(57)【要約】【課題】小セルサイズのものを多数組み合わせなくても、所望電力が得られる太陽電池モジュールを実現でき、且つ、容易に製造することができる有機太陽電池セルを提供する。【解決手段】有機半導体層を含む、ボトム入射構造を有する有機太陽電池セルを、厚さ方向に貫通した複数の接続孔１１ａを有する透明な絶縁性基板１１、絶縁性基板１１の下部電極層１２側とは反対側の面に設けられた，複数の接続孔１１ａを覆う形状の補助電極パターン１６、絶縁性基板１１の各接続孔１１ａ内に設けられた，補助電極パターン１６と下部電極層１２との間を電気的に接続する導電性部材１５を備えたものとしておく。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な絶縁性基板上に、透明電極層と有機半導体層を含む光電変換部と上部電極層とが、この順に積層された部分を含む有機太陽電池セルであって、
前記絶縁性基板が、厚さ方向に貫通した複数の接続孔を有する基板であり、
前記絶縁性基板の前記透明電極層側とは反対側の面に、前記複数の接続孔を覆う形状の補助電極パターンが設けられており、
前記絶縁性基板の各接続孔内に、前記補助電極パターンと前記透明電極層との間を電気的に接続する導電性部材が設けられている
ことを特徴とする有機太陽電池セル。
【請求項２】
いずれも、請求項１記載の有機太陽電池セルである第１乃至第Ｎ（Ｎ≧２）の太陽電池セルと、
それぞれ、第１乃至第Ｎ−１の太陽電池セルの補助電極パターンと第２乃至第Ｎの太陽電池セルの上部電極層とを電気的に接続するＮ−１個のインターコネクタと、
を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記複数の接続孔が前記絶縁性基板のみに設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の有機太陽電池セル。
【請求項４】
前記上部電極層、前記光電変換部及び前記透明電極層が、溝によって、主領域と当該主領域よりも小面積の副領域とに分離されており、
前記上部電極層、前記光電変換部及び前記透明電極層の前記副領域側の部分に、それぞれ、前記絶縁性基板の，前記副領域下に位置する特定の前記導電性部材と前記上部電極層とを電気的に接続する１つ以上の第２導電性部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の有機太陽電池セル。
【請求項５】
いずれも、請求項４記載の有機太陽電池セルである第１乃至第Ｎ（Ｎ≧２）の太陽電池セルと、
それぞれ、第１乃至第Ｎ−１の太陽電池セルの副領域側の上部電極層と第２乃至第Ｎの太陽電池セルの主領域側の上部電極層とを電気的に接続するＮ−１個のインターコネクタと、
を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記絶縁性基板が、プラスティックフィルムである
ことを特徴とする請求項１、請求項３、請求項４のいずれか一項に記載の有機太陽電池セル。
【請求項７】
厚さ方向に貫通した複数の接続孔を有し、各接続孔内に自基板の各面に至る導電性部材が設けられている，透明な絶縁性基板を製造する基板製造工程と、
この基板製造工程で製造された絶縁性基板の一方の面上に、透明電極層と，有機半導体層を含む光電変換部と，上部電極層とを、この順で積層することにより、前記絶縁性基板上に前記透明電極層と前記光電変換部と上部電極層とが積層された部分を含み、前記絶縁性基板の，前記透明電極層とは異なる側の面上に、各接続孔を覆う，連続した形状の補助電極パターンが設けられている有機太陽電池セルを製造するセル製造工程と
を含むことを特徴とする有機太陽電池セルの製造方法。
【請求項８】
前記基板製造工程が、
前記透明電極層が設けられない方の面上に前記補助電極パターンが設けられている絶縁性基板を製造する工程である
ことを特徴とする請求項７記載の有機太陽電池セルの製造方法。
【請求項９】
前記基板製造工程が、
透明な絶縁性基材に、厚さ方向に貫通した複数の接続孔を形成し、前記複数の接続孔を形成した前記絶縁性基材の，前記透明電極層が設けられない方の面に対して，導電性ペーストをスクリーン印刷することにより、各接続孔内に、自基板の各面に至る導電性部材が設けられており、かつ、前記透明電極層が設けられない方の面上に前記補助電極パターンが設けられている絶縁性基板を製造する工程である
ことを特徴とする請求項７記載の有機太陽電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機系の光電変換層を備える有機太陽電池セルと、有機太陽電池セルを複数個含む太陽電池モジュールと、有機太陽電池セルの製造方法とに、関する。
【背景技術】
【０００２】
無機系の光電変換層を備えた太陽電池セル、そのような太陽電池セルを複数個直列接続（又は直並列接続）した太陽電池モジュールとしては、具体的な構成が異なるさまざまなものが知られている。
【０００３】
例えば、各種膜の形成とレーザを用いたパターニングとにより、１枚の基板上に，直列接続された複数の太陽電池セルを形成した太陽電池モジュール（例えば、特許文献１，５参照。）や、複数の太陽電池セルをインターコネクタによって直列接続した太陽電池モジュール（例えば、特許文献４参照。）が知られている。
【０００４】
また、透明電極層のシート抵抗によりセルサイズが制限されないようにするために、集電用の補助電極を透明電極層上に設けた，トップ入射型の太陽電池セル（例えば、特許文献３参照。）も知られている。
【０００５】
このように、無機系の太陽電池セル／モジュールとしては、さまざまな構成のものが知られているのであるが、光電変換層を有機半導体層とすれば、より安価に太陽電池セルを製造することが可能となる。そのため、有機系の光電変換層を有する有機太陽電池セル（例えば、特許文献２参照。）、複数個の有機太陽電池セルを直列（又は直並列）に接続した有機太陽電池モジュールの開発が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５８４７５０号公報
【特許文献２】特開２００８−２０１８１９号公報
【特許文献３】特開平５−１８３１７７号公報
【特許文献４】特開平５−１６０４２５号公報
【特許文献５】特許第２７５５２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
太陽電池モジュールは、所望の出力電圧を得る為に、複数の太陽電池セルを直列に接続して構成されるが、直列接続の方法としては、大きく次の２つが挙げられる。
一つは、特許文献４にあるように、セル間をインターコネクタで接続する方法である。もう一つは、特許文献３にあるように、電極と光電変換層をレーザによりパターニングすることによって、基材上で直列化を実現する方法である。
【０００８】
しかしながら、基材上で直列化を実現する方法は、製造コストが高いという問題がある。
【０００９】
ここで、有機半導体を光電変換層に用いた太陽電池は、成膜方法として塗布等の安価なプロセスを用いることが可能であるという特徴を有している。この特徴を生かすため、有機太陽電池モジュールは、インターコネクタで接続する構造を採用することが好ましい。
【００１０】
また、有機太陽電池セルの構造は、有機半導体層を上下から電極層でサンドイッチしたものとなっている。ここで、どちらか片方の電極は太陽光を透過することが必要である。このような透明電極は一般にスパッタ法により形成されるが、成膜時のエネルギーが大きいため、下層が劣化する問題がある。特に有機半導体材料は、その影響が大きい。
【００１１】
従って、有機太陽電池セルを製造する場合、透明電極を予め形成しておいた上に有機半導体層を設けることが好ましい。その結果、透明絶縁性基板／透明電極層／有機半導体層／上部電極層という積層構造（いわゆるボトム入射構造）となる。
【００１２】
ここで、透明電極は、透明性を求められるために膜厚を厚くすることができず、その結果抵抗値を必要な値まで低くすることができないという問題がある。その結果、セルサイズを大きくすることができず、多くのセルを接続する必要が生じてしまい、製造コストが高くなるという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明の第１の課題は、ボトム入射構造を有する有機太陽電池セルであって、小セルサイズのものを多数組み合わせなくても、所望電力が得られる太陽電池モジュールを実現でき、且つ、容易に製造することができる有機太陽電池セルを、提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第２の課題は、所望電力が得られるものを、煩雑な組み立て作業が不要な形で製造できる太陽電池モジュールを、提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第３の課題は、本発明の有機太陽電池セルを、特に容易に製造することが出来る有機太陽電池セルの製造方法を、提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記した第１の課題を解決するために、本発明の有機太陽電池セルは、透明な絶縁性基板上に、透明電極層と有機半導体層を含む光電変換部と上部電極層とが、この順に積層された部分を含む構成であって、前記絶縁性基板が、厚さ方向に貫通した複数の接続孔を有する基板であり、前記絶縁性基板の前記透明電極層側とは反対側の面に、前記複数の接続孔を覆う形状の補助電極パターンが設けられており、前記絶縁性基板の各接続孔内に、前記補助電極パターンと前記透明電極層との間を電気的に接続する導電性部材が設けられている構成を有する。
【００１７】
すなわち、本発明の有機太陽電池セルは、透明電極層の各部が、絶縁性基板の接続孔内の導電性部材を介して補助電極パターンに接続された構成を有している。そして、当該構成を有していれば、セルサイズが比較的に大きくなっても、特に問題は生じない（セルサイズに応じた電流を取り出せる）のであるから、本発明の有機太陽電池セルは、小セルサイズのものを多数組み合わせなくても、所望電力が得られる太陽電池モジュールを実現できるものとなっていることになる。
【００１８】
また、“透明電極層上に補助電極を設ける”という既存の技術をボトム入射構造を有する有機太陽電池セルに適用した場合（絶縁性基板上又は透明電極層上に補助電極を設けた場合）、光電変換部を均一に形成することが困難になってしまう。何故ならば、有機半導体層の膜厚は、その特性から、通常０．１μm程度と薄くすることが必要であるため、光
電変換部の形成面は、かなり凹凸が小さなものであることが望まれるが、低抵抗な補助電極を実現するためには、補助電極の厚さを１μｍ程度とする必要がある。そのため、透明電極層上／補助電極上に、補助電極／透明電極層を形成しただけでは、光電変換部の形成面が、１μｍ程度の凹凸を有するものとなってしまい、均一な光電変換部の形成が難しくなってしまう。
【００１９】
一方、本発明の構成を採用しておけば、光電変換部の形成面を平坦にするための煩雑なプロセスを行うことなく、透明電極層のシート抵抗によりセルサイズが制限されないようにすることが出来る。従って、本発明の有機太陽電池セルは、容易に製造することができるものとなっていることにもなる。
【００２０】
本発明の有機太陽電池セルは、前記上部電極層、前記光電変換部及び前記透明電極層が、溝により、主領域と、当該主領域よりも小面積の副領域とに分離されており、前記上部電極層、前記光電変換部及び前記透明電極層の前記副領域側の部分に、それぞれ、前記絶縁性基板の，前記副領域下に位置する特定の前記導電性部材と前記上部電極層とを電気的に接続する１つ以上の第２導電性部材が設けられているものとして実現しておくことも出来る。
【００２１】
そして、本発明の有機太陽電池セルを、そのような形で実現しておけば、一方の面側に（上部電極層の副領域側と主領域側とに）、２つのインターコネクタを取り付けるだけで、他の有機太陽電池セルと接続できる有機太陽電池セルを実現できることになる。
【００２２】
なお、本発明の有機太陽電池セルの絶縁性基板は、厚さ方向に貫通した複数の接続孔を有する，透明な絶縁性基板でありさえすれば良い。ただし、絶縁性基板としてプラスティックフィルムを採用しておけば、柔軟性を有する／製造がより容易な有機太陽電池セルを実現できることになる。
【００２３】
上記第２の課題を解決するために、本発明の第１の態様の太陽電池モジュールは、いずれも、請求項１記載の有機太陽電池セルである第１乃至第Ｎ（Ｎ≧２）の太陽電池セルと、それぞれ、第１乃至第Ｎ−１の太陽電池セルの補助電極パターンと第２乃至第Ｎの太陽電池セルの上部電極層とを電気的に接続するＮ−１個のインターコネクタとを、備える。
【００２４】
すなわち、本発明の第１の態様の太陽電池モジュールは、本発明の有機太陽電池セル（小セルサイズのものを多数組み合わせなくても、所望電力が得られる太陽電池モジュールを実現できる有機太陽電池セル）が用いられたものとなっている。従って、この太陽電池モジュールは、多数の有機太陽電池セルを配置した上で各有機太陽電池セル間をインターコネクタによって接続するといった煩雑な作業が不要な形で製造できるものとなっていることになる。
【００２５】
また、本発明の第２の態様の太陽電池モジュールは、いずれも、請求項２記載の有機太陽電池セルである第１乃至第Ｎ（Ｎ≧２）の太陽電池セルと、それぞれ、第１乃至第Ｎ−１の太陽電池セルの副領域側の上部電極層と第２乃至第Ｎの太陽電池セルの主領域側の上部電極層とを電気的に接続するＮ−１個のインターコネクタとを、備えている。
【００２６】
すなわち、本発明の第２の態様の太陽電池モジュールは、本発明の，溝を設けられているタイプの有機太陽電池セルが用いられたものとなっている。従って、この太陽電池モジュールは、インターコネクタを取り付け作業を有機太陽電池セルの双方の面に対して行う必要がない分、本発明の第１の態様の太陽電池モジュールよりも製造しやすいものとなっていることになる。
【００２７】
また、本発明の“有機太陽電池セルの製造方法”では、厚さ方向に貫通した複数の接続孔を有し、各接続孔内に、自基板の各面に至る導電性部材が設けられている、透明な絶縁性基板を製造する基板製造工程が行われた後に、その基板製造工程で製造された絶縁性基板の一方の面上に、透明電極層等を形成することによって、“前記絶縁性基板上に、前記透明電極層と前記光電変換部と前記上部電極層とが積層された部分を含み、前記絶縁性基
板の，前記透明電極層とは異なる側の面上に、各接続孔を覆う形状の補助電極パターンが設けられている有機太陽電池セル”が、製造される。
【００２８】
すなわち、本発明の有機太陽電池セルは、接続孔を全く有さない絶縁性基板上に透明電極層等を形成した後に絶縁性基板に接続孔をあけ、各接続孔内への導電性部材の充填等を行うといった手順や、複数の接続孔を有する絶縁性基板上に透明電極層等を形成した後に各接続孔内への導電性部材の充填等を行うといった手順でも、製造できるものである。ただし、そのような手順を採用する場合、透明電極層にダメージを与えないプロセスにより、孔あけや導電性部材の充填を行う必要が生じることになる。一方、“厚さ方向に貫通した複数の接続孔を有し、各接続孔内に、自基板の各面に至る導電性部材が設けられている、透明な絶縁性基板”を予め製造しておけば、そのようなプロセスを想到・実施する必要がない形で有機太陽電池セルを製造できることになる。従って、本発明の有機太陽電池セルの製造方法は、本発明の有機太陽電池セルを、特に容易に製造することが出来る方法となっていると言うことが出来る。
【００２９】
本発明の有機太陽電池セルの製造方法を実施する際には、基板製造工程として、『前記透明電極層が設けられない方の面上に前記補助電極パターンが設けられている絶縁性基板を製造する工程』を採用しておくことが出来る。なお、そのような基板製造工程としては、『透明な絶縁性基材に、厚さ方向に貫通した複数の接続孔を形成し、前記複数の接続孔を形成した前記絶縁性基材の，前記透明電極層が設けられない方の面に対して，導電性ペーストをスクリーン印刷することにより、各接続孔内に、自基板の各面に至る導電性部材が設けられており、かつ、前記透明電極層が設けられない方の面上に前記補助電極パターンが設けられている絶縁性基板を製造する工程』が考えられる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ボトム入射構造を有する、小セルサイズのものを多数組み合わせなくても、所望電力が得られる太陽電池モジュールを実現でき、且つ、容易に製造することができる有機太陽電池セル、所望電力が得られるものを煩雑な組み立て作業が不要な形で製造できる太陽電池モジュール、及び、本発明の有機太陽電池セルを特に容易に製造することが出来る有機太陽電池セルの製造方法を、提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る有機太陽電池セルの要部断面図。
【図２】第１実施形態に係る有機太陽電池セルの補助電極パターン側から見た平面図。
【図３】基板部の製造手順の説明図。
【図４】第１実施形態に係る有機太陽電池セルを用いて製造した太陽電池モジュールの構成図。
【図５】第２実施形態に係る有機太陽電池セルの要部断面図。
【図６】第２実施形態に係る有機太陽電池セルの上部電極層側から見た平面図。
【図７】第２実施形態に係る有機太陽電池セルを用いて製造した太陽電池モジュールの構成図。
【図８】第２実施例に係る有機太陽電池セルの要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明を実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
《第１実施形態》
まず、図１及び図２を用いて、本発明の第１実施形態に係る有機太陽電池セル１０の構成を説明する。なお、これらの図のうち、図１は、有機太陽電池セル１０の要部断面図（
図２におけるＸ−Ｘ断面図）であり、図２は、補助電極パターン１６側から見た有機太陽電池セル１０の平面図である。
【００３４】
図１及び図２から明らかなように、第１実施形態に係る有機太陽電池セル１０は、厚さ方向に貫通した複数の接続孔１１ａを有する，透明な絶縁性基板１１の一方の面上に、透明電極層１２、光電変換部１３、上部電極層１４を、この順に形成したものである。また、有機太陽電池セル１０は、絶縁性基板１１の各接続孔１１ａ内に、各接続孔１１ａと同形状の導電性部材１５が設けられ、絶縁性基板１１の他方の面上に、各接続孔１１ａを覆う形状の導電性部材である補助電極パターン１６が設けられたものともなっている。
【００３５】
以下、この有機太陽電池セル１０の各構成要素の詳細を、有機太陽電池セル１０の製造方法と共に、説明する。なお、以下の説明では、絶縁性基板１１の透明電極層１２が形成される側の面のことを、表面と表記し、逆側の面のことを、裏面と表記する。
【００３６】
この有機太陽電池セル１０は、『接続孔１１ａを全く有さない絶縁性基板１１上に透明電極層１２等を形成した後に、透明電極層１２等が形成されている絶縁性基板１１に複数の貫通孔１１ａをあけ、各貫通孔１１ａへの導電性部材１５の充填等を行う』といった手順や、『複数の接続孔１１ａを有する絶縁性基板１１上に透明電極層１２等を形成した後に、各接続孔１１ａ内への導電性部材１５の充填等を行う』といった手順でも、製造できるものである。ただし、そのような手順を採用すると、形成済みの透明電極層１２にダメージを与える虞がある。そのため、有機太陽電池セル１０の製造時には、まず、図３に示した手順で、絶縁性基板１１と導電性部材１５と補助電極パターン１６とからなる部分（以下、基板部と表記する）を製造しておくことが望ましい。
【００３７】
具体的には、基板部を製造する場合には、まず、絶縁性基板１１に加工する透明絶縁性部材１１′を用意する。この透明絶縁性部材１１′は、透明な，適度な強度を有する材料からなる絶縁性板状部材（ガラス板、有機フィルム等）でありさえすれば良い。ただし、出力の高い有機太陽電池セル１０を得るためには、透明絶縁性部材１１′として、波長５００ｎｍにおける透過率が５０％以上である部材を採用（用意）しておくことが望ましい。また、連続的な有機太陽電池セル１０の製造を可能とするため／可撓性を有する有機太陽電池セル１０を実現できるようにするためには、透明絶縁性部材１１′として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、トリアセチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリレート、環状ポリオレフィン、アラミド等の有機フィルムを採用しておくことが望ましい。なお、用意する透明絶縁性部材１１′のサイズは、１つの絶縁性基板１１（１個の有機太陽電池セル１０の構成要素として使用できるサイズの絶縁性基板１１）を得られるものであっても、複数個の絶縁性基板１１を得られるものであっても良い。
【００３８】
また、透明絶縁性部材１１′の厚さが厚すぎると、有機太陽電池セル１０の重量が増えると共に、有機太陽電池セル１０の製造コストが高くなってしまうことになる。逆に、透明絶縁性部材１１′の厚さが薄すぎると、機械的強度が弱い有機太陽電池セル１０が得られてしまうことになる。そのため、透明絶縁性部材１１′（絶縁性基板１１）の厚さは、１μｍ以上、２０ｍｍ以下としておくことが好ましく、５μｍ以上、１０ｍｍ以下としておくことが望ましい。
【００３９】
絶縁性基板１１（透明絶縁性部材１１′）に設ける接続孔１１ａの形状、数は、特に限定されない。しかしながら、比較的に大きな接続孔１１ａを、多数、絶縁性基板１１に設けた場合には、光電変換部１３（詳細は後述）に到達する光量が少ない有機太陽電池セル
１０が得られてしまうことになる。また、透明絶縁性基板１１の一部の領域に接続孔１１ａを設けなかった場合には、光電変換部１３の当該領域が発電に寄与しない有機太陽電池セル１０が得られてしまうこともあり得る。そして、円形の孔の方が一般に形成しやすいため、絶縁性基板１１は、直径が０．０１〜５ｍｍ程度の、円形の接続孔１１ａを、０．１〜５０ｍｍ程度の間隔で等間隔に設けたものしておくことが好ましい。なお、絶縁性基板１１（透明絶縁性部材１１′）への接続孔１１ａの形成は、レーザ加工や、パンチング等の機械的な加工により行うことが出来る。
【００４０】
上記のようにして、複数の接続孔１１ａを有する絶縁性基板１１を製造した後には、各接続孔１１ａ内に導電性部材１５を形成（充填）すると共に、絶縁性基板１１の裏面上へ図２に示したような形状（詳細は後述）の補助電極パターン１６を形成するためのプロセスが行われる。このプロセスとしては、絶縁性基板１１の裏面側に、銀ペースト等の導電ペーストをスクリーン印刷するプロセスや、マスクを形成した絶縁性基板１１の裏面上に、ＣＶＤ装置、真空蒸着装置等にて、導電性材料（例えば、Ａｌ等の金属や、導電性高分子等）を堆積させるプロセスを採用することが出来る。
【００４１】
そして、当該プロセスの完了後に、必要な後処理（導電ペーストを乾燥させるための熱処理、マスクの除去処理等）を行うことによって、基板部（絶縁性基板１１と導電性部材１５と補助電極パターン１６とからなる部分）が製造される。
【００４２】
図１及び図２に戻って、有機太陽電池セル１０の説明を続ける。
【００４３】
上記手順（又は他の手順）により形成される補助電極パターン１６は、絶縁性基板１１の複数の接続項１１ａを覆う形状の、導電性材料からなるものでありさえすれば良い。従って、補助電極パターン１６を、図２に示した形状を有するパターン、すなわち、それぞれ、１列分の接続孔１１ａを覆う複数の直線状部分１６ａと、それらの直線状部分１６ａを相互に接続する集電部分１６ｂとからなるパターンとしておくことが出来る。また、補助電極パターン１６を、複数の直線状部分１６ａのみからなるものや、“斜め方向に並んだ複数の接続孔１１ａ”を覆う形状の電極部分も備えるものとしておくことも出来る。すなわち、補助電極パターンとして、図２に示す櫛形状、櫛の歯状（複数の直線状）、格子状、メッシュ状等の様々なパターンを適宜選択できる。
【００４４】
なお、この補助電極パターン１６の厚さは、高い導電性が得られる，過度に厚くない厚さ（例えば、１μｍ厚）としておくが望ましい。
【００４５】
絶縁性基板１１上に形成される透明電極層１２（図１参照）は、透明な（透光性を有する）、導電性材料からなる層でありさえすれば良い、ただし、出力の高い有機太陽電池セル１０を得るためには、この透明電極層１２を、波長５００ｎｍにおける透過率が５０％以上の層としておくべきである。そのような透明電極層１２を実現できる材料としては、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化インジウム、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、インジウム−ジルコニウム酸化物（ＩＺＯ）、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物、或いは、金、白金、銀、クロム等の金属及びその合金、ポリチオゲン誘導体にポリスリレンスルフォン酸をドーピングしたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳや、ポリピロール及びポリアニリン等にヨウ素等をドーピングした導電性ポリマー等を例示できる。
【００４６】
光電変換部１３は、有機半導体層を含むものでありさえすれば良い。より具体的には、光電変換部１３は、有機半導体層（ｐ型の半導体とｎ型の半導体を含む層）のみからなるものであっても、有機半導体層と他の層（例えば、正孔輸送層）とからなるものであっても良い。
【００４７】
なお、有機半導体層を構成し得るｐ型の半導体としては、テトラベンゾポルフィリン、テトラベンゾ銅ポルフィリン、テトラベンゾ亜鉛ポリフィリン等のプルフィリン化合物；フタロシアニン、銅フタロシアニン、亜鉛フタロシアニン等のフタロシアニン化合物；テトラセンやペンタセンのポリアセン；セキシチオフェン等のオリゴチオフェン及びこれら化合物を骨格として含む誘導体が例示できる。さらに、有機半導体層を構成し得るｐ型の半導体として、ポリ（３−アルキルチオフェン）などを含むポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレン、ポリトリアリルアミン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール等の高分子等も例示できる。
【００４８】
また、有機半導体層を構成し得るｎ型の半導体としては、フラーレン（Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６）；オクタアポフィリン；上記ｐ型半導体のパーフルオロ体；ナフラレンテトラカルボン酸無水物、ナフラレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の芳香族カルボン酸無水物やそのイミド化合物；及び、これら化合物を骨格として含む誘導体などを例示できる。
【００４９】
また、有機半導体層の具体的な構成例としては、ｐ型半導体とｎ型半導体が層内で相分離した層（ｉ層）を有するバルクヘテロ接合型、それぞれｐ型半導体を含む層（ｐ層）とｎ型半導体を含む層（ｎ層）を積層した積層型（ヘテロｐｎ接合型）、ショットキー型およびそれらの組み合わせを、挙げることが出来る。なお、有機半導体層の各層（ｐ層、ｉ層、ｎ層）の厚みに特に制限はないが、均一性が比較的良く、透過率も或る程度高い有機半導体層を得るためには、その膜厚を、３ｎｍ以上、２００ｎｍ以下としておくことが好ましく、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下としておくことが望ましい。
【００５０】
上部電極層１４は、基本的には、導電性材料からなる層であれば良い。ただし、上部電極層１４は、光電変換部１３の具体的な構成に応じた特性を有する材料（例えば、浅い仕事関数を有するＡｌ）からなる層としておくことが望ましい。また、上部電極層１４の厚さは、高い導電性が得られる，過度に厚くない厚さ（例えば、５０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の厚さ）としておくが望ましい。
【００５１】
以上、説明したように、本発明の第１実施形態に係る有機太陽電池セル１０は、透明電極層１２の各部が、絶縁性基板１１の各接続孔１１ａ内の導電性部材１５を介して補助電極パターン１６と電気的に接続されている構成を有している。そして、透明電極層１２を流れる電流は、透明電極層１２内を長い距離流れることなく、抵抗の低い導電性部材１５を介して補助電極１６に流れるので、透明電極層１２におけるジュール損失を抑えることができる。従って、当該構成を有していれば、セルサイズが比較的に大きくなっても、特に問題は生じない（セルサイズに応じた電流を取り出せる）のであるから、この有機太陽電池セル１０は、小セルサイズのものを多数組み合わせなくても、所望電力が得られる太陽電池モジュールを実現できるものとなっていることになる。
【００５２】
また、“透明電極層上に補助電極を設ける”という既存の技術をボトム入射構造を有する有機太陽電池セルに適用する場合（絶縁性基板１１上又は透明電極層１２上に補助電極を設ける場合）、光電変換部１３の形成面を平坦にするために煩雑なプロセスを行わなければならなくなる。何故ならば、光電変換部１３の厚さは、上記したように０．１μｍ程度であるため、光電変換部１３の形成面は、かなり凹凸が小さなものであることが望まれるが、低抵抗な補助電極を実現するためには、補助電極の厚さを１μｍ程度とする必要がある。そのため、透明電極層１２上／補助電極上に、補助電極／透明電極層を形成しただけだと、光電変換部１３の形成面が、１μｍ程度の凹凸を有するものとなってしまうからである。
【００５３】
そして、上記構成を採用しておけば、光電変換部１３の形成面を平坦にするための煩雑
なプロセスを行うことなく、透明電極層１２のシート抵抗によりセルサイズが制限されないようにすることが出来る。従って、第１実施形態に係る有機太陽電池セル１０は、容易に製造することができるものとなっていることにもなる。
【００５４】
以下、図４を用いて、有機太陽電池セル１０を構成要素とした太陽電池モジュールの構成、製造手順を説明する。
【００５５】
上記構成から明らかなように、有機太陽電池セル１０は、補助電極パターン１６と上部電極層１４とから、出力電圧を取り出せるものとなっている。従って、この有機太陽電池セル１０を用いた場合には、図４に模式的に示してあるように、各有機太陽電池セル１０の補助電極パターン１６を、導電性を有するインターコネクタ３０により、次の有機太陽電池セル１０の上部電極層１４に接続すれば、太陽電池モジュールを実現できることになる。
【００５６】
なお、有機太陽電池セル１０のモジュール化時に使用するインターコネクタ３０は、導電性及び可撓性を有する部材でありさえすれば良い。従って、インターコネクタ３０として、ステンレス、アルミニウム、銅、鉄、などの金属箔を切断したものを採用することができる。また、有機太陽電池セル１０間に設けるインターコネクタ３０を、１本としておく必要はなく、有機太陽電池セル１０間を複数本のインターコネクタ３０にて接続しておくことも出来る。
【００５７】
インターコネクタ３０の補助電極パターン１６／上部電極層１４への取り付けには、導電性接着剤や、導電性両面テープ（導電性基材（金属箔等）の両面に導電性接着剤が塗布されたもの）を用いることができる。導電性接着剤としては、金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、アルミニウム粉、カーボン粉などを導電フィラーとして含む、二液型、熱硬化型の接着剤を用いることが出来る。ただし、導電性接着剤は、その体積抵抗値が、１０-1〜１０-6[Ω・cm]程度のものを採用しておくことが好ましい。
【００５８】
《第２実施形態》
以下、図５及び図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る有機太陽電池セル２０の構成を、第１実施形態に係る有機太陽電池セル１０と異なる部分を中心に説明する。なお、図５は、有機太陽電池セル２０の要部断面図（図６におけるＸ−Ｘ断面図）であり、図６は、上部電極層１４側から見た有機太陽電池セル２０の平面図である。
【００５９】
本実施形態に係る有機太陽電池セル２０は、上記した有機太陽電池セル１０を、以下のように加工することによって得られるものである。
【００６０】
まず、有機太陽電池セル１０の、集電部分１６ｂ側の１列目の接続孔１１ａ列と２列目の接続孔１１ａ列との間に、上部電極層１４から絶縁性基板１１に至る溝１７（上部電極層１４、光電変換部１３及び透明電極層１２を除去した部分）を形成する。この溝１７の形成は、機械的な切断や、レーザ照射によって行うことが出来る。
【００６１】
次いで、集電部分１６ｂ側の１列目の各接続孔１１ａ上の部分／箇所に、上部電極層１４から絶縁性基板１１に至る，接続孔１１ａと同程度のサイズの第２接続孔１８を形成する。この第２接続孔１８の形成は、通常、レーザを用いることによって行われる。
【００６２】
その後、各第２接続孔１８内に、各第２接続孔１８と同形状の第２導電性部材１９を形成するための工程、例えば、導電性ペーストを各接続孔１６内に充填してから熱処理を行う工程、が行われることにより、有機太陽電池セル２０が製造される。
【００６３】
以上の説明から明らかなように、第２実施形態に係る有機太陽電池セル２０は、上部電極層１４の，溝１７によって分離されている二部分から、出力を取り出せる構成を有している。そのため、この有機太陽電池セル２０を用いておけば、図７に模式的に示してあるように、各有機太陽電池セル２０の上部電極層１４の一方の部分を、導電性を有するインターコネクタ３０により、他の有機太陽電池セル２０の上部電極層１４の他方の部分に接続することにより、太陽電池モジュールを製造できることになる。
【００６４】
そして、そのような有機太陽電池セル２０間の接続作業は、有機太陽電池セル１０間の接続作業（図４）よりも簡単に行えるものである。従って、この有機太陽電池セル２０は、有機太陽電池セル１０よりも、太陽電池モジュールを製造しやすいものとなっていると言うことが出来る。
【００６５】
ただし、有機太陽電池セル２０は、溝１７より第２接続孔１８側の部分（図５，６における右側の部分）が、太陽電池として機能しないもの（有機太陽電池セル１０よりも出力電流が低いもの）となっている。そのため、出力を優先したい場合には、この有機太陽電池セル２０ではなく、上記した有機太陽電池セル１０を使用しておくことが望ましい。
【００６６】
また、有機太陽電池セル２０を、上部電極層１４の，溝１７によって分離されている二部分から出力を取り出せるものとするために採用可能な構成は、図５に示したものに限られるものではない。例えば、図８に示したような、上部電極層１４に第２接続孔１８を設けず、透明電極層１２及び光電変換層１３のみに第２接続孔１９を設けた構成を採用しておいても、上部電極層１４の，溝１７によって分離されている二部分から出力を取り出せる有機太陽電池セル２０′（詳細は後述）を実現することが出来る。
【００６７】
最後に、本発明に係る有機太陽電池セルについての２つの実施例を、説明しておくことにする。
【００６８】
《第１実施例》
第１実施例に係る有機太陽電池セルは、図１に示した構成を有するものである。そして、第１実施例に係る有機太陽電池セル（以下、有機太陽電池セル１０と表記する）は、以下の手順で製造されたものとなっている。
【００６９】
まず、透明絶縁性部材１１′（図３参照。）として、膜厚１００μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを、用意した。なお、用意したＰＥＮフィルムは、それを切断することによって、５ｃｍ×５ｃｍサイズの絶縁性基板１１を複数得ることが出来るサイズのものである。
【００７０】
次いで、そのＰＥＮフィルム（透明絶縁性部材１１′）に、直径１００μｍの複数個の接続孔１１ａを５ｍｍ間隔であけることによって、複数の絶縁性基板１１に相当する部材（以下、有機太陽電池セルシートと表記する）を得た。
【００７１】
その後、有機太陽電池セルシートの片面に銀ペーストをスクリーン印刷してから，有機太陽電池セルシートを１５０℃の環境下で３０分間熱処理する、という手法で、導電性部材１５を有機太陽電池セルシートの各接続孔１１ａ内に形成（充填）すると共に、補助電極パターン１６を、有機太陽電池セルシート内の各絶縁性基板１１上に形成した。なお、この際、形成した補助電極パターン１６は、図２に示した形状のものである。
【００７２】
次に、有機太陽電池セルシートの，複数の補助電極パターン１６が形成されている面とは反対側の面に、透明電極層１２として、膜厚２００ｎｍのＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）をスパッタ法により形成した。その後、形成した透明電極層１２上にＰＥＤＯＴ−Ｐ
ＳＳ（ポリ（エチレンジオキシチオフェン）―ポリ（スチレンスルフォン酸））溶液を塗布し、１２０℃で１０分間乾燥させることにより、膜厚がおよそ３０ｎｍの正孔輸送層（光電変換部１３の一部）を形成した。
【００７３】
さらに、有機半導体塗布液をワイヤーバーにより塗布してから、１２０℃で１０分間乾燥させることにより、膜厚がおよそ１００ｎｍの有機半導体層（光電変換部１３の残りの部分）を正孔輸送層上に形成した。なお、実際に使用した有機半導体塗布液は、ポリチオフェン（Ｐ３ＨＴ；ポリ３−ヘキシルチオフェン）とフラーレン（ＰＣＢＭ；１−（３−メトキシカルボニル）−プロピル−１−フェニル（６．６）−Ｃ６１）の１．０ｗｔ％クロロベンゼン溶液を、重量比１：１で混合したものである。
【００７４】
その後、有機半導体層上に、上部電極層１４としての膜厚１００ｎｍのアルミニウム膜を蒸着法によって形成した。そして、上記一連の工程を経た有機太陽電池セルシートを、５ｃｍ角サイズに切断することによって、第１実施例に係る有機太陽電池セル２０を製造した。
【００７５】
有機太陽電池セル１０の評価は、製造した有機太陽電池セル１０を用いて図４に示した構成の太陽電池モジュールを製造し、その出力を測定することによって行った。そして、その測定結果は、有機太陽電池セル１０が、セルサイズに応じた量の電力を出力できるものとなっていること、及び、上記したインターコネクタ３０による接続が、有機太陽電池セル１０間を問題なく電気的に接続できるものであることを、示すものとなっていた。
【００７６】
《第２実施例》
図８に、第２実施例に係る有機太陽電池セル２０′の構成を示す。
この第２実施例に係る有機太陽電池セル２０′は、上記した第２実施形態に係る有機太陽電池セル２０を変形したものであり、以下の手順で製造されたものとなっている。
【００７７】
まず、上記した第１実施例と同じ手順で、有機半導体層の形成（光電変換部１３の形成）までが完了した有機太陽電池セルシート（上部電極層１４が形成されていない有機太陽電池セルシート）を製造した。
【００７８】
次いで、当該有機太陽電池セルシート上の各有機太陽電池セル１０の，集電部分１６ｂ側の１列目の各接続孔１１ａ上の部分／箇所に、光電変換部１３（有機半導体層）から絶縁性基板１１に至る，接続孔１１ａと同程度のサイズの第２接続孔１８をレーザで形成した。そして、形成した各第２接続孔１８内に銀ペーストを充填してから、銀ペーストの焼成（有機太陽電池セルシートの熱処理）を行った。
【００７９】
その後、蒸着法により膜厚１００ｎｍのアルミニウム層を上部電極層１４として形成してから、有機太陽電池セルシート上の各有機太陽電池セル１０の，集電部分１６ｂ側の１列目の接続孔１１ａ列と２列目の接続孔１１ａ列との間に、ダイシング・ソーにより、上部電極層１４から絶縁性基板１１に至る溝１７（上部電極層１４、光電変換部１３及び透明電極層１２を除去した部分）を形成した。
【００８０】
そして、上記のような一連の工程を経た有機太陽電池セルシートを、５ｃｍ角サイズに切断することによって、第２実施例に係る有機太陽電池セル２０′を製造した。
【００８１】
この有機太陽電池セル２０′の評価も、有機太陽電池セル１０と同様に、製造した有機太陽電池セル２０′を用いて図７に示した構成の太陽電池モジュールを製造し、その出力を測定することによって行った。そして、その測定結果は、有機太陽電池セル２０′が、セルサイズに応じた量の電力を出力できるものとなっていること、及び、インターコネク
タ３０による接続が、有機太陽電池セル２０′間を問題なく電気的に接続できるものであることを、示すものとなっていた。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の有機太陽電池セル／モジュールは、光熱費の削減等に利用することができる。また、本発明の有機太陽電池セルの製造方法によれば、高性能な有機太陽電池セルを安価に製造できる。
【符号の説明】
【００８３】
１０，２０，２０′  有機太陽電池セル
１１    絶縁性基板
１１ａ  接続孔
１２    透明電極層
１３    光電変換部
１４    上部電極層
１５    導電性部材
１６    補助電極パターン
１６ａ  直線状部分
１６ｂ  集電部分
１７    溝
１８    第２接続孔
１９    第２導電性部材
３０    インターコネクタ
【図１】
2011159934.tif 000003
【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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