(57)【要約】【課題】複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、製造工程を簡略化することが可能な光起電力装置を提供する。【解決手段】この光起電力装置は、光電変換層を含む半導体各層（２〜４、８および９）と、透光性導電膜５の上面上に形成され、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きいＺｎＯからなる微粒子を含有するシリコン酸化膜７とを備えている。【選択図】図１
2006222192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換層を含む複数の半導体層と、
前記半導体層の少なくとも光入射面上に形成され、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するシリコン酸化膜とを備えた、光起電力装置。
【請求項２】
前記微粒子は、ＺｎＯからなる微粒子である、請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項３】
前記微粒子の平均粒径は、０．１μｍ以下である、請求項１または２に記載の光起電力装置。
【請求項４】
前記シリコン酸化膜の厚みは、０．０１μｍ以上６μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項５】
前記光入射面上の所定領域に形成され、電流を収集するためのフィンガー電極部と、前記フィンガー電極部において収集された前記電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極をさらに備え、
前記シリコン酸化膜は、前記光入射面上に、前記集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項６】
前記シリコン酸化膜のうちの前記集電極のバスバー電極部の上面上に位置する第１部分上に配置されたタブ電極をさらに備え、
前記シリコン酸化膜の第１部分では、前記フラックスにより前記微粒子がエッチングされることによって、前記集電極のバスバー電極部の上面の一部が露出されており、
前記集電極のバスバー電極部と前記タブ電極とは、前記シリコン酸化膜の前記微粒子がエッチングされた部分を介して融着層により接続されている、請求項５に記載の光起電力装置。
【請求項７】
前記集電極のバスバー電極部の上面上に位置する前記シリコン酸化膜の第１部分における前記微粒子の含有量は、前記フラックスにより前記微粒子がエッチングされることにより、前記シリコン酸化膜の第１部分以外の第２部分における前記微粒子の含有量よりも少なくなっている、請求項６に記載の光起電力装置。
【請求項８】
前記光入射面上の所定領域に形成され、電流を収集するためのフィンガー電極部と、前記フィンガー電極部において収集された前記電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極と、
前記集電極のバスバー電極部上に配置されたタブ電極とをさらに備え、
前記シリコン酸化膜は、前記光入射面上に、前記集電極のバスバー電極部および前記タブ電極を覆うように形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項９】
光電変換層を含む複数の半導体層と、前記半導体層の少なくとも光入射面上に形成され、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するシリコン酸化膜とを含む複数の光起電力装置と、
前記複数の光起電力装置を接続するタブ電極と、
前記光起電力装置の光入射面側に充填材を介して設けられ、ガラス基板からなる表面保護材と、
前記光起電力装置の前記光入射面とは反対側に前記充填材を介して設けられ、樹脂フィルムからなる裏面保護材とを備えた、光起電力モジュール。
【請求項１０】
前記微粒子は、ＺｎＯからなる微粒子である、請求項９に記載の光起電力モジュール。
【請求項１１】
前記光起電力装置は、前記光入射面上の所定領域に形成され、電流を収集するためのフィンガー電極部と、前記フィンガー電極部において収集された前記電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極をさらに含み、
前記シリコン酸化膜は、前記光入射面上に、前記集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように形成されている、請求項９または１０に記載の光起電力モジュール。
【請求項１２】
前記タブ電極は、前記シリコン酸化膜のうちの前記集電極のバスバー電極部の上面上に位置する第１部分上に配置されており、
前記シリコン酸化膜の第１部分では、前記フラックスにより前記微粒子がエッチングされることによって、前記集電極のバスバー電極部の上面の一部が露出されており、
前記集電極のバスバー電極部と前記タブ電極とは、前記シリコン酸化膜の前記微粒子がエッチングされた部分を介して融着層により接続されている、請求項１１に記載の光起電力モジュール。
【請求項１３】
光電変換層を含む複数の半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の少なくとも光入射面上に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布する工程と、
前記コーティング溶液を熱処理により硬化させることによって、前記光入射面上に、前記微粒子を含有するシリコン酸化膜を形成する工程とを備えた、光起電力装置の製造方法。
【請求項１４】
前記コーティング溶液を塗布する工程に先立って、前記光入射面上の所定領域に、電流を収集するためのフィンガー電極部と、前記フィンガー電極部において収集された前記電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極を形成する工程をさらに備え、
前記コーティング溶液を塗布する工程は、前記光入射面上に、前記集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように塗布する工程を含み、
前記シリコン酸化膜を形成する工程の後に、
前記シリコン酸化膜の前記集電極のバスバー電極部に対応する第１部分上に、前記フラックスを塗布することにより前記微粒子をエッチングすることによって、前記集電極のバスバー電極部の上面の一部を露出させる工程と、
前記シリコン酸化膜の前記微粒子がエッチングされた部分を介して、前記集電極のバスバー電極部とタブ電極とを融着層により接続する工程とをさらに備える、請求項１３に記載の光起電力装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電力装置、光起電力モジュールおよびその製造方法に関し、特に、光電変換層を含む複数の半導体層を備えた光起電力装置、光起電力モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光電変換層を含む複数の半導体層を備えた光起電力装置において、半導体層に水分などが浸入するのを抑制する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、光電変換層を含む複数の半導体層からなるセルの上面上の所定領域に集電極が形成された構成において、セルの上面上に、集電極を覆うように防湿層を形成することによって、セルを構成する半導体層に水分などが浸入するのを抑制する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１０７３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、複数の光起電力装置の集電極にタブ電極などを接続してユニット化する場合に、以下のような不都合が生じる。すなわち、上記特許文献１では、防湿層を形成する際に、後のユニット化工程において集電極とタブ電極とを接続するために、集電極のタブ電極が接続される領域上に防湿層が形成されないようにマスクを形成しなければならないという不都合が生じる。その結果、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、光起電力装置の製造工程を簡略化するのが困難であるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、製造工程を簡略化することが可能な光起電力装置を提供することである。
【０００７】
この発明のもう１つの目的は、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、製造工程を簡略化することが可能な光起電力モジュールを提供することである。
【０００８】
この発明のさらにもう１つの目的は、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、製造工程を簡略化することが可能な光起電力装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による光起電力装置は、光電変換層を含む複数の半導体層と、半導体層の少なくとも光入射面上に形成され、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するシリコン酸化膜とを備えている。
【００１０】
この第１の局面による光起電力装置では、上記のように、光電変換層を含む複数の半導体層の少なくとも光入射面上に、シリコン酸化膜を形成することによって、そのシリコン酸化膜により、シリコン酸化膜よりも下側に位置する半導体層に水分などが侵入するのを抑制することができる。この場合、シリコン酸化膜に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有することによって、たとえば、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うようにシリコン酸化膜を形成した場合に、集電極上に位置するシリコン酸化膜上に半田付けのためのフラックスを塗布することにより、シリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができるので、集電極の上面の一部を露出させることができる。これにより、集電極とタブ電極とを接続する際に、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを電気的に接続することができる。したがって、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、シリコン酸化膜を形成する際に、集電極とタブ電極とを接続するために、集電極のタブ電極が接続される領域上にシリコン酸化膜が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、光起電力装置の製造工程を簡略化することができる。また、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを接続することができるので、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。
【００１１】
上記第１の局面による光起電力装置において、好ましくは、微粒子は、ＺｎＯからなる微粒子である。このように構成すれば、微粒子の材料であるＺｎＯは、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料であるので、容易に、フラックスによりシリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができる。また、微粒子の材料であるＺｎＯは、ＵＶ光（紫外線）を吸収する材料であるので、ＺｎＯからなる微粒子をシリコン酸化膜に含有させることにより、シリコン酸化膜を透過するＵＶ光の量を減少させることができる。この場合、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うように光入射面上にシリコン酸化膜を形成した場合において、集電極がＵＶ光の照射により劣化する材料を含んでいれば、集電極が劣化するのを抑制することができる。
【００１２】
上記第１の局面による光起電力装置において、好ましくは、微粒子の平均粒径は、０．１μｍ以下である。このように構成すれば、微粒子の平均粒径が０．１μｍよりも大きいことに起因して、シリコン酸化膜に入射したＵＶ光以外の光が微粒子により散乱反射され、外部に放出されるという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、シリコン酸化膜を透過して光電変換層に入射するＵＶ光以外の光の量が減少するのを抑制することができるので、光起電力装置の出力特性が低下するのを抑制することができる。
【００１３】
上記第１の局面による光起電力装置において、好ましくは、シリコン酸化膜の厚みは、０．０１μｍ以上６μｍ以下である。このように構成すれば、たとえば、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うように光入射面上にシリコン酸化膜を形成した場合に、シリコン酸化膜の厚みが６μｍよりも大きいことに起因して、集電極とその下地層との接触抵抗が高くなるという不都合が発生するのを抑制することができる。具体的には、ペルヒドロポリシラザン（以下、ポリシラザンという）が含有されたコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜を形成する場合に、コーティング溶液（シリコン酸化膜）が硬化する際に、コーティング溶液（シリコン酸化膜）の内部応力により集電極に外力が加わるので、集電極とその下地層との間の接触状態が変化する。この場合、シリコン酸化膜の厚みが６μｍよりも大きければ、集電極に加わる外力も大きくなるので、集電極とその下地層との間の接触状態も大きく変化する。したがって、シリコン酸化膜の厚みを６μｍ以下に設定することによって、集電極とその下地層との間の接触状態が変化するのを抑制することができるので、集電極とその下地層との接触抵抗が高くなるのを抑制することができる。また、シリコン酸化膜の厚みを０．０１μｍ以上に設定することによって、シリコン酸化膜の厚みが０．０１μｍよりも小さいことに起因して、シリコン酸化膜を介して半導体層（光電変換層）に水分などが侵入しやすくなるという不都合が発生するのを抑制することができる。
【００１４】
上記第１の局面による光起電力装置において、好ましくは、光入射面上の所定領域に形成され、電流を収集するためのフィンガー電極部と、フィンガー電極部において収集された電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極をさらに備え、シリコン酸化膜は、光入射面上に、集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように形成されている。このように構成すれば、シリコン酸化膜に含有された微粒子がＺｎＯからなる微粒子であれば、微粒子によりＵＶ光が吸収されるので、シリコン酸化膜を透過するＵＶ光の量を減少させることができる。これにより、集電極がＵＶ光の照射により劣化する材料を含んでいる場合に、容易に、集電極が劣化するのを抑制することができる。
【００１５】
上記光入射面上の所定領域に形成された集電極をさらに備えた構成において、好ましくは、シリコン酸化膜のうちの集電極のバスバー電極部の上面上に位置する第１部分上に配置されたタブ電極をさらに備え、シリコン酸化膜の第１部分では、フラックスにより微粒子がエッチングされることによって、集電極のバスバー電極部の上面の一部が露出されており、集電極のバスバー電極部とタブ電極とは、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分を介して融着層により接続されている。このように構成すれば、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極のバスバー電極部とタブ電極とが融着層により接続されるので、容易に、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。
【００１６】
上記タブ電極をさらに備えた構成において、好ましくは、集電極のバスバー電極部の上面上に位置するシリコン酸化膜の第１部分における微粒子の含有量は、フラックスにより微粒子がエッチングされることにより、シリコン酸化膜の第１部分以外の第２部分における微粒子の含有量よりも少なくなっている。このように構成すれば、容易に、集電極のバスバー電極部とタブ電極とを、シリコン酸化膜の第１部分（微粒子がエッチングされた部分）を介して融着層により接続することができる。
【００１７】
上記第１の局面による光起電力装置において、好ましくは、光入射面上の所定領域に形成され、電流を収集するためのフィンガー電極部と、フィンガー電極部において収集された電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極と、集電極のバスバー電極部上に配置されたタブ電極とをさらに備え、シリコン酸化膜は、光入射面上に、集電極のバスバー電極部およびタブ電極を覆うように形成されている。このように構成すれば、シリコン酸化膜を介さずに、集電極のバスバー電極部とタブ電極とが接続されるので、集電極のバスバー電極部とタブ電極との接触抵抗が高くなるのを抑制することができる。また、シリコン酸化膜を介さずに、集電極のバスバー電極部とタブ電極とが接続され、かつ、シリコン酸化膜により集電極のバスバー電極部とタブ電極とが覆われているので、集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度をより大きくすることができる。
【００１８】
この発明の第２の局面による光起電力モジュールは、光電変換層を含む複数の半導体層と、半導体層の少なくとも光入射面上に形成され、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するシリコン酸化膜とを含む複数の光起電力装置と、複数の光起電力装置を接続するタブ電極と、光起電力装置の光入射面側に充填材を介して設けられ、ガラス基板からなる表面保護材と、光起電力装置の光入射面とは反対側に充填材を介して設けられ、樹脂フィルムからなる裏面保護材とを備えている。
【００１９】
この第２の局面による光起電力モジュールでは、上記のように、光電変換層を含む複数の半導体層の少なくとも光入射面上に、シリコン酸化膜を形成することによって、裏面保護材および充填材を透過した水分が表面保護材に達することに起因して表面保護材を構成するガラス基板中に含まれるナトリウムが溶出した場合に、その溶出したナトリウムが充填材を介して光起電力装置に達したとしても、シリコン酸化膜により、シリコン酸化膜よりも下側に位置する半導体層に溶出したナトリウムが侵入するのを抑制することができる。この場合、シリコン酸化膜に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有することによって、たとえば、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うようにシリコン酸化膜を形成した場合に、集電極上に位置するシリコン酸化膜上に半田付けのためのフラックスを塗布することにより、シリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができるので、集電極の上面の一部を露出させることができる。これにより、集電極とタブ電極とを接続する際に、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを電気的に接続することができる。したがって、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、シリコン酸化膜を形成する際に、集電極とタブ電極とを接続するために、集電極のタブ電極が接続される領域上にシリコン酸化膜が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、光起電力装置の製造工程を簡略化することができる。また、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを接続することができるので、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。
【００２０】
上記第２の局面による光起電力モジュールにおいて、好ましくは、微粒子は、ＺｎＯからなる微粒子である。このように構成すれば、微粒子の材料であるＺｎＯは、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料であるので、容易に、フラックスによりシリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができる。また、微粒子の材料であるＺｎＯは、ＵＶ光（紫外線）を吸収する材料であるので、ＺｎＯからなる微粒子をシリコン酸化膜に含有させることにより、シリコン酸化膜を透過するＵＶ光の量を減少させることができる。この場合、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うように光入射面上にシリコン酸化膜を形成した場合において、集電極がＵＶ光の照射により劣化する材料を含んでいる場合には、集電極が劣化するのを抑制することができる。
【００２１】
上記第２の局面による光起電力モジュールにおいて、好ましくは、光起電力装置は、光入射面上の所定領域に形成され、電流を収集するためのフィンガー電極部と、フィンガー電極部において収集された電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極をさらに含み、シリコン酸化膜は、光入射面上に、集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように形成されている。このように構成すれば、シリコン酸化膜に含有された微粒子がＺｎＯからなる微粒子であれば、微粒子によりＵＶ光が吸収されるので、シリコン酸化膜を透過するＵＶ光の量を減少させることができる。これにより、集電極がＵＶ光の照射により劣化する材料を含んでいる場合に、容易に、集電極が劣化するのを抑制することができる。
【００２２】
上記光入射面上の所定領域に形成された集電極をさらに備えた構成において、好ましくは、タブ電極は、シリコン酸化膜のうちの集電極のバスバー電極部の上面上に位置する第１部分上に配置されており、シリコン酸化膜の第１部分では、フラックスにより微粒子がエッチングされることによって、集電極のバスバー電極部の上面の一部が露出されており、集電極のバスバー電極部とタブ電極とは、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分を介して融着層により接続されている。このように構成すれば、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極のバスバー電極部とタブ電極とが融着層により接続されるので、容易に、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。
【００２３】
この発明の第３の局面による光起電力装置の製造方法は、光電変換層を含む複数の半導体層を形成する工程と、半導体層の少なくとも光入射面上に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有するポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布する工程と、コーティング溶液を熱処理により硬化させることによって、光入射面上に、微粒子を含有するシリコン酸化膜を形成する工程とを備えている。
【００２４】
この第３の局面による光起電力装置の製造方法では、上記のように、光電変換層を含む複数の半導体層の少なくとも光入射面上に、ポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜を形成することによって、そのシリコン酸化膜により、シリコン酸化膜よりも下側に位置する半導体層に水分などが侵入するのを抑制することが可能な光起電力装置を形成することができる。この場合、シリコン酸化膜に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料からなる微粒子を含有することによって、たとえば、光入射面上に電流を収集および集合させるための集電極を形成し、かつ、その集電極を覆うようにシリコン酸化膜を形成した場合に、集電極上に位置するシリコン酸化膜上に半田付けのためのフラックスを塗布することにより、シリコン酸化膜に含有された微粒子を選択的にエッチングすることができるので、集電極の表面の一部を露出させることができる。これにより、集電極とタブ電極とを接続する際に、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを電気的に接続することができる。したがって、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、シリコン酸化膜を形成する際に、集電極とタブ電極とを接続するために、集電極のタブ電極が接続される領域上にシリコン酸化膜が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置をタブ電極により接続してユニット化する場合において、光起電力装置の製造工程を簡略化することができる。また、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分に融着層が埋め込まれることにより、その埋め込まれた融着層により集電極とタブ電極とを接続することができるので、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。
【００２５】
この場合、好ましくは、コーティング溶液を塗布する工程に先立って、光入射面上の所定領域に、電流を収集するためのフィンガー電極部と、フィンガー電極部において収集された電流を集合させるためのバスバー電極部とを有する集電極を形成する工程をさらに備え、コーティング溶液を塗布する工程は、光入射面上に、集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部の両方を覆うように塗布する工程を含み、シリコン酸化膜を形成する工程の後に、シリコン酸化膜の集電極のバスバー電極部に対応する第１部分上に、フラックスを塗布することにより微粒子をエッチングすることによって、集電極のバスバー電極部の上面の一部を露出させる工程と、シリコン酸化膜の微粒子がエッチングされた部分を介して、集電極のバスバー電極部とタブ電極とを融着層により接続する工程とをさらに備える。このように構成すれば、シリコン酸化膜に含有された微粒子がＺｎＯからなる微粒子であれば、微粒子によりＵＶ光が吸収されるので、シリコン酸化膜を透過するＵＶ光の量を減少させることができる。これにより、集電極がＵＶ光の照射により劣化する材料を含んでいる場合に、集電極が劣化するのを抑制することができる。また、シリコン酸化膜上にタブ電極を配置したとしても、集電極のバスバー電極部とタブ電極とが融着層により接続されるので、容易に、集電極のバスバー電極部とタブ電極との間において十分な密着強度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による光起電力装置の構造を示した斜視図である。図２は、図１に示した第１実施形態による光起電力装置を用いた光起電力モジュールの構造を示した断面図である。図３は、図１に示した第１実施形態による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した拡大図である。まず、図１〜図３を参照して、第１実施形態による光起電力装置およびそれを用いた光起電力モジュールの構造について説明する。
【００２８】
第１実施形態による光起電力装置１では、図１に示すように、約１Ω・ｃｍの抵抗率と約３００μｍの厚みとを有するとともに、（１００）面を有するｎ型単結晶シリコン基板２の上面上に、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有する実質的に真性のｉ型非晶質シリコン層３が形成されている。なお、ｎ型単結晶シリコン基板２は、本発明の「光電変換層」および「半導体層」の一例である。ｉ型非晶質シリコン層３は、本発明の「半導体層」の一例である。ｉ型非晶質シリコン層３上には、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有するｐ型非晶質シリコン層４が形成されている。なお、ｐ型非晶質シリコン層４は、本発明の「半導体層」の一例である。
【００２９】
ｐ型非晶質シリコン層４上には、約８０ｎｍ〜約１２０ｎｍの厚みを有するＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜からなる透光性導電膜５が形成されている。透光性導電膜５の上面上の所定領域には、銀（Ａｇ）の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなる表面側集電極６が形成されている。なお、表面側集電極６は、本発明の「集電極」の一例である。この表面側集電極６は、電流を収集するための複数のフィンガー電極部６ａと、フィンガー電極部６ａにおいて収集された電流を集合させるためのバスバー電極部６ｂとを有する。バスバー電極部６ｂは、所定の方向に延びるように形成されている。複数のフィンガー電極部６ａは、互いに所定の間隔を隔てて配置されているとともに、バスバー電極部６ｂの延びる方向と直交する方向に延びるように形成されている。また、表面側集電極６のフィンガー電極部６ａおよびバスバー電極部６ｂは、約１０μｍ〜約３０μｍの厚みと、約１００μｍ〜約５００μｍの幅とを有する。
【００３０】
ここで、第１実施形態では、透光性導電膜５の上面上に、表面側集電極６のフィンガー電極部６ａおよびバスバー電極部６ｂの両方を覆うように、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜７が形成されている。このシリコン酸化膜７に含有された微粒子の材料であるＺｎＯは、フラックス（たとえば、ｐＨ＝約１．２）によるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料である。また、シリコン酸化膜７に含有されたＺｎＯからなる微粒子の平均粒径は、約０．００５μｍ以上約０．１μｍ以下であり、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、約８１％以下である。また、シリコン酸化膜７の厚みは、約０．０１μｍ以上約６μｍ以下である。
【００３１】
また、ｎ型単結晶シリコン基板２の下面上には、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有する実質的に真性のｉ型非晶質シリコン層８および約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有するｎ型非晶質シリコン層９が順次形成されている。なお、ｉ型非晶質シリコン層８およびｎ型非晶質シリコン層９は、本発明の「半導体層」の一例である。また、ｎ型非晶質シリコン層９の下面上には、約８０ｎｍ〜約１２０ｎｍの厚みを有するＩＴＯ膜からなる透光性導電膜１０が形成されている。
【００３２】
また、透光性導電膜１０の下面上の所定領域には、銀（Ａｇ）の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなる裏面側集電極１１が形成されている。この裏面側集電極１１は、上記した表面側集電極６のフィンガー電極部６ａおよびバスバー電極部６ｂと同様の形状に形成されたフィンガー電極部１１ａおよびバスバー電極部１１ｂを有する。すなわち、バスバー電極部１１ｂは、所定の方向に延びるように形成されている。また、複数のフィンガー電極部１１ａは、互いに所定の間隔を隔てて配置されているとともに、バスバー電極部１１ｂの延びる方向と直交する方向に延びるように形成されている。また、裏面側集電極１１のフィンガー電極部１１ａおよびバスバー電極部１１ｂは、約１０μｍ〜約３０μｍの厚みと、約１００μｍ〜約５００μｍの幅とを有する。
【００３３】
また、図２および図３に示すように、第１実施形態による光起電力装置１を用いた光起電力モジュール２１は、複数の光起電力装置１を含んでいる。この複数の光起電力装置１の各々は、約１５０μｍの厚みを有し、約３０μｍの厚みの半田で被覆された銅箔からなるタブ電極２２を介して、隣接する他の光起電力装置１と接続されている。タブ電極２２の端部側は、所定の光起電力装置１の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂ（図３参照）上に、シリコン酸化膜７を介して配置されている。
【００３４】
ここで、第１実施形態では、図３に示すように、シリコン酸化膜７の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂに対応する領域は、フラックスによりＺｎＯからなる微粒子がエッチングされている。このため、シリコン酸化膜７の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂに対応する領域では、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂの表面の一部が露出されている。また、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂ上に位置するシリコン酸化膜７のＺｎＯからなる微粒子の含有量が、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂ以外の領域上に位置するシリコン酸化膜７のＺｎＯからなる微粒子の含有量よりも少なくなっている。そして、シリコン酸化膜７のＺｎＯからなる微粒子がエッチングされた部分には、半田層２３が埋め込まれているとともに、その埋め込まれた半田層２３により、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２とが接続されている。なお、半田層２３は、本発明の「融着層」の一例である。
【００３５】
なお、裏面側においても、裏面側集電極１１のバスバー電極部１１ｂ（図１参照）とタブ電極２２とが、半田層（図示せず）により接続されている。
【００３６】
また、図２に示すように、タブ電極２２により接続された複数の光起電力装置１は、ＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ：エチレンビニールアセテート）からなる充填材２４により覆われている。また、充填材２４の上面上には、ガラス基板からなる表面保護材２５が設けられている。また、充填材２４の下面上には、ＰＶＦ（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ポリフッ化ビニール）からなる裏面保護材２６が設けられている。
【００３７】
第１実施形態では、上記のように、透光性導電膜５の上面上に、シリコン酸化膜７を形成することによって、裏面保護材２６および充填材２４を透過した水分が表面保護材２５に達することに起因して表面保護材２５を構成するガラス基板中に含まれるナトリウムが溶出した場合に、その溶出したナトリウムが充填材２４を介して光起電力装置１に達したとしても、シリコン酸化膜７により、シリコン酸化膜７よりも下側に位置する半導体各層に溶出したナトリウムが侵入するのを抑制することができる。この場合、第１実施形態では、シリコン酸化膜７に、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きいＺｎＯからなる微粒子を含有することによって、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂ上に位置するシリコン酸化膜７上に半田付けのためのフラックスを塗布することにより、シリコン酸化膜７に含有されたＺｎＯからなる微粒子を選択的にエッチングすることができるので、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂの上面の一部を露出させることができる。これにより、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２とを接続する際に、シリコン酸化膜７のＺｎＯからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層２３が埋め込まれることにより、その埋め込まれた半田層２３により表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２とを電気的に接続することができる。したがって、複数の光起電力装置１をタブ電極２２により接続してユニット化する場合において、シリコン酸化膜７を形成する際に、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２とを接続するために、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂのタブ電極２２が接続される領域上にシリコン酸化膜７が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置１をタブ電極２２により接続してユニット化する場合において、光起電力装置１の製造工程を簡略化することができる。
【００３８】
また、第１実施形態では、シリコン酸化膜７のＺｎＯからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層２３を埋め込むとともに、その埋め込まれた半田層２３により表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２とを接続することによって、シリコン酸化膜７上にタブ電極２２を配置したとしても、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２との間において十分な密着強度を得ることができる。
【００３９】
また、第１実施形態では、シリコン酸化膜７にＺｎＯからなる微粒子を含有することによって、微粒子の材料であるＺｎＯは、ＵＶ光（紫外線）を吸収する材料であるので、シリコン酸化膜７を透過するＵＶ光の量を減少させることができる。これにより、ＵＶ光の照射により劣化する材料（エポキシ樹脂）を含む表面側集電極６を用いたとしても、表面側集電極６が劣化するのを抑制することができる。
【００４０】
また、第１実施形態では、シリコン酸化膜７に含有するＺｎＯからなる微粒子の平均粒径を、約０．１μｍ以下に設定することによって、ＺｎＯからなる微粒子の平均粒径が約０．１μｍよりも大きいことに起因して、シリコン酸化膜７に入射したＵＶ光以外の光がＺｎＯからなる微粒子により散乱反射され、外部に放出されるという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、シリコン酸化膜７を透過してｎ型単結晶シリコン基板（光電変換層）２に入射するＵＶ光以外の光の量が減少するのを抑制することができるので、光起電力装置１の出力特性が低下するのを抑制することができる。
【００４１】
また、第１実施形態では、シリコン酸化膜７の厚みを、約６μｍ以下に設定することによって、シリコン酸化膜７の厚みが約６μｍよりも大きいことに起因して、表面側集電極６とその下地層である透光性導電膜５との接触抵抗が高くなるという不都合が発生するのを抑制することができる。具体的には、ポリシラザンが含有されたコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜７を形成する場合に、コーティング溶液（シリコン酸化膜７）が硬化する際に、コーティング溶液（シリコン酸化膜７）の内部応力により表面側集電極６に外力が加わるので、表面側集電極６とその下地層である透光性導電膜５との間の接触状態が変化する。この場合、シリコン酸化膜７の厚みが約６μｍよりも大きければ、表面側集電極６に加わる外力も大きくなるので、表面側集電極６とその下地層である透光性導電膜５との間の接触状態も大きく変化する。したがって、シリコン酸化膜７の厚みを約６μｍ以下に設定することによって、表面側集電極６とその下地層である透光性導電膜５との間の接触状態が変化するのを抑制することができるので、表面側集電極６とその下地層である透光性導電膜５との接触抵抗が高くなるのを抑制することができる。
【００４２】
また、第１実施形態では、シリコン酸化膜７の厚みを、約０．０１μｍ以上に設定することによって、シリコン酸化膜７の厚みが約０．０１μｍよりも小さいことに起因して、シリコン酸化膜７を介して、シリコン酸化膜７よりも下側に位置する半導体各層に水分などが侵入しやすくなるという不都合が発生するのを抑制することができる。
【００４３】
図４は、本発明の第１実施形態による光起電力装置を用いた光起電力モジュールの製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図１〜図４を参照して、第１実施形態による光起電力装置１およびそれを用いた光起電力モジュール２１の製造プロセスについて説明する。
【００４４】
図１に示した光起電力装置１を作製する際には、まず、約１Ω・ｃｍの抵抗率と約３００μｍの厚みとを有するとともに、（１００）面を有するｎ型単結晶シリコン基板２を洗浄することにより不純物を除去する。そして、ＲＦプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板２上に、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層３および約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有するｐ型非晶質シリコン層４を順次形成する。このｉ型非晶質シリコン層３およびｐ型非晶質シリコン層４の形成条件は、周波数：約１３．５６ＭＨｚ、形成温度：約１００℃〜約３００℃、反応圧力：約５Ｐａ〜約１００Ｐａ、ＲＦパワー：約１ｍＷ／ｃｍ２〜約５００ｍＷ／ｃｍ２である。なお、ｐ型非晶質シリコン層４を形成する際のｐ型ドーパントとしては、３族元素であるＢ、Ａｌ、ＧａおよびＩｎが挙げられる。そして、ｐ型非晶質シリコン層４の形成時に、ＳｉＨ４（シラン）ガスなどの原料ガスに、上記したｐ型ドーパントの少なくとも１つを含む化合物ガスを混合することによって、ｐ型非晶質シリコン層４を形成することが可能である。
【００４５】
次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板２の下面上に、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有するｉ型非晶質シリコン層８および約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有するｎ型非晶質シリコン層９を順次形成する。なお、ｎ型非晶質シリコン層９を形成する際のｎ型ドーパントとしては、５族元素であるＰ、Ｎ、ＡｓおよびＳｂが挙げられる。そして、ｎ型非晶質シリコン層９の形成時に、ＳｉＨ４（シラン）ガスなどの原料ガスに、上記したｎ型ドーパントの少なくとも１つを含む化合物ガスを混合することによって、ｎ型非晶質シリコン層９を形成することが可能である。なお、ｉ型非晶質シリコン層８およびｎ型非晶質シリコン層９の形成条件は、上記したｉ型非晶質シリコン層３およびｐ型非晶質シリコン層４の形成条件と同じである。
【００４６】
次に、スパッタリング法を用いて、ｐ型非晶質シリコン層４上に、ＩＴＯ膜からなる透光性導電膜５を形成する。この透光性導電膜５の形成時には、約５質量％のＳｎＯ２粉末を含むＩｎ２Ｏ３粉末の焼結体からなるターゲットを、スパッタリング装置（図示せず）のチャンバ（図示せず）内のカソード（図示せず）に設置する。この場合、ＳｎＯ２粉末の量を変化させることにより、ＩＴＯ膜中のＳｎの量を変化させることが可能である。ここで、Ｉｎに対するＳｎの量は、約１質量％〜約１０質量％が好ましく、約２質量％〜約７質量％であればより好ましい。また、ターゲットの焼結密度は、約９０％以上であることが好ましい。なお、透光性導電膜５の形成には、約３００Ｇａｕｓｓ〜約３０００Ｇａｕｓｓの強磁場をマグネットにより印加可能なスパッタリング装置を使用する。
【００４７】
次に、ｎ型単結晶シリコン基板２をカソードに対して平行になるように、かつ、対向するように配置する。そして、チャンバを真空排気した後、加熱ヒータ（図示せず）を用いて、基板温度が約２００℃になるまで加熱する。この後、基板温度を約２００℃に保持した状態で、ＡｒガスとＯ２ガスとの混合ガスをチャンバ内に供給して圧力を約０．４Ｐａ〜約１．３Ｐａに保持するとともに、カソードに約０．５ｋＷ〜約２ｋＷのＤＣ電力を投入することにより放電を開始する。この際、ｎ型単結晶シリコン基板２をカソードに対して静止させた状態に保持するとともに、成膜速度を約１０ｎｍ／ｍｉｎ〜約８０ｎｍ／ｍｉｎに設定する。これにより、約８０ｎｍ〜約１２０ｎｍの厚みを有するＩＴＯ膜からなる透光性導電膜５が形成される。
【００４８】
次に、上記した透光性導電膜５の形成プロセスと同様の形成プロセスを用いて、ｎ型非晶質シリコン層９の下面上に、約８０ｎｍ〜約１２０ｎｍの厚みを有するＩＴＯ膜からなる透光性導電膜１０を形成する。
【００４９】
次に、スクリーン印刷法を用いて、透光性導電膜５の上面上の所定領域に、銀（Ａｇ）の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるペーストを塗布する。この後、約２００℃の温度条件下で約８０分間の熱処理を行うことによって、銀（Ａｇ）の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるペーストを硬化させる。これにより、透光性導電膜５の上面上の所定領域に、銀（Ａｇ）の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるとともに、複数のフィンガー電極部６ａと、バスバー電極部６ｂとを有する表面側集電極６が形成される。この際、バスバー電極部６ｂが、所定の方向に延びるように形成する。また、複数のフィンガー電極部６ａが、互いに所定の間隔を隔てて配置されるように、かつ、バスバー電極部６ｂの延びる方向と直交する方向に延びるように形成する。また、表面側集電極６のフィンガー電極部６ａおよびバスバー電極部６ｂが、約１０μｍ〜約３０μｍの厚みと、約１００μｍ〜約５００μｍの幅とを有するように形成する。
【００５０】
次に、上記した表面側集電極６の形成プロセスと同様の形成プロセスを用いて、透光性導電膜１０の下面上の所定領域に、銀（Ａｇ）の微粉末が練り込まれたエポキシ樹脂からなるとともに、複数のフィンガー電極部１１ａと、バスバー電極部１１ｂとを有する裏面側集電極１１を形成する。この際、裏面側集電極１１のフィンガー電極部１１ａおよびバスバー電極部１１ｂが、上記した表面側集電極６のフィンガー電極部６ａおよびバスバー電極部６ｂと同様の形状を有するように形成する。
【００５１】
次に、第１実施形態では、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を準備する。なお、コーティング溶液の溶媒としては、ジブチルエーテルを用いる。また、溶媒の質量に対するポリシラザンとＺｎＯからなる微粒子との質量の総和の割合を、約２質量％〜約１０質量％に設定する。また、ポリシラザンとＺｎＯからなる微粒子との質量の総和に対するＺｎＯからなる微粒子の質量の割合を、約９５質量％以下に設定する。また、ＺｎＯからなる微粒子の平均粒径を、約０．００５μｍ以上約０．１μｍ以下に設定する。
【００５２】
なお、コーティング溶液としては、約０．０５μｍ以下の粒径を有するパラジウム（Ｐｄ）が添加された溶液を用いる。このようにコーティング溶液中にパラジウム（Ｐｄ）を添加することによって、コーティング溶液の硬化温度を低下させることが可能となる。
【００５３】
次に、スプレー法を用いて、透光性導電膜５の上面上に、表面側集電極６のフィンガー電極部６ａおよびバスバー電極部６ｂの両方を覆うように、上記したＺｎＯからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布する。この後、大気雰囲気中において、約２００℃の温度条件下で約１時間の熱処理を行うことによって、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を硬化させる。これにより、透光性導電膜５の上面上に、表面側集電極６のフィンガー電極部６ａおよびバスバー電極部６ｂの両方を覆うように、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜７が形成される。
【００５４】
この際、第１実施形態では、シリコン酸化膜７が、約０．０１μｍ以上約６μｍ以下の厚みを有するように形成する。このように、シリコン酸化膜７が約６μｍ以下になるように形成することによって、コーティング溶液（シリコン酸化膜７）が硬化する際に、コーティング溶液（シリコン酸化膜７）が変形して表面側集電極６に加わる外力が大きくなるのを抑制することができるので、表面側集電極６とその下地層である透光性導電膜５との間の接触状態が変化するのを抑制することができる。これにより、表面側集電極６とその下地層である透光性導電膜５との間の接触状態が変化することに起因して、表面側集電極６とその下地層である透光性導電膜５との接触抵抗が高くなるという不都合が発生するのを抑制することができる。
【００５５】
なお、上記のようにシリコン酸化膜７を形成した場合、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、約８１％以下となる。このようにして、図１に示した第１実施形態による光起電力装置１が形成される。
【００５６】
また、第１実施形態による光起電力装置１を用いた光起電力モジュール２１を作製する際には、まず、図１に示した光起電力装置１を複数準備する。そして、シリコン酸化膜７上の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂに対応する領域に、フラックス（図示せず）を塗布する。なお、フラックスの成分は、グルタミン酸塩酸塩：約５％〜約１０％、尿素：約４％〜約１０％、水：約８０％以上である。また、フラックスのｐＨは、ｐＨ＝約１．２である。
【００５７】
この際、第１実施形態では、図４に示すように、シリコン酸化膜７の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂに対応する領域において、シリコン酸化膜７に含有されたＺｎＯからなる微粒子がフラックスにより選択的にエッチングされる。これにより、第１実施形態では、シリコン酸化膜７の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂに対応する領域において、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂの上面の一部を露出させることができる。これにより、後の半田付け工程において、シリコン酸化膜７のＺｎＯからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層２３を埋め込むことにより、その埋め込まれた半田層２３により表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２とを電気的に接続することができる。したがって、第１実施形態では、シリコン酸化膜７を形成する際に、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２とを接続するために、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂのタブ電極２２が接続される領域上にシリコン酸化膜７が形成されないようにマスクを形成する必要がないので、製造工程を簡略化することができる。
【００５８】
この後、図２および図３に示したように、複数の光起電力装置１の各々を、約１５０μｍの厚みを有する銅箔からなるタブ電極２２を介して、隣接する他の光起電力装置１と接続する。具体的には、約３０μｍの厚みを有する半田層２３が表面および裏面にコーティングされたタブ電極２２の一方端側を、所定の光起電力装置１の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂ上に、シリコン酸化膜７を介して配置する。また、タブ電極２２の他方端側は、所定の光起電力装置１に隣接する別の光起電力装置１の裏面側集電極１１のバスバー電極部１１ｂ（図１参照）上に配置する。
【００５９】
この後、第１実施形態では、図３に示したように、熱処理を行うことにより、タブ電極２２の下面にコーティングされた半田層２３を溶融することによって、シリコン酸化膜７のＺｎＯからなる微粒子がエッチングされた部分に半田層２３が埋め込まれる。これにより、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２とが半田層２３により接続される。したがって、第１実施形態では、シリコン酸化膜７上にタブ電極２２を配置したとしても、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２との間において十分な密着強度を得ることができる。また、裏面側においても、上記した熱処理により、タブ電極２２の上面にコーティングされた半田層（図示せず）が溶融されることによって、裏面側集電極１１のバスバー電極部１１ｂ（図１参照）とタブ電極２２とが接続される。
【００６０】
最後に、図２に示したように、ガラス基板からなる表面保護材２５の上に、後に充填材２４となるＥＶＡシート、タブ電極２２により接続した複数の光起電力装置１、後に充填材２４となるＥＶＡシートおよびＰＶＦからなる裏面保護材２６を順次積層する。この後、加熱しながら真空ラミネート処理を行うことによって、第１実施形態による光起電力装置１を用いた光起電力モジュール２１が形成される。
【００６１】
次に、上記した第１実施形態の効果のうち、表面側集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度に関する効果を確認するために行った実験について説明する。この確認実験では、以下の実施例１〜５および比較例１による光起電力装置１を作製した後、その作製した各光起電力装置１について、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２との間の密着強度を測定した。
【００６２】
（実施例１〜５および比較例１共通）
［密着強度の測定に用いるサンプルの作製］
まず、上記した第１実施形態のプロセスを用いて、図１に示した光起電力装置１の表面側集電極６までを実際に形成した。なお、ｉ型非晶質シリコン層３、ｐ型非晶質シリコン層４、ｉ型非晶質シリコン層８およびｎ型非晶質シリコン層９の各々の厚みは、１０ｎｍに設定した。また、透光性導電膜５および１０の各々の厚みは、１００ｎｍに設定した。また、表面側集電極６および裏面側集電極１１の各々の厚みは、３０μｍに設定した。
【００６３】
この後、スプレー法を用いて、透光性導電膜５の上面上に、表面側集電極６のフィンガー電極部６ａおよびバスバー電極部６ｂを覆うように、ポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布した。この際、実施例１〜５では、コーティング溶液として、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を用いた。また、溶媒の質量に対するポリシラザンとＺｎＯからなる微粒子との質量の総和の割合を、１０質量％に設定した。また、ＺｎＯからなる微粒子の平均粒径を、０．０２μｍに設定した。
【００６４】
そして、実施例１では、ポリシラザンとＺｎＯからなる微粒子との質量の総和に対するＺｎＯからなる微粒子の質量の割合を、２５質量％に設定した。
【００６５】
また、実施例２では、ポリシラザンとＺｎＯからなる微粒子との質量の総和に対するＺｎＯからなる微粒子の質量の割合を、５０質量％に設定した。
【００６６】
また、実施例３では、ポリシラザンとＺｎＯからなる微粒子との質量の総和に対するＺｎＯからなる微粒子の質量の割合を、７５質量％に設定した。
【００６７】
また、実施例４では、ポリシラザンとＺｎＯからなる微粒子との質量の総和に対するＺｎＯからなる微粒子の質量の割合を、８５質量％に設定した。
【００６８】
また、実施例５では、ポリシラザンとＺｎＯからなる微粒子との質量の総和に対するＺｎＯからなる微粒子の質量の割合を、９５質量％に設定した。
【００６９】
また、比較例１では、コーティング溶液として、実施例１〜５と異なり、ＺｎＯからなる微粒子が含有されていないポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を用いた。
【００７０】
この後、大気雰囲気中において、２００℃の温度条件下で１時間の熱処理を行うことによって、ポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を硬化させた。これにより、透光性導電膜５の上面上に、表面側集電極６のフィンガー電極部６ａおよびバスバー電極部６ｂの両方を覆うシリコン酸化膜７を形成した。また、シリコン酸化膜７は、０．１μｍの厚みを有するように形成した。
【００７１】
なお、上記のようにシリコン酸化膜７を形成した場合、実施例１では、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、７％であった。
【００７２】
また、実施例２では、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、１８％であった。
【００７３】
また、実施例３では、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、４０％であった。
【００７４】
また、実施例４では、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、５６％であった。
【００７５】
また、実施例５では、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、８１％であった。
【００７６】
このようにして、実施例１〜５および比較例１による光起電力装置１を作製した。
【００７７】
次に、上記のようにして作製した実施例１〜５および比較例１の各々の表面側集電極６にタブ電極２２を接続した。
【００７８】
具体的には、まず、図５〜図１０に示すように、実施例１〜５および比較例１の各々の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂに対応する領域に位置するシリコン酸化膜７上に、フラックス（ｐＨ＝１．２）（図示せず）を塗布した。
【００７９】
この際、実施例１〜５では、それぞれ、図５〜図９に示すように、シリコン酸化膜７の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂに対応する領域において、シリコン酸化膜７に含有されたＺｎＯからなる微粒子がフラックスにより選択的にエッチングされた。これにより、実施例１〜５では、シリコン酸化膜７の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂに対応する領域において、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂの上面の一部が露出された。
【００８０】
ここで、図５〜図９に示すように、実施例１〜５において、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が高い方が、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂの露出部分が大きくなった。すなわち、実施例１（図５参照）のシリコン酸化膜７の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂに対応する領域では、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂの露出部分が最も小さくなった。また、実施例５（図９参照）のシリコン酸化膜７の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂに対応する領域では、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂの露出部分が最も大きくなった。なお、比較例１では、図１０に示すように、シリコン酸化膜７の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂに対応する領域において、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂの表面が露出しなかった。
【００８１】
この後、図１１〜図１５に示すように、シリコン酸化膜７のＺｎＯからなる微粒子がエッチングされた部分を介して、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２とを半田層２３ａ〜２３ｅにより接続した。このようにして、後述する密着強度の測定に用いる実施例１〜５の各々に対応するサンプルを５枚ずつ作製した。
【００８２】
また、比較例１では、図１６に示すように、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂが露出しなかったため、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２とを半田層２３ｆにより接続することができなかった。
【００８３】
［密着強度の測定］
上記した実施例１〜５の各々に対応するサンプルを用いて、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２との間の密着強度の測定を行った。この密着強度の測定では、図１７に示すような測定装置３１を用いて行った。具体的には、まず、サンプルを測定装置３１に固定した。さらに、タブ電極２２の一方の端部をサンプルの上面に対して垂直な方向に折り曲げるとともに、そのタブ電極２２の折り曲げられた一方の端部を測定装置３１のクリップ３２により挟持した。この後、測定装置３１のハンドル３３を回すことにより、タブ電極２２をサンプルの上面に対して垂直な方向に引張り上げた。そして、タブ電極２２が表面側集電極６のバスバー電極部６ｂから剥離する際の引き剥がし強度を計測器３４により測定した。このようにして、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２との間の密着強度を測定した。また、密着強度の測定では、実施例１〜５に対応する各５枚のサンプルについて密着強度を測定した後、その測定した各５枚の密着強度の平均値を算出した。そして、シリコン酸化膜により覆われていない表面側集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度を基準（「１」）として規格化を行った。この結果を以下の表１に示す。
【００８４】
【表１】
2006222192.tif 000003
上記表１を参照して、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が高くなるに従って、規格化密着強度が大きくなることが判明した。具体的には、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が７％である実施例１では、規格化密着強度が０．０４であった。また、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が１８％である実施例２では、規格化密着強度が０．１２であった。また、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が４０％である実施例３では、規格化密着強度が０．４３であった。また、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が５６％である実施例４では、規格化密着強度が０．７５であった。また、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が８１％である実施例５では、規格化密着強度が０．９８であった。なお、シリコン酸化膜７にＺｎＯからなる微粒子が含有されていない比較例１において、シリコン酸化膜７とタブ電極２２との間の規格化密着強度は、０であった。
【００８５】
この結果から、シリコン酸化膜７にＺｎＯからなる微粒子が含有されていれば、フラックスによりＺｎＯからなる微粒子を選択的にエッチングすることができるので、シリコン酸化膜７のＺｎＯからなる微粒子がエッチングされた部分を介して、半田層２３により表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２とを接続することができることが確認できた。
【００８６】
また、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が高くなるに従って規格化密着強度が大きくなったのは、シリコン酸化膜７においてフラックスによりエッチングされる部分（ＺｎＯからなる微粒子が位置する部分）が大きくなることにより、半田層２３と表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとの接合面積が大きくなったためであると考えられる。これにより、シリコン酸化膜７に含有するＺｎＯからなる微粒子の量を多くすることによって、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極２２との間の密着強度を大きくすることができると考えられる。
【００８７】
図１８および図１９は、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜の厚みと規格化分光感度との関係を示したグラフである。次に、図１８および図１９を参照して、上記した第１実施形態の効果のうち、ＵＶ光（紫外線）の透過率に関する効果を確認するために行った実験について説明する。
【００８８】
この確認実験では、上記した実施例１、２および５の光起電力装置１の構成において、シリコン酸化膜７の厚みを０．１μｍ以上２μｍ以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製して、ＵＶ光（３６０ｎｍの波長の光）および４２０ｎｍの波長の光に対する分光感度を測定した。そして、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置のＵＶ光および４２０ｎｍの波長の光に対する分光感度を基準（「１」）として規格化を行った。なお、実施例１、２および５の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、それぞれ、７％、１８％および８１％である。また、実施例１、２および５の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜７に含有されたＺｎＯからなる微粒子の平均粒径は、０．０２μｍである。
【００８９】
まず、図１８に示すように、実施例１、２および５のいずれの場合においても、ＵＶ光に対する規格化分光感度が低下することが判明した。すなわち、ＺｎＯからなる微粒子が７％〜８１％の体積割合で含有されたシリコン酸化膜７を用いることによって、シリコン酸化膜７におけるＵＶ光の吸収が増大することが判明した。これは、シリコン酸化膜７に含有されたＺｎＯからなる微粒子によりＵＶ光が吸収されたためであると考えられる。この結果から、シリコン酸化膜７にＺｎＯからなる微粒子を含有することによって、シリコン酸化膜７を透過するＵＶ光の量を減少させることができることが確認できた。
【００９０】
その一方、図１９に示すように、実施例１、２および５のいずれの場合においても、４２０ｎｍの波長の光に対しては、規格化分光感度がほとんど低下しないことが判明した。すなわち、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜７を用いたとしても、４２０ｎｍの波長の光がほとんど吸収されないことが判明した。
【００９１】
また、図１８に示すように、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が高くなるに従って、ＵＶ光に対する規格化分光感度が低下することが判明した。すなわち、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が高くなるに従って、シリコン酸化膜７におけるＵＶ光の吸収が増大することが判明した。具体的には、シリコン酸化膜７の厚みが同じ場合では、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が８１％である実施例５の規格化分光感度が最も低くなるとともに、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が７％である実施例１の規格化分光感度が最も高くなった。これは、実施例５では、実施例１に比べて、ＺｎＯからなる微粒子によるＵＶ光の吸収が増大したためであると考えられる。
【００９２】
また、図１８に示すように、実施例１、２および５のいずれの場合においても、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜７の厚みが大きくなるに従って、ＵＶ光に対する規格化分光感度が低下することが判明した。すなわち、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜７の厚みが大きくなるに従って、シリコン酸化膜７におけるＵＶ光の吸収が増大することが判明した。これは、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜７の厚みが大きくなることにより、シリコン酸化膜７に含有されるＺｎＯからなる微粒子の量が多くなったためであると考えられる。ただし、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が８１％である実施例５において、シリコン酸化膜７を１μｍから２μｍに変化させた場合には、規格化分光感度がほとんど変化しなかった。
【００９３】
図２０および図２１は、シリコン酸化膜に含有されたＺｎＯからなる微粒子の平均粒径と規格化分光感度との関係を示したグラフである。次に、図２０および図２１を参照して、上記した第１実施形態の効果のうち、ＵＶ光以外の光の透過率に関する効果を確認するために行った実験について説明する。
【００９４】
この確認実験では、上記した実施例２の光起電力装置１の構成において、シリコン酸化膜７に含有するＺｎＯからなる微粒子の平均粒径を０．００５μｍ以上０．５μｍ以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製して、ＵＶ光（３６０ｎｍの波長の光）および４２０ｎｍの波長の光に対する分光感度を測定した。そして、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置のＵＶ光および４２０ｎｍの波長の光に対する分光感度を基準（「１」）として規格化を行った。なお、実施例２のサンプルにおいて、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、１８％である。また、実施例２のサンプルにおいて、シリコン酸化膜７の厚みは、０．５μｍである。
【００９５】
まず、図２０に示すように、シリコン酸化膜７に含有するＺｎＯからなる微粒子の平均粒径が０．００５μｍ以上０．５μｍ以下の範囲内であれば、ＵＶ光に対する規格化分光感度が０．２以下になり、ＺｎＯからなる微粒子によるＵＶ光の吸収が良好に行われることが判明した。
【００９６】
また、図２１に示すように、シリコン酸化膜７に含有するＺｎＯからなる微粒子の平均粒径が０．００５μｍ以上０．１μｍ以下の範囲内であれば、４２０ｎｍの波長の光に対する規格化分光感度が０．９８以上になり、ＺｎＯからなる微粒子による４２０ｎｍの波長の光の吸収が抑制されることが判明した。その一方、シリコン酸化膜７に含有するＺｎＯからなる微粒子の平均粒径が０．１μｍよりも大きくなれば、４２０ｎｍの波長の光に対する規格化分光感度が０．９８よりも低くなることが判明した。これは、ＺｎＯからなる微粒子の平均粒径が０．１μｍよりも大きいことに起因して、シリコン酸化膜７に入射した４２０ｎｍの波長の光がＺｎＯからなる微粒子により散乱反射し、外部に放出されたためであると考えられる。
【００９７】
この結果から、シリコン酸化膜７を透過するＵＶ光を減少させ、かつ、シリコン酸化膜７を透過する４２０ｎｍの波長の光を増大させるためには、シリコン酸化膜７に含有するＺｎＯからなる微粒子の平均粒径を０．１μｍ以下に設定するのが好ましいと言える。なお、現在、平均粒径が０．００５μｍよりも小さいＺｎＯからなる微粒子は存在しない。したがって、シリコン酸化膜７に含有するＺｎＯからなる微粒子の平均粒径としては、０．００５μｍ以上０．１μｍ以下に設定すればよい。
【００９８】
図２２は、シリコン酸化膜の厚みと規格化曲線因子（Ｆ．Ｆ．）との関係を示したグラフである。次に、図２２を参照して、上記した第１実施形態の効果のうち、表面側集電極と透光性導電膜との接触抵抗に関する効果を確認するために行った実験について説明する。
【００９９】
この確認実験では、上記した実施例１、２、５および比較例１の光起電力装置１の構成において、シリコン酸化膜７の厚みを０．０１μｍ以上７μｍ以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製して、電流−電圧特性の曲線因子（Ｆ．Ｆ．）を測定した。そして、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置の曲線因子（Ｆ．Ｆ．）を基準（「１」）として規格化を行った。なお、実施例１、２および５の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、それぞれ、７％、１８％および８１％である。また、実施例１、２および５の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜７に含有されたＺｎＯからなる微粒子の平均粒径は、０．０２μｍである。また、比較例１のサンプルにおいて、シリコン酸化膜７には、ＺｎＯからなる微粒子が含有されていない。
【０１００】
図２２に示すように、シリコン酸化膜７にＺｎＯからなる微粒子が含有されていない比較例１と、シリコン酸化膜７にＺｎＯからなる微粒子が含有された実施例１、２および５とを比較すると、シリコン酸化膜７の厚みが同じであれば、実施例１、２および５の規格化曲線因子（Ｆ．Ｆ．）は、比較例１の規格化曲線因子（Ｆ．Ｆ．）よりも高くなることが判明した。これは、ポリシラザンが含有されたコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜７を形成する際に、コーティング溶液が硬化する際に変形しないＺｎＯからなる微粒子が含有された実施例１、２および５のシリコン酸化膜７の方が、ＺｎＯからなる微粒子が含有されていない比較例１のシリコン酸化膜７よりも変形量が小さくなったためであると考えられる。すなわち、実施例１、２および５では、シリコン酸化膜７を形成する際に、コーティング溶液（シリコン酸化膜７）が変形して表面側集電極６に外力が加わることに起因して、表面側集電極６と透光性導電膜５との間の接触状態が変化するのが抑制されたと考えられる。
【０１０１】
また、図２２に示すように、実施例１、２および５において、シリコン酸化膜７の厚みが同じであれば、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が低い方が、規格化曲線因子（Ｆ．Ｆ．）が低くなることが判明した。すなわち、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が７％である実施例１の規格化曲線因子（Ｆ．Ｆ．）が、最も低くなった。これは、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が低い分、ポリシラザンが含有されたコーティング溶液を硬化させることによりシリコン酸化膜７を形成する際に、コーティング溶液（シリコン酸化膜７）の変形量が大きくなったためであると考えられる。また、実施例１において、シリコン酸化膜７の厚みが６μｍよりも大きくなれば、規格化曲線因子（Ｆ．Ｆ．）が０．９８よりも低くなることが判明した。
【０１０２】
この結果から、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜７の厚みの上限としては、６μｍ以下が好ましいと考えられる。
【０１０３】
図２３は、シリコン酸化膜の厚みと規格化出力との関係を示したグラフである。次に、図２３を参照して、シリコン酸化膜の上面上にナトリウムを含む水溶液を塗布して光起電力装置１の出力を測定した実験結果について説明する。
【０１０４】
この実験では、まず、上記した実施例１および２の光起電力装置１の構成において、シリコン酸化膜７の厚みを０．００５μｍ以上０．１６μｍ以下の範囲内で変化させた複数のサンプルを作製するとともに、０．０５％のＮａＨＣＯ３が混合された水溶液（０．５ｇ）をシリコン酸化膜７の表面に塗布した。その後、上記した水溶液が塗布された状態の実施例１および２の各々のサンプルについて、耐湿試験（湿度：８５％、温度：８５℃、試験時間；５時間）の前と後との出力を測定した。そして、各サンプルの耐湿試験前の出力を基準（「１」）として規格化を行った。なお、実施例１および２の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、それぞれ、７％および１８％である。また、実施例１および２の各々のサンプルにおいて、シリコン酸化膜７に含有されたＺｎＯからなる微粒子の平均粒径は、０．０２μｍである。
【０１０５】
図２３に示すように、実施例１および２のいずれの場合においても、シリコン酸化膜７の厚みが０．０１μｍ以上であれば、規格化出力の低下率が０．０１（１％）以下になることが判明した。これは、シリコン酸化膜７の厚みを０．０１μｍ以上に設定することによって、シリコン酸化膜７の下側に配置された半導体各層に、ナトリウム成分を含む水分が侵入するのが抑制されたためであると考えられる。また、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が７％である実施例１と、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合が１８％である実施例２とを比較すると、シリコン酸化膜７の厚みが同じであれば、規格化出力の低下率は、ほとんど変化しないことが判明した。
【０１０６】
この結果から、ナトリウム成分を含む水分がシリコン酸化膜７の下側に配置された半導体各層に侵入するのを抑制するためには、シリコン酸化膜７の厚みを０．０１μｍ以上に設定するのが好ましいと考えられる。また、この場合、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合を変化させたとしても、光起電力装置１の出力特性には影響しないと考えられる。
【０１０７】
次に、光入射側にＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜が形成された光起電力装置（実施例２）と、光入射側にシリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置（比較例２）との耐湿信頼性の違いを調べるために行った実験について説明する。
【０１０８】
この実験では、まず、上記した実施例２の光起電力装置１をタブ電極２２により３つ直列に接続するとともに、その直列に接続された３つの光起電力装置１を３列横に配置することによって、光起電力モジュールを作製した。また、比較例２として、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置（図示せず）をタブ電極により３つ直列に接続するとともに、その直列に接続された３つの光起電力装置を３列横に配置することによって、光起電力モジュールを作製した。その後、上記実施例２および比較例２の各々の光起電力モジュールについて、耐湿試験（湿度：８５％、温度：８５℃、試験時間：３０００時間）の前と後との出力（３列の平均出力）を行った。そして、各光起電力モジュールの耐湿試験前の出力を基準（「１」）として規格化を行った。なお、実施例２の光起電力装置１において、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、１８％である。また、実施例２の光起電力装置１において、シリコン酸化膜７に含有されたＺｎＯからなる微粒子の平均粒径は、０．０２μｍである。この結果を、以下の表２に示す。
【０１０９】
【表２】
2006222192.tif 000004
上記表２を参照して、光入射側にＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜７が形成された光起電力装置１を用いた光起電力モジュール（実施例２）の方が、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置を用いた光起電力モジュール（比較例２）に比べて、耐湿試験後の出力の低下率が小さくなることが判明した。具体的には、光入射側にＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜７が形成された光起電力装置１を用いた光起電力モジュール（実施例２）の規格化出力は、９８．５％であった。その一方、シリコン酸化膜が形成されていない光起電力装置を用いた光起電力モジュール（比較例２）の規格化出力は、９６．１％であった。
【０１１０】
この結果から、光起電力装置１の光入射側にＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜７を形成することによって、光起電力装置１の耐湿性を改善することができることが確認できた。
【０１１１】
（第２実施形態）
図２４は、本発明の第２実施形態による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した拡大図である。図２４を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、表面側集電極のフィンガー電極部およびバスバー電極部に加えて、タブ電極もシリコン酸化膜により覆われている光起電力装置およびそれを用いた光起電力モジュールについて説明する。
【０１１２】
すなわち、この第２実施形態による光起電力装置４１を用いた光起電力モジュール５１は、図２４に示すように、後述するシリコン酸化膜４７を介さずに、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂ上に、タブ電極５２の端部側が配置されている。そして、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２とが、半田層５３により接続されている。
【０１１３】
また、第２実施形態では、透光性導電膜５の上面上に、表面側集電極６のフィンガー電極部（図示せず）およびバスバー電極部６ｂと、タブ電極５２とを覆うように、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜４７が形成されている。このシリコン酸化膜７に含有されたＺｎＯからなる微粒子の平均粒径は、約０．００５μｍ以上約０．１μｍ以下であり、シリコン酸化膜７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、約８１％以下である。また、シリコン酸化膜７の厚みは、約０．０１μｍ以上約６μｍ以下である。
【０１１４】
なお、第２実施形態の光起電力装置４１およびそれを用いた光起電力モジュール５１のその他の構成は、図１および図２に示した第１実施形態の光起電力装置１およびそれを用いた光起電力モジュール２１の構成と同様である。
【０１１５】
第２実施形態では、上記のように、透光性導電膜５の上面上に、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２とを覆うように、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜４７を形成することによって、シリコン酸化膜４７を形成する前に、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２とを接続することができる。これにより、シリコン酸化膜４７を形成する際に、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２とを接続するために、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂのタブ電極５２が接続される領域上にシリコン酸化膜４７が形成されないようにマスクを形成する必要がない。その結果、複数の光起電力装置４１をタブ電極５２により接続してユニット化する場合において、光起電力装置４１の製造工程を簡略化することができる。
【０１１６】
また、第２実施形態では、透光性導電膜５の上面上に、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂと、タブ電極５２とを覆うように、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜４７を形成することによって、シリコン酸化膜４７を介さずに、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２とが接続されるので、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２との接触抵抗を上記第１実施形態よりも低くすることができる。また、シリコン酸化膜４７を介さずに、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２とが接続され、かつ、シリコン酸化膜４７により表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２とが覆われているので、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２との間の密着強度を上記第１実施形態よりも大きくすることができる。
【０１１７】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１８】
次に、図２４を参照して、第２実施形態による光起電力装置４１およびそれを用いた光起電力モジュール５１の製造プロセスについて説明する。
【０１１９】
図２４に示した光起電力装置４１を作製する際には、上記した第１実施形態と同様のプロセスを用いて、表面側集電極６までを形成する。
【０１２０】
この後、第２実施形態では、複数の光起電力装置４１の各々を、約１５０μｍの厚みを有する銅箔からなるタブ電極５２を介して、隣接する他の光起電力装置４１と接続する。具体的には、半田層５３が表面および裏面にコーティングされたタブ電極５２の一方端側を、所定の光起電力装置４１の表面側集電極６のバスバー電極部６ｂ上に配置する。また、タブ電極５２の他方端側は、所定の光起電力装置４１に隣接する別の光起電力装置４１の裏面側集電極のバスバー電極部（図示せず）上に配置する。この後、熱処理を行うことにより、タブ電極５２の下面にコーティングされた半田層５３を溶融することによって、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２とを、半田層５３により接続する。また、裏面側においても、上記した熱処理により、タブ電極５２の上面にコーティングされた半田層（図示せず）が溶融されることによって、裏面側集電極のバスバー電極部（図示せず）とタブ電極５２とが半田層（図示せず）により接続される。
【０１２１】
次に、第２実施形態では、スピンコート法を用いて、透光性導電膜５の上面上に、表面側集電極６のフィンガー電極部（図示せず）およびバスバー電極部６ｂと、タブ電極５２とを覆うように、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を塗布する。なお、第２実施形態のコーティング溶液の成分は、上記第１実施形態のコーティング溶液の成分と同様である。すなわち、第２実施形態のコーティング溶液の溶媒としては、ジブチルエーテルが用いられている。また、溶媒の質量に対するポリシラザンとＺｎＯからなる微粒子との質量の総和の割合は、約２質量％〜約１０質量％に設定されている。また、ポリシラザンとＺｎＯからなる微粒子との質量の総和に対するＺｎＯからなる微粒子の質量の割合は、約９５質量％以下に設定されている。また、ＺｎＯからなる微粒子の平均粒径は、約０．００５μｍ以上約０．１μｍ以下に設定されている。また、コーティング溶液には、約０．０５μｍ以下の粒径を有するパラジウム（Ｐｄ）が添加されている。
【０１２２】
この後、上記第１実施形態と同様のプロセスを用いて、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたポリシラザンを主成分とするコーティング溶液を硬化させる。これにより、透光性導電膜５の上面上に、表面側集電極６のフィンガー電極部（図示せず）およびバスバー電極部６ｂと、タブ電極５２とを覆うように、ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜４７が形成される。この際、第２実施形態では、シリコン酸化膜４７が、約０．０１μｍ以上約６μｍ以下の厚みを有するように形成する。また、上記のようにシリコン酸化膜４７を形成した場合、シリコン酸化膜４７におけるＺｎＯからなる微粒子の体積の割合は、約８１％以下となる。このようにして、第２実施形態による光起電力装置４１が形成される。
【０１２３】
なお、光起電力装置４１を用いた光起電力モジュール５１の作製プロセスは、上記第１実施形態の光起電力装置１を用いた光起電力モジュール２１の作製プロセスと同様である。
【０１２４】
次に、上記した第２実施形態の効果のうち、表面側集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度に関する効果を確認するために行った実験について説明する。
【０１２５】
この確認実験では、まず、上記第２実施形態の構成において、シリコン酸化膜４７の厚みを２段階（１μｍおよび６μｍ）に変化させて２種類のサンプルを５枚ずつ作製した。そして、図１７に示した測定装置３１を用いて、シリコン酸化膜４７の厚みが異なる２種類のサンプルについて、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２との間の密着強度を測定した。また、密着強度の測定では、シリコン酸化膜４７の厚みが異なる２種類のサンプルについて各５枚ずつ密着強度を測定した後、その測定した各５枚の密着強度の平均値を算出した。そして、シリコン酸化膜により覆われていない表面側集電極のバスバー電極部とタブ電極との間の密着強度を基準（「１」）として規格化を行った。この結果を以下の表３に示す。
【０１２６】
【表３】
2006222192.tif 000005
上記表３を参照して、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２とを覆うようにシリコン酸化膜４７を形成した場合の密着強度は、表面側集電極のバスバー電極部とタブ電極とがシリコン酸化膜により覆われていない場合の密着強度よりも大きくなることが判明した。具体的には、シリコン酸化膜４７の厚みが１μｍの場合の規格化密着強度は、１．４８であった。また、シリコン酸化膜４７の厚みが６μｍの場合の規格化密着強度は、２．４５であった。
【０１２７】
この結果から、透光性導電膜５の上面上に、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２とを覆うようにシリコン酸化膜４７を形成することによって、表面側集電極６のバスバー電極部６ｂとタブ電極５２との間の密着強度を大きくすることができることが確認できた。
【０１２８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１２９】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、フラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料として、ＺｎＯを用いたが、本発明はこれに限らず、ＺｎＯ以外の材料を用いてもよい。ＺｎＯ以外のフラックスによるエッチング速度が酸化シリコンよりも大きい材料としては、たとえば、ＩＴＯなどがある。
【０１３０】
また、上記第１および第２実施形態では、光起電力装置を構成する半導体各層の表面が平坦な場合について説明したが、本発明はこれに限らず、光起電力装置を構成する半導体各層の少なくとも１つの表面が凹凸形状を有している場合においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３１】
また、上記第１および第２実施形態では、光起電力モジュールの裏面側に、耐湿性を向上させるためのアルミニウムシートなどを設けなかったが、本発明はこれに限らず、光起電力モジュールの裏面側における耐湿性を向上させるために、光起電力モジュールの裏面側にアルミニウムシートなどを設けてもよい。
【０１３２】
また、上記第１および第２実施形態では、ｎ型単結晶シリコン基板上にｉ型非晶質シリコン層およびｐ型非晶質シリコン層が形成される構造の光起電力装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限らず、他の構造を有する光起電力装置に広く適用可能である。
【０１３３】
また、上記第１および第２実施形態では、半導体材料として、シリコン（Ｓｉ）を用いたが、本発明はこれに限らず、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＧｅＮ、ＳｉＳｎ、ＳｉＳｎＮ、ＳｉＳｎＯ、ＳｉＯ、Ｇｅ、ＧｅＣ、ＧｅＮのうちのいずれかの半導体を用いてもよい。この場合、これらの半導体は、結晶質、または、水素およびフッ素の少なくともいずれか一方を含む非晶質または微結晶であってもよい。
【０１３４】
また、上記第１および第２実施形態では、透光性導電膜を構成する材料として、Ｓｎをドープした酸化インジウム（ＩＴＯ）を用いたが、本発明はこれに限らず、ＩＴＯ膜以外の材料からなる透光性導電膜を用いてもよい。たとえば、Ｚｎ、Ａｓ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｆ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｓ、ＳｉおよびＴｅの少なくとも１つを化合物粉末として適量、酸化インジウム粉末（Ｉｎ２Ｏ３）に混ぜて焼結することにより作製したターゲットを用いて形成した透光性導電膜を用いてもよい。
【０１３５】
また、上記第１および第２実施形態では、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いて非晶質シリコン層を形成したが、本発明はこれに限らず、蒸着法、スパッタリング法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ法、熱ＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ（減圧ＣＶＤ）法など他の方法を用いて、非晶質シリコン層を形成してもよい。
【０１３６】
また、上記第１および第２実施形態では、透明導電膜を構成するＩＴＯ膜のスパッタリング時に、Ａｒガスを用いたが、本発明はこれに限らず、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅの他の不活性ガスまたはこれらの混合気体を用いることも可能である。
【０１３７】
また、上記第１および第２実施形態では、スパッタリング時の放電動作を、ＤＣ電力を用いて行ったが、本発明はこれに限らず、パルス変調ＤＣ放電や、ＲＦ放電、ＶＨＦ放電、マイクロ波放電などを用いてもよい。
【０１３８】
また、上記第１および第２実施形態では、光起電力装置の表面側にのみシリコン酸化膜を設けたが、本発明はこれに限らず、光起電力装置の表面および裏面の両側にシリコン酸化膜を設けてもよい。なお、上記第１および第２実施形態のように、表面側にガラス基板からなる表面保護材を設けた場合には、表面保護材を構成するガラス基板から溶出したナトリウムが光起電力装置の表面側に達しやすくなるので、少なくとも光起電力装置の表面側にシリコン酸化膜を設ける必要がある。したがって、上記第１および第２実施形態では、光起電力装置の裏面側にシリコン酸化膜を設けなかったとしても、ナトリウムが光起電力装置を構成する半導体各層に侵入することはほとんどない。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の第１実施形態による光起電力装置の構造を示した斜視図である。
【図２】図１に示した第１実施形態による光起電力装置を用いた光起電力モジュールの構造を示した断面図である。
【図３】図１に示した第１実施形態による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した拡大図である。
【図４】本発明の第１実施形態による光起電力装置を用いた光起電力モジュールの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施例１による光起電力装置のシリコン酸化膜上にフラックスを塗布した状態を示した断面図である。
【図６】本発明の実施例２による光起電力装置のシリコン酸化膜上にフラックスを塗布した状態を示した断面図である。
【図７】本発明の実施例３による光起電力装置のシリコン酸化膜上にフラックスを塗布した状態を示した断面図である。
【図８】本発明の実施例４による光起電力装置のシリコン酸化膜上にフラックスを塗布した状態を示した断面図である。
【図９】本発明の実施例５による光起電力装置のシリコン酸化膜上にフラックスを塗布した状態を示した断面図である。
【図１０】比較例１による光起電力装置のシリコン酸化膜上にフラックスを塗布した状態を示した断面図である。
【図１１】本発明の実施例１による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した断面図である。
【図１２】本発明の実施例２による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した断面図である。
【図１３】本発明の実施例３による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した断面図である。
【図１４】本発明の実施例４による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した断面図である。
【図１５】本発明の実施例５による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した断面図である。
【図１６】比較例１による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した断面図である。
【図１７】密着強度を測定する際に用いた測定装置の模式図である。
【図１８】ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜の厚みと規格化分光感度との関係を示したグラフである。
【図１９】ＺｎＯからなる微粒子が含有されたシリコン酸化膜の厚みと規格化分光感度との関係を示したグラフである。
【図２０】シリコン酸化膜に含有されたＺｎＯからなる微粒子の平均粒径と規格化分光感度との関係を示したグラフである。
【図２１】シリコン酸化膜に含有されたＺｎＯからなる微粒子の平均粒径と規格化分光感度との関係を示したグラフである。
【図２２】シリコン酸化膜の厚みと規格化曲線因子（Ｆ．Ｆ．）との関係を示したグラフである。
【図２３】シリコン酸化膜の厚みと規格化出力との関係を示したグラフである。
【図２４】本発明の第２実施形態による光起電力装置の表面側集電極のバスバー電極部にタブ電極が接続された状態を示した拡大図である。
【符号の説明】
【０１４０】
２  ｎ型単結晶シリコン基板（光電変換層、半導体層）
３  ｉ型非晶質シリコン層（半導体層）
４  ｐ型非晶質シリコン層（半導体層）
６  表面側集電極（集電極）
６ａ  フィンガー電極部
６ｂ  バスバー電極部
７、４７  シリコン酸化膜
８  ｉ型非晶質シリコン層（半導体層）
９  ｎ型非晶質シリコン層（半導体層）
２２、５２  タブ電極
２３  半田層（融着層）
２４  充填材
２５  表面保護材
２６  裏面保護材
【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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