(57)【要約】【課題】光起電力素子を製造する場合、光起電力素子基板と金属バスバーを第１のエネルギービームにより溶接接合する工程と第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程でエネルギービームを用いる工程が２ヵ所必要となる。このことにより、生産装置のコストや設置面積が増加し、光起電力素子を生産するためのコストが大幅に増加してしまう。【解決手段】絶縁部材上から第１のエネルギービームを照射して光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを溶接接合する工程と、前記絶縁部材上に導電性被覆層を被覆した金属ワイヤを配置する工程と、前記絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程を、有する光起電力素子の製造方法を提供する。【選択図】        図１
2004335680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光起電力素子基板の受光面の一部に絶縁部材を配置する工程と、前記絶縁部材上に導電性被覆層を被覆した金属ワイヤを配置する工程と、光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを配置する工程と、前記絶縁部材上から第１のエネルギービームを照射して光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを溶接接合する工程と、前記絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程を、有することを特徴とする光起電力素子の製造方法。
【請求項２】
絶縁部材上から第１のエネルギービームを照射して光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを溶接接合する工程と、絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程を、同時に行うことを特徴とする請求項１記載の光起電力素子の製造方法。
【請求項３】
絶縁部材上から第１のエネルギービームを照射して光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを溶接接合する工程と、絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程において、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームは、同一の出射ユニットから照射されるエネルギービームであることを特徴とする請求項１乃至２の光起電力素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１および／または第２のエネルギービームがＱスイッチパルスＹＡＧレーザーであることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の光起電力素子の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁部材の波長０．４〜２．０μｍにおける光吸収が１０％未満であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の光起電力素子の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁部材は少なくとも融点が２５０℃以上である高分子フィルムを有することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の光起電力素子の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁部材は少なくともフッ素系樹脂である高分子フィルムを有することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の光起電力素子の製造方法。
【請求項８】
前記導電性被覆層がグラファイトもしくはブラックカーボンを含有することを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の光起電力素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業性が良好でかつ信頼性の高い電極構造を有する光起電力素子の製造方法に関する。より詳しくは金属ワイヤおよび金属バスバーなどの集電電極を有する光起電力素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光起電力素子を応用した太陽電池は、火力発電、水力発電、原子力発電など、既存の発電方法の問題を解決する代替エネルギー源として注目されている。
【０００３】
太陽電池の種類としては、結晶系太陽電池、アモルファス系太陽電池、化合物半導体太陽電池等、多種にわたる太陽電池が研究・開発されているが、中でもアモルファスシリコン太陽電池は、変換効率こそ結晶系太陽電池には及ばないものの、大面積化が容易で、かつ光吸収係数が大きく、また薄膜で動作するなどの結晶系太陽電池にはない優れた特徴を持っており、将来を有望視されている太陽電池の一つである。
【０００４】
アモルファスシリコン太陽電池の構成として、例えば、保持部材の上に半導体層、透明電極層を順次形成した構造が公知である。透明電極層の表面には、電流を集めるための金属ワイヤが配置される。さらに、金属ワイヤの表面には、前記金属ワイヤによって集められた電流を集めるための金属バスバー２が形成される。また、保持部材の裏面にも電流を集めるための金属バスバー１が形成される。
【０００５】
上述の電極構造の例としては、特開平１１−７７３４８号公報、特開２００１−３４５４６８号公報に金属ワイヤおよび金属バスバー等を使用した集電電極が開示されている。図２（ａ）は、金属ワイヤおよび金属バスバーなどの集電電極を有する光起電力素子の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【０００６】
２０１は光起電力素子基板であり、保持部材の上に半導体層、透明電極層を順次形成されている。２０２は透明電極層を除去した部分（除去部分）であり、光起電力素子基板の端部でのショートを回避している。２０３は絶縁部材であり、光起電力素子基板と金属ワイヤの絶縁を確保している。２０４は金属ワイヤであり、周囲を導電性被覆層でコーティングしたものが、透明電極層と絶縁部材上に配置されている。２１０は金属バスバー２であり、金属ワイヤで集められた電流を更に集める目的で形成されている。なお、金属ワイヤと金属バスバー２の電気的接続は、金属ワイヤ周囲の導電性被覆層を用いて接続されている。
【０００７】
このような従来構成で、アモルファスシリコン太陽電池の変換効率としては８〜１０％程度が実用レベルであるが、近年のアモルファスシリコン太陽電池の変換効率の向上は目覚しいものがあり、とりわけ変換効率を決定するパラメータの中でも、短絡電流（いわゆるＩｓｃ）が向上し、１０％を超えるような半導体層が開発されている。このため単位発電量当たりの生産コストも大きく減少している。
【０００８】
以下に図４を参照して従来の光起電力素子の製造方法について説明する。例えば、製造工程１（ａ）は、製造工程１における光起電力素子を受光面から見た場合の平面図であり、製造工程１（ｂ）は、製造工程１（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図である。以下、製造工程２（ａ）、製造工程２（ｂ）、・・・、製造工程７（ａ）、製造工程７（ｂ）と順を追って端的に説明する。
【０００９】
製造工程１、光起電力素子基板を準備する。
【００１０】
製造工程２、光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを配置する。
【００１１】
製造工程３、光起電力素子基板と金属バスバーを第１のエネルギービームにより溶接接合する。
【００１２】
製造工程４、光起電力素子基板の受光面に絶縁部材を配置する。
【００１３】
製造工程５、絶縁部材上に導電性被覆層を被覆した金属ワイヤを配置する。
【００１４】
製造工程６、絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する。
【００１５】
製造工程７、金属ワイヤに導電性ペーストを付与し、光起電力素子基板の受光面の絶縁部材および金属ワイヤ上に金属バスバー２を配置する。
【００１６】
先の特開平１１−７７３４８号公報、特開２００１−３４５４６８号公報で提案された金属ワイヤおよび金属バスバー等を使用した集電電極を製造する場合、上記の製造方法を用いることが考えられる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の製造方法を用いた場合、光起電力素子基板と金属バスバーを第１のエネルギービームにより溶接接合する工程と第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程とでエネルギービームを用いる工程が２ヵ所、製造工程中に点在することになる。このように、製造工程中にエネルギービームを用いる工程が点在することにより、製造方法が冗長で複雑になり、生産装置のコストや設置面積が増加する。このような、生産装置のコストや設置面積の増加により、光起電力素子の生産コストが、大幅に増加してしまうという問題があった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明の目的は、従来技術における上述した問題を克服し、光起電力素子を安定にかつ効率的に製造する方法を提供することにある。
【００１９】
すなわち本発明は、光起電力素子基板の受光面の一部に絶縁部材を配置する工程と、前記絶縁部材上に導電性被覆層を被覆した金属ワイヤを配置する工程と、光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを配置する工程と、前記絶縁部材上から第１のエネルギービームを照射して光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを溶接接合する工程と、前記絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程を有することにより、エネルギービーム装置を集約することができ、生産装置のコストや設置面積の削減が図れ、光起電力素子を生産するためのコストを大幅に削減することが可能となる。
【００２０】
なお、先に図４で説明した従来の製造方法によれば、光起電力素子基板と金属バスバー１を第１のエネルギービームにより溶接接合する工程（製造工程３）を光起電力素子基板の受光面に絶縁部材を配置する工程（製造工程４）より前工程に持ってくる必要がある。これは、光起電力素子基板の受光面に配置される絶縁部材が第１のエネルギービームを吸収し、絶縁部材の持つ絶縁性が破壊されてしまうという理由からである。
【００２１】
本発明によれば、絶縁部材の光吸収が非常に少ないことにより、半導体素子基板の受光面に絶縁部材を配置した後からでも、絶縁部材上からエネルギービームを照射することが可能となる。つまり、絶縁部材上から第１のエネルギービームを照射して光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを溶接接合する工程と、絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程を有することにより、エネルギービーム装置を製造工程中の１ヵ所に集約することが可能となり、生産装置のコストや設置面積の削減が図れ、光起電力素子を生産するためのコストを大幅に削減することが可能となる。
【００２２】
また、絶縁部材上から第１のエネルギービームを照射して光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを溶接接合する工程と、絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程とを同時に行うことによって、製造時間の削減が図れ、光起電力素子を生産するためのコストを削減することが可能となる。
【００２３】
また、絶縁部材上から第１のエネルギービームを照射して光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを溶接接合する工程と、絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程において、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームは、同一の出射ユニットから照射されるエネルギービームであることによって、さらにエネルギービーム装置を製造工程中の１ヵ所に集約することが可能となり、同時に製造時間や生産装置のコストや設置面積の削減が図れ、光起電力素子を生産するためのコストを大幅に削減することが可能となる。
【００２４】
また、エネルギービームがＱスイッチパルスＹＡＧレーザーであることで、エネルギービームを照射したときの熱の影響が金属ワイヤに伝わりにくくなるため、より導電性被覆層のみを選択的に除去できるようになる。また、ＹＡＧレーザーを使用することで、装置を比較的安価にすることができ、小型でかつメンテナンスを容易にすることができる。
【００２５】
また、絶縁部材の波長０．４〜２．０μｍにおける光吸収が１０％未満であることによって、絶縁部材の絶縁性を損ねることなくエネルギービームを照射することが可能となり、信頼性の高い電極部分を効率的に製造することができる。
【００２６】
また、絶縁部材は少なくとも融点が２５０℃以上である高分子フィルムを有することによって、光起電力素子の製造方法として加熱工程が加わったとしても、絶縁部材に伸縮や浮きが発生することがないため、安定したエネルギービームの照射と電極部分の製造が可能となる。
【００２７】
また、絶縁部材は少なくともフッ素系樹脂である高分子フィルムを有することによって、エネルギービームに対して強度を持った材料を比較的容易に入手することが可能となり、信頼性の高い電極部分を容易に製造することができる。
【００２８】
また特に、前記導電性被覆層がグラファイトもしくはブラックカーボンを含有させることによって、エネルギービーム、特に光に対する吸収性が向上し、低エネルギーで除去が可能となる。また、それによって、金属ワイヤとの除去選択性が向上する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施態様例を詳細に説明する。
【００３０】
本発明に係る光起電力素子の製造方法の一例として、アモルファスシリコン太陽電池の製造方法を図１を用いて詳述する。例えば、製造工程１（ａ）は、製造工程１における光起電力素子を受光面側から見た場合の平面図であり、製造工程１（ｂ）は、製造工程１（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図である。以下、製造工程２（ａ）、製造工程２（ｂ）、・・・、製造工程７（ａ）、製造工程７（ｂ）と順を追って説明する。
【００３１】
製造工程１、光起電力素子基板を準備する。
【００３２】
保持部材上に半導体層、透明電極層が順次形成された光起電力素子基板１０１を任意の大きさで準備する。また、最表面に位置する透明電極層を除去した除去部分１０２を形成する。これは、光起電力素子基板の周辺に存在する短絡箇所が、光起電力素子の変換効率に影響を及ぼさないようにする場合の処理であって、短絡箇所がない場合や短絡の程度が無視できるような場合には特に設ける必要はない。
【００３３】
製造工程２、光起電力素子基板の受光面側に絶縁部材を配置する。
【００３４】
光起電力素子基板１０１の受光面側の端部に、例えば両面粘着テープのような絶縁部材１０３を配置する。このとき、光起電力素子基板の受光面側の端部とは、後工程において金属ワイヤや金属バスバー２を配置する領域である。絶縁部材は、金属ワイヤや金属バスバー２が、光起電力素子基板の除去部分１０２と接触してショートすることを防止する目的で配置されるものである。
【００３５】
絶縁部材１０３としては、高分子フィルムの両面に粘着剤を配したものが好適に用いられる。
【００３６】
高分子フィルムとしては、セロファン、レーヨン、アセテート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリスルホン、不飽和ポリエステル、エポキシ、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリイミドシリコン樹脂等が使用できる。
【００３７】
特に、第１および第２のエネルギービームとしてＹＡＧレーザーを使用した場合、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−バーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が良好な光透過性を示し、好適である。
【００３８】
また、耐熱性の観点からは、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−バーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が良好な耐熱性を示し、好適である。
【００３９】
粘着剤としては、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系、エポキシ系、ポリウレタン系、ナイロン系、ポリアミド系、無機系、または複合型粘着剤などが挙げられる。粘着剤の一例としては、粘着性、タック、保持力、耐湿性、耐久性、耐熱性に優れたアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤等が使用できる。
【００４０】
製造工程３、絶縁部材上に導電性被覆層を被覆した金属ワイヤを配置する。
【００４１】
次に、絶縁部材および光起電力素子基板上に導電性被覆層を被覆した金属ワイヤ１０４を適当なピッチ間隔で配置する。この時点では、光起電力素子基板の受光面側の端部に配置された絶縁部材上のみで金属ワイヤは固定されている。
【００４２】
金属ワイヤ１０４としては、電気抵抗の低い、金、銀、銅、白金、アルミニウム、スズ、鉛、ニッケル、モリブデン、タングステンなどの金属およびこれらの合金が挙げられる。金属ワイヤの断面形状としては、円形、矩形、多角形などが挙げられる。特に、前記金属ワイヤの断面形状が円形である場合、電気抵抗とシャドーロスとの和が最小となるような直径が選択され、具体的には直径２５μｍから２００μｍまでが好適に用いられる。また、所望に応じて該金属ワイヤの表面に腐食防止、酸化防止、電気伝導性の向上などの目的で薄い表面金属層を形成してもよい。前記表面金属層としては、電気抵抗の低い、金、銀、銅、白金、アルミニウム、スズ、鉛、ニッケル、モリブデン、タングステンなどの金属が挙げられ、メッキ法、クラッド法により形成される。そして、前記金属をフィラーとして作製した導電性被覆層１０５を形成する。
【００４３】
導電性被覆層１０５は、高分子樹脂と導電性粒子の混合物からなる。前記高分子樹脂としては、生産性、作業性、柔軟性、耐候性に優れた熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルホルマール、アルキド樹脂あるいはこれらを変性した樹脂など）、熱可塑性樹脂（ポリアミドイミド樹脂、メラミン樹脂、ブチラール、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、アクリル、スチレン、ポリエステルなど）が挙げられる。前記導電性粒子としては、グラファイト、カーボンブラック、Ｉｎ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｎＯなどの金属酸化物、およびこれらに適当なドーパントを添加した酸化物半導体材料などが挙げられる。導電性被覆層を用いた金属ワイヤと金属バスバー２の接着方法としては、金属ワイヤ全体を導電性被覆層で被覆するか、金属ワイヤまたは金属バスバー２に導電性被覆層を部分的に塗布し、加熱、加圧などの方法が挙げられる。
【００４４】
製造工程４、光起電力素子基板の非受光面側に金属バスバー１を配置する。
【００４５】
光起電力素子基板１０１の非受光面側の端部に、金属バスバー１を配置する。このとき光起電力素子基板の非受光面側の端部とは、後工程において第１のエネルギービームを照射して、金属バスバー１を溶接接合する領域である。
【００４６】
なお、（製造工程２−製造工程３−製造工程４）の順序は、入れ替えることも可能であり、（製造工程４−製造工程２−製造工程３）の順序と（製造工程２−製造工程４−製造工程３）の順序においても良好な作業性が得られる。
【００４７】
金属バスバー１  １０６および金属バスバー２  １１０としては、電気抵抗の低い、金、銀、銅、白金、アルミニウム、スズ、鉛、ニッケル、モリブデン、タングステンなどの金属およびこれら金属の合金が挙げられる。金属バスバー１および金属バスバー２の断面形状としては、円形、矩形、多角形などが挙げられる。また、所望に応じて該金属バスバーの表面に腐食防止、酸化防止、電気伝導性の向上などの目的で薄い表面金属層を形成してもよい。前記表面金属層としては、電気抵抗の低い、金、銀、銅、白金、アルミニウム、スズ、鉛、ニッケル、モリブデン、タングステンなどの金属が挙げられ、メッキ法、クラッド法により形成される。
【００４８】
製造工程５、絶縁部材上から第１のエネルギービームを金属ワイヤの配していない領域に照射して、光起電力素子基板の非受光面側で金属バスバー１を溶接接合する。
【００４９】
光起電力素子基板の受光面端部に配置された絶縁部材上から、第１のエネルギービーム１０７を照射して、光起電力素子基板の非受光面に配置された金属バスバー１  １０６と光起電力素子基板を溶接接合する。
【００５０】
この時に使用する第１のエネルギービームとしては、電子線、イオン線、レーザー等を用いることができるが、装置が簡易になる点からレーザーが好適であり、中でも溶接に必要な大出力が比較的容易に引き出せるＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザーが好適である。
【００５１】
ここで、第１のエネルギービームが金属バスバー１に吸収しやすくする為に、金属バスバー１上にエネルギーを吸収しやすい媒体を設けても良い。媒体としては、例えば黒色のインキ等が好適である。
【００５２】
製造工程６、絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する。
【００５３】
さらに、光起電力素子基板の受光面端部に配置された絶縁部材上から、第２のエネルギービーム１０９を金属ワイヤ上に照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する。
【００５４】
第２のエネルギービームの出力強度は、小さすぎると被覆層が除去できず、逆に大きすぎると金属ワイヤが溶融してしまう為、適宜選択することによって、導電性被覆層だけが選択的に除去され、金属ワイヤをきれいに露出することが可能である。
【００５５】
第２のエネルギービームとしては、第１のエネルギービームと同様に電子線、イオン線、レーザー等を用いることができるが、装置が簡易になる点から、ここでもレーザーが好適である。レーザーを使用する場合においては、導電性被覆層を構成する導電フィラーがグラファイトもしくはカーボンを含有していると、レーザーに対する吸収性が良好であるため、低エネルギーで容易かつ確実に除去が可能となる。中でも導電フィラーがグラファイトもしくはブラックカーボンで、レーザーがＱスイッチパルスＹＡＧレーザーである場合が選択除去性の観点から好適である。
【００５６】
なお、製造工程５と製造工程６は、（製造工程５―製造工程６）の順序で行うことも、（製造工程６−製造工程５）の順序で行うことも可能である。また、製造工程５と製造工程６は、（製造工程５・６）のように同時に行うことも可能である。
【００５７】
製造工程５・６とは、光起電力素子基板と金属バスバー１を第１のエネルギービームにより溶接接合し、同時に、絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程である。
【００５８】
光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを溶接接合する工程と、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程とを同時に行った場合（製造工程５・６）の例を図５に示す。
【００５９】
図５において本発明に係る光起電力素子の製造方法を説明する概略図を示す。製造工程５・６（ａ）は、光起電力素子を受光面側から見た場合の平面図であり、製造工程５・６（ｂ）は、製造工程５・６（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図である。この図に示されるように、光起電力素子基板と金属バスバー１を第１のエネルギービームにより溶接接合する工程と、絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程を同時に行うことが可能である。
【００６０】
また、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームは、同一の出射ユニットから照射されるエネルギービームであることも可能であり、（製造工程５・６）のように同時に行うことも可能である。
【００６１】
第１のエネルギービームと第２のエネルギービームを同一の出射ユニットから照射されるエネルギービームとした場合とし、エネルギービームの出力強度を変化させた場合（製造工程５・６）の例を図６に示す。
【００６２】
図６において本発明に係る光起電力素子の製造方法を説明する概略図を示す。製造工程５・６（ａ）は、光起電力素子を受光面側から見た場合の平面図であり、製造工程５・６（ｂ）は、製造工程５・６（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図と光起電力素子の位置とエネルギービームの出力強度の関係を示したグラフである。このグラフに示されるように、エネルギービームの出力強度を位置によって変化させた照射によって、第１のエネルギービームと第２のエネルギービームとを同一の出射ユニットから連続的または断続的に照射することが可能である。このことにより、光起電力素子基板の非受光面に金属バスバーを溶接接合する工程と、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程とを同時に行うことが可能である。
【００６３】
製造工程７、金属ワイヤに導電性ペーストを付与し、光起電力素子の受光面側の絶縁部材および金属ワイヤ上に金属バスバー２を配置する。
【００６４】
さらに、金属ワイヤが露出した部分に導電性ペーストを付与し、金属バスバー２  １１０を配置し、光起電力素子全面を加熱および加圧し、導電性被覆層を硬化して金属ワイヤを透明導電層上に固定することによって、集電電極の配置が終了する。
【００６５】
導電性ペーストは、金属ワイヤにおける導電性被覆層を除去した部分に付与され、金属ワイヤと金属バスバー２とを接続する目的で用いられる（図示せず）。導電性ペーストの種類としては、代表的なものとして、銀ペーストやハンダ等が挙げられるが、導電性を有するペーストならば何れのものも好適に用いられる。
【００６６】
（実施例）
以下に上記請求項に沿った実施例について記載するが、本発明の実質的内容は下記実施例の具備する具体的な記述に限定されるものではない。
【００６７】
（実施例１）
本実施例では、図１に示す製造方法でｐｉｎ型トリプル構成のアモルファス太陽電池を作成した。
【００６８】
光起電力素子基板１０１の大きさは３０ｃｍ×３０ｃｍであった。素子の有効面積が９００ｃｍ２となるように塩化第２鉄を主成分とするエッチングペーストと市販の印刷機を用いて透明電極層の一部を除去し、除去部分１０２を形成した。
【００６９】
上記で形成された除去部分の上に、シリコーン系粘着剤５０μｍ／テトラフルオロエチレン−バーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）５０μｍ／シリコーン系粘着剤２５μｍの積層体からなる幅７ｍｍの絶縁部材１０３を接着配置し、金属ワイヤ１０４を５．５ｍｍ間隔で配置し、前記絶縁部材上で固定した。
【００７０】
金属バスバー１  １０６として、厚さ１００μｍの軟質銅箔（無酸素銅）を用意した。この軟質銅箔は体積抵抗率が１．７ｘ１０−６Ωｃｍのものであり、銅箔の断面積を考慮しても保持部材であるステンレス基板よりは高い導電性を有するものである。
【００７１】
これらの保持部材と金属バスバー１を溶接接合するレーザーとしては、ミヤチテクノス社製パルスＮｄ−ＹＡＧレーザー（最大定格出力５０Ｗ、ピーク出力５ｋｗ／１０ｍｓ）を用意した。ＹＡＧレーザーは、波長１．０６４μｍの単色光を有しており、この波長の光は前述のａ−ＳｉＧｅボトムＩ層にて吸収が可能である。
【００７２】
以上の準備を完了したところで、固定治具に、保持部材と金属バスバー１が接触するように密着固定させ、受光面で絶縁部材の上からから金属ワイヤの配していない領域で８カ所の溶接を行った。レーザー光の照射条件は、単発のパルス波形でエネルギーは３Ｊ、パルス幅は１．５ｍｓｅｃ、モードはシングルモードを使用し直径０．６ｍｍのグレーテッドインデックスファイバーを使用してファイバーの先のレンズで焦点を合わせた。焦点深度は５６ｍｍであり、スポット径は約５００μｍであった。
【００７３】
その後、金属ワイヤ上にレーザー光を照射し、２ｍｍ長だけ金属ワイヤの導電性被覆層を除去し、銀クラッド銅ワイヤを露出させた。このとき、レーザーとしてはＱスイッチＹＡＧレーザーを使用した。レーザーの照射条件としては、出力３０Ｗ、パルス周波数１２ｋＨｚ、スキャン速度１２００ｍｍ／秒で行った。
【００７４】
次に、銀クラッドワイヤが露出した部分の上に銀ペーストを配し、絶縁部材１０３と平行に金属バスバー２  １１０を載置した。金属バスバー２としては、厚み１００μｍの銀メッキ銅を用いた。
【００７５】
その後、光起電力素子全体を不図示の加熱装置で加熱圧着することによって、金属ワイヤを透明電極層上に接着固定した。加熱条件は２００℃４５秒、圧力は１ｋｇ／ｃｍ２で行った。
【００７６】
以上の工程によって、アモルファス太陽電池Ａを３個作成した。
【００７７】
完成したアモルファス太陽電池Ａを、ＡＭ１．５グローバルの太陽光スペクトルで１００ｍＷ／ｃｍ２の光量の擬似太陽光源（以下シミュレータと呼ぶ）を用いて、変換効率を測定したところ、３つとも１２．９％と良好な特性が得られ、ばらつきも少なかった。
【００７８】
さらに、測定後に金属バスバー１を光起電極素子から剥離することによって、溶接状態の観察を行ったところ、３００箇所全ての溶接箇所で溶接痕が認められ、溶接が安定してできていることが確認された。
【００７９】
（実施例２）
実施例２では、アモルファス太陽電池Ｂを３個作成した。
【００８０】
実施例２では、光起電力素子基板に配置する絶縁部材として、アクリル系粘着剤３０μｍ／ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）５０μｍ／アクリル系粘着剤３０μｍの積層体からなる絶縁部材１０３を接着配置した点と、「光起電力素子基板と金属バスバー１をレーザーにより溶接接合する工程と、レーザーを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程を同時に行った」点だけが実施例１とは異なっており、その他は実施例１と同様に作成した。また、実施例２で用いた絶縁部材は、実施例１で用いた絶縁部材よりもコストの安い構成を持っているため、光起電力素子全体のコストは、実施例１よりも低かった。
【００８１】
光起電力素子基板と金属バスバー１をレーザーにより溶接接合する工程と、レーザーを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する工程を同時に行った工程においては、レーザーの出力強度を光起電力素子の位置によって変化させて照射することによって行った。このため、光起電力素子基板の非受光面に金属バスバー１を溶接接合するためのレーザーと、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出するためのレーザーとは、同一の出射ユニットから照射した。
【００８２】
レーザーの照射条件としては、金属バスバーを溶接接合する位置においては、出力を２０００Ｗとし、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出する部分においては、出力を３０Ｗとした。
【００８３】
また、スキャン速度は１２００ｍｍ／秒、スポット径は約５００μｍであった。上記のようにレーザーの照射を行い、受光面で絶縁部材の上からから金属ワイヤの配していない領域で８カ所の溶接を行い、３０ヵ所で導電性被覆層の除去を行った。その後、金属ワイヤが露出した部分の上に銀ペーストを配し、絶縁部材１０３と平行に金属バスバー２  １１０を載置した。
【００８４】
完成したアモルファス太陽電池Ｂを、同様のシミュレータを用いて変換効率の測定をしたところ、３つの太陽電池とも１２．９％という特性が得られ、実施例１で作成したアモルファス太陽電池Ａと比較すると、同程度の結果が得られた。
【００８５】
また、実施例１と同様に、測定後に金属バスバー１を光起電力素子基板から剥離したところ、全ての箇所で良好な溶接が観察された。
【００８６】
【発明の効果】
上述した本発明の構成によれば、以下の効果が奏される。
【００８７】
本発明によれば、絶縁部材の光吸収が非常に少ないことにより、半導体素子基板の受光面に絶縁部材を配置した後からでも、絶縁部材上からエネルギービームを照射することが可能となる。つまり、金属バスバー１を第１のエネルギービームにより溶接接合する工程と金属ワイヤ周囲の導電性被覆層をエネルギービームにより除去する工程とを集約することが可能となる。
【００８８】
本発明の光起電力素子の製造方法を用いることによって、例えば以下のような製造工程の順序が可能となる。
【００８９】
製造工程１、光起電力素子基板を準備する。
【００９０】
製造工程２、光起電力素子基板の受光面の一部に絶縁部材を配置する。
【００９１】
製造工程３、絶縁部材上に導電性被覆層を被覆した金属ワイヤを配置する。
【００９２】
製造工程４、光起電力素子基板の非受光面に金属バスバー１を配置する。
【００９３】
製造工程５、光起電力素子基板と金属バスバー１を第１のエネルギービームにより溶接接合する。
【００９４】
製造工程６、絶縁部材上から第２のエネルギービームを照射し、導電性被覆層を除去して金属ワイヤを露出しする。
【００９５】
製造工程７、金属ワイヤに導電性ペーストを付与し、光起電力素子の受光面側の絶縁部材および金属ワイヤ上に金属バスバー２を配置する。
【００９６】
上記のような製造工程の順序により、エネルギービーム装置を集約することができ、生産装置のコストや設置面積の削減が図れ、光起電力素子を生産するためのコストを大幅に削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光起電力素子の製造方法を説明する概略図。
製造工程１（ａ）  製造工程１における光起電力素子を受光面側から見た場合の平面図。
製造工程２（ｂ）  製造工程１（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図。
【図２】（ａ）  金属ワイヤおよび金属バスバーなどの集電電極を有する光起電力素子の平面図。
（ｂ）  （ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図。
（ｃ）  （ａ）におけるＢ−Ｂ’線に沿った断面図。
【図３】金属ワイヤをの断面図。
【図４】従来の光起電力素子の製造方法を説明する概略図。
製造工程１（ａ）  製造工程１における光起電力素子を受光面側から見た場合の平面図。
製造工程２（ｂ）  製造工程１（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図。
【図５】本発明に係る光起電力素子の製造方法を説明する概略図。
製造工程５・６（ａ）  光起電力素子を受光面側から見た場合の平面図。
製造工程５・６（ｂ）  製造工程５・６（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図。
【図６】本発明に係る光起電力素子の製造方法を説明する概略図。
製造工程５・６（ａ）  光起電力素子を受光面側から見た場合の平面図。
製造工程５・６（ｂ）  製造工程５・６（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図と、光起電力素子の位置とエネルギービームの出力強度の関係を示したグラフ。
【符号の説明】
１０１、２０１、４０１、５０１  光起電力素子基板
１０２、２０２、４０２  除去部分
１０３、２０３、４０３、５０３  絶縁部材
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４  金属ワイヤ
１０５、３０５、４０５、５０５  導電性被覆層
１０６、２０６、４０６、５０６  金属バスバー１
１０７、４０７、５０７  第１のエネルギービーム
１０８、４０８、５０８  溶接部分
１０９、４０９、５０９  第２のエネルギービーム
１１０、２０１、４１０  金属バスバー２
２０１ａ  保持部材
２０１ｂ  半導体層
２０１ｃ  透明電極層
２０３ａ  高分子フィルム
２０３ｂ  粘着剤
３０５ａ  第１被覆層
３０５ｂ  第２被覆層
５１１  エネルギービーム
【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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