(57)【要約】【課題】半導体粒子を備えた太陽電池を簡単な工程で低コストに製造する。【解決手段】太陽電池の少なくとも一方の電極として、支持体１０の一面に配置形成された、二次元状に配列された目を有する、所定の厚みを有する細線２２からなる網状部材であって、少なくとも一部が電極として機能する導電材料からなる網状部材２０を用い、網状部材２０の目に半導体粒子３０を細線２２に接触するように受容させた状態で、絶縁性バインダ４０により半導体粒子３０を支持体１０上に固定する。【選択図】図１
2011210803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、
支持体の一面に配置形成された、二次元状に配列された目を有する、所定の厚みを有する細線からなる網状部材であって、少なくとも一部が電極として機能する導電材料からなる網状部材と、
前記目に該目を囲む前記細線に接触するように受容された、光を吸収して電荷を生じる半導体材料を主要部として含む半導体粒子と、
該半導体粒子を前記支持体上に固定する絶縁性バインダとを備えたことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記網状部材が、第１の電極として機能する導電性の細線からなるものであり、
前記網状部材と対向し、前記半導体粒子と接触するように配置された第２の電極を備え、
前記半導体粒子が、前記網状部材と接触する部分が第１導電型の前記半導体材料からなり、前記第２の電極に接触する部分に第２導電型の半導体層を備えてなるものであることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項３】
前記網状部材が、第１軸方向に延びる第１の電極として機能する第１導電性細線領域と、前記第１軸方向に延びる第１の絶縁性細線領域とが、前記第１軸方向と交わる第２軸方向に交互に配置形成されてなる第１の網状部材であり、
前記第１軸方向に延びる第２の電極として機能する第２導電性細線領域および前記第１軸方向に延びる第２の絶縁性の細線領域が、前記第１導電性細線領域および第１の絶縁性細線領域と、それぞれ対向するように配置形成された第２の網状部材を備え、
該第２の網状部材が、前記半導体粒子と接触するように配置されており、
前記半導体粒子が、前記第１の網状部材と接触する部分が第１導電型の前記半導体材料からなり、前記第２の網状部材と接触する部分に第２導電型の半導体層を備えてなるものであり、
互いに対向して配置されている前記第１導電性細線領域の１つおよび前記第２導電性細線領域１つと、それらの間に配置された前記半導体粒子とにより単セルが構成され、該単セルが複数直列に接続されるように、所定の単セルの前記第１導電性細線領域と、隣接する単セルの前記第２導電性細線領域とが接続されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項４】
前記網状部材が、第１軸方向に延びる第１の電極として機能する第１導電性細線と、前記第１軸方向に延びる第２の電極として機能する第２導電性細線とが、前記第１軸方向と交わる第２軸方向に交互に配置形成されてなるものであり、
前記半導体粒子が、前記第１導電性細線と接触する部分が第１導電型の前記半導体材料からなり、前記第２導電性細線と接触する部分に第２導電型の半導体層を備えてなるものであることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
【請求項５】
前記第１導電性細線同士が接続され、前記第２導電性細線同士が接続されて単セル構造が構成されてなることを特徴とする請求項４記載の太陽電池。
【請求項６】
前記網状部材が、前記第１導電性細線と前記第２導電性細線との間に、所定の周期で前記第１軸方向に延びる絶縁性細線領域を備え、
該絶縁性細線領域間の、前記第１導電性細線と前記第２導電性細線とそれらの間に配置された前記半導体粒子とにより単セルが構成され、該単セルが複数直列に接続されるように、所定の単セルの前記第１導電性細線と、前記絶縁性細線領域を挟んで隣接する単セルの前記第２導電性細線とが接続されていることを特徴とする請求項４記載の太陽電池。
【請求項７】
前記網状部材が、ハニカム状であることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の太陽電池。
【請求項８】
前記半導体粒子が、前記半導体材料に内包された、該半導体材料とは異なる材料からなるコア部を有するものであることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の太陽電池。
【請求項９】
前記半導体材料が、Ｉ−III−ＶI族化合物半導体であることを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一粒子層からなる光電変換層を備えてなる太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下部電極（裏面電極）と光吸収により電荷を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有する光電変換素子が、太陽電池等の用途に使用されている。
【０００３】
従来、太陽電池においては、バルクの単結晶Ｓｉまたは多結晶Ｓｉ、あるいは薄膜のアモルファスＳｉを用いたＳｉ系太陽電池が主流であったが、Ｓｉに依存しない化合物半導体系太陽電池の研究開発がなされている。化合物半導体系太陽電池としては、ＧａＡｓ系等のバルク系と、IＢ族元素とIIIＢ族元素とVIＢ族元素とからなるＣＩＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ）系あるいはＣＩＧＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ）系等の薄膜系とが知られている。ＣＩＳ系あるいはＣＩＧＳ系は、光吸収率が高く、高エネルギー変換効率であることが報告されている。
【０００４】
粒子状の半導体粒子を用いた太陽電池の製造方法として、第１導電型の半導体コア部と第２導電型の半導体表皮部を有する球状の粒子が網目状の導電性部材の網目に填め込まれて二次元状に配列固定し、球状粒子の一部を研磨して第１導電型の半導体コア部を露出させ、この露出させた第１導電型の半導体コア部に接触するように導電性部材を貫通させた絶縁部材上に接合させることにより構成する方法が特許文献１に提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ガラス等からなる基層コアをバックコンタクト層でコーティングし、さらにそれを覆うようにＣＩＳ半導体層が設けられてなるコアシェル型粒子を用いた太陽電池が開示されている。特許文献２では、コアシェル型粒子を絶縁性支持層に一部が支持層の一方の面からはみ出るように組み込み、絶縁性支持層の他方の面において、コアシェル型粒子のバックコンタクト層が露出するように支持層の他方の面側から、支持層とコアシェル型粒子の一部を除去し、その絶縁性支持層の該他方の面側にバックコンタクト層を形成し、一方の面にフロントコンタクト層を形成する太陽電池の製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６７６０９号公報
【特許文献２】特表２００７−５０７８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の太陽電池の製造方法では、球状粒子を研磨する工程や、短絡を防ぐために絶縁部材に孔を空けて導電性部材を貫通させる工程等複雑な処理工程が必要である。また、絶縁部材に貫通させた導電性部材と球状粒子の位置合わせには高い精度が必要となる。さらに、このような複雑な処理工程や高い精度が求められる処理工程を経て良好な太陽電池を作製するためには、各球状粒子の形状が、限りなく真球に近いものであることを要する。
【０００８】
同様に、特許文献２に記載の太陽電池の製造方法では、コアシェル粒子の一部を切除する工程が必であり、処理工程の複雑化が避けられない。
【０００９】
すなわち、特許文献１、２のいずれの太陽電池の製造方法においても、処理工程の複雑さにより全体として高い生産性を得ることが困難であり、これが低コスト化の弊害要因となっていた。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、より簡単な工程で低コストに製造できる構成の太陽電池を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の太陽電池は、支持体と、
支持体の一面に配置形成された、二次元状に配列された目を有する、所定の厚みを有する細線からなる網状部材であって、少なくとも一部が電極として機能する導電材料からなる網状部材と、
前記目に該目を囲む前記細線に接触するように受容された、光を吸収して電荷を生じる半導体材料を主要部として含む半導体粒子と、
該半導体粒子を前記支持体上に固定する絶縁性バインダとを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
前記半導体粒子における主要部とは、半導体粒子の５０％以上の体積を占める連続して形成された部分をいうものとする。
【００１３】
本発明の太陽電池は、前記網状部材が、第１の電極として機能する導電性の細線からなるものであり、
前記網状部材と対向し、前記半導体粒子と接触するように配置された第２の電極を備え、
前記半導体粒子を、前記網状部材と接触する部分が第１導電型の前記半導体材料からなり、前記第２の電極に接触する部分に第２導電型の半導体層を備えてなるものとすることができる。
【００１４】
ここで、第２の電極は、ベタ電極であってもよいし、前記第１の電極として機能する導電性の細線からなる前記網状部材と同様の形状で、前記半導体粒子を介して前記網状部材と対向して配置される別の網状部材であってもよい。
【００１５】
また、本発明の太陽電池は、第１軸方向に延びる第１の電極として機能する第１導電性細線領域と、前記第１軸方向に延びる第１の絶縁性細線領域とが、前記第１軸方向と交わる第２軸方向に交互に配置形成されてなる第１の網状部材であり、
前記第１軸方向に延びる第２の電極として機能する第２導電性細線領域および前記第１軸方向に延びる第２の絶縁性の細線領域が、前記第１導電性細線領域および第１の絶縁性細線領域と、それぞれ対向するように配置形成された第２の網状部材を備え、
該第２の網状部材が、前記半導体粒子と接触するように配置されており、
前記半導体粒子が、前記第１の網状部材と接触する部分が第１導電型の前記半導体材料からなり、前記第２の網状部材と接触する部分に第２導電型の半導体層を備えてなるものであり、
互いに対向して配置されている前記第１導電性細線領域の１つおよび前記第２導電性細線領域１つと、それらの間に配置された前記半導体粒子とにより単セルが構成され、該単セルが複数直列に接続されるように、所定の単セルの前記第１導電性細線領域と、隣接する単セルの前記第２導電性細線領域とが接続されているものとすることができる。
【００１６】
またさらに、本発明の太陽電池は、前記網状部材が、第１軸方向に延びる第１の電極として機能する第１導電性細線と、前記第１軸方向に延びる第２の電極として機能する第２導電性細線とが、前記第１軸方向と交わる第２軸方向に交互に配置形成されてなるものであり、
前記半導体粒子を、前記第１導電性細線領域と接触する部分が第１導電型の前記半導体材料からなり、前記第２導電性細線領域と接触する部分に第２導電型の半導体層を備えてなるものとすることができる。
【００１７】
さらにこのとき、前記第１導電性細線同士が接続され、前記第２導電性細線同士が接続されて単セル構造に構成されてなる太陽電池とすることができる。
【００１８】
また、一方、前記網状部材が、前記第１導電性細線と前記第２導電性細線との間に、所定の周期で前記第１軸方向に延びる絶縁性細線領域を備え、該絶縁性細線領域間の、前記第１導電性細線と前記第２導電性細線とそれらの間に配置された前記半導体粒子とにより単セルが構成され、該単セルが複数直列に接続されるように、所定の単セルの前記第１の導電性細線と、前記絶縁性細線領域を挟んで隣接する単セルの前記第２導電性細線とが接続された、集積化構造の太陽電池とすることもできる。
【００１９】
本発明の太陽電池においては、前記網状部材は、特にハニカム状であることが望ましい。
【００２０】
本発明の太陽電池においては、前記半導体粒子が、前記半導体材料に内包された、該半導体材料とは異なる材料からなるコア部を有するものであってもよい。
【００２１】
本発明の太陽電池においては、前記半導体材料が、Ｉ−III−ＶI族化合物半導体であることが好ましい。
【００２２】
なお、本明細書において、第１導電型と第２導電型は互いに導電性が異なるものであり、第１導電型がｐ型であれば第２導電型がｎ型であることを意味し、第１導電型がｎ型であれば第２導電型がｐ型であることを意味する。
但し、ここで第２導電型の半導体層とは、第１導電型の半導体層との組合せにおいて、最終的に太陽電池として構成されたときに、両者間でｐ−ｎ接合を形成する第２導電型の層を、少なくとも第１導電型の半導体層との界面において構成し得る半導体層であればよい。したがって、第２導電型の半導体層は、予め第１導電型の半導体層と異なる導電型の層として形成されるものであってもよいし、形成時の導電型は問わず、その後の作製工程において熱が加えられることにより、第１導電型の半導体層との界面に第２導電型層を生成し得る半導体層であってもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の太陽電池は、その構成上、製造工程において半導体粒子の一部を削る工程や、削った部分に導電性部材を接続させる工程等の複雑な工程を要さず、従来技術の項で挙げた特許文献１あるは２等の太陽電池の製造方法と比較して製造工程を簡素なものとすることができることから、高い生産性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る太陽電池の一部を示す断面図
【図２Ａ】第１の実施形態に係る太陽電池に用いられる、網状部材が設けられた支持体の一部を示す平面図
【図２Ｂ】図２Ａの網状部材上に半導体粒子が配列された状態を模式的に示す平面図
【図３Ａ】第１の実施形態に係る太陽電池に用いられる、他の例の網状部材が設けられた支持体の一部を示す平面図
【図３Ｂ】図３Ａの網状部材上に半導体粒子が配列された状態を模式的に示す平面図
【図４】本発明に係る一実施形態の太陽電池の作製工程を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態の設計変更例１の太陽電池の一部を示す断面図
【図６】本発明の第１の実施形態の設計変更例２の太陽電池の一部を示す断面図
【図７】本発明の第２の実施形態に係る太陽電池の一部を示す断面図
【図８】第２の実施形態に係る太陽電池に用いられる、第１および第２の網状部材とその接続状態を模式的に示した平面図
【図９】第２の実施形態に係る太陽電池に用いられる、他の例の第１および第２の網状部材とその接続状態を模式的に示した平面図
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る太陽電池の一部を示す断面図
【図１１】第３の実施形態に係る太陽電池に用いられる、第１および第２の網状部材とその接続状態を模式的に示した平面図
【図１２】第３の実施形態に係る太陽電池に用いられる、他の例の第１および第２の網状部材および網状部材間の接続状態を模式的に示した平面図
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る太陽電池の一部を示す断面図
【図１４】第４の実施形態に係る太陽電池に用いられる網状部材とその細線間の接続状態とを模式的に示した平面図
【図１５】第４の実施形態に係る太陽電池に用いられる、他の例の網状部材とその細線間の接続状態を模式的に示した平面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の太陽電池について図面を参照して説明する。なお、各図においては、視認しやすくするために各部の縮尺は適宜変更して示してある。
【００２６】
＜第１の実施形態の太陽電池＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る太陽電池１の一部構造を模式的に示した断面図である。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態の太陽電池１は、第１の支持体１０、第１の支持体１０の一面に配置形成された、二次元状に配列された目を有する、所定の厚みを有する細線２２からなる第１の網状部材２０と、細線２２間の目に細線２２に接触するように受容された、光を吸収して電荷を生じる半導体材料を主要部として含む半導体粒子３０と、半導体粒子３０を支持体１０上に固定する絶縁性バインダ４０とを備えている。
【００２８】
またさらに、半導体粒子３０の第１の支持体１０および第１の網状部材２０と対向する側に配置された、第２の支持体６０と、第２の支持体６０の一面に配置形成された、二次元状に配列された目を有する、所定の厚みを有する細線５２からなる第２の網状部材５０を備えている。絶縁性バインダ４０は、半導体粒子３０と第２の支持体６０とを固定する機能も担っている。
【００２９】
第１の網状部材２０および第２の網状部材５０は、共に導電性材料により構成されており、それぞれ第１導電型側電極（第１の電極）および第２導電型側電極（第２の電極）として機能するものである。第１の網状部材２０と第２の網状部材５０はほぼ同一の形状に形成されて、半導体粒子３０を挟みこむように対向配置されている。半導体粒子３０は、第１の網状部材２０の細線２２間の目に細線２２に接触するように受容され、同時に第２の網状部材５０の細線５２間の目に細線５２に接触するように受容されている。
【００３０】
支持体１０に設けられている網状部材２０は、図２Ａに示すように導電性の細線２２が格子状に配置されてなるものである。細線２２により形成される格子（目）２１が半導体粒子を受容する受容部である。図２Ｂに示すように、細線２２間の各格子２１に半導体粒子３０が配置されている。
【００３１】
網状部材としては、図３Ａに示すような正六角形の受容部２１’が隙間なく並べられたハニカム状に細線２２’が形成されてなる網状部材２０’を用いてもよい。図３Ｂに示すように、ハニカム状の配置により半導体粒子３０の最密充填が可能となり、単位面積辺りの光電効率を向上させることができる。
【００３２】
なお、支持体６０に設けられている第２網状部材５０としては、第１の網状部材２０と略同一形状ものが用いられている。
【００３３】
図１に示す本実施形態の太陽電池１においては、第２の支持体６０は透明材料から構成されており、この第２の支持体６０側から太陽光を受光する構成となっている。すなわち、第１の支持体１０に形成された第１の網状部材２０が背面電極（バックコンタクト）、第２の支持体６０に形成された第２の網状部材５０が透明電極（フロントコンタクト）に相当するものとなっている。なお、第１の支持体１０を透明材料からなるものとして、第１の支持体側から太陽光を受光するように構成してもよい。
【００３４】
以下、太陽電池１の各要素について詳説する。
【００３５】
（網状部材）
上述の通り、網状部材は、図２Ａおよび図３Ａに示すように、細線２２、２２’に囲まれた半導体粒子３０の受容部となる開口（目）２１、２１’が二次元状に配列されてなるものである。
【００３６】
目２１、２１’の大きさおよび細線２２、２２’の高さ（厚みｔ）と幅は、受容される半導体粒子３０の大きさとの兼ね合いで適宜決定される。
【００３７】
具体的には、図２Ａに示す格子状の網状部材２０の場合、細線の高さ（厚みｔ）や格子の大きさ（格子の一辺Ｍ）、および図３Ａに示すハニカム状の網状部材２０’の場合、細線の高さ（厚みｔ）やハニカムの大きさ（図３Ａに示す対向する辺の距離Ｍ）は使用する半導体粒子の大きさにもよるが、好ましくは高さ；０．１μｍ〜１００μｍ、格子またはハニカムの大きさ；０．５μｍ〜５００μｍ、より好ましくは高さ；０．２μｍ〜１０μｍ、格子またはハニカムの大きさ；１μｍ〜１００μｍ、最も好ましくは高さ；０．２μｍ〜５μｍ、格子またはハニカムの大きさ；１．５μｍ〜５０μｍである。なお、ここで、Ｍは一辺の線幅の中心から対向する一辺の線幅の中心までの距離である（図１参照）。
なお、格子またはハニカムの大きさＭは、細線と半導体粒子との接点を確保しつつ、隣接粒子間に隙間を設ける必要があることから、半導体粒子の粒径より僅かに大きいことを要する。半導体粒子の粒径に応じて、半導体粒子との接点を確保しつつ、隣接粒子間にわずかに隙間が空くように、細線の高さと幅および大きさＭを設定すればよい。
【００３８】
第１および第２の電極となる網状部材の材料は導電性があれば特に制限はないが、仕事関数の高い材料が好ましく、例えば、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗなどであり、これらの細線の周りにめっき処理等でこれらの金属、あるいは異なる金属を付着させることも好ましい。また、金属に限るものではなく、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯなど酸化物導電材料でもよい。
【００３９】
支持体上へ細線を形成して網状部材作製する方法はスクリーン印刷等の印刷法を用いてもよいが、特開２００４−２２１５６４号公報に記載される様な、銀塩感光層を塗布し、露光、現像する方法を用いてもよい。
【００４０】
（半導体粒子）
半導体粒子３０の形状は、網状部材の細線間となる目に、細線に接触するように受容されうるものであれば、太陽光吸収により得られる電力を外部に取り出すことは可能であるため、球、楕円球、円柱、多角柱などとのようなものであってもよいが、球状が特に好ましい。球状であれば、網状部材上に散布させた場合に、細線間の目への充填がしやすくなる。また、球状である場合には、真球度が高いほど最密充填により近い密度で配列させることができ、光吸収層の高密度化が得られ発電効率を向上させることができる。
【００４１】
半導体粒子３０は、その主要部３１が太陽光を吸収して電荷を生じる第１導電型の半導体から構成されており、その外殻の少なくとも一部（第２の電極５２と接触する部分）に第２導電型の半導体層３２が形成されてなる。
【００４２】
主要部３１を構成する第１導電型の半導体の材料としては、光吸収により電荷を生じる材料あれば特に制限されないが、光吸収の効率および製造コストの観点から、特には、ＩＢ−IIIＢ−ＶIＢ族半導体からなるものであることが好ましい。より具体的には、銅および／または銀を含むIＢ族元素、およびアルミニウム、インジウム、およびガリウムのうち少なくとも１つを含むIIIＢ族元素、硫黄、セレンおよびテルルのうち少なくとも１つを含むＶIＢ元素からなるIＢ−IIIＢ−ＶIＢ族半導体を備えてなるものが好ましい。
【００４３】
なお、本明細書における元素の族の記載は、短周期型周期表に基づくものである。本明細書において、IＢ族元素とIIIＢ族元素とＶIＢ族元素とからなる化合物半導体は、「I−III−ＶI族半導体」と略記している箇所がある。I−III−ＶI族半導体の構成元素であるIＢ族元素、IIIＢ族元素、およびＶIＢ族元素はそれぞれ１種でも２種以上でもよい。
【００４４】
I−III−ＶI族半導体としては、具体的には、
ＣｕＡｌＳ２，ＣｕＧａＳ２，ＣｕＩｎＳ２，
ＣｕＡｌＳｅ２，ＣｕＧａＳｅ２，ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ），
ＡｇＡｌＳ２，ＡｇＧａＳ２，ＡｇＩｎＳ２，
ＡｇＡｌＳｅ２，ＡｇＧａＳｅ２，ＡｇＩｎＳｅ２，
ＡｇＡｌＴｅ２，ＡｇＧａＴｅ２，ＡｇＩｎＴｅ２，
Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ），Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＡｌｘ）Ｓｅ２，Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ，Ｓｅ）２，
Ａｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２，及びＡｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ，Ｓｅ）２等が挙げられる。
【００４５】
このうち、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、あるいはこれらにＧａを固溶させたＣｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓ２、Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ２、あるいはこれらの硫化セレン化物を含むことが特に好ましい。特にカルコパイライト構造のものが好ましいが、他の構造であってもよい。
【００４６】
また、第１導電型の半導体は、I−III−ＶI族半導体以外の１種または２種以上の半導体材料からなるものであってもよい。I−III−ＶI族半導体以外の半導体材料としては、Ｓｉ等のIＶＢ族元素からなる半導体（IＶ族半導体）、Ｃｕ2ＺｎＳｎＳ4（ＣＺＴＳ：Ｉ−II−IＶ−ＶI族半導体）、ＧａＡｓ等のIIIＢ族元素及びＶＢ族元素からなる半導体（III−Ｖ族半導体）、およびＣｄＴｅ等のIIＢ族元素及びＶIＢ族元素からなる半導体（II−ＶI族半導体）等が挙げられる。
【００４７】
一方、第２導電型の半導体層３２を構成する半導体材料としては、第１導電型の半導体３１と組み合わせた時にｐ−ｎ接合を形成することができるものであれば特に制限されない。第２導電型は、第１導電型とは逆の導電型を意味するものであり、第１導電型がｐ型であれば第２導電型はｎ型であり、第１導電型がｎ型であれば第２導電型はｐ型である。
【００４８】
半導体粒子３０には、特性に支障のない限りにおいて、半導体、所望の導電型とするための不純物以外の任意成分が含まれていても構わない。また、複数の半導体粒子３０は、すべて同一組成粒子により構成されてもよいし、組成の異なる複数種類の粒子により構成されてもよい。
【００４９】
半導体粒子のサイズとしては、粒径（粒子直径）が０．５μｍ〜５００μｍ程度であることが好ましい。粒子の粒径評価には走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いることができる。粒子直径とは、粒子の最大長をいうものとする。粒径が５００μｍより大きくなると粒子の中心部分で光吸収に関与しない領域が増え、無駄な材料を使用することになる。また、粒径が０．５μｍより小さいと十分な光吸収ができなくなる。粒径は、より好ましくは１μｍ〜１００μｍであり、最も好ましくは１．５μｍ〜５０μｍである。また、単粒子層（モノグレイン層）を構成する粒子の粒子サイズ分布は変動係数が５０％未満であることが必要で、好ましくは３０％以下、より好ましくは２０％以下である。
【００５０】
半導体粒子は溶液法で作ってもよいが、焼成法で作製するのが好ましい。粒子の作製方法は、好ましくは平均粒径が０．５〜５００μｍである粒子が得られれば特に制限されず、公知の粒子の合成方法を用いることができる。例えば、特表２００２−５１９２７３号公報に記載の方法も好適に用いることができる。
【００５１】
また、変動係数が好ましい範囲になる様に篩いをかけることも可能であるが、製造上のロスを少なくするために、半導体粒子の作製時にできるだけ粒径の制御をした後に篩いにかけることが好ましい。
【００５２】
なお、半導体粒子３０を第１の網状部材２０上の目に配置する方法としては、スクリーン印刷等の印刷法や塗布法を用いることができる。特には、特開２００２−２１４７１２号公報に記載されている、支持体上に微小粒子を散布し支持体に振動を与えることにより、微小粒子を高密度で単層配置する方法を好適に用いることができる。
【００５３】
（絶縁性バインダ）
絶縁性バインダ４０は、半導体粒子３０間を埋め、半導体粒子３０を導電部材２０に接触させた状態で支持体１０（および導電部材２０）上に固定できる、絶縁性の材料であればよい。具体的には、エポキシ系の樹脂、ポリエチレン系の樹脂、ポリウレタン系の樹脂やその混合物等が好ましい。
【００５４】
（その他の構成）
上記構成の太陽電池１は、ＰＥＴ等の安価な材料を用いたラミネートすることにより外部と絶縁させてパッケージ化して太陽電池モジュールとすることができる。太陽電池モジュールとしては、防湿能を持つものであることが好ましい。防湿能は、４０℃−９０％ＲＨにおける水蒸気透過率が０．０５ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下が好ましく、０．０１ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下がより好ましい。このような防水能を有する封止フィルムとしては、有機物膜と無機物膜の積層膜が好ましく用いられる。有機物膜の形成材料としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などが好ましく用いられる。無機物膜としては、酸化ケイ素、窒化珪素、酸窒化珪素、酸化ケイ素／酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどが好ましく用いられる。より低い水蒸気透過率や酸素透過率を得たり、無機物膜が曲げ等によりひび割れることを防止するために、有機物膜と無機物膜の形成を繰り返したり、無機物膜を堆積した有機物膜を接着剤層を介して複数枚貼り合わせて多層膜とすることが好ましい。
【００５５】
その他、本発明の素子構成において、各種保護層、フィルター層、光散乱反射層などを必要に応じて付与することができる。
【００５６】
＜第１実施形態の太陽電池の製造方法＞
図４を参照して、本発明の太陽電池の製造方法を説明する。図４（ａ）〜（ｆ）は各製造工程を示す断面図である。
【００５７】
まず、図４（ａ）に示すように、支持体１０を用意し、図４（ｂ）に示すように、支持体１０の一面に細線２２による網状部材２０を形成する。網状部材２０は、スクリーン印刷法等により形成することができる。
【００５８】
図４に図示しない別途工程において、半導体粒子３０ｐの調製を行い、図４（ｃ）に示すように、網状部材２０の細線２２間の目（受容部）２１に半導体粒子３０ｐを配置する。備えられている受容部２１の全てに半導体粒子３０ｐが配置されることが最も好ましいが、作製工程においては、半導体粒子３０ｐが配置されない受容部２１が生じる場合もあり、必ずしも全ての受容部２１に半導体粒子３０ｐが配置されていなくてもよい。
【００５９】
半導体粒子３０ｐは、まず、例えば、特表２００２−５１９２７３号公報に記載の方法等の公知の方法により、第１導電型半導体粒子からなる主要部３１を作製し、その後、さらに、同様の方法で主要部３１の外殻に第２導電型半導体層３２を付与形成したものである。すなわち、半導体粒子３０ｐは、第１導電型半導体からなる主要部３１が、第２導電型半導体層３２で覆われてなるものである。
【００６０】
なお、作製した半導体粒子３０ｐは篩等にかけ、粒径分布が３０％程度の範囲となるようにしておくことが望ましい。
【００６１】
半導体粒子３０ｐの網状部材２０への配置は、例えば、網状部材２０の上方から半導体粒子３０ｐをばら撒き（散布して）、支持体１０に振動を与えることにより、細線２２間の目２１に半導体粒子の一部を入り込ませることにより行うことができる。
【００６２】
半導体粒子３０ｐを配置した状態で、所定温度で加熱処理することにより、半導体粒子３０ｐの第２導電型半導体層３２の一部に第１導電型のドーパントを網状部材２０から拡散させることにより、第２導電型半導体層３２の一部に第１導電型半導体領域を形成する。すなわち、本例では、網状部材２０の材料として、第１導電型のドーパントを拡散させることができる材料を用いている。
【００６３】
このようにして、図４（ｄ）に示すように、第２導電型半導体層３２を外殻に備え、かつ、その外殻の網状部材２０が接触している部分を含む主要部３１が第１導電型半導体領域となっている半導体粒子３０を形成することができる。
【００６４】
次に、図４（ｅ）に示すように、絶縁性バインダ４０を塗布して、半導体粒子３０間を絶縁性バインダ４０で埋めこむと共に半導体粒子３０を支持体１０および網状部材２０に固定する。
【００６５】
さらに、図４（ｆ）に示すように、半導体粒子３０の上に一面に第２の網状部材５０が形成された第２の支持体６０を、網状部材５０の細線５２間に半導体粒子３０が細線５２に接触して位置するように配置固定する。
【００６６】
本実施形態の太陽電池１は、以上のようにして作製することができる。上記のように、複雑な工程や高精度が求められる工程を含まないため、低コストかつ高い生産効率よく製造することができる。
【００６７】
（太陽電池の設計変更例）
図５は、第１の実施形態の太陽電池の設計変更例１を示す断面図である。
【００６８】
図５に示す太陽電池２では、太陽電池１に用いられていた半導体粒子３０に代えて、半導体粒子３３が用いられている。太陽電池２の半導体粒子３３は、光電変換に寄与しない材料からなるコア部３６を中心部に備え、第１導電型の半導体材料からなる主要部３１がコア部の外殻に設けられている。また、第２導電型の半導体層３４は、半導体粒子３３の上部にのみ備えられている。
【００６９】
コア部３６の材料としては半導体材料より安価な材料を用いることがコスト抑制の観点から好ましい。具体的には、ガラス、ジルコニア、酸化チタン等のように、汎用的であり、かつ球形に粒子サイズの変動小さく作製することができる材料が好ましい。
【００７０】
このようなコア部３６を備えた半導体粒子３３は、中心まで光電変換半導体で形成された図１に示す半導体粒子３０よりも大きいサイズとすることができ、取り扱い性が向上する。また、光吸収に関与しない中心部分に半導体材料よりも安価な材料を用いることにより、低コストな粒子を作製することが出来る。
【００７１】
具体的には、コア部３６の大きさは直径５〜１０００μｍ程度が好ましい。また、シェル部として形成される第１の半導体材料からなる主要部３１の厚みは、０．５μｍ〜１０μｍの厚みであることが好ましく、より好ましくは１μｍ〜３μｍである。
【００７２】
このようなコアシェル型の半導体粒子３３の製造方法の一例を説明する。ここでは、コア部３６としてガラスビーズを用い、第１導電型の半導体としてＣＩＳを用いた場合について説明する。
【００７３】
ＣｕＩｎ合金、Ｓ粉末、ＣｕＳフラックスを混合し、この混合物にコア部となるガラスビーズを混合する。この混合物を真空石英アンプル中に封入し、アンプルを遊動させて回転しながら所定温度で所定時間加熱（例えば、９００℃で２０時間）焼成する。その後、ＫＣＮ水溶液で洗浄してＣｕＳを除去し、乾燥させる。このような方法により、ガラスビーズをコアとし、その周囲に第１導電型のＣｕＩｎＳ半導体層３１が形成されてなる粒子を作製することができる。
【００７４】
さらに第２導電型の半導体層３４は、網状部材２０上に上述のようにして作製された粒子を配置し、絶縁性バインダを粒子の上部が突出するように塗布した後に、化学浴析出法（ＣＢＤ法）などにより形成すればよい。例えば、アンモニア、硫酸カドミウム、チオ尿素を含む水溶液中に、第１導電型の半導体層３１が外殻となっている半導体粒子の上部を浸漬させることによりその上部に第２導電型半導体層３４としてのＣｄＳ層を形成することができる。なお、ＣｄＳ層は、ＣＩＳ系の薄膜太陽電池におけるバッファ層であるが、本明細書においては、このバッファ層も第２導電型半導体層とみなしている。
【００７５】
図６は、第１の実施形態の太陽電池の設計変更例２を示す断面図である。
【００７６】
図６に示す太陽電池３では、太陽電池１に用いられていた半導体粒子３０に代えて、半導体粒子３５が用いられ、太陽電池１に用いられていた第２の支持体６０およびその一面に形成される第２の網状部材５０を備えず、第２の電極として、配列されている複数の半導体粒子３５の上部に沿って連続的にベタ膜状に形成された導電層５５を備えている。また、支持体１０に代えて透明材料からなる支持体１０’を備えており、支持体１０’側から太陽光を受光する構成となっている。
【００７７】
半導体粒子３５は、第１導電型半導体材料からなる主要部３１と、その上部に備えられた第２導電型半導体層３４とを備えている。ここで、第２導電型半導体層３４は、上記と同様にバッファ層である。
【００７８】
導電層５５は、網状部材と同様に電極として機能する導電性の材料であれば、特制限なく適用できる。導電層５５は、バッファ層３４の形成後、バッファ層上に、スパッタ法、蒸着法等の気相法、ＣＢＤ法等の液相法等により形成することができる。
【００７９】
＜第２実施形態の太陽電池＞
図７は、本発明の第２の実施形態に係る太陽電池４の一部構造を模式的に示した断面図である。
【００８０】
本実施形態の太陽電池４は、第１の支持体１０、第１の支持体１０の一面に配置形成された、二次元状に配列された目を有する、所定の厚みを有する細線８２、８３からなる第１の網状部材８０と、細線間の目に細線に接触するように受容された、光を吸収して電荷を生じる半導体材料を主要部として含む半導体粒子３５と、半導体粒子３５を支持体１０上に固定する絶縁性バインダ４０とを備えている。
【００８１】
さらに、半導体粒子３５の第１の支持体１０および第１の網状部材８０と対向する側に配置された、第２の支持体６０と、第２の支持体６０の一面に配置形成された、二次元状に配列された目を有する、所定の厚みを有する細線９２、９３からなる第２の網状部材９０を備えている。絶縁性バインダ４０は、半導体粒子３５と第２の支持体６０とを固定する機能も担っている。
【００８２】
図８は、第１の網状部材８０および第２の網状部材９０の形状とその接続状態を模式的に示した平面図である。
【００８３】
図８に示すように第１の網状部材８０は、第１軸方向Ａに延びる第１導電性細線８２（図８中、細破線で示す。）からなる第１導電性細線領域８２Ａと、第１軸方向Ａに延びる絶縁性細線８３（図８中、実線で示す。）からなる第１の絶縁性細線領域８３Ａとが、第１軸方向Ａと交わる第２軸方向Ｂに交互に配置形成されてなる。なお、格子を形成するための第２軸方向Ｂに延びる細線はすべて絶縁性細線８３により構成されている。第１導電性細線領域８２Ａ、絶縁性細線領域８３Ａはそれぞれ、１本の細線から構成されていてもよいし、複数の細線から構成されていてもよい。図８に示す例では、第１導電性細線領域８２Ａは端部領域で接続された２本の導電性細線８２から構成されており、第１の絶縁性細線領域８３Ａは１本の絶縁性細線８３から構成されている。
【００８４】
また、第２の網状部材９０は、第１軸方向Ａに延びる第２導電性細線（９２図８中、太破線で示す。）からなる第２導電性細線９２からなる領域９２Ａと、第１軸方向Ａに延びる絶縁性細線９３（図８中、実線で示す。）からなる第２の絶縁性細線領域９３Ａとが、第１軸方向Ａと交わる第２軸方向Ｂに交互に配置形成されてなる。ここでも、格子を形成するための第２軸方向Ｂに延びる細線はすべて絶縁性細線９３により構成されている。
【００８５】
第２の網状部材９０は、第２導電性細線領域９２Ａおよび第２の絶縁性細線領域９３Ａが、第１の網状部材８０の、第１導電性細線領域８２Ａおよび第１の絶縁性細線領域８３Ａと、それぞれ対向するように配置される。
【００８６】
第１の網状部材８０の第１導電性細線領域８２Ａは第１導電型側電極（第１の電極）、第２の網状部材９０の第２導電性細線領域９２Ａは第２導電型側電極（第２の電極）として機能するものである。
【００８７】
半導体粒子３０は、第１の網状部材８０の細線間の目８１に、細線８２、８３に第１導電型の半導体からなる主要部３１が接触するように受容され、同時に第２の網状部材９０の細線間の目９１に、細線９２、９３に第２導電型の半導体層３４が接触するように受容されている。
【００８８】
互いに対向して配置されている第１導電性細線領域８２Ａの１つおよび第２導電性細線領域９２Ａの１つと、それらの間に配置された半導体粒子３３とにより単セル１００が構成されている。そして、この単セル１００が複数直列に接続されるように、所定の単セルの第１導電性細線領域８２Ａと、隣接する単セルの第２導電性細線領域９２Ａとが素子端部で導線１０１により接続される。すなわち本実施形態の太陽電池４は、単セル１００が複数直列に接続されてなる集積化構造を有するものである。
【００８９】
このように、一部に絶縁性細線領域８３Ａ、９３Ａを備えた網状部材８０、９０を備えることにより、簡単に集積化太陽電池とすることができる。薄膜太陽電池において、集積化を図るためには、スクライブ等の複雑な工程を要し、また、従来の単粒子層状の太陽電池においては、集積化が困難であったが、本発明のように、支持体上に印刷法等により形成される細線からなる網状部材を電極として用いることにより、非常に簡単な工程で集積化を行うことができる。
【００９０】
本実施形態の太陽電池４では、半導体粒子として、主要部３１を構成する第１導電型半導体粒子とその上部に形成された第２導電型半導体層（バッファ層）３４とからなる半導体粒子３５を備えているが、図１に示す太陽電池１に用いられている半導体粒子３０や、図５に示す太陽電池２に用いられている半導体粒子３３を備えるものとしてもよい。
【００９１】
支持体１０、６０上に形成される網状部材８０、９０は、第１の実施形態の場合と同様に、印刷法等により形成することができる。導電性細線領域、絶縁性細線領域をそれぞれ導電性材料、絶縁性材料を用いて形成すればよい。網状部材８０の第１導電性細線領域８２Ａと網状部材９０の第２導電性細線領域９２Ａとは同一の導電材料により形成されていてもよいが、それぞれ、第１導電型側電極、第２導電型側電極として適する材料により形成するのがより好ましい。
なお、半導体粒子３０を備えた構成とするために、第１導電型半導体粒子からなる主要部３１が第２導電型半導体層３２で覆われた構成の半導体粒子３０ｐ（図４（ｃ）参照）を用いて製造する場合には、第１の実施形態の太陽電池の製造方法で述べたように、外殻となっている第２導電型半導体層３２の一部を第１導電型とするために、第１の網状部材８０の導電性細線は、第１導電型のドーパントとなる元素を第２導電型半導体層３２に拡散させることができる材料を含む導電材料から構成する必要がある。
【００９２】
本実施形態において、第１および第２の網状部材としては、図９に示すような正六角形の受容部８１’、９１’が隙間なく並べられたハニカム状に細線が形成されてなる網状部材８０’、９０’を用いてもよい。
【００９３】
第１の網状部材８０’は、第１軸方向Ａに延びる第１導電性細線８２’（図９中、細破線で示す。）からなる導電性細線領域８２Ａ’、および第１軸方向Ａに延びる絶縁性細線８３’（図９中、実線で示す。）からなる第１の絶縁性細線領域８３Ａ’が第１軸方向Ａと交差する第２軸方向Ｂに交互に配置されてなる。同様に、第２の網状部材９０’は、第１軸方向Ａに延びる第２導電性細線９２’（図９中、太破線で示す。）からなる導電性細線領域９２Ａ’、および第１軸方向Ａに延びる絶縁性細線９３’（図９中、実線で示す。）からなる第２の絶縁性細線領域９３Ａ’が第１軸方向Ａと交差する第２軸方向Ｂに交互に配置されてなる。
【００９４】
図９に示すようなハニカム構造の網状部材を用いることにより、半導体粒子を最密充填させることができ、単位面積辺りの光電効率を向上させることができる。
【００９５】
＜第３実施形態の太陽電池＞
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る太陽電池５の一部構造を模式的に示した断面図である。
【００９６】
本実施形態の太陽電池５は、第１の支持体１０、第１の支持体１０の一面に配置形成された、二次元状に配列された目を有する、所定の厚みを有する細線１１２、１１４からなる網状部材１１０と、細線間の目に細線１１２、１１４に接触するように受容された、光を吸収して電荷を生じる半導体材料を主要部として含む半導体粒子３０と、半導体粒子３０を支持体１０上に固定する絶縁性バインダ４０とを備えている。また、絶縁性バインダ４０の表面には、第２の支持体６０を備えている。
【００９７】
図１１は、本実施形態に用いられている網状部材１１０を模式的に示した平面図である。
【００９８】
本実施形態の太陽電池５に用いられている網状部材１１０は、第１軸方向Ａに延びる第１の電極として機能する第１導電性細線（図１１中、一点鎖線で示す。）１１２と、第１軸方向Ａに延びる第２の電極として機能する第２導電性細線（図１１中、破線で示す。）１１４とが、第１軸方向Ａと交わる第２軸方向Ｂに交互に配置形成されてなる。第１導電性細線１１２と第２導電性細線１１４とは互いに絶縁されており、受容部１１１を構成する格子を形成するための第２軸方向Ｂに延びる細線はすべて絶縁性細線（図１１中、実線で示す。）１１５により構成されている。
【００９９】
半導体粒子３０は、第１導電性細線１１２と接触する部分３１が第１導電型の半導体材料からなり、第２導電性細線１１４と接触する部分に第２導電型の半導体層３２を備えてなるものである。半導体粒子３０は、第１の実施形態の太陽電池１に備えられているものと同様であり、第１導電型半導体粒子３１が第２導電型半導体層３２で覆われた構成の半導体粒子３０ｐ（図４（ｃ）参照）を用いて製造することができる。すなわち、第１の実施形態の太陽電池の製造方法と同様にして、第１導電性細線１１４から、第１導電型のドーパントとなる元素を第２導電型半導体層３２に拡散させることにより、第１導電性細線１１４と接触している部分が第１導電型の半導体粒子３０を得ることができる。
【０１００】
この第１導電性細線１１２と第２導電性細線１１４とは、それぞれ、第１導電型側電極、第２導電型側電極として適する材料により形成するのが好ましい。特に本実施形態においては、第１導電性細線１１２は、第１導電型のドーパントとなる元素を第２導電型半導体層３２に拡散させることができる材料を含む導電材料から構成する必要がある。
【０１０１】
図１１に示すように、網状部材１１０の、第１導電性細線１１２同士、第２導電性細線１１４同士はそれぞれ端部で接続されており、第１導電性細線１１２、半導体粒子３０、第２導電性細線１１４により素子全体で単セル構造が構成されてなる。
【０１０２】
また、１つの網状部材１１０が第１および第２の電極機能を有するため、従来の素子構造では必要であった対向電極を設ける必要がないため製造工程のさらなる簡素化が図れる。
【０１０３】
本実施形態において、網状部材としては、図１２に示すような正六角形の受容部１１１’が隙間なく並べられたハニカム状に細線が形成されてなる網状部材１１０’を用いてもよい。網状部材１１０’は、やはり第１軸方向Ａに延びる第１導電性細線１１２’ （図１２中、一点鎖線で示す。）および第２導電性細線１１４’（図１２中、破線で示す。）が第１軸方向Ａと交差する第２軸方向Ｂに交互に配置されてなる。なお、第１導電性細線１１２’と第２導電性細線１１４’とは絶縁性細線１１５’（図１２中、実線で示す。）により絶縁されて配置されている。
【０１０４】
図１２に示すようなハニカム構造の網状部材１１０を用いることにより、半導体粒子３０を最密充填させることができ、単位面積辺りの光電効率を向上させることができる。
【０１０５】
＜第４実施形態の太陽電池＞
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る太陽電池６の一部構造を模式的に示した断面図である。
【０１０６】
本実施形態の太陽電池６は、第１の支持体１０、第１の支持体１０の一面に配置形成された、二次元状に配列された目を有する、所定の厚みを有する細線からなる網状部材１２０と、細線間の目に細線に接触するように受容された、光を吸収して電荷を生じる半導体材料を主要部として含む半導体粒子３０と、半導体粒子３０を支持体１０上に固定する絶縁性バインダ４０とを備えている。また、絶縁性バインダ４０の表面には、第２の支持体６０を備えている。
【０１０７】
図１４は、本実施形態に用いられている網状部材を模式的に示した平面図である。
【０１０８】
本実施形態の太陽電池６に用いられている網状部材１２０は、第１軸方向Ａに延びる第１の電極として機能する第１導電性細線１２２（図１４中、一点鎖線で示す。）と、第１軸方向Ａに延びる第２の電極として機能する第２導電性細線１２４（図１４中、破線で示す。）とが、第１軸方向Ａと交わる第２軸方向Ｂに交互に配置形成されてなり、さらにこの交互に配置されている第１導電性細線１２２と第２導電性細線１２４との間に、所定の周期で第１軸方向Ａに延びる絶縁性細線１２５（図１４中、細実線で示す。）を備えている。なお、この第１軸方向Ａに延びる絶縁性細線１２５間には、少なくとも第１導電性細線１２２と第２導電性細線１２４が１本ずつ配置される。図１４に示す例では、第１軸方向Ａに延びる絶縁性細線１２５間に第１導電性細線１２２と第２導電性細線１２４が交互に２本ずつ配置されている。このとき、絶縁性細線１２５間に配置されている第１導電性細線１２２同士、第２導電性細線１２４同士は、それぞれ端部で接続されている、一方、第１導電性細線１２２と第２導電性細線１２４とは互いに絶縁されており、受容部１２１を構成する格子を形成するための第２軸方向Ｂに延びる細線はすべて絶縁性細線１２５により構成されている。
【０１０９】
半導体粒子３０は、第１導電性細線１１２と接触する部分３１が第１導電型の半導体材料からなり、第２導電性細線１１４と接触する部分に第２導電型の半導体層３２を備えてなるものである。半導体粒子３０は、第１の実施形態の太陽電池１および第３の実施形態の太陽電池５に備えられているものと同じである。
【０１１０】
太陽電池６は、第１軸方向Ａに延びる絶縁性細線１２５間の、第１導電性細線１２２と第２導電性細線１２４とそれらの間に配置された半導体粒子３０とにより単セル１３０が構成されており（図１３参照。）、この単セル１３０が複数直列に接続されるように、所定の単セルの第１導電性細線１２２と、絶縁性細線１２５を挟んで隣接する単セルの第２導電性細線１２４とが導線１２６により接続されている。導線１２６は第１導電性細線または第２導電性細線と同一の材料で形成すればよい。すなわち本実施形態の太陽電池６は、単セル１３０が複数直列に接続されてなる集積化構造を有するものである。
【０１１１】
このように、第１導電性細線１２２、第２導電性細線１２４および絶縁性細線１２５から構成されてなる網状部材１２０を用いることにより、簡単に集積化太陽電池とすることができる。薄膜太陽電池において、集積化を図るためには、スクライブ等の複雑な工程を要し、また、従来の単粒子層状の太陽電池においては、集積化が困難であったが、本発明のように、支持体上に印刷法等により形成される複数の異なる材料の細線からなる網状部材を用いることにより、非常に簡単な工程で集積化を行うことができる。
【０１１２】
１つの網状部材１２０が第１および第２の電極機能を有するため、従来の素子構造では必要であった対向電極を設ける必要がないため製造工程のさらなる簡素化が図れる。
【０１１３】
本実施形態において、網状部材としては、図１５に示すような正六角形の受容部１２１’が隙間なく並べられたハニカム状に細線が形成されてなる網状部材１２０’を用いてもよい。網状部材１２０’は、やはり第１軸方向Ａに延びる第１導電性細線１２２’（図１５中、一点鎖線で示す。）および第２導電性細線１２４’（図１５中、破線で示す。）が第１軸方向Ａと交差する第２軸方向Ｂに交互に配置されてなり、この交互に配置されている第１導電性細線１２２’と第２導電性細線１２４’との間に、所定の周期で第１軸方向Ａに延びる絶縁性細線１２５’（図１５中、細実線で示す。）を備えている。なお、第１導電性細線１２２’と第２導電性細線１２４’とは絶縁性細線１２５’により絶縁配置されている。
【０１１４】
図１５に示すようなハニカム構造の網状部材１２０’を用いることにより、半導体粒子３０を最密充填させることができ、単位面積辺りの光電効率を向上させることができる。
【０１１５】
上記第２〜第４の実施形態の太陽電池において用いられている網状部材の細線の厚みや目のサイズおよび材料、半導体粒子の構成および材料、その他の構成については第１の実施形態の太陽電池のものとほぼ同様である。また、各実施形態の太陽電池は、第１の実施形態について述べた製造方法とほぼ同様の手順で作製することができる。
【実施例１】
【０１１６】
図１に示す太陽電池１の具体的な製造方法の一例を説明する。
【０１１７】
＜支持体上へ電極形成方法＞
支持体としてポリイミド基板を用い、スクリーン印刷法により、線幅１０μｍ、厚み１２μｍ、４０μｍの内接径のハニカム構造のＣｕ細線をポリイミド基板上に描き、２５０℃で３０分間、加熱処理した。
【０１１８】
＜粒子形成＞
ＣｕＩｎＧａ（５／３／２）合金とＳｅ粉末が、１：２（モル比）となるように混合し、更にフラックスとしてＣｕＳｅを全体の４０ｖｏｌ．％となるように混合した。混合物を真空石英アンプル中に封入したのち、アンプルを遊動させて回転しながら５３０℃で２０ｈｒ加熱した。焼成後、１０％ＫＣＮ水溶液で洗浄してＣｕＳｅを除去し、乾燥した後目開き５５μｍおよび４０μｍの篩いにかけて、平均粒径４８μｍ（粒子サイズ域４０〜５５μｍ）、変動係数２８％のｐ型ＣＩＧＳ粒子を得た。平均粒径および変動係数は、堀場製作所製レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９２０により測定した。この粒子にＣｕが半分量の合金（ＣｕＩｎＧａ（５／６／４））とＳｅ粉末を同様にして混合し、その混合物を再度アンプルに入れて５３０℃で２０ｈｒ加熱させることにより、ｐ型ＣＩＧＳ粒子の外殻に１μｍのｎ型層（ｎ型ＣＩＧＳ層）を付与した。
【０１１９】
＜太陽電池セルの作製＞
ポリイミド基板上に形成されたハニカム構造のＣｕ細線からなる電極上にＣＩＧＳ粒子を配置し、支持体に超音波の振動を与えることにより、重なる等している不要な粒子を脱落させ、各ハニカム開口部にＣＩＧＳ粒子を配置した。その後、２００℃で３０分間加熱処理することにより電極から粒子のｎ型ＣＩＧＳ層にＣｕを拡散させて、その電極と接触しているｎ型ＣＩＧＳ層の一部領域をｐ型化し、ｐ型半導体との接触を確保した。
【０１２０】
その後、粒子間の隙間をエポキシ樹脂で埋めたのち、もう１枚の金属細線電極を貼り合わせ電極を取り出すことで太陽電池セルとした。
【０１２１】
以上のようにして、図１に示す太陽電池１を作製することができた。
【符号の説明】
【０１２２】
１、２、３、４、５、６  太陽電池
１０  支持体
２０    網状部材（第１の網状部材）
３０、３３、３５    半導体粒子
３１    第１導電型半導体
３２    第２導電型半導体層
３４    バッファ層（第２導電型半導体層）
３６    コア部
４０    絶縁性バインダ
５０    第２の網状部材
６０    第２の支持体
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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