(57)【要約】【課題】Ｉｂ族元素、IIIｂ族元素およびVIｂ族元素からなる少なくとも１種の化合物半導体からなる光電変換層、および、Ａｌを陽極酸化してなる絶縁層を有する太陽電池の製造において、光電変換層の成膜を５００℃を超える高温で行っても、絶縁層のクラックに起因する絶縁特性の劣化を防止できる太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】Ａｌの陽極酸化による絶縁層の形成に先立ち、陽極酸化するＡｌの表面を酸性洗浄液で洗浄することにより、前記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムからなる表面を有する基板の、前記アルミニウムの表面を酸性洗浄液で洗浄する工程、
前記アルミニウムの洗浄面を陽極酸化する工程、
および、この陽極酸化膜を絶縁層として、前記基板に、Ｉｂ族元素、IIIｂ族元素およびVIｂ族元素からなる少なくとも１種の化合物半導体からなる光電変換層を有する薄膜太陽電池を形成する工程、を有することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記化合物半導体の前記Ｉｂ族元素が、ＣｕおよびＡｇの少なくとも一方であり、
前記IIIｂ族元素が、Ａｌ、ＧａおよびＩｎからなる群より選択された少なくとも１種の元素であり、
前記VIｂ族元素が、Ｓ、ＳｅおよびＴｅからなる群より選択された少なくとも１種の元素である請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記酸性洗浄液が、温度が６０℃以上で、濃度３００ｇ／Ｌ以上の硫酸を含む酸性洗浄液であり、
この酸性洗浄液に、前記アルミニウムの表面を３秒以上浸漬することにより、前記アルミニウムの表面の洗浄を行う請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記光電変換層を、５００℃以上の成膜温度で成膜する請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記酸による洗浄で、アルミニウム表面に存在する金属間化合物を単位面積当たりで５０％以上除去する請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記基板が、金属基材の表面にアルミニウム層を形成してなる基板である請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記金属基材がステンレス鋼である請求項６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記Ａｌの陽極酸化による絶縁層の形成を、酸性電解液を用いて行う請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記基板が、前記金属基材にアルミニウム板を加圧接合してなるものである請求項６〜８のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁特性の低下に起因する性能劣化を好適に防止できる太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、近年では、Ｓｉに依存しない化合物半導体系太陽電池の研究開発が行われている。
化合物半導体系の太陽電池としては、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）系やＣＩＧＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ）系等の薄膜系とが知られている。ＣＩＳ系およびＣＩＧＳ系は、光吸収率が高く、高い光電変換効率が報告されている。
【０００３】
現在、太陽電池用の基板としてはガラス基板が主に使用されているが、可撓性を有する金属基板を用いることが検討されている。
金属製の基板を用いた化合物薄膜太陽電池は、基板の軽量性および可撓性（フレキシビリティー）という特徴から、通常のガラス基板を用いたものに比較して、広い用途に適用できる可能性がある。さらに、金属製の基板は高温プロセスにも耐え得るという点で、高温での光電変換層（光吸収層）の成膜が可能であり、これにより、光電変換特性が向上し太陽電池の高効率化が期待できる。
【０００４】
ところで、太陽電池（太陽電池モジュ−ル）は、同一基板上で太陽電池セルを直列接続し集積化することで、モジュールとしての効率を向上できる。この際に、金属基板を用いる場合には、金属基板上に絶縁層を形成し、光電変換を行う半導体回路層を設ける必要がある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、太陽電池の基板として、ステンレス等の鉄系素材を用い、ＣＶＤ等の気相法やゾルゲル法等の液相法によりＳｉやＡｌの酸化物を被覆し絶縁層を形成することが記載されている。
しかしながら、これらの手法は、製法的にピンホールやクラックを発生し易く、大面積の薄膜絶縁層を安定に作製する手法としては、本質的な課題を抱えている。
【０００６】
これに対し、Ａｌ（アルミニウム）の場合には、その表面に陽極酸化被膜（ＡＡＯ）を形成することにより、ピンホールが無く、密着性が良好な絶縁被膜が得られる。
そのため、特許文献２に記載されるように、Ａｌ基板の表面に、絶縁層として陽極酸化膜を形成してなる基板を用いる太陽電池モジュールが研究されている。
【０００７】
ここで、非特許文献１に記載されるように、Ａｌの表面に形成した陽極酸化被膜は、１２０℃以上に加熱するとクラックが発生することが知られている。
ところが、化合物半導体系の光電変換層、特に、ＣＩＧＳ系の化合物半導体の光電変換層の場合、高い光電変換効率を得る為には、成膜温度が高温である方が良く、一般的に、成膜温度は５００℃以上となる。
【０００８】
そのため、化合物半導体系の光電変換層を有する太陽電池の基板として、Ａｌの陽極酸化膜を絶縁層として有する基板を用いると、光電変換層の成膜時や、成膜後の冷却の過程で陽極酸化膜のクラックや剥離等を生じてしまう。
一度クラックが発生すると、絶縁性、特に、リーク電流が増大してしまい、満足な光変換効率が得られず、また、絶縁破壊等を生じてしまうという問題がある。
【０００９】
加えて、Ａｌは２００℃程度で軟化する為、この温度以上を経験したＡｌ基板は、極めて強度が小さく、クリープ変形や座屈変形といった永久変形（塑性変形）を生じ易い。
そのため、Ａｌ基板を用いた太陽電池は、その製造時も含め、ハンドリングに厳しい制限が必要である。これは、Ａｌ基板を用いた太陽電池の屋外用太陽電池などへの適用を、困難なものにしている。
【００１０】
一方、特許文献３には、ステンレス、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、鉄合金等の金属基板の表面に、Ａｌなどの陽極酸化が可能な金属からなる層を中間層として設け、この中間層を陽極酸化した被膜を絶縁層とする、耐熱性絶縁基板が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−３３９０８１号公報
【特許文献２】特開２０００−４９３７２号公報
【特許文献３】特開２００９−１３２９９６号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】茅島正資、莚正勝、東京都立産業技術研究所、研究報告、第３号２０００年1２月、ｐ２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
Ａｌ層上の陽極酸化膜にクラックが生じる原因は、Ａｌの線膨張係数（線熱膨張係数）が陽極酸化膜の線膨張係数よりも大きいことにあると考えられる。
すなわち、Ａｌの線膨張係数は２３×１０-6／℃である。これに対し、Ａｌの陽極酸化膜の線膨張係数の正確な数値は不明であるが、その値は酸化アルミニウム（αアルミナ）に近く７×１０-6／℃程度と推定される。この点を考慮すると、約１６×１０-6／℃という大きな線膨張係数差に起因する応力に陽極酸化膜が耐えきれないため、上述のようにＡｌ材上の陽極酸化膜にクラックが生じると考えられる。
【００１４】
これに対して、特許文献３に示されるように、金属基材の表面にＡｌ層を形成し、このＡｌ層の表面を陽極酸化することで絶縁層を形成した基板を、太陽電池の基板として用いることにより、基板全体の強度と線膨張係数とを金属基材が担い、さらに、金属基材とＡｌの陽極酸化膜である絶縁層との熱膨張差に起因する応力を、金属基材および絶縁層に比してヤング率の小さいＡｌ層を介在させる事で吸収することができる。
これにより、線膨張係数の差に起因する絶縁層すなわちＡｌの陽極酸化被膜のクラックを抑制すると共に、高温処理によるＡｌの軟化に起因するハンドリングの制限等も、解消することができる。
【００１５】
しかしながら、このような金属基材とＡｌ層とを有する構成の基板を用いた場合でも、やはり、５００℃以上の成膜温度で光電変換層を成膜すると、絶縁層すなわちＡｌの陽極酸化膜に、絶縁性能の大幅に低下させてしまうクラックが発生する場合も多い。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、Ａｌの陽極酸化膜を絶縁層として利用する基板を用いる太陽電池の製造方法において、ＣＩＧＳ層などの光電変換層の成膜に好適な５００℃以上の高温の熱履歴を受けた場合でも、より確実に絶縁層のクラック発生を抑制して、絶縁層が、良好な絶縁特性を維持することがきる太陽電池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】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明の太陽電池の製造方法は、アルミニウムからなる表面を有する基板の、前記アルミニウムの表面を酸性洗浄液で洗浄する工程、前記アルミニウムの洗浄面を陽極酸化する工程、および、この陽極酸化膜を絶縁層として、前記基板に、Ｉｂ族元素、IIIｂ族元素およびVIｂ族元素からなる少なくとも１種の化合物半導体からなる光電変換層を有する薄膜太陽電池を形成する工程、を有することを特徴とする太陽電池の製造方法を提供する。
【００１８】
このような太陽電池の製造方法において、前記化合物半導体の前記Ｉｂ族元素が、ＣｕおよびＡｇの少なくとも一方であり、前記IIIｂ族元素が、Ａｌ、ＧａおよびＩｎからなる群より選択された少なくとも１種の元素であり、前記VIｂ族元素が、Ｓ、ＳｅおよびＴｅからなる群より選択された少なくとも１種の元素であるのが好ましい。
また、前記酸性洗浄液が、温度が６０℃以上で、濃度３００ｇ／Ｌ以上の硫酸を含む酸性洗浄液であり、この酸性洗浄液に、前記アルミニウムの表面を３秒以上浸漬することにより、前記アルミニウムの表面の洗浄を行うのが好ましい。
また、前記光電変換層を、５００℃以上の成膜温度で成膜するのが好ましく、また、前記酸による洗浄で、アルミニウム表面に存在する金属間化合物を単位面積当たりで５０％以上除去するのが好ましい。
また、前記基板が、金属基材の表面にアルミニウム層を形成してなる基板であるのが好ましく、この際において、前記金属基材がステンレス鋼であるのが好ましい。
また、前記Ａｌの陽極酸化による絶縁層の形成を、酸性電解液を用いて行うのが好ましく、さらに、前記基板が、前記金属基材にアルミニウム板を加圧接合してなるものであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
上記構成を有する本発明の太陽電池の製造方法によれば、Ａｌ（アルミニウム）の陽極酸化に先立ち、絶縁層となる基板のＡｌの表面を高濃度の硫酸などの酸性洗浄液で処理することにより、Ａｌの表面に存在する金属間化合物を除去できる。そのため、ＣＩＧＳ系化合物などの化合物半導体からなる光電変換層を成膜する際に、５００℃以上の高温で成膜を行っても、金属間化合物を起点として、絶縁層（Ａｌの陽極酸化膜）にクラックが入ることを、抑制することができる。
従って、本発明によれば、光電変換層の高温成膜を行っても、絶縁層のクラックに起因する絶縁性低下を抑制し、絶縁層が良好な絶縁特性を維持することができる。
【００２０】
また、本発明によれば、前述のように、５００℃以上での光電変換層の成膜工程を経ても、高い絶縁性を維持することができる。すなわち、５００℃以上の成膜温度で、光電変換層を成膜できる。
前述のように、ＣＩＧＳなどの化合物半導体は、高温で形成した方が、光電変換特性を向上させることができる。そのため、本発明によれば、５００℃以上の温度で成膜して、光電変換特性を向上させた光電変換層を有する太陽電池を得ることができる。
しかも、温度が５００℃以上の高温での製造工程を含む場合でも、基板の十分な強度が確保できるので、製造時のハンドリング等に制限をなくすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の太陽電池の一例を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付の図面に示す好適実施例を基に、本発明の太陽電池の製造方法について、詳細に説明する。
【００２３】
図１に、本発明の太陽電池の製造方法で製造された太陽電池モジュールの一例を断面図で概念的に示す。
図１に示す太陽電池モジュール１０（以下、太陽電池１０とする）は、金属基材１２、Ａｌ層１４、および絶縁層１６を有する絶縁性金属基板１８の上に、下部電極３２、光電変換層３４、バッファ層３６、および、上部電極３８からなる太陽電池セル（薄膜太陽電池）４０を、複数、直列接合してなる、モジュール型の太陽電池である。また、太陽電池セル４０の配列方向の両端部の下部電極３２の上には、直列接合された太陽電池セル４０が発電した電力を外部に取り出すための、第１の導電部材４２および第２の導電部材４４が形成される。
【００２４】
太陽電池１０において、絶縁性基板１８（以下、基板１８とする）は、Ａｌ（アルミニウム）の陽極酸化膜を絶縁層１６として有するものであり、好ましい構成として、金属基材１２と、Ａｌ層１４と、絶縁層１６とから構成される。
なお、本発明で用いる基板は、このような金属基材１２を有する物には限定されず、例えば、金属基材１２を有さず、Ａｌ層１４と絶縁層１６のみから構成されるものであってもよい。すなわち、本発明においては、表面にＡｌを有する板材であれば、各種の構成を有する基板が利用可能である。
【００２５】
金属基材１２（以下、基材１２とする）には特に限定はなく、各種の金属材料が利用可能である。好ましくは、後述する光電変換層３４と近似する熱膨張係数（線熱膨張係数）を有する材料、特に、ＣＩＧＳなどのＣＩＧＳ系化合物と近似する熱膨張係数を有する材料が利用される。
この点を考慮すると、基材１２としては、オーステナイト系ステンレス鋼（線膨張係数：１７×１０-6/℃）、炭素鋼（同：１０．８×１０-6/℃）、フェライト系ステンレス鋼（同：１０．５×１０-6/℃）、４２インバー合金やコバール合金（同：５×１０-6/℃）、３６インバー合金（同：＜１×１０-6/℃）、Ｔｉ（同：９．２×１０-6/℃）等が、好適に例示される。
中でも特に、ステンレス鋼は好適に例示される。
【００２６】
基材１２の厚さには、特に限定はなく、太陽電池１０（半導体装置）の製造プロセス、および稼働時に要求されるハンドリング性（強度および可撓性）に応じて、適宜、設定すればよい。
この点を考慮すると、基材１２の厚さは、１０〜１０００μｍであるのが好ましい。
【００２７】
また、基材１２の強度にも、特に限定はないが、塑性変形をしない弾性限界応力を有する程度の強度が必要である。この点を考慮すると、基材１２の機械加工度と調質にもよるが、基材１２は、０．２％耐力値が室温で２５０〜９００ＭＰａであるのが好ましい。なお、太陽電池１０の製造時に高温のプロセスが有る場合には、０．２％耐力の温度依存性も重要であり、前述のように、鋼やＴｉは、５００℃で室温の７０％程度の耐力を維持する。これにより、基板１８が、光電変換層の成膜温度である５００℃の熱履歴を受けた場合でも、塑性変形をしない弾性限界応力が確保できる。
０．２％耐力値や、その温度依存性は、「鉄鋼材料便覧（日本金属学会、日本鉄鋼協会編、丸善株式会社）」に記載されている。
【００２８】
基材１２の表面には、Ａｌ層１４が設けられる。
Ａｌ層１４は、Ａｌを主成分とする層で、ＡｌやＡｌ合金が、各種、利用可能である。特に、不純物の少ない、９９質量％以上の純度のＡｌであることが好ましい。純度としては、例えば、９９．９９質量％Ａｌ、９９．９６質量％Ａｌ、９９．９質量％Ａｌ、９９．８５質量％Ａｌ、９９．７質量％Ａｌ、９９．５質量％Ａｌ等が好ましい。
【００２９】
本発明の基板１８においては、基材１２の上に形成されるＡｌ層１４の表面に、Ａｌを陽極酸化してなる絶縁層１６が形成される。
ここで、前述の非特許文献１にも示されるように、Ａｌの表面に形成したＡｌの陽極酸化被膜は、１２０℃以上に加熱するとクラックが発生する。また、前述のように、このＡｌ層上の陽極酸化膜にクラックが生じる原因は、Ａｌの線膨張係数（線熱膨張係数）が陽極酸化膜の線膨張係数よりも大きいことにあると考えられる。
そのため、Ａｌ材の表面を陽極酸化してなる絶縁層を有する基板を用いる太陽電池では、５００℃以上の成膜温度を要求される化合物半導体からなる光電変換層の成膜時に、加熱によって絶縁層にクラックや剥離が生じてしまい、十分な絶縁性能が得られない。
【００３０】
これに対し、図示例の基板１８においては、基板全体の強度および線膨張係数を基材１２が担い、また、基材１２とＡｌの陽極酸化膜である絶縁層１６との微小な熱膨張差に起因する応力を、基材１２および絶縁層１６に比してヤング率の小さいＡｌ層１４を介在させる事で吸収する。これにより、線膨張係数の差に起因する絶縁層１６すなわちＡｌの陽極酸化被膜のクラックを抑制することができる。
また、Ａｌの室温での耐力は３００ＭＰａ以上であるものの、５００℃では、その耐力は室温の１／２０以下に低下する。これに対し、ステンレス鋼等の耐力は、５００℃でも室温の７０％程度は維持される。従って、高温時の基板１８の弾性応力限界や熱膨張は、基材１２が支配的となる。すなわち、基板１８を、Ａｌ層１４と基材１２とを組み合わせて構成することにより、５００℃以上の高熱を経験しても、十分な基板１８の剛性を確保することができる。また、５００℃以上の高温での製造工程を含む場合でも、基板の十分な剛性が確保できるので、製造時のハンドリング等に制限を無くすことが可能となる。
【００３１】
Ａｌ層の厚さには、特に限定はない。
ここで、Ａｌ層１４が薄すぎると、十分な応力緩和の効果が得られず、また、絶縁層１６が、直接、基材１２と接触してしまう可能性も有る。逆に、厚すぎると、高温の熱履歴を受けた際に残留反りが大きくなって、それ以降の製造工程に支障をきたす可能性が有り、材料コストの点でも不利である。
以上の点を考慮すると、Ａｌ層の厚さは、好ましくは５〜１５０μｍで、より好ましくは１０〜１００μｍで、特に、２０〜５０μｍが好ましい。
【００３２】
ここで、Ａｌ層１４の厚さは、Ａｌ表面の前処理、陽極酸化による絶縁層１６の形成等によって減少する（Ａｌが消耗する）。
従って、後述するＡｌ層１４の形成時における厚さは、これらに起因する厚さ減少を見越して、設定する必要がある。
【００３３】
Ａｌ層１４の上（基材１２と反対側面）には、絶縁層１６が形成される。絶縁層１６は、Ａｌ層１４の表面を陽極酸化してなる、Ａｌの陽極酸化膜である。なお、本発明の太陽電池の製造方法においては、この絶縁層の１６の形成に先立ち、Ａｌ層１４の表面を酸性洗浄液で洗浄する。この点に関しては、後に詳述する。
本発明において、絶縁層１６は、Ａｌを陽極酸化してなる各種の膜が利用可能であるが、後述する、酸性電解液によるポーラス型の陽極酸化膜であるのが好ましい。この陽極酸化膜は、数１０ｎｍの細孔を有する酸化アルミナ皮膜であり、被膜ヤング率が低いことにより、曲げ耐性や高温時の熱膨張差により生じるクラック耐性が高い物となる。
【００３４】
絶縁層１６の厚さは２μｍ以上が好ましく、５μｍ以上が更に好ましい。絶縁層１６の厚さが過度に厚い場合、可撓性が低下すること、および絶縁層１６の形成に要するコスト、時間がかかるため好ましくない。現実的には、絶縁層１６の厚さは、最大５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下である。このため、絶縁層１６の好ましい厚さは、２〜５０μｍである。
また、絶縁層１６の表面１８ａの表面粗さは、例えば、算術平均粗さＲａで１μｍ以下であり、好ましくは、０．５μｍ以下、より好ましくは、０．１μｍ以下である。
【００３５】
なお、基板１８は、基材１２、Ａｌ層１４および絶縁層１６の全てを可撓性を有するもの、すなわち、フレキシブルなものとすることにより、基板１８全体として、フレキシブルなものになる。これにより、例えば、ロール・ツー・ロール方式で、基板１８の絶縁層１６側に、下部電極３２、光電変換層３４、上部電極３６等を形成することができる。
本発明においては、１回のロール巻出から巻取までの間に、複数の層を連続して製膜することにより太陽電池構造を作製してもよいし、ロール巻出、製膜、巻取の工程を複数回行うことによって太陽電池構造を形成してもよい。また、後述するように、各成膜工程の合間に素子を分離、集積させるためのスクライブ工程をロール・ツー・ロール方式に加えることで、複数の太陽電池を電気的に直列接続させた太陽電池を作製することができる。
【００３６】
なお、本発明においては、基材１２の一面のみにＡｌ層１４および絶縁層１６を形成するのに限定はされず、基材１２の両面に、Ａｌ層１４あるいはさらに絶縁層１６を形成して、本発明の製造方法に用いる基板としてもよい。
【００３７】
図示例の太陽電池１０は、このような基板１８の上に、下部電極３２、光電変換層３４、バッファ層３６、および、上部電極３８からなる薄膜太陽電池（太陽電池セル）４０を、複数、直列接合してなる、太陽電池モジュール（モジュール型の太陽電池）である。
また、配列方向両端部の下部電極３２の上には、第１の導電部材４２および第２の導電部材４４が形成される。
【００３８】
ここで、図示例においては、好ましい態様として、絶縁層１６（基板１８）と下部電極３２との間に、アルカリ供給層５０を有する。
アルカリ金属（特にＮａ）が、ＣＩＧＳ等からなる光電変換層３４に拡散されると光電変換効率が高くなることが知られている。アルカリ供給層５０は、光電変換層３４にアルカリ金属を供給するための層であり、アルカリ金属を含む化合物の層である。このようなアルカリ供給層５０を有することにより、光電変換層３４の成膜時に、下部電極３２を通してアルカリ金属が光電変換層３４に拡散し、光電変換層３４の変換効率を向上できる。
【００３９】
アルカリ供給層５０には、限定はなく、Ｎａ2Ｏ、Ｎａ2Ｓ、Ｎａ2Ｓｅ、ＮａＣｌ、ＮａＦ、モリブデン酸ナトリウム塩など、アルカリ金属を含む化合物（アルカリ金属化合物を含む組成物）を主成分とするものが、各種、利用可能である。特に、ＳｉＯ2（窒化ケイ素）を主成分としてＮａ2Ｏ（酸化ナトリウム）を含む化合物であるのが好ましい。
【００４０】
アルカリ供給層５０の成膜方法には、特に限定はなく、公知の方法が、各種、利用可能である。一例として、スパッタリングやＣＶＤ等の気相成膜法や、ゾルゲル法等の液体成膜法が例示される。
例えば、前記ＳｉＯ2を主成分としてＮａ2Ｏを含む化合物であれば、ソーダ石灰ガラスをターゲットに用いたスパッタリングや、ＳｉおよびＮａを含むアルコキシドからを用いたゾルゲル反応によって、アルカリ供給層５０を成膜すればよい。さらに、これらの方法を併用してもよい。
【００４１】
太陽電池１０において、下部電極３２は、隣り合う下部電極３２と所定の間隙３３を設けて配列されて、アルカリ供給層５０の上に形成されている。また、各下部電極３２の間隙３３を埋めつつ、光電変換層３４が下部電極３２の上に形成されている。この光電変換層３４の表面にバッファ層３６が形成されている。
光電変換層３４とバッファ層３６とは、下部電極３２の上で、所定の間隙３７を設けて配列される。なお、下部電極３２の間隙３３と、光電変換層３４（バッファ層３６）との間隙３７は、太陽電池セル４０の配列方向の異なる位置に形成される。
【００４２】
さらに、光電変換層３４（バッファ層３６）の間隙３７を埋めるように、バッファ層３６の表面に上部電極３８が形成されている。
上部電極３８、バッファ層３６および光電変換層３４は、所定の間隙３９を設けて、配列される。また、この間隔３９は、前記下部電極３２の間隙と、光電変換層３４（バッファ層３６）との間隙とは異なる位置に設けられる。
太陽電池１０において、各太陽電池セル４０は、下部電極３２と上部電極３８により、基板１８の長手方向（矢印Ｌ方向）に、電気的に直列に接続されている。
【００４３】
下部電極３２は、例えば、Ｍｏ電極で構成される。光電変換層３４は、光電変換機能を有する化合物半導体、例えば、ＣＩＧＳ層で構成される。さらに、バッファ層３６は、例えば、ＣｄＳで構成され、上部電極３８は、例えば、ＺｎＯで構成される。
なお、太陽電池セル４０は、基板１８の長手方向Ｌと直交する幅方向に長く伸びて形成されている。このため、下部電極３２等も基板１８の幅方向に長く伸びている。
【００４４】
図１に示すように、右端の下部電極３２上に第１の導電部材４２が接続されている。この第１の導電部材４２は、後述する負極からの出力を外部に取り出すためのものである。
第１の導電部材４２は、例えば、細長い帯状の部材であり、基板１８の幅方向に略直線状に伸びて、右端の下部電極３２上に接続されている。また、図１に示すように、第１の導電部材４２は、例えば、銅リボン４２ａがインジウム銅合金の被覆材４２ｂで被覆されたものである。この第１の導電部材４２は、例えば、超音波半田により下部電極３２に接続される。
【００４５】
他方、左端の下部電極３２上には、第２の導電部材４４が形成される。
第２の導電部材４４は、後述する正極からの出力を外部に取り出すためのもので、第１の導電部材４２と同様に細長い帯状の部材であり、基板１８の幅方向に略直線状に伸びて、左端の下部電極３２に接続されている。
第２の導電部材４４は、第１の導電部材４２と同様の構成のものであり、例えば、銅リボン４４ａがインジウム銅合金の被覆材４４ｂで被覆されたものである。
【００４６】
太陽電池１０では、太陽電池セル４０に、上部電極３８側から光が入射されると、この光が上部電極３８およびバッファ層３６を通過し、光電変換層３４で起電力が発生し、例えば、上部電極３８から下部電極３２に向かう電流が発生する。なお、図１に示す矢印は、電流の向きを示すものであり、電子の移動方向は、電流の向きとは逆になる。このため、光電変換部４８では、図１中、左端の下部電極３２が正極（プラス極）になり、右端の下部電極３２が負極（マイナス極）になる。
【００４７】
本実施形態において、太陽電池１０で発生した電力を、第１の導電部材４２と第２の導電部材４４から、太陽電池１０の外部に取り出すことができる。
なお、本実施形態において、第１の導電部材４２が負極であり、第２の導電部材４４が正極である。また、第１の導電部材４２と第２の導電部材４４とは極性が逆であってもよく、太陽電池セル４０の構成、太陽電池１０構成等に応じて、適宜変わるものである。
また、本実施形態においては、各太陽電池セル４０を、下部電極３２と上部電極３８により基板１８の長手方向Ｌに直列接続されるように形成したが、これに限定されるものではない。例えば、各太陽電池セル４０が、下部電極３２と上部電極３８により幅方向に直列接続されるように、各太陽電池セル４０を形成してもよい。
【００４８】
太陽電池セル４０において、下部電極３２および上部電極３８は、いずれも光電変換層３４で発生した電流を取り出すためのものである。下部電極３２および上部電極３８は、いずれも導電性材料からなる。光入射側の上部電極３８は透光性を有する必要がある。
【００４９】
下部電極（裏面電極）３２は、例えば、Ｍｏ、Ｃｒ、またはＷ、およびこれらを組合わせたものにより構成される。この下部電極３２は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。下部電極３２は、Ｍｏで構成することが好ましい。
下部電極３２は、厚さが１００ｎｍ以上であることが好ましく、０．４５〜１．０μｍであることがより好ましい。
また、下部電極３２の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等の気相成膜法により形成することができる。
【００５０】
上部電極（透明電極）３８は、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｓｂ等が添加されたＺｎＯ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＳｎＯ２、および、これらを組合わせたものにより構成される。この上部電極３８は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。また、上部電極３８の厚さは、特に制限されるものではなく、０．３〜１μｍが好ましい。
また、上部電極３８の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等の気相成膜法または塗布法により形成することができる。
【００５１】
バッファ層３６は、上部電極３８の形成時の光電変換層３４を保護すること、上部電極３８に入射した光を光電変換層３４まで透過させるために形成されている。
このバッファ層３６は、例えば、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＺｎＭｇＯ、またはＺｎＳ（Ｏ、ＯＨ）およびこれらの組合わせたものにより構成される。
バッファ層３６は、厚さが、０．０３〜０．１μｍが好ましい。また、このバッファ層３６は、例えば、ＣＢＤ（ケミカルバスデポジション）法により形成される。
【００５２】
光電変換層（光吸収層）３４は、上部電極３８およびバッファ層３６を通過して到達した光を吸収して電流が発生する層であり、光電変換機能を有する。本発明において、光電変換層３４は、Ｉｂ族元素とIIIｂ族元素とVIｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体である。
【００５３】
中でも特に、光吸収率が高く、高い光電変換効率が得られることから、光電変換層３４は、ＣｕおよびＡｇからなる群より選択された少なくとも１種のＩｂ族元素と、Ａｌ、ＧａおよびＩｎからなる群より選択された少なくとも１種のIIIｂ族元素と、Ｓ、ＳｅおよびＴｅからなる群から選択された少なくとも１種のVIｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であることが好ましい。
この化合物半導体としては、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、およびＡｇ(Ｉｎ1-xＧａx)(Ｓ、Ｓｅ)2等が挙げられる。
【００５４】
光電変換層３４は、ＣｕＩｎＳｅ2(ＣＩＳ）、および／または、これにＧａを固溶したＣｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ2(ＣＩＧＳ）を含むことが特に好ましい。ＣＩＳおよびＣＩＧＳはカルコパイライト結晶構造を有する半導体であり、光吸収率が高く、高い光電変換効率が報告されている。また、光照射等による効率の劣化が少なく、耐久性に優れている。
【００５５】
光電変換層３４には、所望の半導体導電型を得るための不純物が含まれる。不純物は隣接する層からの拡散、および／または、積極的なドープによって、光電変換層３４中に含有させることができる。光電変換層３４中において、Ｉ−III−VI族半導体の構成元素および／または、不純物には濃度分布があってもよく、ｎ型、ｐ型、およびｉ型等の半導体性の異なる複数の層領域が含まれていても構わない。
例えば、ＣＩＧＳ系においては、光電変換層３４中のＧａ量に厚み方向の分布を持たせると、バンドギャップの幅／キャリアの移動度等を制御でき、光電変換効率を高く設計することができる。
【００５６】
光電変換層３４は、Ｉ−III−VI族半導体以外の１種又は２種以上の半導体を含んでいてもよい。Ｉ−III−VI族半導体以外の半導体としては、Ｓｉ等のIVｂ族元素からなる半導体（IV族半導体）、ＧａＡｓ等のIIIｂ族元素およびＶｂ族元素からなる半導体（III−Ｖ族半導体）、およびＣｄＴｅ等のIIｂ族元素およびVIｂ族元素からなる半導体（II−VI族半導体）等が挙げられる。光電変換層３４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、光電変換層３４中のＩ−III−VI族半導体の含有量は、特に制限されるものではない。光電変換層３４中のＩ−III−VＩ族半導体の含有量は、７５質量％以上が好ましく、９５質量％以上がより好ましく、９９質量％以上が特に好ましい。
【００５７】
なお、本例においては、光電変換層３４が、主成分（７５質量％以上）がＣｄＴｅの化合物半導体で構成される場合、基材１２は炭素鋼またはフェライト系ステンレス鋼により構成されることが好ましい。
【００５８】
光電変換層３４として、ＣＩＧＳ層を利用する場合には、その成膜方法としては、１）多源同時蒸着法、２）セレン化法、３）スパッタ法、４）ハイブリッドスパッタ法、および、５）メカノケミカルプロセス法等が知られている。
【００５９】
１）多源同時蒸着法としては、
３段階法（J.R.Tuttle et.al,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.,Vol.426(1996)p.143.等）と、ＥＣグループの同時蒸着法（L.Stolt et al.：Proc.13th ECPVSEC(1995,Nice)1451.等）とが知られている。
前者の３段階法は、高真空中で最初にＩｎ、Ｇａ、及びＳｅを基板温度３００℃で同時蒸着し、次に５００〜５６０℃に昇温してＣｕ及びＳｅを同時蒸着後、Ｉｎ、Ｇａ、及びＳｅをさらに同時蒸着する方法である。後者のＥＣグループの同時蒸着法は、蒸着初期にＣｕ過剰ＣＩＧＳ、後半でＩｎ過剰ＣＩＧＳを蒸着する方法である。
【００６０】
ＣＩＧＳ膜の結晶性を向上させるため、上記方法に改良を加えた方法として、
ａ）イオン化したＧａを使用する方法（H.Miyazaki, et.al, phys.stat.sol.(a),Vol.203（2006）p.2603.等）、
ｂ）クラッキングしたＳｅを使用する方法（第６８回応用物理学会学術講演会 講演予稿
集（２００７秋 北海道工業大学）７Ｐ−Ｌ−６等）、
ｃ）ラジカル化したＳｅを用いる方法（第５４回応用物理学会学術講演会 講演予稿集
（２００７春 青山学院大学）２９Ｐ−ＺＷ−１０等）、
ｄ）光励起プロセスを利用した方法（第５４回応用物理学会学術講演会 講演予稿集（２００７春  青山学院大学）２９Ｐ−ＺＷ−１４等）等が知られている。
【００６１】
２）セレン化法は２段階法とも呼ばれ、最初にＣｕ層／Ｉｎ層または（Ｃｕ−Ｇａ）層／Ｉｎ層等の積層膜の金属プリカーサをスパッタ法、蒸着法、または電着法などで成膜し、これをセレン蒸気またはセレン化水素中で４５０〜５５０℃程度に加熱することにより、熱拡散反応によってＣｕ（Ｉｎ1-xＧａx）Ｓｅ2等のセレン化合物を生成する方法である。この方法を気相セレン化法と呼ぶ。このほか、金属プリカーサ膜の上に固相セレンを堆積し、この固相セレンをセレン源とした固相拡散反応によりセレン化させる固相セレン化法がある。
【００６２】
セレン化法においては、セレン化の際に生ずる急激な体積膨張を回避するために、金属プリカーサ膜に予めセレンをある割合で混合しておく方法（T.Nakada et.al,, Solar Energy Materials and Solar Cells 35(1994)204-214.等）、及び金属薄層間にセレンを挟み（例えば、Ｃｕ層／Ｉｎ層／Ｓｅ層…Ｃｕ層／Ｉｎ層／Ｓｅ層と積層する）多層化プリカーサ膜を形成する方法（T.Nakada et.al,, Proc. of 10th European Photovoltaic Solar Energy Conference(1991)887-890. 等）が知られている。
【００６３】
また、グレーデッドバンドギャップＣＩＧＳ膜の成膜方法として、最初にＣｕ−Ｇａ合金膜を堆積し、その上にＩｎ膜を堆積し、これをセレン化する際に、自然熱拡散を利用してＧａ濃度を膜厚方向で傾斜させる方法がある（K.Kushiya et.al, Tech.Digest 9th Photovoltaic Science and Engineering Conf. Miyazaki, 1996(Intn.PVSEC-9，Tokyo，1996)p.149.等）。
【００６４】
３）スパッタ法としては、
ＣｕＩｎＳｅ2多結晶をターゲットとした方法、Ｃｕ2ＳｅとＩｎ2Ｓｅ3をターゲットとし、スパッタガスにＨ2Ｓｅ／Ａｒ混合ガスを用いる２源スパッタ法（J.H.Ermer,et.al, Proc.18th IEEE Photovoltaic SpecialistsConf.(1985)1655-1658.等）、および
Ｃｕターゲットと、Ｉｎターゲットと、ＳｅまたはＣｕＳｅターゲットとをＡｒガス中でスパッタする３源スパッタ法（T.Nakada,et.al, Jpn.J.Appl.Phys.32(1993)L1169-L1172.等）が知られている。
【００６５】
４）ハイブリッドスパッタ法としては、前述のスパッタ法において、ＣｕとＩｎ金属は直流スパッタで、Ｓｅのみは蒸着とするハイブリッドスパッタ法（T.Nakada,et.al., Jpn.Appl.Phys.34(1995)4715-4721.等）が知られている。
【００６６】
５）メカノケミカルプロセス法は、ＣＩＧＳの組成に応じた原料を遊星ボールミルの容器に入れ、機械的なエネルギーによって原料を混合してＣＩＧＳ粉末を得、その後、スクリーン印刷によって基板上に塗布し、アニールを施して、ＣＩＧＳの膜を得る方法である（T.Wada et.al, Phys.stat.sol.(a), Vol.203（2006）p2593等）。
【００６７】
その他のＣＩＧＳの成膜法としては、スクリーン印刷法、近接昇華法、ＭＯＣＶＤ法、及びスプレー法（ウェット成膜法）などが挙げられる。例えば、スクリーン印刷法（ウェット成膜法）またはスプレー法（ウェット成膜法）等で、Iｂ族元素、IIIｂ族元素、及びVIｂ族元素を含む微粒子膜を基板上に形成し、熱分解処理（この際、VIｂ族元素雰囲気での熱分解処理でもよい）を実施するなどにより、所望の組成の結晶を得ることができる（特開平９−７４０６５号公報、特開平９−７４２１３号公報等）。
【００６８】
また、本実施形態においては、基材１２と光電変換層３４との線膨張係数の差は、３×１０-6／℃未満であることが好ましい。
光電変換層３４に用いられる主な化合物半導体の線膨張係数は、III−Ｖ族系の代表であるＧａＡｓで５．８×１０-6／℃、II−VI族系の代表であるＣｄＴｅで４．５×１０-6／℃、Ｉ−III−VI族系の代表であるＣｕ(ＩｎＧａ)Ｓｅ2で１０×１０-6／℃である。
基板１８上に光電変換層３４として、化合物半導体を５００℃以上の高温で成膜した後に室温にまで冷却する際、基材１２との熱膨張差が大きいと、剥離等の成膜不良が生じる。また、基材１２との熱膨張差に起因する化合物半導体内の強い内部応力により、光電変換層３４の光電変換効率が低下する可能性がある。基材１２と光電変換層３４（化合物半導体）の線膨張係数の差が３×１０-6／℃未満であると、剥離等の成膜不良が生じにくくなり、好ましい。より好ましくは、線膨張係数の差は、１×１０-6／℃未満である。ここで、線膨張係数、および線膨張係数の差は、いずれも室温（２３℃）の値である。
【００６９】
以下、このような太陽電池１０を製造する、本発明の製造方法について説明する。
【００７０】
まず、基材１２を準備する。この基材１２は、形成する基板１８の大きさにより、所定の形状および大きさに形成されている。
次に、基材１２の表面に、Ａｌ層１４を形成する。基材１２の表面に、Ａｌ層１４を形成する方法としては、基材１２とＡｌ層１４との密着性が確保できる一体化結合ができていれば、特に限定されるものではない。一例として、蒸着法やスパッタ法等の気相法、非水電解液を用いた電気Ａｌメッキ法、溶融Ａｌに浸漬する溶融メッキ法、表面清浄化後の加圧接合法等を用いることができる。なお、溶融メッキ法を用いてＡｌ層１４を形成する場合には、基板１８とＡｌ層１４との界面に、金属間化合物が形成される可能性が高いので、この金属間化合物が厚くならないようにする必要がある。
Ａｌ層１４の形成法としては、コストや量産性などの点から、ロール圧延等による加圧接合が好ましい。
【００７１】
次いで、必要に応じてＡｌ層の表面以外をマスキングして、Ａｌ層１４の表面（Ａｌの陽極酸化による絶縁層１６の形成面）を、酸性洗浄液で洗浄して、Ａｌ層１４の表面に存在する金属間化合物を除去する。
【００７２】
前述のように、Ａｌ層の表面に、Ａｌを陽極酸化してなる絶縁層を有する基板は、１２０℃以上に加熱されると、絶縁層にクラックが入ってしまい、絶縁性が低下してしまう。この原因として、Ａｌ（２３×１０-6／℃）と、Ａｌの陽極酸化膜（７×１０-6／℃程度と推定）との熱膨張係数の差が挙げられる。
ここで、前述のように、この熱膨張係数の差に起因する絶縁層のクラックは、基材１２の上にＡｌ層１４を形成し、このＡｌ層１４を陽極酸化してなる絶縁層を形成することで、大幅に回避することができる。しかしながら、このような基材１２を有する基板１８を用いても、光電変換層３４の成膜等の際に、５００℃以上の熱履歴を受けると、やはり、絶縁層１６に、絶縁性能を大幅に低下させてしまうクラックが発生してしまうことが、多々、生じる。
【００７３】
本発明者は、この原因について、鋭意、検討を重ねた。その結果、加熱によって絶縁層１６にクラックが入ってしまう原因として、ＡｌとＡｌの陽極酸化膜の線膨張係数の差の他に、Ａｌ層表面の金属間化合物（ＩＭＣ（Inter Metallic Compound））が、クラックの原因であることを見出した。
純度９９．９９％（４Ｎ）のＡｌであっても、その表面には、Ａｌ3Ｆｅ、Ａｌ6Ｆｅ、Ａｌ2Ｃｕ、α−ＡｌＦｅＳｉ、β−ＡｌＦｅＳｉ等の金属間化合物が存在する。このような金属間化合物が残った状態で、陽極酸化を行って絶縁層１６を形成し、さらに、下部電極３２等を形成して、その後、５００℃などの高温でＣＩＧＳ層等の光電変換層３４を成膜すると、この成膜時に、Ａｌ層１４の表面に存在する金属間化合物が起点となって、絶縁層１６にクラックが発生してしまう。このクラックの発生によって、場合によっては、絶縁性能を、大幅に低下させてしまう。
【００７４】
これに対し、本発明の太陽電池の製造方法では、Ａｌの陽極酸化による絶縁層１６の形成に先立ち、Ａｌ層を酸性洗浄液で洗浄する。
Ａｌ層１４の表面に存在する前述のような金属間化合物は、多くの物が酸で溶解可能である。従って、本発明によれば、この洗浄によって、Ａｌ層１４に残存する金属間化合物を大幅に低減して、Ａｌの陽極酸化による絶縁層１６を形成できる。そのため、その後、５００℃以上の高温での光電変換層３４の成膜等を行っても、Ａｌ層１４の金属間化合物に起因するクラックの発生を、大幅に低減して、絶縁特性を維持することができる。
また、５００℃以上のでの成膜工程を経ても、高い絶縁性を維持できるということは、すなわち、５００℃以上の成膜温度で、光電変換層を成膜できるということである。従って、本発明によれば、５００℃以上の高温でＣＩＧＳ層などの光電変換層３４を成膜できるので、変換特性が優れた太陽電池を製造することができる。
【００７５】
本発明において、Ａｌ層１４の表面を洗浄する酸性洗浄液としては、硫酸、硝酸、燐酸、過塩素酸等の各種の酸、これらの酸の混合物、および、これらの酸を含む溶液が、各種、利用可能である。
中でも、高い金属間化合物の除去効果が得られる等の点で、硫酸は好適に利用可能であり、特に３００ｇ／Ｌ（リットル）以上の濃度を有する硫酸（３００ｇ／Ｌ以上の硫酸を含有する酸性洗浄液）は、好適に利用される。
【００７６】
また、Ａｌ層１４の表面を洗浄する酸性洗浄液の温度にも、特に限定はないが、同様に、高い金属間化合物の除去効果が得られる等の点で、６０℃以上の酸性洗浄液を用いるのが好ましい。
【００７７】
さらに、洗浄方法にも、特に限定はなく、洗浄面を酸性洗浄液に浸漬する方法、酸性洗浄液をスプレーする方法、酸性洗浄液を塗布する方法等、各種の方法が利用可能である。特に、同様に、高い金属間化合物の除去効果が得られる等の点で、酸性洗浄液に、Ａｌ層１４の表面（洗浄面）を３秒以上浸漬することにより、洗浄を行うのが好ましい。
【００７８】
以上の点を考慮すると、本発明は、好ましくは、温度が６０℃以上で、かつ、濃度が３００ｇ／Ｌ以上の硫酸を酸性洗浄液として用い、Ａｌ層１４の表面を３秒以上、この酸性洗浄液に浸漬することにより、Ａｌ層１４の表面を洗浄するのが好ましい。
【００７９】
また、本発明においては、このような酸性洗浄液を用いたＡｌ層１４の表面の洗浄において、単位面積当たり、例えば、５ｍｍ2当たり、金属間化合物を５０％以上、除去するのが好ましい。
このようにＡｌ層１４の表面の洗浄を行うことにより、洗浄の効果を十分に得て、より好適に、後の光電変換層３４の成膜時等における絶縁層１６のクラック発生を抑制することができる。
【００８０】
このようにして、Ａｌ層１４の表面を洗浄したら、水洗等を行って十分に酸性洗浄液を除去し、Ａｌ層１４の表面（洗浄面）を陽極酸化して、絶縁層１６を形成する。これにより、基板１８が得られる。
【００８１】
Ａｌの陽極酸化は、公知の方法が、各種、利用可能である。以下、絶縁層１６である陽極酸化膜の形成方法について、一例を説明する。
前述のように、絶縁層１６はＡｌ層１４の表面を陽極酸化してなる陽極酸化膜である。陽極酸化膜は、基材１２を陽極として、陰極と共に電解液に浸漬させ、陽極陰極間に電圧を印加することにより陽極酸化膜を形成することができる。
このとき、基材１２が電解液に接触すると、Ａｌ層１４と局部電池を形成するため、電解液に接触する基材１２を絶縁しておく必要がある。すなわち、Ａｌ層１４の表面以外の基材１２の端面および裏面（Ａｌ層１４形成面の逆面）を、マスキングフィルム等を用いて絶縁しておく必要がある。
【００８２】
なお、陽極酸化処理前には、必要に応じて、Ａｌ層１４の表面に、アルカリ等を用いた洗浄処理、機械研磨や電解研磨などの研磨平滑化処理等を施してもよい。
【００８３】
陽極酸化時の陰極としてはカーボンまたはＡｌ等が使用される。
電解液には、特に限定はなく、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、マロン酸、酒石酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、およびアミドスルホン酸等の酸を、１種または２種以上含む酸性電解液を用いるのが好ましい。特に、硫酸、リン酸、シュウ酸、またはこれらの混合液が好ましい。
陽極酸化条件は使用する電解質の種類にもより特に限定されるものではない。陽極酸化条件としては、例えば、電解質濃度１〜８０質量％、液温５〜７０℃、電流密度０．００５〜０．６０Ａ／ｃｍ２、電圧１〜２００Ｖ、電解時間３〜５００分の範囲である。
【００８４】
陽極酸化処理時には、Ａｌ層１４の表面から略垂直方向に酸化反応が進行し、Ａｌ層１４の表面に陽極酸化膜が生成される。上述の酸性電解液を用いた場合、陽極酸化膜は、多数の平面視略正六角形状の微細柱状体が隙間なく配列し、各微細柱状体の中心部には丸みを帯びた底面を有する微細孔が形成され、微細柱状体の底部にはバリヤ層（通常、厚さ０．０２〜０．１μｍ）が形成されたポーラス型となる。
このようなポーラス構造を有する陽極酸化膜は、曲げ耐性および高温時の熱膨張差により生じるクラック耐性が高いものであるのは、前述のとおりである。
【００８５】
なお、バリヤ層の層厚を厚くする目的で、酸性電解液でポーラスな陽極酸化膜を生成した後に、中性電解液で再電解処理する、ポアフィリング法を利用してもよい。バリヤ層を厚くすることにより、より絶縁性の高い被膜とすることができる。
また、このようなＡｌの陽極酸化において、このような酸性電解液を用いず、ホウ酸等の中性電解液で電解処理すると、ポーラスな微細柱状体が配列した陽極酸化膜でなく緻密な陽極酸化膜（非ポーラスな酸化アルミニウム単体膜）となる。
【００８６】
絶縁層１６である陽極酸化膜の好ましい厚さは、上述のように、２〜５０μｍである。この厚さは、定電流電解、定電圧電解の電流、電圧の大きさおよび電解時間により制御可能である。
また、陽極酸化処理については、例えば、公知のいわゆるロール・ツー・ロール方式の陽極酸化処理装置により行うことができる。
【００８７】
陽極酸化処理後に、マスキングフィルムを剥がす。これにより、基板１８を作製することができる。
【００８８】
このようにして、基板１８を作製したら、この基板１８に、太陽電池セル４０を形成する。なお、以下の太陽電池セルの形成方法は、基本的に、公知の太陽電池（太陽電池モジュール）の製造方法と同様でよい。
【００８９】
まず、基板１８の絶縁層１６の表面に、例えば、ソーダ石灰ガラスをターゲットとして用いるスパッタリングや、ＳｉおよびＮａを含むアルコキシドからを用いたゾルゲル法によって、アルカリ供給層５０を成膜する。
次に、アルカリ供給層５０の表面に下部電極３２となるＭｏ膜を、例えば、成膜装置を用いて、スパッタ法により形成する。
次に、例えばレーザースクライブ法を用いて、Ｍｏ膜の所定位置をスクライブして、基板１８の幅方向に伸びた間隙３３を形成する。これにより、間隙３３により互いに分離された下部電極３２が形成される。
【００９０】
次に、下部電極３２を覆い、かつ間隙３３を埋めるように、光電変換層３４（ｐ型半導体層）を成膜する。
光電変換層３４は、例えばＣＩＧＳ層であり、前述の何れか成膜方法により、公知の方法で形成すればよい。
【００９１】
ここで、ＣＩＧＳ等の化合物半導体からなる光電変換層３４は、高温で成膜する方が太陽電池の変換効率の点で好ましいのは、前述のとおりであり、５００℃以上の成膜温度で、成膜を行うのが好ましい。
ここで、本発明においては、Ａｌの陽極酸化による絶縁層１６の形成に先立ち、Ａｌ層１４表面を酸性洗浄液で洗浄して、Ａｌ層１４の表面に存在する金属間化合物を除去しているので、５００℃以上の温度で光電変換層３４の成膜を行っても、金属間化合物を起点とする絶縁層１６のクラック発生を、好適に抑制することができ、優れた絶縁特性を維持することができる。
【００９２】
光電変換層３４を成膜したら、次に、ＣＩＧＳ層上にバッファ層３６となるＣｄＳ層（ｎ型半導体層）を、例えば、ＣＢＤ（ケミカルバスデポジション）法により形成する。これにより、ｐｎ接合半導体層が構成される。
次に、間隙３３とは太陽電池セル４０の配列方向に異なる所定位置を、例えばレーザースクライブ法を用いてスクライブして、基板１８の幅方向に伸びた、下部電極３２にまで達する間隙３７を形成する。
【００９３】
次に、バッファ層３６上に、間隙３７を埋めるように、上部電極３８となる、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｓｂ等が添加されたＺｎＯ層を、スパッタ法や塗布法により形成する。
次に、間隙３３および３７とは、太陽電池セル４０の配列方向に異なる所定位置を、例えばレーザースクライブ法を用いてスクライブして、基板１８の幅方向に伸びた、下部電極３２にまで達する間隙３９を形成する。これにより、太陽電池セル４０が形成される。
【００９４】
次に、基板１８の長手方向Ｌにおける左右側の端の下部電極３２上に形成された各太陽電池セル４０を、例えば、レーザースクライブまたはメカニカルスクラブにより取り除いて、下部電極３２を表出させる。次に、右側の端の下部電極３２上に第１の導電部材４２を、左側の端の下部電極３２上に第２の導電部材４４を、例えば、超音波半田を用いて接続する。
これにより、図２に示すように、複数の太陽電池セル４０が電気的に直列に接続された太陽電池１０を製造することができる。
【００９５】
さらに、必要に応じて、得られた太陽電池１０の表面側に封止接着層、水蒸気バリア層および表面保護層を配置し、太陽電池１０の裏面側、すなわち、基板１８の裏面側に封止接着層およびバックシートを配置して、例えば、真空ラミネート法によりラミネート加工して、これらを一体化する。
【００９６】
以上、本発明の太陽電池の製造方法について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【００９７】
以下に、本発明の絶縁性基板の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。
［実施例１］
純度９９．５％のＡｌ板と、ステンレス鋼板（ＳＵＳ４３０）とを加圧接合して、基材１２（ステンレス鋼）の厚さが５０μｍ、Ａｌ層１４の厚さが３０μｍの（２層）クラッド材とした。
このクラッド材のＡｌ層１４の表面を、６０℃で濃度５００ｇ／Ｌの硫酸に、１０秒間、浸漬して、Ａｌ層表面の洗浄を行った。
洗浄後、Ａｌ層１４の表面を十分に水洗して、基材面および端面をマスキングフイルムで被覆した後、温度１６℃、０．５ｍｏｌ／Ｌのシュウ酸溶液中で４０Ｖの定電圧電解することにより、９μｍ厚さの絶縁層１６（Ａｌの陽極酸化膜）を形成して、図１に示されるような、基材１２、Ａｌ層１４および絶縁層１６を有する基板１８を作製した。
【００９８】
［実施例２］
硫酸による洗浄時間（浸漬時間）を２０秒とした以外は、実施例１と同様にして、図１に示されるような基板１８を作製した。
【００９９】
［実施例３］
硫酸による洗浄時間（浸漬時間）を４０秒とした以外は、実施例１と同様にして、図１に示されるような基板１８を作製した。
【０１００】
［実施例４］
純度９９．９９％のＡｌ板を用いた以外は、実施例３と同様にして、図１に示されるような基板１８を作製した。
【０１０１】
［比較例１］
硫酸によるＡｌ層１４の表面洗浄を行わない以外は、実施例１（Ａｌ層の純度９９．５％）と同様にして、図１に示されるような基板１８を作製した。
【０１０２】
［比較例２］
硫酸によるＡｌ層１４の表面洗浄を行わない以外は、実施例４（Ａｌ層の純度９９．９９％）と同様にして、図１に示されるような基板１８を作製した。
【０１０３】
このように作製した各基板について、Ａｌ層表面の硫酸洗浄の効果、および、光電変換層３４としてのＣＩＧＳ層を成膜する際を模した熱処理による、絶縁層１６のクラック発生を、評価した。
【０１０４】
［硫酸による洗浄の効果］
硫酸による洗浄の前後で、Ａｌ層１４の表面の同位置をＳＥＭで撮影して、撮影画像中で任意に選択した面積５ｍｍ2の同位置において、除去された金属間化合物と、残った金属間化合物との割合（除去率）を調べた。
【０１０５】
［熱処理によるクラックの発生］
光電変換層３４としてのＣＩＧＳ層の成膜を模して、各基板を、４００℃、４５０℃、５００℃、５３０℃、および、５６０℃の、赤外線加熱炉に１５分保持した。
熱処理した各基板から、基材１２（ステンレス鋼）とＡｌ層１４とを、ヨードメタノール処理して溶解して、絶縁層１６（Ａｌの陽極酸化膜）の単膜を取り出した。
この絶縁層１６を目視によって観察して、クラックの発生状態を評価した。評価は、以下のとおである。
○；  クラックの発生無し。
△；  クラックは存在するが、２ｃｍ2内に３つ以上のクラックが存在せず、かつ、２つ以上が交差したクラック、２つ以上が連結したクラック、および、２つ以上が接続したクラックが、いずれも存在しない。
×；  前記△の条件を１個以上を満たすクラックが存在する。
【０１０６】
【表１】
2011159685.tif 000003
【０１０７】
上記表１に示されるように、本発明によれば、高温で処理を行っても絶縁層１６にクラックが入ることを好適に抑制できるので、例えば、太陽電池の製造において、光吸収層３４としてＣＩＧＳ層を成膜した際にも、十分に絶縁特性を確保することができる。なお、評価が△であれば、絶縁層１６にクラックが有っても、太陽電池の絶縁層に要求される絶縁特性として、実用上、何ら問題は無い。
さらに、本発明によれば、純度９９．９９％のＡｌ板を用いることで、５６０℃という高温での光電変換層３４の成膜が可能であり、光電変換層３４を高温成膜した、変換効率の高い太陽電池を製造することが可能である。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、発電装置等の太陽電池を利用する分野に、各種、利用可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  太陽電池
１２  基材
１４  Ａｌ層
１６  絶縁層
１８  基板
３０  太陽電池
３２  下部電極
３３，３７，３９  間隙
３４  光電変換層
３６  バッファ層
３８  上部電極
４０  薄膜太陽電池
４２  第１の導電部材
４４  第２の導電部材
５０  アルカリ供給層
【図１】
2011159685.tif 000004