(57)【要約】  【課題】  光発電パネルの要求品質レベルを満たしつつ、パネルを成形する樹脂の選択幅を広げることができ、発電効率、耐久性、コスト性を向上できるようにする。  【解決手段】  格子点状に配列した多数の粒状の光発電素子１１を保持するパネル部１２と、入射光をパネル部１２の各光発電素子１１に向けて集光するレンズ部１３とを別々に透明樹脂で成形する。そして、パネル部１２の受光側の面にレンズ部１３を接着、融着等により固着した後、パネル部１２の裏面側に裏カバー３２を被せて、該裏カバー３２の周縁部とレンズ部１３の周縁部とを熱融着、接着剤等の適宜の方法で封止する。これにより、光発電素子１１を保持するパネル部１２全体をレンズ部１３と裏カバー３２とで包み込んで密閉状態に封止する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の粒状の光発電素子を格子点状に配列して透明樹脂でパネル状に成形したパネル部と、入射光を前記パネル部の各光発電素子に向けて集光するレンズ部とを備え、前記パネル部の受光面側に、該パネル部とは別体で成形された前記レンズ部が固定されていることを特徴とする光発電パネル。
【請求項２】
前記レンズ部は、前記パネル部を形成する透明樹脂よりも耐候性に優れた光透過性の材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光発電パネル。
【請求項３】
前記パネル部の裏面が裏カバーで覆われて、該裏カバーの周縁部と前記レンズ部の周縁部とが封止されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光発電パネル。
【請求項４】
請求項１に記載の光発電パネルを製造する方法において、
成形型内に透明樹脂の樹脂液を注入すると共に、前記多数の光発電素子を格子点状に配列させるように位置決めして該樹脂液に浸漬して該樹脂液を硬化させることで、前記パネル部を成形する工程と、
前記レンズ部を前記パネル部とは異なる透明樹脂で成形する工程と、
前記パネル部の受光面側に前記レンズ部を装着する工程と
を含むことを特徴とする光発電パネルの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の光発電パネルを製造する方法において、
前記レンズ部を透明樹脂で成形する工程と、
前記レンズ部を用いて構成した成形キャビティ内に該レンズ部とは異なる透明樹脂の樹脂液を注入すると共に、前記多数の光発電素子を格子点状に配列させるように位置決めして該樹脂液に浸漬して該樹脂液を硬化させることで、前記パネル部を前記レンズ部と一体的に成形する工程と
を含むことを特徴とする光発電パネルの製造方法。
【請求項６】
前記レンズ部は、前記パネル部を形成する透明樹脂よりも耐候性に優れた透明樹脂で成形することを特徴とする請求項４又は５に記載の光発電パネルの製造方法。
【請求項７】
前記パネル部の裏面に裏カバーを被せて、該裏カバーの周縁部と前記レンズ部の周縁部とを封止することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の光発電パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の粒状の光発電素子を格子点状に配列して透明樹脂でパネル状に成形した光発電パネル及びその製造方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らは、特許文献１（特開２００２−２８０５９３号公報）に示すように、多数の粒状の光発電素子を格子点状に配列して透明樹脂でパネル状に一体成形した光発電パネルの製造技術を研究・開発している。特許文献１の方法で製造される光発電パネルは、パネル受光面が平坦面となっているため、パネル受光面に入射した太陽光を各光発電素子に効率良く集めて受光させることができず、その分、発電効率が低くなるという欠点があった。
【０００３】
そこで、本発明者らは、特許文献２（特開２００５−１１６５９１号公報）に示すように、各光発電素子毎に透明樹脂によりレンズ部を形成して、それら多数のレンズ部を接着剤で接着して光発電パネルを製造する技術を開発している。
【特許文献１】特開２００２−２８０５９３号公報（第４頁〜第７頁等）
【特許文献２】特開２００５−１１６５９１号公報（第１頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献２の製造方法では、各光発電素子毎に透明樹脂によりレンズ部を形成して、それら多数のレンズ部を接着剤で接着して１つの光発電パネルを組み立てるため、生産性が悪いという欠点がある。
【０００５】
この欠点を解消するために、本発明者らは、特願２００５−１７２６４９号の明細書（本発明の出願時に未公開）に記載されているように、光発電パネルの受光面側に、各光発電素子をそれぞれ覆うように集光レンズを透明樹脂で一体に成形する技術を開発している。
【０００６】
しかし、光発電パネルに集光レンズを透明樹脂で一体成形すると、生産性を向上できる反面、次のような新たな問題が発生することが判明した。
【０００７】
すなわち、光発電パネルの樹脂部には、レンズとしての透明度や、耐候性、耐紫外線性、耐摩耗性（擦り傷が付きにくいこと）等の耐久性が要求されるが、現実には、これらの条件を全て満たす樹脂を見つけ出すのは容易ではなく、樹脂の選択幅が狭く、製造コストが高くなるという欠点がある。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、光発電パネルの要求品質レベルを満たしつつ、パネルを成形する樹脂の選択幅を広げることができ、発電効率、耐久性、コスト性を向上させることができる光発電パネル及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、多数の粒状の光発電素子を格子点状に配列して透明樹脂でパネル状に成形したパネル部と、入射光を前記パネル部の各光発電素子に向けて集光するレンズ部とを備え、前記パネル部の受光面側に、該パネル部とは別体で成形したレンズ部を固定した構成としたものである。この構成によれば、光発電素子を保持するパネル部とレンズ部とを異なる樹脂で成形できるため、これらを成形する樹脂の選択幅を広げることができ、例えば、パネル部を透明度（光透過性）の高い樹脂で形成し、レンズ部を、耐候性、耐紫外線性、紫外線カット性（パネル部の紫外線劣化防止）、耐摩耗性に優れた透明樹脂で形成するという具合に、パネル部とレンズ部とをそれぞれの使用目的に合わせた好適な樹脂で形成することができ、発電効率、耐久性、コスト性を向上させることができる。尚、レンズ部を形成する材料は、透明樹脂に限定されず、透明ガラス等、透明樹脂以外の光透過性の材料で形成しても良いことは言うまでもない。
【００１０】
この場合、パネル部の裏面に裏カバーを被せて、該裏カバーの周縁部と前記レンズ部の周縁部とを封止するようにすると良い。このようにすれば、光発電素子を保持するパネル部を耐候性等に優れたレンズ部と裏カバーとで包み込んで密閉状態に封止（シール）することが可能となり、パネル部の防水性を高めることができる。
【００１１】
本発明の光発電パネルの製造方法としては、次の２つの方法が考えられる。
１つ目の方法は、パネル部とレンズ部とを異なる透明樹脂で別々に成形した後、パネル部の受光面側にレンズ部を接着、融着等により装着する方法が挙げられる。この場合、パネル部の成形工程では、成形型内に透明樹脂の樹脂液を注入すると共に、多数の光発電素子を格子点状に配列させるように位置決めして該樹脂液に浸漬して該樹脂液を硬化させることで、パネル部を成形するようにすれば良い。
【００１２】
このように、パネル部の受光面側にレンズ部を接着、融着等により装着する方法では、パネル部の成形後に、パネル部の光発電素子に対してレンズ部を位置決めして装着できるため、レンズ部とパネル部とを一体成形する場合と異なり、成形工程で光発電素子とレンズ部との間の位置ずれを管理する必要がなくなり、パネル部の成形が容易であるという利点がある。
【００１３】
また、２つ目の方法は、レンズ部を透明樹脂で成形した後、このレンズ部を用いて構成した成形キャビティ内に該レンズ部とは異なる透明樹脂の樹脂液を注入すると共に、多数の光発電素子を格子点状に配列させるように位置決めして該樹脂液に浸漬して該樹脂液を硬化させることで、パネル部をレンズ部と一体的に成形する方法が挙げられる。この方法では、レンズ部を用いて構成した成形キャビティによってパネル部を成形するため、パネル部の成形と同時にパネル部とレンズ部とを一体化することができて、パネル部の成形後にレンズ部を接着、融着等により装着する工程が不要となり、生産性を向上できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した２つの実施例１，２を説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１を図１乃至図２２に基づいて説明する。まず、図１に基づいて本実施例１の製造方法で製造した光発電パネル１０の構造を説明する。
【００１６】
光発電パネル１０は、多数の粒状の光発電素子１１を格子点状（アレイ状）に配列して透明樹脂で成形したパネル部１２と、入射光をパネル部１２の各光発電素子１１に向けて集光する凸レンズ状のレンズ部１３とを備え、パネル部１２の受光面側に、該パネル部１２とは別体で成形したレンズ部１３を光発電素子１１に対して位置決めして接着、融着等により装着すると共に、パネル部１２の裏面に裏カバー３２を被せて、該裏カバー３２の周縁部とレンズ部１３の周縁部とを封止（シール）することで、光発電素子１１を保持するパネル部１２をレンズ部１３と裏カバー３２とで包み込んで密閉状態に封止するようにしている。
【００１７】
この場合、パネル部１２を成形する透明樹脂は、例えば紫外線硬化型の透明樹脂で、透明度（光透過性）の高いものを用いると良い。一方、レンズ部１３を成形する素材は、耐候性、耐紫外線性、紫外線カット性（パネル部１２の紫外線劣化防止）、耐摩耗性に優れた透明な樹脂を用いると良い。また、裏カバー３２は、透明性や紫外線カット性は要求されないため、不透明又は半透明の樹脂や紫外線を透過する樹脂で形成しても良い。その他、レンズ部１３や裏カバー３２を形成する材料は、樹脂に限定されず、ガラス等、樹脂以外の材料で形成しても良いことは言うまでもない。
【００１８】
各光発電素子１１は、外周部にｎ型半導体層１１ａが薄く形成され、その内周側がｐ型半導体層１１ｂとなっている。この光発電素子１１の製造方法は、特に限定されず、例えば、後述するように、加熱融解されたシリコン液滴を自由落下させて、そのシリコン液滴を表面張力で球状の形状に変形させて凝固させる自由落下法や、特開２００２−６０９４３号公報に示すように、プラズマＣＶＤ装置内で、芯材の表面全体にＳｉを堆積させて粒状の光発電素子を製造するプラズマＣＶＤ法を用いても良いし、それ以外の製造方法を用いても良い。
【００１９】
一方、パネル部１２の裏面側（図１において上面側）には、各光発電素子１１の外周部のｎ型半導体層１１ａに導通するｎ電極１４がパネル部１２の裏面全体を覆うように形成されている。このｎ電極１４は、透明樹脂層を透過した光を各光発電素子１１側に反射する光反射膜としても機能する。このｎ電極１４は、２層の絶縁性樹脂層１５，１６によって完全に覆われている。１層目の絶縁性樹脂層１５は、後述するエッチング時に保護層（マスク）として機能し、２層目の絶縁性樹脂層１６は、ｎ電極１４とｐ電極１７との間を絶縁する絶縁層として機能する。
【００２０】
各光発電素子１１の後端部には、研磨等によってｎ型半導体層１１ａが部分的に取り除かれてｐ型半導体層１１ｂが露出する部分が形成され、このｐ型半導体層１１ｂにｐ電極１７が導通するように形成されている。このｐ電極１７は、絶縁性樹脂等で形成された保護絶縁層１８によって完全に覆われ、保護・絶縁されている。
【００２１】
以上のように構成した光発電パネル１０の製造方法を説明する。前述したように、粒状の光発電素子１１の製造方法は、特に限定されず、どの様な方法で粒状の光発電素子１１を製造しても良い。ここでは、自由落下法により光発電素子１１（粒状シリコン）を製造する方法を図１６乃至図２２を用いて説明する。
【００２２】
まず、粒状シリコン製造装置の構成を説明する。図１６に示すように、縦型の高温加熱炉４１の炉心部には、ＳｉＣ、ＳｉＣカーボン、石英等で形成された円筒状の炉心管４２が鉛直方向に設けられ、この炉心管４２の外周囲に、例えば抵抗加熱ヒータ、高周波誘導加熱コイル等の電気ヒータ４３が設けられている。炉心管４２内には、円筒容器状の溶融ルツボ４４が収容され、該溶融ルツボ４４の底部が炉心管４２の中央部付近に位置した状態で固定されている。この溶融ルツボ４４は、その内部で溶融したシリコン融液に不純物が混入するのを防ぐために高純度の石英で形成されている。そして、溶融ルツボ４４の底部には、該溶融ルツボ４４内のシリコン融液を線状に連続的に吐出するためのノズル４５が下向きに設けられている。
【００２３】
一方、高温加熱炉４１の下部には、降下管４６が鉛直下向きに連結され、炉心管４２と降下管４６とによって鉛直下向きに延びる密閉された粒状シリコン落下通路が構成されている。この降下管４６内には、雰囲気ガスとしてアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが充填されている。高温加熱炉４１内の炉心管４２が溶融ルツボ４４側のスペースと電気ヒータ４３側のスペースとを完全に遮断する仕切壁となり、電気ヒータ４３側の断熱材等から発生する不純物ガスが溶融ルツボ４４側に侵入することを防止できると共に、溶融ルツボ４４側と電気ヒータ４３側とで雰囲気ガスやガス圧を個別に選定でき、それぞれの場所に最適な雰囲気状態を作ることができるようになっている。
【００２４】
また、降下管４６の上部側には、シリコン微粉混合ガス生成装置４７の吐出管４８が接続され、該シリコン微粉混合ガス生成装置４７内に供給されるアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスとシリコン微粉とを撹拌体４９（図１７参照）で撹拌してシリコン（Ｓｉ）微粉が煙状に漂うシリコン微粉混合ガスを作り、吐出管４８から降下管４６内に供給する。溶融ルツボ４４のノズル４５から吐出されて降下管４６内に落下する粒状のシリコン融液滴が結晶核を生じる直前にシリコン微粉に衝突することで、シリコン融液滴に強制的に１個又は少数の結晶核が形成され、該シリコン融液滴が降下管４６内を落下しながら放熱する過程で、該結晶核を起点として一方向に結晶成長して、大きな結晶粒の粒状シリコンが作られる。
【００２５】
尚、図１７に示すシリコン微粉混合ガス生成装置４７に代えて、図１９に示すシリコン微粉混合ガス生成装置５１を降下管４６内に設置して（図１８参照）、降下管４６内でシリコン微粉混合ガスを生成して降下管４６内のガス中にシリコン微粉を煙状に漂わせるようにしても良い。このシリコン微粉混合ガス生成装置５１は、シリコン微粉を収容する容器５２内にガス吹出管５３からアルゴン等の不活性ガスを少しずつ吹き付けるだけで、容器５２内のシリコン微粉を舞い上がらせて降下管４６内の雰囲気ガス中に煙状に漂わせるものである。従って、図１９のシリコン微粉混合ガス生成装置５１は、撹拌体４９やシリコン微粉混合ガスを吐出する吐出管４８が不要となるため、その分、シリコン微粉の汚染を少なくできる利点がある。
【００２６】
ところで、降下管４６内を落下するシリコン融液滴がシリコン微粉に衝突する高さ位置は、シリコン融液滴が結晶核を生じる直前にシリコン微粉に衝突するように設定する必要があり、そのためには、降下管４６内でシリコン微粉が漂う範囲を限定して、シリコン微粉が降下管４６内の広範囲に拡散しないようにすることが望ましい。
【００２７】
これを実現するために、図２０に示すように、降下管４６内のうちのシリコン融液滴が結晶核を生じる直前の高さ位置にアルゴン等の不活性ガスによってほぼ水平方向の流れ（層流）を持つガス流を形成し、このガス流に煙状のシリコン微粉を乗せることで、シリコン微粉が漂う範囲を制限するようにしても良い。
【００２８】
一般に、シリコン微粉は、降下管４６内を落下するシリコン融液滴と比べて純度が低いため、降下管４６内の広範囲にシリコン微粉が拡散すると、シリコン融液滴を汚染する原因となりかねないが、シリコン微粉が漂う範囲を限定すれば、汚染を最小限にすることができる。
【００２９】
また、結晶の大きな高品質の粒状シリコンを製造するためには、降下管４６内を落下する粒状シリコンの冷却速度（放熱速度）を適正化する必要がある。そこで、降下管１７内の雰囲気ガスの種類や圧力（ガス密度）によって降下管４６内を落下する粒状シリコンの冷却速度（放熱速度）を調整したり、或は、図２１又は図２２に示すように、降下管４６の内周側又は外周側に、粒状シリコンの輻射熱を反射する熱反射膜５５を設けることで、降下管４６内を落下する粒状シリコンの冷却速度（放熱速度）を調整するようにしても良い。この場合、降下管４６が輻射熱を透過する透明管で形成されていれば、熱反射膜５５を降下管４６の内周側・外周側のいずれに配置しても良いが、降下管４６が輻射熱を透過しない不透明な管で形成されていれば、熱反射膜５５を降下管４６の内周側に設けるようにすれば良い。尚、熱反射膜５５としては、例えばアルミホイル、ステンレス管等を使用すれば良い。
【００３０】
以上のように構成された粒状シリコン製造装置を用いて、光発電素子１１（粒状シリコン）を製造する場合は、溶融ルツボ４４内に収容したシリコン原料を電気ヒータ４３で約１５５０℃まで加熱して溶融し、シリコン融液の温度が、融点より十分高くなった時点で、溶融ルツボ４４の上部側から微量の押出しガスを流し、溶融ルツボ４４の底部のノズル４５からシリコン融液を吐出させる。
【００３１】
この時、ノズル４５からシリコン融液を不連続に滴下させないで、線状に連続的に流れるように吐出させる。吐出した線状のシリコン融液は、炉心管４２から降下管４６内を自由落下するが、その際に、重力加速度によって径が細くなり、最終的には、シリコン融液の表面張力と重力加速度とによって生じるシリコン融液の揺らぎによって細断されて粒状化され、小径のシリコン融液滴となって降下管４６内を自由落下する。
【００３２】
このシリコン融液滴は、落下中に放熱により冷却され、結晶核を生じる直前の温度（約１４３０℃）まで冷却された状態で降下管４６内に漂うシリコン微粉に衝突する。この衝突により、シリコン融液滴の表面の一箇所が局所冷却され、且つ、その局所冷却部分に衝撃力が加えられる。この局所冷却と衝撃力の効果によって、シリコン融液滴に強制的に１個又は少数の結晶核が形成され、該シリコン融液滴が降下管４６内を自由落下しながら放熱する過程で、該結晶核を起点として一方向に結晶成長して、大きな結晶粒の粒状シリコンが作られ、回収容器（図示せず）内に回収される。
【００３３】
前述したように、粒状の光発電素子１１の製造方法は、特に限定されず、どの様な方法で粒状の光発電素子１１を製造しても良く、１つのメーカーで光発電素子１１の製造から光発電パネル１０の製造までを一貫して行っても良いし、他のメーカーで製造した光発電素子１１を仕入れて光発電パネル１０を製造するようにしても良い。以下、何等かの方法で製造された粒状の光発電素子１１を用いて光発電パネル１０を製造する各工程を説明する。
【００３４】
《レンズ部成形工程》
図２に示すように、多数の凸レンズ成形キャビティ３４が形成された成形型３５内に、耐候性、耐紫外線性、紫外線カット性（パネル部１２の紫外線劣化防止）、耐摩耗性に優れた透明樹脂の樹脂液３６を注入してレンズ部１３を成形する。このレンズ部１３の成形は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いて射出成形によって行っても良し、紫外線硬化性樹脂を用いても良い。また、レンズ部１３の形状は、図３に示すような凸レンズの形状に限定されず、フレネルレンズの形状に成形しても良い。成形後に、レンズ部１３は成形型３５から取り出される。
【００３５】
《パネル部製造工程》
パネル部１２は、以下の工程を経て製造される。
［１］光発電素子整列工程
まず、図４に示すように、光発電素子１１が１個ずつ嵌まり込む多数の素子位置決め凹部２２が格子点状に形成された素子整列治具２１を用いて、該素子整列治具２１の各素子位置決め凹部２２にそれぞれ光発電素子１１を１個ずつ嵌め込むことで、多数の光発電素子１１を格子点状に整列させる。この際、素子整列治具２１上で整列された光発電素子１１（素子位置決め凹部２２）の配列ピッチは、製造する光発電パネル１０の光発電素子１１の配列ピッチに一致している。
【００３６】
［２］仮保持工程
光発電素子整列工程終了後に、仮保持工程に進む。この仮保持工程では、予め、紫外線が透過可能な透明ガラス等の透明な材料で形成された仮保持板２３（図５参照）を用いて、この仮保持板２３の片面に粘着剤をコーティングしたり、或は、両面粘着シートを貼着するなどして、仮保持板２３の片面に粘着層を形成しておく。この粘着層の厚みは、光発電素子１１の直径のばらつきを吸収できる程度の厚みとすることが望ましい。
【００３７】
そして、図５に示すように、この仮保持板２３の粘着層を下向きにして、該仮保持板２３を素子整列治具２１の上方から下降させて、該仮保持板２３の粘着層を素子整列治具２１上の各光発電素子１１に押し付ける。これにより、仮保持板２３の粘着層に各光発電素子１１を格子点状に配列させた状態で粘着（仮保持）させる。
【００３８】
［３］成形工程
仮保持工程終了後に、成形工程に進み、まず、図６に示すように、成形型２５のキャビティ２４内に透明度（光透過性）の高い紫外線硬化型透明樹脂の樹脂液２６を注入する。この後、仮保持板２３の下面に粘着した各光発電素子１１を成形型２５に対して位置決めした状態で、該仮保持板２３を下降させて、図７に示すように、仮保持板２３の下面に粘着した各光発電素子１１を成形型２５内の樹脂液２６に浸漬した状態にする。この際、仮保持板２３の下面（粘着層）と樹脂液２６との間に隙間を持たせて、仮保持板２３の下面（粘着層）に樹脂液２６が付着しないようにする。
【００３９】
この後、仮保持板２３の上方から紫外線を下向きに照射する。これにより、紫外線を仮保持板２３を透過させて樹脂液２６に照射して該樹脂液２６を硬化させることで、多数の粒状の光発電素子１１を格子点状（アレイ状）に配列した状態で保持するパネル部１２を成形する。尚、成形型２５を透明な材料で形成して、紫外線を成形型２５を透過させて樹脂液２６を硬化させるようにしても良い。
【００４０】
［４］離型工程
成形工程終了後に、離型工程に進み、図８に示すように、成形後のパネル部１２を成形型２５から取り出すと共に、該パネル部１２の裏面側から仮保持板２３を剥離する。この際、仮保持板２３の下面に樹脂液２６が付着していなければ、仮保持板２３をパネル部１２の裏面側から簡単に剥離することができる。
【００４１】
［５］ｎ電極形成工程
離型工程終了後に、ｎ電極形成工程に進み、図９に示すように、パネル部１２の裏面全体に、蒸着、めっき、ＣＶＤ、スパッタリング、塗布、印刷等の導体成膜技術を用いてｎ電極１４を形成する。このｎ電極１４を形成する導体は、Ａｇ、Ａｇ系導体等の電気抵抗値が小さく、且つ、光を反射しやすい導体（入射光の反射面としても機能させるため）を用いることが好ましい。このｎ電極１４は、各光発電素子１１の外周部のｎ型半導体層１１ａに導通し、且つ透明樹脂層１２の裏面全体を覆って入射光の光反射膜としても機能するようになっている。尚、ｎ電極１４の一部は、後述するサンドブラスト工程で光発電素子１１の一部を露出させるように取り除かれるため、その部分にはｎ電極１４を形成しない部分があっても良い。
【００４２】
［６］保護層（１層目の絶縁性樹脂層）形成工程
ｎ電極形成工程終了後に、保護層形成工程に進み、図１０に示すように、光発電パネル１０の裏面のｎ電極１４全面に、エポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を塗布して硬化させて保護層（１層目の絶縁性樹脂層）１５を形成し、ｎ電極１４全面を保護層１５で覆った状態にする。この保護層１５を形成する樹脂は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、嫌気性硬化樹脂等のいずれを用いても良いが、絶縁性と耐薬品性・耐酸性（エッチング時のマスクとして用いるため）を備えている必要がある。尚、保護層１５の一部は、次のサンドブラスト工程で光発電素子１１の一部を露出させるように取り除かれるため、その部分には保護層１５を形成しない部分があっても良い。
【００４３】
［７］サンドブラスト工程
保護層形成工程終了後に、サンドブラスト工程に進み、図１１に示すように、サンドブラストにより、各光発電素子１１の後端部の保護層１５とｎ電極１４を部分的に取り除いて、各光発電素子１１の後端部のｎ型半導体層１１ａを露出させた状態にする。尚、サンドブラストに代えて、研磨、レーザ加工、放電加工等によって保護層１５とｎ電極１４を部分的に取り除くようにしても良い。
【００４４】
［８］エッチング工程
サンドブラスト工程終了後に、エッチング工程に進み、保護層１５をマスク（エッチングレジスト）として用いて、該保護層１５から露出する光発電素子１１の後端部のｎ型半導体層１１ａを化学エッチングして部分的に取り除き、その内側のｐ型半導体層１１ｂを露出させた状態にする。尚、化学エッチングに代えて、ドライエッチングを用いても良い。
【００４５】
［９］絶縁層（２層目の絶縁性樹脂層）形成工程
エッチング工程終了後に、絶縁層（２層目の絶縁性樹脂層）形成工程に進み、図１２に示すように、光発電パネル１０の裏面全体に、エポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を塗布して硬化させて絶縁層（２層目の絶縁性樹脂層）１６を形成し、前記サンドブラスト工程で部分的に露出されたｎ電極１４を完全に覆って絶縁した状態にする。この絶縁層１６を形成する樹脂は、その下層の保護層１５と同種、異種のいずれの絶縁性樹脂を用いても良く、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、嫌気性硬化樹脂等のいずれを用いても良い。尚、絶縁層１６の一部は、次の研磨工程で光発電素子１１の一部を露出させるように除かれるため、その部分には絶縁層１６を形成しない部分があっても良い。
【００４６】
［１０］研磨工程
絶縁層形成工程終了後に、研磨工程に進み、図１３に示すように、パネル部１２の裏面の絶縁層１６を研磨装置で研磨して平坦化すると共に、光発電素子１１の後端部のｐ型半導体層１１ｂを絶縁層１６から露出させると共に、該ｐ型半導体層１１ｂの露出面を平坦化する。尚、サンドブラストで研磨するようにしても良い。
【００４７】
［１１］ｐ電極形成工程
研磨工程終了後に、ｐ電極形成工程に進み、図１４に示すように、パネル部１２の裏面全体にｐ電極１７を各光発電素子１１のｐ型半導体層１１ｂの露出面に密着させるように形成する。このｐ電極１７を形成する導体は、前述したｎ電極１４と同じ導体でも良いし、異なる導体を用いても良く、ｐ電極１７の形成方法も、ｎ電極１４と同じ方法でも異なる方法でも良い。例えば、Ａｌ等の導体を光発電パネル１０の裏面全体に擦り付けて、その摩擦力と摩擦熱により、Ａｌ等の導体を各光発電素子１１のｐ型半導体層１１ｂの露出面と絶縁層１６に付着させてｐ電極１７を形成するようにしても良い。或は、アルミニウム箔等の導体箔を光発電パネル１０の裏面全体に貼り付けてｐ電極１７を形成しても良い。
【００４８】
［１２］レーザーシンタ工程
ｐ電極形成工程終了後に、レーザーシンタ工程に進み、ｐ電極１７と各光発電素子１１の後端部のｐ型半導体層１１ｂとの接合部分の中央部にレーザー光をスポット的に照射して、その部分をスポット的に加熱し、オーミックコンタクトを形成するためのｐ電極１７の熱処理（シンタ）を行う。尚、レーザーシンタ工程終了後に、パネル部１２の裏面のｐ電極１７全面に絶縁性樹脂を塗布して保護絶縁層を形成する工程を追加しても良い。
以上説明した各工程［１］〜［１２］を一通り実行すれば、パネル部１２の製造が完了する。
【００４９】
《光発電パネル組立工程》
図１５に示すように、上述した方法で製造したパネル部１２の受光側の面にレンズ部１３を接着、融着等により固着する。この後、図１に示すように、パネル部１２裏面のｐ電極１７上に、ケース状に成形された裏カバー３２を被せて、該裏カバー３２の周縁部とレンズ部１３の周縁部とを封止（シール）し、光発電素子１１を保持するパネル部１２全体をレンズ部１３と裏カバー３２とで包み込んで密閉状態に封止する。この封止方法は、熱融着、接着剤等の適宜の方法を用いれば良く、勿論、適宜のシール材を用いて、裏カバー３２の周縁部とレンズ部１３の周縁部とを熱融着、接着等により封止するようにしても良い。この裏カバー３２の組み付けにより、光発電パネル１０の組み立てが完了する。
【００５０】
尚、パネル部製造工程において、［１］光発電素子整列工程から［４］離型工程までの工程を行ってパネル部１２を透明樹脂で成形した後、パネル部１２の受光側の面にレンズ部１３を固着し、その後、このレンズ部１３付きのパネル部１２の裏面側に対して、［５］ｎ電極形成工程から［１２］レーザーシンタ工程までの工程を行って電極１４，１７等を形成した後、裏カバー３２をパネル部１２の裏面側に組み付けて光発電パネル１０を組み立てるようにしても良い。要するに、［５］ｎ電極形成工程から［１２］レーザーシンタ工程までの工程は、パネル部１２の受光側の面にレンズ部１３を固着した状態で行うようにしても良い。
【００５１】
以上説明した本実施例１によれば、格子点状に配列した多数の粒状の光発電素子１１を保持するパネル部１２と、入射光をパネル部１２の各光発電素子１１に向けて集光するレンズ部１３とを別々に透明樹脂で成形し、前記パネル部１２の受光面側にレンズ部１３を固定した構成としたので、光発電素子１１を保持するパネル部１２とレンズ部１３とを異なる樹脂で成形できる。これにより、パネル部１２とレンズ部１３を成形する樹脂の選択幅を広げることができ、例えば、パネル部１２を透明度（光透過性）の高い樹脂で形成し、レンズ部１３を、耐候性、耐紫外線性、紫外線カット性（パネル部１２の紫外線劣化防止）、耐摩耗性に優れた透明樹脂で形成するという具合に、パネル部１２とレンズ部１３とをそれぞれの使用目的に合わせた好適な素材で形成することができ、発電効率、耐久性、コスト性を向上させることができる。
【００５２】
しかも、光発電素子１１を保持するパネル部１２の裏面に裏カバー３２を被せて、該裏カバー３２の周縁部とレンズ部１３の周縁部とを封止（シール）するようにしたので、光発電素子１１を保持するパネル部１２を、耐候性等に優れたレンズ部１３と裏カバー３２とで包み込んで密閉状態に封止（シール）することが可能となり、パネル部１２の防水性を高めることができる。
【００５３】
尚、本実施例１では、光発電素子１１の外周側をｎ型半導体層、内周側をｐ型半導体層としたが、これとは反対に、外周側をｐ型半導体層、内周側をｎ型半導体層としても良い。この場合、ｎ電極とｐ電極の位置も反対となり、レーザー光によるシンタリングによってｎ電極と光発電素子１１との接合部分にオーミックな接触抵抗部を形成するようにすれば良い。
【実施例２】
【００５４】
図２３及び図２４に示す本発明の実施例２では、上記実施例１と同様の方法でレンズ部１３を透明樹脂で成形した後、このレンズ部１３と型枠６１を用いて、パネル部１２を成形するための成形キャビティ６２を形成する。その後、この成形キャビティ６２を用いて、上記実施例１と同様の方法でパネル部１２を成形する。これを簡単に説明すると、成形キャビティ６２内に該レンズ部１３とは異なる透明樹脂の樹脂液２６を注入すると共に、仮保持板２３によって多数の光発電素子１１を格子点状に配列させるように位置決めして、該光発電素子１１を該樹脂液２６に浸漬して該樹脂液２６を硬化させることで、パネル部１２をレンズ部１３と一体的に成形する。
【００５５】
その後、このレンズ部１３付きのパネル部１から型枠６１を取り外した後、このレンズ部１３付きのパネル部１２の裏面側に対して、上記実施例１で説明した［５］ｎ電極形成工程から［１２］レーザーシンタ工程までの工程を行って電極１４，１７等を形成する。この後、上記実施例１と同様の方法で裏カバー３２をパネル部１２の裏面側に組み付けて光発電パネル１０を組み立てる。
【００５６】
以上説明した本実施例２においても、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。しかも、本実施例２では、レンズ部１３を用いて構成した成形キャビティ６２によってパネル部１２を成形するため、パネル部１２の成形と同時にパネル部１２とレンズ部１３とを一体化することができて、パネル部１２の成形後にレンズ部１３を接着、融着等により装着する工程が不要となり、生産性を向上できる利点がある。
【００５７】
尚、レンズ部１３の裏面側に、型枠６１に相当する部分を透明樹脂で一体成形して、レンズ部１３の裏面側に、パネル部１２を成形するための成形キャビティ６２を形成するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例１の製造方法で製造した光発電パネルの構造を示す縦断面図である。
【図２】実施例１の光発電パネルの製造方法におけるレンズ部成形工程を説明する図である。
【図３】成形したレンズ部の形状を示す図である。
【図４】実施例１の光発電パネルの製造方法における光発電素子整列工程を説明する図である。
【図５】実施例１の光発電パネルの製造方法における仮保持工程を説明する図である。
【図６】実施例１の光発電パネルの製造方法における成形工程を説明する図である（その１）。
【図７】実施例１の光発電パネルの製造方法における成形工程を説明する図である（その２）。
【図８】実施例１の光発電パネルの製造方法における離型工程を説明する図である。
【図９】実施例１の光発電パネルの製造方法におけるｎ電極形成工程を説明する図である。
【図１０】実施例１の光発電パネルの製造方法における保護層（１層目の絶縁性樹脂層）形成工程を説明する図である。
【図１１】実施例１の光発電パネルの製造方法におけるサンドブラスト工程を説明する図である。
【図１２】実施例１の光発電パネルの製造方法における絶縁層（２層目の絶縁性樹脂層）形成工程を説明する図である。
【図１３】実施例１の光発電パネルの製造方法における研磨工程を説明する図である。
【図１４】実施例１の光発電パネルの製造方法におけるｐ電極形成工程を説明する図である。
【図１５】実施例１の光発電パネルの製造方法における組立工程を説明する図である。
【図１６】粒状シリコン製造装置（第１例）の構造を概略的に示す図である。
【図１７】シリコン微粉混合ガス生成装置（第１例）の構造を概略的に示す図である。
【図１８】粒状シリコン製造装置（第２例）の構造を概略的に示す図である。
【図１９】シリコン微粉混合ガス生成装置（第２例）の構造を概略的に示す図である。
【図２０】降下管内でシリコン微粉が漂う範囲を限定する手段を示す図である。
【図２１】降下管の内周側に、粒状シリコンの輻射熱を反射する熱反射膜を設けた例を示す図である。
【図２２】降下管の外周側に、粒状シリコンの輻射熱を反射する熱反射膜を設けた例を示す図である。
【図２３】実施例２の光発電パネルの製造方法で用いる成形キャビティの構成例を示す図である。
【図２４】実施例２の光発電パネルの製造方法における成形工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…光発電パネル、１１…光発電素子、１２…パネル部、１３…レンズ部、１４…ｎ電極、１５…保護層（１層目の絶縁性樹脂層）、１６…絶縁層（２層目の絶縁性樹脂層）、１７…ｐ電極、２１…素子整列治具、２２…素子位置決め凹部、２３…仮保持板、２４…成形キャビティ、２５…成形型、２６…樹脂液、３０…光発電パネル、３２…裏カバー、３４…成形キャビティ、３５…成形型、３６…樹脂液、４１…高温加熱炉、４２…炉心管、４３…電気ヒータ、４４…溶融ルツボ、４５…ノズル、４６…降下管、４７…シリコン微粉混合ガス生成装置、４９…撹拌体、５１…シリコン微粉混合ガス生成装置、５５…熱反射膜、６１…型枠、６２…成形キャビティ
【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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【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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