(57)【要約】      （修正有）【課題】ラミネート加工を行なう際にガラス基板の割れの発生を低減するとともに、外気温度の変化による配線導体の光電変換部からの剥がれの発生を低減することができる光電変換モジュールを提供する。【解決手段】光電変換モジュールは、第１基板３と、第１基板３の主面上に設けられた光電変換部１と、光電変換部１の外周部上の少なくとも一部に設けられた帯状の導体１４と、第１基板３の主面に対向する主面を有した第２基板１３と、第１基板３および第２基板１３の対向した主面の間に充填された充填材１２とを具備しており、第２基板１３の主面は、導体１４に対向する帯状の第１領域Ａと第１領域Ａに沿った帯状の凹部１６とを有している。【選択図】図４
2015149443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
該第１基板の主面上に設けられた光電変換部と、
該光電変換部の外周部上の少なくとも一部に設けられた帯状の導体と、
前記第１基板の主面に対向する主面を有した第２基板と、
前記第１基板および前記第２基板の対向した主面の間に充填された充填材とを具備しており、
前記第２基板の主面は、前記導体に対向する帯状の第１領域と該第１領域に沿った帯状の凹部とを有していることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項２】
前記凹部は、前記第１領域の両側にあることを特徴とする、請求項１に記載の光電変換モジュール。
【請求項３】
前記第１領域は、長手方向に直交する断面における形状が前記導体側に膨らんだ曲線状であることを特徴とする、請求項２に記載の光電変換モジュール。
【請求項４】
前記第１領域は、前記第２基板の主面のうち前記凹部および前記第１領域を除いた領域よりも前記第１基板から離れていることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の光電変換モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電等に利用可能な太陽電池として用いられる光電変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換モジュールの中でも太陽光発電等に使用する太陽電池モジュールには、様々な種類のものがある。その中でも、ＣＩＳ系（銅インジウムセレナイド系）、ＣＩＧＳ系（銅インジウムガリウムセレナイド系）等のカルコパイライト系の材料を光電変換部に使用した光電変換モジュールは、低いコストで大面積の太陽電池モジュールを容易に製造できる点から、研究開発が進められている。
【０００３】
このような太陽電池モジュールは、ガラス基板上において、下部電極層と光電変換層と上部電極層とがこの順に積み重なっている光電変換部を備えている。さらに、太陽電池モジュールでは、光電変換部から得られた電力を、光電変換部の上部電極層の外周部上に設けられた導電性テープ等の配線導体によって外部に取り出している。このような太陽電池モジュールは、光電変換部および配線導体を、透光性樹脂接着剤層としての共重合したエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を主成分とする樹脂等によって被覆し、さらにこのＥＶＡの上にカバーガラスを積層して、これらをラミネート加工することで構成される。このラミネート加工では、真空中で加熱しながら加圧することで各部材を一体化させている。
【０００４】
ラミネート加工における加熱を、加圧する前にカバーガラス近傍のＥＶＡが低粘度化するまで行なうと、加圧する際にＥＶＡとカバーガラスとの間の空気が抜けにくくなるため、ラミネート加工後の太陽電池モジュールに気泡が残りやすい。そのため、カバーガラス近傍のＥＶＡが低粘度化する前の比較的硬い状態で加圧を行なう必要がある。しかしながら、カバーガラスに対向して光電変換部上で配線導体が盛り上がっており、光電変換部および配線導体を被覆したＥＶＡが配線導体に対応した状態で盛り上がっているため、加圧を開始する際に、配線導体近傍のＥＶＡとカバーガラスとが最初に接触することで配線導体への局所的な押し圧力が加わり、配線導体の直下のガラス基板に割れが発生する場合がある。
【０００５】
そこで、そのようなガラス基板の割れを防止するものとして、カバーガラスの光電変換部側の面のうち配線導体に対向する位置に溝を有している太陽電池モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された太陽電池モジュールによれば、ラミネート加工における加圧を開始する際に、配線導体近傍のＥＶＡは、この溝内に収納される。その結果、ＥＶＡを介した配線導体への押し圧力が緩和され、ガラス基板の割れの発生を低減できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２６４３０８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、ＥＶＡの熱膨張率は、配線導体よりも１桁程度大きい。そのため、カバーガラスの光電変換部側の面のうち配線導体に対向する位置に溝がある特許文献１に開示された太陽電池モジュールでは、外気温度が低下する際に、この溝の中のＥＶＡの収縮による引張りの力が配線導体の上面に加わる。そのため、特許文献１に開示された太陽電池モジュールでは、外気温度の変化の繰り返しによって配線導体が光電変換部から剥がれてしまう場合があり、長期信頼性が低下するおそれがあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みて案出されたものであり、ラミネート加工を行なう際にガラス基板の割れの発生を低減するとともに、外気温度の変化による配線導体の光電変換部からの剥がれの発生を低減することができる光電変換モジュール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】
【０００９】
本発明の第１の実施態様に係る光電変換モジュールは、第１基板と、該第１基板の主面上に設けられた光電変換部と、該光電変換部の外周部上の少なくとも一部に設けられた帯状の導体と、前記第１基板の主面に対向する主面を有した第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の対向した主面の間に充填された充填材とを具備しており、前記第２基板の主面は、前記導体に対向する帯状の第１領域と該第１領域に沿った帯状の凹部とを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の実施態様に係る光電変換モジュールによれば、第２基板の主面は、帯状の導体に対向する帯状の第１領域とこの第１領域に沿った帯状の凹部とを有している。これによって、ラミネート加工において加圧を開始する際に、第１領域と帯状の導体の近傍にある充填材とが接触することでこの充填材に押し圧力が加わっても、この充填材は第１領域の短手方向に少し移動するだけで凹部に入ることができる。よって、この充填材を介した帯状の導体への押し圧力が緩和され、第１基板の割れの発生を低減できる。さらに、第１領域に凹部がある従来の光電変換モジュールと比較して、第１領域と配線導体との距離を短くすることができる。つまり、帯状の導体と第１領域との間の充填材の量を従来の光電変換モジュールに比べて減らすことができる。よって、外気温度が低下する際に、帯状の導体近傍の充填材の収縮による帯状の導体への引張りの力を弱くすることができるので、帯状の導体の光電変換部からの剥がれの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光電変換モジュールの光電変換部の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光電変換モジュールの光電変換部の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光電変換モジュールを受光面側から見た斜視図である。
【図４】図３の切断面線II−IIにて示した位置における光電変換モジュールのＸＺ断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光電変換モジュールのＸＺ断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る光電変換モジュールのＸＺ断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る光電変換モジュールのＸＺ断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る光電変換モジュールのＸＺ断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る光電変換モジュールを裏面側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の光電変換モジュールの各種実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号を付しており、重複する説明を省略している。また、図面は模式的に示したものであり
、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。さらに、図１〜図９には、後述する光電変換モジュールＭの光電変換部１における光電変換セル２の配列方向（図１の図面視左右方向）をＸ方向とする右手系のＸＹＺ座標系を示している。
【００１３】
＜第１実施形態に係る光電変換モジュール＞
本発明の第１実施形態に係る光電変換モジュールＭについて、図１〜図４および図９を参照しながら説明する。
【００１４】
図３〜図４および図９に示す光電変換モジュールＭは、光電変換部１、第１基板３、充填材１２、第２基板１３、配線導体１４（配線導体１４ａ、配線導体１４ｂ）および端子ボックス１５を主に備えている。なお、図３では、充填材１２の図示を省略している。
【００１５】
まず、図１および図２を参照しながら、光電変換部１について説明する。光電変換部１は、第１基板３上に複数の光電変換セル２が並べられて互いに電気的に直列接続されている構造である。光電変換セル２は、下部電極層４、光吸収層５およびバッファ層６を含む光電変換層７、ならびに上部電極層８を主に備えている。なお、図１〜図２においては図示の都合上、隣接する２つの光電変換セル２ａ、２ｂのみを示しているが、実際は図面のＸ方向あるいはＹ方向に複数の光電変換セル２が平面的に配置されている。また、光電変換セル２は、上面が概ね長方形状の板状のものである。本発明の第１実施形態においては、幅×長さが７６ｃｍ×９５ｃｍの光電変換部１に対して、同じく幅×長さが１ｃｍ×９５ｃｍの光電変換セル２が複数配置されている。
【００１６】
図１〜図２において、下部電極層４は、第１基板３上に複数個が互いに間（分離溝部Ｐ１）を空けて一方向（Ｘ方向)に沿って並んでいる。以下では、これらの下部電極層４を
、一方向（Ｘ方向）において順に第１下部電極層４ａ、第２下部電極層４ｂおよび第３下部電極層４ｃという。
【００１７】
また、積層部９は、下部電極層４上に複数個が互いに間（分離溝部Ｐ３）を空けて一方向（Ｘ方向)に沿って並んでいる。以下では、これらの積層部９を、一方向において順に
第１積層部９ａおよび第２積層部９ｂという。第１積層部９ａは、第１下部電極層４ａ上から第１基板３上を経て第２下部電極層４ｂ上にかけて設けられている。また、第２積層部９ｂは、第２下部電極層４ｂ上から第１基板３上を経て第３下部電極層４ｃ上にかけて設けられている。
【００１８】
積層部９は、光電変換層７および上部電極層８がこの順に積層された構成を有している。以下では、第１積層部９ａを構成する光電変換層７および上部電極層８を、それぞれ第１光電変換層７ａおよび第１上部電極層８ａという。同様に、第２積層部９ｂを構成する光電変換層７および上部電極層８を、それぞれ第２光電変換層７ｂおよび第２上部電極層８ｂという。
【００１９】
また、Ｙ方向に沿って延びている分離溝部Ｐ２が、第１積層部９ａ上から第２下部電極層４ｂ上に至るまで配されている。そして、接続導体１０は、分離溝部Ｐ２において−Ｘ方向側に位置する第１積層部９ａの側面に設けられている。そして、接続導体１０は、隣接する光電変換セル２ａ、２ｂのうち、一方の光電変換セル２ａの第１上部電極層８ａと、他方の光電変換セル２ｂの第２下部電極層４ｂとを電気的に接続している。このような構成によって、隣接する光電変換セル２ａ、２ｂ同士が直列接続されている。
【００２０】
また、光電変換セル２ａの一端（−Ｘ方向）側および光電変換セル２ｂの他端（＋Ｘ方向）側の外周部には、光電変換部１で得られた電力を外部に出力するための出力電極１８
（出力電極１８ａおよび出力電極１８ｂ）が設けられている。図１〜図２において、出力電極１８ａは、第１下部電極層４ａのうち第１積層部９ａが設けられていない領域をいう。また、出力電極１８ｂは、第３下部電極層４ｃのうち第２積層部９ｂが設けられていない領域をいう。
【００２１】
以下に、光電変換部１の各構成要素について詳細に説明する。第１基板３は、複数の光電変換セル２を支持するためのものである。第１基板３に用いられる材料としては、例えばガラス、セラミックス、樹脂または金属等が挙げられる。ここでは、第１基板３が１〜３ｍｍ程度の厚さを有する青板ガラス（ソーダライムガラス）で構成された例を示す。
【００２２】
下部電極層４は、第１基板３の＋Ｚ方向側の主面上に設けられた、Ｍｏ、Ａｌ、ＴｉまたはＡｕ等の金属あるいはこれらの金属の積層体からなる導電体である。下部電極層４は、スパッタリング法または蒸着法等の薄膜形成手法を用いて、例えば０．２〜１μｍ程度の厚みに形成される。分離溝部Ｐ１の幅、つまり第１下部電極層４ａと第２下部電極層４ｂとの間隔は、例えば２０〜２００μｍ程度である。
【００２３】
光吸収層５は、下部電極層４の＋Ｚ方向側の主面上に設けられた、第１導電型（ここではｐ型の導電型）を有する半導体層であり、例えば１〜３μｍ程度の厚みを有している。光吸収層５の材料としては特に限定されず、金属カルコゲナイドや非結晶シリコン等が用いられる。比較的高い光電変換効率を有するという観点では、例えばＩ−III−VI族化合
物、Ｉ−II−IV−VI族化合物およびII−VI族化合物等の金属カルコゲナイドが光吸収層５の材料として用いられる。
【００２４】
ここで、Ｉ−III−VI族化合物とは、１１族元素（Ｉ−Ｂ族元素ともいう）と１３族元
素（III−Ｂ族元素ともいう）と１６族元素（VI−Ｂ族元素ともいう）との化合物である
。Ｉ−III−VI族化合物としては、例えばＣｕＩｎＳｅ２（二セレン化銅インジウム、Ｃ
ＩＳともいう）、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２（二セレン化銅インジウム・ガリウム、ＣＩＧＳともいう）、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２（二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム、ＣＩＧＳＳともいう）が挙げられる。あるいは、光吸収層５は、薄膜の二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム層を表面層として有する二セレン化銅インジウム・ガリウム等によって構成されていてもよい。
【００２５】
また、Ｉ−II−IV−VI族化合物とは、１１族元素と１２族元素（II−Ｂ族元素ともいう）と１４族元素（IV−Ｂ族元素ともいう）と１６族元素（VI−Ｂ族元素）との化合物である。Ｉ−II−IV−VI族化合物としては、例えばＣｕ２ＺｎＳｎＳ４（ＣＺＴＳともいう）、Ｃｕ２ＺｎＳｎ（Ｓ，Ｓｅ）４（ＣＺＴＳＳｅともいう）、およびＣｕ２ＺｎＳｎＳｅ４（ＣＺＴＳｅともいう）等が挙げられる。
【００２６】
また、II−VI族化合物とは、１２族元素（II−Ｂ族元素）と１６族元素（VI−Ｂ族元素）との化合物半導体である。II−VI族化合物としては、例えばＣｄＴｅ等が挙げられる。
【００２７】
バッファ層６は、光吸収層５の＋Ｚ方向側の主面上に設けられた半導体層である。この半導体層は、光吸収層５の第１導電型とは異なる第２導電型（ここではｎ型の導電型）を有している。そして、バッファ層６は、光吸収層５とｐｎ接合する態様で設けられており、例えば１０〜２００μｍ程度の厚みを有している。光電変換セル２では、ヘテロ接合を構成する光吸収層５とバッファ層６とにおいて光電変換が生じるため、光吸収層５とバッファ層６とが積層されて光電変換層７として機能している。
【００２８】
なお、導電型が異なる半導体とは、伝導担体（キャリア）が異なる半導体のことである。また、光吸収層５の導電型がｎ型であり、バッファ層６の導電型がｐ型である態様も有り得る。バッファ層６は、光吸収層５とは異なる材料が光吸収層５上に積層されたものであってもよい。
【００２９】
バッファ層６としては、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｓ３、Ｉｎ２Ｓｅ３、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）、（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）、および（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏ等が挙げられる。この場合のバッファ層６は、例えばケミカルバスデポジション（ＣＢＤ）法等で形成される。なお、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）とは、Ｉｎを水酸化物および硫化物として含む混晶化合物である。また、（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）は、ＺｎおよびＩｎをセレン化物および水酸化物として含む混晶化合物である。また、（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏは、ＺｎおよびＭｇを酸化物として含む混晶化合物である。
【００３０】
上部電極層８は、バッファ層６の＋Ｚ方向側の主面上に設けられた、透明な導電膜（透明導電膜）である。また、上部電極層８は、バッファ層６よりも電気抵抗率の低い層であり、光電変換層７で生じた電荷を良好に取り出すことが可能となる。光電変換効率をより高めるという観点からは、上部電極層８は、電気抵抗率が１Ω・ｃｍ未満でシート抵抗が５０Ω／□以下であればよい。
【００３１】
上部電極層８は、例えばＩＴＯ、ＡＺＯおよびＢＺＯ等の０．０５〜３μｍ程度の透明な導電膜である。透光性および導電性を高めるため、上部電極層８はバッファ層６と同じ導電型の半導体で構成されてもよい。
【００３２】
接続導体１０は、分離溝部Ｐ２において、−Ｘ方向側に位置する積層部９の側面に設けられ、一方の光電変換セル２の上部電極層８と隣接する他方の光電変換セル２の下部電極層４とを電気的に接続している。接続導体１０は、金属や導電性ペースト等からなる導電性の接続部である。そして、接続導体１０のＹ方向の幅は、例えば５０〜４００μｍ程度である。また、良好な導電性を有する観点から、隣り合う接続導体１０が互いに繋がっていてもよい。
【００３３】
また、集電電極１１が、上部電極層８の＋Ｚ方向側の主面上に形成されていてもよい。これによって、光電変換層７で生じた電荷をさらに良好に取り出すことができる。集電電極１１は、例えば図１に示すように、光電変換セル２の一端から接続導体１０にかけて帯状に形成されている。これによって、光電変換層７で生じた電流が上部電極層８を介して集電電極１１に集電され、接続導体１０を介して隣接する光電変換セル２に良好に伝送される。
【００３４】
集電電極１１は、光吸収層５への光透過率を高めるとともに良好な導電性を有するという観点から、例えば５０〜４００μｍ程度の幅を有している。また、集電電極１１は、枝分かれした複数の分岐部を有していてもよい。
【００３５】
接続導体１０および集電電極１１は、例えばＡｇ等の金属粉を樹脂バインダー等に分散させた金属ペーストがパターン状に印刷され、これが硬化されることによって形成される。
【００３６】
出力電極１８ａ、１８ｂは、各光電変換セル２から得られた電力を外部に出力するためのものである。出力電極１８ａおよび出力電極１８ｂは、一方が正極であり、他方が負極である。そして、出力電極１８ａは、光電変換セル２ａの一端（−Ｘ方向）に電気的に接続されている。出力電極１８ｂは、光電変換セル２ｂの他端（＋Ｘ方向）に電気的に接続されている。具体的には、出力電極１８ａおよび出力電極１８ｂは下部電極層４の一部をそれぞれ延ばして形成されている。
【００３７】
次に、図３〜図４および図９を参照しながら、第１基板３、充填材１２、第２基板１３、配線導体１４（配線導体１４ａ、配線導体１４ｂ）および端子ボックス１５について説明する。
【００３８】
本発明の第１実施形態において、光電変換部１は、光電変換セル２を３個以上配列して構成されている。よって、図３に示すように、光電変換部１の一端（−Ｘ方向）に位置する光電変換セル２に出力電極１８ａが、光電変換部１の他端（＋Ｘ方向）に位置する光電変換セル２に出力電極１８ｂが電気的に接続されている。
【００３９】
そして、光電変換部１の出力電極１８ａ上に配線導体１４ａが、出力電極１８ｂ上に配線導体１４ｂが設けられている。また、配線導体１４ａおよび配線導体１４ｂは、一方が正極であり、他方が負極である。
【００４０】
配線導体１４ａおよび配線導体１４ｂは、図３に示すように、それぞれ第１基板３に設けられた開口部１７ａおよび開口部１７ｂを通過して第１基板３の裏面側に引き出されている。そして、配線導体１４ａおよび配線導体１４ｂは、図９に示すように、第１基板３の裏面側に設けられた端子ボックス１５内まで延びている。
【００４１】
第２基板１３は、光電変換部１と接触せずに、第１基板３の＋Ｚ方向側の主面に対向するように配置されている。さらに、第１基板３の＋Ｚ方向側の主面と第２基板１３の−Ｚ方向側の主面との間に充填材１２が充填されている。
【００４２】
第２基板１３の−Ｚ方向側の主面のうち配線導体１４に対向する箇所を第１領域Ａと定義する。つまり、第１領域Ａの大きさおよび形状はＺ方向に平面視した配線導体１４と同等である。そして、第２基板１３は、この第１領域Ａに沿った帯状の凹部１６を有している。凹部１６による効果については後述する。
【００４３】
以下に、光電変換モジュールＭの各構成要素について詳細に説明する。
【００４４】
配線導体１４は、光電変換部１の出力を外部に導く機能を有している。また、配線導体１４は、図３に示すように、光電変換部１の出力電極１８に電気的に接続されており、ＸＹ面で平面視したときに、光電変換部１のＸ方向の両端に配置されている帯状の導体である。配線導体１４ａおよび配線導体１４ｂは、図３に示すように、それぞれ第１基板３に設けられた開口部１４ａおよび開口部１４ｂを通過して第１基板３の裏面側に引き出されている。そして、配線導体１４ａおよび配線導体１４ｂは、図９に示すように、第１基板３の裏面側に設けられた端子ボックス１５内まで延びている。開口部１４は、第１基板３の一主面から他主面に向かって形成された第１基板３を貫通する孔である。開口部１４は、光電変換部１を第１基板３上に形成する前に設けてもよいし、光電変換部１を形成した後に設けてもよい。また、開口部１４の半径は、配線導体１４を通す観点から、０．７５〜２．５ｍｍ程度であればよい。なお、第１基板３がステンレス等の金属、ガラスまたはプラスチックである場合には、開口部１４は、ドリル等を用いた機械加工法およびＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザー等によるレーザー加工法等で形成できる。
【００４５】
配線導体１４は、例えば銅、銀またはアルミニウム等の金属を含む金属箔およびこれらの金属を複数含む合金箔を利用できる。また、良好な導電性を有する観点から、配線導体１４は厚みが１００〜４００μｍ程度で、幅が１〜４ｍｍ程度であればよい。この配線導体１４と出力電極１８とは、例えばハンダもしくは導電性接着剤を用いた接合方法または溶接法等で接続されている。溶接法とは、配線導体１４および出力電極１８の接触部を加熱溶融または加圧によって接合する方法であり、例えば超音波振動を加えながら加圧する
。
【００４６】
端子ボックス１５は、光電変換部１の電力を外部に出力できるようにする役割を有する。このような端子ボックス１５は、ポリフェニレンエーテル樹脂またはＡＢＳ樹脂等からなる箱体内に、銅およびステンレス銅等からなるターミナルを備えている。そして、配線導体１４は、ターミナルに電気的に接続されている。また、ターミナルには、外部の機器と接続するための接続ケーブル（図示なし）が取り付けられている。
【００４７】
充填材１２は、図４に示すように、第１基板３および第２基板１３の互いに対向する主面の間に充填されている。この充填材１２は、光電変換部１を保護する機能を有しており、光電変換部１および配線導体１４を覆うように配置されている。このような充填材１２としては、例えば共重合したエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を主成分とする樹脂が挙げられる。なお、ＥＶＡには、樹脂の架橋を促進すべくトリアリルイソシアヌレート等の架橋剤が含まれていてもよい。また、ＥＶＡによって第１基板３と第２基板１３とが接着されている。
【００４８】
第２基板１３は、充填材１２に接触するように設けられており、光電変換部１等を外部から保護する機能を有している。そのため、第２基板１３は、第１基板３、光電変換部１および配線導体１４に対向して、充填材１２を介して間を空けて配置されている。この第２基板１３の大きさおよび形状は、第１基板３とほぼ同等のものである。第２基板１３は、光透過率と必要な強度の点から、例えば風冷強化した白板ガラス等を用いることができる。
【００４９】
凹部１６は、図４に示すように、第２基板１３の−Ｚ方向側の主面のうち、配線導体１４に対向する帯状の第１領域Ａの長手方向に沿った帯状の凹みである。具体的には、凹部１６は、第１領域Ａに対して光電変換部１とは反対側に設けられている、第１領域Ａと同等な長さをもった帯状の凹みである。凹部１６は、ラミネート加工において加圧する際に、配線導体１４近傍の充填材１２をこの凹部１６に収納することで、充填材１２による配線導体１４への押し圧力を緩和し、第１基板３の割れの発生を低減するためのものである。よって、配線導体１４近傍の充填材１２の流動性の観点から、凹部１６と第１領域Ａとの間の距離は０〜５ｍｍ程度であればよい。なお、より配線導体１４への押し圧力を緩和させるように充填材１２を移動させる観点からは、第１領域Ａと凹部１６とは接していることが望ましい。
【００５０】
また、凹部１６は、第１基板３の割れの発生を低減しながら第１領域Ａを配線導体１４に近付けることを可能にするため、ラミネート加工において加圧する際に、充填材１２のうち第１領域Ａから圧力が加わる一部が収納できる容積があればよい。具体的には、凹部１６の容積は、ラミネート加工を行なう前の配線導体１４の＋Ｚ方向側の面上にある部分の充填材１２のうち、第１領域Ａを配線導体１４に近付ける際に移動させる必要がある充填材１２の体積を収納できればよい。また、配線導体１４近傍の充填材１２の流動性の観点から、凹部１６の第１領域Ａに対して反対側の開口端と第１領域Ａとの距離は、１０ｍｍ以内に設定される。これによって、配線導体１４と第１領域ＡとのＺ方向の最長距離が０．１〜０．５ｍｍ程度になるまで第１領域Ａを配線導体１４に近付けることができるので、配線導体１４と第２基板１３との間の充填材１２の量が減り、配線導体１４の光電変換部１からの剥がれの発生を低減することができる。
【００５１】
つまり、凹部１６は、充填材１２のうちラミネート加工を行なう前の配線導体１４の＋Ｚ方向側の面上にある部分の厚み（以降、ラミネート加工前の充填材１２の厚みと表記する）、配線導体１４の幅およびラミネート加工において第１領域Ａを配線導体１４に近付ける距離に応じて設定される。具体的には、ラミネート加工前の充填材１２の厚みをａ、
配線導体１４の幅をｂ、第１領域Ａを配線導体１４に近付ける距離をｃと定義するならば、凹部１６の容積は（ａ−ｃ）×ｂ以上であればよい。例えばラミネート加工前の充填材１２の厚みが０．３〜１ｍｍ程度、配線導体１４の幅が１〜４ｍｍ程度であり、配線導体１４と第１領域ＡとのＺ方向の最長距離が０．１〜０．２ｍｍ程度になるまで第１領域Ａを配線導体１４に近付けるとすると、凹部１６の容積のうちＸＺ方向の断面積は０．１〜３．６ｍｍ２程度の範囲をとりうる。例えば凹部１６の形状を、ＸＺ方向の断面において、矩形状とし、第１領域Ａと凹部１６とが接しているとすると、上記の容積を得るためには、凹部１６の幅は１〜８ｍｍ程度で、深さは１００〜９００μｍ程度が望ましい。なお、凹部１６の形状は、上記の容積を得られるならば、ＸＺ方向の断面において、矩形状以外にも円弧状等であって構わない。また、この凹部１６は、ブラスト加工法またはレーザー加工法等によって形成される。ブラスト加工法とは、水、無機粒子または有機粒子等のブラスト材料を吹き付けることによって第２基板１３の一部を除去する加工をいう。
【００５２】
次に、本発明の第１実施形態に係る光電変換モジュールＭの製造方法の一例について説明する。
【００５３】
まず、洗浄された第１基板３の略全面に、スパッタリング法等を用いてＭｏ等からなる下部電極層４を成膜する。そして、下部電極層４の上面のうちのＹ方向に沿った直線状の形成対象位置からその直下の第１基板３の上面にかけて、分離溝部Ｐ１を形成する。分離溝部Ｐ１は、ＹＡＧレーザー等のレーザー光を走査しつつ形成対象位置に照射することで溝加工を行なう、レーザースクライブ加工法によって形成することが好ましい。
【００５４】
分離溝部Ｐ１を形成した後に、下部電極層４上に、光吸収層５とバッファ層６と上部電極層８とをこの順に形成する。
【００５５】
光吸収層５は、光吸収層５の構成元素を含む前駆体層を形成した後に、これを結晶化可能な温度で焼成することによって形成する。光吸収層５は、複数層の積層体から成るように形成してもよい。この前駆体層は、スパッタリング法または蒸着法等のいわゆる真空プロセスによって形成できる。また、前駆体層は、例えば塗布法または印刷法と称されるプロセスによって形成することもできる。塗布法または印刷法と称されるプロセスとは、光吸収層５の構成元素の錯体溶液を下部電極層４上に塗布して皮膜形成を行なうプロセスである。
【００５６】
バッファ層６は、ケミカルバスデポジション（ＣＢＤ）法によって形成する。例えば塩化インジウムとチオアセトアミドとを塩酸を含む酸性の溶液に溶解した後に、これに光吸収層５の形成までが行なわれた第１基板３を浸漬し、光吸収層５にＩｎ２Ｓ３を含むバッファ層６を形成する。
【００５７】
上部電極層８は、スパッタリング法、蒸着法または化学的気相成長（ＣＶＤ）法等で形成する。例えばバッファ層６上に、ＡＺＯからなる透明な上部電極層８を形成する。
【００５８】
バッファ層６および上部電極層８を形成した後に、上部電極層８の上面のうちのＹ方向に沿った直線状の形成対象位置からその直下の下部電極層４の上面にかけて、分離溝部Ｐ２を形成する。分離溝部Ｐ２は、分離溝部Ｐ１よりも若干＋Ｘ方向にずれた位置に形成する。分離溝部Ｐ２は、例えば４０〜５０μｍ程度のスクライブ幅のスクライブ針を用いたメカニカルスクライブ加工法を用いて形成できる。このとき、分離溝部Ｐ２によって分断された光電変換層７および上部電極層８がこの順に積層された積層体が、積層部９に相当する。
【００５９】
次に、隣接する積層部９において、一方の積層部９上から他方の積層部９上にかけて帯
状の導体を形成する。このとき、帯状の導体は、分離溝部Ｐ２内に垂下して下部電極層４まで至るように形成する。帯状の導体は、例えばＡｇ等の金属粉が樹脂バインダー等に分散されている導電性を有するペースト（導電性ペースト）を、所望のパターンを描くように印刷し、これを加熱硬化することで形成することができる。
【００６０】
次に、帯状の導体の上面のうちのＹ方向に沿った直線状の形成対象位置からその直下の下部電極層４の上面にかけて、分離溝部Ｐ３を形成する。分離溝部Ｐ３は、分離溝部Ｐ２よりも若干＋Ｘ方向にずれた位置に形成する。分離溝部Ｐ３は、例えば４０〜５０μｍ程度のスクライブ幅のスクライブ針を用いたメカニカルスクライブ加工法を用いて形成できる。このとき、帯状の導体のうち分離溝部Ｐ２内に設けられた部分が接続導体１０に、積層部９上に設けられた部分が集電電極１１に相当する。そして、この工程によって複数の光電変換セル２に分割することで、図１および図２に示した光電変換部１を得る。
【００６１】
次に、メカニカルスクライブ加工法またはレーザースクライブ加工法等によって光電変換部１の外周部から内側にかけて１〜２０ｍｍ程度を除去する。そして、光電変換部１のうちＸ方向における両端に位置する光電変換セル２について、例えばメカニカルスクライブ加工法、レーザースクライブ加工法またはブラスト加工法等を用いて、光吸収層５、バッファ層６、上部電極層８および集電電極１１等を１〜４ｍｍ程度の幅で削り取り、下部電極層４の一部を露出させる。これによって、光電変換セル２ａの一端部に出力電極１８ａを形成し、光電変換セル２ｂの他端部に出力電極１８ｂを形成する。
【００６２】
次に、光電変換部１の出力電極１８上に配線導体１４をハンダもしくは導電性接着剤を用いた接合方法または溶接法等で接続する。次に、第２基板１３の主面のうち形成対象位置に凹部１６をブラスト加工法またはレーザー加工法等で形成する。そして、第１基板３上に、光電変換部１および配線導体１４を覆うようにＥＶＡ等の充填材１２を配置し、次いで、これらの上に凹部１６を形成した主面が充填材１２に接触するように、第２基板１３を配置する。次に、この積層体をラミネート装置にセットし、１０〜１５０Ｐａ程度の減圧下において、９０〜１８０℃程度の温度で５〜３０分間程度加熱しながらダイヤフラムによって４０〜７０ｋＰａ程度で加圧して、各部材を一体化する。以上の工程によって、光電変換モジュールＭを作製する。
【００６３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、後述する第２〜第５実施形態に係る光電変換モジュールのような構成としてもよい。
【００６４】
＜第２実施形態に係る光電変換モジュール＞
本発明の第２実施形態に係る光電変換モジュールＭについて、図５を参照しながら説明する。
【００６５】
凹部１６は、図５に示すように、第１領域ＡのＸ方向の両側にあってもよい。つまり、凹部１６は、第２基板１３の−Ｚ方向側の主面のうち、第１領域Ａに対して光電変換部１側およびその反対側に位置する箇所に設けられている。これによって、ラミネート加工において加圧する際に、配線導体１４近傍の充填材１２が第１領域ＡのＸ方向の両側の凹部１６に分かれて収納されるため、充填材１２による配線導体１４への押し圧力を緩和することができる。ラミネート加工において加圧を行なう際に、配線導体１４近傍の充填材１２の収納を２分する観点からは、一方の凹部１６の容積と他方の凹部１６の容積とは、概ね同等であればよい。例えば、両側の凹部１６の容積を合わせた合計が、第１実施形態で説明した凹部１６の容積と同程度であればよい。
【００６６】
＜第３実施形態に係る光電変換モジュール＞
本発明の第３実施形態に係る光電変換モジュールＭについて、図６を参照しながら説明する。
【００６７】
第１領域Ａは、長手方向に直交する断面における形状が配線導体１４側に膨らんだ曲線状であってもよい。具体的には、図６に示すように、第１領域Ａは、ＸＺ方向の断面において、−Ｚ方向側に頂点を持つ円弧状である。これによって、ラミネート加工において加圧を開始する際に、第１領域Ａの中央部から充填材１２に接触し、加圧して第２基板１３を第１基板３に近付けるにつれて第１領域Ａと充填材１２との接触面積が増加する。つまり、充填材１２に圧力が加わる面積が時間の経過とともに増加することで、配線導体１４近傍の充填材１２を徐々に移動させることができる。第１領域Ａを円弧状に形成するには、ブラスト加工法またはレーザー加工法等を用いればよい。具体的には、第１領域Ａの長手方向に沿って第１領域Ａを複数回に分けて削る。その際、ブラスト材料の噴出圧力やブラストノズルと第１領域Ａとの距離、またはレーザー出力を段階的に調整して、第１領域Ａの短手方向で削る深さを変えることで、第１領域Ａを円弧状に形成する。第１領域Ａは、例えば曲率半径が１〜８０ｍｍ程度である円弧状が望ましい。なお、第１領域Ａの断面形状が曲面状の場合での凹部１６とは、第２基板１３の−Ｚ方向側の主面のうち、第１領域Ａの凹部１６側の端を通る配線導体１４の＋Ｚ方向側の面に平行な面に対して＋Ｚ方向に凹んだ領域である。
【００６８】
＜第４実施形態に係る光電変換モジュール＞
本発明の第４実施形態に係る光電変換モジュールＭについて、図７を参照しながら説明する。
【００６９】
第１領域Ａは、第２基板１３の主面のうち凹部１６および第１領域Ａを除いた領域よりも第１基板３から離れていてもよい。具体的には、図７に示すように、第１領域Ａは、図６に示した例と同様の形状であるが、ＸＺ方向の断面において、第２基板１３の主面のうち凹部１６および第１領域Ａを除いた第２領域Ｂよりも第１基板３から＋Ｚ方向に離れている。これによって、光電変換部１および第２基板１３のＺ方向の距離を配線導体１４の厚みよりも縮めることができる。つまり、光電変換部１と第２基板１３との間の充填材１２の量を減らし、光透過率を高めることで、光電変換効率をより高めることができる。そして、配線導体１４近傍の充填材１２は凹部１６に収納されるので、配線導体１４と第２基板１３との距離を近付けることができ、配線導体１４と第２基板１３との間の充填材１２の量を減らすことができる。よって、外気温度が低下した際に、配線導体１４近傍の充填材１２の収縮による配線導体１４への引張りの力が弱くなることで、配線導体１４の光電変換部１からの剥がれの発生を低減することができる。配線導体１４の光電変換部１からの剥がれの発生を低減するには、配線導体１４と第１領域ＡとのＺ方向の最長距離が０．８〜１．２ｍｍ程度であればよい。
【００７０】
＜第５実施形態に係る光電変換モジュール＞
本発明の第５実施形態に係る光電変換モジュールＭについて、図８を参照しながら説明する。
【００７１】
第４実施形態の凹部１６の底の形状が、図８に示すように、ＸＺ方向の断面において、第１領域Ａに連続的に繋がっており、凹部１６の底および第１領域Ａが全体として配線導体１４側に膨らんだ曲線状（例えば円弧状）であってもよい。これによって、ラミネート加工において加圧を開始する際に、配線導体１４近傍の充填材１２を徐々に凹部１６に移動させることができる。
【００７２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、上述の実施の形態の例では出
力電極１８ａおよび出力電極１８ｂは、下部電極層４の一部をそれぞれ延ばして形成されているが、これに限られず、出力電極１８ａおよび出力電極１８ｂの少なくとも一方は、光電変換部１の端（Ｘ方向）に位置する光電変換セル２の上部電極層８の一部であってもよい。具体的には、配線導体１４ａは、光電変換部１の一端（−Ｘ方向）に位置する光電変換セル２の上部電極層８の−Ｘ方向側の端部上に電気的に接続されていてもよい。また、配線導体１４ｂは、光電変換部１の他端（＋Ｘ方向）に位置する光電変換セル２の上部電極層８の＋Ｘ方向側の端部上に電気的に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
Ｍ：光電変換モジュール
１：光電変換部
３：第１基板
１２：充填材
１３：第２基板
１４、１４ａ、１４ｂ：配線導体（帯状の導体）
１６：凹部
Ａ：第１領域
【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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