(57)【要約】【課題】太陽電池アレイを簡略に製造する。【解決手段】絶縁性を有する基材１８０と、基材１８０上に設けられた複数の素子１００と、複数の素子１００を互いに直列に接続する導電部１９１とを備える。基材１８０は、複数の素子１００のうちの互いに隣接する素子１００同士の間を仕切る仕切部１８１を含む。複数の素子１００の各々は、基材１８０上に位置する裏面電極１６０と、裏面電極１６０上に位置する光電変換層とを含む。複数の素子１００の各々において、裏面電極１６０上の光電変換層側に位置して裏面電極１６０と同じ極性である第１の極性を有する部分１６１を含む。導電部１９１は、仕切部１８１の上面および側面に沿って延在することにより、複数の素子１００のうちの互いに隣接する素子１００の第１の極性を有する部分１６１と、光電変換層の裏面電極１６０側とは反対側に位置して第１の極性とは異なる第２の極性を有する部分１３１とを電気的に接続している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に光電変換層を形成する工程と、
前記光電変換層上に裏面電極を形成する工程と、
少なくとも前記光電変換層の一部を除去することにより素子分離溝を形成し、複数の素子に分離する工程と、
前記素子分離溝を埋めるとともに前記裏面電極を覆うように、基材を形成する工程と、
前記基材を形成する工程の後、前記基板を除去する工程と、
前記複数の素子の各々の前記光電変換層の一部を除去して、前記裏面電極と同じ極性である第１の極性を有する部分を露出させる工程と、
前記複数の素子の各々において、前記光電変換層の裏面電極側とは反対側に位置して前記第１の極性とは異なる第２の極性を有する部分の少なくとも一部、および、前記第１の極性を有する部分の一部を覆うとともに、前記素子分離溝上の一部を覆うように導電膜を形成する工程とを備え、
前記複数の素子のうちの互いに隣接する素子の前記第１の極性を有する部分と、前記光電変換層の前記第２の極性を有する部分とが前記導電膜により電気的に接続されて、前記複数の素子が電気的に直列に接続される、太陽電池アレイの製造方法。
【請求項２】
基板上に光電変換層を形成する工程と、
前記光電変換層上に裏面電極を形成する工程と、
前記裏面電極および前記光電変換層をエッチングすることにより素子分離溝を形成し、複数の素子に分離する工程と、
前記素子分離溝を埋めるとともに前記裏面電極を覆うように、絶縁性を有する基材を形成する工程と、
前記基材を形成する工程の後、前記基板を除去する工程と、
前記複数の素子の各々の前記光電変換層の一部をエッチングして、前記裏面電極と同じ極性である第１の極性を有する部分を露出させる工程と、
前記複数の素子の各々において、前記第１の極性を有する部分の一部を覆うように、パターニングされたレジストを形成する工程と、
前記基材の前記レジストが形成された側を覆うように導電膜を形成する工程と、
前記レジスト上に位置する部分の前記導電膜および前記レジストをともに除去する工程とを備え、
前記導電膜および前記レジストをともに除去する工程により、前記導電膜のうちの残された部分によって、前記複数の素子のうちの互いに隣接する素子の前記第１の極性を有する部分の他の一部と、前記光電変換層の裏面電極側とは反対側に位置して前記第１の極性とは異なる第２の極性を有する部分とが電気的に接続されて、前記複数の素子が電気的に直列に接続される、太陽電池アレイの製造方法。
【請求項３】
前記光電変換層を形成する工程の前に、前記基板上に犠牲層を形成する工程をさらに備え、
前記基板を除去する工程において、前記犠牲層をエッチングする、請求項１または請求項２に記載の太陽電池アレイの製造方法。
【請求項４】
前記光電変換層は、第１コンタクト層、エミッタ層、ベース層および第２コンタクト層がこの順に積層されて構成されており、
前記第２コンタクト層は、前記裏面電極上に位置しており、
前記第１の極性を有する部分が、前記第２コンタクト層の一部である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池アレイの製造方法。
【請求項５】
絶縁性を有する基材と、
前記基材上に設けられた複数の素子と、
前記複数の素子を互いに直列に接続する導電部とを備え、
前記基材は、前記複数の素子のうちの互いに隣接する素子同士の間を仕切る仕切部を含み、
前記複数の素子の各々は、前記基材上に位置する裏面電極と、前記裏面電極上に位置する光電変換層とを含み、
前記複数の素子の各々において、前記裏面電極上の光電変換層側に位置して前記裏面電極と同じ極性である第１の極性を有する部分を含み、
前記導電部は、前記仕切部の上面および側面に沿って延在することにより、前記複数の素子のうちの互いに隣接する素子の前記第１の極性を有する部分と、前記光電変換層の裏面電極側とは反対側に位置して前記第１の極性とは異なる第２の極性を有する部分とを電気的に接続している、太陽電池アレイ。
【請求項６】
前記第１の極性を有する部分が、前記裏面電極の一部である、請求項５に記載の太陽電池アレイ。
【請求項７】
前記第１の極性を有する部分が、前記光電変換層の一部である、請求項５に記載の太陽電池アレイ。
【請求項８】
前記光電変換層においては、第１コンタクト層、エミッタ層、ベース層および第２コンタクト層がこの順に並んでおり、
前記第２コンタクト層は、前記裏面電極上に位置しており、
前記第１の極性を有する部分が、前記第２コンタクト層の一部である、請求項７に記載の太陽電池アレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池アレイの製造方法および太陽電池アレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積化太陽電池の製造方法を開示した先行文献として、特開２０１３−１４９６９９号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された集積化太陽電池の製造方法においては、基板上に、第１の電極層および光電変換層を積層した後に、積層面側から第１の電極層が露出する深さの第１の素子分離溝を形成する。第１の素子分離溝の少なくとも一方の壁面を覆うように、絶縁材を塗布して絶縁部を形成する。絶縁部の一部に第１の電極層を露出させる導通用溝を形成する。導通用溝に導電材を充填し、第１の分離溝を挟んで隣接する一方の素子の第２の電極層と他方の素子の第１の電極層とを電気的に接続する。導電部を形成し、第１の素子分離溝であって導通用溝よりも他方の素子側の部分、もしくは第１の素子分離溝外の他方の素子側の部分に、第１の電極層を露出させる深さの第２の素子分離溝を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４９６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板とは異なる絶縁材料からなる絶縁部を基板上に形成する場合、製造工程が多くなる。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、簡略に製造できる、太陽電池アレイの製造方法および太陽電池アレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の局面に基づく太陽電池アレイの製造方法は、基板上に光電変換層を形成する工程と、光電変換層上に裏面電極を形成する工程と、少なくとも光電変換層の一部を除去することにより素子分離溝を形成し、複数の素子に分離する工程と、素子分離溝を埋めるとともに裏面電極を覆うように、基材を形成する工程と、基材を形成する工程の後、基板を除去する工程と、複数の素子の各々の光電変換層の一部を除去して、裏面電極と同じ極性である第１の極性を有する部分を露出させる工程と、複数の素子の各々において、光電変換層の裏面電極側とは反対側に位置して上記第１の極性とは異なる第２の極性を有する部分の少なくとも一部、および、上記第１の極性を有する部分の一部を覆うとともに、素子分離溝上の一部を覆うように導電膜を形成する工程とを備える。複数の素子のうちの互いに隣接する素子の上記第１の極性を有する部分と、光電変換層の上記第２の極性を有する部分とが導電膜により電気的に接続されて、複数の素子が電気的に直列に接続される。
【０００７】
本発明の第２の局面に基づく太陽電池アレイの製造方法は、基板上に光電変換層を形成する工程と、光電変換層上に裏面電極を形成する工程と、裏面電極および光電変換層をエッチングすることにより素子分離溝を形成し、複数の素子に分離する工程と、素子分離溝を埋めるとともに裏面電極を覆うように、絶縁性を有する基材を形成する工程と、基材を形成する工程の後、基板を除去する工程と、複数の素子の各々の光電変換層の一部をエッチングして、裏面電極と同じ極性である第１の極性を有する部分を露出させる工程と、複数の素子の各々において、上記第１の極性を有する部分の一部を覆うように、パターニングされたレジストを形成する工程と、基材のレジストが形成された側を覆うように導電膜を形成する工程と、レジスト上に位置する部分の導電膜およびレジストをともに除去する工程とを備える。導電膜およびレジストをともに除去する工程により、導電膜のうちの残された部分によって、複数の素子のうちの互いに隣接する素子の上記第１の極性を有する部分の他の一部と、光電変換層の裏面電極側とは反対側に位置して上記第１の極性とは異なる第２の極性を有する部分とが電気的に接続されて、複数の素子が電気的に直列に接続される。
【０００８】
本発明の一形態においては、太陽電池アレイの製造方法は、上記光電変換層を形成する工程の前に、基板上に犠牲層を形成する工程をさらに備える。上記基板を除去する工程において、犠牲層をエッチングする。
【０００９】
本発明の一形態においては、光電変換層は、第１コンタクト層、エミッタ層、ベース層および第２コンタクト層がこの順に積層されて構成されている。第２コンタクト層は、裏面電極上に位置している。上記第１の極性を有する部分が、第２コンタクト層の一部である。
【００１０】
本発明に基づく太陽電池アレイは、絶縁性を有する基材と、基材上に設けられた複数の素子と、複数の素子を互いに直列に接続する導電部とを備える。基材は、複数の素子のうちの互いに隣接する素子同士の間を仕切る仕切部を含む。複数の素子の各々は、基材上に位置する裏面電極と、裏面電極上に位置する光電変換層とを含む。複数の素子の各々において、裏面電極上の光電変換層側に位置して裏面電極と同じ極性である第１の極性を有する部分を含む。導電部は、仕切部の上面および側面に沿って延在することにより、複数の素子のうちの互いに隣接する素子の上記第１の極性を有する部分と、光電変換層の裏面電極側とは反対側に位置して第１の極性とは異なる第２の極性を有する部分とを電気的に接続している。
【００１１】
本発明の一形態においては、上記第１の極性を有する部分が、裏面電極の一部である。
本発明の一形態においては、上記第１の極性を有する部分が、光電変換層の一部である。
【００１２】
本発明の一形態においては、光電変換層において、第１コンタクト層、エミッタ層、ベース層および第２コンタクト層がこの順に並んでいる。第２コンタクト層は、裏面電極上に位置している。上記第１の極性を有する部分が、第２コンタクト層の一部である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、太陽電池アレイを簡略に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイの構成を示す平面図である。
【図２】図１の太陽電池アレイをＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。
【図３】基板上に化合物半導体層を形成した状態を示す断面図である。
【図４】化合物半導体層上に裏面電極を形成した状態を示す断面図である。
【図５】裏面電極上にレジストを形成した状態を示す断面図である。
【図６】メサエッチングにより素子分離溝を形成した状態を示す断面図である。
【図７】基材を設けた状態を示す断面図である。
【図８】基材上に補強材を貼り付けた状態を示す断面図である。
【図９】犠牲層をエッチングして基板を除去した状態を示す断面図である。
【図１０】第１コンタクト層上にレジストを形成した状態を示す断面図である。
【図１１】化合物半導体層をエッチングした状態を示す断面図である。
【図１２】第１コンタクト層上のレジストを除去した状態を示す断面図である。
【図１３】図１２の素子をＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。
【図１４】第１コンタクト層上に第２レジストを形成した状態を示す断面図である。
【図１５】第２レジストをマスクを用いてパターンニングした状態を示す断面図である。
【図１６】第２レジストをマスクとして、第１コンタクト層をエッチングした状態を示す断面図である。
【図１７】第１コンタクト層上の第２レジストを除去した状態を示す断面図である。
【図１８】複数の素子の各々において、表面電極の形状に合わせてパターニングされた第３レジストを形成した状態を示す断面図である。
【図１９】図１８の複数の素子をＸＩＸ−ＸＩＸ線矢印方向から見た断面図である。
【図２０】基材の第３レジストが形成された側を覆うように導電膜を形成した状態を示す断面図である。
【図２１】第３レジスト上に位置する部分の導電膜およびレジストをともに除去した状態を示す断面図である。
【図２２】変形例に係る太陽電池アレイの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイの製造方法および太陽電池アレイについて説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイの構成を示す平面図である。図２は、図１の太陽電池アレイをＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。なお、図１においては、後述する導電部１９１における表面電極となる櫛歯状に設けられている部分については図示していない。
【００１７】
図１，２に示すように、本発明の一実施形態に係る太陽電池アレイ１０においては、薄膜化合物太陽電池である複数の素子１００が電気的に直列に接続されている。太陽電池アレイ１０は、絶縁性を有する基材１８０と、基材１８０上に設けられた複数の素子１００と、複数の素子１００を互いに直列に接続する導電部１９１とを備える。
【００１８】
基材１８０は、複数の素子１００のうちの互いに隣接する素子１００同士の間を仕切る仕切部１８１を含む。基材１８０は、円形状の外形を有している。ただし、基材１８０の外形は、円形状に限られず、楕円形状または多角形状などでもよい。
【００１９】
複数の素子１００の各々は、基材１８０上に位置する裏面電極１６０と、裏面電極１６０上に位置する光電変換層２００とを含む。裏面電極１６０は、矩形状の外形を有している。ただし、裏面電極１６０の外形は、矩形状に限られず、円形状または楕円形状などでもよい。裏面電極１６０の外周は、基材１８０に覆われている。光電変換層２００は、第１コンタクト層１３０、エミッタ層１４０、ベース層１４１および第２コンタクト層１５０を含む。
【００２０】
複数の素子１００の各々は、裏面電極１６０上の光電変換層２００側に位置して裏面電極１６０と同じ極性である第１の極性を有する部分１６１を有する。本実施形態においては、第１の極性を有する部分１６１は、裏面電極１６０の一部である。光電変換層２００の外周において第１の極性を有する部分１６１に沿って延在している部分は基材１８０に覆われておらず、それ以外の部分は基材１８０に覆われている。
【００２１】
導電部１９１は、仕切部１８１の上面および側面に沿って延在することにより、複数の素子１００のうちの互いに隣接する素子１００の第１の極性を有する部分１６１と、光電変換層２００の裏面電極１６０側とは反対側に位置して第１の極性とは異なる第２の極性を有する部分１３１とを電気的に接続している。
【００２２】
具体的には、導電部１９１において仕切部１８１の上面に沿って延在する部分が、互いに隣接する素子１００のうちの一方の素子の第２の極性を有する部分１３１と接続されている。導電部１９１において仕切部１８１の側面に沿って延在する部分が、互いに隣接する素子１００のうちの他方の素子の第１の極性を有する部分１６１と接続されている。
【００２３】
導電部１９１において仕切部１８１の側面に沿って延在する部分と、互いに隣接する素子１００のうちの他方の素子の光電変換層２００とは、互いの間に隙間があり、互いに接していない。本実施形態においては、第１の極性はｐ型であり、第２の極性はｎ型である。ただし、第１の極性がｎ型であり、第２の極性がｐ型でもよい。
【００２４】
以下、太陽電池アレイ１０の製造方法について説明する。
図３は、基板上に化合物半導体層を形成した状態を示す断面図である。図３に示すように、基板１１０上に、バッファ層１２１、犠牲層１２２、第１コンタクト層１３０、エミッタ層１４０、エミッタ層１４０とｐｎ接合を形成するベース層１４１、および、第２コンタクト層１５０をこの順に積層することにより、単結晶薄膜からなる化合物半導体層を形成する。
【００２５】
基板１１０は、たとえば、ウエハ状の形態を有している。バッファ層１２１、犠牲層１２２、第１コンタクト層１３０、エミッタ層１４０、ベース層１４１および第２コンタクト層１５０を含む化合物半導体層は、たとえば、有機金属気相成長法などによってエピタキシャル成長させて積層することができる。
【００２６】
具体的には、基板１１０の材料として、Ｇｅ、ＧａＰまたはＧａＡｓなどを用いることができる。バッファ層１２１の材料として、Ｇｅ、ＧａＰまたはＧａＡｓなどを用いることができる。犠牲層１２２の材料として、ＡｌＡｓを用いることができる。第１コンタクト層１３０の材料として、ＧａＡｓを用いることができる。エミッタ層１４０の材料として、ｎ型のＩｎＧａＰを用いることができる。ベース層１４１の材料として、ｐ型のＩｎＧａＰを用いることができる。第２コンタクト層１５０の材料として、ＧａＡｓを用いることができる。
【００２７】
なお、本実施形態においては化合物半導体層を６層構造としたが、化合物半導体層の積層数はこれに限られず、たとえば、化合物半導体層が、裏面電界層、窓層、多接合型太陽電池のトンネル接合層、多接合型太陽電池の他のエミッタ層、または、他のベース層などを含んでもよい。
【００２８】
すなわち、化合物半導体層は、少なくとも１つのｐｎ接合を含んでいればよい。また、化合物半導体層は、ＧａＡｓ系層をエッチングする第２のエッチング液とＩｎＧａＰ系層をエッチングする第３のエッチング液とに対してエッチングされ易く、かつ、犠牲層１２２をエッチングする第１のエッチング液に対してエッチングされ難い層と、第１のエッチング液に対してエッチングされ易い層とを含むものであればよい。前者の層は、第１コンタクト層１３０、エミッタ層１４０、ベース層１４１、第２コンタクト層１５０であり、後者の層は犠牲層１２２である。
【００２９】
図４は、化合物半導体層上に裏面電極を形成した状態を示す断面図である。図４に示すように、第２コンタクト層１５０上に裏面電極１６０を形成する。裏面電極１６０は、ＡｌまたはＡｇなどの電極材料を、第２コンタクト層１５０上にマスクを用いて蒸着させて形成される。マスクは、後に形成される複数の素子の各々の形状に対応した形状を有している。
【００３０】
なお、第２コンタクト層１５０の上面全体に、電極材料を蒸着させて裏面電極１６０を形成してもよい。または、ＡｌまたはＡｇなどの金属ペーストをスクリーン印刷により第２コンタクト層１５０の上面全体に塗布した後、熱処理を施して焼成することにより裏面電極１６０を形成してもよい。若しくは、光電変換層２００上に、後に形成される複数の素子の各々の形状に対応したレジストパターンを形成し、レジストパターンが形成された状態の光電変換層２００の全面に電極材料を蒸着した後、レジストパターンとともに電極材料をリフトオフすることにより、素子形状に対応した裏面電極１６０を形成してもよい。
【００３１】
このように裏面電極１６０を形成することにより、化合物半導体層の表面と裏面電極１６０との間の接触抵抗を低減するとともに、化合物半導体層の表面と裏面電極１６０との密着力を向上させることができる。
【００３２】
図５は、裏面電極上にレジストを形成した状態を示す断面図である。図５に示すように、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングされたレジスト１７０を裏面電極１６０上に形成する。
【００３３】
図６は、メサエッチングにより素子分離溝を形成した状態を示す断面図である。図６に示すように、レジスト１７０を形成した状態でメサエッチングすることにより、レジスト１７０で覆われていない部分の、第２コンタクト層１５０、ベース層１４１、エミッタ層１４０および第１コンタクト層１３０が除去されて、素子分離溝Ｇが形成される。光電変換層２００は、素子分離溝Ｇによって、複数の素子に分離される。その後、レジスト１７０を除去する。なお、第２コンタクト層１５０の上面全体に裏面電極１６０が形成されている場合には、メサエッチングによりレジスト１７０で覆われていない部分の裏面電極１６０も除去される。
【００３４】
図７は、基材を設けた状態を示す断面図である。図７に示すように、基材１８０は、素子分離溝Ｇを埋めるとともに裏面電極１６０を覆うように設けられる。本実施形態においては、基材１８０はフィルム状の樹脂からなる。
【００３５】
樹脂としては、本実施形態においてはポリイミドを用いている。基材１８０は、常温においてワニス状の樹脂をスピンコート法などにより裏面電極１６０の上面全体および素子分離溝Ｇ内に塗布した後、焼成することにより形成される。素子分離溝Ｇ内に塗布されて焼成された樹脂が、仕切部１８１となる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、ワニス状のポリイミドを焼成することにより基材１８０を形成したが、基材１８０の形成方法はこれに限られず、たとえば、熱融着型のフィルムを加熱しつつ圧着する方法を用いてもよい。
【００３７】
上記の方法で基材１８０を形成することにより、基材１８０が薄膜太陽電池の支持体として機能する。
【００３８】
図８は、基材上に補強材を貼り付けた状態を示す断面図である。補強材１１１は、製造プロセス中において化合物半導体層を補強する部材である。補強材１１１としては、紫外線を照射されると粘着力が低下する粘着材を一方の面に塗布されたＰＥＴ(Polyethylene  terephthalate)フィルムなどを用いることができる。
【００３９】
ＰＥＴフィルムの粘着材が塗布された側の面と基材１８０の上面とを接触させることにより、図８に示すように、補強材１１１を基材１８０上に取り付けることができる。
【００４０】
図９は、犠牲層をエッチングして基板を除去した状態を示す断面図である。図９に示すように、補強材１１１を取り付けた後、第１のエッチング液を用いて、犠牲層１２２をエッチングして、基板１１０を除去する。第１のエッチング液としては、フッ酸水溶液を用いる。
【００４１】
犠牲層１２２がエッチングされた状態において、基板１１０およびバッファ層１２１は、基材１８０および光電変換層２００から分離されて除去される。その結果、第１コンタクト層１３０の上面が露出する。このように基板１１０を除去することにより、基板１１０を再利用することが可能となる。
【００４２】
なお、バッファ層１２１および犠牲層１２２の代わりにエッチングストップ層が形成されて、化合物半導体層が５層構造であってもよい。この場合は、第１のエッチング液としては、基板１１０をエッチングすることができる、アルカリ水溶液を用いる。エッチングストップ層は第１のエッチング液によりエッチングされ難い層である。
【００４３】
この場合、第１のエッチング液を用いてエッチングすると、基板１１０がエッチングされてエッチングストップ層が露出した段階で、エッチングの進行が止まる。これにより、化合物半導体層のみを残して基板１１０だけを除去することができる。基板１１０を除去した後、第２のエッチング液を用いて、エッチングストップ層を除去する。その結果、第１コンタクト層１３０の上面が露出する。
【００４４】
図１０は、第１コンタクト層上に第１レジストを形成した状態を示す断面図である。図１０に示すように、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングされた第１レジスト１７１を第１コンタクト層１３０上に形成する。
【００４５】
図１１は、化合物半導体層をエッチングした状態を示す断面図である。図１１に示すように、第１レジスト１７１を形成した状態でエッチングすることにより、第１レジスト１７１で覆われていない部分の化合物半導体層が除去される。本実施形態においては、裏面電極１６０の上面が露出するまでエッチングを行なっている。ただし、第２コンタクト層１５０が残っている段階でエッチングを止めてもよい。
【００４６】
このように、複数の素子の各々の光電変換層２００の一部をエッチングして、裏面電極１６０と同じ極性である第１の極性を有する部分１６１を露出させる。本実施形態においては、第１の極性を有する部分１６１は、裏面電極１６０の一部である。
【００４７】
図１２は、第１コンタクト層上の第１レジストを除去した状態を示す断面図である。図１３は、図１２の素子をＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図１２，１３に示すように、第１コンタクト層１３０上の第１レジスト１７１を除去する。これにより、光電変換層２００の裏面電極１６０側とは反対側に位置して第１の極性とは異なる第２の極性を有する部分１３１が露出する。
【００４８】
図１４は、第１コンタクト層上に第２レジストを形成した状態を示す断面図である。図１４に示すように、第１コンタクト層１３０上に第２レジスト１７２を形成する。
【００４９】
図１５は、第２レジストをマスクを用いてパターンニングした状態を示す断面図である。ガラス製のマスクを用いて、図１５に示すように、第２レジスト１７２をパターニングする。
【００５０】
図１６は、第２レジストをマスクとして、第１コンタクト層をエッチングした状態を示す断面図である。図１６に示すように、第２レジスト１７２をマスクとして、第２のエッチング液を用いて、第１コンタクト層１３０をエッチングする。その結果、エミッタ層１４０の一部が露出する。
【００５１】
図１７は、第１コンタクト層上の第２レジストを除去した状態を示す断面図である。図１７に示すように、第１コンタクト層１３０上の第２レジスト１７２を有機洗浄などにより除去する。これにより、第１コンタクト層１３０が、表面電極の平面形状に対応してパターニングされる。
【００５２】
図１８は、複数の素子の各々において、表面電極の形状に合わせてパターニングされた第３レジストを形成した状態を示す断面図である。図１９は、図１８の複数の素子をＸＩＸ−ＸＩＸ線矢印方向から見た断面図である。
【００５３】
図１８，１９に示すように、複数の素子の各々において、露出しているエミッタ層１４０および第１の極性を有する部分１６１の一部を覆うようにパターニングされているとともに、表面電極の形状に合わせてパターニングされている第３レジスト１７３を形成する。具体的には、光電変換層２００の上面のうちの第１コンタクト層１３０以外の部分、光電変換層２００の露出している側面、および、裏面電極１６０の露出している上面の一部を覆うように、かつ、表面電極の平面形状に対応する形状を有するように、第３レジスト１７３を形成する。表面電極の平面形状は、たとえば、櫛歯形状である。
【００５４】
図２０は、基材の第３レジストが形成された側を覆うように導電膜を形成した状態を示す断面図である。図２０に示すように、基材１８０の第３レジスト１７３が形成された側を覆うように導電材料を蒸着させて導電膜１９０を形成する。本実施形態においては、ＡｌまたはＡｇなどの導電材料を蒸着させて導電膜１９０を形成したが、たとえば、スクリーン印刷法により導電材料を塗布して導電膜１９０を形成してもよい。
【００５５】
図２１は、第３レジスト上に位置する部分の導電膜およびレジストをともに除去した状態を示す断面図である。導電材料を堆積させた化合物半導体層をアセトンなどの有機溶剤に浸漬させる。すると、第３レジスト１７３が有機溶剤に溶解し、第３レジスト１７３上に堆積した導電材料が第３レジスト１７３とともに除去される。
【００５６】
その結果、図２１に示すように、導電膜１９０のうちの残された部分である導電部１９１は、仕切部１８１の上面および側面に沿って延在する。導電部１９１によって、複数の素子のうちの互いに隣接する素子の第１の極性を有する部分１６１の他の一部と、光電変換層２００の第２の極性を有する部分１３１とが電気的に接続されて、複数の素子が電気的に直列に接続されるとともに、表面電極が構成されている。すなわち、複数の素子の各々において、光電変換層２００の裏面電極１６０側とは反対側に位置して第２の極性を有する部分１３１の少なくとも一部、および、第１の極性を有する部分１６１の一部を覆うとともに、素子分離溝Ｇ上の一部を覆うように、かつ、表面電極の平面形状に対応する形状を有するように、導電膜１９０を形成する。
【００５７】
次に、補強材１１１を薄膜化合物太陽電池から剥離する。剥離方法としては、粘着材に紫外線硬化型の材料を用いている場合、紫外線照射装置により紫外線を補強材１１１に照射することにより粘着材の粘着力を低下させて、補強材１１１を剥離させる。
【００５８】
補強材１１１の剥離後、導電部１９１を焼成する。熱処理を施すことにより、導電部１９１と裏面電極１６０との接触抵抗、および、導電部１９１と第１コンタクト層１３０との接触抵抗を低減できる。また、導電部１９１と裏面電極１６０との密着性、および、導電部１９１と第１コンタクト層１３０との密着性を向上することができる。
【００５９】
上記の方法により、太陽電池アレイ１０を作製することができる。
ここで、図１１に示すエッチングした状態において、第２コンタクト層１５０が残っている段階でエッチングを止めた場合の、変形例の太陽電池アレイについて説明する。
【００６０】
図２２は、変形例に係る太陽電池アレイの構造を示す断面図である。図２２においては、図２と同一の断面視にて示している。図２２に示すように、変形例においては、第２コンタクト層１５０が残っている段階でエッチングを止めて、裏面電極１６０と同じ極性である第１の極性を有する部分１５１を露出させる。本変形例においては、第１の極性を有する部分１５１は、光電変換層２００の一部である。具体的には、第１の極性を有する部分１５１は、第２コンタクト層１５０の一部である。
【００６１】
上記のように、本実施形態および変形例に係る太陽電池アレイ１０においては、仕切部１８１を基材１８０の一部で構成することにより、簡略に太陽電池アレイ１０を製造することができる。また、複数の素子の個片化、複数の素子の端面封止、および、複数の素子の直列接続の各工程を、簡略化することができる。
【００６２】
仮に、基板とは異なる絶縁材料からなる絶縁部を基板上に形成した場合には、基板と絶縁材料との熱膨張率の違いによって、温度サイクルを繰り返す経年劣化により、基板と絶縁部とが剥離する可能性がある。本実施形態および変形例に係る太陽電池アレイ１０においては、仕切部１８１を基材１８０の一部で構成することにより、経年劣化によって仕切部１８１が基材１８０から剥離することを防止できる。これにより、太陽電池アレイ１０の高寿命化を図ることができる。
【００６３】
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説明ではなくて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内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１０  太陽電池アレイ、１００  素子、１１０  基板、１１１  補強材、１２１  バッファ層、１２２  犠牲層、１３０  第１コンタクト層、１３１  第２の極性を有する部分、１４０  エミッタ層、１４１  ベース層、１５０  第２コンタクト層、１５１，１６１  第１の極性を有する部分、１６０  裏面電極、１７０  レジスト、１７１  第１レジスト、１７２  第２レジスト、１７３  第３レジスト、１８０  基材、１８１  仕切部、１９０  導電膜、１９１  導電部、２００  光電変換層、Ｇ  素子分離溝。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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