(57)【要約】【課題】下部電極における光吸収層の残存を低減し、高い光電変換効率を有する光電変換装置を提供する。【解決手段】金属元素を含む光吸収層を有する光電変換装置の製造方法であって、基板上に下部電極２を形成する工程と、下部電極２上に前記金属元素を含む皮膜３ａを形成する工程とを有する。さらに、この光電変換装置の製造方法では、皮膜３ａの一部を除去して除去部８を形成し、皮膜３ａをパターニングする工程と、パターニングした皮膜３ａを焼成して、除去部８を備えた光吸収層３を形成する工程とを備えている。【選択図】図１
2012156423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属元素を含む光吸収層を有する光電変換装置の製造方法であって、
基板上に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極上に前記金属元素を含む皮膜を形成する工程と、
前記皮膜の一部を除去して除去部を形成し、前記皮膜をパターニングする工程と、
パターニングした前記皮膜を焼成して、前記除去部を備えた前記光吸収層を形成する工程とを備えた光電変換装置の製造方法。
【請求項２】
前記光吸収層を形成する工程の後に、
前記光吸収層上および前記除去部にバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層の前記除去部に形成された部分を除去して、前記バッファ層をパターニングする工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項３】
前記バッファ層を除去した部分を、前記基板を平面視して、前記除去部内に位置するように形成することを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記バッファ層をパターニングする工程の後に、
前記バッファ層上および前記バッファ層を除去した部分に上部電極を形成する工程を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
前記バッファ層をパターニングする工程に代えて、
前記バッファ層上に上部電極を形成する工程と、
前記バッファ層および前記上部電極の前記除去部に形成された部分を除去して、前記バッファ層および前記上部電極をパターニングする工程と、
前記バッファ層および前記上部電極を除去した部分に、前記上部電極および前記下部電極を電気的に接続する接続導体を形成する工程とを有することを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
前記バッファ層および前記上部電極を除去した部分を、前記基板を平面視して、前記除去部内に位置するように形成することを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
前記下部電極をモリブデンで形成し、前記皮膜をセレンを含む雰囲気下で焼成することを特徴とする請求項２乃至請求項６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】
本発明は光電変換装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電等に使用される光電変換装置は、様々な種類のものがあるが、ＣＩＳ系（銅インジウムセレナイド系）に代表されるカルコパイライト系光電変換装置は比較的低コストで太陽電池モジュールの大面積化が容易なことから、研究開発が進められている。
【０００３】
このカルコパイライト系光電変換装置は、ガラス基板上にモリブデン（Ｍｏ）など下部電極が形成されている。そして、この下部電極上には、二セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）等のカルコゲン化合物半導体層（カルコパイライト系の半導体層）よりなる光吸収層と、硫化カドミウム等の混晶化合物半導体よりなるバッファ層とを備えている。さらに、バッファ層上には、錫を含んだ酸化インジウム（ＩＴＯ）などの透明導電膜よりなる上部電極と、上部電極上に銀ペーストなどからなる集電電極とを備えている。
【０００４】
このカルコパイライト系光電変換装置では、所定の出力電圧を得るために、下部電極、光吸収層、バッファ層および上部電極などの一部を除去してパターニングすることにより、複数の光電変換セルに分割している。そして、複数の光電変換セルは、一方の光電変換セルの下部電極と、一方の光電変換セルに隣り合う他方の光電変換セルの上部電極と、を接続されている。これにより、複数の光電変換セルは、基板上で電気的に接続されて集積化される。このような集積化において、下部電極はレーザでパターニングされる。また、光吸収層、バッファ層および上部電極は、メカニカルスクライブによる機械加工でパターニングされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３７３９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したメカニカルスクライブ法では、光吸収層を下部電極から除去しきれず、下部電極上に光吸収層が残存する場合があった。このような場合、上部電極と接続される下部電極上に光吸収層が残存していると、この残存部分で接触抵抗が高くなり、光電変換効率が低下する可能性があった。
【０００７】
本発明の１つの課題は、下部電極における光吸収層の残存を低減し、高い光電変換効率を有する光電変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の実施形態に係る光電変換装置の製造方法は、金属元素を含む光吸収層を有する光電変換装置の製造方法であって、基板上に下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に前記金属元素を含む皮膜を形成する工程とを有する。さらに、本実施形態では、前記皮膜の一部を除去して除去部を形成し、前記皮膜をパターニングする工程と、パターニングした前記皮膜を焼成して、前記除去部を備えた前記光吸収層を形成する工程とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一の実施形態に係る光電変換装置の製造方法によれば、光吸収層を焼成前の皮膜の状態でパターニングしているため、下部電極から容易に皮膜を除去することができる。これにより、本実施形態では、下部電極に皮膜が残りにくくなるため、下部電極における光吸収層の残存を低減することができる。その結果、本実施形態では、光電変換効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態によって製造された光電変換装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の光電変換装置の断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一の実施形態に係る光電変換装置の製造方法における工程を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る光電変換装置の製造方法における工程を示す断面図である。
【図５】バッファ層を除去した分離溝付近の拡大平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る光電変換装置の製造方法における工程を示す断面図である。
【図７】バッファ層と上部電極を除去した分離溝付近の拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図面には、光電変換セル１０の配列方向（例えば、図１の図面視左右方向）をＸ軸とする右手系のＸＹＺ座標が付しているものがある。まず、本発明の実施形態で製造される光電変換装置の実施形態について説明する。
【００１２】
＜光電変換装置＞
光電変換装置２０は、図１に示すように、光電変換セル１０が複数並べて形成されている。光電変換セル１０は、基板１と、下部電極２と、光吸収層３と、バッファ層４と、上部電極５と、集電電極６と、接続導体７とを備えている。
【００１３】
光電変換装置２０は、複数の光電変換セル１０が電気的に接続されている。具体的に、隣り合う複数の光電変換セル１０同士は、一方の光電変換セル１０の上部電極５と、一方の光電変換セルに隣り合う他方の光電変換セル１０の下部電極２とが電気的に接続されている。なお、図１において、光電変換セル１０ａの上部電極５は、接続導体７を介して光電変換セル１０ｂの下部電極２と電気的に接続されている。これにより、隣接する光電変換セル１０同士は、図１中のＸ方向に沿って直列接続され、基板１上で集積化されている。
【００１４】
光電変換セル１０では、下部電極２および上部電極５で挟まれた光吸収層３およびバッファ層４により、光電変換が行なわれる。次に、光電変換セル１０の各部材について説明する。
【００１５】
基板１は、光吸収層３等を支持するためのものである。このような基板１としては、例えば厚さ１〜３ｍｍ程度のソーダライムガラス（ＳＬＧ）が挙げられる。
【００１６】
下部電極２は、一方向（図１および図２中のＸ方向）に互いに間隔をあけて基板１の一主面上に複数配置されている。本実施形態では、図２において、上記間隔に対応する分離溝Ｐ１によって互いに離間した３つの下部電極２が設けられている。なお、下部電極２の個数については、図１および図２に示したものに限られない。このような下部電極２は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）または金（Ａｕ）等の金属またはこれらの合金を含む薄膜であってもよい。また、これらの金属
を積層してなる構造体であってもよい。この下部電極２は、例えば、基板１上にスパッタリング法または蒸着法等で厚さ０．２〜１μｍ程度に形成される。
【００１７】
光吸収層３は、下部電極２上に配置されている。光吸収層３は、金属元素を含む化合物半導体を含んでいる。このような化合物半導体としては、例えば、金属元素を含むカルコゲン化合物半導体が挙げられる。カルコゲン化合物半導体は、カルコゲン元素である硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）またはテルル（Ｔｅ）を含むものである。カルコゲン化合物半導体としては、例えば、Ｉ-III-VI化合物半導体がある。I-III-VI化合物半導体とは、Ｉ-Ｂ族元素（１１族元素ともいう）とIII-Ｂ族元素（１３族元素ともいう）とVI-Ｂ族元素（１６族元素ともいう）との化合物半導体であり、カルコパイライト構造を有し、カルコパイライト系化合物半導体と呼ばれる（ＣＩＳ系化合物半導体ともいう）。I-III-VI化合物半導体としては、例えば、二セレン化銅インジウム（ＣｕＩｎＳｅ２）、二セレン化銅インジウム・ガリウム（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２）、二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２）、二イオウ化銅インジウム・ガリウム（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ２）又は薄膜の二セレン・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・ガリウム等の多元化合物半導体薄膜がある。なお、光吸収層３が含む化合物半導体は、上記したＩ-III-VI化合物半導体だけでなく、例えば、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、硫黄（Ｓ）を含む、ＣＺＴＳ系のものであってもよい。このようなＣＺＴＳ系化合物半導体は、例えば、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４が挙げられる。ＣＺＴＳ系化合物半導体は、I-III-VI化合物半導体のようにレアメタルを使用していないため、材料を確保しやすい。また、光吸収層３は、例えば、ｐ型の導電形を有し、厚さが１〜３μｍ程度である。
【００１８】
光吸収層３は、スパッタリング法、蒸着法等といった真空プロセスによって形成される。また、光吸収層３は、塗布法あるいは印刷法と称されるプロセスによっても形成される。塗布法あるいは印刷法では、例えば、光吸収層３に主として含まれる元素の錯体溶液が下部電極層２の上に塗布され、その後、乾燥および熱処理が行われる。この塗布法あるいは印刷法と称されるプロセスが用いられることで、光電変換装置２０の製造にかかるコストが低減され得る。
【００１９】
バッファ層４は、光吸収層３の＋Ｚ側の主面（一主面とも言う）の上に設けられており、光吸収層３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）を有する半導体を主に含む。なお、導電型が異なる半導体とは、伝導担体（キャリア）が異なる半導体である。また、光吸収層３の導電型がｎ型であり、バッファ層４の導電型がｐ型であってもよい。ここでは、バッファ層４と光吸収層３との間にヘテロ接合領域が形成されている。このため、光電変換セル１０では、ヘテロ接合領域を形成する光吸収層３とバッファ層４とにおいて光電変換が生じ得る。
【００２０】
バッファ層４は、化合物半導体を主に含む。バッファ層４に含まれる化合物半導体としては、例えば、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化インジウム（Ｉｎ２Ｓ３）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、セレン化インジウム（Ｉｎ２Ｓｅ３）、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）、（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）、および（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏ等が挙げられる。そして、バッファ層４が１Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有していれば、リーク電流の発生が低減され得る。なお、バッファ層４は、例えば、ケミカルバスデポジション（ＣＢＤ）法等によって形成され得る。
【００２１】
また、バッファ層４は、光吸収層３の一主面の法線方向（＋Ｚ方向）に厚さを有する。この厚さは、例えば、１０ｎｍ以上で且つ２００ｎｍ以下に設定される。バッファ層４の厚さが１００ｎｍ以上で且つ２００ｎｍ以下であれば、バッファ層４の上に上部電極５がスパッタリング法等で形成される際に、バッファ層４においてダメージが生じ難くなる。
【００２２】
上部電極５は、バッファ層４の＋Ｚ側の主面（一主面とも言う）の上に設けられており、例えば、ｎ型の導電型を有する透明の導電層（透明導電層とも言う）である。この上部電極５は、光吸収層３において生じた電荷を取り出す電極（取出電極とも言う）として働く。上部電極５は、バッファ層４よりも低い抵抗率を有する材料を主に含む。上部電極５には、いわゆる窓層と呼ばれるものが含まれてもよいし、窓層と透明導電層とが含まれてもよい。
【００２３】
上部電極５は、禁制帯幅が広く且つ透明で低抵抗の材料を主に含んでいる。このような材料としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛の化合物、錫が含まれた酸化インジウム（ＩＴＯ）、および酸化錫（ＳｎＯ２）等の金属酸化物半導体等が採用され得る。酸化亜鉛の化合物は、アルミニウム、ボロン、ガリウム、インジウム、およびフッ素のうちの何れか１つの元素等が含まれたものである。
【００２４】
上部電極５は、スパッタリング法、蒸着法、または化学的気相成長（ＣＶＤ）法等によって形成され得る。上部電極５の厚さは、例えば、０．０５μｍ以上で且つ３．０μｍ以下である。ここで、上部電極５が、１Ω・ｃｍ未満の抵抗率と、５０Ω／□以下のシート抵抗とを有していれば、上部電極５を介して光吸収層３から電荷が良好に取り出され得る。
【００２５】
バッファ層４および上部電極５が、光吸収層３が吸収し得る光の波長帯域に対して、光を透過させ易い性質（光透過性とも言う）を有していれば、光吸収層３における光の吸収効率の低下が低減され得る。また、上部電極５の厚さが０．０５μｍ以上で且つ０．５μｍ以下であれば、上部電極５における光透過性が高められると同時に、光電変換によって生じた電流が良好に伝送され得る。更に、上部電極５の絶対屈折率とバッファ層４の絶対屈折率とが略同一であれば、上部電極５とバッファ層４との界面で光が反射することで生じる入射光のロスが低減され得る。
【００２６】
集電電極６は、上部電極５の＋Ｚ側の主面（一主面とも言う）の上に設けられている線状の電極部（線状電極部とも言う）である。そして、例えば、光電変換セル１０ａの上部電極５によって集められた電荷は、集電電極６によって更に集められ、接続導体７を介して光電変換セル１０ｂに伝達され得る。
【００２７】
この集電電極６が設けられることで、上部電極５における導電性が補われるため、上部電極５の薄層化が可能となる。その結果、電荷の取り出し効率の確保と、上部電極５における光透過性の向上とが両立し得る。なお、集電電極６が、例えば、銀等の導電性が優れた金属を主に含んでいれば、光電変換装置２０における変換効率が向上し得る。なお、集電電極６に含まれる金属としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル等であってもよい。
【００２８】
また、集電電極６の幅は、５０μｍ以上で且つ４００μｍ以下であれば、隣接する光電変換セル１０の間における良好な導電が確保されつつ、光吸収層３１への光の入射量の低下が低減され得る。１つの光電変換セル１０に複数の集電電極６が設けられる場合、該複数の集電電極６の間隔は、例えば、２．５ｍｍ程度であればよい。
【００２９】
なお、集電電極６の表面が、光吸収層３が吸収し得る波長領域の光を反射する性質を有していれば、光電変換装置２０がモジュール化された際に、集電電極６の表面で反射した光が、モジュール内で再び反射して光吸収層３に入射し得る。これにより、光電変換装置２０における変換効率が向上し得る。このような表面が形成されるためには、例えば、透光性の樹脂に光反射率の高い銀等の金属粒子が添加されたペーストが上部電極５の一主面
上に塗布され、その後の乾燥によって該ペーストが固化されることで集電電極６が形成されればよい。また、例えば、アルミニウム等の光反射率の高い金属が集電電極６の表面に蒸着されてもよい。
【００３０】
接続導体７は、光吸収層３およびバッファ層４を分離する分離溝Ｐ２内に配置されている。この接続導体７は、集電電極６と電気的に接続しており、分離溝Ｐ２を通って隣の光電変換セル１０から延伸されている下部電極２に接続するような垂下部を有している。これにより、接続導体７は、図１において、光電変換セル１０ａの上部電極５と、光電変換セル１０ｂの下部電極２とを電気的に接続できる。なお、図１では、上部電極５に電気的に接続された光電変換セル１０ａの集電電極６と光電変換セル１０ｂの下部電極５とを直に接続しているが、この形態に限られない。接続導体７は、例えば、分離溝Ｐ２に配置されるバッファ層４および上部電極５の少なくとも一方を介して光電変換セル１０ａの上部電極５と光電変換セル１０ｂの下部電極２とを電気的に接続する形態であってもよい。
【００３１】
接続導体７は、集電電極６と同様の材質、方法で作製してもよい。そのため、接続導体７は、集電電極６の形成と同時に行なってもよい。それゆえ、接続導体７は、集電電極６の一部であってもよい。
【００３２】
＜光電変換装置の製造方法＞
（実施形態１）
次に、光電変換装置の製造方法の一実施形態について図３を用いて説明する。
【００３３】
まず、ソーダライムガラス等で形成された基板１を用意する。基板１の大きさは、例えば５０ｃｍ×１００ｃｍ程度、厚さ５ｍｍ程度である。
【００３４】
次に、基板１を洗浄した後、図３（ａ）に示すように、基板１の一主面にＭｏ層等をスパッタリング法などで成膜し、下部電極２を形成する。次いで、この下部電極２にＹＡＧ（イットリウム、アルミニウム、ガーネット）レーザを照射して幅１０〜１００μｍ程度の分割溝Ｐ１を形成することにより、Ｍｏ層をパターニングして複数の短冊状の下部電極２を形成する。このパターニング後のＭｏ層の幅は３〜１５ｍｍ程度である。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示すように、下部電極２上に光吸収層３となるＩ族元素およびIII族元素を含む皮膜３ａをスパッタリング法や蒸着法、印刷法などを用いて成膜する。具体例として、二セレン化銅インジウムガリウム（以下、ＣＩＧＳとする）のＩ−III−VI族化合物を含む光吸収層３を形成する場合、例えば、Ｃｕ−Ｇａの合金ターゲットを用いてスパッタリングで成膜された金属薄膜上に、さらにＩｎターゲットを用いてスパッタリングで金属薄膜を積層すれば皮膜３ａを作製できる。また、印刷法では、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ等の金属またはそれらの化合物を含有したペーストを基板１上にスクリーン印刷法等を用いて塗布し、１００〜４００℃程度の温度で乾燥を行うことにより、皮膜３ａを作製できる。この皮膜３ａは、光吸収層３の前駆体に相当するものである。なお、皮膜３ａにはVI族元素も含まれていてもよい。皮膜３ａにVI族元素が含まれている場合、ある程度、皮膜３ａ中にＩ−III−VI族化合物が形成されていてもよいが、Ｉ−III−VI族化合物半導体としての結晶化率は５０％以下（最終的に形成される光吸収層３の結晶化率を１００％とした場合）としておくのがよい。これにより、皮膜３ａのパターニングを良好に行なうことができる。Ｘ線回折（ＸＲＤ：X-Ray Diffraction）法を用いて、結晶成分と非晶成分の積分強度比から結晶化率を求めることができる。
【００３６】
次に、図３（ｃ）に示すように、皮膜３ａの一部を除去して除去部８を形成し、皮膜３ａをパターニングする。この除去部８は、ＹＡＧレーザ等を用いるレーザ加工または金属針、金属刃等を用いたメカニカルスクライブ法等の機械加工で形成される。メカニカルス
クライブ法であれば、レーザ加工に比べて皮膜３ａに対する熱による影響を緩和することができる。
【００３７】
除去部８は、例えば、下部電極２に形成した分割溝Ｐ１の端部から２０〜１００μｍ程度離間した位置に設けられる。また、除去部８の幅は、光電変換装置２０の大きさ等によって適宜設定されるが、例えば、５０〜５００μｍ程度であればよい。なお、除去部８の大きさは、レーザのスポット径または金属針の先端部の大きさを変更することにより、調整できる。また、メカニカルスクライブ法で除去部８の形成する場合は、先端部が４０〜５０μｍ程度の幅を有する金属針等を用いて、ピッチをずらしながら連続して数回にわたりスクライブしてもよい。また、メカニカルスクライブ法では、２本以上の金属針を当接又は近接した状態で固定し、１回〜数回スクライブして形成してもよい。
【００３８】
次に、皮膜３ａを焼成することにより、光吸収層３を形成する。これにより、除去部８の隙間を有するようにパターニングされた光吸収層３が形成される。この焼成では、皮膜３ａが結晶化される工程を含んでいる。例えば、光吸収層３をＣＩＧＳで形成する場合、皮膜３ａは、カルコゲン元素を含む雰囲気下で焼成されることにより、結晶化が促進され、光吸収層３となる。以下の焼成工程の説明では、カルコゲン元素としてセレンを用いた例で示しているが、セレンに代えて硫黄またはテルルを利用してもよい。
【００３９】
まず、除去部８が形成された皮膜３ａを備えた基板１を焼成炉内に配置する。そして、焼成炉内を減圧するとともに、基板１を４００〜６００℃程度まで昇温し、昇温後の温度を維持しながら焼成炉内にＨ２Ｓｅガス等を導入する。その後、皮膜３ａを６０〜９０分程度焼成することで光吸収層３が形成される。すなわち、本実施形態では、金属元素（Ｃｕ、ＩｎおよびＧａ）を含む皮膜３ａをセレン化することにより、光吸収層３が形成される。この光吸収層３は、焼成を伴うセレン化により皮膜３ａに比べて化合物半導体としての結晶化が進行している。なお、除去部８は、光吸収層３を部分的に分離する分離溝Ｐ２としても機能する。
【００４０】
以上のように、本実施形態では、焼成前の皮膜３ａの状態でパターニングを行なっているため、焼成後の光吸収層３でパターニングを行なうよりも容易になる。すなわち、皮膜３ａは、光吸収層３に比べて柔らかいため、除去部８が形成されやすい。また、皮膜３ａの状態であれば、下部電極２との接合強度も弱いため、下部電極２上に皮膜３ａが残存しにくくなる。これにより、本実施形態では、接続導体７と下部電極２との間に配される、残存した皮膜３ａが焼成されたことによって生じる光吸収層の発生を低減できる。その結果、本実施形態では、隣り合う光電変換セル１０同士の接続部における抵抗成分の増加を低減できる。
【００４１】
次いで、図３（ｄ）に示すように、光吸収層３上および除去部８に溶液成長法（ＣＢＤ法）などでＣｄＳを成膜し、バッファ層４を形成する。このバッファ層４は、１０〜２００ｎｍ程度に成膜される。次に、バッファ層４上にスパッタリング法などでＩＴＯを成膜して上部電極５を形成する。この上部電極５は、０．０５〜０．５μｍ程度に成膜される。
【００４２】
次に、図３（ｅ）に示すように、上部電極５上および除去部８内に銀ペーストなどを印刷することにより、集電電極６および接続導体７を形成する。
【００４３】
次いで、図３（ｆ）に示すように、除去部８の端部から１０〜１００μ程度離間した位置に、光吸収層３、バッファ層４および上部電極５をメカニカルスクライビング法で部分的に除去して分離溝Ｐ３を形成する。以上の工程により、複数の光電変換セル１０が直列接続された光電変換装置２０を製造できる。この分離溝Ｐ３の幅は、一例では２０〜１０
０μｍ程度である。なお、上述した除去部８、分離溝Ｐ１および分離溝Ｐ３は、図３において、Ｙ方向に延伸するように形成される。
【００４４】
（実施形態２）
次に、本発明に係る他の実施形態について図４を用いて説明する。なお、本実施形態において、バッファ層４を形成するまでの工程は、上述した実施形態１と同様である。それゆえ、バッファ層４を光吸収層３上に積層するまでの工程を示した図４（ａ）〜（ｄ）については、説明を省略する。
【００４５】
本実施形態では、図４（ｅ）に示すように、除去部８と少なくとも一部が重なるように分離溝Ｐ２を形成する。このとき、バッファ層４の除去部８に形成された部分が除去される。分離溝Ｐ２を形成することにより、バッファ層４がパターニングされる。この分離溝Ｐ２は、例えば、上述したメカニカルスクライブ法で形成される。
【００４６】
次に、図４（ｆ）に示すように、バッファ層４上およびバッファ層４が除去された部分にスパッタリング法などでＩＴＯを成膜して上部電極５を形成する。次に、図４（ｇ）に示すように、上部電極５上および除去部８内に銀ペーストなどを印刷することにより、集電電極６および接続導体７を形成する。次いで、図４（ｈ）に示すように、光吸収層３、バッファ層４および上部電極５をメカニカルスクライビング法で部分的に除去して分離溝Ｐ３を形成する。以上の工程により、複数の光電変換セル１０Ｂが直列接続された光電変換装置２０Ｂを製造できる。
【００４７】
本実施形態では、図４（ｅ）に示したように、光吸収層３上にバッファ層４を形成した後、分離溝Ｐ２を形成して除去部８の内部に形成されたバッファ層４を除去している。それゆえ、光電変換セル１０Ｂでは、図４（ｈ）に示すように、一方の光電変換セル１０Ｂの上部電極５と他方の光電変換セル１０Ｂの下部電極２とをバッファ層４を介さずに電気的に接続される。その結果、本実施形態では、隣り合う光電変換セル１０同士の接続部において、バッファ層４による抵抗成分の増加を低減できる。
【００４８】
また、本実施形態においては、バッファ層４を除去する分離溝Ｐ２を、基板１を平面視して、除去部８内に位置するように形成してもよい。換言すれば、本実施形態では、図５に示すように、Ｘ方向における分離溝Ｐ２の幅を、Ｘ方向における除去部８の幅より小さくするとともに、分離溝Ｐ２が除去部８からはみ出さないように形成してもよい。このような形態では、分離溝Ｐ２をメカニカルスクライブ法で形成する場合、金属針が光吸収層３と接触しない。これにより、本実施形態では、分離溝Ｐ２周辺における光吸収層３の膜剥離またはチッピング等の発生を低減することができる。その結果、本実施形態では、上述したような膜剥離またはチッピングによる変換効率の低下を低減することができる。なお、分離溝Ｐ２の大きさは、光電変換セル１０Ｂで取り出す光発生電流の大きさ等を考慮して決定すればよい。例えば、除去部８の幅が１００〜６００μｍ程度であれば、分離溝Ｐ２の幅は５０〜５００μｍ程度である。
【００４９】
（実施形態３）
次に、本発明に係る他の実施形態について図６を用いて説明する。なお、本実施形態において、バッファ層４を形成するまでの工程は、上述した実施形態１と同様である。
【００５０】
本実施形態においては、バッファ層４上に上部電極５を形成した後に、分離溝Ｐ２を形成している点で実施形態２と相違する。本実施形態では、図６（ｅ）に示すように、除去部８に形成されたバッファ層４および上部電極５を除去している。なお、分離溝Ｐ２は、除去部８と少なくとも一部が重なるように形成される。分離溝Ｐ２を形成することにより、バッファ層４および上部電極５がパターニングされる。この分離溝Ｐ２は、例えば、上
述したメカニカルスクライブ法で形成される。
【００５１】
次に、図６（ｆ）に示すように、上部電極５上および除去部８内に銀ペーストなどを印刷することにより、集電電極６および接続導体７を形成する。次いで、図６（ｇ）に示すように、光吸収層３、バッファ層４および上部電極５をメカニカルスクライビング法で部分的に除去して分離溝Ｐ３を形成する。以上の工程により、複数の光電変換セル１０Ｃが直列接続された光電変換装置２０Ｃを製造できる。
【００５２】
本実施形態では、図６（ｅ）に示したようにバッファ層４上に上部電極５を形成した後、分離溝Ｐ２を形成して除去部８の内部に形成されたバッファ層４および上部電極５を除去している。これにより、除去部８に残存するバッファ層４および上部電極５が効率良く除去される。それゆえ、光電変換セル１０Ｃでは、図４（ｇ）に示すように、一方の光電変換セル１０Ｃの上部電極５と他方の光電変換セル１０Ｃの下部電極２とを接続導体７で直に接続することができる。そのため、本実施形態では、接続導体７を上部電極５よりも低抵抗の材料で形成すれば、光電変換装置２０Ｃの抵抗成分をより低減することができる。
【００５３】
また、本実施形態においては、バッファ層４および上部電極５を除去する分離溝Ｐ２を、基板１を平面視して、除去部８内に位置するように形成してもよい。換言すれば、本実施形態では、図７に示すように、Ｘ方向における分離溝Ｐ２の幅を、Ｘ方向における除去部８の幅より小さくするとともに、分離溝Ｐ２が除去部８からはみ出さないようにしてもよい。このような形態では、分離溝Ｐ２をメカニカルスクライブ法で形成する場合、金属針が光吸収層３と接触しない。これにより、本実施形態では、分離溝Ｐ２周辺における光吸収層３の膜剥離またはチッピング等の発生を低減することができる。その結果、本実施形態では、上述したような膜剥離またはチッピングによる変換効率の低下を低減することができる。なお、分離溝Ｐ２の大きさは、光電変換セル１０Ｃで取り出す光発生電流の大きさ等を考慮して決定すればよい。例えば、除去部８の幅が１００〜６００μｍ程度であれば、分離溝Ｐ２の幅は５０〜５００μｍ程度である。
【００５４】
また、実施形態２および実施形態３において、下部電極２をモリブデンで形成し、除去部８が形成された皮膜３ａをセレン雰囲気下で焼成すれば、除去部８で露出する下部電極２上にモリブデンとセレンの化合物であるＭｏＳｅ２層が形成されやすくなる。このＭｏＳｅ２層は、メカニカルスクライブ法で分離溝Ｐ２を形成する際に、金属針等の滑りを向上させることができるため、バッファ層４および上部電極５をより精度良く除去することができる。
【００５５】
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内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。
【符号の説明】
【００５６】
１：基板
２：下部電極
３：光吸収層
３ａ：皮膜
４：バッファ層
５：上部電極
６：集電電極
７：接続導体
８：除去部
１０、１０ａ、１０ｂ、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：光電変換セル
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ：光電変換装置
Ｐ１〜Ｐ３：分離溝
【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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