(57)【要約】  【課題】  光発電パネルの製造に用いる光発電素子（粒状シリコン）の外径寸法や形状・真球精度に対する許容範囲を広げる。  【解決手段】  受け台２２の逃げ凹部２１に可塑性シール材２３を充填して、この受け台２２上に成形型２４をセットした後、成形型２４の各椀状凹部２６内に粒状の光発電素子１１を１個ずつ収容して、各光発電素子１１を上方から押さえ付けて各光発電素子１１の下部を各椀状凹部２６の貫通孔２７に嵌まり込ませて、各光発電素子１１の下端を受け台２２の逃げ凹部２１の底面に当接又はほぼ当接させるように各光発電素子１１の下部を逃げ凹部２１内の可塑性シール材２３の内部に押し込む。この後、成形型２４の成形キャビティ２５内に透明樹脂１２の樹脂液を注入して硬化させることで、多数の光発電素子１１を透明樹脂１２でパネル状に一体化した光発電パネル１０を成形する。  【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の粒状の光発電素子を配列して透明樹脂でパネル状に成形し、且つ各光発電素子の一部を樹脂部から突出させた光発電パネルを製造する方法において、
成形キャビティに前記多数の光発電素子が１個ずつ収容される多数の椀状凹部が形成され、且つ各椀状凹部の底部に前記各光発電素子の一部が下向きに突出する円形の貫通孔が形成された成形型と、
少なくとも前記貫通孔に対向する部分に逃げ凹部が形成された受け台とを用い、
前記受け台の逃げ凹部に可塑性シール材を充填する工程と、
前記受け台上に前記成形型をセットする工程と、
前記成形型の各椀状凹部に前記光発電素子を１個ずつ収容する工程と、
前記成形型の各椀状凹部内に収容された前記各光発電素子を上方から押さえ付けて前記各光発電素子の下部を各椀状凹部の貫通孔に嵌まり込ませて前記可塑性シール材の内部にほぼ一定量だけ押し込む素子押し込み工程と、
前記成形型の成形キャビティ内に前記透明樹脂の樹脂液を注入する工程と、
前記成形型の成形キャビティ内の前記樹脂液を硬化させて前記多数の光発電素子を透明樹脂でパネル状に一体化した光発電パネルを成形する工程と、
前記成形型の成形キャビティから前記光発電パネルを取り出す工程と
を含むことを特徴とする光発電パネルの製造方法。
【請求項２】
前記素子押し込み工程において、前記各光発電素子の下端を前記受け台の逃げ凹部の底面に当接又はほぼ当接させるように押し込むことで、前記各光発電素子の下部を前記可塑性シール材の内部にほぼ一定量だけ押し込むことを特徴とする請求項１に記載の光発電パネルの製造方法。
【請求項３】
前記各光発電素子の下端が前記受け台の逃げ凹部の底面に当接又はほぼ当接した状態において各光発電素子の外周面が前記各貫通孔の内周縁に当接又はほぼ当接した状態になるように前記各貫通孔の孔径が設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光発電パネルの製造方法。
【請求項４】
前記光発電パネルの各光発電素子のうちの前記樹脂部から突出する部分に電極を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光発電パネルの製造方法。
【請求項５】
多数の粒状の光発電素子を配列して透明樹脂でパネル状に成形し、且つ各光発電素子の一部を樹脂部から突出させた光発電パネルを製造する方法において、
成形キャビティに前記多数の光発電素子が１個ずつ収容される多数の椀状凹部が形成され、且つ各椀状凹部の底部に前記各光発電素子の一部が下向きに突出する円形の貫通孔が形成された成形型と、
前記成形型を載せるための受け台とを用い、
前記受け台上に前記成形型を両者間の少なくとも前記貫通孔に対向する部分に隙間をあけた状態にセットする工程と、
前記成形型の各椀状凹部に前記光発電素子を１個ずつ収容して各光発電素子の下部を各椀状凹部の貫通孔に嵌まり込ませて、各光発電素子の下端を前記受け台に当接又はほぼ当接させた状態にする工程と、
前記成形型の成形キャビティ内に前記透明樹脂の樹脂液を注入する工程と、
前記成形型の成形キャビティ内の前記樹脂液を硬化させて前記多数の光発電素子を透明樹脂でパネル状に一体化した光発電パネルを成形する工程と、
前記成形型の成形キャビティから前記光発電パネルを取り出す工程と
を含むことを特徴とする光発電パネルの製造方法。
【請求項６】
前記各光発電素子の下端が前記受け台に当接又はほぼ当接した状態において各光発電素子の外周面が前記各貫通孔の内周縁に当接又はほぼ当接した状態になるように前記各貫通孔の孔径が設定されていることを特徴とする請求項５に記載の光発電パネルの製造方法。
【請求項７】
前記光発電パネルの各光発電素子のうちの前記樹脂部から突出する部分に電極を形成することを特徴とする請求項５又は６に記載の光発電パネルの製造方法。
【請求項８】
多数の粒状の光発電素子を配列して透明樹脂でパネル状に成形し、且つ各光発電素子の一部を樹脂部から突出させた光発電パネルを製造する方法において、
受け台の上面側に形成された凹部に可塑性シール材を充填する工程と、
前記光発電パネルの樹脂部を成形する成形キャビティの形状を転写するための転写型を前記可塑性シール材に押し付けることで、前記多数の光発電素子が１個ずつ収容される多数の椀状凹部を有する成形キャビティを前記可塑性シール材に形成する工程と、
前記成形キャビティの各椀状凹部に前記光発電素子を１個ずつ収容する工程と、
前記成形キャビティの各椀状凹部内に収容された前記各光発電素子を上方から押さえ付けて前記各光発電素子の下部を前記可塑性シール材の内部にほぼ一定量だけ押し込む素子押し込み工程と、
前記成形キャビティ内に前記透明樹脂の樹脂液を注入する工程と、
前記成形キャビティ内の前記樹脂液を硬化させて前記多数の光発電素子を透明樹脂でパネル状に一体化した光発電パネルを成形する工程と、
前記成形キャビティから前記光発電パネルを取り出す工程と
を含むことを特徴とする光発電パネルの製造方法。
【請求項９】
前記素子押し込み工程において、前記各光発電素子の下端を前記受け台の凹部の底面に当接又はほぼ当接させるように押し込むことで、前記各光発電素子の下部を前記可塑性シール材の内部にほぼ一定量だけ押し込むことを特徴とする請求項８に記載の光発電パネルの製造方法。
【請求項１０】
前記光発電パネルの各光発電素子のうちの前記樹脂部から突出する部分に電極を形成することを特徴とする請求項８又は９に記載の光発電パネルの製造方法。
【請求項１１】
多数の粒状の光発電素子を配列して透明樹脂でパネル状に成形し、且つ各光発電素子の一部を樹脂部から露出させてその部分に電極を形成した光発電パネルを製造する方法において、
前記光発電素子のうちの前記樹脂部から露出する部分に前記電極を形成した後、レーザー光を前記電極に照射してシンタリングすることで、前記電極と前記光発電素子との接合部分にオーミックな接触抵抗部を形成することを特徴とする光発電パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の粒状の光発電素子を千鳥状又はマトリックス状に配列して透明樹脂でパネル状に成形する光発電パネルの製造方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光エネルギを電気エネルギに変換する光発電パネルの発電効率を高めるために、例えば、特許文献１（特公平７−５４８５５号公報）、特許文献２（特開２００２−１６４５５４号公報）に示すように、光発電素子を粒状（若しくは球状）に形成するようにしたものがある。粒状の光発電素子は、様々な方向から入射する太陽光に対してその光入射方向から見た素子投影面積（受光量）がほぼ一定となるため、太陽高度が低くても効率良く発電できる利点がある。
【０００３】
これらの特許文献１，２の技術では、表面電極を兼ねたベースプレートに形成された多数の円形孔にそれぞれ粒状シリコンを嵌め込み、ベースプレートの下面側に突出した粒状シリコン露出部に、絶縁層を介して電極を形成するようにしている。
【０００４】
しかし、上記特許文献１，２の技術では、ベースプレートの上面側に露出する粒状シリコン受光領域の面積と、下面側の電極形成領域の大きさ（高さ）は、ベースプレートに形成された円形孔の内径と粒状シリコンの外径との関係によって決定されるため、粒状シリコン受光領域の面積と電極形成領域の大きさ（高さ）を均一化するためには、粒状シリコンの外径寸法や形状・真球精度に対して高い均一性が要求される。このため、粒状シリコン製造工程の管理が複雑化して粒状シリコンの生産性が低下すると共に、粒状シリコンの歩留まりが悪くなってしまい、製造コストが高くなるという欠点がある。
【０００５】
また、電極と粒状光発電素子との接合部分には、オーミックコンタクトを形成する必要があり、そのために、光発電素子上に直接に電極材料を堆積するか、光発電素子上にコンタクト穴を有する絶縁膜を形成し、このコンタクト穴から露出する光発電素子の部分に電極材料を堆積する方法がある。
【０００６】
例えば、特許文献３（特開２００４−６３５６４号公報）の電極形成方法は、球状第１半導体表面の第２半導体層を開口して第１半導体の一部を露出させ、第１半導体の露出部及び第２半導体の外周部にそれぞれ内部電極を形成する方法において、底部に接続孔を設けた複数の凹部を有する電気絶縁層及び接続孔としてその周辺部を残して凹部内に形成された第２導電体層からなる支持体を用意し、次いで第２導電体層開口部と第１半導体露出部接続孔周辺部に接するように球状光発電素子を凹部内に配置し、接合部を溶着した後、各部電極を対応する導電体層に半田付けなどで接続するようにしている。
【０００７】
また、特許文献４（特開２００４−９５８２６号公報）の電極形成方法は、球状光発電素子の表面に、インクジェット方式により導電性インクを塗布し、これを熱処理することにより少なくとも１つの電極を形成する。この方式により、球状の第１導電体の露出面に第１電極を形成し、第２導電型半導体層の外周面の一部に第２電極を形成するようにしている。
【０００８】
また、特許文献５（特開２００４−１４０２１７号公報）の電極形成方法は、光発電素子の表面の第２半導体層の開口部内の第１半導体に第１電極を形成し、第２半導体層の外周部に第２電極を形成し、これを電気絶縁層及び第２導電層からなる支持体の凹部の所定位置に配置し、第１の半田により第１電極と第１導電層とを半田付けし、次いで、第１の電極の半田の固相線温度よりも低い液相線温度を有する半田により第２電極を第２導電層に接繚するようにしている。
【０００９】
これら特許文献３，４，５の技術では、球状光発電素子上にオーミックな電極を形成するには、球状シリコンの外径寸法や形状、真球精度に対して高い均一性が要求されるとともに、ベースプレートと粒状シリコンとの間に、高い真球精度が要求されることになり、量産性が低く製造コストが高くなるという欠点がある。
【００１０】
また、特許文献６（特開２００３−２８２４８０号公報）には、半導体の電極形成部に電極材製のディスクまたはブラシを擦り付けることにより電極材を塗布し、擦り付けに伴う摩擦熱によりシンタリングを行う方法が開示されているが、電極部周辺にある封止材に働く摩擦熱や物理的な力が働き、光発電素子を保持する樹脂層に損傷を与える可能性がある。
【特許文献１】特公平７−５４８５５号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４５５４号公報
【特許文献３】特開２００４−６３５６４号公報
【特許文献４】特開２００４−９５８２６号公報
【特許文献５】特開２００４−１４０２１７号公報
【特許文献６】特開２００３−２８２４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述した課題を解決しようとしてなされたものであり、従って、本発明の目的は、光発電パネルの要求品質レベルを満たしつつ、光発電素子（粒状シリコン）の外径寸法や形状・真球精度に対する許容範囲を広げることができて、光発電素子の生産性向上、歩留まり向上を製品品質を落とさずに実現できる光発電パネルの製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、光発電素子を保持する樹脂層に損傷を与えることなく、電極と前記光発電素子との接合部分にオーミックな接触抵抗部を容易に形成することができる光発電パネルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、多数の粒状の光発電素子を配列して透明樹脂でパネル状に成形し、且つ、各光発電素子の一部を樹脂部から突出させた光発電パネルを製造する方法において、成形キャビティに前記多数の光発電素子が１個ずつ収容される多数の椀状凹部が形成され、且つ各椀状凹部の底部に前記各光発電素子の一部が下向きに突出する円形の貫通孔が形成された成形型と、少なくとも前記貫通孔に対向する部分に逃げ凹部が形成された受け台とを用い、
前記受け台の逃げ凹部に可塑性シール材を充填する工程と、
前記受け台上に前記成形型をセットする工程と、
前記成形型の各椀状凹部に前記光発電素子を１個ずつ収容する工程と、
前記成形型の各椀状凹部内に収容された前記各光発電素子を上方から押さえ付けて前記各光発電素子の下部を各椀状凹部の貫通孔に嵌まり込ませて前記可塑性シール材の内部にほぼ一定量だけ押し込む素子押し込み工程と、
前記成形型の成形キャビティ内に前記透明樹脂の樹脂液を注入する工程と、
前記成形型の成形キャビティ内の前記樹脂液を硬化させて前記多数の光発電素子を透明樹脂でパネル状に一体化した光発電パネルを成形する工程と、
前記成形型の成形キャビティから前記光発電パネルを取り出す工程と
を含むことを特徴とする光発電パネルの製造方法である。
【００１３】
要するに、本発明では、受け台の逃げ凹部に可塑性シール材を充填して、この受け台上に成形型をセットし、この成形型の各椀状凹部内に収容した各光発電素子を上方から押さえ付けて各光発電素子の下部を各椀状凹部の貫通孔に嵌まり込ませて受け台の逃げ凹部内の可塑性シール材の内部にほぼ一定量だけ押し込んだ後、成形型の成形キャビティ内に透明樹脂の樹脂液を注入して硬化させることで、多数の光発電素子を透明樹脂でパネル状に一体化した光発電パネルを成形するものである。このようにすれば、光発電パネルの製造に用いる光発電素子の外径寸法や形状・真球精度に多少のばらつきがあっても、光発電パネルの樹脂部からの素子突出量を均一化することができると共に、光発電素子の外径寸法や形状・真球精度のばらつきによって生じる各椀状凹部の貫通孔と光発電素子との隙間を可塑性シール材でシールすることができて、その隙間からの樹脂漏れを防止することができる（この際、樹脂の粘度を調整して樹脂漏れをより確実に防止するようにしても良い）。これにより、光発電パネルの要求品質レベルを満たしつつ、光発電素子（粒状シリコン）の外径寸法や形状・真球精度に対する許容範囲を広げることができて、光発電素子の生産性向上、歩留まり向上を製品品質を落とさずに実現することができる。
【００１４】
この場合、請求項２のように、素子押し込み工程において、各光発電素子の下端を受け台の逃げ凹部の底面に当接又はほぼ当接させるように押し込むことで、各光発電素子の下部を可塑性シール材の内部にほぼ一定量だけ押し込むようにすると良い。このようにすれば、極めて簡単な作業で樹脂部からの素子突出量を均一化することができ、生産性を更に高めることができる。但し、本発明は、可塑性シール材の粘度を調整することで、光発電素子の下部を可塑性シール材の内部にほぼ一定量だけ押し込むようにしても良い。
【００１５】
更に、請求項３のように、各光発電素子の下端が受け台の逃げ凹部の底面に当接又はほぼ当接した状態において各光発電素子の外周面が各貫通孔の内周縁に当接又はほぼ当接した状態になるように各貫通孔の孔径を設定するようにすると良い。このようにすれば、素子押し込み工程で、各椀状凹部の貫通孔と光発電素子との隙間を小さくすることができて、その隙間から可塑性シール材の一部が椀状凹部内に押し込まれることを防止できて、光発電素子と樹脂部との境界を滑らかに形成することができる。これにより、光発電パネルの裏面側に、光反射面を兼ねる電極を形成する工程で、光発電素子と樹脂部との境界周辺の電極（光反射面）を滑らかに形成することができ、光発電素子への反射光の受光量を増加させることができて、光発電効率を高めることができる。
【００１６】
また、請求項４のように、光発電パネルの各光発電素子のうちの樹脂部から突出する部分に電極を形成するようにすると良い。本発明では、樹脂部からの素子突出量が均一化されるため、この突出部分に形成する電極の大きさや高さ位置を均一化することができる。      
【００１７】
以上説明した請求項１〜４に係る発明では、受け台の逃げ凹部に可塑性シール材を充填するようにしたが、請求項５のように、可塑性シール材が充填されていない受け台上に成形型を両者間の少なくとも前記貫通孔に対向する部分に隙間をあけた状態にセットし、この成形型の各椀状凹部に光発電素子を１個ずつ収容して各光発電素子の下部を各椀状凹部の貫通孔に嵌まり込ませて、各光発電素子の下端を受け台に当接又はほぼ当接させた状態にした後、成形型の成形キャビティ内に透明樹脂の樹脂液を注入して硬化させて光発電パネルを成形するようにしても良い。このようにしても、光発電素子の外径寸法や形状・真球精度に多少のばらつきがあっても、極めて簡単な作業で樹脂部からの素子突出量を均一化することができ、この突出部分に形成する電極の大きさや高さ位置を均一化することができる。しかも、光発電素子（粒状シリコン）の外径寸法や形状・真球精度に対する許容範囲を広げることができて、光発電素子の生産性向上、歩留まり向上を製品品質を落とさずに実現することができる。
【００１８】
この場合も、請求項６のように、各光発電素子の下端が受け台に当接又はほぼ当接した状態において各光発電素子の外周面が各貫通孔の内周縁に当接又はほぼ当接した状態になるように各貫通孔の孔径を設定するようにすると良い。このようにすれば、成形型の成形キャビティ内に樹脂液を注入する際に、各椀状凹部の貫通孔と光発電素子との隙間を小さくすることができて、その隙間から樹脂液が漏れることを防止することができる。
【００１９】
更に、請求項７のように、光発電パネルの各光発電素子のうちの樹脂部から突出する部分に電極を形成するようにすると良い。この場合も、樹脂部からの素子突出量が均一化されているため、この突出部分に形成する電極の大きさや高さ位置を均一化することができる。
【００２０】
以上説明した請求項１〜７に係る発明は、光発電パネルの樹脂部を成形するために成形型を用いるようにしたが、請求項８に係る発明では、受け台の凹部に充填した可塑性シール材に成形キャビティを形成し、これを成形型として用いるようにしている。具体的には、受け台の上面側に形成された凹部に可塑性シール材を充填した後、光発電パネルの樹脂部を成形する成形キャビティの形状を転写するための転写型を前記可塑性シール材に押し付けることで、多数の光発電素子が１個ずつ収容される多数の椀状凹部を有する成形キャビティを前記可塑性シール材に形成し、前記成形キャビティの各椀状凹部に前記光発電素子を１個ずつ収容した後、各椀状凹部内に収容された各光発電素子を上方から押さえ付けて各光発電素子の下部を可塑性シール材の内部にほぼ一定量だけ押し込み、その後、成形キャビティ内に透明樹脂の樹脂液を注入して硬化させるようにしても良い。この場合でも、光発電素子の外径寸法や形状・真球精度に多少のばらつきがあっても、光発電パネルの樹脂部からの素子突出量を均一化することができると共に、光発電素子と樹脂部との境界を滑らかに形成することができる。
【００２１】
この場合も、請求項９のように、素子押し込み工程において、各光発電素子の下端を受け台の凹部の底面に当接又はほぼ当接させるように押し込むことで、各光発電素子の下部を可塑性シール材の内部にほぼ一定量だけ押し込むようにすると良い。このようにすれば、極めて簡単な作業で樹脂部からの素子突出量を均一化することができ、生産性を更に高めることができる。
【００２２】
更に、請求項１０のように、光発電パネルの各光発電素子のうちの樹脂部から突出する部分に電極を形成するようにすると良い。この場合も、樹脂部からの素子突出量が均一化されているため、この突出部分に形成する電極の大きさや高さ位置を均一化することができる。
【００２３】
また、他の目的を達成するために、請求項１１に係る発明は、多数の粒状の光発電素子を配列して透明樹脂でパネル状に成形し、且つ各光発電素子の一部を樹脂部から露出させてその部分に電極を形成した光発電パネルを製造する方法において、前記光発電素子のうちの前記樹脂部から露出する部分に前記電極を形成した後、レーザー光を前記電極に照射してシンタリングすることで、前記電極と前記光発電素子との接合部分にオーミックな接触抵抗部を形成するようにしたものである。このようにすれば、光発電パネルの製造に用いる光発電素子の外径寸法や形状・真球精度に多少のばらつきがあっても、レーザー光によるシンタリングによって、電極と光発電素子との接合部分にオーミックな接触抵抗部を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した３つの実施例１〜３を説明する。
【実施例１】
【００２５】
本発明の実施例１を図１乃至図１５に基づいて説明する。まず、図１５に基づいて本実施例の製造方法で製造した光発電パネル１０の構造を説明する。
【００２６】
光発電パネル１０は、多数の粒状の光発電素子１１を千鳥状又はマトリックス状に配列して透明樹脂１２（樹脂部）で一体化したものである。この透明樹脂１２としては、例えば、光透過性の紫外線硬化性樹脂を用いると良い。
【００２７】
各光発電素子１１は、外周部にｎ型半導体層が薄く形成され、その内周側がｐ型半導体層となっている。この光発電素子１１の製造方法は、特に限定されず、例えば、国際公開ＷＯ９９／１０９３５号公報に示すように、加熱融解されたシリコン液滴を自由落下させて、そのシリコン液滴を表面張力で球状の形状に変形させて凝固させる自由落下法や、特開２００２−６０９４３号公報に示すように、プラズマＣＶＤ装置内で、芯材の表面全体にＳｉを堆積させて球状の光発電素子を製造するプラズマＣＶＤ法を用いても良いし、それ以外の製造方法を用いても良い。
【００２８】
光発電パネル１０の裏面側（図１５において上面側）には、各光発電素子１１の外周部のｎ型半導体層に導通するｎ電極１３が透明樹脂１２の裏側を覆うように形成されている。このｎ電極１３は、２層の絶縁性樹脂層１４，１５によって完全に覆われている。下層の絶縁性樹脂層１４は、後述するエッチング時に保護層（マスク）として機能し、上層の絶縁性樹脂層１５は、ｎ電極１３とｐ電極１６とを絶縁する絶縁層として機能する。
【００２９】
各光発電素子１１の後端部には、研磨等によってｎ型半導体層が部分的に取り除かれてｐ型半導体層が露出する部分が形成され、このｐ型半導体層にｐ電極１６が導通するように形成されている。このｐ電極１６は、絶縁性樹脂等で形成された耐候性の保護絶縁層１７によって完全に覆われ、保護・絶縁されている。
【００３０】
以上のように構成した光発電パネル１０の製造方法を説明する。前述したように、粒状の光発電素子１１の製造方法は、特に限定されず、どの様な方法で粒状の光発電素子１１を製造しても良く、１つのメーカーで光発電素子１１の製造から光発電パネル１０の製造までを一貫して行っても良いし、他のメーカーで製造した光発電素子１１を購入して光発電パネル１０を製造するようにしても良い。以下、何等かの方法で製造された粒状の光発電素子１１を用いて光発電パネル１０を製造する各工程を図１乃至図１５に基づいて順番に説明する。
【００３１】
［１］可塑性シール材充填工程
まず、図１に示すように、上面側に浅底の逃げ凹部２１が形成された受け台２２を使用し、この受け台２２の逃げ凹部２１内に可塑性シール材２３を充填する。この可塑性シール材２３は、塑性変形可能で、透明樹脂１２（紫外線硬化性樹脂）の樹脂液が浸透しないシール性を有し、且つ透明樹脂１２が接着しない材料が用いられる。具体的には、可塑性シール材２３として、油粘土、糊、タイル目地用のウレタン系シーリング材、型抜き用の熱硬化性の液状シリコンゴム等を用いれば良い。
【００３２】
受け台２２の逃げ凹部２１の深さ寸法は、光発電パネル１０の透明樹脂１２からの光発電素子１１の突出量（素子突出量）とほぼ同一の深さ寸法又はこれよりも若干大きい深さ寸法に設定されている。
【００３３】
［２］成形型セット工程
可塑性シール材充填工程終了後に、成形型セット工程に進み、図２に示すように、受け台２２上に成形型２４をセットする。この成形型２４の成形キャビティ２５には、多数の光発電素子１１が１個ずつ収容される多数の椀状凹部２６が形成され、且つ各椀状凹部２６の底部に各光発電素子１１の一部が下向きに突出する円形の貫通孔２７が形成されている。尚、図２〜図６には、椀状凹部２６が３個のみ図示されているが、実際には椀状凹部２６が多数形成されている。
【００３４】
［３］光発電素子収容工程
成形型セット工程終了後に、光発電素子収容工程に進み、図３に示すように、成形型２４の各椀状凹部２６に光発電素子１１を１個ずつ収容する。尚、成形型２４の各椀状凹部２６に光発電素子１１を収容した後、この成形型２４を受け台２２上にセットするようにしても良い。
【００３５】
［４］素子押し込み工程
光発電素子収容工程終了後に、素子押し込み工程に進み、図４に示すように、成形型２４の各椀状凹部２６内に収容された各光発電素子１１を治具（図示せず）で上方から押さえ付けて各光発電素子１１の下部を各椀状凹部２６の貫通孔２７に嵌まり込ませて、受け台２２の逃げ凹部２１内の可塑性シール材２３の内部にほぼ一定量だけ押し込む。この素子押し込み工程において、各光発電素子１１の下端を受け台２２の逃げ凹部２１の底面に当接又はほぼ当接させるように押し込むことで、各光発電素子１１の下部を可塑性シール材２３の内部にほぼ一定量だけ押し込むようにすれば良い。
【００３６】
この場合、各光発電素子１１の下端が受け台２２の逃げ凹部２１の底面に当接又はほぼ当接した状態において各光発電素子１１の外周面が各貫通孔２７の内周縁に当接又はほぼ当接した状態になるように各貫通孔２７の孔径が設定されている。
【００３７】
［５］樹脂液注入工程
素子押し込み工程終了後に、樹脂液注入工程に進み、図５に示すように、成形型２４の成形キャビティ２５内に透明樹脂１２（紫外線硬化性樹脂）の樹脂液を注入して、全ての椀状凹部２６を樹脂液中に完全に沈めた状態にする。この際、各椀状凹部２６の貫通孔２７と光発電素子１１との隙間が可塑性シール材２３でシールされ、その隙間からの樹脂漏れが防止される。
【００３８】
［６］樹脂硬化工程
樹脂液注入工程終了後に、樹脂硬化工程に進み、図６に示すように、成形型２４の成形キャビティ２５内の透明樹脂１２（紫外線硬化性樹脂）の樹脂液に紫外線を照射して該樹脂液を硬化させることで、多数の光発電素子１１を透明樹脂１２でパネル状に一体化した光発電パネル１０を成形する。
【００３９】
［７］離型工程
樹脂硬化工程終了後に、離型工程に進み、図７に示すように、成形型２４の成形キャビティ２５から光発電パネル１０を取り出す。
【００４０】
［８］ｎ電極形成工程
離型工程終了後に、ｎ電極形成工程に進み、図８に示すように、光発電パネル１０の裏面全体に、蒸着、めっき、塗布、ＣＶＤ、スパッタリング等の導体成膜技術を用いてｎ電極１３を形成する。ｎ電極１３を形成する導体は、Ａｇ、Ａｇ系導体等の電気抵抗値が小さく、且つ、光を反射しやすい導体（入射光の反射面としても機能させるため）を用いることが好ましい。このｎ電極１３は、各光発電素子１１の外周部のｎ型半導体層に導通し、且つ透明樹脂１２の裏側を覆って入射光の反射面としても機能するようになっている。尚、ｎ電極１３の一部は、後述するサンドブラスト工程で光発電素子１１の一部を露出させるように取り除かれるため、その部分にはｎ電極１３を形成しない部分があっても良い。
【００４１】
［９］保護層（下層の絶縁性樹脂層）形成工程
ｎ電極形成工程終了後に、保護層形成工程に進み、図９に示すように、光発電パネル１０の裏面のｎ電極１３全面に、エポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を塗布して硬化させて保護層（下層の絶縁性樹脂層）１４を形成し、ｎ電極１３全面を保護層１４で覆った状態にする。この保護層１４を形成する樹脂は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、嫌気性硬化樹脂等のいずれを用いても良いが、絶縁性と耐エッチング性（エッチング時のマスクとして用いるため）を備えている必要がある。尚、保護層１４の一部は、次のサンドブラスト工程で光発電素子１１の一部を露出させるように取り除かれるため、その部分には保護層１４を形成しない部分があっても良い。
【００４２】
［１０］サンドブラスト工程
保護層形成工程終了後に、サンドブラスト工程に進み、図１０に示すように、サンドブラストにより、各光発電素子１１の後端部の保護層１４とｎ電極１３を部分的に取り除いて、各光発電素子１１の後端部のｎ型半導体層を露出させた状態にする。尚、サンドブラストに代えて、研磨、レーザ加工、放電加工等によって保護層１４とｎ電極１３を部分的に取り除くようにしても良い。
【００４３】
［１１］エッチング工程
サンドブラスト工程終了後に、エッチング工程に進み、保護層１４をマスク（エッチングレジスト）として用いて、該保護層１４から露出する光発電素子１１の後端部のｎ型半導体層を化学エッチングして取り除き、その内側のｐ型半導体層を露出させた状態にする。尚、化学エッチングに代えて、ドライエッチングを用いても良い。
【００４４】
［１２］絶縁層（上層の絶縁性樹脂層）形成工程
エッチング工程終了後に、絶縁層（上層の絶縁性樹脂層）形成工程に進み、図１１に示すように、光発電パネル１０の裏面全体に、エポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を塗布して硬化させて絶縁層（上層の絶縁性樹脂層）１５を形成し、前記サンドブラスト工程で部分的に露出されたｎ電極１３を完全に覆って絶縁した状態にする。この絶縁層１５を形成する樹脂は、その下層の保護層１４と同種、異種のいずれの絶縁性樹脂を用いても良く、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、嫌気性硬化樹脂等のいずれを用いても良い。尚、絶縁層１５の一部は、次の研磨工程で光発電素子１１の一部を露出させるように除かれるため、その部分には絶縁層１５を形成しない部分があっても良い。
【００４５】
［１３］研磨工程
絶縁層形成工程終了後に、研磨工程に進み、図１２に示すように、光発電パネル１０の裏面の絶縁層１５を研磨装置で研磨して平坦化すると共に、光発電素子１１の後端部のｐ型半導体層を絶縁層１５から露出させると共に、該ｐ型半導体層の露出面を平坦化する。尚、サンドブラストで研磨するようにしても良い。
【００４６】
［１４］ｐ電極形成工程
研磨工程終了後に、ｐ電極形成工程に進み、図１３に示すように、光発電パネル１０の裏面全体にｐ電極１６を各光発電素子１１のｐ型半導体層の露出面に密着させるように形成する。このｐ電極１６を形成する導体は、前述したｎ電極１３と同じ導体でも良いし、異なる導体を用いても良く、ｐ電極１６の形成方法も、ｎ電極１３と同じ方法でも異なる方法でも良く、例えば、アルミニウム等の導体の蒸着、印刷、スパッタを用いても良いし、或は、アルミニウム箔等の導体箔を光発電パネル１０の裏面全体に貼り付けてｐ電極１６を形成しても良い。
【００４７】
［１５］レーザーシンタ工程
ｐ電極形成工程終了後に、図１４に示すように、レーザーシンタ工程に進み、ｐ電極１６と各光発電素子１１の後端部のｐ型半導体層との接合部分の中央部付近に、レーザー光を所定パターンでスポット的に１回又は複数回照射して、その部分をスポット的に加熱し、オーミックな接触抵抗部を形成するためのｐ電極１６の熱処理（シンタ）を行う。
【００４８】
このレーザーシンタ工程で使用するレーザーは、例えばＹＶＯ4 レーザー（ＬＤ励起個体レーザー）で、照射条件は、Ｑスイッチ周波数：２０ｋＨｚ、照射面積：直径０．３ｍｍ、照射密度：２５μｍとした。この条件では、透明樹脂１２を損傷することなく、良好なオーミック接触抵抗部が形成された。尚、使用するレーザーは、ＹＶＯ4 レーザー（ＬＤ励起個体レーザー）に限定されず、例えばＹＡＧレーザー、ＣＯ2 レーザー等を用いても、同様の効果が得られる。また、上記の照射条件も一例に過ぎず、適宜変更しても良いことは言うまでもない。
【００４９】
ところで、光発電パネル１０における各光発電素子１１の配列が正確な等ピッチ配列であれば、配列された各光発電素子１１の中心位置（レーザー光の照射位置）が一義的に決められるため、レーザー光照射装置に対して光発電パネル１０の各光発電素子１１の位置を位置決めして、各光発電素子１１の中心位置にスポット的にレーザー光を１回又は複数回照射する処理を光発電素子１１の配列に従って順番に自動的に実行するようにすれば良い。
【００５０】
しかし、本実施例１で使用する光発電素子１１は、外径寸法や形状・真球精度に多少のばらつきがあるため、光発電パネル１０における各光発電素子１１の配列が、必ずしも等ピッチ配列とはならない。このような場合は、画像処理等の技術を使用して各光発電素子１１の中心位置を１個ずつ探り出し、その点にレーザー光を１回又は複数回照射するようにすれば良い。このようにすれば、各光発電素子１１の配列が不均一になっていても、各光発電素子１１の中心位置にレーザー光を正確に照射することができる。
【００５１】
［１６］保護絶縁層形成工程
レーザーシンタ工程終了後に、保護絶縁層形成工程に進み、図１５に示すように、光発電パネル１０の裏面のｐ電極１６全面に、絶縁性樹脂を塗布して硬化させて耐候性の保護絶縁層１７を形成し、ｐ電極１６全面を保護絶縁層１７で覆った状態にする。この保護絶縁層１７を形成する樹脂は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、嫌気性硬化樹脂等のいずれを用いても良い。以上説明した各工程［１］〜［１６］を一通り実行すれば、光発電パネル１０の製造が完了する。
【００５２】
以上説明した本実施例１の光発電パネル１０の製造方法によれば、受け台２２の逃げ凹部２１に可塑性シール材２３を充填して、この受け台２２上に成形型２４をセットし、成形型２４の各椀状凹部２６内に収容した各光発電素子１１を上方から押さえ付けて各光発電素子１１の下部を各椀状凹部２６の貫通孔２７に嵌まり込ませて受け台２２の逃げ凹部２１内の可塑性シール材２３の内部にほぼ一定量だけ押し込んだ後、成形型２４の成形キャビティ２５内に透明樹脂１２の樹脂液を注入して硬化させることで、多数の光発電素子１１を透明樹脂１２でパネル状に一体化した光発電パネル１０を成形するようにしたので、光発電パネル１０の製造に用いる光発電素子１１の外径寸法や形状・真球精度に多少のばらつきがあっても、光発電パネル１０の透明樹脂１２部分からの素子突出量を均一化することができると共に、光発電素子１１の外径寸法や形状・真球精度のばらつきによって生じる各椀状凹部２６の貫通孔２７と光発電素子１１との隙間を可塑性シール材２３でシールすることができて、その隙間からの樹脂漏れを防止することができる（この際、樹脂の粘度を調整して樹脂漏れをより確実に防止するようにしても良い）。これにより、光発電パネル１０の要求品質レベルを満たしつつ、光発電素子１１の外径寸法や形状・真球精度に対する許容範囲を広げることができて、光発電素子１１の生産性向上、歩留まり向上を製品品質を落とさずに実現することができる。
【００５３】
しかも、本実施例１では、素子押し込み工程において、各光発電素子１１の下端を受け台２２の逃げ凹部２１の底面に当接又はほぼ当接させるように押し込むようにしたので、極めて簡単な作業で光発電パネル１０の透明樹脂１２（樹脂部）からの素子突出量を均一化することができて、この突出部分に形成するｎ電極１３の大きさや高さ位置を均一化することができる。本発明は、可塑性シール材の粘度を調整することで、光発電素子の下部を可塑性シール材の内部にほぼ一定量だけ押し込むようにしても良い。
【００５４】
更に、本実施例１では、各光発電素子１１の下端が受け台２２の逃げ凹部２１の底面に当接又はほぼ当接した状態において各光発電素子１１の外周面が各貫通孔２７の内周縁に当接又はほぼ当接した状態になるように各貫通孔２７の孔径を設定するようにしたので、素子押し込み工程で、各椀状凹部２６の貫通孔２７と光発電素子１１との隙間を小さくすることができて、その隙間から可塑性シール材２３の一部が椀状凹部２６内に押し込まれることを防止できて、光発電素子１１と透明樹脂１２との境界を滑らかに形成することができる。これにより、光発電パネル１０の裏面側に、光反射面を兼ねるｎ電極１３を形成する工程で、光発電素子１１と透明樹脂１２との境界周辺のｎ電極１３（光反射面）を滑らかに形成することができ、光発電素子１１への反射光の受光量を増加させることができて、光発電効率を高めることができる利点がある。
【００５５】
また、本実施例１では、光発電素子１１のうちの透明樹脂１２から露出する部分にｐ電極１６を形成した後、レーザー光をｐ電極１６に照射してシンタリングすることで、ｐ電極１６と光発電素子１１との接合部分にオーミックな接触抵抗部を形成するようにしたので、光発電パネル１０の製造に用いる光発電素子１１の外径寸法や形状・真球精度に多少のばらつきがあっても、レーザー光によるシンタリングによって、ｐ電極１６と光発電素子１１との接合部分にオーミックな接触抵抗部を容易に形成することができる。
【００５６】
尚、本実施例１では、光発電素子１１の外周側をｎ型半導体層、内周側をｐ型半導体層としたが、これとは反対に、外周側をｐ型半導体層、内周側をｎ型半導体層としても良い。この場合、ｎ電極とｐ電極の位置も反対となり、レーザー光によるシンタリングによってｎ電極と光発電素子１１との接合部分にオーミックな接触抵抗部を形成するようにすれば良い。
【００５７】
また、レーザー光によるシンタリングによって電極と光発電素子１１との接合部分にオーミックな接触抵抗部を形成する技術は、上記実施例１以外の製造方法で製造した光発電パネルについても適用して実施できる。
【実施例２】
【００５８】
上記実施例１では、受け台２２の逃げ凹部２１に可塑性シール材２３を充填するようにしたが、本発明の実施例２では、図１６に示すように、可塑性シール材２３が充填されていない受け台２２上に成形型２４をセットし、図１７に示すように、この成形型２４の各椀状凹部２６に光発電素子１１を１個ずつ収容して各光発電素子１１の下部を各椀状凹部２６の貫通孔２７に嵌まり込ませて、各光発電素子１１の下端を受け台２２の逃げ凹部２１の底面に当接又はほぼ当接させた状態にする。この場合も、各光発電素子１１の下端が受け台２２の逃げ凹部２１の底面に当接又はほぼ当接した状態において各光発電素子１１の外周面が各貫通孔２７の内周縁に当接又はほぼ当接した状態になるように各貫通孔２７の孔径を設定するようにすると良い。
【００５９】
この後、図１８に示すように、成形型２４の成形キャビティ２５内に透明樹脂１２の樹脂液を注入して硬化させて光発電パネル１０を成形する。この際、透明樹脂１２としては、各椀状凹部２６の貫通孔２７と光発電素子１１との隙間から漏れない程度の粘度（非流動性）を有する紫外線硬化性樹脂を用いると良い。
【００６０】
尚、成形した光発電パネル１０を成形型２４から取り出した後は、前記実施例１と同様に、前述した［８］ｎ電極形成工程から［１６］保護絶縁層形成工程までの各工程が順番に実行される。
【００６１】
以上説明した本実施例２においても、光発電パネル１０の製造に用いる光発電素子１１の外径寸法や形状・真球精度に多少のばらつきがあっても、極めて簡単な作業で光発電パネル１０の透明樹脂１２からの素子突出量を均一化することができ、この突出部分に形成するｎ電極１３の大きさや高さ位置を均一化することができる。しかも、光発電素子１１の外径寸法や形状・真球精度に対する許容範囲を広げることができて、光発電素子１１の生産性向上、歩留まり向上を製品品質を落とさずに実現することができる。
【００６２】
更に、各光発電素子１１の下端が受け台２２の逃げ凹部２１の底面に当接又はほぼ当接した状態において各光発電素子１１の外周面が各貫通孔２７の内周縁に当接又はほぼ当接した状態になるように各貫通孔２７の孔径を設定するようにしたので、成形型２４の成形キャビティ２５内に樹脂液を注入する際に、各椀状凹部２６の貫通孔２７と光発電素子１１との隙間を小さくすることができて、その隙間から樹脂液が漏れることをより効果的に防止することができる。
【００６３】
尚、本実施例２では、受け台２２の上面に逃げ凹部２１を形成することで、成形型２４と受け台２２との間に各光発電素子１１の下端を逃がすための隙間をあけるようにしたが、図１９に示すように、成形型２４の下面に逃げ凹部２４ａを形成することで、成形型２４と受け台２２との間に各光発電素子１１の下端を逃がすための隙間をあけるようにしても良い。或は、成形型２４と受け台２２との間に隙間形成用のスペーサを挟み込んで、各光発電素子１１の下端を逃がすための隙間をあけるようにしても良い。この場合は、成形型２４と受け台２２のいずれにも逃げ凹部を形成する必要はない。
【実施例３】
【００６４】
上記実施例１，２では、光発電パネル１０の透明樹脂１２（樹脂部）を成形するために成形型２４を用いるようにしたが、図２０乃至図２７に示す本発明の実施例３では、受け台３１の凹部３２に充填した可塑性シール材３３に成形キャビティ３４を形成し、これを成形型として用いるようにしている。
【００６５】
具体的には、図２０に示すように、受け台３１の上面側に形成された凹部３２に可塑性シール材３３を充填した後、図２１に示すように、光発電パネル１０の透明樹脂１２を成形する成形キャビティ３４の形状を転写するための転写型３５を可塑性シール材３３に押し付けることで、多数の光発電素子１１が１個ずつ収容される多数の椀状凹部３６を有する成形キャビティ３４を可塑性シール材３３に形成する（図２２参照）。
【００６６】
この後、図２３に示すように、成形キャビティ３４の各椀状凹部３６に光発電素子１１を１個ずつ収容した後、図２４に示すように、各椀状凹部３６内に収容された各光発電素子１１を上方から押さえ付けて各光発電素子１１の下部を可塑性シール材３３の内部にほぼ一定量だけ押し込む。この際、各光発電素子１１の下端を受け台３１の凹部３２の底面に当接又はほぼ当接させるように押し込むことで、各光発電素子１１の下部を可塑性シール材３３の内部にほぼ一定量だけ押し込むようにすると良い。
【００６７】
この後、図２５に示すように、成形キャビティ３４内に透明樹脂１２（紫外線硬化性樹脂）の樹脂液を注入して、全ての椀状凹部３６を樹脂液中に完全に沈めた状態にする。この後、図２６に示すように、成形キャビティ３４内の透明樹脂１２（紫外線硬化性樹脂）の樹脂液に紫外線を照射して該樹脂液を硬化させることで、多数の光発電素子１１を透明樹脂１２でパネル状に一体化した光発電パネル１０を成形した後、図２７に示すように、成形キャビティ３４から光発電パネル１０を取り出す。この後は、前記実施例１と同様に、前述した［８］ｎ電極形成工程から［１６］保護絶縁層形成工程までの各工程が順番に実行される。
【００６８】
以上説明した本実施例３では、受け台３１の凹部３２に充填した可塑性シール材３３に転写型３５を押し付けて成形キャビティ３４を形成し、この成形キャビティ３４の各椀状凹部３６に収容した各光発電素子１１を上方から押さえ付けて各光発電素子１１の下部を可塑性シール材３３の内部にほぼ一定量だけ押し込んだ後、成形キャビティ３４内に透明樹脂１２（紫外線硬化性樹脂）の樹脂液を注入して光発電パネル１０を成形するようにしたので、光発電パネル１０の製造に用いる光発電素子１１の外径寸法や形状・真球精度に多少のばらつきがあっても、光発電パネル１０の透明樹脂１２からの素子突出量を均一化することができて、この突出部分に形成するｎ電極１３の大きさや高さ位置を均一化することができる。しかも、光発電素子１１と透明樹脂１２との境界を滑らかに形成することができるので、光発電パネル１０の裏面側に、光反射面を兼ねるｎ電極１３を形成する工程で、光発電素子１１と透明樹脂１２との境界周辺のｎ電極１３（光反射面）を滑らかに形成することができ、光発電素子１１への反射光の受光量を増加させることができて、光発電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施例１の光発電パネルの製造方法における可塑性シール材充填工程を説明する図である。
【図２】実施例１の光発電パネルの製造方法における成形型セット工程を説明する図である。
【図３】実施例１の光発電パネルの製造方法における光発電素子収容工程を説明する図である。
【図４】実施例１の光発電パネルの製造方法における素子押し込み工程を説明する図である。
【図５】実施例１の光発電パネルの製造方法における樹脂液注入工程を説明する図である。
【図６】実施例１の光発電パネルの製造方法における樹脂硬化工程を説明する図である。
【図７】実施例１の光発電パネルの製造方法における離型工程を説明する図である。
【図８】実施例１の光発電パネルの製造方法におけるｎ電極形成工程を説明する図である。
【図９】実施例１の光発電パネルの製造方法における保護層形成工程を説明する図である。
【図１０】実施例１の光発電パネルの製造方法におけるサンドブラスト工程を説明する図である。
【図１１】実施例１の光発電パネルの製造方法における絶縁層（上層の絶縁性樹脂層）形成工程を説明する図である。
【図１２】実施例１の光発電パネルの製造方法における研磨工程を説明する図である。
【図１３】実施例１の光発電パネルの製造方法におけるｐ電極形成工程を説明する図である。
【図１４】実施例１の光発電パネルの製造方法におけるレーザーシンタ工程を説明する図である。
【図１５】実施例１の光発電パネルの製造方法における保護絶縁層形成工程を説明する図である。
【図１６】実施例２の光発電パネルの製造方法における成形型セット工程を説明する図である。
【図１７】実施例２の光発電パネルの製造方法における光発電素子収容工程を説明する図である。
【図１８】実施例２の光発電パネルの製造方法における樹脂液注入工程を説明する図である。
【図１９】実施例２の光発電パネルの製造方法における成形型と受け台の他の構成例を説明する図である。
【図２０】実施例３の光発電パネルの製造方法における可塑性シール材充填工程を説明する図である。
【図２１】実施例３の光発電パネルの製造方法におけるキャビティ形状転写工程を説明する図である（その１）。
【図２２】実施例３の光発電パネルの製造方法におけるキャビティ形状転写工程を説明する図である（その２）。
【図２３】実施例３の光発電パネルの製造方法における光発電素子収容工程を説明する図である。
【図２４】実施例３の光発電パネルの製造方法における素子押し込み工程を説明する図である。
【図２５】実施例３の光発電パネルの製造方法における樹脂液注入工程を説明する図である。
【図２６】実施例３の光発電パネルの製造方法における樹脂硬化工程を説明する図である。
【図２７】実施例３の光発電パネルの製造方法における離型工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…光発電パネル、１１…光発電素子、１２…透明樹脂（樹脂部）、１３…ｎ電極、１４…保護層（下層の絶縁性樹脂層）１５…絶縁層（上層の絶縁性樹脂層）、１６…ｐ電極、１７…保護絶縁層、２１…逃げ凹部、２２…受け台、２３…可塑性シール材、２４…成形型、２４ａ…逃げ凹部、２５…成形キャビティ、２６…椀状凹部、２７…貫通孔、３１…受け台、３２…凹部、３３…可塑性シール材、３４…成形キャビティ、３５…転写型、３６…椀状凹部
【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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