(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板の一方の面側に内部電極を、他方の面側に外部電極をそれぞれ有し、前記絶縁性基板に設けられたスルーホール内において前記内部電極と前記外部電極とが接している電子部品であって、
前記内部電極が相対的に小径の導電粒子を含有し、前記外部電極が相対的に大径の導電粒子を含有する電子部品。
【請求項２】
前記スルーホール内に、前記大径の導電粒子と前記小径の導電粒子とが混じり合った領域が存在する請求項１の電子部品。
【請求項３】
前記大径の導電粒子が前記スルーホールの内壁面付近に主として存在し、前記小径の導電粒子が、前記スルーホールの中心軸付近および前記大径の導電粒子同士の間に存在する請求項１の電子部品。
【請求項４】
前記絶縁性基板の表面に、下部電極、光電変換層および透明電極をこの順で有する太陽電池であり、
前記内部電極が、前記下部電極または前記透明電極と電気的に接続し、前記外部電極が取り出し電極として機能する請求項１〜３のいずれかの電子部品。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの電子部品を製造する方法であって、
前記小径の導電粒子を含有する導電ペーストを印刷した後、乾燥硬化する内部電極形成工程と、前記大径の導電粒子を含有する導電ペーストを印刷した後、乾燥硬化する外部電極形成工程とを有する電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記外部電極形成工程の後に前記内部電極形成工程を有する請求項５の電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池等の電子部品およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池は、乾電池等に代わる電源として種々の電子機器に利用されている。特に、電子卓上計算機、時計、携帯型電子機器（カメラ、携帯電話、民生用レーダー探知機）、リモコン等といった低消費電力の電子機器では、太陽電池の起電力で十分駆動することができ、電池の交換を不要とし、半永久的に動作させることができるとともに、環境面に対してもクリーンであるため、注目されている。太陽電池の光電変換層には、一般に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層や微結晶Ｓｉ（μｃ−Ｓｉ）層などのＳｉ層が用いられる。
【０００３】
太陽電池は、剛性または可撓性の基板の表面に、下部電極、光電変換層および透明電極を積層して構成される。前記基板としては、加工性、作業性等の点から、可撓性を有し、巻き取り、展開が可能な有機フレキシブル基板がよく用いられている。光電変換層としては通常、プラズマＣＶＤ法により形成したＳｉ層を利用する。
【０００４】
太陽電池では、発電した電力を取り出すために、プラス側の取り出し電極とマイナス側の取り出し電極とを設ける必要がある。小型ないし携帯用の電気・電子機器、例えばリモコンや、電卓、電話、時計などでは、太陽電池実装の都合上、基板の裏面側から電力の取り出しを行う必要がある。
【０００５】
一対の取り出し電極の両方を基板裏面側に設ける場合、基板表面側に存在する透明電極および下部電極から、それぞれ基板を通して裏面側に導電路を引き出し、これを取り出し電極に接続する必要がある。透明電極と電気的に接続する一方の取り出し電極を形成する際には、例えば、透明電極、光電変換層、下部電極および絶縁性基板を貫くスルーホールをレーザー加工により設け、このスルーホール付近において、基板の表面側および裏面側にそれぞれ導電ペーストを塗布して電極を形成する。表面側の電極と裏面側の電極とはスルーホール内において接続し、裏面側の電極が取り出し電極となる。なお、この場合、貫通孔形成領域の下部電極は、発電領域の下部電極に対し電気的に絶縁しておく。また、下部電極と電気的に接続する他方の取り出し電極についても、同様に絶縁性基板にスルーホールを設けて導電路を形成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、絶縁性基板の一方の面側に、内部回路の少なくとも一部を構成する内部電極を有し、他方の面側に、外部と電気的に接続するための外部電極を有する電子部品、例えば、発電した電力を絶縁性基板の裏面側から取り出す構造の太陽電池などにおいて、部品特性および信頼性を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（６）の本発明により達成される。
（１）  絶縁性基板の一方の面側に内部電極を、他方の面側に外部電極をそれぞれ有し、前記絶縁性基板に設けられたスルーホール内において前記内部電極と前記外部電極とが接している電子部品であって、
前記内部電極が相対的に小径の導電粒子を含有し、前記外部電極が相対的に大径の導電粒子を含有する電子部品。
（２）  前記スルーホール内に、前記大径の導電粒子と前記小径の導電粒子とが混じり合った領域が存在する上記（１）の電子部品。
（３）  前記大径の導電粒子が前記スルーホールの内壁面付近に主として存在し、前記小径の導電粒子が、前記スルーホールの中心軸付近および前記大径の導電粒子同士の間に存在する上記（１）の電子部品。
（４）  前記絶縁性基板の表面に、下部電極、光電変換層および透明電極をこの順で有する太陽電池であり、
前記内部電極が、前記下部電極または前記透明電極と電気的に接続し、前記外部電極が取り出し電極として機能する上記（１）〜（３）のいずれかの電子部品。
（５）  上記（１）〜（４）のいずれかの電子部品を製造する方法であって、
前記小径の導電粒子を含有する導電ペーストを印刷した後、乾燥硬化する内部電極形成工程と、前記大径の導電粒子を含有する導電ペーストを印刷した後、乾燥硬化する外部電極形成工程とを有する電子部品の製造方法。
（６）  前記外部電極形成工程の後に前記内部電極形成工程を有する上記（５）の電子部品の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
太陽電池
本発明の電子部品の一例である太陽電池の構成例を、両端部を主体とした断面図として図３に示す。
【０００９】
図３に示す太陽電池は、下部電極４、光電変換層５および透明電極６をこの順で積層した積層体を、絶縁性基板２の表面側（図中の上側）に有する。絶縁性基板２は、樹脂などの絶縁性材料から構成される。前記積層体の一端側（図中左側）には、光電変換層５と透明電極６との間に層間絶縁層９Ａが存在し、透明電極６上にセパレータ絶縁層１０Ａが存在する。前記一端側のセパレータ絶縁層１０Ａは、透明電極６、層間絶縁層９Ａ、光電変換層５および下部電極４を貫くセパレータ部１０１Ａを有する。前記積層体の一端は、セパレータ部１０１Ａにより発電領域と絶縁されている。
【００１０】
絶縁性基板２の前記一端側において、下部電極４、光電変換層５および透明電極６からなる積層体が存在しない領域には、スルーホール４０Ａが設けられ、このスルーホール４０Ａを挟んで、絶縁性基板２の表面側には内部電極５１Ａが、裏面側（図中の下側）には外部電極５２Ａがそれぞれ設けられている。スルーホール４０Ａ内において、内部電極５１Ａと外部電極５２Ａとは接している。内部電極５１Ａは、発電領域端部の透明電極６と接続している。この構成において外部電極５２Ａは、プラス側の取り出し電極として機能する。
【００１１】
一方、この太陽電池の他端側では、光電変換層５と透明電極６との間に層間絶縁層９Ｂが存在し、透明電極６上にセパレータ絶縁層１０Ｂが存在する。前記他端側のセパレータ絶縁層１０Ｂは、透明電極６、層間絶縁層９Ｂおよび光電変換層５を貫くセパレータ部１０１Ｂを有する。前記積層体の他端は、下部電極４を除き、セパレータ部１０１Ｂにより発電領域と絶縁されている。そして、このセパレータ部１０１Ｂより端部側の透明電極６上に、内部電極５１Ｂが存在する。この内部電極５１Ｂと下部電極４とは、光電変換層５および透明電極６を貫く接続導体１２Ｂにより電気的に接続されている。
【００１２】
そして、絶縁性基板２の前記他端側において、下部電極４、光電変換層５および透明電極６からなる積層体が存在しない領域には、第２のスルーホール（以下、単にスルーホールという）４０Ｂが設けられている。このスルーホール４０Ｂを挟んで、絶縁性基板２の表面側には前記内部電極５１Ｂが、裏面側には外部電極５２Ｂがそれぞれ設けられている。スルーホール４０Ｂ内において、内部電極５１Ａと外部電極５１Ｂとは接している。この構成において外部電極５２Ｂは、マイナス側の取り出し電極として機能する。
【００１３】
図示する構成では内部電極５１Ａに接続する外部電極５２Ａが一方の取り出し電極として機能し、内部電極５１Ｂに接続する外部電極５２Ｂが他方の取り出し電極として機能することになる。したがってこの構成では、絶縁性基板２の裏面側から電力を取り出すことができる。
【００１４】
なお、図示例の太陽電池では、絶縁性基板表面側から光が入射する。光電変換層５は、光入射側からｐ型半導体層、光起電力層（ｉ層）、ｎ型半導体層の順に並べたｐｉｎ接合とすることが発電効率の点で好ましいので、図３では外部電極５２Ａをプラス側の取り出し電極、外部電極５２Ｂをマイナス側の取り出し電極として表示してある。ただし、本発明では、光電変換層における積層順は限定されない。
【００１５】
また、取り出し電極付近の構造は、絶縁性基板２の裏面側から電力を取り出せる構造であれば図示例に限定されず、他の構造であってもよい。例えば、光電変換層５および透明電極６を形成する際にパターニングを行うことにより、図中右端側において下部電極４を前記積層体から露出させ、この露出した下部電極４を前記内部電極５１Ｂと直接ないし導電パッドなどを介して間接的に接続する構成としてもよい。また、下部電極４、光電変換層５および透明電極６からなる積層体を絶縁性基板２の両端部まで形成しておき、前記積層体と絶縁性基板２とを貫通するスルーホールを設ける構造としてもよい。
【００１６】
次に、取り出し電極に関連する構成について、詳細に説明する。なお、以下では図３中のスルーホール４０Ａ側についてだけ説明するが、スルーホール４０Ｂ側についても同様である。
【００１７】
スルーホール４０Ａは、例えば絶縁性基板の機械的加工により形成することができる。スルーホールの直径は、必要に応じて適宜決定すればよいが、通常、３０〜１００μm程度とする。
【００１８】
内部電極５１Ａおよび外部電極５２Ａは、導電粒子を含有する導電ペーストを用い、スクリーン印刷法等の塗布法により塗膜を形成し、この塗膜を乾燥硬化することにより形成される。
【００１９】
図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に、内部電極および外部電極を形成した後におけるスルーホール４０Ａ付近の拡大断面図を示す。内部電極は、外部電極が含有する導電粒子５２ａに比べ相対的に小径の導電粒子５１ａを含有する。したがって、両電極を塗布により形成すると、スルーホール４０Ａ内には、小径の導電粒子５１ａと大径の導電粒子５２ａとが共に存在することになる。
【００２０】
内部電極５１Ａの形成に小径の導電粒子を用いるのは、内部電極５１Ａのシート抵抗を低くするためであり、外部電極５２Ａの形成に大径の導電粒子を用いるのは、外部電極５２Ａのシート抵抗を高くするためである。内部電極５１Ａは、太陽電池の内部回路の一部を構成するので、太陽電池全体の効率を高くするために電気抵抗を低くする。一方、外部電極５２Ａは、太陽電池外部と電気的に接続されるので、外部からの静電気が太陽電池の回路内部、すなわち絶縁性基板２の表面側に侵入することを防ぐために、電気抵抗を高くする。内部電極および外部電極にそれぞれ含有される導電粒子の粒径をこのような関係とすることによって、特性が良好で信頼性の高い太陽電池が実現する。
【００２１】
本発明者らは、従来の太陽電池を製造する際に、まず、絶縁性基体２の表面側に下部電極４、光電変換層５、透明電極６などの各層を形成し、続いて、内部電極５１Ａを形成し、次いで、外部電極５２Ａを形成していた。すなわち、内部電極５１Ａの乾燥硬化後に、外部電極５２Ａを塗布していた。しかし、この製造手順を、内部電極５１Ａと外部電極５２Ａとに粒径の異なる導電粒子を用いる場合に適用すると、スルーホール部が高抵抗化したり、導通不良となったりする不具合が生じ得ることがわかった。
【００２２】
本発明者らは、このような高抵抗化や導通不良が生じた太陽電池を解析した結果、以下に説明するように、これらの不具合が内部電極形成工程を外部電極形成工程の前に設けたことに起因することを見いだした。内部電極の乾燥硬化後におけるスルーホール４０Ａ付近の断面図を、図２（Ａ）に模式的に示す。図２（Ａ）において、内部電極に含有される小径の導電粒子５１ａは、スルーホール４０Ａ内に侵入し、その内壁面付近に主として存在する。この状態となった後に、大径の導電粒子５２ａを含有する導電ペーストを図中の下側から印刷して外部電極を形成すると、図２（Ｂ）に示す状態となる。すなわち、小径の導電粒子５１ａが、スルーホール４０Ａの内壁面付近で乾燥硬化しているため、下側から侵入した大径の導電粒子５２ａは、スルーホール４０Ａの中心軸付近に主として存在することになる。その結果、大径の導電粒子５２ａと小径の導電粒子５１ａとの間で面接触を確保することが難しくなって点接触状態となりやすく、高抵抗化や導通不良を招きやすい。
【００２３】
このような考察に基づき、本発明の好ましい態様では、まず、外部電極を形成した後、内部電極を形成する。外部電極の乾燥硬化後におけるスルーホール４０Ａ付近の断面図を、図１（Ａ）に模式的に示す。図１（Ａ）において、外部電極に含有される大径の導電粒子５２ａは、スルーホール４０Ａ内に侵入し、その内壁面付近に主として存在する。この状態となった後に、小径の導電粒子５１ａを含有する導電ペーストを図中の上側から印刷して内部電極を形成すると、図１（Ｂ）に示す状態となる。すなわち、上側から侵入した小径の導電粒子５１ａは、スルーホール４０Ａの中心軸付近に充填されると共に、大径の導電粒子５２ａ同士の間に存在する空隙にも充填される。その結果、大径の導電粒子５２ａと小径の導電粒子５１ａとの間で十分な面接触を確保することができるので、高抵抗化や導通不良の発生を抑えることができる。なお、大径の導電粒子および小径の導電粒子が図１（Ｂ）に示す分布状態にならないこともある。ただし、外部電極の乾燥硬化後に内部電極を塗布して乾燥硬化すれば、スルーホール内において両導電粒子が混じり合った領域、すなわち、大径の導電粒子同士の間に小径の導電粒子が存在する領域を形成できるため、高抵抗化や導通不良を抑制する効果は同様に実現する。
【００２４】
内部電極および外部電極をそれぞれ形成するための導電ペーストは、導電粒子、バインダ、溶剤、各種添加剤等を含有するものであり、シート抵抗等の要求特性に応じ、市販の導電ペーストから選択することができる。導電粒子の構成材料は特に限定されず、例えばＡｇ、Ｃｕ等の金属材料やカーボンを用いればよい。特に、比較的高抵抗であることが要求される外部電極には、カーボンなどの高抵抗材料を利用することが好ましい。
【００２５】
外部電極を内部電極より先に形成する方法の効果は、小径の導電粒子５１ａの粒径が大径の導電粒子５２ａの粒径に比べ相対的に小さければ実現する。ただし、上記方法は、小径の導電粒子５１ａが、粒径０．１〜４μmの範囲にある粒子を７５体積％以上含有し、かつ、大径の導電粒子５２ａが、粒径５〜１５μmの範囲にある粒子を８０体積％以上含有する場合に、特に有効である。導電粒子の形状は特に限定されず、球状、不定形状等のいずれであってもよい。なお、上記粒径は、走査型電子顕微鏡により観察したときに、個別の粒子として確認できるものの長径であり、二次粒子化している場合は、二次粒子の長径である。これらの粒径は、乾燥硬化後に測定した値である。
【００２６】
次に、取り出し電極以外の各部についての好ましい構成を、図４に基づいて説明する。図４は、太陽電池構成例の中央部を主体とした断面図である。
【００２７】
同図に示す太陽電池は、図３と同様に、絶縁性基板２の表面側に、下部電極４、光電変換層５および透明電極６をこの順で有する。
【００２８】
図示する太陽電池は、それぞれ受光面を有する複数の太陽電池セルが直列接続された構成である。各セルの透明電極６上には、収集・配線電極１１が設けられている。図示する収集・配線電極１１は、収集電極と配線電極との接続部分である。収集電極は、各セルにおいて発電された電力を、比抵抗の比較的高い透明電極６表面から収集するための電極である。配線電極は、各セルの収集電極と、隣接するセルの下部電極とを接続するための電極である。図示例では、収集・配線電極１１から接続導体１２が、透明電極６および光電変換層５を貫いて延び、隣接するセルの下部電極４に接続しており、これにより、隣接するセル同士が直列接続されている。透明電極６と光電変換層５との間の一部には層間絶縁層９が存在し、この層間絶縁層９上には、透明電極６を挟んでセパレータ絶縁層１０が存在する。図示例では、セパレータ絶縁層１０のセパレータ部１０１が、透明電極６、光電変換層５および下部電極４を貫いて延び、隣接するセルの下部電極同士を絶縁している。セパレータ部１０１は、図中の奥行き方向にも延びる壁状体である。
【００２９】
なお、直列接続の両末端には、図３に示すように、プラス側およびマイナス側の取り出し電極がそれぞれ設けられる。
【００３０】
また、図示していないが、太陽電池の機械的ダメージ、酸化、腐食等を抑えるために、図示する太陽電池の少なくとも透明電極６形成側表面に、封止部材を設けることが好ましい。また、このような封止部材は、絶縁性基板２の裏面側にも設けることが好ましい。
【００３１】
以下、各部の構成について詳細に説明する。
【００３２】
絶縁性基板
絶縁性基板２を構成する絶縁性材料は特に限定されないが、通常、有機材料またはガラスを用いることが好ましい。前記有機材料としては、例えばポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ポリアリレートが挙げられる。
【００３３】
絶縁性基板の厚さは、要求される強度、曲げ剛性、構成材料などに応じて適宜決定すればよいが、通常、２５〜１００μmとすることが好ましい。
【００３４】
下部電極
下部電極４は、金属から構成することが好ましい。下部電極構成材料は特に限定されず、例えば、Ａｌやステンレスを用いればよいが、好ましくはＡｌを用いる。Ａｌは比抵抗が低いため、エネルギーロス、発熱による劣化が小さい。ところで、太陽電池では、光電変換層を通って下部電極で反射された光が再び光電変換層に入射し、この反射光も電気エネルギーに変換される。そのため、下部電極は反射率が高い方が好ましいが、光反射率の高いＡｌはこの点でも優れている。さらに、Ａｌは熱伝導度が高く、また、耐腐食性も良好であり、しかも、安価である。
【００３５】
下部電極の厚さは特に限定されないが、好ましくは０．０１〜１０μmである。下部電極は、スパッタ法等の気相成長法により形成することが好ましい。
【００３６】
拡散防止層
下部電極４と光電変換層５との間には、下部電極構成成分が光電変換層に拡散することを防ぎ、また、両者の界面を低抵抗にするために、ステンレス、Ｔｉ、Ｃｒ等の金属からなる拡散防止層を設けることが好ましい。拡散防止層の厚さは、好ましくは３〜５nmである。拡散防止層は、通常、スパッタ法等の気相成長法により形成すればよい。
【００３７】
光電変換層
光電変換層５は、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合、好ましくはｐｉｎ接合を有する単結晶シリコン、微結晶シリコンまたはアモルファスシリコンから構成することが好ましい。ｐｎ接合やｐｉｎ接合は、光電変換層形成の際に所定の不純物を添加することにより形成できる。
【００３８】
以下、それぞれアモルファスシリコンまたは微結晶シリコンから構成されるｎ型半導体層、光起電力層（ｉ層）およびｐ型半導体層を積層した光電変換層について説明する。
【００３９】
ｐ型半導体層形成のための不純物はＢが好ましく、その含有量は１０17〜１０20atoms／cm3であることが好ましい。不純物含有量が少なすぎても多すぎても、エネルギー変換効率が低くなる。
【００４０】
ｎ型半導体層形成のための不純物はＰが好ましく、その含有量は１０17〜１０20atoms／cm3であることが好ましい。不純物含有量が少なすぎても多すぎても、エネルギー変換効率が低くなる。
【００４１】
各層の厚さは特に限定されないが、ｐ型半導体層では好ましくは５〜４０nmであり、ｉ層では好ましくは１００nm〜２０μmであり、ｎ型半導体層では好ましくは５〜４０nmである。
【００４２】
このような光電変換層は、通常、プラズマＣＶＤ法により形成することが好ましい。プラズマＣＶＤ法におけるプラズマは、直流、交流のいずれであってもよいが、好ましくは交流プラズマを用いる。交流プラズマは、周波数数ヘルツから数ギガヘルツのものまで使用可能である。
【００４３】
ｐ型半導体層は、原料にＳｉＨ4、Ｈ2、Ｂ2Ｈ6等を用い、目的とする不純物含有量に応じて流量比Ｂ2Ｈ6／ＳｉＨ4を決定し、絶縁性基板温度を室温〜４５０℃、好ましくは２００〜３００℃、動作圧力を０．０１〜１０Torr、投入電力を１０〜２０００W（周波数１０6〜１０9Hz）として形成すればよい。
【００４４】
ｉ層は、原料にＳｉＨ4、Ｈ2等を用い、流量をそれぞれ１〜２０００sccm、絶縁性基板温度を室温〜４５０℃、好ましくは２６０〜３８０℃、動作圧力を０．０１〜１０Torr、投入電力を１０〜２０００Wとして形成すればよい。
【００４５】
ｎ型半導体層は、原料にＳｉＨ4、Ｈ2、ＰＨ3等を用い、目的とする不純物含有量に応じて流量比ＰＨ3／ＳｉＨ4を決定し、絶縁性基板温度を室温〜４５０℃、好ましくは２５０〜３５０℃、動作圧力を０．０１〜１０Torr、投入電力を１０〜２０００Wとして形成すればよい。
【００４６】
透明電極
透明電極６の構成材料は特に限定されないが、透明性、導電性などが良好であることから、酸化スズ、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＺｎＯが好ましい。透明電極の厚さは特に限定されないが、通常、１０〜１００nmとすることが好ましい。上記材料から構成される透明電極は、通常、スパッタ法等の気相成長法により形成する。
【００４７】
層間絶縁層、セパレータ絶縁層
図示例における層間絶縁層９およびセパレータ絶縁層１０を構成する材料は、絶縁性をもち、かつ、図示する構造を形成可能なものであれば特に限定されないが、通常、絶縁性樹脂を用いることが好ましい。絶縁性樹脂としては、例えばウレタン系樹脂、フェノキシ樹脂などが好ましい。なお、層間絶縁層９とセパレータ絶縁層１０とは、同じ材料から構成してもよく、異種材料から構成してもよい。
【００４８】
層間絶縁層９の厚さは、５〜４０μmであることが好ましく、セパレータ絶縁層１０の平坦部の厚さは、５〜１０μmであることが好ましい。
【００４９】
層間絶縁層およびセパレータ絶縁層は、通常、スクリーン印刷等の塗布法により形成すればよい。図示例における層間絶縁層９およびセパレータ絶縁層１０は、通常、以下の手順で形成する。まず、光電変換層５を形成した後、層間絶縁層９をスクリーン印刷などにより所定のパターンに形成する。次いで、層間絶縁層９上に透明電極６を形成した後、例えばレーザー加工により透明電極６、層間絶縁層９、光電変換層５および下部電極４を貫く溝を形成する。この溝により下部電極４から透明電極６までの積層体が分断されて、セル単位に分離される。次いで、透明電極６上にセパレータ絶縁層１０をスクリーン印刷などにより所定のパターンに形成する。このとき、前記溝内に絶縁材料が侵入し、セパレータ部１０１が形成される。
【００５０】
層間絶縁層９は、セパレータ部１０１形成の際に、透明電極６と下部電極４とが短絡することを防ぐために設けられるが、そのほか、太陽電池の耐圧を向上させる働きももつ。例えば光電変換層５に微小な欠陥や不均質さが存在すると、その位置において下部電極４と透明電極６との間で短絡が発生することがあるが、層間絶縁層９を設けることにより容量の比較的高いコンデンサが形成されるので、このような絶縁破壊の発生を防ぐことができる。
【００５１】
なお、図３に示す層間絶縁層９Ａ、９Ｂおよびセパレータ絶縁層１０Ａ、１０Ｂは、図４に示す層間絶縁層９およびセパレータ絶縁層１０とそれぞれ同様にして同程度の厚さに形成すればよい。
【００５２】
収集・配線電極、接続導体、内部電極、外部電極
収集・配線電極１１の構成材料は特に限定されないが、通常、Ａｇを用いることが好ましい。収集・配線電極の厚さは、５〜１０μmであることが好ましい。
【００５３】
収集・配線電極は、通常、スクリーン印刷等の塗布法により形成すればよい。図示例において、収集・配線電極１１は、通常、以下の手順で形成する。まず、セパレータ絶縁層１０を形成した後、収集・配線電極１１をスクリーン印刷などにより所定のパターンに形成する。次いで、層間絶縁層９が存在しない領域において、例えばレーザー加工により収集・配線電極１１を穿孔し、透明電極６および光電変換層５を貫き下部電極４に達する孔を形成する。この穿孔の際に、収集・配線電極１１の構成材料が溶融して前記孔中に侵入し、接続導体１２が形成される。
【００５４】
なお、図３に示す接続導体１２Ｂは、図４に示す接続導体１２と同様に形成することができる。また、図３に示す内部電極５１Ａ、５１Ｂおよび外部電極５２Ａ、５２Ｂは、収集・配線電極１１と同様に、スクリーン印刷などにより所定のパターンに形成することができる。内部電極および外部電極の厚さは、５〜１０μmであることが好ましい。
【００５５】
封止部材
機械的ダメージ、酸化、腐食等を抑えるための封止部材としては、樹脂膜が好ましい。樹脂膜は、塗布または貼付により形成すればよい。封止部材は、少なくとも透明電極６側表面に設けることが好ましく、より好ましくは絶縁性基板２の裏面側にも設ける。
【００５６】
以下、貼付により樹脂膜を形成する方法の一例について説明する。この例では、透光性および耐熱性を有する樹脂製の基材の少なくとも一方の面に、熱硬化性樹脂を含有する緩衝接着層を設けた封止部材を用いる。
【００５７】
樹脂製基材は、ガラス転移点Ｔｇが６５℃以上であるか、耐熱温度（または連続使用温度）が８０℃以上であるか、これらの両者を満足し、かつ透光性を有する樹脂フィルムが好ましい。このような樹脂フィルムは、太陽光等の光源に直接晒されて昇温しても、性能劣化を生じない。
【００５８】
ガラス転移点Ｔｇ６５℃以上および／または耐熱温度８０℃以上で透光性を有する樹脂製の基材としては、
ポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｔｇ６９℃）、ポリエチレンナフタレート耐熱フィルム（Ｔｇ１１３℃）；
三フッ化塩化エチレン樹脂〔ＰＣＴＦＥ：ネオフロンＣＴＦＥ（ダイキン工業社製）〕（耐熱温度１５０℃）、ポリビニリデンフルオライド〔ＰＶＤＦ：デンカＤＸフィルム（電気化学工業社製）〕（耐熱温度１５０℃：Ｔｇ５０℃）、ポリビニルフルオライド〔ＰＶＦ：テドラーＰＶＦフィルム（デュポン社製）〕（耐熱温度１００℃）等のフッ化物ホモポリマーや、四フッ化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体〔ＰＦＡ：ネオフロン：ＰＦＡフィルム（ダイキン工業社製）〕（耐熱温度２６０℃）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体〔ＦＥＰ：トヨフロンフィルムＦＥＰタイプ（東レ社製）〕（耐熱温度２００℃）、四フッ化エチレン−エチレン共重合体〔ＥＴＦＥ：テフゼルＥＴＦＥフィルム（デュポン社製）（耐熱温度１５０℃）、ＡＦＬＥＸフィルム（旭硝子社製：Ｔｇ８３℃）〕等のフッ化物コポリマーからなるフッ素系フィルム；
芳香族ジカルボン酸−ビスフェノール共重合芳香族ポリエステル〔ＰＡＲ：キャスティング（鐘淵化学社製エルメック）〕（耐熱温度２９０℃：Ｔｇ２１５℃）等のポリアクリレートフィルム；
ポリサルホン〔ＰＳＦ：スミライトＦＳ−１２００（住友ベークライト社製）〕（Ｔｇ１９０℃）、ポリエーテルサルホン〔ＰＥＳ：スミライトＦＳ−１３００（住友ベークライト）〕（Ｔｇ２２３℃）等の含イオウポリマーフィルム；
ポリカーボネートフィルム〔ＰＣ：パンライト（帝人化成社製）〕（Ｔｇ１５０℃）；
ファンクショナルノルボルネン系樹脂〔ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ社製）〕（耐熱温度１６４℃：Ｔｇ１７１℃）；
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（Ｔｇ９３℃）；
オレフィン−マレイミド共重合体〔ＴＩ−１６０（東ソー社製）〕（Ｔｇ１５０℃以上）、パラアラミド〔アラミカＲ：旭化成社製〕（耐熱温度２００℃）、フッ化ポリイミド（耐熱温度２００℃以上）、ポリスチレン（Ｔｇ９０℃）、ポリ塩化ビニル（Ｔｇ７０〜８０℃）、セルローストリアセテート（Ｔｇ１０７℃）
等が挙げられる。
【００５９】
これらのうちポリエチレンナフタレート耐熱フィルム（Ｔｇ１１３℃）は、ポリエチレンテレフタレートフィルムと比較して、耐熱性（Ｔｇ）、長期使用時の耐熱性、ヤング率（スティフネス）、破断強度、熱収縮率、オリゴマーが少ないこと、ガスバリアー性、耐加水分解性、水蒸気透過率、熱膨張係数、光による物性劣化等の面で優れた性能を有し、また、他のポリマーと比較して、破断強度、耐熱性、寸法安定性、透湿度性、コスト等の総合バランスの点において優れているので、好ましい。
【００６０】
樹脂基材のガラス転移点Ｔｇは、好ましくは６５℃以上、より好ましくは７０℃以上、さらに好ましくは８０℃以上、特に好ましくは１１０℃以上である。Ｔｇの上限は特に規制されないが、通常、１３０℃程度である。また、耐熱温度ないし連続使用温度は、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００℃以上、さらに好ましくは１１０℃以上である。耐熱温度ないし連続使用温度は高いほど好ましく、その上限は特に規制されないが、通常、２５０℃程度である。
【００６１】
樹脂基材の厚さは、太陽電池の構造、樹脂基材に要求される強度や曲げ剛性等に応じて適宜決定すればよいが、通常、５〜１００μmとすればよい。
【００６２】
なお、樹脂基材の透光性は、可視光領域の光の７０％以上、特に８０％以上を透過する程度であることが好ましい。
【００６３】
緩衝接着層は、熱圧着前において、熱硬化性樹脂成分と有機過酸化物とを含有することが好ましい。
【００６４】
熱硬化性樹脂成分としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体〔ＥＶＡ（酢酸ビニル含有率が１５〜５０％程度）〕が好ましい。
【００６５】
有機過酸化物としては、例えば２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジハイドロパーオキサイド；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）へキサン−３；ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン；ジクミルパーオキサイド；α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン；ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート；２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン；１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン；ｔ−ブチルパーオキシベンズエート；ベンゾイルパーオキサイドを用いれることができる。これらは、１種だけを用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよく、組み合わせて用いる場合の配合比は任意である。熱硬化性樹脂成分１００重量部に対する有機過酸化物の使用量は、好ましくは１０重量部以下、より好ましくは０．５〜６重量部である。
【００６６】
緩衝接着層の厚さは、太陽電池の構造や使用環境などに応じて適宜決定すればよいが、好ましくは３〜５００μm、より好ましくは３〜５０μm、さらに好ましくは１０〜４０μmである。緩衝接着層が薄すぎると緩衝効果が不十分となる。一方、緩衝接着層が厚すぎると、光透過率が低くなり、また、打ち抜き時などにバリが発生しやすくなる。ただし、緩衝接着層は樹脂基材に比べてはるかに光透過性が優れているため、屋外などの高照度下で使用する際には、１０mm程度まで厚くしても問題ないこともある。
【００６７】
緩衝接着層を樹脂基材に設ける手段としては、塗布あるいは押し出しコート等の公知の手段を利用できる。
【００６８】
なお、緩衝接着層に、エンボス加工を施してもよい。封止部材を太陽電池にラミネートする際に、気泡の抜け道が形成されるようにエンボス加工を施せば、気泡の混入が少なくなる。
【００６９】
次に、樹脂膜を塗布により形成する方法の一例を説明する。
【００７０】
塗布法により形成した樹脂膜は、貼付により形成した上記樹脂膜に比べ、平坦性、耐候性等の面で若干劣るものの、機器内部に組み込んで使用したり、主に屋内用途で使用する場合には問題ない。塗布法では、上記貼付法で必要であったラミネート工程や、その後の平坦化工程を省略できるため、製造コストを低減できる。
【００７１】
この場合に用いる樹脂は、透明性に優れ、経時変化および光劣化による変色が少ないものが好ましく、特に、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えばフッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂を用いることができる。
【００７２】
樹脂塗膜は、スクリーン印刷法、スピンコート法などにより形成すればよい。
【００７３】
他の電子部品
本発明は太陽電池に適用した場合に特に効果が高いが、そのほかの電子部品であっても、上述したような内部電極と外部電極とを有するもの、すなわち、絶縁体に設けたスルーホールの一方の側に、内部回路の一部を構成する内部電極を塗布法により形成し、かつ、前記スルーホールの他方の側に、部品外部と電気的に接続するための外部電極を塗布法により形成するタイプであれば適用可能であり、その場合でも太陽電池に適用した場合と同様な効果が得られる。このような電子部品としては、例えばチップコンデンサやチップインダクタ等の積層電子部品などが挙げられる。
【００７４】
【実施例】
図３および図４に示す構造をもつ太陽電池を、以下の手順で作製した。
【００７５】
絶縁性基板２として、縦３６０mm、横４６０mm、厚さ７５μmのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（帝人製、商品名ネオテックス、融点２７３℃、ガラス転移点１１３℃）を用いた。
【００７６】
まず、絶縁性基板２の補強のために、絶縁性基板２表面の全面に、電子ビーム蒸着により酸化ケイ素層を０．８μm の厚さに形成した。
【００７７】
次に、酸化ケイ素層上に、Ａｌからなる厚さ０．３μmの下部電極４をスパッタ法により形成し、さらに、その上に、ステンレスからなる厚さ５nmの拡散防止層を形成した。
【００７８】
次いで、拡散防止層上に、以下の手順で光電変換層５を形成した。まず、ｎ型の微結晶シリコン層を２０nmの厚さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その際、原料ガスおよびその流量は、
ＰＨ3＋Ｈ2混合ガス（ＰＨ3／Ｈ2＝０．２％）：３０sccm、
ＳｉＨ4：４sccm、
Ｈ2：７５０sccm
とし、そのほかの条件は、
絶縁性基板温度：３００℃、
動作圧力：１Torr、
投入電力：１００W（１３．５６MHz）
とした。続いて、ｉ型のアモルファスシリコン層を６００nmの厚さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その際、原料ガスおよびその流量は、
ＳｉＨ4：５０sccm、
Ｈ2：５００sccm
とし、そのほかの条件は、
絶縁性基板温度：２６０℃、
動作圧力：１Torr、
投入電力：１００W（１３．５６MHz）
とした。続いて、ｐ型の微結晶シリコン層を２０nmの厚さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その際、原料ガスおよびその流量は、
Ｂ2Ｈ6＋Ｈ2混合ガス（Ｂ2Ｈ6／Ｈ2＝０．２％）：３０sccm、
ＳｉＨ4：５sccm、
Ｈ2：９５０sccm
とし、そのほかの条件は、
絶縁性基板温度：２８０℃、
動作圧力：１Torr、
投入電力：２００W（１３．５６MHz）
とした。
【００７９】
次に、光電変換層５上に、スクリーン印刷法によりウレタン系絶縁樹脂組成物を所定のパターンに印刷し、次いで、１６０℃のオーブン中に１０分間放置して硬化し、厚さ２０μmの層間絶縁層９、９Ａ、９Ｂとした。
【００８０】
次いで、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）をターゲットとして、Ａｒ雰囲気中でスパッタ法により厚さ６０nmの透明電極６を形成した。
【００８１】
次いで、レーザースクライブにより溝を形成し、その上からウレタン絶縁樹脂組成物をスクリーン印刷することにより、セパレータ部１０１、１０１Ａおよび１０１Ｂをそれぞれ有する厚さ１０μmのセパレータ絶縁層１０、１０Ａおよび１０Ｂを形成した。
【００８２】
次いで、直径１００μmのスルーホール４０Ａ、４０Ｂを、機械的加工により形成した。
【００８３】
次いで、Ａｇペーストをスクリーン印刷して乾燥硬化することにより、収集・配線電極１１（厚さ６μm ）および接続導体１２、１２Ｂを形成した。
【００８４】
次いで、Ｃｕペーストをスクリーン印刷して乾燥硬化することにより、外部電極５２Ａ、５２Ｂ（厚さ６μm）を形成した。外部電極形成に用いたＣｕペーストを乾燥硬化後に走査型電子顕微鏡により観察したところ、粒径が５〜１５μmの範囲にあるＣｕ粒子がＣｕ粒子全体の９０体積％以上を占めていた。なお、このＣｕペーストは、乾燥硬化後のシート抵抗が６０mΩ／□である。
【００８５】
次いで、Ａｇペーストをスクリーン印刷して乾燥硬化することにより、内部電極５１Ａ、５１Ｂ（厚さ６μm）を形成し、太陽電池サンプルを得た。内部電極形成に用いたＡｇペーストを走査型電子顕微鏡により観察したところ、粒径が０．１〜４μmの範囲にあるＡｇ粒子がＡｇ粒子全体の９０体積％以上を占めていた。なお、このＡｇペーストは、乾燥硬化後のシート抵抗が０．１mΩ／□以下である。
【００８６】
比較のために、内部電極形成後に外部電極を形成した太陽電池サンプルも作製した。
【００８７】
これらのサンプルについて、スルーホール付近の断面の光学顕微鏡写真を撮影した。内部電極形成後に外部電極を形成したサンプルの写真を図６に、外部電極形成後に内部電極を形成したサンプルの写真を図５に、それぞれ示す。図５および図６では、中央部の左右方向に基体が存在しており、基体のほぼ中央に、上下方向に貫くスルーホールが存在している。内部電極は基体の上側から塗布されており、外部電極は、基体の下側から塗布されている。図中において、粗大で明度の高い粒子が外部電極を構成する大径粒子であり、微細でやや明度の低い粒子が内部電極を構成する小径粒子である。内部電極形成後に外部電極を形成したサンプルでは、図６に示すように、小径の導電粒子がスルーホールの内壁面付近に、大径の導電粒子がスルーホールの中心軸付近に、互いにほぼ独立して存在している。これに対し、外部電極形成後に内部電極を形成したサンプルでは、図５に示すように、大径の導電粒子がスルーホールの内壁面付近に、小径の導電粒子がスルーホールの中心軸付近および大径の導電粒子同士の間に存在している。
【００８８】
これらのサンプルについて、内部電極と外部電極との間の導通を調べた。その結果、外部電極形成後に内部電極を形成したサンプルでは、測定した２１個すべてについて導通不良が認められなかったのに対し、内部電極形成後に外部電極を形成したサンプルでは、２１個中３個に導通不良が認められた。
【００８９】
【発明の効果】
本発明では、スルーホールを有する絶縁性基板の一方の面に、内部回路の少なくとも一部を構成する内部電極を設け、他方の面に、外部と電気的に接続するための外部電極を設け、かつ、スルーホール内において内部電極と外部電極とを接続する。そして、内部電極に粒径の小さな導電粒子を用い、外部電極に粒径の大きな導電粒子を用いる。その結果、内部回路の電気抵抗を小さくでき、かつ、外部からの静電気の侵入を抑えることができるので、特性および信頼性を共に向上させることができる。また、大径の導電粒子を含有する外部電極を、粒径の小さな導電粒子を含有する内部電極に先だって形成すれば、スルーホール内における外部電極と内部電極との接触状態が良好となるので、特性および信頼性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、絶縁性基板に設けたスルーホール付近の断面図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、絶縁性基板に設けたスルーホール付近の断面図である。
【図３】太陽電池の両端部付近を示す断面図である。
【図４】太陽電池の中央部付近を示す断面図である。
【図５】粒子構造を示す図面代用写真であって太陽電池のスルーホール付近の断面を示す光学顕微鏡写真である。
【図６】粒子構造を示す図面代用写真であって太陽電池のスルーホール付近の断面を示す光学顕微鏡写真である。
【符号の説明】
２  絶縁性基板
４  下部電極
５  光電変換層
６  透明電極
９、９Ａ、９Ｂ  層間絶縁層
１０、１０Ａ、１０Ｂ  セパレータ絶縁層
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ  セパレータ部
１１  収集・配線電極
１２、１２Ｂ  接続導体
４０Ａ、４０Ｂ  スルーホール
５１Ａ、５１Ｂ  内部電極
５２Ａ、５２Ｂ  外部電極
５１ａ  小径の導電粒子
５２ａ  大径の導電粒子
【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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