(57)【要約】  インターコネクタ（２０）は、一方向に延在する延在部（２１）と、光電変換素子（１）のセル基板（１１）に形成されたｎ電極（８）またはｐ電極（９）に固定されて、これらの電極（８，９）に接続される接続部（２２）とを備えている。接続部（２２）は、延在部（２１）から一方向とほぼ直交する方向に突出して櫛状に形成されている。延在部（２１）は、セル基板（１１）には接触するものの、固定されていない。延在部（２１）をセル基板（１１）に固定させないことで、熱収縮に伴うストレスを解放させることができ、また、光電変換素子（１）に形成されるｎ電極（８）とｐ電極（９）の配置の自由度を高めることができる。
2009066583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の素子本体（１）と複数の電極（８，９）がそれぞれ形成された、一の素子形成基板（１１）と他の素子形成基板（１１）とを、互いに電気的に接続するための素子間配線部材であって、
前記一の素子形成基板（１１）および前記他の素子形成基板（１１）の配置関係で所定の方向に延在する延在部（２１）と、
前記延在部（２１）から前記所定の方向と交差する他方の方向に突出するように櫛状に形成され、前記一の素子形成基板（１１）の前記複数の電極（８，９）のうちの所定の電極（８，９）に固定されて電気的に接続される第１接続部（２２）と、
前記延在部（２１）から前記所定の方向と交差するさらに他の方向に突出するように櫛状に形成され、前記他の素子形成基板（１１）の前記複数の電極（８，９）のうちの所定の電極（８，９）に固定されて電気的に接続される第２接続部（２２）と
を備えた、素子間配線部材。
【請求項２】
前記延在部（２１）は、前記一の素子形成基板（１１）および前記他の素子形成基板（１１）とは固定されない部分を含む、請求の範囲第１項記載の素子間配線部材。
【請求項３】
前記一の素子形成基板（１１）において前記所定の電極（８，９）が形成された面と、前記他の素子形成基板（１１）において前記所定の電極（８，９）が形成された面とが同じ向きの状態で、前記第１接続部（２２）が前記所定の電極（８，９）に固定され、前記第２接続部（２２）が前記所定の電極（８，９）に固定される、請求の範囲第１項記載の素子間配線部材。
【請求項４】
前記延在部（２１）は、
前記所定の方向として、第１の方向に延在する第１延在部（２３）と、
前記所定の方向として、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在するように前記第１延在部（２３）に接続された第２延在部（２１ａ）と、
前記所定の方向として、前記第２の方向と反対向きの第３の方向に延在するように前記第１延在部（２３）に接続された第３延在部（２１ｂ）と
を含み、
前記第１接続部（２２ａ）は前記第２延在部（２１ａ）に設けられ、
前記第２接続部（２２ｂ）は前記第３延在部（２１ｂ）に設けられた、請求の範囲第１項記載の素子間配線部材。
【請求項５】
第１主表面と第２主表面とを有し、前記第１主表面を受光面として、光電変換素子本体（１）が形成された光電変換基板（１１）と、
前記光電変換基板（１１）の前記第２主表面に、前記光電変換素子本体（１）の端子としてそれぞれ形成された第１電極（８）および第２電極（９）と、
所定の方向に延在する延在部（２１）、前記延在部（２１）から前記所定の方向と交差する方向に突出するように櫛状に形成された接続部（２２）を有し、前記接続部（２２）が前記第１電極（８）に固定された素子間配線部材（２０）と
を備えた、光電変換素子。
【請求項６】
それぞれ第１主表面と第２主表面とを有し、前記第１主表面を受光面として、光電変換素子本体（１）がそれぞれ形成された複数の光電変換基板（１１）と、
前記複数の光電変換基板（１１）のそれぞれの前記第２主表面に、前記光電変換素子（１）の端子としてそれぞれ形成された第１電極（８）および第２電極（９）と、
所定の方向に延在する延在部（２１）、前記延在部（２１）から前記所定の方向と交差する方向に突出するように櫛状にそれぞれ形成された第１接続部（２２）および第２接続部（２２）をそれぞれ有し、前記複数の光電変換基板のうち、一の光電変換基板の前記第１電極（８）に前記第１接続部（２２）が固定され、前記一の光電変換基板と隣接する他の光電変換基板の前記第２電極（９）に前記第２接続部（２２）が固定されて、前記複数の光電変換基板を互いに電気的に接続する複数の素子間配線部材（２０）と
を備えた、光電変換素子接続体。
【請求項７】
前記一の光電変換基板（１１）の前記第１電極（８）に固定される、前記複数の素子間配線部材（２０）のうちの一の素子間配線部材（２０）の前記第１接続部（２２）と、前記一の光電変換基板（１１）の第２電極（９）に固定される、前記複数の素子間配線部材（２０）のうちの他の素子間配線部材（２０）の前記第２接続部（２２）とは、互いに向かい合うように配設された、請求の範囲第６項記載の光電変換素子接続体。
【請求項８】
所定の素子本体（１）と複数の電極（８，９）がそれぞれ形成された、一の素子形成基板（１１）と他の素子形成基板（１１）とを、互いに電気的に接続するための素子間配線部材（２０）であって、
前記一の素子形成基板（１１）および前記他の素子形成基板（１１）の配置関係で、所定の方向に延在するジグザグ形状の延在部（２１）を備えた、素子間配線部材。
【請求項９】
前記延在部（２１）は、直線を折り曲げた態様のジグザグ形状とされた、請求の範囲第８項記載の素子間配線部材。
【請求項１０】
前記延在部（２１）は曲線態様のジグザグ形状とされた、請求の範囲第８項記載の素子間配線部材。
【請求項１１】
第１主表面と第２主表面とを有し、前記第１主表面を受光面として、光電変換素子本体（１）が形成された光電変換基板（１１）と、
前記光電変換基板（１１）の前記第２主表面に、前記光電変換素子本体（１）の端子としてそれぞれ形成された第１電極（８）および第２電極（９）と、
所定の方向に延在するジグザグ形状の延在部（２１）を有し、前記延在部（２１）における所定の部分が前記第１電極（８）に固定された素子間配線部材（２０）と
を備えた、光電変換素子。
【請求項１２】
それぞれ第１主表面と第２主表面とを有し、前記第１主表面を受光面として、光電変換素子本体（１）がそれぞれ形成された複数の光電変換基板（１１）と、
前記複数の光電変換基板（１１）のそれぞれの前記第２主表面に、前記光電変換素子（１）の端子としてそれぞれ形成された第１電極（８）および第２電極（９）と、
所定の方向に延在するジグザグ形状の延在部（２１）を有し、前記複数の光電変換基板（１１）のうち、一の光電変換基板（１１）の前記第１電極（８，９）に前記延在部（２１）の所定の部分が固定され、前記一の光電変換基板（１１）と隣接する他の光電変換基板（１１）の前記第２電極（８，９）に前記延在部（２１）の他の所定の部分が固定されて、前記複数の光電変換基板（１１）を互いに電気的に接続する複数の素子間配線部材（２０）とを備えた、光電変換素子接続体。
【請求項１３】
請求の範囲第６，７，１２項のいずれかに記載の光電変換素子接続体（１２）を備えた、光電変換モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子間配線部材、光電変換素子およびこれらを用いた光電変換素子接続体ならびに光電変換モジュールに関し、特に、所定の素子本体が形成された素子形成基板同士を互いに接続する素子間配線部材と、そのような素子間配線部材が素子形成基板に接続された光電変換素子と、複数の光電変換素子基板が複数の素子間配線部材によって互いに電気的に接続された光電変換素子接続体と、そのような光電変換素子接続体を備えた光電変換モジュールとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在量産されている太陽電池では、両面電極型の太陽電池が多数を占めている。両面電極型の太陽電池では、セル基板の表面（受光面）にｎ電極が形成され、裏面にｐ電極が形成されている。受光面に形成されるｎ電極は、太陽光がセル基板に入射することによって発生した電流を外部へ取り出すために不可欠とされる。ところが、取り出し電極としてのｎ電極が配置されたセル基板の部分（領域）では、ｎ電極が陰となって太陽光が入射せず、電流は発生しない。【０００３】
そこで、受光面側には取り出し電極を形成せず、裏面側に取り出し電極を形成した裏面電極型太陽電池が開発されている。そのような裏面電極型太陽電池を開示した文献の一例として、米国特許第４９２７７７０号明細書（特許文献１）およびJ.  H.  Bultman  et  al.,  :“Interconnection  through  vias  for  improved  efficiency  and  easy  module  manufacturing  of  crystalline  silicon  solar  cells”,  Solar  Energy  Materials  &  Solar  Cells  65(2001)  339-345（非特許文献１）がある。特に、非特許文献１で提案されている太陽電池のセル基板では、セル基板をなすシリコン基板に、受光面側から裏面側にわたって貫通孔が形成され、その貫通孔を介して取り出し電極が裏面側に形成されている。そのため、セル基板の裏面側では、ｐ電極と取り出し電極としてのｎ電極との双方の電極が存在する。【０００４】
個々のセル基板を互いに接続して太陽電池ストリングを形成するために、ｐ電極とｎ電極の配置パターンに基づいた所定の配線パターンが形成された配線基板が用いられる。同様の裏面電極型太陽電池は、特開２００７−１９３３４号公報（特許文献２）、特開２００５−３４０３６２号公報（特許文献３）においても提案され、個々のセル基板は、ｐ電極およびｎ電極の配置パターンに基づいた配線パターンが形成された配線基板によって互いに接続されることになる。【０００５】
このように、従来の裏面電極型太陽電池では、個々のセル基板を互いに接続して太陽電池ストリングを形成するために、ｐ電極とｎ電極の配置パターンに基づいた所定の配線パターンが形成された配線基板が用いられていた。【０００６】
ところが、個々のセル基板では、裏面側にｎ電極とｐ電極との双方の電極が形成されているため、配線基板の配線パターンとして、一方の電極だけが形成されている場合と比べると配線パターンはより複雑になる。そのため、本来接続されるべきではない電極に配線パターンが接触して電気的に短絡しないように、配線基板にはセル基板に対する位置合わせ精度が求められて、組立てが煩雑になるという問題があった。また、配線パターンが配線基板の表面に形成されているために、接続されるべき複数の電極のすべてに配線パターンが確実に接触せず、接触不良が発生することがあった。【０００７】
そこで、このような問題点を解消するために、セル基板をインターコネクタによって互いに接続させた太陽電池ストリングが提案されている。この種の太陽電池ストリングでは、セル基板の裏面に形成された複数のｎ電極およびｐ電極に対し、インターコネクタがそれぞれ固定されて電気的に接続されることになる。
【特許文献１】米国特許第４９２７７７０号明細書
【特許文献２】特開２００７−１９３３４号公報
【特許文献３】特開２００５−３４０３６２号公報
【非特許文献１】J.  H.  Bultman  et  al.,  :“Interconnection  through  vias  for  improved  efficiency  and  easy  module  manufacturing  of  crystalline  silicon  solar  cells”,  Solar  Energy  Materials  &  Solar  Cells  65(2001)  339-345.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のインターコネクタによって接続された太陽電池ストリングでは、次のような問題点があった。図４６に示すように、従来の太陽電池ストリングのセル基板１１１の裏面では、複数のｎ電極およびｐ電極がそれぞれ一方向に沿って形成されている。そのｎ電極とｐ電極に対し、板状で直線状に延在するインターコネクタ１２０，１２１がそれぞれ固定されて電気的に接続されることになる。【０００９】
そのインターコネクタ１２０，１２１の熱膨張係数とセル基板１１１の熱膨張係数とは異なっている。そのため、その熱膨張係数の差が、製造過程や設置後の環境によって、インターコネクタ１２０，１２１とｐ電極１０９あるいはｎ電極１０８との間に応力が生じて、接続不良や太陽電池セルが破損するおそれがあった。また、直線状のインターコネクタ１２０，１２１では、セル基板１１１に形成されるｎ（ｐ）電極１０８，１０９の配置が特定の配置に限られて、電極の配置の自由度が限られていた。【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、光電変換素子に形成された電極との接続に伴う応力が緩和されて電極との接続不良が低減されるとともに、電極の配置の自由度が高められる素子間配線部材を提供することであり、他の目的は、そのような素子間配線部材が接続された光電変換素子を提供することであり、さらに他の目的は、素子間配線部材によって複数の光電変換素子が互いに接続された光電変換素子接続体を提供することであり、さらに他の目的は、そのような光電変換素子接続体を備えた光電変換モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る素子間配線部材は、所定の素子本体と複数の電極がそれぞれ形成された、一の素子形成基板と他の素子形成基板とを、互いに電気的に接続するための素子間配線部材であって、延在部と第１接続部と第２接続部とを備えている。延在部は、一の素子形成基板および他の素子形成基板の配置関係で所定の方向に延在している。第１接続部は、延在部から所定の方向と交差する他方の方向に突出するように櫛状に形成され、一の素子形成基板の複数の電極のうちの所定の電極に固定されて電気的に接続される。第２接続部は、延在部から所定の方向と交差するさらに他の方向に突出するように櫛状に形成され、他の素子形成基板の複数の電極のうちの所定の電極に固定されて電気的に接続される。【００１２】
この構成によれば、素子間配線部材の第１接続部および第２接続部を延在部に対して櫛状に形成することで、熱収縮に伴う応力が解放されて、第１接続部と所定の電極との電気的な接続不良を低減することができるとともに、第２接続部と所定の電極との電気的な接続不良を低減することができる。また、第１接続部および第２接続部の長さを調節したり、延在部における第１接続部および第２接続部の位置を調整することによって、素子間配線部材が固定される素子形成基板の電極の位置の自由度を高めることができる。【００１３】
熱収縮に伴う応力を効果的に緩和するには、延在部は、一の素子形成基板および他の素子形成基板とは固定されない部分を含むことが好ましい。【００１４】
また、一の素子形成基板において所定の電極が形成された面と、他の素子形成基板において所定の電極が形成された面とが同じ向きの状態で、第１接続部が所定の電極に固定され、第２接続部が所定の電極に固定されることが好ましい。【００１５】
これにより、一の素子形成基板と他の素子形成基板とを、同じ側の面において素子間配線部材により電気的に接続することができる。【００１６】
さらに、延在部は、所定の方向として、第１の方向に延在する第１延在部と、第１の方向と交差する第２の方向に延在するように第１延在部に接続された第２延在部と、第２の方向と反対向きの第３の方向に延在するように第１延在部に接続された第３延在部とを含み、第１接続部は第２延在部に設けられ、第２接続部は第３延在部に設けられていることが好ましい。【００１７】
これにより、第１接続部が設けられた第２延在部と第２接続部が設けられた第３延在部都とが、第１延在部によって互いに繋がって、一つの素子間配線部材により複数の所定の電極を容易に電気的に接続することができる。【００１８】
本発明に係る光電変換素子は、光電変換基板と第１電極および第２電極と素子間配線部材とを備えている。光電変換基板は、第１主表面と第２主表面とを有し、第１主表面を受光面として、光電変換素子本体が形成されている。第１電極および第２電極は、光電変換基板の第２主表面に、光電変換素子本体の端子としてそれぞれ形成されている。素子間配線部材は、所定の方向に延在する延在部、その延在部から所定の方向と交差する方向に突出するように櫛状に形成された接続部を有し、その接続部が第１電極に固定されている。【００１９】
この構成によれば、光電変換基板の第１電極に固定される素子間配線部材の接続部を延在部に対して櫛状に形成することで、熱収縮に伴う応力が解放されて、接続部と第１電極または第２電極との電気的な接続不良を低減することができる。【００２０】
本発明に係る光電変換接続体は、複数の光電変換基板と第１電極および第２電極と複数の素子間配線部材とを備えている。複数の光電変換基板は、それぞれ第１主表面と第２主表面とを有し、第１主表面を受光面として、光電変換素子本体がそれぞれ形成されている。第１電極および第２電極は、複数の光電変換基板のそれぞれの第２主表面に、光電変換素子の端子としてそれぞれ形成されている。複数の素子間配線部材のそれぞれは、所定の方向に延在する延在部、延在部から所定の方向と交差する方向に突出するように櫛状にそれぞれ形成された第１接続部および第２接続部をそれぞれ有し、複数の光電変換基板のうち、一の光電変換基板の第１電極に第１接続部が固定され、一の光電変換基板と隣接する他の光電変換基板の第２電極に第２接続部が固定されて、複数の光電変換基板を互いに電気的に接続する。【００２１】
この構成によれば、複数の光電変換基板のうち、一の光電変換基板の第１電極に固定される第１接続部が延在部に対して櫛状に突出するように形成され、一の光電変換基板と隣接する他の光電変換基板の第２電極に固定される第２接続部が延在部に対して櫛状に突出するように形成されていることで、熱収縮に伴う応力が解放されて、各接続部と第１電極または第２電極との電気的な接続不良を低減することができる。また、第１接続部および第２接続部の長さを調節したり、延在部における第１接続部および第２接続部の位置を調整することによって、素子間配線部材が固定される光電変換基板の第１電極および第２電極の位置の自由度を高めることができる。【００２２】
また、一の光電変換基板の第１電極に固定される、複数の素子間配線部材のうちの一の素子間配線部材の第１接続部と、一の光電変換基板の第２電極に固定される、複数の素子間配線部材のうちの他の素子間配線部材の第２接続部とは、互いに向かい合うように配設されていることが好ましい。【００２３】
これにより、第１電極と第２電極とが直線状に配置されている場合や、第１電極と第２電極との間隔が比較的短い場合に、一の素子間配線部材と他の素子間配線部材とが互いに接触するのを回避しながら、各素子間配線部材を光電変換基板に接続することができる。【００２４】
本発明に係る他の素子間配線部材は、所定の素子本体と複数の電極がそれぞれ形成された、一の素子形成基板と他の素子形成基板とを、互いに電気的に接続するための素子間配線部材であって、一の素子形成基板および他の素子形成基板の配置関係で、所定の方向に延在するジグザグ形状の延在部を備えている。【００２５】
この構成によれば、延在部をジグザグ形状とすることで、熱収縮に伴う応力が解放されて、延在部と所定の電極との電気的な接続不良を低減することができる。【００２６】
その延在部は、直線を折り曲げた態様のジグザグ形状とされていてもよいし、曲線態様のジグザグ形状とされていてもよい。【００２７】
本発明に係る他の光電変換素子は、光電変換基板と第１電極および第２電極と素子間配線部材とを備えている。光電変換基板は、第１主表面と第２主表面とを有し、第１主表面を受光面として、光電変換素子本体が形成されている。第１電極および第２電極は、光電変換基板の第２主表面に、光電変換素子本体の端子としてそれぞれ形成されている。素子間配線部材は、所定の方向に延在するジグザグ形状の延在部を有し、延在部における所定の部分が第１電極に固定されている。【００２８】
この構成によれば、光電変換基板の第１電極に固定される素子間配線部材の延在部をジグザグ形状とすることで、熱収縮に伴う応力が解放されて、延在部と第１電極または第２電極との電気的な接続不良を低減することができる。【００２９】
本発明に係る他の光電変換接続体は、複数の光電変換基板と第１電極および第２電極と複数の素子間配線部材とを備えている。複数の光電変換基板は、それぞれ第１主表面と第２主表面とを有し、第１主表面を受光面として、光電変換素子本体がそれぞれ形成されている。第１電極および第２電極は複数の光電変換基板のそれぞれの第２主表面に、光電変換素子の端子としてそれぞれ形成されている。複数の素子間配線部材のそれぞれは、所定の方向に延在するジグザグ形状の延在部を有し、複数の光電変換基板のうち、一の光電変換基板の第１電極に延在部の所定の部分が固定され、一の光電変換基板と隣接する他の光電変換基板の第２電極に延在部の他の所定の部分が固定されて、複数の光電変換基板を互いに電気的に接続する。【００３０】
この構成によれば、複数の光電変換基板のうち、一の光電変換基板の第１電極に固定されるとともに、一の光電変換基板と隣接する他の光電変換基板の第２電極に固定される延在部がジグザグ形状とされていることで、熱収縮に伴う応力が解放されて、各延在部と第１電極または第２電極との電気的な接続不良を低減することができる。【００３１】
本発明に係る光電変換モジュールは、上記光電変換素子接続体を備えている。したがって、この光電変換モジュールでは、上述したように、熱収縮に伴う応力が解放されて、各接続部と第１電極または第２電極との電気的な接続不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の各実施の形態に係るインターコネクタおよびこれを含む光電変換素子の構造を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光電変換素子のセル基板の構造を示す断面図である。
【図３】同実施の形態において、セル基板における受光面とは反対側の裏面の電極の配置を示す平面図である。
【図４】同実施の形態において、セル基板における受光面の受光面電極の配置を示す平面図である。
【図５】同実施の形態において、光電変換素子同士を電気的に接続するインターコネクタの構造を示す平面図である。
【図６】同実施の形態において、インターコネクタによって互いに接続された光電変換素子接続体の構造を示す平面図である。
【図７】同実施の形態において、光電変換素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】同実施の形態において、図７に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図９】同実施の形態において、図８に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１０】同実施の形態において、図９に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１１】同実施の形態において、図１０に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１２】同実施の形態において、図１１に示す工程の後に行われる一工程を示す斜視図である。
【図１３】同実施の形態において、図１１に示す工程の後に行われる他の工程を示す斜視図である。
【図１４】同実施の形態において、本インターコネクタによる作用効果を説明するための第１の平面図である。
【図１５】同実施の形態において、本インターコネクタによる作用効果を説明するための図１４に対応する第１の断面図である。
【図１６】同実施の形態において、本インターコネクタによる作用効果を説明するための第２の平面図である。
【図１７】同実施の形態において、本インターコネクタによる作用効果を説明するための図１６に対応する第２の断面図である。
【図１８】比較例に係るインターコネクタによる作用効果を説明するための第１の平面図である。
【図１９】比較例に係るインターコネクタによる作用効果を説明するための図１８に対応する第１の断面図である。
【図２０】比較例に係るインターコネクタによる作用効果を説明するための第２の断面図である。
【図２１】同実施の形態において、セル基板における裏面の電極配置の第１の変形例を示す平面図である。
【図２２】同実施の形態において、セル基板における裏面の電極配置の第２の変形例を示す平面図である。
【図２３】同実施の形態において、セル基板における裏面の電極配置の第３の変形例を示す平面図である。
【図２４】同実施の形態において、セル基板における裏面の電極配置の第４の変形例を示す平面図である。
【図２５】同実施の形態において、セル基板における受光面電極の配置の変形例を示す平面図である。
【図２６】同実施の形態において、インターコネクタの製造方法の一工程を示す平面図である。
【図２７】同実施の形態において、図２６に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
【図２８】同実施の形態において、インターコネクタの第１の変形例を示す平面図である。
【図２９】同実施の形態において、インターコネクタの第２の変形例を示す平面図である。
【図３０】同実施の形態において、図２９に示すインターコネクタによって互いに接続された光電変換素子接続体を示す平面図である。
【図３１】同実施の形態において、インターコネクタの第３の変形例を示す平面図である。
【図３２】同実施の形態において、第４の変形例に係るインターコネクタによって互いに接続された光電変換素子接続体を示す平面図である。
【図３３】同実施の形態において、図３２に示すインターコネクタと電極との接続部分を示す部分拡大平面図である。
【図３４】同実施の形態において、第５の変形例に係るインターコネクタと電極との接続部分を示す部分拡大平面図である。
【図３５】同実施の形態において、光電変換素子のセル基板の変形例の構造を示す断面図である。
【図３６】同実施の形態において、変形例に係る光電変換素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３７】同実施の形態において、図３６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図３８】同実施の形態において、図３７に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図３９】同実施の形態において、図３８に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４０】同実施の形態において、図３９に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４１】同実施の形態において、図４０に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４２】同実施の形態において、図４１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４３】同実施の形態において、図４２に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４４】同実施の形態において、図４３に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４５】本発明の実施の形態２に係る光電変換モジュールの構造を示す断面図である。
【図４６】従来のインターコネクタおよびこれを含む光電変換素子の構造を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  光電変換素子、２  半導体基板、３  ｐ型半導体層、４  ｎ型半導体層、５  貫通孔、６  反射防止膜、７  受光面電極、８  ｎ電極、９  ｐ電極、１０  絶縁層、１１  セル基板、１２  光電変換素子接続体、１５  拡散防止膜、２０  インターコネクタ、２１  延在部、２２  接続部、２３  延在部、３０  光電変換モジュール、３１  裏面フィルム、３２  封止材、３３  ガラス板、３４  フレーム、３５ａ，３５ｂ  外部端子、４１  半導体基板、４２  ｎ型層、４３  ｐ型層、４４  ｎ電極、４５  ｐ電極、４６  反射防止膜、４８  テクスチャマスク、４９  第１拡散マスク、５０  第２拡散マスク、５１  パッシベーション膜、５１ａ，５１ｂ  コンタクトホール、６０  導体線。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
実施の形態１
はじめに、本発明の実施の形態に係るインターコネクタ（素子間配線部材）の基本的構造について説明する。図１に示すように、インターコネクタ２０は、一方向に延在する延在部２１と、光電変換素子１のセル基板（光電変換基板）１１に形成されたｎ電極８またはｐ電極９に固定されて、これらの電極８，９に接続される接続部２２とを備えている。この一方向は、セル基板１１が配置される方向や、電極８，９が配置される方向に基づく。接続部２２は、延在部２１から一方向とほぼ直交する方向に突出して櫛状に形成されている。延在部２１は、セル基板１１には接触するものの、固定されていない。【００３５】
後述するように、インターコネクタ２０の延在部２１をセル基板１１に固定させないことで、熱収縮に伴うストレスを解放させることができる。また、インターコネクタ２０の接続部２２を延在部２１に対して櫛状に形成することで、光電変換素子１に形成されるｎ電極８とｐ電極９の配置の自由度を高めることができる。【００３６】
次に、そのようなインターコネクタによって、複数の光電変換素子が互いに電気的に接続された光電変換素子接続体（光電変換素子ストリング）について、具体的に詳細に説明する。まず、光電変換素子について説明する。図２、図３および図４に示すように、光電変換素子１は、たとえば、一辺約１５５ｍｍ、厚さ約２００μｍのセル基板１１からなる。セル基板１１では、ｐ型半導体層３を貫通する貫通孔５が形成され、その貫通孔５の側壁を含むｐ型半導体層３の表面にｎ型半導体層４が形成されている。【００３７】
そのｎ型半導体層４に接触して貫通孔５を充填するｎ電極８が、裏面側に露出するように形成されている。さらに、ｐ型半導体層３の裏面側の表面上にｐ電極９が形成されている。ｐ型半導体層３の裏面側の表面上には、絶縁層１０が形成されている。光電変換素子１の裏面では、行方向に同一極の電極（ｎ電極８ａ〜８ｅ、ｐ電極９ａ〜９ｄ）が配置され、列方向にｎ電極８ａ〜８ｅとｐ電極９ａ〜９ｄとが交互に配置されている。一方、ｎ型半導体層４の受光面には、受光面電極７が形成され、また、反射防止膜６が形成されている。【００３８】
次に、インターコネクタについて説明する。図５に示すように、インターコネクタ２０は、延在部２１と接続部２２とを備えて構成される。延在部２１は一方向に延在し、接続部２２は、ｎ電極あるいはｐ電極の配置に対応し、延在部２１に対して櫛状に突出するように形成されている。そのインターコネクタ２０は、たとえば、はんだめっきが施された導電性部材（銅）から形成されている。延在部２１の幅Ｗ１は、たとえば、５ｍｍとされ、接続部２２の幅Ｗ２は、たとえば、３ｍｍとされる。また、厚さは、たとえば、０．１ｍｍとされる。なお、導電性部材としては、銅の他に、たとえば、銅／アルミニウム／銅の合金、あるいは、銅／インバー／銅の合金等でもよい。【００３９】
次に、光電変換素子接続体について説明する。図６に示すように、光電変換素子接続体１２を構成する光電変換素子１のセル基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれぞれでは、行方向に同一極の電極（ｎ電極８ａ〜８ｅ、ｐ電極９ａ〜９ｄ）が配置され、列方向にｎ電極８ａ〜８ｅとｐ電極９ａ〜９ｄとが交互に配置されている。ｎ番目の光電変換素子１ｂの１列目のｐ電極９ａ〜９ｄと、ｎ＋１番目の光電変換素子１ｃの１列目のｎ電極８ａ〜８ｅとが、第１インターコネクタ２０ａによって電気的に接続されている。また、ｎ番目の光電変換素子１ｂの２列目のｐ電極９ａ〜９ｄと、ｎ＋１番目の光電変換素子１ｃの２列目のｎ電極８ａ〜８ｅとが、第２インターコネクタ２０ｂによって電気的に接続されている。【００４０】
以下同様にして、それぞれの光電変換素子１ｂ，１ｃの３列目のｐ電極９ａ〜９ｄとｎ電極８ａ〜８ｅとが第３インターコネクタ２０ｃによって電気的に接続され、４列目のｐ電極９ａ〜９ｄとｎ電極８ａ〜８ｅとが第４インターコネクタ２０ｄによって電気的に接続されている。こうして、ｎ番目の光電変換素子１ｂのｐ電極９ａ〜９ｄと、ｎ＋１番目の光電変換素子１ｃのｎ電極８ａ〜８ｅとが、４つのインターコネクタ２０ａ〜２０ｄからなるｎ番目のインターコネクタ群によって電気的に接続されている。【００４１】
同様にして、ｎ−１番目の光電変換素子１ａの４列分のｐ電極９ａ〜９ｄとｎ番目の光電変換素子１ｂの４列分のｎ電極８ａ〜８ｅとが、４つのインターコネクタ２０ｅ〜２０ｈからなるｎ−１番目のインターコネクタ群によって列ごとに電気的に接続されている。同様に、他の光電変換素子のｎ電極とｐ電極についても、インターコネクタによって電気的に接続されている。【００４２】
次に、上述した光電変換素子接続体の製造方法の一例について説明する。
（１）貫通孔形成、表面凹凸加工工程
まず、図７に示すように、ｐ型の半導体基板２が用意される。半導体基板２として、たとえば結晶シリコン基板が適用されるが、これに限られるものではない。半導体基板２の厚さは、１０〜３００μｍ程度が好ましく、５０〜１００μｍ程度がさらに好ましい。次に、図８に示すように、ｐ型の半導体基板２に、レーザー加工を施すことによって、たとえば、直径０．３ｍｍ程度の円形の貫通孔５が形成される。【００４３】
貫通孔５の形状や寸法は、これに限られず、光電変換素子接続体の仕様等に対応した所望の形状や寸法が採用される。また、貫通孔５の形成はレーザー加工に限られない。次に、半導体基板２に、酸あるいはアリカリの溶液によるエッチングや、反応性プラズマによるエッチングを施すことにより、半導体基板２の表面に凹凸構造（テクスチャ構造）が形成される（図示せず）。【００４４】
（２）ｎ型層形成工程
次に、図９に示すように、常圧ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法により、半導体基板２の裏面の貫通穴５の周縁以外の領域に、たとえば、シリコン酸化膜からなる拡散防止マスク１５が形成される。次に、たとえばＰＯＣｌ3などのｎ型不純物を含有する材料を含んだ高温の気体中に半導体基板２を晒すことにより、拡散防止マスク１５によって覆われていない領域にｎ型不純物が導入されてｎ型半導体層４が形成される。【００４５】
すなわち、ｎ型半導体層４は、半導体基板２の表面（受光面）側の領域、貫通孔５の内壁および半導体基板２の裏面側の拡散防止マスク１５によって覆われていない領域のそれぞれの表面から所定の深さにわたり形成される。次に、所定のエッチングによって拡散防止マスク１５を除去することにより、ｐ型の半導体基板２の領域がｐ型半導体層３として露出する。【００４６】
なお、ｎ型半導体層の形成方法としては、上述した方法に限られず、たとえば、イオン注入法によりｎ型の不純物イオンを半導体基板２に注入することによってｎ型半導体層４を形成してもよい。また、半導体基板２の表面上に、たとえばＣＶＤ法により別途ｎ型半導体層を形成するようにしてもよい。この場合には、ｐ型の半導体基板２そのものがｐ型半導体層３となる。【００４７】
（３）反射防止膜および絶縁層形成工程
次に、図１０に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法により、受光面側に位置するｎ型半導体層４のうち、貫通孔５およびその周辺の受光面電極が形成される領域を除いて、その表面上に厚さ約７０ｎｍのシリコン窒化膜からなる反射防止膜６が形成される。なお、反射防止膜としては、これを受光面側に位置するｎ型半導体層４の表面の全体を覆うように形成してもよい。この場合には、受光面電極７（図１１参照）は、反射防止膜６の表面上に形成されて、ファイアスルーによって受光面電極とｎ型半導体層とを導通させることになる。また、反射防止膜６としては、表面反射を抑制する機能を有するものであれば、その材料、厚さおよび形成方法等は特に限定されない。【００４８】
一方、ＣＶＤ法あるいはスパッタ法により、裏面側に露出したｐ型半導体層３のうち、ｐ電極９（図１１参照）が形成される領域を除いて、その表面上に厚さ約５０〜１００ｎｍ程度の酸化ケイ素からなる絶縁層１０が形成される。絶縁層としては、これを裏面側に位置するｐ型半導体層３の表面の全体を覆うように形成してもよい。この場合には、ｐ電極は絶縁層１０の表面上に形成されて、ファイアスルーによってｐ電極とｐ型半導体層３とを導通させることになる。【００４９】
また、絶縁層１０としては、ｐ型半導体層３とｎ電極との間を電気的に絶縁することができるものであれば、その材料、厚さおよび形成方法等は特に限定されず、酸化ケイ素以外に、たとえば、窒化珪素、酸化タンタル、酸化アルミニウム等からなる絶縁層を形成してもよい。特に、酸化タンタルは、たとえば文献（藤川ら“Ｔａ2Ｏ5系高誘電率絶縁膜の作製”  豊田中央研究所Ｒ＆Ｄレビュー  Vol.  30  No.  4.  p12-23.  1995.12)に記載されている方法で形成することができる。【００５０】
（４）受光面電極、ｎ電極およびｐ電極形成工程
次に、図１１に示すように、たとえば、銀などのペースト材料を半導体基板２の裏面の貫通孔５上およびｐ電極９を形成する領域に印刷し、焼成することによって、貫通孔５を充填して半導体基板２の裏面に露出するｎ電極８が複数形成されるとともに、ｐ型半導体層３の裏面側に複数のｐ電極９が形成される。また、銀などのペースト材料を受光面に印刷し、焼成することによって、ｎ型半導体層４の受光面に受光面電極７が形成される。【００５１】
なお、受光面電極７、ｎ電極８およびｐ電極９としては、銀の他に、たとえば、アルミニウム、銅、ニッケル、パラジウム等の金属材料を用いて形成してもよい。また、これらを、ペースト材料の印刷の他に、蒸着法によって形成してもよい。さらに、受光面電極７、ｎ電極８およびｐ電極９を形成した後に、必要に応じて、熱処理やフォーミングガスアニールを行ってもよい。こうして、光電変換素子（セル基板）の一つが形成される。以下、同様にして複数の光電変換素子が形成される。【００５２】
（５）インターコネクタ接続工程
次に、複数の光電変換素子（セル基板）が、インターコネクタによって互いに電気的に接続される。このとき、図１２に示すように、インターコネクタ２０の上に光電変換素子１のセル基板１１を載置して接続する手法（手法Ａ）と、図１３に示すように、セル基板１１の上にインターコネクタ２０を載置して接続する手法（手法Ｂ）とがある。【００５３】
手法Ａでは、まず、１枚のセル基板１１分のインターコネクタ２０が所定の治具（図示せず）の所定の位置に配置される。このとき、インターコネクタ２０を真空吸着によって保持するようにしてもよい。次に、セル基板１１が、インターコネクタ２０に対してあらかじめ設定された所定の位置（座標）に配置される。また、このとき、インターコネクタ２０とセル基板１１との相対的な位置関係を、画像認識によって微調整するようにしてもよい。次に、セル基板１１の上方から所定の荷重が印加されて、リフロー炉内にて所定の温度のもとでセル基板１１とインターコネクタ２０に熱処理が施される。その後、セル基板１１とインターコネクタ２０とを冷却することで、セル基板１１にインターコネクタ２０が接続される。【００５４】
一方、手法Ｂでは、セル基板１１にあらかじめ形成されている位置決めのためのマーキング（図示せず）を画像認識することによって、セル基板１１が所定の位置に配置される。また、この他に、セル基板１１のｎ電極あるいはｐ電極が、セル基板１１の所定の角（コーナ）を基準に形成されているセル基板１１では、その角を所定の位置にセッティングするようにしてもよい。【００５５】
次に、セル基板１１に対してインターコネクタ２０が所定の位置に載置される。このとき、インターコネクタ２０とセル基板１１との相対的な位置関係を、画像認識によって微調整するようにしてもよい。なお、インターコネクタ２０のセル基板１１への載置は、インターコネクタ２０を１本ずつセル基板の所定の位置に載置する方法と、１枚のセル基板１分のインターコネクタ２０（インタコネクタ群）を、別のところで配列させ、その後、そのインターコネクタ群をまとめてセル基板１１に載置する方法とがある。【００５６】
次に、インターコネクタ２０の上方から所定の荷重が印加されて、リフロー炉内にて所定の温度のもとでセル基板１１とインターコネクタ２０に熱処理が施される。その後、セル基板１１とインターコネクタ２０とを冷却することで、インターコネクタ２０がセル基板１１に接続される。こうして、セル基板１１にインターコネクタ２０が接続された光電変換素子接続体１２（ストリング）が形成される。【００５７】
上述した光電変換素子接続体１２では、複数のセル基板（光電変換素子）１１を互いに接続するインターコネクタ２０の延在部２１をセル基板１１に固定させないことで、熱収縮に伴うストレス（応力）を解放させることができる。このことについて説明する。【００５８】
インターコネクタ２０は、リフロー炉内でインターコネクタ２０をセル基板１１に接触させた状態で熱処理を施し、その後、冷却することによってインターコネクタ２０がセル基板１１に固定されて接続される。そのインターコネクタ２０の熱膨張係数はセル基板１１の熱膨張係数よりも大きい。そのため、まず、リフロー炉内では、図１４および図１５に示すように、インターコネクタ２０がセル基板１１よりも大きく熱膨張（矢印参照）した状態で、インターコネクタ２０がセル基板１１に接触している。次に、そのインターコネクタ２０とセル基板１１とを冷却することで、図１６および図１７に示すように、インターコネクタ２０がセル基板１１よりも大きく収縮（矢印参照）した状態で、接続部２１がセル基板１１に固定されることになる。一方、このとき、インターコネクタ２０の延在部２１は、セル基板１１には固定されていない。【００５９】
これにより、インターコネクタ２０の延在部２１が熱収縮する方向と直交する方向に突出する接続部２２が変形をし、インターコネクタ２０の熱収縮に伴う応力が接続部２２に吸収されることになる。その結果、インターコネクタ２０の熱収縮に伴う応力がセル基板１１に及ぶのを阻止して、セル基板１１が反るのを防止することができる。また、セル基板が反ることによって、インターコネクタ２０とセル基板１１との良好な電気的接続が損なわれるのを抑制することができる。なお、図１６では、インターコネクタ２０の接続部２２が応力を吸収する様子を示すために、接続部２２の変形は誇張されて示されている。【００６０】
これに対して、比較例として、従来のインターコネクタをセル基板に接続する場合について説明する。従来のインターコネクタも、リフロー炉内でインターコネクタをセル基板に接触させた状態で熱処理を施し、その後、冷却することによってセル基板に接続されることになる。リフロー炉内では、図１８および図１９に示すように、インターコネクタ１２０がセル基板１１１よりも大きく熱膨張（矢印参照）した状態で、インターコネクタ１２０がセル基板１１１に接触している。次に、そのインターコネクタ１２０とセル基板１１１とを冷却することで、図２０に示すように、インターコネクタ１２０がセル基板１１１よりも大きく収縮（矢印参照）した状態で、延在部１２１がセル基板１１１に固定されることになる。【００６１】
このとき、従来のインターコネクタ１２０は、延在部１２１だけからなり、その延在部１２１の所定の部分がｎ電極またはｐ電極に固定される。そのため、熱収縮する延在部１２１の応力が、延在部１２１が固定されているｎ電極またはｐ電極の部分に作用する結果、セル基板１１１が反ってしまうことになる。【００６２】
このように、従来のインターコネクタ１２０では、熱収縮をするインターコネクタ１２０の延在部１２１がｎ電極またはｐ電極に固定されることで、延在部１２１の熱収縮に伴う応力がｎ電極またはｐ電極が形成されたセル基板１１１に及んで、セル基板１１１が反ってしまうのに対して、上述したインターコネクタ２０では、熱収縮する延在部２１はセル基板１１には固定されず、接続部２１が固定されることで、延在部２１の熱収縮に伴う応力が接続部２２に吸収されて、セル基板１１が反るのを防止することができる。【００６３】
なお、上述したインターコネクタ接続工程では、インターコネクタ２０の接続方法として、リフロー炉による熱処理によって接続する方法を例に挙げて説明した。接続方法としては、これに限られず、たとえば、はんだにホットエアーを吹き付けたり、あるいは、レーザ光線を照射等して局所的にはんだを加熱することによって、インターコネクタをセル基板に接続してもよい。また、はんだの代わりに、異方導電性フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic  Conductive  Film）、異方導電性ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic  Conductive  Paste）あるいは導電性接着材を用いて、インターコネクタをセル基板に接続してもよい。【００６４】
（セル基板におけるｎ電極とｐ電極の配置パターンのバリエーション）
上述した光電変換素子のセル基板の裏面に形成されるｎ電極とｐ電極の配置パターンとして、列方向に直線状にｎ電極８ａ〜８ｄとｐ電極９ａ〜９ｄとが交互に配置されるパターンを例に挙げて説明した（図３参照）。ｎ電極とｐ電極とは、たとえば、セル基板から電流を効率よく取り出す配置パターン、また、セル基板とインターコネクタとの接続強度の確保を図る配置パターン、さらには、インターコネクタの数を減らす配置パターン、そして、インターコネクタをセル基板に接続する工程をより簡単にする配置パターンであれば、上述した配置パターンに限られない。【００６５】
たとえば、図２１に示すように、ｎ電極８ａ〜８ｄの列の位置とｐ電極９ａ〜９ｄの列の位置とを互いに少しずらしたパターンとしてもよい。また、図２２に示すように、ｎ電極同士の間隔とｐ電極同士の間隔とが異なるパターンとしてもよい。さらに、図２３に示すように、互いに形状が異なるｎ電極８ａ〜８ｄとｐ電極９ａ〜９ｄとを交互に直線状に配置したパターンや、図２４に示すように、そのような形状のｎ電極８ａ〜８ｈとｐ電極９ａ〜９ｄとを、ｎ電極同士の間隔とｐ電極同士の間隔とが異なるように配置したパターンとしてもよい。このような配置のパターンでも、インターコネクタ２０の接続部２２の長さや、延在部２１における接続２２部の位置を調節することで、インターコネクタ２０を確実にｎ（ｐ）電極に固定することができる。【００６６】
なお、セル基板の受光面側の受光面電極として図４に示されるパターンを例に挙げて説明したが、たとえば、図２４に示されるｎ電極とｐ電極の配置パターンの場合には、受光面電極７のパターンを、図２５に示すパターンとしてもよい。【００６７】
（インターコネクタの製造方法）
次に、櫛状のインターコネクタの製造方法の一例について説明する。まず、図２６に示すように、所定の幅を有して延在する帯状の導電体６０を、たとえば、はんだにより井桁状に接続する。次に、図２７に示すように、点線に沿って導電体６０を切断することによって、延在部２１と接続部２２からなるインターコネクタ２０が得られる。そのインターコネクタ２０の各接続部２２を、対応する光電変換素子１ｂのｎ電極８ａ〜８ｅに接続するとともに、光電変換素子１ａのｐ電極９ａ〜９ｄに接続することによって光電変換素子同士が接続される。【００６８】
（インターコネクタのバリエーション）
次に、インターコネクタのバリエーションの一例について説明する。インターコネクタには、セル基板の裏面に形成されるｎ電極とｐ電極の配置パターンに対応した形状が求められることになる。たとえば、ｎ電極の列とｐ電極の列とをずらした配置パターンに適用されるインターコネクタとしては、図２８に示すように、延在部２１から突出する接続部２２の長さＬ１，Ｌ２が異なるインターコネクタ２０を適用することが望ましい。【００６９】
また、図２９に示すように、列ごとにｎ電極とｐ電極とを接続する１本のインターコネクタ２０の延在部２１を他の延在部２３によって互いに接続した態様のインターコネクタ２０としてもよい。そのインターコネクタ２０の厚みｔは約０．１ｍｍ、接続部２２の幅Ｗ１は約３ｍｍ、延在部２１の幅Ｗ２は約５ｍｍ、延在部２３の幅Ｗ３は約１０ｍｍであり、厚みｔは０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ、幅Ｗ１は０．５〜１５ｍｍ、幅Ｗ２は１〜２０ｍｍ、幅Ｗ３は１〜５０ｍｍが好ましい範囲とされる。【００７０】
また、このインターコネクタ２０の場合には、図３０に示すように、延在部２３を挟んで一方の側に位置する延在部２１ａに設けられている櫛状の接続部２２ａと、他方の側に位置する延在部２１ｂに設けられている櫛状の接続部２２ｂとは、インターコネクタ２０がセル基板１１に接続された状態で、列方向に配置されるｎ電極８ａ〜８ｅおよびｐ電極９ａ〜９ｄに対して互いに反対方向から接続部２２ａ，２２ｂが接続されるように配置されている。【００７１】
すなわち、このインターコネクタ２０では、一つのセル基板１１に接続される一方のインタコネクタ２０の延在部２１ａおよび接続部２２ａが、他方のインターコネクタ２０の延在部２１ｂおよび接続部２２ｂと平面的に重ならないパターンに設定されている。【００７２】
このように、一方のインターコネクタ２０の延在部２１および接続部２２が、他方のインターコネクタ２０の延在部２１および接続部２に重ならないインターコネクタとしては、図２９に示すインターコネクタの他に、たとえば、図３１に示されるようなインターコネクタであってもよい。【００７３】
特に、この種のインターコネクタ２０によれば、隣接するセル基板１１同士を一度に互いに接続することができて、光電変換素子接続体の生産効率を向上させることができる。【００７４】
また、本インターコネクタ２０では、延在部２１に対して接続部２２を設ける位置を変えたり、接続部２２の長さを変えたりすることができて、セル基板１１に形成するｎ電極８とｐ電極９の配置パターンの自由度を高めることも可能になる。【００７５】
次に、インターコネクタのバリエーションの他の例について説明する。図３２および図３３に示すように、インターコネクタ２０は、ジグザグ形状の延在部２１を備えている。特に、このインターコネクタ２０では、延在部２１は直線を折り曲げた態様のジグザグ形状とされる。光電変換素子１のｐ電極９ａ〜９ｄと、他の光電変換素子１のｎ電極８ａ〜８ｅとが、対応する延在部２１の所定の部分において電気的に接続されている。【００７６】
上述したインターコネクタ２０では、熱収縮する延在部２１は、ｐ電極９ａ〜９ｄまたはｎ電極８ａ〜８ｅに接続されている部分以外ではセル基板１１には固定されず、そして、延在部２１がジグザグ形状とされている。これにより、延在部２１の熱収縮に伴う応力が延在部２１そのものによって吸収されて、セル基板１１が反るのを防止することができる。【００７７】
なお、上述したインターコネクタでは、延在部が直線を折り曲げた態様のジグザグ形状を例に挙げて説明したが、図３４に示すように、曲線態様のジグザグ形状としてもよい。この場合にも、延在部２１の熱収縮に伴う応力が延在部２１そのものによって吸収されて、セル基板１１が反るのを防止することができる。【００７８】
（光電変換素子のバリエーション）
上述した光電変換素子接続体では、光電変換素子（セル基板）として、受光面側にｐｎ接合を設け、受光面において発生した電子を貫通孔を充填するように形成されたｎ電極から取り出される態様の光電変換素子を例に挙げて説明した。光電変換素子としては、このような態様の光電変換素子に限られず、たとえば裏面側にｐｎ接合を設けた態様の光電変換素子でもよい。【００７９】
図３５に示すように、この種の光電変換素子では、ｎ型の半導体基板４１における受光面とは反対側の裏面には、ｎ型層４２とｐ型層４３とがそれぞれ所定の領域に形成されている。さらに、裏面には、ｎ型層４２に電気的に接続されるｎ電極４４が形成され、ｐ型層４３に電気的に接続されるｐ電極４５が形成されている。一方、半導体基板４１における受光面は、テクスチャー構造とされる。その受光面には、反射防止膜４６が形成されている。この光電変換素子では、受光面側に電極が一切設けられないため、同じ面積の光電変換素子に対して受光面積をより多く確保することができる。【００８０】
次に、この光電変換素子の製造方法について簡単に説明する。まず、図３６に示すように、ｎ型の半導体基板４１が用意される。次に、図３７に示すように、半導体基板４１の一方の面にシリコン酸化膜などのテクスチャマスク４８を形成した状態で、半導体基板４１の受光面にテクスチャ加工を施すことにより、半導体基板４１の受光面にテクスチャ構造が形成される。【００８１】
次に、図３８に示すように、半導体基板４１の受光面の全面を覆うとともに、裏面のｐ型層が形成される領域を除いて裏面を覆う第１拡散マスク４９が形成される。次に、その第１拡散マスク４９をマスクとして、露出した半導体基板４１の領域にｐ型の不純物を導入することにより、ｐ型層４３（図３９参照）が形成される。その後、図３９に示すように、第１拡散マスク４９が除去される。【００８２】
次に、図４０に示すように、半導体基板４１の受光面の全面を覆うとともに、裏面のｎ型層が形成される領域を除いて裏面を覆う第２拡散マスク５０が形成される。次に、その第２拡散マスク５０をマスクとして、露出した半導体基板４１の領域にｎ型の不純物を導入することにより、ｎ型層４４（図４１参照）が形成される。その後、図４１に示すように、第２拡散マスク５０が除去される。次に、図４２に示すように、半導体基板４１の裏面の全面にシリコン酸化膜等のパッシベーション膜５１が形成される。【００８３】
次に、図４３に示すように、パッシベーション膜に所定の写真製版処理とエッチングを施すことにより、ｐ型層４３の表面とｎ型層４２の表面とをそれぞれ露出するコンタクトホール５１ａ、５１ｂが形成される。次に、半導体基板４１の裏面に銀ペーストを印刷して所定の温度のもとで焼成することにより、図４４に示すように、ｐ型層４３に接続されるｐ電極４５と、ｎ型層４２に接続されるｎ電極４４が形成される。こうして光電変換素子が形成される。【００８４】
上述した光電変換素子１においても、本インターコネクタを適用することで、熱収縮する延在部２１はセル基板１１には固定されず、接続部２１がセル基板１１に固定されて、延在部２１の熱収縮に伴う応力が接続部２２に吸収され、セル基板１１が反るのを防止することができる。【００８５】
実施の形態２
ここでは、前述した光電変換素子接続体を備えた光電変換モジュールについて説明する。図４５に示すように、光電変換モジュール３０では、光電変換素子接続体１２はＥＶＡ（Ethylence  Vinyl  Acetate）樹脂からなる封止材３２に封止されている。光電変換素子接続体１２を封止した封止材３２は、表面保護層としてのガラス板３３と、裏面フィルム３１との間に挟み込まれている。裏面フィルム３１からは、光電変換素子接続体１２の一方の外部端子３５ａと他方の外部端子３５ｂとが外部に向けて取り出されている。また、ガラス板３３、封止材３２および裏面フィルム３１の周囲を外方から取囲むように、アルミニウム枠からなるフレーム３４が取り付けられている。【００８６】
次に、光電変換モジュール３０の製造方法の一例について簡単に説明する。まず、光電変換素子接続体１２がＥＶＡフィルムに挟み込まれ、さらに、これがガラス板３３と裏面フィルム３１との間に挟み込まれる。次に、その状態で、ガラス板３３と裏面フィルム３１との間を減圧することによって気泡が取り除かれる。次に、所定の温度のもとで加熱してＥＶＡを硬化させることにより、光電変換素子接続体１２が封止材３２に封止される。その後、ガラス板３３、封止材３２および裏面フィルム３１をアルミニウム枠からなるフレーム３４に取り付けることによって、光電変換モジュール３０が完成する。【００８７】
上述した製造方法では、特に、ＥＶＡ樹脂によって光電変換素子接続体を封止する工程では、ＥＶＡ樹脂には温度約１４０℃のもとで熱処理が施され、その後、冷却される。そのため、熱処理後室温に戻るまでの間に、セル基板１１とインターコネクタ２０との間に、熱膨張係数の差に起因する応力（熱応力）が生じることになる。【００８８】
また、光電変換モジュール３０は、建築物の屋根等に設置された後では、高温と低温の外気に繰り返して晒されることになる。昼間では、太陽光の照射により光電変換モジュール３０の温度は約７０℃程度になる。一方、夜間では、光電変換モジュール３０の温度は約１５℃、あるいは、それ以下の温度にまで低下する。光変換モジュールは、このような温度の外気に繰り返して晒されることになり、このような温度変化によっても、セル基板１１とインターコネクタ２０との間に、熱膨張係数の差に起因する応力が生じることになる。【００８９】
上述した光電変換モジュールでは、すでに説明したように、熱収縮するインターコネクタ２０の延在部２１はセル基板１１には固定されず、接続部２１が固定されることで、延在部２１の熱収縮に伴う応力が接続部２２に吸収されて、セル基板１１が反ったりセル基板１１が破損したりするのを防止することができる。【００９０】
なお、上述した実施の形態では、素子形成基板として光電変換素子本体が形成された光電変換基板を例に挙げて説明した。素子形成基板としては、光電変換素子本体以外の素子が形成された基板でもよい。【００９１】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本素子間配線部材、光電変換素子、光電変換素子接続体および光電変換モジュールは、光電変換技術に有効に利用される。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年5月21日(2010.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子間配線部材、光電変換素子およびこれらを用いた光電変換素子接続体ならびに光電変換モジュールに関し、特に、所定の素子本体が形成された素子形成基板同士を互いに接続する素子間配線部材と、そのような素子間配線部材が素子形成基板に接続された光電変換素子と、複数の光電変換素子基板が複数の素子間配線部材によって互いに電気的に接続された光電変換素子接続体と、そのような光電変換素子接続体を備えた光電変換モジュールとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在量産されている太陽電池では、両面電極型の太陽電池が多数を占めている。両面電極型の太陽電池では、セル基板の表面（受光面）にｎ電極が形成され、裏面にｐ電極が形成されている。受光面に形成されるｎ電極は、太陽光がセル基板に入射することによって発生した電流を外部へ取り出すために不可欠とされる。ところが、取り出し電極としてのｎ電極が配置されたセル基板の部分（領域）では、ｎ電極が陰となって太陽光が入射せず、電流は発生しない。
【０００３】
そこで、受光面側には取り出し電極を形成せず、裏面側に取り出し電極を形成した裏面電極型太陽電池が開発されている。そのような裏面電極型太陽電池を開示した文献の一例として、米国特許第４９２７７７０号明細書（特許文献１）およびJ.  H.  Bultman  et  al.,  :“Interconnection  through  vias  for  improved  efficiency  and  easy  module  manufacturing  of  crystalline  silicon  solar  cells”,  Solar  Energy  Materials  &  Solar  Cells  65(2001)  339-345（非特許文献１）がある。特に、非特許文献１で提案されている太陽電池のセル基板では、セル基板をなすシリコン基板に、受光面側から裏面側にわたって貫通孔が形成され、その貫通孔を介して取り出し電極が裏面側に形成されている。そのため、セル基板の裏面側では、ｐ電極と取り出し電極としてのｎ電極との双方の電極が存在する。
【０００４】
個々のセル基板を互いに接続して太陽電池ストリングを形成するために、ｐ電極とｎ電極の配置パターンに基づいた所定の配線パターンが形成された配線基板が用いられる。同様の裏面電極型太陽電池は、特開２００７−１９３３４号公報（特許文献２）、特開２００５−３４０３６２号公報（特許文献３）においても提案され、個々のセル基板は、ｐ電極およびｎ電極の配置パターンに基づいた配線パターンが形成された配線基板によって互いに接続されることになる。
【０００５】
このように、従来の裏面電極型太陽電池では、個々のセル基板を互いに接続して太陽電池ストリングを形成するために、ｐ電極とｎ電極の配置パターンに基づいた所定の配線パターンが形成された配線基板が用いられていた。
【０００６】
ところが、個々のセル基板では、裏面側にｎ電極とｐ電極との双方の電極が形成されているため、配線基板の配線パターンとして、一方の電極だけが形成されている場合と比べると配線パターンはより複雑になる。そのため、本来接続されるべきではない電極に配線パターンが接触して電気的に短絡しないように、配線基板にはセル基板に対する位置合わせ精度が求められて、組立てが煩雑になるという問題があった。また、配線パターンが配線基板の表面に形成されているために、接続されるべき複数の電極のすべてに配線パターンが確実に接触せず、接触不良が発生することがあった。
【０００７】
そこで、このような問題点を解消するために、セル基板をインターコネクタによって互いに接続させた太陽電池ストリングが提案されている。この種の太陽電池ストリングでは、セル基板の裏面に形成された複数のｎ電極およびｐ電極に対し、インターコネクタがそれぞれ固定されて電気的に接続されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４９２７７７０号明細書
【特許文献２】特開２００７−１９３３４号公報
【特許文献３】特開２００５−３４０３６２号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】J.  H.  Bultman  et al.,  :“Interconnection  through  vias  for  improved  efficiency  and  easy  module  manufacturing  of  crystalline  silicon  solar  cells”,  Solar  Energy  Materials  &  Solar  Cells  65(2001)  339-345.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来のインターコネクタによって接続された太陽電池ストリングでは、次のような問題点があった。図４６に示すように、従来の太陽電池ストリングのセル基板１１１の裏面では、複数のｎ電極およびｐ電極がそれぞれ一方向に沿って形成されている。そのｎ電極とｐ電極に対し、板状で直線状に延在するインターコネクタ１２０，１２１がそれぞれ固定されて電気的に接続されることになる。
【００１１】
そのインターコネクタ１２０，１２１の熱膨張係数とセル基板１１１の熱膨張係数とは異なっている。そのため、その熱膨張係数の差が、製造過程や設置後の環境によって、インターコネクタ１２０，１２１とｐ電極１０９あるいはｎ電極１０８との間に応力が生じて、接続不良や太陽電池セルが破損するおそれがあった。また、直線状のインターコネクタ１２０，１２１では、セル基板１１１に形成されるｎ（ｐ）電極１０８，１０９の配置が特定の配置に限られて、電極の配置の自由度が限られていた。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、光電変換素子に形成された電極との接続に伴う応力が緩和されて電極との接続不良が低減されるとともに、電極の配置の自由度が高められる素子間配線部材を提供することであり、他の目的は、そのような素子間配線部材が接続された光電変換素子を提供することであり、さらに他の目的は、素子間配線部材によって複数の光電変換素子が互いに接続された光電変換素子接続体を提供することであり、さらに他の目的は、そのような光電変換素子接続体を備えた光電変換モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る素子間配線部材は、所定の素子本体と複数の電極がそれぞれ形成された、一の素子形成基板と他の素子形成基板とを、互いに電気的に接続するための素子間配線部材であって、延在部と第１接続部と第２接続部とを備えている。延在部は、一の素子形成基板および他の素子形成基板の配置関係で所定の方向に延在している。第１接続部は、延在部から所定の方向と交差する他方の方向に突出するように櫛状に形成され、一の素子形成基板の複数の電極のうちの所定の電極に固定されて電気的に接続される。第２接続部は、延在部から所定の方向と交差するさらに他の方向に突出するように櫛状に形成され、他の素子形成基板の複数の電極のうちの所定の電極に固定されて電気的に接続される。
【００１４】
この構成によれば、素子間配線部材の第１接続部および第２接続部を延在部に対して櫛状に形成することで、熱収縮に伴う応力が解放されて、第１接続部と所定の電極との電気的な接続不良を低減することができるとともに、第２接続部と所定の電極との電気的な接続不良を低減することができる。また、第１接続部および第２接続部の長さを調節したり、延在部における第１接続部および第２接続部の位置を調整することによって、素子間配線部材が固定される素子形成基板の電極の位置の自由度を高めることができる。
【００１５】
熱収縮に伴う応力を効果的に緩和するには、延在部は、一の素子形成基板および他の素子形成基板とは固定されない部分を含むことが好ましい。
【００１６】
また、一の素子形成基板において所定の電極が形成された面と、他の素子形成基板において所定の電極が形成された面とが同じ向きの状態で、第１接続部が所定の電極に固定され、第２接続部が所定の電極に固定されることが好ましい。
【００１７】
これにより、一の素子形成基板と他の素子形成基板とを、同じ側の面において素子間配線部材により電気的に接続することができる。
【００１８】
さらに、延在部は、所定の方向として、第１の方向に延在する第１延在部と、第１の方向と交差する第２の方向に延在するように第１延在部に接続された第２延在部と、第２の方向と反対向きの第３の方向に延在するように第１延在部に接続された第３延在部とを含み、第１接続部は第２延在部に設けられ、第２接続部は第３延在部に設けられていることが好ましい。
【００１９】
これにより、第１接続部が設けられた第２延在部と第２接続部が設けられた第３延在部都とが、第１延在部によって互いに繋がって、一つの素子間配線部材により複数の所定の電極を容易に電気的に接続することができる。
【００２０】
本発明に係る光電変換素子は、光電変換基板と第１電極および第２電極と素子間配線部材とを備えている。光電変換基板は、第１主表面と第２主表面とを有し、第１主表面を受光面として、光電変換素子本体が形成されている。第１電極および第２電極は、光電変換基板の第２主表面に、光電変換素子本体の端子としてそれぞれ形成されている。素子間配線部材は、所定の方向に延在する延在部、その延在部から所定の方向と交差する方向に突出するように櫛状に形成された接続部を有し、その接続部が第１電極に固定されている。
【００２１】
この構成によれば、光電変換基板の第１電極に固定される素子間配線部材の接続部を延在部に対して櫛状に形成することで、熱収縮に伴う応力が解放されて、接続部と第１電極または第２電極との電気的な接続不良を低減することができる。
【００２２】
本発明に係る光電変換素子接続体は、複数の光電変換基板と第１電極および第２電極と複数の素子間配線部材とを備えている。複数の光電変換基板は、それぞれ第１主表面と第２主表面とを有し、第１主表面を受光面として、光電変換素子本体がそれぞれ形成されている。第１電極および第２電極は、複数の光電変換基板のそれぞれの第２主表面に、光電変換素子本体の端子としてそれぞれ形成されている。複数の素子間配線部材のそれぞれは、所定の方向に延在する延在部、延在部から所定の方向と交差する方向に突出するように櫛状にそれぞれ形成された第１接続部および第２接続部をそれぞれ有し、複数の光電変換基板のうち、一の光電変換基板の第１電極に第１接続部が固定され、一の光電変換基板と隣接する他の光電変換基板の第２電極に第２接続部が固定されて、複数の光電変換基板を互いに電気的に接続する。
【００２３】
この構成によれば、複数の光電変換基板のうち、一の光電変換基板の第１電極に固定される第１接続部が延在部に対して櫛状に突出するように形成され、一の光電変換基板と隣接する他の光電変換基板の第２電極に固定される第２接続部が延在部に対して櫛状に突出するように形成されていることで、熱収縮に伴う応力が解放されて、各接続部と第１電極または第２電極との電気的な接続不良を低減することができる。また、第１接続部および第２接続部の長さを調節したり、延在部における第１接続部および第２接続部の位置を調整することによって、素子間配線部材が固定される光電変換基板の第１電極および第２電極の位置の自由度を高めることができる。
【００２４】
また、一の光電変換基板の第１電極に固定される、複数の素子間配線部材のうちの一の素子間配線部材の第１接続部と、一の光電変換基板の第２電極に固定される、複数の素子間配線部材のうちの他の素子間配線部材の第２接続部とは、互いに向かい合うように配設されていることが好ましい。
【００２５】
これにより、第１電極と第２電極とが直線状に配置されている場合や、第１電極と第２電極との間隔が比較的短い場合に、一の素子間配線部材と他の素子間配線部材とが互いに接触するのを回避しながら、各素子間配線部材を光電変換基板に接続することができる。
【００２６】
本発明に係る他の素子間配線部材は、所定の素子本体と複数の電極がそれぞれ形成された、一の素子形成基板と他の素子形成基板とを、互いに電気的に接続するための素子間配線部材であって、一の素子形成基板および他の素子形成基板の配置関係で、所定の方向に延在するジグザグ形状の延在部を備えている。
【００２７】
この構成によれば、延在部をジグザグ形状とすることで、熱収縮に伴う応力が解放されて、延在部と所定の電極との電気的な接続不良を低減することができる。
【００２８】
その延在部は、直線を折り曲げた態様のジグザグ形状とされていてもよいし、曲線態様のジグザグ形状とされていてもよい。
【００２９】
本発明に係る他の光電変換素子は、光電変換基板と第１電極および第２電極と素子間配線部材とを備えている。光電変換基板は、第１主表面と第２主表面とを有し、第１主表面を受光面として、光電変換素子本体が形成されている。第１電極および第２電極は、光電変換基板の第２主表面に、光電変換素子本体の端子としてそれぞれ形成されている。素子間配線部材は、所定の方向に延在するジグザグ形状の延在部を有し、延在部における所定の部分が第１電極に固定されている。
【００３０】
この構成によれば、光電変換基板の第１電極に固定される素子間配線部材の延在部をジグザグ形状とすることで、熱収縮に伴う応力が解放されて、延在部と第１電極または第２電極との電気的な接続不良を低減することができる。
【００３１】
本発明に係る他の光電変換素子接続体は、複数の光電変換基板と第１電極および第２電極と複数の素子間配線部材とを備えている。複数の光電変換基板は、それぞれ第１主表面と第２主表面とを有し、第１主表面を受光面として、光電変換素子本体がそれぞれ形成されている。第１電極および第２電極は複数の光電変換基板のそれぞれの第２主表面に、光電変換素子本体の端子としてそれぞれ形成されている。複数の素子間配線部材のそれぞれは、所定の方向に延在するジグザグ形状の延在部を有し、複数の光電変換基板のうち、一の光電変換基板の第１電極に延在部の所定の部分が固定され、一の光電変換基板と隣接する他の光電変換基板の第２電極に延在部の他の所定の部分が固定されて、複数の光電変換基板を互いに電気的に接続する。
【００３２】
この構成によれば、複数の光電変換基板のうち、一の光電変換基板の第１電極に固定されるとともに、一の光電変換基板と隣接する他の光電変換基板の第２電極に固定される延在部がジグザグ形状とされていることで、熱収縮に伴う応力が解放されて、各延在部と第１電極または第２電極との電気的な接続不良を低減することができる。
【００３３】
本発明に係る光電変換モジュールは、上記光電変換素子接続体を備えている。したがって、この光電変換モジュールでは、上述したように、熱収縮に伴う応力が解放されて、各接続部と第１電極または第２電極との電気的な接続不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の各実施の形態に係るインターコネクタおよびこれを含む光電変換素子の構造を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光電変換素子のセル基板の構造を示す断面図である。
【図３】同実施の形態において、セル基板における受光面とは反対側の裏面の電極の配置を示す平面図である。
【図４】同実施の形態において、セル基板における受光面の受光面電極の配置を示す平面図である。
【図５】同実施の形態において、光電変換素子同士を電気的に接続するインターコネクタの構造を示す平面図である。
【図６】同実施の形態において、インターコネクタによって互いに接続された光電変換素子接続体の構造を示す平面図である。
【図７】同実施の形態において、光電変換素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】同実施の形態において、図７に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図９】同実施の形態において、図８に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１０】同実施の形態において、図９に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１１】同実施の形態において、図１０に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１２】同実施の形態において、図１１に示す工程の後に行われる一工程を示す斜視図である。
【図１３】同実施の形態において、図１１に示す工程の後に行われる他の工程を示す斜視図である。
【図１４】同実施の形態において、本インターコネクタによる作用効果を説明するための第１の平面図である。
【図１５】同実施の形態において、本インターコネクタによる作用効果を説明するための図１４に対応する第１の断面図である。
【図１６】同実施の形態において、本インターコネクタによる作用効果を説明するための第２の平面図である。
【図１７】同実施の形態において、本インターコネクタによる作用効果を説明するための図１６に対応する第２の断面図である。
【図１８】比較例に係るインターコネクタによる作用効果を説明するための第１の平面図である。
【図１９】比較例に係るインターコネクタによる作用効果を説明するための図１８に対応する第１の断面図である。
【図２０】比較例に係るインターコネクタによる作用効果を説明するための第２の断面図である。
【図２１】同実施の形態において、セル基板における裏面の電極配置の第１の変形例を示す平面図である。
【図２２】同実施の形態において、セル基板における裏面の電極配置の第２の変形例を示す平面図である。
【図２３】同実施の形態において、セル基板における裏面の電極配置の第３の変形例を示す平面図である。
【図２４】同実施の形態において、セル基板における裏面の電極配置の第４の変形例を示す平面図である。
【図２５】同実施の形態において、セル基板における受光面電極の配置の変形例を示す平面図である。
【図２６】同実施の形態において、インターコネクタの製造方法の一工程を示す平面図である。
【図２７】同実施の形態において、図２６に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
【図２８】同実施の形態において、インターコネクタの第１の変形例を示す平面図である。
【図２９】同実施の形態において、インターコネクタの第２の変形例を示す平面図である。
【図３０】同実施の形態において、図２９に示すインターコネクタによって互いに接続された光電変換素子接続体を示す平面図である。
【図３１】同実施の形態において、インターコネクタの第３の変形例を示す平面図である。
【図３２】同実施の形態において、第４の変形例に係るインターコネクタによって互いに接続された光電変換素子接続体を示す平面図である。
【図３３】同実施の形態において、図３２に示すインターコネクタと電極との接続部分を示す部分拡大平面図である。
【図３４】同実施の形態において、第５の変形例に係るインターコネクタと電極との接続部分を示す部分拡大平面図である。
【図３５】同実施の形態において、光電変換素子のセル基板の変形例の構造を示す断面図である。
【図３６】同実施の形態において、変形例に係る光電変換素子の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３７】同実施の形態において、図３６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図３８】同実施の形態において、図３７に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図３９】同実施の形態において、図３８に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４０】同実施の形態において、図３９に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４１】同実施の形態において、図４０に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４２】同実施の形態において、図４１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４３】同実施の形態において、図４２に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４４】同実施の形態において、図４３に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図４５】本発明の実施の形態２に係る光電変換モジュールの構造を示す断面図である。
【図４６】従来のインターコネクタおよびこれを含む光電変換素子の構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
実施の形態１
はじめに、本発明の実施の形態に係るインターコネクタ（素子間配線部材）の基本的構造について説明する。図１に示すように、インターコネクタ２０は、一方向に延在する延在部２１と、光電変換素子１のセル基板（光電変換基板）１１に形成されたｎ電極８またはｐ電極９に固定されて、これらの電極８，９に接続される接続部２２とを備えている。この一方向は、セル基板１１が配置される方向や、電極８，９が配置される方向に基づく。接続部２２は、延在部２１から一方向とほぼ直交する方向に突出して櫛状に形成されている。延在部２１は、セル基板１１には接触するものの、固定されていない。
【００３６】
後述するように、インターコネクタ２０の延在部２１をセル基板１１に固定させないことで、熱収縮に伴うストレスを解放させることができる。また、インターコネクタ２０の接続部２２を延在部２１に対して櫛状に形成することで、光電変換素子１に形成されるｎ電極８とｐ電極９の配置の自由度を高めることができる。
【００３７】
次に、そのようなインターコネクタによって、複数の光電変換素子が互いに電気的に接続された光電変換素子接続体（光電変換素子ストリング）について、具体的に詳細に説明する。まず、光電変換素子について説明する。図２、図３および図４に示すように、光電変換素子１は、たとえば、一辺約１５５ｍｍ、厚さ約２００μｍのセル基板１１からなる。セル基板１１では、ｐ型半導体層３を貫通する貫通孔５が形成され、その貫通孔５の側壁を含むｐ型半導体層３の表面にｎ型半導体層４が形成されている。
【００３８】
そのｎ型半導体層４に接触して貫通孔５を充填するｎ電極８が、裏面側に露出するように形成されている。さらに、ｐ型半導体層３の裏面側の表面上にｐ電極９が形成されている。ｐ型半導体層３の裏面側の表面上には、絶縁層１０が形成されている。光電変換素子１の裏面では、行方向に同一極の電極（ｎ電極８ａ〜８ｅ、ｐ電極９ａ〜９ｄ）が配置され、列方向にｎ電極８ａ〜８ｅとｐ電極９ａ〜９ｄとが交互に配置されている。一方、ｎ型半導体層４の受光面には、受光面電極７が形成され、また、反射防止膜６が形成されている。
【００３９】
次に、インターコネクタについて説明する。図５に示すように、インターコネクタ２０は、延在部２１と接続部２２とを備えて構成される。延在部２１は一方向に延在し、接続部２２は、ｎ電極あるいはｐ電極の配置に対応し、延在部２１に対して櫛状に突出するように形成されている。そのインターコネクタ２０は、たとえば、はんだめっきが施された導電性部材（銅）から形成されている。延在部２１の幅Ｗ１は、たとえば、５ｍｍとされ、接続部２２の幅Ｗ２は、たとえば、３ｍｍとされる。また、厚さは、たとえば、０．１ｍｍとされる。なお、導電性部材としては、銅の他に、たとえば、銅／アルミニウム／銅の合金、あるいは、銅／インバー／銅の合金等でもよい。
【００４０】
次に、光電変換素子接続体について説明する。図６に示すように、光電変換素子接続体１２を構成する光電変換素子１のセル基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれぞれでは、行方向に同一極の電極（ｎ電極８ａ〜８ｅ、ｐ電極９ａ〜９ｄ）が配置され、列方向にｎ電極８ａ〜８ｅとｐ電極９ａ〜９ｄとが交互に配置されている。ｎ番目の光電変換素子１ｂの１列目のｐ電極９ａ〜９ｄと、ｎ＋１番目の光電変換素子１ｃの１列目のｎ電極８ａ〜８ｅとが、第１インターコネクタ２０ａによって電気的に接続されている。また、ｎ番目の光電変換素子１ｂの２列目のｐ電極９ａ〜９ｄと、ｎ＋１番目の光電変換素子１ｃの２列目のｎ電極８ａ〜８ｅとが、第２インターコネクタ２０ｂによって電気的に接続されている。
【００４１】
以下同様にして、それぞれの光電変換素子１ｂ，１ｃの３列目のｐ電極９ａ〜９ｄとｎ電極８ａ〜８ｅとが第３インターコネクタ２０ｃによって電気的に接続され、４列目のｐ電極９ａ〜９ｄとｎ電極８ａ〜８ｅとが第４インターコネクタ２０ｄによって電気的に接続されている。こうして、ｎ番目の光電変換素子１ｂのｐ電極９ａ〜９ｄと、ｎ＋１番目の光電変換素子１ｃのｎ電極８ａ〜８ｅとが、４つのインターコネクタ２０ａ〜２０ｄからなるｎ番目のインターコネクタ群によって電気的に接続されている。
【００４２】
同様にして、ｎ−１番目の光電変換素子１ａの４列分のｐ電極９ａ〜９ｄとｎ番目の光電変換素子１ｂの４列分のｎ電極８ａ〜８ｅとが、４つのインターコネクタ２０ｅ〜２０ｈからなるｎ−１番目のインターコネクタ群によって列ごとに電気的に接続されている。同様に、他の光電変換素子のｎ電極とｐ電極についても、インターコネクタによって電気的に接続されている。
【００４３】
次に、上述した光電変換素子接続体の製造方法の一例について説明する。
（１）貫通孔形成、表面凹凸加工工程
まず、図７に示すように、ｐ型の半導体基板２が用意される。半導体基板２として、たとえば結晶シリコン基板が適用されるが、これに限られるものではない。半導体基板２の厚さは、１０〜３００μｍ程度が好ましく、５０〜１００μｍ程度がさらに好ましい。次に、図８に示すように、ｐ型の半導体基板２に、レーザー加工を施すことによって、たとえば、直径０．３ｍｍ程度の円形の貫通孔５が形成される。
【００４４】
貫通孔５の形状や寸法は、これに限られず、光電変換素子接続体の仕様等に対応した所望の形状や寸法が採用される。また、貫通孔５の形成はレーザー加工に限られない。次に、半導体基板２に、酸あるいはアルカリの溶液によるエッチングや、反応性プラズマによるエッチングを施すことにより、半導体基板２の表面に凹凸構造（テクスチャ構造）が形成される（図示せず）。
【００４５】
（２）ｎ型層形成工程
次に、図９に示すように、常圧ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法により、半導体基板２の裏面の貫通穴５の周縁以外の領域に、たとえば、シリコン酸化膜からなる拡散防止マスク１５が形成される。次に、たとえばＰＯＣｌ3などのｎ型不純物を含有する材料を含んだ高温の気体中に半導体基板２を晒すことにより、拡散防止マスク１５によって覆われていない領域にｎ型不純物が導入されてｎ型半導体層４が形成される。
【００４６】
すなわち、ｎ型半導体層４は、半導体基板２の表面（受光面）側の領域、貫通孔５の内壁および半導体基板２の裏面側の拡散防止マスク１５によって覆われていない領域のそれぞれの表面から所定の深さにわたり形成される。次に、所定のエッチングによって拡散防止マスク１５を除去することにより、ｐ型の半導体基板２の領域がｐ型半導体層３として露出する。
【００４７】
なお、ｎ型半導体層の形成方法としては、上述した方法に限られず、たとえば、イオン注入法によりｎ型の不純物イオンを半導体基板２に注入することによってｎ型半導体層４を形成してもよい。また、半導体基板２の表面上に、たとえばＣＶＤ法により別途ｎ型半導体層を形成するようにしてもよい。この場合には、ｐ型の半導体基板２そのものがｐ型半導体層３となる。
【００４８】
（３）反射防止膜および絶縁層形成工程
次に、図１０に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法により、受光面側に位置するｎ型半導体層４のうち、貫通孔５およびその周辺の受光面電極が形成される領域を除いて、その表面上に厚さ約７０ｎｍのシリコン窒化膜からなる反射防止膜６が形成される。なお、反射防止膜としては、これを受光面側に位置するｎ型半導体層４の表面の全体を覆うように形成してもよい。この場合には、受光面電極７（図１１参照）は、反射防止膜６の表面上に形成されて、ファイアスルーによって受光面電極とｎ型半導体層とを導通させることになる。また、反射防止膜６としては、表面反射を抑制する機能を有するものであれば、その材料、厚さおよび形成方法等は特に限定されない。
【００４９】
一方、ＣＶＤ法あるいはスパッタ法により、裏面側に露出したｐ型半導体層３のうち、ｐ電極９（図１１参照）が形成される領域を除いて、その表面上に厚さ約５０〜１００ｎｍ程度の酸化ケイ素からなる絶縁層１０が形成される。絶縁層としては、これを裏面側に位置するｐ型半導体層３の表面の全体を覆うように形成してもよい。この場合には、ｐ電極は絶縁層１０の表面上に形成されて、ファイアスルーによってｐ電極とｐ型半導体層３とを導通させることになる。
【００５０】
また、絶縁層１０としては、ｐ型半導体層３とｎ電極との間を電気的に絶縁することができるものであれば、その材料、厚さおよび形成方法等は特に限定されず、酸化ケイ素以外に、たとえば、窒化珪素、酸化タンタル、酸化アルミニウム等からなる絶縁層を形成してもよい。特に、酸化タンタルは、たとえば文献（藤川ら“Ｔａ2Ｏ5系高誘電率絶縁膜の作製”  豊田中央研究所Ｒ＆Ｄレビュー  Vol.  30  No.  4.  p12-23.  1995.12)に記載されている方法で形成することができる。
【００５１】
（４）受光面電極、ｎ電極およびｐ電極形成工程
次に、図１１に示すように、たとえば、銀などのペースト材料を半導体基板２の裏面の貫通孔５上およびｐ電極９を形成する領域に印刷し、焼成することによって、貫通孔５を充填して半導体基板２の裏面に露出するｎ電極８が複数形成されるとともに、ｐ型半導体層３の裏面側に複数のｐ電極９が形成される。また、銀などのペースト材料を受光面に印刷し、焼成することによって、ｎ型半導体層４の受光面に受光面電極７が形成される。
【００５２】
なお、受光面電極７、ｎ電極８およびｐ電極９としては、銀の他に、たとえば、アルミニウム、銅、ニッケル、パラジウム等の金属材料を用いて形成してもよい。また、これらを、ペースト材料の印刷の他に、蒸着法によって形成してもよい。さらに、受光面電極７、ｎ電極８およびｐ電極９を形成した後に、必要に応じて、熱処理やフォーミングガスアニールを行ってもよい。こうして、光電変換素子（セル基板）の一つが形成される。以下、同様にして複数の光電変換素子が形成される。
【００５３】
（５）インターコネクタ接続工程
次に、複数の光電変換素子（セル基板）が、インターコネクタによって互いに電気的に接続される。このとき、図１２に示すように、インターコネクタ２０の上に光電変換素子１のセル基板１１を載置して接続する手法（手法Ａ）と、図１３に示すように、セル基板１１の上にインターコネクタ２０を載置して接続する手法（手法Ｂ）とがある。
【００５４】
手法Ａでは、まず、１枚のセル基板１１分のインターコネクタ２０が所定の治具（図示せず）の所定の位置に配置される。このとき、インターコネクタ２０を真空吸着によって保持するようにしてもよい。次に、セル基板１１が、インターコネクタ２０に対してあらかじめ設定された所定の位置（座標）に配置される。また、このとき、インターコネクタ２０とセル基板１１との相対的な位置関係を、画像認識によって微調整するようにしてもよい。次に、セル基板１１の上方から所定の荷重が印加されて、リフロー炉内にて所定の温度のもとでセル基板１１とインターコネクタ２０に熱処理が施される。その後、セル基板１１とインターコネクタ２０とを冷却することで、セル基板１１にインターコネクタ２０が接続される。
【００５５】
一方、手法Ｂでは、セル基板１１にあらかじめ形成されている位置決めのためのマーキング（図示せず）を画像認識することによって、セル基板１１が所定の位置に配置される。また、この他に、セル基板１１のｎ電極あるいはｐ電極が、セル基板１１の所定の角（コーナ）を基準に形成されているセル基板１１では、その角を所定の位置にセッティングするようにしてもよい。
【００５６】
次に、セル基板１１に対してインターコネクタ２０が所定の位置に載置される。このとき、インターコネクタ２０とセル基板１１との相対的な位置関係を、画像認識によって微調整するようにしてもよい。なお、インターコネクタ２０のセル基板１１への載置は、インターコネクタ２０を１本ずつセル基板の所定の位置に載置する方法と、１枚のセル基板１１分のインターコネクタ２０（インタコネクタ群）を、別のところで配列させ、その後、そのインターコネクタ群をまとめてセル基板１１に載置する方法とがある。
【００５７】
次に、インターコネクタ２０の上方から所定の荷重が印加されて、リフロー炉内にて所定の温度のもとでセル基板１１とインターコネクタ２０に熱処理が施される。その後、セル基板１１とインターコネクタ２０とを冷却することで、インターコネクタ２０がセル基板１１に接続される。こうして、セル基板１１にインターコネクタ２０が接続された光電変換素子接続体１２（ストリング）が形成される。
【００５８】
上述した光電変換素子接続体１２では、複数のセル基板（光電変換素子）１１を互いに接続するインターコネクタ２０の延在部２１をセル基板１１に固定させないことで、熱収縮に伴うストレス（応力）を解放させることができる。このことについて説明する。
【００５９】
インターコネクタ２０は、リフロー炉内でインターコネクタ２０をセル基板１１に接触させた状態で熱処理を施し、その後、冷却することによってインターコネクタ２０がセル基板１１に固定されて接続される。そのインターコネクタ２０の熱膨張係数はセル基板１１の熱膨張係数よりも大きい。そのため、まず、リフロー炉内では、図１４および図１５に示すように、インターコネクタ２０がセル基板１１よりも大きく熱膨張（矢印参照）した状態で、インターコネクタ２０がセル基板１１に接触している。次に、そのインターコネクタ２０とセル基板１１とを冷却することで、図１６および図１７に示すように、インターコネクタ２０がセル基板１１よりも大きく収縮（矢印参照）した状態で、接続部２２がセル基板１１に固定されることになる。一方、このとき、インターコネクタ２０の延在部２１は、セル基板１１には固定されていない。
【００６０】
これにより、インターコネクタ２０の延在部２１が熱収縮する方向と直交する方向に突出する接続部２２が変形をし、インターコネクタ２０の熱収縮に伴う応力が接続部２２に吸収されることになる。その結果、インターコネクタ２０の熱収縮に伴う応力がセル基板１１に及ぶのを阻止して、セル基板１１が反るのを防止することができる。また、セル基板が反ることによって、インターコネクタ２０とセル基板１１との良好な電気的接続が損なわれるのを抑制することができる。なお、図１６では、インターコネクタ２０の接続部２２が応力を吸収する様子を示すために、接続部２２の変形は誇張されて示されている。
【００６１】
これに対して、比較例として、従来のインターコネクタをセル基板に接続する場合について説明する。従来のインターコネクタも、リフロー炉内でインターコネクタをセル基板に接触させた状態で熱処理を施し、その後、冷却することによってセル基板に接続されることになる。リフロー炉内では、図１８および図１９に示すように、インターコネクタ１２０がセル基板１１１よりも大きく熱膨張（矢印参照）した状態で、インターコネクタ１２０がセル基板１１１に接触している。次に、そのインターコネクタ１２０とセル基板１１１とを冷却することで、図２０に示すように、インターコネクタ１２０がセル基板１１１よりも大きく収縮（矢印参照）した状態で、延在部１２１がセル基板１１１に固定されることになる。
【００６２】
このとき、従来のインターコネクタ１２０は、延在部１２１だけからなり、その延在部１２１の所定の部分がｎ電極またはｐ電極に固定される。そのため、熱収縮する延在部１２１の応力が、延在部１２１が固定されているｎ電極またはｐ電極の部分に作用する結果、セル基板１１１が反ってしまうことになる。
【００６３】
このように、従来のインターコネクタ１２０では、熱収縮をするインターコネクタ１２０の延在部１２１がｎ電極またはｐ電極に固定されることで、延在部１２１の熱収縮に伴う応力がｎ電極またはｐ電極が形成されたセル基板１１１に及んで、セル基板１１１が反ってしまうのに対して、上述したインターコネクタ２０では、熱収縮する延在部２１はセル基板１１には固定されず、接続部２２が固定されることで、延在部２１の熱収縮に伴う応力が接続部２２に吸収されて、セル基板１１が反るのを防止することができる。
【００６４】
なお、上述したインターコネクタ接続工程では、インターコネクタ２０の接続方法として、リフロー炉による熱処理によって接続する方法を例に挙げて説明した。接続方法としては、これに限られず、たとえば、はんだにホットエアーを吹き付けたり、あるいは、レーザ光線を照射等して局所的にはんだを加熱することによって、インターコネクタをセル基板に接続してもよい。また、はんだの代わりに、異方導電性フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic  Conductive  Film）、異方導電性ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic  Conductive  Paste）あるいは導電性接着材を用いて、インターコネクタをセル基板に接続してもよい。
【００６５】
（セル基板におけるｎ電極とｐ電極の配置パターンのバリエーション）
上述した光電変換素子のセル基板の裏面に形成されるｎ電極とｐ電極の配置パターンとして、列方向に直線状にｎ電極８ａ〜８ｅとｐ電極９ａ〜９ｄとが交互に配置されるパターンを例に挙げて説明した（図３参照）。ｎ電極とｐ電極とは、たとえば、セル基板から電流を効率よく取り出す配置パターン、また、セル基板とインターコネクタとの接続強度の確保を図る配置パターン、さらには、インターコネクタの数を減らす配置パターン、そして、インターコネクタをセル基板に接続する工程をより簡単にする配置パターンであれば、上述した配置パターンに限られない。
【００６６】
たとえば、図２１に示すように、ｎ電極８ａ〜８ｅの列の位置とｐ電極９ａ〜９ｄの列の位置とを互いに少しずらしたパターンとしてもよい。また、図２２に示すように、ｎ電極同士の間隔とｐ電極同士の間隔とが異なるパターンとしてもよい。さらに、図２３に示すように、互いに形状が異なるｎ電極８ａ〜８ｅとｐ電極９ａ〜９ｄとを交互に直線状に配置したパターンや、図２４に示すように、そのような形状のｎ電極８ａ〜８ｈとｐ電極９ａ〜９ｄとを、ｎ電極同士の間隔とｐ電極同士の間隔とが異なるように配置したパターンとしてもよい。このような配置のパターンでも、インターコネクタ２０の接続部２２の長さや、延在部２１における接続部２２の位置を調節することで、インターコネクタ２０を確実にｎ（ｐ）電極に固定することができる。
【００６７】
なお、セル基板の受光面側の受光面電極として図４に示されるパターンを例に挙げて説明したが、たとえば、図２４に示されるｎ電極とｐ電極の配置パターンの場合には、受光面電極７のパターンを、図２５に示すパターンとしてもよい。
【００６８】
（インターコネクタの製造方法）
次に、櫛状のインターコネクタの製造方法の一例について説明する。まず、図２６に示すように、所定の幅を有して延在する帯状の導電体６０を、たとえば、はんだにより井桁状に接続する。次に、図２７に示すように、点線に沿って導電体６０を切断することによって、延在部２１と接続部２２からなるインターコネクタ２０が得られる。そのインターコネクタ２０の各接続部２２を、対応する光電変換素子１ｂのｎ電極８ａ〜８ｅに接続するとともに、光電変換素子１ａのｐ電極９ａ〜９ｄに接続することによって光電変換素子同士が接続される。
【００６９】
（インターコネクタのバリエーション）
次に、インターコネクタのバリエーションの一例について説明する。インターコネクタには、セル基板の裏面に形成されるｎ電極とｐ電極の配置パターンに対応した形状が求められることになる。たとえば、ｎ電極の列とｐ電極の列とをずらした配置パターンに適用されるインターコネクタとしては、図２８に示すように、延在部２１から突出する接続部２２の長さＬ１，Ｌ２が異なるインターコネクタ２０を適用することが望ましい。
【００７０】
また、図２９に示すように、列ごとにｎ電極とｐ電極とを接続する１本のインターコネクタ２０の延在部２１を他の延在部２３によって互いに接続した態様のインターコネクタ２０としてもよい。そのインターコネクタ２０の厚みｔは約０．１ｍｍ、接続部２２の幅Ｗ１は約３ｍｍ、延在部２１の幅Ｗ２は約５ｍｍ、延在部２３の幅Ｗ３は約１０ｍｍであり、厚みｔは０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ、幅Ｗ１は０．５〜１５ｍｍ、幅Ｗ２は１〜２０ｍｍ、幅Ｗ３は１〜５０ｍｍが好ましい範囲とされる。
【００７１】
また、このインターコネクタ２０の場合には、図３０に示すように、延在部２３を挟んで一方の側に位置する延在部２１ａに設けられている櫛状の接続部２２ａと、他方の側に位置する延在部２１ｂに設けられている櫛状の接続部２２ｂとは、インターコネクタ２０がセル基板１１に接続された状態で、列方向に配置されるｎ電極８ａ〜８ｅおよびｐ電極９ａ〜９ｄに対して互いに反対方向から接続部２２ａ，２２ｂが接続されるように配置されている。
【００７２】
すなわち、このインターコネクタ２０では、一つのセル基板１１に接続される一方のインタコネクタ２０の延在部２１ａおよび接続部２２ａが、他方のインターコネクタ２０の延在部２１ｂおよび接続部２２ｂと平面的に重ならないパターンに設定されている。
【００７３】
このように、一方のインターコネクタ２０の延在部２１および接続部２２が、他方のインターコネクタ２０の延在部２１および接続部２２に重ならないインターコネクタとしては、図２９に示すインターコネクタの他に、たとえば、図３１に示されるようなインターコネクタであってもよい。
【００７４】
特に、この種のインターコネクタ２０によれば、隣接するセル基板１１同士を一度に互いに接続することができて、光電変換素子接続体の生産効率を向上させることができる。
【００７５】
また、本インターコネクタ２０では、延在部２１に対して接続部２２を設ける位置を変えたり、接続部２２の長さを変えたりすることができて、セル基板１１に形成するｎ電極８とｐ電極９の配置パターンの自由度を高めることも可能になる。
【００７６】
次に、インターコネクタのバリエーションの他の例について説明する。図３２および図３３に示すように、インターコネクタ２０は、ジグザグ形状の延在部２１を備えている。特に、このインターコネクタ２０では、延在部２１は直線を折り曲げた態様のジグザグ形状とされる。光電変換素子１のｐ電極９ａ〜９ｄと、他の光電変換素子１のｎ電極８ａ〜８ｅとが、対応する延在部２１の所定の部分において電気的に接続されている。
【００７７】
上述したインターコネクタ２０では、熱収縮する延在部２１は、ｐ電極９ａ〜９ｄまたはｎ電極８ａ〜８ｅに接続されている部分以外ではセル基板１１には固定されず、そして、延在部２１がジグザグ形状とされている。これにより、延在部２１の熱収縮に伴う応力が延在部２１そのものによって吸収されて、セル基板１１が反るのを防止することができる。
【００７８】
なお、上述したインターコネクタでは、延在部が直線を折り曲げた態様のジグザグ形状を例に挙げて説明したが、図３４に示すように、曲線態様のジグザグ形状としてもよい。この場合にも、延在部２１の熱収縮に伴う応力が延在部２１そのものによって吸収されて、セル基板１１が反るのを防止することができる。
【００７９】
（光電変換素子のバリエーション）
上述した光電変換素子接続体では、光電変換素子（セル基板）として、受光面側にｐｎ接合を設け、受光面において発生した電子を貫通孔を充填するように形成されたｎ電極から取り出す態様の光電変換素子を例に挙げて説明した。光電変換素子としては、このような態様の光電変換素子に限られず、たとえば裏面側にｐｎ接合を設けた態様の光電変換素子でもよい。
【００８０】
図３５に示すように、この種の光電変換素子では、ｎ型の半導体基板４１における受光面とは反対側の裏面には、ｎ型層４２とｐ型層４３とがそれぞれ所定の領域に形成されている。さらに、裏面には、ｎ型層４２に電気的に接続されるｎ電極４４が形成され、ｐ型層４３に電気的に接続されるｐ電極４５が形成されている。一方、半導体基板４１における受光面は、テクスチャー構造とされる。その受光面には、反射防止膜４６が形成されている。この光電変換素子では、受光面側に電極が一切設けられないため、同じ面積の光電変換素子に対して受光面積をより多く確保することができる。
【００８１】
次に、この光電変換素子の製造方法について簡単に説明する。まず、図３６に示すように、ｎ型の半導体基板４１が用意される。次に、図３７に示すように、半導体基板４１の一方の面にシリコン酸化膜などのテクスチャマスク４８を形成した状態で、半導体基板４１の受光面にテクスチャ加工を施すことにより、半導体基板４１の受光面にテクスチャ構造が形成される。
【００８２】
次に、図３８に示すように、半導体基板４１の受光面の全面を覆うとともに、裏面のｐ型層が形成される領域を除いて裏面を覆う第１拡散マスク４９が形成される。次に、その第１拡散マスク４９をマスクとして、露出した半導体基板４１の領域にｐ型の不純物を導入することにより、ｐ型層４３（図３９参照）が形成される。その後、図３９に示すように、第１拡散マスク４９が除去される。
【００８３】
次に、図４０に示すように、半導体基板４１の受光面の全面を覆うとともに、裏面のｎ型層が形成される領域を除いて裏面を覆う第２拡散マスク５０が形成される。次に、その第２拡散マスク５０をマスクとして、露出した半導体基板４１の領域にｎ型の不純物を導入することにより、ｎ型層４２（図４１参照）が形成される。その後、図４１に示すように、第２拡散マスク５０が除去される。次に、図４２に示すように、半導体基板４１の裏面の全面にシリコン酸化膜等のパッシベーション膜５１が形成される。
【００８４】
次に、図４３に示すように、パッシベーション膜に所定の写真製版処理とエッチングを施すことにより、ｐ型層４３の表面とｎ型層４２の表面とをそれぞれ露出するコンタクトホール５１ａ、５１ｂが形成される。次に、半導体基板４１の裏面に銀ペーストを印刷して所定の温度のもとで焼成することにより、図４４に示すように、ｐ型層４３に接続されるｐ電極４５と、ｎ型層４２に接続されるｎ電極４４が形成される。こうして光電変換素子が形成される。
【００８５】
上述した光電変換素子１においても、本インターコネクタを適用することで、熱収縮する延在部２１はセル基板１１には固定されず、接続部２２がセル基板１１に固定されて、延在部２１の熱収縮に伴う応力が接続部２２に吸収され、セル基板１１が反るのを防止することができる。
【００８６】
実施の形態２
ここでは、前述した光電変換素子接続体を備えた光電変換モジュールについて説明する。図４５に示すように、光電変換モジュール３０では、光電変換素子接続体１２はＥＶＡ（Ethylene  Vinyl  Acetate）樹脂からなる封止材３２に封止されている。光電変換素子接続体１２を封止した封止材３２は、表面保護層としてのガラス板３３と、裏面フィルム３１との間に挟み込まれている。裏面フィルム３１からは、光電変換素子接続体１２の一方の外部端子３５ａと他方の外部端子３５ｂとが外部に向けて取り出されている。また、ガラス板３３、封止材３２および裏面フィルム３１の周囲を外方から取囲むように、アルミニウム枠からなるフレーム３４が取り付けられている。
【００８７】
次に、光電変換モジュール３０の製造方法の一例について簡単に説明する。まず、光電変換素子接続体１２がＥＶＡフィルムに挟み込まれ、さらに、これがガラス板３３と裏面フィルム３１との間に挟み込まれる。次に、その状態で、ガラス板３３と裏面フィルム３１との間を減圧することによって気泡が取り除かれる。次に、所定の温度のもとで加熱してＥＶＡを硬化させることにより、光電変換素子接続体１２が封止材３２に封止される。その後、ガラス板３３、封止材３２および裏面フィルム３１をアルミニウム枠からなるフレーム３４に取り付けることによって、光電変換モジュール３０が完成する。
【００８８】
上述した製造方法では、特に、ＥＶＡ樹脂によって光電変換素子接続体を封止する工程では、ＥＶＡ樹脂には温度約１４０℃のもとで熱処理が施され、その後、冷却される。そのため、熱処理後室温に戻るまでの間に、セル基板１１とインターコネクタ２０との間に、熱膨張係数の差に起因する応力（熱応力）が生じることになる。
【００８９】
また、光電変換モジュール３０は、建築物の屋根等に設置された後では、高温と低温の外気に繰り返して晒されることになる。昼間では、太陽光の照射により光電変換モジュール３０の温度は約７０℃程度になる。一方、夜間では、光電変換モジュール３０の温度は約１５℃、あるいは、それ以下の温度にまで低下する。光電変換モジュールは、このような温度の外気に繰り返して晒されることになり、このような温度変化によっても、セル基板１１とインターコネクタ２０との間に、熱膨張係数の差に起因する応力が生じることになる。
【００９０】
上述した光電変換モジュールでは、すでに説明したように、熱収縮するインターコネクタ２０の延在部２１はセル基板１１には固定されず、接続部２２が固定されることで、延在部２１の熱収縮に伴う応力が接続部２２に吸収されて、セル基板１１が反ったりセル基板１１が破損したりするのを防止することができる。
【００９１】
なお、上述した実施の形態では、素子形成基板として光電変換素子本体が形成された光電変換基板を例に挙げて説明した。素子形成基板としては、光電変換素子本体以外の素子が形成された基板でもよい。
【００９２】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本素子間配線部材、光電変換素子、光電変換素子接続体および光電変換モジュールは、光電変換技術に有効に利用される。
【符号の説明】
【００９４】
１  光電変換素子、２  半導体基板、３  ｐ型半導体層、４  ｎ型半導体層、５  貫通孔、６  反射防止膜、７  受光面電極、８  ｎ電極、９  ｐ電極、１０  絶縁層、１１  セル基板、１２  光電変換素子接続体、１５  拡散防止マスク、２０  インターコネクタ、２１  延在部、２２  接続部、２３  延在部、３０  光電変換モジュール、３１  裏面フィルム、３２  封止材、３３  ガラス板、３４  フレーム、３５ａ，３５ｂ  外部端子、４１  半導体基板、４２  ｎ型層、４３  ｐ型層、４４  ｎ電極、４５  ｐ電極、４６  反射防止膜、４８  テクスチャマスク、４９  第１拡散マスク、５０  第２拡散マスク、５１  パッシベーション膜、５１ａ，５１ｂ  コンタクトホール、６０  導体線。
【手続補正２】
【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】
一の素子形成基板（１１）に形成された複数の電極（８，９）同士を電気的に接続するとともに、前記一の素子形成基板（１１）に隣接する他の素子形成基板（１１）に形成された電極（８，９）と前記複数の電極（８，９）とを電気的に接続する素子間配線部材であって、
前記一の素子形成基板（１１）に形成された前記複数の電極（８，９）の配置に基づいて所定の方向に延在する延在部（２１）と、
前記延在部（２１）における第１の部分において前記延在部から屈曲して形成され、前記一の素子形成基板（１１）に形成された前記複数の電極（８，９）のうちの所定の電極（８）に固定されて電気的に接続される第１接続部（２２）と、
前記第１の部分とは前記所定の方向に距離を隔てられた前記延在部（２１）における第２の部分において前記延在部から屈曲して形成され、前記一の素子形成基板（１１）に形成された前記所定の電極（８）とは異なる他の所定の電極（８）に固定されて電気的に接続される第２接続部（２２）と
を備えた、素子間配線部材。
【請求項２】
前記第１の部分と前記第２の部分との間に位置する部分以外の前記延在部における第３の部分において前記延在部から屈曲して形成され、前記他の素子形成基板（１１）に形成された前記電極（９）に固定されて電気的に接続される第３接続部（２２）を備えた、請求項１記載の素子間配線部材。
【請求項３】
前記延在部（２１）の幅は、前記第１接続部（２２）および前記第２接続部（２２）のそれぞれの幅よりも広く設定された、請求項１記載の素子間配線部材。
【請求項４】
前記一の素子形成基板（１１）において前記複数の電極（８，９）が形成された面と、前記他の素子形成基板（１１）において前記電極（８，９）が形成された面とが同じ向きの状態で、前記第１接続部（２２）および前記第２接続部（２２）が、前記一の素子形成基板（１１）の前記所定の電極（８）および前記他の所定の電極（８）にそれぞれ固定されるとともに、前記第３接続部（２２）が前記他の素子形成基板（１１）の前記電極（９）に固定される、請求項１記載の素子間配線部材。
【請求項５】
前記延在部（２１）は、
第１の方向に延在する第１延在部（２３）と、
前記第１の方向と交差する第２の方向に延在するように前記第１延在部（２３）に接続された第２延在部（２１ａ）と、
前記第２の方向と反対向きの第３の方向に延在するように前記第１延在部（２３）に接続された第３延在部（２１ｂ）と
を含み、
前記第１接続部（２２ａ）と前記第２接続部（２２ｂ）とは前記第２延在部（２１ａ）に設けられ、
前記第３接続部（２２）は前記第３延在部（２１ｂ）に設けられた、請求項２記載の素子間配線部材。
【請求項６】
第１主表面と第２主表面とを有し、前記第１主表面を受光面として、光電変換素子本体（１）が形成された光電変換基板（１１）と、
前記光電変換基板（１１）の前記第２主表面に、前記光電変換素子本体（１）の端子としてそれぞれ複数形成された第１電極（８）および第２電極（９）と、
前記第１電極（８）に固定された素子間配線部材（２０）と
を有し、
前記素子間配線部材（２０）は、
前記光電変換基板（１１）に形成された前記複数の第１電極（８）の配置に基づいて所定の方向に延在する延在部（２１）と、
前記延在部（２１）における第１の部分において前記延在部から屈曲して形成され、前記光電変換基板（１１）に形成された前記複数の第１電極（８）のうちの所定の電極に固定されて電気的に接続される第１接続部（２２）と、
前記第１の部分とは前記所定の方向に距離を隔てられた前記延在部（２１）における第２の部分において前記延在部から屈曲して形成され、前記光電変換基板（１１）に形成された前記複数の第１電極（８）のうち前記所定の電極とは異なる他の所定の電極に固定されて電気的に接続される第２接続部（２２）と
を備えた、光電変換素子。
【請求項７】
前記延在部（２１）は、前記光電変換基板（１１）とは固定されない部分を含む、請求項６記載の光電変換素子。
【請求項８】
それぞれ第１主表面と第２主表面とを有し、前記第１主表面を受光面として、光電変換素子本体（１）がそれぞれ形成された複数の光電変換基板（１１）と、
前記複数の光電変換基板（１１）のそれぞれの前記第２主表面に、前記光電変換素子本体（１）の端子としてそれぞれ複数形成された第１電極（８）および第２電極（９）と、
前記複数の光電変換基板（１１）を互いに電気的に接続する複数の素子間配線部材（２０）と
を備え、
前記複数の素子間配線部材（２０）のうちの一の素子間配線部材（２０）は、
前記複数の光電変換基板（１１）のうちの一の光電変換基板（１１）に形成された前記複数の第１電極（８）の配置に基づいて所定の方向に延在する延在部（２１）と、
前記延在部（２１）における第１の部分において前記延在部から屈曲して形成され、前記一の光電変換基板（１１）に形成された前記複数の第１電極（８）のうちの所定の電極に固定されて電気的に接続される第１接続部（２２）と、
前記第１の部分とは前記所定の方向に距離を隔てられた前記延在部（２１）における第２の部分において前記延在部から屈曲して形成され、前記一の光電変換基板（１１）に形成された前記複数の第１電極（８）のうち前記所定の電極とは異なる他の所定の電極に固定されて電気的に接続される第２接続部（２２）と、
前記第１の部分と前記第２の部分との間に位置する部分以外の前記延在部における第３の部分において前記延在部から屈曲して形成され、前記一の光電変換基板に隣接する他の光電変換基板（１１）に形成された前記複数の第２電極（９）のうちの所定の電極に固定されて電気的に接続される第３接続部（２２）と
を備えた、光電変換素子接続体。
【請求項９】
前記延在部（２１）は、前記一の光電変換基板（１１）および前記他の光電変換基板（１１）とは固定されない部分を含む、請求項８記載の光電変換素子接続体。
【請求項１０】
前記複数の素子間配線部材（２０）は、前記複数の光電変換基板（１１）のうちの一の光電変換基板（１１）に形成された前記複数の第２電極（９）と、前記一の光電変換基板（１１）に隣接するさらに他の光電変換基板（１１）に形成された前記複数の第１電極（８）とを電気的に接続する他の素子間配線部材（２０）を含み、
前記他の素子間配線部材（２０）は、前記一の光電変換基板（１１）に形成された前記複数の第２電極（９）のうちの所定の電極に固定されて電気的に接続される第４接続部（２２）を備え、
前記一の素子間配線部材（２０）の前記第１接続部（２２）と、前記他の素子間配線部材（２０）の前記第４接続部（２２）とは、互いに向かい合うように配設された、請求項８記載の光電変換素子接続体。
【請求項１１】
請求項８に記載の光電変換素子接続体（１２）を備えた、光電変換モジュール。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４１】
2009066583.tif 000049
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４２】
2009066583.tif 000050
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４３】
2009066583.tif 000051
【国際調査報告】
2009066583.tif 000052
2009066583.tif 000053
2009066583.tif 000054
2009066583.tif 000055
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2009066583.tif 000057