これは、光電変換モジュールＭに照射される光の強度の面内ばらつきが、±２０％以内になるように、光照射ランプ１７の本数や光照射ランプ１７と光電変換モジュールＭの距離を調整することで可能である。
【００５９】
さらに光照射工程において使用する光照射ランプ１７は、カルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型の光吸収層を有する光電変換モジュールＭの有効波長域（例えば、ＣＩＧＳ光電変換モジュールおよびＣＺＴＳ光電変換モジュールでは、３００〜１２００ｎｍ程度）の波長を含むランプであれば使用可能であるが、特にメタルハライドランプであることが望ましい。すなわちメタルハライドランプは、最大ピーク波長が約５８０ｎｍであり、さらに３００〜７００ｎｍ程度の短波長域での照射強度が、キセノンランプなどの他のランプに比べ強い為、カルコパイライト型、ケステライト型またはスタナイト型光吸収層を有する光電変換モジュールＭの分光感度と合致するために、効率よく、短時間で光電変換効率ことができる。
【００６０】
さらに光照射工程において、光照射ランプ１７としてメタルハライドランプを用いた場合、光電変換モジュールＭの光受光面の照度が１５００００ルックス（ＬＵＸ）以上であり、光照射時間が３分以上、２０分以下であることが望ましい。すなわち発明者らが繰り返し行ったテストでは、このような条件とすることによって、より短時間で光電変換効率をほぼ最大付近まで高めることができ、より工程を簡略化できることがわかった。
【００６１】
＜特性評価方法の他の実施形態＞
図６は、本発明に係る他の実施形態を模式的に示す側面図である。本実施形態においては、光電変換モジュールＭをコンベア２１上に載せて連続的に処理するものを例として説明するが、これに限定されるものではなく、以下の各工程を個別に行ってもなんら問題ない。
【００６２】
本実施形態においては、光電変換効率を向上の前に光吸収層を昇温する昇温工程を具備することが望ましい。すなわち昇温工程では、光照射工程の前に、光照射工程で用いる載置台１５Ｂとは別の載置台１５Ａにおいて、光電変換モジュールＭの温度のみを常温よりも高い温度に昇温しておく。これにより、その後の光照射工程での光電変換モジュールＭの昇温時間をより短縮することができ、作業効率をより向上させることができる。昇温工程では、光吸収層４の温度を４０℃以上、１９５℃以下になるように光電変換モジュールＭ全体を昇温することが望ましい。その後コンベア２１を１ピッチ進ませて載置台１５Ｂに載置し、光照射工程を行う。
【００６３】
また本実施形態においては、光照射工程の後に光吸収層４を常温まで急冷する冷却工程を供えることが望ましい。すなわち光照射工程の終わった光電変換モジュールＭは、コンベア２１を１ピッチ進ませて、載置台１５Ｃに載置する。冷却工程では、ファン１８や圧縮空気を光電変換モジュールＭに吹き付けるなどして、光電変換モジュールＭの温度を評価工程にて定められた温度（通常２５℃）近傍まで急冷する。載置台１５Ｃも、その内部に冷却水を流した冷却パイプなどを具備しており、光電変換モジュールＭの放熱が促進される構造となっている。これにより、前の光照射工程において昇温された光電変換モジュールの温度を、評価工程にて定められた温度まで下げる時間を短縮することができ、この間の効率低下を抑制することができ、より実用的な測定が可能となる。
【００６４】
この冷却工程は、光吸収層４の温度で、３℃／ｓｅｃ以上、８℃／ｓｅｃ以下の降温速度で行なうことが望ましい。すなわち３℃／ｓｅｃ以上では、冷却工程時における効率低下をより抑制し、さらに実用的な評価をすることができる。また、８℃／ｓｅｃ以下では、光電変換モジュールＭの各部材の熱膨張係数の差異により、急激な温度変化に伴い、その内部に応力が発生するのをより抑制し、光電変換モジュールＭに反りが発生するのをさらに低減することができる。
【００６５】
その後コンベア２１を１ピッチ進ませて載置台１５Ｄに載置し、評価工程を行う。評価工程では、ソーラーシミュレーター２０からの擬似太陽光以外の光が光電変換モジュールＭに入射しないように遮光壁１９を設けることが望ましい。また載置台１５Ｄでは、光電変換モジュールＭが定められた温度で保持されるように、その内部にヒーターや冷却パイプを具備することが望ましい。
【００６６】
また本実施形態においては、光照射工程と特性評価工程の間に、メタルハライドランプ２２を用いて、光電変換モジュールＭの受光面に、照度が５０００ルックス以上、８０００ルックス以下の光を照射しておくことが望ましい。これにより、さらに実用的な評価を行なうことができる。すなわち、照度が５０００ルックス以上であれば、光照射工程と特性評価工程の間の光電変換効率低下をさらに抑制することができる。また、照度が８０００ルックス以下であれば、モジュールの温度の上昇をより低減できる。  尚、本実施形態において、各工程での処理時間に差異がある場合は、タクト時間が合うように、例えば光照射工程を２〜３に分割しても良い。
【００６７】
＜実施例＞
（光電変換部の作製）
縦約５０ｃｍ、横約８０ｃｍ、厚さ約３ｍｍの青板ガラス（ＳＬＧ）から成る基板２を用意した。基板２には、予め直径約１．５ｃｍの、上面から下面にわたる貫通孔１３を、ドリルを用いた機械加工法で設けた。次に、基板２を洗浄した後、その一主面に下部電極３となるモリブデン（Ｍｏ）を、スパッタリング法で、厚さ約０．５μｍ成膜した。
【００６８】
次いで、この下部電極３にＹＡＧ（イットリウム、アルミニウム、ガーネット）レーザーを照射して、基板２表面が露出するように下部電極３の一部を除去して、幅５０μｍ程度の分割溝Ｐ１を形成し、短冊状の下部電極３を形成した。この短冊状の電極層２の幅は、５ｍｍ程度である。
【００６９】
次にこの分割溝Ｐ１を形成した下部電極３に、光吸収層４となるＩ−III−VI族化合物
を含む前駆体の膜を、塗布法を用いて成膜した。ここで原料溶液の作製は、セレンを含有した有機化合物とルイス塩基性有機溶剤とを含む溶媒（以下、混合溶媒Ｓともいう）をまず作製し、この混合溶媒Ｓに、Ｉ−Ｂ族金属として銅およびIII−Ｂ族金属としてガリウ
ム及びインジウムを用いて、その合計の濃度が６質量％以上となるように溶解し、原料溶
液を作製した。この原料溶液を、ダイコータを用いて下部電極３に塗布し、皮膜を形成し、その後この皮膜を３００℃程度に加熱処理することによって前駆体を形成した。その後、この前駆体が形成された基板２を、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）ガスを含有した水素ガス雰囲気中で、５５０℃以下程度に加熱し、厚さ約２μｍの光吸収層４を作製した。
【００７０】
次いで、光吸収層４上にバッファ層５を化学浴槽堆積（ＣＢＤ）法によって形成した。具体的には、酢酸カドミウムとチオ尿素とをアンモニア水に溶解させて作製された溶液にこの基板２を浸漬することで、ＣｄＳを主に含むバッファ層５を、厚さ約１００ｎｍで形成した。
【００７１】
次いでバッファ層５上に、スパッタリング法を用いて、ボロン（Ｂ）が添加された酸化亜鉛（ＺｎＯ）を厚さ約４００ｎｍで成膜し、透光性導電層６を形成した。
【００７２】
次いで、透光性導電層６から下部電極３の表面にまで至る分離溝Ｐ２を、メカニカルスクライブ法を用いて、幅約２００μｍ程度に形成した。
【００７３】
次いで、透光性導電層６の上面から溝部Ｐ２の内部にかけて、集電電極７を形成した。この集電電極７の形成は、スクリーン印刷によって、導電性ペーストを塗布することにより形成した。この導電性ペーストは、銀を主成分とする良導電性金属フィラーがアクリル樹脂に混練されたものを用いた。
【００７４】
その後、集電電極７、透光性導電層６から下部電極３の表面にまで至る分離溝Ｐ３を、メカニカルスクライブ法を用いて、幅約１００μｍ程度に形成した。
【００７５】
最後に、光電変換部の両端に位置する光電変換セルの光吸収層４、バッファ層５、透光性導電層６および集電電極７等を、ブレードを用いて約５ｍｍ程度の幅で削り取り、下部電極３を露出させて、出力電極８Ａ、８Ｂを形成した。
【００７６】
（光電変換モジュールの作製）
まず、上述したような光電変換部１を形成した基板２を用意した。次いで、光電変換部１の出力電極８Ａ、８Ｂに配線導体１１を取り付けた。配線導体１１には、厚さ約０．３ｍｍ、幅約４ｍｍのリボン状銅箔を用いて、錫を８５重量％程度、亜鉛を１５重量％程度含むハンダで出力電極８Ａ、８Ｂにハンダ付けして接続した。
【００７７】
次に、図２に示すように、光電変換部１の外周に配置された配線導体１１を貫通孔１３の方向に適宜折り曲げて、貫通孔１３を介して、非受光面２ｂ側に導出した。
【００７８】
次いで、被覆部材９として、厚さ約０．４ｍｍのシート状のＥＶＡを主成分とする樹脂を、基板２とほぼ同寸法に切断して、基板２の光電変換部１を形成した上面２ａ上に重畳した。さらに保護部材１０として、基板２とほぼ同寸法の厚さ約３ｍｍの風冷強化した白板ガラスを、被覆部材９上にさらに重畳した。
【００７９】
最後に、基板２、被覆部材９、保護部材１０から成る積層体を、ラミネート装置にセットし、減圧下にて加圧しながら１００〜１５０℃程度で３０分程度保持し、光電変換パネルＰを作製した。
【００８０】
最後に、光電変換パネルＰの非受光面側に端子ボックス１２をシリコンシーラントで接着し、その内部の所定の位置に配線導体１１をハンダ付けして、光電変換モジュールＭを作製した。
【００８１】
＜特性評価結果＞
上述のような光電変換モジュールＭを１２個作製し、光照射工程において、光照射ランプ１７としてメタルハライドランプを用いて、光電変換モジュールＭの光受光面の照度が１０００００ルックスに設定して光照射を行った。このとき、光電変換モジュールＭの非受光面側の温度を２５℃、５０℃、７５℃、９５℃の４種類に変化させて、各々の温度の光電変換効率の光照射工程における光照射時間毎の変化を観た。光電変換モジュールＭの特性評価は、光電変換モジュールＭの温度は２５℃で、ソーラーシミュレーターを用いて、ＡＭ１．５、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２の擬似太陽光での電気的出力を測定した。これらを各温度毎に３個の光電変換モジュールについて行い、その平均値をもとめた。
【００８２】
その結果を図７に示す。尚、図７では、光電変換効率は初期の値を１００としたときの指数として表してある。
【００８３】
これにより、評価工程前の光照射工程において、光電変換モジュールＭの温度を、常温よりも高い温度にしながら光を照射することにより、短時間で光電変換モジュールＭの光電変換効率を向上させることができ、短時間で実用的な光電変換モジュールの出力特性評価が可能なことを確認した。
【符号の説明】
【００８４】
Ｍ：光電変換モジュ−ル
Ｐ；光電変換パネル
１：光電変換部
１ａ、１ｂ：光電変換セル
２：基板
２ａ：基板の上面
２ｂ：基板の下面
３：下部電極
４：光吸収層
５：バッファ層
６：透光性導電層
７：集電電極
７ａ：線状部
７ｂ：接続部
８、８Ａ、８Ｂ：出力電極（電極）
９：被覆部材
１０：保護基板
１１、１１Ａ、１１Ｂ：配線導体
１２：端子ボックス
１３：貫通孔
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ：載置台
１５ａ：載置台の上部
１６：ヒーター
１７：照射ランプ
１８：ファン
１９：遮光壁
２０：ソーラーシミュレーター
２１：コンベア
２２：メタルハライドランプ
Ｐ１〜Ｐ３：分離溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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