(57)【要約】【課題】孔の部分に光電変換素子を装着した支持体、その裏面に電気絶縁層を介して接合した導電体層を具備する光電変換装置の導電体層を、電気絶縁層と関連させて改良し、同装置の信頼性を高め、かつ製造工程を合理化する。【解決手段】支持体の裏面側に臨む第１半導体の露出部もしくはそこに形成された電極に電気的に接続される導電体層を、多数の小孔を有する多孔性金属シートを用いて構成し、多孔性金属シートおよびその小孔の縁部に層間接続部を接触させる。層間接続部は、第１半導体の露出部あるいは電極上に形成された導体バンプ、または電気絶縁層の導電路用開口に充填され、固化された導電性ペーストからなる。さらに、前記小孔のうち、層間接続部が接触する部位以外の小孔の少なくとも一部には電気絶縁層の樹脂をくい込ませる。【選択図】図９
2008124261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、並びに、前記光電変換素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体からなり、前記光電変換素子が、その第２半導体層が前記孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部が前記支持体の裏面側に臨んでいる組立体、
（２）前記組立体の裏面に接合された電気絶縁層、
（３）前記電気絶縁層の裏面に接合された多数の小孔を有する多孔性金属シート、および
（４）前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを電気的に接続する層間接続部、
を具備し、前記層間接続部は、前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極上に形成された導体バンプの先端が、前記電気絶縁層中にその厚さ方向に圧入され前記多孔性金属シートの対向面に押圧されて該対向面に電気的に接続されており、前記導体バンプは、前記多孔性金属シートの小孔の縁部に接触していることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
（１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、前記光電変換素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体、並びに、前記支持体の裏面に接合され、前記孔に対応して導電路用開口を有する電気絶縁層からなり、前記光電変換素子が、その第２半導体層が前記支持体の孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部が前記導電路用開口に臨んでいる組立体、
（２）前記電気絶縁層の裏面に接合され、前記導電路用開口より小径の多数の小孔を有する多孔性金属シート、および
（３）前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを電気的に接続する層間接続部、
を具備し、前記層間接続部は、前記電気絶縁層の導電路用開口に充填され、固化された導電性ペーストにより、前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極が前記多孔性金属シートの対向面に接続されて該対向面に電気的に接続されており、前記固化された導電性ペーストは前記多孔性金属シートの複数の小孔の縁部に接触していることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
前記多孔性金属シートに接触している前記固化された導電性ペーストが、少なくとも部分的に前記小孔に入り込んでいる請求項２記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記多孔性金属シートが前記電気絶縁層に圧着され、前記多数の小孔の少なくとも一部に前記電気絶縁層が入り込んでいる請求項１〜３のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項５】
（ａ）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極上に形成された導体バンプ、並びに、前記光電変換素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体からなり、前記光電変換素子が、その第２半導体層が前記孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部が前記支持体の裏面側に臨んでいる組立体Ｋ１を準備する工程、
（ｂ）前記支持体の裏面に電気絶縁性シートを貼り合わせる工程、および
（ｃ）前記電気絶縁性シートの裏面に、多数の小孔を有する多孔性金属シートを、圧力下において貼り合わせることにより、前記導体バンプの先端を前記多孔性金属シートおよび前記小孔の縁部に接触させ、前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを前記導体バンプにより電気的に接続する工程、
を含むことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
（ａ）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極上に形成された導体バンプ、並びに、前記光電変換素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体からなり、前記光電変換素子が、その第２半導体層が前記孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部が前記支持体の裏面側に臨んでいる組立体Ｋ１を準備する工程、
（ｂ）前記支持体の裏面に電気絶縁性シートを貼り合わせ、前記導体バンプの先端を電気絶縁性シートの裏面側に突き出させる工程、
（ｃ）前記電気絶縁性シートの裏面側に突き出た部位の導体バンプないしはその周辺部の電気絶縁性シートに導電性ペーストを塗着する工程、および
（ｄ）前記電気絶縁性シートの裏面に、多数の小孔を有する多孔性金属シートを、圧力下において貼り合わせることにより、前記導体バンプの先端ないしは前記導電性ペーストを前記多孔性金属シートおよび前記小孔の縁部に接触させ、前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを前記導体バンプにより電気的に接続する工程、
を含むことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
（ａ）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極上に形成された導体バンプ、並びに、前記光電変換素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体からなり、前記光電変換素子が、その第２半導体層が前記孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部が前記支持体の裏面側に臨んでいる組立体Ｋ１を準備する工程、
（ｂ）前記支持体の裏面に、多数の小孔を有する多孔性金属シートおよび前記多孔性金属シートと支持体を電気的に絶縁する電気絶縁性シートを貼り合わせる工程、および
（ｃ）前記多孔性金属シートを前記支持体の裏面側に加圧することにより、前記導体バンプの先端を前記多孔性金属シートおよび前記小孔の縁部に接触させ、前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを前記導体バンプにより電気的に接続する工程、
を含むことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
（ａ）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極上に形成された導体バンプ、並びに、前記光電変換素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体からなり、前記光電変換素子がその第２半導体層が前記孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部が前記支持体の裏面側に臨んでいる組立体Ｋ１を準備する工程、
（ｂ）前記支持体の裏面に樹脂ペーストを塗着して電気絶縁性の樹脂層を形成する工程、および
（ｃ）前記樹脂層の裏面に、多数の小孔を有する多孔性金属シートを、圧力下において貼り合わせることにより、前記導体バンプの先端を前記多孔性金属シートおよび前記小孔の縁部に接触させ、前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを前記導体バンプにより電気的に接続する工程、
を含むことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
（ａ）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、前記光電変換素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体、並びに、前記支持体の裏面に接合され、前記孔に対応して導電路用開口を有する電気絶縁層からなり、前記光電変換素子がその第２半導体層が前記支持体の孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極が前記導電路用開口に臨んでいる組立体Ｋ２を準備する工程、
（ｂ）前記電気絶縁層の前記導電路用開口に導電性ペーストを充填する工程、
（ｃ）前記電気絶縁層の裏面に、前記導電路用開口より小径の多数の小孔を有する多孔性金属シートを貼り合わせることにより、前記導電性ペーストを前記多孔性金属シートおよび複数の前記小孔の縁部に接触させる工程、および
（ｄ）前記導電性ペーストを固化させる工程、
を含むことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項１０】
前記導体バンプの先端が円錐状もしくは角錐状に形成され、前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを導体バンプにより電気的に接続する工程において、前記導体バンプの先端を塑性変形させる工程を含む請求項５〜８のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１１】
前記工程（ｂ）、もしくは前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを導体バンプにより電気的に接続する工程において、前記導体バンプの先端が軟化もしくは可塑化した前記電気絶縁性シートまたは前記樹脂層に圧入される工程を含む請求項５〜８のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ｂ）における電気絶縁性シートが半硬化状態の樹脂シートであり、前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを導体バンプにより電気的に接続する工程において、前記樹脂シートを加熱して硬化させる工程を含む請求項５〜７のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１３】
前記電極が、前記第１半導体の露出部に導電性ペーストを塗着し、熱処理することにより形成された前記第１半導体とのオーミックな導電性を有する層を、前記第１半導体との接合面に有する請求項５〜９のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１４】
前記導体バンプが、前記第１半導体の露出部もしくは前記電極に導電性ペーストを塗着することにより形成される請求項５〜８のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１５】
前記光電変換素子が、前記第２半導体層の表面を被覆する反射防止膜を有し、前記第２半導体層および前記反射防止膜が前記第１半導体を露出させる開口部をそれぞれ同部位に有する請求項５〜９のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１６】
前記支持体が、前記孔を底部に有する凹部を隣接して表面に有し、前記凹部の内面に反射鏡層を有する請求項５〜９のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項１７】
前記支持体および前記多孔性金属シートのそれぞれの基材がアルミニウムであり、前記多孔性金属シートの少なくとも前記導体バンプが接触する部位に、銀、銅、ニッケル、および錫からなる群より選ばれた少なくとも一種を含む表面層を有する請求項５〜９のいずれかに記載の光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状の光電変換素子を搭載した光電変換装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
安価で、高出力が期待できる光電変換装置として、第１半導体である球状のｐ型半導体の表面に、第２半導体層であるｎ型半導体層を形成した光電変換素子を用いた球状太陽電池が検討されている。これに関しては、例えば、穴のあいた偏平なアルミニウム箔にシリコンの球状素子を埋込み、そのアルミニウム箔の裏面から、ｎ型半導体層をエッチングして内部のｐ型半導体を露出させ、露出したｐ型半導体を、もう１つのアルミニウム箔に接続して構成したソーラ・アレーが提案されている（特許文献１など）。
【０００３】
この提案は、直径１ｍｍ前後の小さな素子を用いることで光電変換部全体の平均厚みを薄くし、高純度シリコンの使用量を軽減しようとするものである。しかし、この球状太陽電池は反射光を活用しない方式なので、素子当たりの出力が低く、モジュールの受光面当りの変換効率を向上させるために、多数の素子を相互に近接して配置する必要がある。そのため、素子とアルミニウム箔との接続作業が繁雑な上に素子数が多くなり、原価を低減させる効果が少ない。
【０００４】
また、上記提案には、アルミニウム箔製の導電体層とシリコン半導体とを接合して良好な電気的接続を得るために、５００〜５７７℃で熱処理をして、接合部にアルミニウムとシリコンの合金層を形成する方法が含まれている。第２半導体層は厚み０．５μｍ以下の薄層であるため、上記の熱処理時に導電体層が第２半導体層を突き抜け、短絡現象を引き起こす場合がある。このため、開放電圧および曲線因子等の大幅な低下を招き易い。
【０００５】
これらの問題を解決するため、多数の凹部を有する支持体の各凹部内に直径１ｍｍ前後の球状の光電変換素子を取り付け、凹部内面を反射鏡として働かせる太陽電池が提案されている（特許文献２、３および４）。これらの太陽電池はマイクロ集光型または低集光型球状太陽電池と呼ばれている。この構成による第１の利点は、素子の材料、特に高価なシリコンの使用量を低減できることである。第２の利点は、反射鏡の作用により、直接照射される光の４〜６倍の光を素子に照射できるので、光を有効に利用できることである。
【０００６】
この種の光電変換装置の従来の代表的な製造方法として、本発明者らが先に行った提案（特許文献４）について説明する。光電変換素子は、球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなり、第１半導体の一部は第２半導体層から露出している。第１半導体の露出部および第２半導体層にはあらかじめ電極が形成されている。この素子を個々に取り付ける複数の凹部を有する支持体は、第２半導体層と電気的に接続される第２導電体層およびその背面に設けた電気絶縁層からなっている。電気絶縁層の背面には、第１半導体の電極を相互に電気的に接続する導電体層が取り付けられる。
【０００７】
この構成によると、支持体に素子を配置する以前に、高温の熱処理を要する電極形成を行うので、素子を支持体に装着した後の工程を、比較的低温下で実施できるという利点を有する。また、上記の支持体は、素子を収納する凹部を有する導電性の基板と電気絶縁層とからなる二層構造になっている。この支持体は、例えば、金属シートを加工して底部に孔を有する複数の凹部を形成した基板と、前記孔に対応した孔を有する電気絶縁性シートとを重ね合わせて、一体化して作製される。しかし、実際には、接着や熱圧着などにより両者を一体化する過程において、樹脂製の電気絶縁性シートが変形するため、孔のピッチや寸法、形状が変化して位置ずれが起こり易く、精度良く支持体を製作することは困難である。特許文献２および３に開示されている三層構造の支持体においても上記の二層構造の支持体と同様の問題がある。
【０００８】
さらに、球状太陽電池では、極めて小さい多数の球状素子の全てを支持体の個々の小さい凹部内の所定位置に正確に装着し、強く固定することが非常に重要な課題である。もし、素子の位置決めが不正確であったり、球状太陽電池の製造工程中や使用中に位置ずれを起こると、支持体の基板と第１半導体の露出部や電極との短絡、半導体側と導電体層側との電気的接続不良などが発生する。また、素子が脱落すれば光電変換装置の出力が低下する。
【０００９】
この問題を解決するため、例えば、特許文献４では、導電性ペーストを第２半導体側電極に塗布した素子を支持体の凹部内に位置決めした後、加熱して固定する方法が提案されている。しかし、この方法には、微小な電極部に導電性ペーストを高速で塗布することが困難なことや、素子を支持体に位置決めする過程で、素子に塗布した導電性ペーストが凹部の反射鏡部分に付着して光電変換効率を低下させるなどの問題がある。また、上記提案においては、あらかじめ、第１半導体側および第２半導体層側にそれぞれの電極を形成した素子を支持体の凹部に位置決めする。そのため、素子を特定の姿勢に制御した状態で支持体の凹部に配置するための煩雑な工程を必要とし、生産性に難点がある。
【特許文献１】特開昭６１−１２４１７９号公報
【特許文献２】特開２００２−５０７８０号公報
【特許文献３】特開２００２−１６４５５４号公報
【特許文献４】特開２００４−６３５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、複数の球状の光電変換素子、前記の素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体、前記支持体の裏面に電気絶縁層を介して形成された導電体層を具備する光電変換装置、特にその製造方法の改良に関する。前記素子は、球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなり、第２半導体層は、第１半導体の一部を露出させる開口部を有する。そして、素子は、その第２半導体層が支持体の前記孔の縁部に電気的に接続され、第１半導体の露出部は支持体の裏面側に位置し、前記電気絶縁層を介して、層間接続部により前記導電体層に電気的に接続される。上記の光電変換装置の製造上の課題は、電気絶縁層および導電体層の形成方法と関連して、素子の第１半導体と導電体層との電気的な接続方法を改良することである。
【００１１】
本発明の第１の目的は、上記の光電変換装置の組み立て方法を合理化するとともに、信頼性の高い光電変換装置を提供することである。すなわち、本発明は、前記光電変換装置およびその製造方法において、素子の第１半導体と電気的に接続された導電体層を支持体の裏面側に電気絶縁層を介して形成する方法を改良するものである。
本発明の第２の目的は、特に、特許文献４に記載のような構造の光電変換装置を改良するとともに、その効率的な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による第１の光電変換装置は、
（１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、並びに、前記光電変換素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体からなり、前記光電変換素子がその第２半導体層が前記孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部が前記支持体の裏面側に臨んでいる組立体、
（２）前記組立体の裏面に接合された電気絶縁層、
（３）前記電気絶縁層の裏面に接合された多数の小孔を有する多孔性金属シート、および
（４）前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを電気的に接続する層間接続部、
を具備し、前記層間接続部は、前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極上に形成された導体バンプの先端が、前記電気絶縁層中にその厚さ方向に圧入され前記多孔性金属シートの対向面に押圧されて該対向面に電気的に接続されており、前記導体バンプは、前記多孔性金属シートの小孔の縁部に接触していることを特徴とする。
【００１３】
本発明による第２の光電変換装置は、
（１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、前記光電変換素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体、並びに、前記支持体の裏面に接合され、前記孔に対応して導電路用開口を有する電気絶縁層からなり、前記光電変換素子が、その第２半導体層が前記支持体の孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部が前記導電路用開口に臨んでいる組立体、
（２）前記電気絶縁層の裏面に接合され、前記導電路用開口より小径の多数の小孔を有する多孔性金属シート、および
（３）前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを電気的に接続する層間接続部、
を具備し、前記層間接続部は、前記電気絶縁層の導電路用開口に充填され、固化された導電性ペーストにより、前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極が前記多孔性金属シートの対向面に接続されて該対向面に電気的に接続されており、前記固化された導電性ペーストは前記多孔性金属シートの複数の小孔の縁部に接触していることを特徴とするものである。
前記多孔性金属シートに接触している固化された導電性ペーストは、少なくとも部分的に前記小孔に入り込んでいることが好ましい。
【００１４】
上記の第１および第２の光電変換装置において、多孔性金属シートは、電気絶縁層に圧着され、多孔性金属シートの多数の小孔の少なくとも一部に電気絶縁層が入り込んでいることが好ましい。
【００１５】
本発明の基本的な特徴は、前記組立体Ｋ１またはＫ２の支持体の裏面側に臨む第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極に電気的に接続される導電体層を構成する部材として、多数の小孔を有する多孔性金属シートを用い、多孔性金属シートおよびその小孔の縁部に導電性の層間接続部を接触させることである。これにより、第１半導体の露出部もしくは電極と多孔性金属シートとが層間接続部を通じて確実に電気的に接続され、第１半導体と多孔性金属シートとの電気的接続の信頼性を高めることができる。
本発明の第１の光電変換装置および第１ないし第４の製造方法における層間接続部は、第１半導体の露出部あるいは電極上に形成された導体バンプであり、本発明の第２の光電変換装置および第５の製造方法における層間接続部は、電気絶縁層の導電路用開口に充填され、固化された導電性ペーストである。
【００１６】
さらに、本発明によれば、多孔性金属シートの小孔のうち、層間接続部が入り込む部位以外の小孔の少なくとも一部には、電気絶縁性樹脂シートが圧入されてくい込む。これにより、多孔性金属シートと電気絶縁層が強く結合され、さらに、多孔性金属シートと樹脂シートを貼り合わせる工程や、樹脂シートあるいは導電性ペーストを固化する工程における加熱による歪みが緩和される。その結果、支持体、電気絶縁層および導電体層を強固に一体化することができる。また、支持体裏面側の凹凸に即応させて多孔性金属シートを支持体に密着させることができるので、フレキシブル性に富んだシート状光電変換装置ユニットを構成できる。さらに、多孔性金属シートには多数の微小な孔が高密度に形成されているので、電気絶縁層に貼り合わせる工程での格別の位置合わせをすることなく、前記の小孔と層間接続部とを必ず対向させることができる。
【００１７】
本発明の第１ないし第４の製造方法は、本発明の第１の光電変換装置を効率的に製造する方法である。その前半の工程においては、複数の球状光電変換素子、素子の第１半導体の露出部もしくは該露出部上の電極に形成された導体バンプ、並びに、素子を固定する導電性の支持体からなり、素子の第２半導体層が支持体の孔の縁部に電気的に接続され、かつ第１半導体の露出部が支持体の裏面側に臨んでいる組立体Ｋ１を準備する。
【００１８】
後半の工程においては、組立体Ｋ１の支持体の裏面に電気絶縁層を接合し、その電気絶縁層を介して、素子の第１半導体と多孔性金属シートを電気的に接続する。その手段として、電気絶縁層に導体バンプを圧入して貫通させ、さらにその先端を、電気絶縁層に接合する多孔性金属シートおよびその小孔の縁部に接触させる。その具体的な実施形態は多様であり、それらは第１〜第４の製造方法に分類される。
【００１９】
第１半導体を導電体層に電気的に接続する従来の方法は、例えば、第１半導体の露出部ないしは該露出部上の電極を露出させる孔を電気絶縁層に設け、その孔内を満たすよりやや多く充填した導電性ペーストを、孔が形成されていない金属シートに接触させるのが一般的である。第１ないし第４の製造方法においては、導体バンプを電気絶縁層に圧入して貫通させ、その先端を多孔性金属シートおよびその小孔の縁部に接触させる。従って、上記の一般的な方法と異なり、電気絶縁層の孔の位置ずれによる第１半導体と導電体層との電気的接続不良や第１半導体と支持体との短絡が発生する懸念がない。
【００２０】
本発明の効果を高めるには、導体バンプが円錐状もしくは角錐状に形成されていることが好ましい。さらに、軟化もしくは熱可塑化するまで加熱した樹脂製の電気絶縁層に導体バンプを圧入するのが好ましい。これらの手法により、導体バンプの先端が電気絶縁層に厚さ方向に圧入されて電気絶縁層を貫通し易くなる。さらに、導体バンプを多孔性金属シートの対向面に押圧してその先端を塑性変形させることにより、導体バンプの先端と該対向面およびその部位の小孔の縁部がより強く、広く接触し、両者の電気的接続の信頼性を一層高めることができる。
【００２１】
本発明の第５の製造方法は、本発明の第２の光電変換装置を効率的に製造する方法である。その前半の工程においては、複数の球状光電変換素子、素子を固定する導電性の支持体、並びに、支持体の裏面に接合された電気絶縁層からなり、素子の第２半導体層が支持体の孔の縁部に電気的に接続され、かつ素子の第１半導体の露出部もしくは該露出部上の電極が電気絶縁層の導電路用開口に臨んでいる組立体Ｋ２を準備する。
【００２２】
後半の工程においては、導電路用開口に導電性ペーストを充填した後、電気絶縁層の裏面に、導電路用開口より小径の多数の小孔を有する多孔性金属シートを貼り合わせる。導電性ペーストは導電路用開口を満たすより過剰な量を孔内に充填する。このようにして導電性ペーストを第１半導体の露出部または電極から、多孔性金属シートとその小孔に縁部にわたって接触させた後、加熱により導電性ペーストを固化させる。これにより、素子の第１半導体と多孔性金属シートを電気的に接続する。
【００２３】
導電性ペーストには、低融点ガラスフリットをバインダーとする低温ガラスフリット型導電性ペーストまたは熱硬化性樹脂をバインダーとする樹脂型導電性ペーストが用いられる。この種の導電性ペーストは、加熱により固化させる際、溶剤などの気化成分が発生する。この気化成分が電気絶縁層と多孔性金属シートの間に介在すると両者を十分に結合させる上での障害になる。
【００２４】
本製造方法における多孔性金属シートは、導電路用開口より小径の多数の小孔を有しており、その小孔の複数個の少なくとも一部が導電路用開口に対向しているため、上記の気化成分が上記の小孔を通して容易に外部に逸散する。これにより、気化成分が電気絶縁層と多孔性金属シートとの間に介在することがなくなり、多孔性金属シートと電気絶縁層を強固に結合させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
導電体層を形成する多孔性金属シートおよびその小孔の縁部に導電性の層間接続部を接触させることにより、素子の第１半導体と導電体層との電気的接続の信頼性が向上する。さらに、層間接続部が接触している部位以外の多孔性金属シートの小孔に電気絶縁層をくい込ませることにより、電気絶縁層と導電体層との結合が強固になる。これにより、高信頼性の光電変換装置を効率的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の光電変換装置の第１の製造方法は、
（ａ）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極上に形成された導体バンプ、並びに、前記光電変換素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体からなり、前記光電変換素子が、その第２半導体層が前記孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部が前記支持体の裏面側に臨んでいる組立体Ｋ１を準備する工程、
（ｂ）前記支持体の裏面に電気絶縁性シートを貼り合わせる工程、および
（ｃ）前記電気絶縁性シートの裏面に、多数の小孔を有する多孔性金属シートを、圧力下において貼り合わせることにより、前記導体バンプの先端を前記多孔性金属シートおよび前記小孔の縁部に接触させ、前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを前記導体バンプにより電気的に接続する工程、
を含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明の光電変換装置の第２の製造方法は、
（ａ）上記本発明の第２の製造方法と同じ組立体Ｋ１を準備する工程、
（ｂ）前記支持体の裏面に電気絶縁性シートを貼り合わせ、前記導体バンプの先端を電気絶縁性シートの裏面側に突き出させる工程、
（ｃ）前記電気絶縁性シートの裏面側に突き出た部位の導体バンプないしはその周辺部の電気絶縁性シートに導電性ペーストを塗着する工程、および
（ｄ）前記電気絶縁性シートの裏面に、多数の小孔を有する多孔性金属シートを、圧力下において貼り合わせることにより、前記導体バンプの先端ないしは前記導電性ペーストを前記多孔性金属シートおよび前記小孔の縁部に接触させ、前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを前記導体バンプにより電気的に接続する工程、
を含むことを特徴とする。
【００２８】
本発明の光電変換装置の第３の製造方法は、
（ａ）上記本発明の第２の製造方法と同じ組立体Ｋ１を準備する工程、
（ｂ）前記支持体の裏面側に、多数の小孔を有する多孔性金属シートおよび前記多孔性金属シートと支持体を電気的に絶縁する電気絶縁性シートを貼り合わせる工程、および
（ｃ）前記多孔性金属シートを前記支持体の裏面側に加圧することにより、前記導体バンプの先端を前記多孔性金属シートおよび前記小孔の縁部に接触させ、前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを前記導体バンプにより電気的に接続する工程、
を含むことを特徴とする。
【００２９】
本発明の光電変換装置の第４の製造方法は、
（ａ）上記本発明の第２の製造方法と同じ組立体Ｋ１を準備する工程、
（ｂ）前記支持体の裏面側に樹脂ペーストを塗着して電気絶縁性の樹脂層を形成する工程、および
（ｃ）前記樹脂層の裏面側に、多数の小孔を有する多孔性金属シートを、圧力下において貼り合わせることにより、前記導体バンプの先端を前記多孔性金属シートおよび前記小孔の縁部に接触させ、前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを前記導体バンプにより電気的に接続する工程、
を含むことを特徴とする。
【００３０】
本発明の光電変換装置の第５の製造方法は、
（ａ）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、前記光電変換素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体、並びに、前記支持体の裏面に接合され、前記孔に対応して導電路用開口を有する電気絶縁層からなり、前記光電変換素子が、その第２半導体層が前記支持体の孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極が前記導電路用開口に臨んでいる組立体Ｋ２を準備する工程、
（ｂ）前記電気絶縁層の前記導電路用開口に導電性ペーストを充填する工程、
（ｃ）前記電気絶縁層の裏面に、前記導電路用開口より小径の多数の小孔を有する多孔性金属シートを貼り合わせることにより、前記導電性ペーストを前記多孔性金属シートおよび複数の前記小孔の縁部に接触させる工程、および
（ｄ）前記導電性ペーストを固化させる工程、
を含むことを特徴とする。
【００３１】
前記の第１ないし第３の製造方法において、前記工程（ｂ）における電気絶縁性シートが半硬化状態の樹脂シートであり、前記第１半導体と前記多孔性金属シートとを電気的に接続する工程において、前記樹脂シートを加熱して硬化させる工程を含むことが好ましい。また、第１ないし第４の製造方法において、導体バンプは、第１半導体の露出部もしくは前記電極に導電性ペーストを塗着することにより形成されることが好ましい。
【００３２】
本発明において、電極は、第１半導体の露出部に導電性ペーストを塗着し、熱処理することにより第１半導体との接合面に形成された第１半導体とのオーミックな導電性を有する層を、第１半導体との接合面側に有するものが好ましい。素子は、第２半導体層の表面を被覆する反射防止膜を有し、第２半導体層および反射防止膜は、第１半導体を露出させる開口部をそれぞれ同部位に有することが好ましい。支持体は、孔を底部に有する凹部を隣接して表面に有し、前記凹部の内面に反射鏡層を有するものが好ましい。さらに、素子は、その第２半導体層が導電性接着剤により支持体の孔の縁部に電気的に接続されていることが好ましい。
【００３３】
本発明に用いる光電変換素子について詳細に説明する。素子の中核を構成する球状の第１半導体は、例えば、極微量のホウ素を含むｐ型多結晶シリコン塊を坩堝内に供給し、不活性ガス雰囲気中で溶融させ、この融液を坩堝底部の微小なノズル孔から滴下させ、その液滴を自然落下中に冷却して固化させることにより作製できる。この第１半導体は、多結晶または単結晶のｐ型半導体である。通常は、その表面を研磨し、さらにエッチングなどにより表面層の約５０μｍを除去した後、球状の第１半導体として用いる。
【００３４】
ｐ型の第１半導体を、例えば、オキシ塩化リンを拡散源として８００〜９５０℃で１０〜３０分間熱処理することにより、その表面に、第２半導体層、即ちｎ型半導体層として、厚さ約０．５μｍ程度の燐の拡散層が形成される。上記の素子とは逆に、第１半導体がｎ型半導体であり、第２半導体層がｐ型半導体層であってもよい。第１半導体は、芯体の外周面に第１半導体層が被覆されたものや、中心付近が空洞のものであってもよい。第１半導体は、真球が好ましいが、ほぼ球状であればよい。第１半導体の直径は、通常０．５〜２ｍｍであり、０．８〜１．２ｍｍが好ましい。
【００３５】
第１半導体１の表面に第２半導体層２が形成されている素子１０Ａを図１（ａ）に示す。第２半導体層２に、第１半導体１の一部を露出させる開口部４が形成された素子１０Ｂを図１（ｂ）に示す。第２半導体層２および第１半導体１が部分的に研磨によって削りとられて第１半導体の露出部３が形成されている。第１半導体の露出部３に電極６が形成されている素子１０Ｃを図１（ｃ）に示す。図２には第２半導体層２上に反射防止膜５が形成されている素子を示す。図２（ａ）は図１（ａ）の素子に対応するもので、これを加工することにより、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すような、図１（ｂ）および図１（ｃ）のそれぞれの素子に対応する素子とすることができる。
【００３６】
図２の各素子は、多くの場合に、第２半導体層と支持体とが反射防止膜を介して電気的に接続されるので、反射防止膜は導電性を有することが好ましい。例えば、溶液析出法、霧化法またはスプレー法などで形成したＺｎＯ、ＳｎＯ2またはＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2）などを主体とする薄膜を反射防止膜に適用することができ、導電性および屈折率などから、特に、フッ素およびアンチモンの少なくとも一方をドープした、厚さ５０〜１００ｎｍのＳｎＯ2膜が好ましい。例えば、第２半導体層を形成した多数の素子を加熱板上において回転させながら４００〜６００℃に加熱し、フッ化アンモニウム、フッ酸、五塩化アンチモンまたは三塩化アンチモンなどのドープ材料および四塩化錫、二塩化ジメチル錫またはトリメチル塩化錫などの錫化合物の溶液の微粒子を、素子に吹きつけることにより、その表面にほぼ一定厚みのＳｎＯ2膜が形成される。
【００３７】
ここでは、結晶シリコン半導体を主成分とする光電変換素子を例示したが、化合物半導体などからなってもよく、単結晶、多結晶以外に、アモルファス材料などからなってもよい。また、素子は、第１半導体と第２半導体層の界面にノンドープ層を形成したｐｉｎ形構造のもの、ＭＩＳ形、ショットキーバリヤ形、ホモ接合形、またはヘテロ接合形などの構成を有していてもよい。
【００３８】
本発明における支持体は、素子を所定の位置に装着するための多数の孔を規則的に有する。支持体の表面を反射鏡として利用できるように、素子を装着するための孔を底部に有する凹部を形成するのが好ましい。支持体は、素子の第２半導体層と電気的に接続される導電体を兼ねるので、少なくとも表面側、好ましい形態では受光面となる側は、導電性を有することを必要とする。図３に代表的な支持体を示す。この支持体２０は、例えば、厚さ０．２ｍｍのアルミニウム薄板をプレス加工して作製される。支持体２０の凹部２１は蜂の巣状に形成され、それらの各開口端２３は六角形であって相互に隣接し、凹部２１は底になるほど狭く、その底部に形成された孔２２は素子の外径より小さい。
【００３９】
支持体の耐熱性が乏しいと、素子を支持体に固定する際の熱処理などによって変形あるいは変質し易いので、金属などの耐熱性材料からなる支持体を用いることが好ましい。例えば、アルミニウム製の支持体は、熱処理の最高温度が５５０℃に達しても変形しない。支持体の主材料としてはアルミニウムが好ましいが、銅、ステンレス鋼およびニッケルなどの他の導電性材料であってもよい。導電性および反射性に優れた銀などの層を、メッキ、スパッタ、又は真空蒸着などで凹部の内面に形成すれば、導電体層および反射鏡としての機能が高まり、光電変換装置の出力を大幅に増大させることができる。
【００４０】
素子の第２半導体層と支持体を接続するための導電性接着剤は、銀、アルミニウム、銅、ニッケルなどの導電材、バインダー、および溶媒ないしは分散媒を含む。バインダーにエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いる樹脂型導電性ペースト、またはバインダーに低融点ガラスフリットを用いる低温ガラスフリット型導電性ペーストを使用できる。好ましい導電性接着剤は、例えば、エポキシ系接着剤にＡｇ粉を導電材として混合し、２５℃における粘度が約１００Ｐａ・ｓに調製された樹脂型導電性ペーストである。
【００４１】
導電性接着剤を支持体の凹部の孔の周縁部に塗着する方法としては、例えば転写法がある。支持体の孔に先端部が嵌合するような球面状の転写ピンを、均一な厚さの導電性接着剤層に押しつけて転写ピンの先端に導電性接着剤を付着させ、これを支持体の孔に向けて押しつけることにより、導電性接着剤を支持体の孔の周縁部に、リング状に塗着することができる。
【００４２】
塗着した導電性接着剤が乾燥する以前の粘着性を有する間に、支持体に図１または図２の素子を配置し、加熱して接着剤を固化させる。これにより、素子が支持体に固定され、同時に第２半導体層と支持体とが電気的に接続される。図１および図２のそれぞれの（ｂ）または（ｃ）の素子を用いるときには、第１半導体の露出部またはそこに形成された電極が支持体の裏面に臨むように姿勢を制御して、素子を支持体の凹部内に固定する。導電性接着剤が樹脂型導電性ペーストであるときは１００〜２００℃、低温ガラスフリット型導電性ペーストであるときは２００〜５００℃の温度で固化させるのが好ましい。
【００４３】
導体バンプは、支持体に固定された素子の第１半導体の露出部に直接に形成してもよいが、予め第１半導体の露出部に形成された電極上に形成するのが好ましい。電極は、第１半導体の露出部に導電性ペーストを塗着し、高温で熱処理することにより形成されるオーミックな導電性を有する層を第1半導体との接合面に備えている。導体バンプは、第１半導体の露出部もしくは電極上に導電性ペーストを塗着し、加熱することにより形成される。
【００４４】
電極形成用導電性ペーストは、銀、金、銅、ニッケルなどの金属あるいはそれらの合金の粉末などの導電材、バインダー、および溶媒ないしは分散媒を含む樹脂型導電性ペーストまたはガラスフリット型導電性ペーストを使用できる。第１半導体がｐ型の場合はアルミニウム粉末、ｎ型の場合はリンもしくはリン化合物などの、それぞれの添加材を含むものが好ましい。電極を形成する際のレーザ照射などの熱処理により、第１半導体とのオーミックな導電性に富む層が、電極の第１半導体との接合面側に形成される。この導電層は、第１半導体と導体バンプとを低抵抗で電気的に接続するために有効に作用する。この導電層は、導電性ペースト中の上記の添加材と第１半導体表面のシリコンとの合金層ないしは拡散層として形成される。
【００４５】
導体バンプ形成用導電性ペーストには、電極形成用導電性ペーストと同様の導電材、バインダーおよび溶媒ないしは分散媒が含まれるが、上記の添加材は必ずしも必要としない。第１半導体の露出部に直接に導体バンプを形成する場合の導電性ペーストは、上記の添加剤を含むものが好ましい。導電性ペーストの加熱温度は、導電性接着剤が樹脂型導電性ペーストの場合は１００〜２００℃、ガラスフリット型導電性ペーストの場合は２００〜５００℃が好ましい。
【００４６】
導体バンプは、後の工程で電気絶縁層に圧入して貫通させ、好ましくはその先端を塑性変形させて、該先端が多孔性金属シートに当接するに十分な厚みが要求され、一般的には１００〜３００μｍ程度が好ましい。従って、導電性ペーストの塗布層は、電極形成の場合と異なり、厚肉であることが必要である。また、この塗布層は、先細状であり、特に円錐状もしくは角錐状であることが好ましい。このような塗布層を形成するためには、２０００〜４０００Ｐａ・ｓ程度の比較的高粘度の導電性ペーストを用い、厚さ５０〜２００μｍ程度の比較的厚いメタルマスクを用いて印刷することが好ましい。１００〜２００Ｐａ・ｓ程度の比較的低粘度の電極形成用導電性ペーストを用いた場合には、上記のような厚肉で先細の塗布層を形成することは困難である。
上記の塗布層を加熱することにより、ペースト中の固形組成物を主体とした、塗布層とほぼ同じ、ないしはやや小さい相似形の導体バンプが得られる。  
【００４７】
次に、第１〜３、および第５の製造方法において電気絶縁層を形成するための電気絶縁性シートについて説明する。一般的には、電気絶縁性樹脂もしくはこれを主体とするシートないしはフィルムを用いる。電気絶縁性樹脂としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、および、例えばポリカーボネイト、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、熱可塑性ポリイミドおよびポリエーテルエーテルケトンなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００４８】
特に好ましい電気絶縁性シートは、一般的にプリプレグと呼ばれる半硬化状態の樹脂シートであり、半硬化状態（Ｂ−状態）の熱硬化性樹脂もしくはこれを主体とするシート、および基材シートの両面に半硬化状態の熱硬化性樹脂層を形成したシートなどある。前者の樹脂シートには、半硬化状態の熱硬化性樹脂に補強用繊維を混合したシート、基材の織布や不織布などに半硬化状態の熱硬化性樹脂を含浸したシートなどが含まれる。後者の樹脂シートの基材シートには、通常、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリイミドなどのシートが用いられる。補強用繊維または基材の織布や不織布を構成する繊維には、ガラス繊維およびアラミド繊維などが用いられる。
【００４９】
支持体の裏面に半硬化状態の樹脂シートを熱圧着する際の加熱により、樹脂シートに適度な柔軟性と粘着性が付与されて両者が強固に密着するとともに、導体バンプがこの樹脂シートに容易に圧入される。さらに、この樹脂シートに多孔性金属シートを接合する際の熱圧着時の加熱・加圧により、両者が強固に密着するとともに、導体バンプが多孔性金属シートの対向面に強く押圧されて塑性変形し、導体バンプの先端と多孔性金属シートがより確実に電気的に接続される。加圧を継続しながらさらに加熱して樹脂シートを硬化させれば、接着剤を用いることなく、支持体および多孔性金属シートを樹脂シートを介して強固に結合することができる。
【００５０】
熱硬化性樹脂としては、通常エポキシ樹脂が用いられる。樹脂シートの製造過程では、通常、未硬化の状態（Ａ−状態）の樹脂が基材に塗布、含浸あるいは混合される。樹脂シートまたはこれに含まれている熱硬化性樹脂は半硬化状態であるため、通常、使用前の樹脂シートは両面に張り合わされたセパレータ層によって保護されている。長期保管は冷蔵庫で行い、常温では数週間ないし数カ月の可使時間である。
【００５１】
半硬化状態の樹脂シートを支持体に貼り付けたり、このシートに導体バンプを圧入させるときの温度Ｔ１は、硬化温度を超えず、樹脂に適度な柔軟性と粘着性が付与される温度、通常は７０〜１８０℃の温度範囲から選ばれる。この場合の加圧力は、単に樹脂シートを貼り付けるときには面圧０．１〜０．５ＭＰａ、導体バンプの先端を樹脂シートから突出するように貼り付けるときには面圧０．３〜３ＭＰａ、の範囲からそれぞれ選ばれる。
【００５２】
樹脂シートに多孔性金属シートを張り合わせるときの温度は上記のＴ１と同じであり、面圧は０．１〜３ＭＰａから選択される。特に、導体バンプを塑性変形させ、その先端を多孔性金属シートに当接させるときの面圧は、１〜３ＭＰａから選択するのが好ましい。樹脂シートを最終的に硬化させるときの熱処理温度Ｔ２は、前記の温度Ｔ１より高く、通常は１２０〜２００℃から選ばれる。この熱処理によって樹脂シートは半硬化状態から硬化状態（Ｃ−状態）に変化し、支持体と多孔性金属シートとに結合した電気絶縁層が形成される。
【００５３】
樹脂シートを用いる方法以外の電気絶縁層の形成方法として、素子を固定した支持体の裏面に樹脂ペーストを塗布し乾燥する方法がある。樹脂ペーストは、ポリイミド系、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系などの樹脂を有機溶媒や水に溶解または分散させたものであり、塗布方法には、スクリーン印刷法、スプレー法、オフセット印刷法、インクジェット法などがある。
【００５４】
次に、本発明で用いる多孔性金属シートについて説明する。多孔性金属シートの小孔は、第１半導体と導電体層との電気的接続および導電体層と電気絶縁層との結合をより確実に、より合理的に行うためのものである。この多孔性金属シートには、少なくとも支持体の孔より小さく、該孔より多数の小孔が設けられ、格別の位置合わせをすることなく支持体の裏面側に重ね合わせたときに、支持体の個々の孔に少なくとも該小孔の一部が必ず対向するような分布で形成されている。上記の多数の小孔は、支持体に装着された素子の導体バンプあるいは電気絶縁層に形成された導電路用開口よりも高密度に、ほぼ均一な分布で形成されていることが好ましい。
【００５５】
前記の多孔性金属シートの小孔は、第１ないし第４の製造方法においては、導体バンプの底部より小径であり、第５の製造方法においては、電気絶縁層の導電路用開口よりも小径である。例えば、素子の直径が約１ｍｍ、支持体の孔の直径が約７５０μｍの場合には、第１半導体の露出部の直径は約５００〜７５０μｍであり、導電バンプあるいは導電路用開口の直径は約２００〜５００μｍである。この場合には、本発明における多孔性金属シートの小孔の直径は５０〜２００μｍであることが好ましい。
【００５６】
多孔性金属シートには、アルミニウム以外に、ニッケル、銅、ステンレス鋼などの、例えば厚さ１５〜１００μｍ程度の薄板を加工したものが用いられる。特に、アルミニウム製の多孔性金属シートは、その表面に酸化膜が形成され易いため、層間接続部と多孔性金属シートとの接合界面の電気抵抗が大きくなる場合が多い。これを防止して多孔性金属シートと第１半導体とを低抵抗で電気的に接続するためには、アルミニウムシートを基材とし、層間接続部と接触する部位に、導電性が良好な表面層を設けることが好ましい。この表面層は、銀、銅、ニッケル、および錫よりなる群から選ばれた少なくとも一種を含むことが好ましい。表面層はメッキ、スパッタリング又は真空蒸着などで形成できる。
【００５７】
導電性の表面層を形成した上記のアルミニウム製の多孔性金属シートは、特に、支持体の基材がアルミニウムである場合に用いるのが有効である。支持体と多孔性金属シートの基材が同材質であることによって、両者の熱膨張率が等しくなり、多孔性金属シートと支持体を電気絶縁層を介して一体化する際に、熱処理による歪みをなくすることができる。これにより、上記三者を湾曲などの変形がない状態で、強固に結合させることができる。
【００５８】
次に、第１ないし第５の製造方法のそれぞれの各工程についての実施形態を具体的に説明する。
【００５９】
１）第１の製造方法の実施形態
１−１）工程（ａ）
本工程では、球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、前記第２半導体層が前記第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極上に形成された導体バンプ、並びに、前記素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体からなり、前記素子が、その第２半導体層が前記孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部が前記支持体の裏面側に臨んでいる組立体Ｋ１を準備する。組立体Ｋ１の構成方法は、支持体に装着する段階での素子の形態によって、（イ）図１（ａ）または図２（ａ）の素子を用いる方法、（ロ）図１（ｂ）または図２（ｂ）の素子を用いる方法、および、（ハ）図１（ｃ）または図２（ｃ）の素子を用いる方法、の三種類に大別される。上記の（イ）〜（ハ）を以下に個別に説明する。
【００６０】
１−１−（イ）
本実施形態では、まず、例えば、図１（ａ）の素子１０Ａを図３の支持体の孔の部分に固定した構造体を準備する。図４に示す構造体３０Ａは、素子１０Ａの第２半導体層２が支持体２０の凹部の孔の縁部に、導電性接着剤２４により、電気的に接続され、かつ素子１０Ａの一部が支持体２０の裏面側に臨んでいる。図４には、図３のＩＶ−ＩＶ線で切った断面図に相当する支持体の一部のみを示しているが、例えば、支持体はサイズが５０×１５０ｍｍで、直径約１ｍｍの素子を約１８００個固定している。このようなユニットを多数製作し、それらを直列あるいは並列に接続することにより所望の電力を取り出せる光電変換装置が組み立てられる。
【００６１】
次いで、支持体２０の裏面側に臨む部位の第２半導体層２の少なくとも一部を除去して、第１半導体を露出させる。具体的には、エッチング、もしくはサンドブラスト、ブラッシングなどの機械的な研磨、またはこれらの併用などにより、第２半導体層（厚さ１μｍ未満）を含む素子の表面層（厚さ約１〜３μｍ）を除去する。サンドブラスト法では、支持体２０の裏面側に、微粉状アルミナなどの研磨材をノズルから吹き付ける。ブラッシング法では、例えば、ダイヤモンド砥粒が練り込まれたナイロン製ブラシを回転させながら、支持体の裏面側の素子の表面に接触させる。
【００６２】
上記の光電変換素子の表面層は、第１半導体の極く表面の層とその上に形成した第２半導体層である場合と、その上に反射防止膜を形成したものである場合とがある。サンドブラスト法などの機械的な方法では、反射防止膜やシリコンのような硬質の材料、とりわけ反射防止膜は除去され易いが、アルミニウム製の支持体や導電性接着剤などの軟質の材料は比較的除去され難い。従って、これらの方法により、支持体に実質的な損傷を与えることなく、支持体の裏面側の素子の表面層を除去することができる。
【００６３】
エッチング法は、構造体３０Ａの裏面側にエッチング液を接触させて素子の表面層を溶解させた後、水洗、乾燥する方法が一般的である。例えば、濃度約６０％のフッ酸と濃度約４０％の硝酸を体積比４：１で混合したエッチング液を用い、１０〜２０秒間のエッチングを行う。水酸化テトラメチルアンモニウムと、酸化剤として例えば過酸化水素を溶解させたアルカリ性水溶液をエッチング液として用いることもできる。これらのエッチング液は、シリコンや反射防止膜を溶解するが、アルミニウムを比較的溶解し難い。従って、処理時間などの適切な条件設定により、実質的にアルミニウム製支持体に損傷を与えることなく、素子の表面層のみを除去することができる。
【００６４】
上記の各方法により、図４の構造体３０Ａの支持体２０の裏面側に臨む部位の素子１０に第１半導体の露出部１３が形成された状態を図５（１）に示す。上記以外にも、第２導電体層の開口部と第１半導体の露出部が同一平面になるように、支持体の裏面側に臨む部位の素子をグラインディングなどで研削する方法がある。
【００６５】
次に、図５（１）の構造体の第１半導体の露出部１３に電極を形成し、その上に導体バンプを形成する。まず、印刷法あるいはディスペンサーにより、常温での粘度が約１００Ｐａ・ｓの導電性ペーストを、第１半導体の露出部１３に塗着し、直径約３００μｍ、厚さ約５０μｍの塗布層を形成する。次いで、その塗布層にレーザを照射して局部的に加熱し、電極１６を形成する（図５（２））。レーザ照射は、例えば、ＹＡＧレーザ装置を用い、スキャン速度１０００ｍｍ／ｓｅｃ、パルス周期１０μｍの条件で行う。レーザ照射による局所的な高温の熱処理を施すことにより、第１半導体の露出面のシリコンとペースト内のアルミニウムが合金化して導電層を形成する。この際、ペースト内の樹脂などのバインダー成分の大半は分解して気化し、形成された電極は上記の導電層を主体とした薄肉の層となる。
【００６６】
次に上記の電極上に導体バンプを形成する。まず、図５（２）の構造体の各素子の電極１６の位置、即ち支持体の各孔の中央部、に対応するパターンで直径３００μｍの多数の孔が設けられた厚さ１００μｍのステンレス鋼板製のメタルマスクを、支持体の裏面側に位置合わせして重ね合わせ、スキージにより導電性ペーストをメタルマスクの孔に充填する。導電性ペーストは、例えば、エポキシ樹脂をバインダーとし、導電材に銀を用い、常温での粘度が２５００Ｐａ・ｓのものを用いる。次いで、メタルマスクを支持体の裏面側から引き上げ、孔に充填された導電性ペーストを電極上もしくは第１半導体の露出面に転写し、先細状でほぼ円錐状の高さ１５０〜２００μｍの塗着層を形成する。次いでこれを１５０〜１８０℃に加熱して、上記の塗布層と相似形で、底部の直径が約３００μｍ、高さ約１５０μｍの半硬化もしくは硬化状態の円錐状の導体バンプ７を形成する（図５（３））。これにより組立体Ｋ１が構成される。
【００６７】
１−１−（ロ）
本実施形態では、例えば、まず、図１（ｂ）の素子１０Ｂを導電性接着剤２４により支持体２０に固定した構造体３０Ｂを準備する（図６（１））。次いで、実施形態１−１−（イ）に準じて、素子１０の第１半導体１の露出部に電極２６を形成し（図６（２））、その電極２６の上に円錐状の導体バンプ１７を形成する（図６（３））。これにより、組立体Ｋ１が構成される。
【００６８】
１−１−（ハ）
本実施形態では、例えば、まず、図１（ｃ）の素子１０Ｃを導電性接着剤２４により支持体２０に固定した構造体３０Ｃを準備する（図７（１））。次いで、実施形態１−１−（イ）に準じて、素子１０Ｃの電極６の上に導体バンプ２７を形成することにより、組立体Ｋ１が構成される（図７（２））。素子１０Ｃは、素子１０Ｂの第１半導体の露出部にガラスフリット型導電性ペーストを塗布し、６００〜７００℃の熱処理により電極６を形成したものである。
【００６９】
１−２）工程（ｂ）および（ｃ）
工程（ｂ）では、組立体Ｋ１の支持体の裏面に電気絶縁性シートを貼り合わせ、工程（ｃ）では、電気絶縁性シートの裏面に、多数の小孔を有する多孔性金属シートを、圧力下において貼り合わせる。これにより、導体バンプの先端を多孔性金属シートおよび前記小孔の縁部に接触させ、第１半導体と多孔性金属シートとを導体バンプにより電気的に接続する。
【００７０】
代表的な実施形態を以下に説明する。電気絶縁性シートとして半硬化状態のエポキシ樹脂からなる樹脂シートを用い、工程（ｂ）では、この樹脂シートを組立体Ｋ１の支持体の裏面に貼り付ける際に、樹脂シートに導体バンプを圧入して貫通させる。工程（ｃ）では、多孔性金属シートを樹脂シートに貼り付ける際に、樹脂シートを貫通した導体バンプの先端を多孔性金属シートおよびその小孔の縁部に接触させ、さらに樹脂シートを硬化させる。図８には、工程（ｂ）および工程（ｃ）を実施する際の装置の要部を示す。
【００７１】
この装置は、上型６０、下型６１、および中型６８を具備している。上型６０は中央に透孔６２を有している。上型６０には熱盤６４および緩衝材のゴムシート６６がセットされている。下型６１は中央に透孔６３を有している。下型６１には熱盤６５および緩衝材のゴムシート６７がセットされている。このゴムシート６７を覆うように、ダイヤフラム６９が設けられている。ダイヤフラム６９の周縁部は、下型６１上に中型６８により固定されている。
【００７２】
工程（ｂ）で用いる半硬化状態の樹脂シートの素材は、その両面にセパレータが貼り合わされている。まず、片面側のセパレータ層を剥がし、露出した樹脂シート４０を、図５（３）の組立体Ｋ１の支持体２０の裏面に軽く圧着して仮固定する。これを、他面側のセパレータ層４３を下にしてダイヤフラム６９上にのせる。この状態で、上型６０と下型６１との間を減圧にするように、矢印のように、空気を吸引するとともに、上型６０と下型６１とを近づけながら、ダイヤフラムを上方へ加圧し、同時に熱盤６４および６５を約１２０℃に加熱する。この加圧および加熱により半硬化状態の樹脂シート４０に適度の粘着性と柔軟性が付与され、樹脂シート４０は、支持体２０の裏面に貼り付けられる。これと同時に支持体の裏面側に臨む第１半導体の露出部もしくは電極上の導体バンプ（図示せず）が樹脂シート４０に圧入されて同シートを貫通する。
【００７３】
この際、ダイヤフラム６９の作用により、樹脂シート４０は、支持体２０の裏面の凹凸に追随して支持体２０に貼り付けられる。この構造体を図８の装置から取り出し、樹脂シート４０からセパレータ層４３を剥がすことにより、図９（１）に示す構造体が得られる。
【００７４】
工程（ｃ）では、まず、図９（１）の構造体の樹脂シート４０に多孔性金属シートを軽く圧着して仮止めする。これを、多孔性金属シート側を下にして図８の装置のダイヤフラムの上にのせる。上型６０と下型６１との間を減圧にするとともに、上型６０と下型６１とを近づけながら、ダイヤフラムを上方へ加圧し、同時に熱盤６４および６５を１２０℃程度に加熱する。これにより、図９（２）のように、多孔性金属シート４５は支持体２０の裏面の樹脂シート４０に貼り付けられる。それと同時に導体バンプ７は、多孔性金属シートの対向面に押圧されて塑性変形し、その先端が多孔性金属シート４５に当接する。さらに、導体バンプ７の先端の一部は、導体バンプの先端が対向する部位の多孔性金属シートの小孔４６Ａの内部に入り込みその縁部に接触する。また、樹脂シート４０に対向する部位の多孔性金属シート４５の小孔４６Ｂの少なくとも一部には、樹脂シート４０が圧入されている。
【００７５】
さらに、熱盤６４および６５の温度を１５０℃〜２００℃程度に上昇させて樹脂シート４０を硬化させることにより、図９（２）の導体バンプ−多孔性金属シート間、および、樹脂シート−多孔性金属シート間の接合状態を維持したまま固定される。これにより、電気絶縁層、支持体、および導電体層の三者が強固に結合した光電変換装置のユニットを構成することができる。
【００７６】
図１０は、上記の工程による構造体（光電変換装置のユニット）の一部を、多孔性金属シート側から見た模式図である。図中、支持体の凹部の開口端２３、支持体の孔２２、導体バンプの底部７ａ、および多孔性金属シート４５に当接する部位の導体バンプの先端７ｂを破線で示す。また、多孔性金属シート４５の小孔のうち、導体バンプの先端７ｂに対向する部位の小孔４６Ａ、および樹脂シートに対向する部位の小孔４６Ｂを実線で示す。多孔性金属シート４５には、導体バンプの底部７ａより小径で、導体バンプより多数の小孔がほぼ均一な分布で形成されている。各導体バンプの先端７ｂには、少なくとも一つの小孔４６Ａの少なくとも一部が対向している。
【００７７】
図６（３）または図７（２）の組立体Ｋ１を用いた場合にも、同様にして、支持体の裏面に樹脂シート４０を貼り付けると同時に導体バンプ１７または２７を貫通させることができる（図１１（１）または図１２（１））。さらに、樹脂シート４０に多孔性金属シート４５を貼り付けると同時に、塑性変形した導体バンプ１７または２７の先端を多孔性金属シート４５に当接させ、その一部を小孔４６Ａに入り込ませ、小孔４６Ｂの少なくとも一部に樹脂シート４０を入り込ませることができる（図１１（２）または図１２（２））。
【００７８】
上記の実施形態では、樹脂シートを支持体の裏面に貼り付ける同時に導体バンプを樹脂シートに圧入して貫通させ、次いで、多孔性金属シートを樹脂シートに貼り付けると同時に導体バンプの先端を多孔性金属シートおよび小孔に接触させた。その変形例として下記の方法がある。例えば、まず、図５（３）の組立体Ｋ１の支持体の裏面に、導体バンプが貫通しない程度に、樹脂シートを軽く圧着する。次いで多孔性金属シートを圧力下で樹脂シートに貼り付ける。これにより、導体バンプを樹脂シートに貫通させ、その先端を多孔性金属シートおよび小孔に接触させることにより、図９（２）と同じ構造体を構成する。
【００７９】
上記の第１の製造方法の実施形態の変形例として、電極を形成することなく第１半導体の露出部に直接に導体バンプを形成し、支持体には反射鏡の機能を有する凹部を設けず、さらに導電性接着剤を使用せずに素子を支持体に固定する方法を採ることができる。例えば、まず、多数の孔３２を有するアルミニウム箔を支持体２５として準備し（図１３（１））、素子１０Ａを孔３２に装着する（図１３（２））。次に、支持体２５の裏面側に部分的に突出するように素子１０Ａを孔３２内に押し込み、その支持体２５を約５００℃に加熱してインパクト成形を行うことにより、素子１０Ａを孔３２の縁部に結合し、第２半導体層２を支持体２５に電気的に接続する（図１３（３））。
【００８０】
次に、支持体の裏面側にエッチング処理を施して、第２半導体層２を除去し、第１半導体の露出部３３を形成する（図１３（４））。次いで、上記の露出部３３に導体バンプ３７を形成することにより組立体Ｋ１が構成される（図１３（５））。次いで、樹脂シート７０を支持体の裏面に貼り付けるとともに導体バンプ３７を樹脂シートに貫通させる（図１３（６））。次いで、圧力下で多孔性金属シート７５を樹脂シートに貼り付ける。これにより、導体バンプ３７の先端を多孔性金属シートおよび小孔７６Ａに接触させ、同時に樹脂シートの一部を小孔７６Ｂにくい込ませる。
【００８１】
上記の変形例において、第２半導体層２の表面に反射防止膜が形成されている場合には、孔３２の縁部と結合する部分の反射防止膜は上記のインパクト成形工程によって除去されるので、反射防止膜は必ずしも導電性を必要としない。例えば、酸化チタン（ＴｉＯ2）などの非導電性薄膜を用いることができる。
【００８２】
２）第２の製造方法の実施形態
本製造方法は、上記の第１の製造方法に加えて、電気絶縁層から突出した部位の導体バンプないしはその周辺部の電気絶縁性シートに導電性ペーストを塗着する工程を設けることにより、導体バンプと多孔性金属シートとの電気的接続の信頼性をさらに高めるものである。以下に、各工程の実施形態を説明する。
【００８３】
２−１）工程（ａ）
前記の第１の製造方法の工程（ａ）と同様にして組立体Ｋ１を構成する。
【００８４】
２−２）工程（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）
工程（ｂ）では、支持体の裏面側に電気絶縁性シートを貼り合わせ、導体バンプの先端を電気絶縁性シートの裏面側に突き出させる。工程（ｃ）では、電気絶縁性シートの裏面側に突き出た部位の導体バンプないしはその周辺部の電気絶縁性シートに導電性ペーストを塗着する。工程（ｄ）では、電気絶縁性シートの裏面に多孔性金属シートを圧力下において貼り合わせることにより、導体バンプの先端ないしは前記導電性ペーストを多孔性金属シートおよびその複数の小孔の縁部に接触させる。以下に各工程の実施形態を説明する。
【００８５】
まず、図５（３）の組立体Ｋ１を用意し、これに図９（１）と同様に、半硬化状態の樹脂シート４０を貼り付けるとともに樹脂シートに導体バンプ７を貫通させる（図１４（１））。次に、ディスペンサーなどにより、導電性ペースト３４を導体バンプ７の突出部ないしはその周辺部の樹脂シート４０に塗着する（図１４（２））。導電性ペーストは、素子の第２半導体層と支持体を接続するための導電性接着剤と同様のものを用いることができる。好ましい導電性接着剤は、例えば、エポキシ系接着剤に銀粉を導電材として混合した樹脂型導電性ペーストであり、その粘度は２５℃において約１００Ｐａ・ｓである。
【００８６】
次いで、第１の製造方法の実施形態に準じて樹脂シート４０の裏面に多孔性金属シート４５を圧力下で貼り合わせる。これにより、塑性変形した導体バンプ７の先端および導電性ペースト３４を多孔性金属シート４５に接触させ、さらにその小孔４６Ａに導体バンプ７および導電性ペーストの一部を入り込ませ、同時に樹脂シートを小孔４６Ｂの少なくとも一部にくい込ませることができる（図１４（３））。さらに、加熱して樹脂シートおよび導電性ペーストを固化する。こうして、支持体、樹脂シート、および多孔性金属シートが強固に結合し、さらに第１半導体と多孔性金属シートとの電気的接続は、固化した導電性ペーストの存在により、より確実になる。
【００８７】
図１４では、実施形態１−１−イ）による組立体Ｋ１を用いたが、実施形態１−１−（ロ）および（ハ）など、他の実施形態による組立体Ｋ１を用いた場合にも、図１４と同様の方法を適用することができる。
【００８８】
３）第３の製造方法の実施形態
３−１）工程（ａ）
前記の第１の製造方法の工程（ａ）と同様の実施形態により組立体Ｋ１を構成する。
【００８９】
３−２）工程（ｂ）および（ｃ）
多孔性金属シート、および多孔性金属シートと支持体を電気的に絶縁する電気絶縁性シートを組立体Ｋ１の支持体の裏面に貼り合わせる工程（ｂ）、および、多孔性金属シートを支持体の裏面側に加圧することにより、導体バンプの先端を多孔性金属シートおよびその小孔の縁部に接触させる工程（ｃ）、の実施形態を以下に説明する。
【００９０】
例えば、図５（３）の組立体の支持体の裏面に樹脂シート５０を軽く圧着して固定し（図１５（１））、次いで、樹脂シート５０に多孔性金属シート５５を軽く圧着して固定する（図１５（２））。この積層体を表裏から熱板で挟んで加圧する。これにより、導体バンプ７は樹脂シート５０を貫通して、その先端は塑性変形し、多孔性金属シート５５およびその小孔５６Ａの内部に入り込み、その縁部に接触する。同時に、樹脂シート５０の表面部分は、多孔性金属シート５５の小孔５６Ｂにくい込む（図１５（３））。
図１５では、図５（３）の組立体Ｋ１を用いたが、図６（３）および図７（２）など、他の実施形態による組立体Ｋ１を用いた場合にも、図１５と同様の方法で工程（ｂ）および（ｃ）を実施することができる。
【００９１】
他の実施形態として、電気絶縁性シートおよび多孔性金属シートが貼り合わされた複合シートを用いる方法がある。この方法では、まず、支持体の裏面側に接着剤層を形成しておき、複合シートの電気絶縁性シート側を接着剤層に軽く圧着して固定する。次いで、この積層体を表裏から熱板で挟んで加圧する。この場合、複合シートの電気絶縁性シートが、例えば前記の半硬化状態の樹脂シートである場合には、接着剤層を形成する必要はない。
【００９２】
これらの実施形態によれば、電気絶縁性シートおよび多孔性金属シートが支持体の裏面側に貼りつけられた時点では導体バンプは電気絶縁性シートを貫通していない。しかし、その後の加熱しながらの一回の加圧により、導体バンプを電気絶縁性シートに貫通させ、その先端を多孔性金属シートに接触させるとともに、電気絶縁性シートに対向する部位の多孔性金属シートの小孔に、電気絶縁性シートの表面層をくい込ませることができる。
【００９３】
４）第４の製造方法の実施形態
本製造方法では、電気絶縁性シートにより電気絶縁層を構成する第１ないし第３の製造方法と異なり、樹脂ペーストを塗着して得られる樹脂層により電気絶縁層を形成する。
【００９４】
４−１）工程（ａ）
前記の第１の製造方法の工程（ａ）と同様の実施形態により、組立体Ｋ１を構成する。
【００９５】
４−２）工程（ｂ）および（ｃ）
工程（ｂ）では、支持体の裏面側に樹脂ペーストを塗着して電気絶縁性の樹脂層を形成する。次いで工程（ｃ）では、前記樹脂層の裏面側に多孔性金属シートを圧力下において貼り合わせることにより、導体バンプの先端を多孔性金属シートおよびその小孔の縁部に接触させる。これらの工程の実施形態を図１６により説明する。
【００９６】
例えば、エポキシ系樹脂を主成分とする樹脂ペーストを、スプレーにより、図５（３）の組立体Ｋ１の支持体２０の裏面側に塗布し、乾燥して、厚さ約５０μｍの樹脂層８０を形成する（図１６（１））。次いで、多孔性金属シート８５を支持体の裏面側の樹脂層８０に圧着することにより、樹脂層８０に導体バンプ７を貫通させて塑性変形させ、その先端を多孔性金属シート８５およびその小孔８６Ａの縁部に接触させる。これと同時に、樹脂層８０を多孔性金属シート５５の他の小孔８６Ｂの少なくとも一部にくい込ませる（図１６（２））。図１６では、実施形態１−１−（イ）による組立体Ｋ１を用いたが、１−１−（ロ）および１−１−（ハ）など、他の実施形態による組立体Ｋ１を用いた場合にも同様の方法を適用することができる。
【００９７】
５）第５の製造方法の実施形態
本製造方法では、導体バンプにより層間接続部を構成する第１ないし第４の製造方法と異なり、電気絶縁層の導電路用開口に充填され、固化された導電性ペーストにより層間接続部を構成する。
【００９８】
５−１）工程（ａ）
本工程では、球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層を具備し、第２半導体層が第１半導体を露出させる開口部を有する複数のほぼ球状の光電変換素子、前記素子を１個ずつ配置するための複数の孔を有する導電性の支持体、並びに、支持体の裏面に接合され、支持体の孔に対応して導電路用開口を有する電気絶縁層からなり、前記素子が、その第２半導体層が前記孔の縁部に電気的に接続され、かつ前記第１半導体の露出部もしくは該露出部に形成された電極が前記導電路用開口に臨んでいる組立体Ｋ２を準備する。
【００９９】
組立体Ｋ２の構成方法は、支持体に装着する段階での素子の形態によって、イ）図１（ａ）または図２（ａ）の素子を用いる方法、ロ）図１（ｂ）または図２（ｂ）の素子を用いる方法、ハ）図１（ｃ）または図２（ｃ）の素子を用いる方法、の三種類に大別される。これらの方法について個別に説明する。
５−１−（イ）
【０１００】
まず、実施形態１−１−（イ）と同様にして、図４の構造体３０Ａを準備し、その支持体２０の裏面側に臨む部位の素子１０Ａの第２半導体層２の少なくとも一部を除去して第１半導体１の露出部３を形成する（図１７−１））。次いで、支持体の裏面に電気絶縁層を接合する。その実施形態の１例として、支持体２０の裏面に半硬化状態の樹脂シート４０を貼り付ける（図１７（２））。次いで、この樹脂シート４０に、素子１０の第１半導体の露出部３の少なくとも一部を露出させる孔を導電路用開口４１として形成する（図１７（３））。導電路用開口４１を形成するには、レーザ照射により被照射部の樹脂シートを分解させて除去する方法が好ましい。レーザ照射には例えば５０ＷのＹＡＧレーザを用い、照射時間約０．０２秒で、直径約２００〜３００μｍの被照射領域の樹脂シートを除去できる。
【０１０１】
次いで、必要に応じて、導電路用開口の内部の第１半導体の露出部に電極を形成する。まず、印刷法あるいはディスペンサーを用いて、樹脂シート４０の導電路用開口４１に電極形成用導電性ペーストを充填し、次いで、実施形態１−１−（イ）に準じて、導電性ペーストにレーザを照射して電極６を形成する（図１７（４））。これにより組立体Ｋ２が構成される。
【０１０２】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。まず、構造体３０Ａの支持体２０の裏面に樹脂シートを貼り付ける。次いで、その樹脂シートに導電路用開口を形成した後、導電路用開口内の第２半導体層をエッチング法により除去し、第１半導体の露出部を形成する。その後、必要に応じて、図１７（４）と同様にして電極を形成する。さらに他の実施形態は、例えば、図１７（１）の構造体の第１半導体の露出部の中央部に導電性ペーストを塗布し、これを乾燥した後、支持体の裏面に樹脂シートを貼り付け、これに導電路用開口を形成する。次いで、導電路用開口内に露出した導電性ペーストにレーザを照射して電極を形成する。あるいは、上記のようにして電極を形成した後、樹脂シートを貼り合わせ、これに導電路用開口を形成してもよい。
【０１０３】
５−１−（ロ）
まず、図６（１）の構造体３０Ｂを準備し、次いで、支持体２０の裏面に樹脂シート４０を貼り付け、樹脂シート４０に導電路用開口４１を形成する。さらに、導電路用開口４１内の第１半導体１の露出部３に電極６を形成する（図１８（１））。これにより組立体Ｋ２が構成される。
【０１０４】
５−１−（ハ）
まず、図７（１）の構造体３０Ｃを準備し、その支持体２０の裏面に樹脂シート４０を貼り付け、これに導電路用開口４１を形成する（図１９（１））。これにより組立体Ｋ２が構成される。
【０１０５】
５−２）工程（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）
工程（ｂ）では、工程（ａ）により構成された組立体Ｋ２の電気絶縁性シートの導電路用開口内に導電性ペーストを充填する。工程（ｃ）では、電気絶縁性シートの裏面に導電路用開口より小径の多数の小孔を有する多孔性金属シートを貼り合わせることにより、前記導電性ペーストを多孔性金属シートおよび複数の前記小孔の縁部に接触させる。工程（ｄ）では、導電路用開口内に充填した導電性ペーストを固化させる。以下に各工程の実施形態を説明する。
【０１０６】
まず、図１７（４）の組立体Ｋ２を準備し、その樹脂シート４０の導電路用開口を満たすよりやや多量に、電極６と多孔性金属シート４５とを電気的に接続するための導電性ペースト４８をディスペンサーなどにより充填する（図２０（１））。導電性ペーストは、第２の製造方法の工程（ｃ）と同様のものを用いることができる。一般的には、１００〜２００℃という比較的低い熱処理温度で固化する樹脂型導電性ペーストを用いる。
【０１０７】
次に、樹脂シート４０の裏面に、多孔性金属シートを貼り合わせる。まず、支持体２０に貼り付けられ、半硬化状態が維持されている樹脂シート４０に重なるように多孔性金属シートを対向させ、これを軽く圧着して仮止めする。次いでこの多孔性金属シート側を下にして図８の装置のダイヤフラム６９の上にのせる。この後、同装置を稼動させて多孔性金属シートを樹脂シート４０に貼り合わせる。すなわち、上型６０と下型６１との間を減圧にするとともに、上型６０と下型６１とを近づけながら、ダイヤフラムを上方へ加圧し、同時に熱盤６４および６５を１２０℃程度に加熱する。
【０１０８】
これにより、図２０（２）に示すように、多孔性金属シート９５が支持体２０の裏面の樹脂シート４０に貼り付けられた構造体が構成される。導電路用開口４１に充填された導電性ペースト４８は導電路用開口に対面する部位とその周辺部の多孔性金属シート９５に密着し、さらに同部位の小孔９６Ｃないしはその周辺の小孔を含めた複数の小孔の少なくとも一部に入り込んでいる。また、樹脂シート４０に対向する小孔９６Ｄの少なくとも一部には、樹脂シート４０が入り込んでいる。
【０１０９】
次いで、熱盤６４および６５の温度を約１８０℃に上昇させ、導電性ペースト４８を固化するとともに電気絶縁性シート４０を硬化させる。固化した導電性ペーストは、導電路用開口を通して多孔性金属シートおよびその複数の小孔の縁部から側壁にかけて接触しており、また、硬化状態の樹脂シートが多孔性金属シートに接合するとともに小孔にくい込んでいる。これにより、第１半導体の露出部ないしは電極と多孔性金属シートとが電気的に確実に接続され、かつ、支持体、電気絶縁性シートおよび多孔性金属シートの三者が強化に結合される。
【０１１０】
図２１は、こうして構成された光電変換装置のユニットを、多孔性金属シート側から見た模式的な平面図である。図中、支持体の凹部の開口端２３、支持体の孔２２、および導電路用開口４１を破線で示す。また、多孔性金属シートの小孔のうち、少なくとも一部が導電路用開口４１に対向する小孔９６Ｃおよび、それ以外の小孔９６Ｄに区分し、それぞれ実線で示す。多孔性金属シート９５には導電路用開口４１より小径の多数の小孔がほぼ均一な分布で形成され、導電路用開口４１には、複数の小孔９６Ｃの少なくとも一部が対向している。
【０１１１】
図１８（１）または図１９（１）の組立体Ｋ２を用いた場合にも、図１７（４）の組立体Ｋ２を用いた上記の実施形態と同様にして、図１８（２）または図１９（２）に示す光電変換装置のユニットを構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明により、高品質・高信頼性の光電変換装置を効率的に製造することができる。これにより、同光電変換装置を低コストかつ工業的規模で提供することが可能となる。この光電変換装置は、特に建物の屋根などに設置する太陽光発電装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明に用いる光電変換素子の態様を示す縦断面図である。
【図２】本発明に用いる光電変換素子の別の態様を示す縦断面図である。
【図３】本発明に用いる支持体の一例を示す要部の平面図である。
【図４】本発明の第１の製造方法の第１の実施形態の第１段階の工程を示す断面図である。
【図５】同上の実施形態の第２段階の工程を示す断面図である。
【図６】同上の製造方法の第２の実施形態の前半の工程を示す断面図である。
【図７】同上の製造方法の第３の実施形態の前半の工程を示す断面図である。
【図８】支持体の裏面に電気絶縁性シートを貼り合わせる装置の要部を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第１の製造方法の第１の実施形態の最終段階の工程を示す断面図である。
【図１０】同上の工程により構成された光電変換装置のユニットの要部を示す底面からの平面図である。
【図１１】本発明の第１の製造方法の第２の実施形態の後半の工程を示す断面図である。
【図１２】同上の製造方法の第３の実施形態の後半の工程を示す断面図である。
【図１３】同上の製造方法の第４の実施形態の工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の第２の製造方法の実施形態の工程を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３の製造方法の実施形態の工程を示す断面図である。
【図１６】本発明の第４の製造方法の実施形態の工程を示す断面図である。
【図１７】本発明の第５の製造方法の第１の実施形態の前半の工程を示す断面図である。
【図１８】同上の製造方法の第２の実施形態の工程を示す断面図である。
【図１９】同上の製造方法の第３の実施形態の工程を示す断面図である。
【図２０】同上の製造方法の第１の実施形態の後半の工程を示す断面図である。
【図２１】同上の工程により構成された光電変換装置のユニットの要部を示す底面からの平面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１  第１半導体
２  第２半導体層
３、１３、３３  第１半導体の露出部
４  第２半導体層の開口部
５  反射防止膜
６、１６、２６  電極
７、１７、２７、３７  導体バンプ
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  光電変換素子
２０、２５  支持体
２１、凹部
２２、３２（支持体の）孔
２４、３４  導電性ペースト
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ  構造体
４０、５０、７０  電気絶縁性シート（または、樹脂シート）
４１  電導路用開口
４５、４８、５５、７５、９５  多孔性金属シート
４６Ａ、４６Ｂ、５６Ａ、５６Ｂ、７６Ａ、７６Ｂ、８６Ａ、８６Ｂ、
９６Ａ、９６Ｂ  （多孔性金属シートの）小孔
８０  樹脂層
【図１】
2008124261.tif 000003
【図２】
2008124261.tif 000004
【図３】
2008124261.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008124261.tif 000009
【図８】
2008124261.tif 000010
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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