(57)【要約】【課題】半導体粒子を備えた太陽電池を低コストかつ生産性よく製造する。【解決手段】粒子を受容する二次元状に配列された複数の受容部１０を有する導電部材１１を第１の電極とし、受容部１０のそれぞれに、第１導電型の半導体粒子１２を配置し、半導体粒子１２間および半導体粒子１２間の導電部材１１上に、半導体粒子１２の上部が露出するように絶縁層１３を形成することにより、半導体粒子１２を導電部材１１に固定し、絶縁層１３から露出する半導体粒子１２の上部を覆うように第２導電型の半導体層１４を形成し、第２導電型の半導体層１４上に第２の電極として導電層１５を形成することにより太陽電池を作製する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子を受容する二次元状に配列された複数の受容部を有する導電部材を第１の電極とし、
前記受容部のそれぞれに、前記粒子として第１導電型の半導体粒子を配置し、
前記半導体粒子間および該半導体粒子間の前記導電部材上に、前記半導体粒子の上部が露出するように絶縁層を形成することにより、該半導体粒子を前記導電部材に固定し、
前記絶縁層から露出する前記半導体粒子の上部を覆うように第２導電型の半導体層を形成し、
前記第２導電型の半導体層上に第２の電極として導電層を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記導電部材として、網の目により前記受容部を構成する網状導電部材を用いることを特徴とする請求項１記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁層の形成を、該絶縁層を構成する材料を含有した塗布剤を前記導電部材および前記半導体粒子上に塗布し、前記半導体粒子の上部を前記塗布剤から露出させ、その後加熱処理することにより行うことを特徴とする請求項１または２記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記半導体粒子の平均粒径が５μｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記半導体粒子が、ＩＢ−IIIＢ−ＶIＢ族化合物半導体からなるものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記第２導電型の半導体層が、ＩＢ−IIIＢ−ＶIＢ族化合物半導体、IIＢ−ＶIＢ族化合物半導体、IIIＢ−ＶIＢ族化合物半導体およびIＶＢ−ＶIＢ族化合物半導体のいずれかからなるものであることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
粒子を受容する二次元状に配列された複数の受容部を有する導電部材からなる第１の電極と、
前記受容部のそれぞれに受容された第１導電型の半導体粒子と、
前記半導体粒子間および該半導体粒子間の前記導電部材上に、前記半導体粒子の上部が露出するように形成された絶縁層と、
前記半導体粒子の上部を覆うように形成された第２導電型の半導体層と、
該第２導電型の半導体層上に形成された導電層からなる第２の電極とを備えてなることを特徴とする太陽電池。
【請求項８】
前記導電部材が、網の目により前記受容部を構成する網状導電部材であることを特徴とする請求項７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およびその製造方法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又は多結晶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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６７６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１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。したがって、特許文献１に記載の太陽電池の製造方法では、全体として高い生産性を得ることが困難である。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、より簡単な工程で製造でき、生産性の高い太陽電池の製造方法およびより簡単な工程かつ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】
【０００８】
本発明の太陽電池の製造方法は、粒子を受容する二次元状に配列された複数の受容部を有する導電部材を第１の電極とし、
前記受容部のそれぞれに、前記粒子として第１導電型の半導体粒子を配置し、
前記半導体粒子間および該半導体粒子間の前記導電部材上に、前記半導体粒子の上部が露出するように絶縁層を形成することにより、前記半導体粒子を前記導電部材に固定し、
前記絶縁層から露出する前記半導体粒子の上部を覆うように第２導電型の半導体層を形成し、
前記第２導電型の半導体層上に第２の電極として導電層を形成することを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、半導体粒子は光を吸収して電荷を生じる光電変換の機能を備えるものである。
【００１０】
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導電型の半導体層は、第１導電型の半導体粒子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導電型の半導体粒子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、半導体粒子との界面に第２導電型層を生成し得る半導体層であってもよい。
【００１１】
前記導電部材として、網の目により前記受容部を構成する網状導電部材を用いることが好ましい。ここで、網の目は、細線が編み込まれて形成されたもののみならず、縦横に規則的に配列された細線により構成される開口を含むものとする。同様に網状導電部材とは、細線を編んで形成されたもののみならず、二次元状に規則的に配列された開口を有する導電部材を含むものとする。
【００１２】
また、「前記受容部のそれぞれに、・・・半導体粒子を配置し、」とは、各受容部に半導体粒子を配置することを意味するが、複数の受容部の全てに半導体粒子が配置されていることを意味するものではない。すなわち、この工程後にも、半導体粒子が配置されていない受容部が一部に存在していてもかまわない。
【００１３】
前記絶縁層の形成を、該絶縁層を構成する材料を含有した塗布剤を前記導電部材および前記半導体粒子上に塗布し、前記半導体粒子の上部を前記塗布剤から露出させ、その後加熱処理することにより行うことが望ましい。
【００１４】
前記半導体粒子の平均粒径は、５μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。
平均粒径とは、粒子の球相当径を意味する。具体的には、株式会社島津製作所製レーザー回折粒度分布測定装置SALD-2200で測定したものとする。
【００１５】
前記半導体粒子が、ＩＢ−IIIＢ−ＶIＢ族化合物半導体からなるものであることが望ましい。
【００１６】
前記第２導電型の半導体層が、ＩＢ−IIIＢ−ＶIＢ族化合物半導体、IIＢ−ＶIＢ族化合物半導体、IIIＢ−ＶIＢ族化合物半導体およびIＶＢ−ＶIＢ族化合物半導体のいずれかからなるものであることが望ましい。
【００１７】
本発明の太陽電池は、粒子を受容する二次元状に配列された複数の受容部を有する導電部材からなる第１の電極と、
前記受容部のそれぞれに受容された第１導電型の半導体粒子と、
前記半導体粒子間に露出する前記導電部材上に、前記半導体粒子の上部が露出するように形成された絶縁層と、
前記半導体粒子の上部を覆うように形成された第２導電型の半導体層と、
該第２導電型の半導体層上に形成された導電層からなる第２の電極とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１８】
特に、前記導電部材が、網の目により前記受容部を構成する網状導電部材であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の太陽電池の製造方法によれば、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かつ高い精度を要求される工程を要しないため、半導体粒子は真球に近い球でなくても使用することができ、また、製造工程が簡素なものであることから、高い生産性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明に係る一実施形態の太陽電池を示す斜視図
【図１Ｂ】図１Ａに示す太陽電池のIＢ−IＢ切断部端面図
【図２Ａ】図１Ａに示す太陽電池の導電部材の斜視図
【図２Ｂ】導電部材の他の例１を示す斜視図
【図２Ｃ】導電部材の他の例２を示す斜視図
【図２Ｄ】導電部材の他の例３を示す斜視図
【図３】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
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の太陽電池および太陽電池の製造方法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。
【００２２】
図１Ａおよび図１Ｂはそれぞれ、本発明の実施形態にかかる太陽電池の構造を模式的に示した一部切欠断面を含む斜視図および切断部端面図である。
【００２３】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本実施形態の太陽電池１は、粒子を受容する二次元状に配列された複数の受容部１０を有する導電部材１１からなる第１の電極と、受容部１０のそれぞれに受容された第１導電型の半導体粒子１２と、半導体粒子１２間およびその間の導電部材１１上に、半導体粒子１２の上部が露出するように形成された絶縁層１３と、半導体粒子１２の上部を覆うように形成された第２導電型の半導体層１４と、第２導電型の半導体層１４上に形成された導電層１５からなる第２の電極とを備えてなる。
【００２４】
本実施形態の太陽電池は、太陽光を第２の電極側から受光するように構成されており、導電層１５は太陽光を充分に透過しうる透明材料からなる。
【００２５】
以下、太陽電池１の各要素について説明する。
【００２６】
（導電部材（第１の電極））
導電部材１１の材料は、金属であることが好ましい。金属の種類としては導電部材と直接接触する第１導電型の半導体粒子の種類にも依存するが、第１導電型の半導体の仕事関数よりも大きな仕事関数を有する金属が好ましい。例えば、第１導電型の半導体がＣｕＩｎＳ2である場合は、導電部材としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｏ等が好ましい。
【００２７】
図２Ａは、図１に示す太陽電池に用いられている導電部材１１の一部の斜視図を示すものである。図２Ａに示すように、本実施形態の導電部材１１は、金属細線１１ａが縦横に編み込まれて形成されてなる金網１１Ａであり、金網１１Ａの細線間の開口である網目１０Ａが粒子を受容する受容部である。
【００２８】
金網１１Ａは、金属細線１１ａを織り込み形成することができる。金属細線の太さ（線径）および網の目の大きさ（目開き）は、半導体粒子の粒径に応じて適宜設定すればよい。
【００２９】
導電部材は、半導体粒子を受容する受容部を有するものであればよく図２Ａに示す金網からなるものに限らない。図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ等は導電部材の他の例を示す斜視図である。
【００３０】
図２Ｂに示す導電部材１１Ｂは、表面に切断球型の凹部１０Ｂが２次元状に配列されてなる金属基板である。凹部１０Ｂが受容部を構成しており、この凹部１０Ｂに粒子が受容される。図２Ｂに示す導電部材１１Ｂは、例えば鋳型に金属を流し込み形成することができる。
【００３１】
図２Ｃに示す導電部材１１Ｃは、開口が円形である貫通孔１０Ｃが２次元状に配列形成されてなる金属基板である。円形貫通孔１０Ｃが受容部を構成しており、この円形貫通孔１０Ｃに粒子が受容される。
【００３２】
図２Ｄに示す導電部材１１Ｄは、開口が矩形の貫通孔１０Ｄが２次元状に配列形成されてなる金属基板である。矩形貫通孔１０Ｄが受容部を構成しており、この矩形貫通孔１０Ｄに粒子が受容される。矩形は長方形でもよいが、正方形が好ましい。
【００３３】
さらには、粒子の細密充填が達成できるように、六角形の開口がハニカム状に配列形成された基板を用いてもよい。
【００３４】
図２Ｃ，Ｄに示すような導電部材は、例えば鋳型に金属を流し込み形成する方法や、金属板からプレス等で打ち抜く方法等により形成することができる。
【００３５】
なお、本明細書においては、図２Ａに示す金網のみならず、図２Ｃ、図２Ｄに示すような規則的に配置形成された開口（貫通孔）を有する導電部材を含めて網状導電部材と称している。
【００３６】
（第１導電型の半導体粒子）
第１導電型の半導体粒子１２としては、太陽光を吸収して電荷を生じ、この電荷を有効に外部に取り出すことが可能な材料からなるものであれば特に制限されない。具体的な材料としてはシリコン、ゲルマニウム、ＩＢ−IIIＢ−ＶIＢ族半導体、II−ＶI族半導体、III−Ｖ族半導体等が挙げられる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
なお、半導体粒子は、I−III−ＶI族半導体以外の１種または２種以上の半導体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。
【００４２】
半導体粒子１２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１２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。
【００４３】
第１導電型の半導体１２の粒子サイズ（粒径）は、５μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。粒子サイズが小さすぎる（５μｍ未満である）と太陽光を十分に吸収することができず有効な太陽光活用ができない。一方で、粒子サイズが大きすぎる（１ｍｍ超である）と、光励起されたキャリアが電極まで到達する距離が長くなり、キャリアが電極に到達する前に再結合や失活過程により消失し、発電効率を低下させてしまう。また、大きな粒子の方が小さい粒子と比較して取り扱いが容易であるが、前述のキャリアの消失問題と共に、発電には不必要な過剰な材料費が必要となり大きくする分コスト高となる。
【００４４】
また第１導電型の半導体粒子の形状は、必ずしも球形である必要は無いが、より球形に近い方が好ましい。球形でなくても第１導電型の半導体粒子１２と網状の導電部材１１との間に電気的接点が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。しかしながら、粒子形状が球状に近いほど網目状の導電部材１１との間の接点が多く安定した電力の取り出しが可能となり、かつ配列の規則性が高くなるために光吸収層の高密度化が得られ発電効率が高くなる。
【００４５】
（絶縁層）
絶縁層１３は、半導体粒子１２間を埋め、半導体粒子１２を導電部材１１に固定するバインダとして機能すると共に、導電部材１１と第２導電型の半導体層１４との接触を防ぐ機能を有する。
【００４６】
絶縁層１３は太陽光を吸収しない透明な材料でできていることが好ましい。材料としては有機物からなる透明樹脂であっても、バンドギャップの大きな金属酸化物等の無機材料であってもよい。
【００４７】
なお、絶縁層１３は、塗布により形成されることが好ましく、この際、半導体粒子１２の上部に薄膜状に残留することがあるが、残留部分は、絶縁層材料に応じた種類および濃度の溶剤、酸、アルカリ等を用いて溶出して除去すればよい。但し、溶剤等は、半導体粒子に影響を及ぼさないものを用いることを要する。
【００４８】
（第２導電型の半導体層）
第２導電型の半導体層１４を構成する半導体材料としては、第１導電型の半導体１２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。
【００４９】
第２導電型の半導体層は、少なくとも、銅、銀、金を含むＩＢ族元素、亜鉛、カドミウムを含むIIＢ族元素、アルミニウム、ガリウム、インジウムを含むIIIＢ族元素、ケイ素、ゲルマニウム、スズを含むIＶＢ族元素のうちのいずれか少なくとも１つの元素、および、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族化合物半導体、IIＢ−ＶIＢ族化合物半導体、IIIＢ−ＶIＢ族化合物半導体およびIＶＢ−ＶIＢ族化合物半導体のいずれかからなるものであることが望ましい。
【００５０】
なお、第２導電型の半導体として、第１導電型の半導体粒子と同族の化合物半導体を用いれば好ましい結晶成長を行うことができ望ましい。具体的には、第１導電型および第２導電型の半導体として、いずれにもＩＢ−IIIＢ−ＶIＢ族化合物半導体を用いて、ｐ−ｎを作り分けることが考えられる。ＩＢ−IIIＢ−ＶIＢ族化合物半導体は、カルコパイライト構造、ウルツァイト構造をとり得る。既に述べたように、第１導電型の半導体粒子は、カルコパイライト構造であることが好ましく、このとき第２導電型の半導体は、カルコパイライト構造、ウルツァイト構造のいずれであってもよい。
【００５１】
（導電層（第２の電極））
第２の電極は導電性材料であれば特に制限されないが、光吸収層である第１導電型の半導体粒子１２や第２導電型の半導体層１４が太陽光を有効に吸収できるように透明な材料または開口率の高い構造体であることが好ましい。図１Ａおよび図１Ｂに示す太陽電池１においては、既述の通り、導電層１５は太陽光を透過する透明材料から構成された透明電極として構成されている。透明な材料としては例えばバンドギャップの大きな導電性金属酸化物等の無機材料が挙げられる。その他、開口率の高い構造体としては、第１電極である網状の導電部材１１のような太陽光を通す構造体を第２の電極としてもよい。
【００５２】
（その他の構成）
太陽電池１は、必要に応じて第２の電極１５の上にさらに反射防止膜、保護膜等を備えていてもよい。また、第２導電型の半導体層１４と第１導電型の半導体粒子１２との間に高抵抗層を備えていてもよい。さらに、第１導電型の半導体１２が露出しているセル底面に適切な支持体を備えていてもよい。
【００５３】
＜太陽電池の製造方法＞
図３を参照して、本発明の太陽電池の製造方法を説明する。図３（ａ）〜（ｆ）は各製造工程を示すものであり、それぞれ切断部端面図を示している。
【００５４】
まず、図３（ａ）に示すように、例えば図２Ａに示す金網からなる、粒子を受容する二次元状に配列された複数の受容部を有する導電部材１１を第１の電極として用意する。
【００５５】
また、図３に図示しない別途工程において、半導体粒子の調製を行い、図３（ｂ）に示すように、導電部材の受容部のそれぞれに、第１導電型の半導体粒子を配置する。備えられている受容部の全てに半導体粒子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、半導体粒子が配置されない受容部が生じる場合もあり、必ずしも全ての受容部に半導体粒子が配置されていなくてもよい。
【００５６】
半導体粒子は、例えば、特表２００２−５１９２７３号公報に記載の方法等の公知の方法を好適に用いることができる。
【００５７】
半導体粒子を導電部材上に配置する前に、作製した半導体粒子を篩等にかけ、予め粗大な粒子を除去しておくことが好ましい。粗大な粒子は規則配列を乱し、発電効率を低下させるためである。なお、最近接する受容部の中心間距離の１２０％以上の粒径のものを粗大な粒子として排除しておくことが好ましい。
導電部材が受容部として貫通孔を有する場合には、受容部の開口よりも小さな粒径の粒子は、孔を通過するので、予め粗大な半導体粒子を取り除いておけば粒径分布が狭く、規則配列性の高いセルを形成することができる。
【００５８】
なお、導電部材が、図２Ｂに示すような、受容部として貫通孔でなく凹部を備えたものである場合には、粒径の変動率２０％程度の範囲で予め揃えておくことが望ましい。すなわち、粗大な粒子を排除するのみならず、平均粒子径に対して８０％未満の粒径の微小な粒子を排除しておくことが望ましい。
【００５９】
第１導電型の半導体粒子１２を導電部材１１の受容部（網の目）に配列させるときの半導体粒子１２の状態は、粉体（粒子自体）であってもよいし、粒子が分散媒中に分散されてなるペースト状であっても構わない。
【００６０】
半導体粒子１２が粉体である場合には、導電部材の上方から半導体粒子をばら撒き（散布して）、導電部材に振動を与えることにより、受容部のそれぞれに半導体粒子の一部を入り込ませ、受容部に半導体粒子を配置する。
【００６１】
半導体粒子１２の状態がペースト状である場合には、すなわち、粒子および分散媒を含む塗布剤である場合、導電部材１１状に塗布し、粒子が二重に塗布されないよう適切な空隙を持つ、例えばバーコーター等で余分なペーストを除去する。その後、分散媒に応じて適切な温度で乾燥させる。
【００６２】
次に、図３（ｃ）から同図（ｄ）に示すように、半導体粒子１２間および半導体粒子１２間の導電部材１１上に、半導体粒子１２の上部が露出するように絶縁層１３を形成することにより、半導体粒子１２を導電部材１１に固定する。
【００６３】
絶縁層１３を形成するときには網状の導電部材１１を下にして第１導電型の半導体粒子１２側から絶縁層１３を押し付けるように圧力をかけることが好ましい。このように外力を加えることにより、第１導電型の半導体粒子１２と網目状の導電部材１１との密着性がよくなり太陽光により発電された電力を有効に外部に取り出すことができる。
【００６４】
具体的には、図３（ｃ）に示すように、例えば、絶縁層の材料として、熱硬化性樹脂１３を半導体粒子１２上方から塗布し、その後、クッション性のある材料で覆った熱ローラーを通してクッション材に半導体粒子上部をめり込ませるように加圧しつつ加熱することにより、樹脂の表面に半導体粒子１２の上部を露出させると共に樹脂を硬化させる。これにより図３（ｄ）に示すように、半導体粒子１２の上部を露出させた状態で、半導体粒子１２間の隙間を埋め、半導体粒子間の導電部材上に絶縁層し、同時に半導体粒子１２を導電部材１１に固定することができる。
【００６５】
次に、図３（ｅ）に示すように、絶縁層１３から露出する半導体粒子１２の上部を覆うように第２導電型の半導体層１４を形成する。第２導電型の半導体層１４はスパッタ、ＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ、蒸着等の気相成膜法で形成してもよいし、ＣＢＤのような第２導電型の半導体層１４の原料を含む溶液中で析出させて形成してよいし、さらには、第２導電型の半導体材料を含むペースト状のインク等で塗布して形成してもよい。
【００６６】
なお、第１導電型の半導体粒子１２と第２導電型の半導体層１４との界面近傍で良好なｐ−ｎ接合を形成するために、第２導電型の半導体層１４形成後に必要に応じてセルを加熱処理してもよい。
【００６７】
次に、図３（ｆ）に示すように、網状の導電部材１１の対向電極として導電層（第２の電極）１５を形成する。導電層１５は、スパッタ、蒸着等により形成することができる。
【００６８】
さらに、必要に応じて第２の電極１５の上にさらに反射防止膜、保護膜等を設けてもよい。また、図３（ｅ）に示す第２導電型の半導体層１４の形成工程の前に、第１導電型の半導体粒子１２上に高抵抗層を形成してもよい。また、第１導電型の半導体粒子１２の下部が露出しているセル底面を、適切な支持体と接着してもよい。
【００６９】
本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、複雑かつ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太陽電池を製造することができる。
【実施例１】
【００７０】
図１に示す太陽電池１の具体的な製造方法の一実施例を説明する。
【００７１】
＜第１導電型の半導体粒子の形成＞
第１導電型の半導体としてカルコパイライト結晶構造をもつＣｕＩｎＳ2を作製した。Ｃｕ−Ｉｎ合金と、Ｃｕ−Ｉｎ合金に対して３倍モルのＳと、生成するＣｕＩｎＳ２の重量の１．５倍重量のＫＩフラックスとを混合して坩堝に入れて、電気炉にて９００℃で7時間焼成した。焼成後、得られた粒子に水を注ぎ超音波にて粒子間の凝集をほぐし、フラックスを水に溶解させることにより余分な成分を取り除き、乾燥させることによりさらさらな粉末状の第１導電型（ここでは、ｐ型）の半導体１２粒子を得た。
【００７２】
これらの粒子は篩により分球し、平均粒径（直径）は５０μｍの粒子を得た。ここでは、一辺５３μｍの篩を通過した粒子をさらに一辺４５μｍの篩にかけて目こぼれせずに残った粒子を用いた。
【００７３】
＜網状の導電部材への半導体粒子の配置＞
網状の導電部材としてＰｔ製のメッシュを用いた。メッシュを構成するＰｔ線間の開口（網の目）は、一辺の長さ約４０μｍの正方形であり、受光部の中心間距離は５０μｍであった。篩で粗大粒子を除去した第１導電型の半導体粒子１２をＰｔメッシュ上に適度にばらまき振動を与えることにより小さな粒子は目こぼれして落下し、網の目に受容される程度の大きさの粒子のみがメッシュ上に残った。メッシュ上に残留し、網の目に一部入り込んだ状態の第１導電型の半導体粒子１２を軽く上部から押さえつけることにより半導体粒子１２を網の目に仮固定した。網の目以外の場所にある半導体粒子１２は適度の風圧を有するエアガンで吹き飛ばし単粒子膜を作製した。
【００７４】
＜絶縁層の形成＞
Ｐｔメッシュの網の目に仮固定された半導体粒子からなる単粒子膜上に上から熱硬化性樹脂を塗布し、その後熱ローラーを通すことにより樹脂の表面に半導体粒子の上部を露出させると共に、樹脂を硬化させることにより絶縁層１３を形成した。絶縁層１３は、半導体粒子間に導電部材が露出しないように形成され、絶縁層により半導体粒子はＰｔメッシュに固定される。なお、熱ローラーをクッション材で覆い、半導体粒子上に樹脂が塗布されたＰｔメッシュをローラーに通す際に半導体粒子の上部が一部クッション材にめり込むようにすることによって、半導体粒子の上部を樹脂から露出させた。
【００７５】
＜第２導電型の半導体形成＞
第２導電型の半導体層１４としてＣｄＳ膜を形成した。
【００７６】
まず、網状の導電部材（Ｐｔメッシュ）１１に第１導電型の半導体粒子１２を絶縁層１３で固定した状態で、絶縁層１３から露出する第１導電型の半導体粒子１２の上部表面に存在する硫化銅を除去するために、室温にて１０％ＫＣＮ溶液に３分間浸漬させた。その後、純水で２回水洗し、硫酸カドミニウム、チオ尿素およびアンモニア水を含む溶液に８０℃で６４分間浸漬させ半導体粒子１２の上部表面にＣｄＳ膜を堆積させた。
【００７７】
＜第２電極の形成＞
第２導電型の半導体層（ＣｄＳ膜）１４の形成後に第２電極１５としてスパッタ法を用いてＩＴＯ層を形成した。ＩＴＯ層の膜厚は２００ｎｍとした。
【００７８】
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】
【００７９】
１    太陽電池
１０    受容部
１１    導電部材（第１の電極）
１２    第１導電型の半導体粒子
１３    絶縁層
１４    第２導電型の半導体層
１５    電極層（第２の電極）
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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