(57)【要約】【課題】外力の付与に拘わらず光電変換装置における変換効率が維持され得る技術を提供する。【解決手段】一態様に係る光電変換装置は、基板と、該基板上に一方向に配されている第１光電変換セルおよび第２光電変換セルを含んでいる複数の光電変換セルとを備えている。また、該光電変換セルのそれぞれは、第１電極層、光電変換層および第２電極層が積み重なっている積層体と、該第２電極層上に配されている３つ以上の線状導電部とを含んでいる。さらに、第１光電変換セルには、光電変換層に隙間部が配されているとともに、該隙間部において、３つ以上の線状導電部と第２光電変換セルの第１電極層とをそれぞれ電気的に接続している３つ以上の接続部が配されている。そして、該光電変換装置では、該３つ以上の接続部のうちの２つの接続部を通る仮想的な直線上から外れた領域に、３つ以上の接続部のうちの２つの接続部とは異なる１つ以上の接続部が配されている。【選択図】図１
2013110249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に一方向に配されている第１光電変換セルおよび第２光電変換セルを含んでいる複数の光電変換セルとを備え、
該光電変換セルのそれぞれは、第１電極層、光電変換層および第２電極層が積み重なっている積層体と、前記第２電極層上に配されている３つ以上の線状導電部とを含んでおり、
前記第１光電変換セルには、前記光電変換層に隙間部が配されているとともに、該隙間部において、前記３つ以上の線状導電部と前記第２光電変換セルの前記第１電極層とをそれぞれ電気的に接続している３つ以上の接続部が配されており、
該３つ以上の接続部のうちの２つの接続部を通る仮想的な直線上から外れた領域に、前記３つ以上の接続部のうちの前記２つの接続部とは異なる１つ以上の接続部が配されている、光電変換装置。
【請求項２】
前記隙間部は、３つ以上の貫通孔からなり、
前記３つ以上の接続部は、前記３つ以上の貫通孔にそれぞれ配されている、請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記隙間部は、スリットからなり、
該スリットは、該スリットの長手方向の途中に曲がり領域を含んでいる、請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記３つ以上の接続部は、前記スリットにそれぞれ配されており、
該スリットは、前記３つ以上の接続部が配されていない非配設領域と、該非配設領域よりも幅が広く且つ前記３つ以上の接続部がそれぞれ配されている３つ以上の配設領域とを含んでいる、請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記第１光電変換セルの前記第１電極層は、第１領域および第２領域を含んでおり、
前記第１領域と前記第２領域との間には両者を電気的に分離する線状隙間部が配されており、
前記第２領域は、前記第２光電変換セルの前記第１電極層に接続されており、
前記線状隙間部は、前記スリットに沿って配されているとともに、前記曲がり領域に沿って曲がっている、請求項３または請求項４に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記第１光電変換セルと前記第２光電変換セルとの間に、両者の前記光電変換層、前記第２電極層および前記３つ以上の線状導電部のそれぞれを電気的に分離するセル間分離領域が配されており、
前記セル間分離領域は、前記スリットに沿って配されているとともに、前記曲がり領域に沿って曲がっている、請求項３から請求項５の何れか１つの請求項に記載の光電変換装置。
【請求項７】
基板と、
該基板上に配されている複数の光電変換セルとを備え、
該光電変換セルのそれぞれは、第１電極層と光電変換層および第２電極層が積み重なっている積層体と、前記第２電極層上に配されている２つ以上の線状導電部とを含んでおり、
前記複数の光電変換セルは、一方向に電気的に直列に接続されている第１光電変換セルおよび第２光電変換セルを含んでいる第１セル列と、前記一方向に電気的に直列に接続されている第３光電変換セルおよび第４光電変換セルを含み、前記第１セル列と並んで配されている第２セル列とを有している複数のセル列を構成しており、
前記第１セル列と前記第２セル列との間に両者を電気的に分離する列間分離領域が配されており、
前記第１光電変換セルと前記第３光電変換セルとが前記列間分離領域を挟んで配されており、
前記第１光電変換セルおよび前記第３光電変換セルの前記光電変換層のそれぞれには、隙間部が配されており、
前記第１光電変換セルは、前記隙間部において、前記２つ以上の線状導電部と前記第２光電変換セルの前記第１電極層とをそれぞれ電気的に接続している２つ以上の接続部を含んでおり、
前記第３光電変換セルは、前記隙間部において、前記２つ以上の線状導電部と前記第４光電変換セルの前記第１電極層とをそれぞれ電気的に接続している２つ以上の接続部を含んでおり、
前記第１光電変換セルの前記２つ以上の接続部および前記第３光電変換セルの前記２つ以上の接続部を含む４つ以上の接続部のうちの２つの接続部が通る仮想的な直線上から外れた領域に、前記４つ以上の接続部のうちの前記２つの接続部とは異なる１つ以上の接続部が配されている、光電変換装置。
【請求項８】
前記第１光電変換セルの前記２つ以上の接続部は、第１の仮想的な直線上に配されており、
前記第３光電変換セルの前記２つ以上の接続部は、前記第１の仮想的な直線とは異なる第２の仮想的な直線上に配されている、請求項７に記載の光電変換装置。
【請求項９】
基板を準備する準備工程と、
前記基板上に、一方向に配列されている複数の第１電極層を形成する第１形成工程と、
前記複数の第１電極層上に、第１方向に湾曲している１つ以上の湾曲領域を含むスリットが配されている光電変換層と第２電極層とが積み重なっている積層体を形成する第２形成工程と、
前記第２電極層上に前記第１方向とは反対の第２方向に塗布液を塗布することで、３つ以上の線状導電部のパターンと、前記１つ以上の湾曲領域における湾曲の曲率が最大となっている最大曲率領域および前記スリットのうちの前記最大曲率領域以外の領域において前記３つ以上の線状導電部のパターンと前記複数の第１電極層のうちの１つの第１電極層とをそれぞれ接続する３つ以上の接続部のパターンとを形成する塗布工程とを有し、
該塗布工程において、前記３つ以上の接続部のパターンのうちの２つの接続部のパターンがそれぞれ形成される２つの領域を通る仮想的な直線上から外れた領域に、前記３つ以上の接続部のパターンのうちの前記２つの接続部のパターンとは異なる１つ以上の接続部のパターンを形成する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、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス等の基板上に複数の光電変換セルが一方向に配列されている光電変換装置がある（例えば、特許文献１等）。該光電変換装置では、各光電変換セルが、下部電極と光電変換層と透明導電膜とが積層された積層体を有している。
【０００３】
また、該光電変換装置では、隣り合う一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとの間に、光電変換層を分離する溝部が一方向と垂直な他方向に延在している。さらに、一方の光電変換セルの下部電極と他方の光電変換セルの下部電極とを分離する分離領域が、他方向に延在している。そして、該分離領域は、一方の光電変換セルの光電変換層のうちの溝部の近傍に位置する部分の下方に配されている。つまり、一方の光電変換セルの光電変換層の下部まで、他方の光電変換セルの下部電極が延伸されている。
【０００４】
加えて、各光電変換セルでは、透明導電膜の一主面上に複数の細い線状の線電極部が一方向に延在している。このため、抵抗値の大きい受光面側の透明導電膜の薄膜化が可能となり、該透明導電膜における光の透過率が高められ得る。そして、溝部の部分に、一方の光電変換セルの複数の線電極部と、他方の光電変換セルの下部電極とを電気的に接続する接続部が他方向に沿って配されている。これにより、一方の光電変換セルと他方の光電変換セルとが電気的に直列に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−８８８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記光電変換装置では、溝部に沿って接続部が他方向に延在している。このため、光電変換装置の受光面に積雪による押圧力等の外力が掛かると、該光電変換装置は、接続部の付近において撓み易い。したがって、基板および下部電極のうちの接続部に沿った領域にクラックが生じ易い。その結果、光電変換装置の変換効率の低下が生じ得る。
【０００７】
そこで、外力の付与に拘わらず光電変換装置における変換効率が維持され得る光電変換装置ならびに該光電変換装置の製造方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、一態様に係る光電変換装置は、基板と、該基板上に一方向に配されている第１光電変換セルおよび第２光電変換セルを含んでいる複数の光電変換セルとを備えている。また、該光電変換セルのそれぞれは、第１電極層、光電変換層および第２電極層が積み重なっている積層体と、前記第２電極層上に配されている３つ以上の線状導電部とを含んでいる。さらに、前記第１光電変換セルには、前記光電変換層に隙間部が配されているとともに、該隙間部において、前記３つ以上の線状導電部と前記第２光電変換セルの前記第１電極層とをそれぞれ電気的に接続している３つ以上の接続部が配されている。そして、該光電変換装置では、該３つ以上の接続部のうちの２つの接続部を通る仮想的な直線上から外れた領域に、前記３つ以上の接続部のうちの前記２つの接続部とは異なる１つ以上の接続部が配されている。
【０００９】
また、他の一態様に係る光電変換装置は、基板と、該基板上に配されている複数の光電変換セルとを備えている。また、該光電変換セルのそれぞれは、第１電極層と光電変換層および第２電極層が積み重なっている積層体と、前記第２電極層上に配されている２つ以上の線状導電部とを含んでいる。また、前記複数の光電変換セルは、一方向に電気的に直列に接続されている第１光電変換セルおよび第２光電変換セルを含んでいる第１セル列と、前記一方向に電気的に直列に接続されている第３光電変換セルおよび第４光電変換セルを含み、前記第１セル列と並んで配されている第２セル列とを有している複数のセル列を構成している。さらに、該光電変換装置には、前記第１セル列と前記第２セル列との間に両者を電気的に分離する列間分離領域が配されている。また、該光電変換装置では、前記第１光電変換セルと前記第３光電変換セルとが前記列間分離領域を挟んで配されている。また、前記第１光電変換セルおよび前記第３光電変換セルの前記光電変換層のそれぞれには、隙間部が配されている。また、前記第１光電変換セルは、前記隙間部において、前記２つ以上の線状導電部と前記第２光電変換セルの前記第１電極層とをそれぞれ電気的に接続している２つ以上の接続部を含んでいる。さらに、前記第３光電変換セルは、前記隙間部において、前記２つ以上の線状導電部と前記第４光電変換セルの前記第１電極層とをそれぞれ電気的に接続している２つ以上の接続部を含んでいる。そして、前記第１光電変換セルの前記２つ以上の接続部および前記第３光電変換セルの前記２つ以上の接続部を含む４つ以上の接続部のうちの２つの接続部が通る仮想的な直線上から外れた領域に、前記４つ以上の接続部のうちの前記２つの接続部とは異なる１つ以上の接続部が配されている。
【００１０】
また、その他の一態様に係る光電変換装置の製造方法は、準備工程と第１形成工程と第２形成工程と塗布工程とを有している。前記準備工程において、基板を準備する。前記第１形成工程において、前記基板上に、一方向に配列されている複数の第１電極層を形成する。前記第２形成工程において、前記複数の第１電極層上に、第１方向に湾曲している１つ以上の湾曲領域を含むスリットが配されている光電変換層と第２電極層とが積み重なっている積層体を形成する。前記塗布工程において、前記第２電極層上に前記第１方向とは反対の第２方向に塗布液を塗布することで、３つ以上の線状導電部のパターンと、前記１つ以上の湾曲領域における湾曲の曲率が最大となっている最大曲率領域および前記スリットのうちの前記最大曲率領域以外の領域において前記３つ以上の線状導電部のパターンと前記複数の第１電極層のうちの１つの第１電極層とをそれぞれ接続する３つ以上の接続部のパターンとを形成する。そして、前記塗布工程において、前記３つ以上の接続部のパターンのうちの２つの接続部のパターンがそれぞれ形成される２つの領域を通る仮想的な直線上から外れた領域に、前記３つ以上の接続部のパターンのうちの前記２つの接続部のパターンとは異なる１つ以上の接続部のパターンを形成する。
【発明の効果】
【００１１】
一態様に係る光電変換装置、他の一態様に係る光電変換装置ならびにその他の一態様に係る光電変換装置の製造方法によれば、外力の付与に拘わらず光電変換装置における変換効率が維持され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る光電変換装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図２】図１にて一点鎖線II−IIで示した位置におけるＸＺ断面を示す図である。
【図３】一実施形態に係る光電変換装置の製造フローを示すフローチャートである。
【図４】一実施形態に係る光電変換装置の製造途中の状態を模式的に示す図である。
【図５】一実施形態に係る光電変換装置の製造途中の状態を模式的に示す図である。
【図６】一実施形態に係る光電変換装置の製造途中の状態を模式的に示す図である。
【図７】一実施形態に係る光電変換装置の製造途中の状態を模式的に示す図である。
【図８】一実施形態に係る光電変換装置の製造途中の状態を模式的に示す図である。
【図９】一実施形態に係る光電変換装置の製造途中の状態を模式的に示す図である。
【図１０】一実施形態に係る光電変換装置の製造途中の状態を模式的に示す図である。
【図１１】一実施形態に係る光電変換装置の製造途中の状態を模式的に示す図である。
【図１２】一実施形態に係る光電変換装置の製造途中の状態を模式的に示す図である。
【図１３】第１変形例に係る光電変換装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図１４】図１３にて一点鎖線XIV−XIVで示した位置におけるＸＺ断面を示す図である。
【図１５】第２変形例に係る光電変換装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図１６】図１５にて一点鎖線XVI−XVIで示した位置におけるＸＺ断面を示す図である。
【図１７】第３変形例に係る光電変換装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図１８】図１７にて一点鎖線XVIII−XVIIIで示した位置におけるＸＺ断面を示す図である。
【図１９】第４変形例に係る光電変換装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図２０】図１９にて一点鎖線XX−XXで示した位置におけるＸＺ断面を示す図である。
【図２１】第５変形例に係る光電変換装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図２２】図２１にて一点鎖線XXII−XXIIで示した位置におけるＸＺ断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態および各種変形例を図面に基づいて説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。なお、図１、図２および図４から図２２には、光電変換セル１０の配列方向（図１の図面視右方向）を＋Ｘ方向とする右手系のＸＹＺ座標系が付されている。また、図１、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９および図２１には、光電変換装置１００，１００Ａ〜１００Ｅが＋Ｚ側から平面透視された際に、溝部Ｐ１，Ｐ１Ｃ〜Ｐ１Ｅが配されている領域の外縁が破線で示されている。
【００１４】
＜(１)一実施形態＞
＜(１−１)光電変換装置の概略構成＞
図１および図２で示されるように、一実施形態に係る光電変換装置１００は、基板１と、該基板１の上に平面的に並べられた複数の光電変換セル１０とを備えている。隣り合う光電変換セル１０は溝部Ｐ３によって分離されている。図１および図２では、図示の都合上、２つの光電変換セル１０の一部のみが示されている。
【００１５】
光電変換装置１００には、図面の左右方向に、所定数の光電変換セル１０が平面的に配列され得る。ここで、所定数は、例えば８つ等であれば良い。そして、例えば、光電変換装置１００の±Ｘ方向の両端部に、発電によって生じる電圧および電流を出力するための電極が配され得る。なお、光電変換装置１００には、例えば、多数の光電変換セル１０が行列状に配置されていても良い。
【００１６】
なお、光電変換装置１００では、多数の光電変換セル１０が高密度に平面的に配置されていれば、変換効率が向上する。変換効率は、光電変換装置１００において太陽光のエネルギーが電気エネルギーに変換される割合を示す。例えば、変換効率は、光電変換装置１００から出力される電気エネルギーの値が、光電変換装置１００に入射される太陽光のエネルギーの値で除されて、１００が乗じられることで導出され得る。
【００１７】
ところで、複数の光電変換セル１０は、±Ｘ方向に隣り合う第１光電変換セル１０および第２光電変換セル１０を含んでいる。ここで、第１光電変換セル１０と第２光電変換セル１０とを電気的に直列に接続する３つ以上の所定数の接続部５ａが、第１光電変換セル１０の光電変換層３における隙間部としての溝部Ｐ２に配されている。そして、３つ以上の所定数の接続部５ａのうちの２つの接続部５ａを通る仮想的な直線上から外れた領域に、該３つ以上の所定数の接続部５ａのうちの該２つの接続部５ａとは異なる１つ以上の接続部５ａが配されている。
【００１８】
このような構成により、光電変換装置１００の受光面に積雪による押圧力等の外力が掛かったとしても、第１光電変換セル１０に配されている３つ以上の接続部５ａの付近において光電変換装置１００が撓み難くなる。すなわち、３つ以上の接続部５ａに沿って光電変換装置１００が撓み難くなる。その結果、基板１および下部電極層２のうちの接続部５ａに沿った領域にクラックが生じ難い。したがって、外力の付与に拘わらず光電変換装置１００における変換効率が維持され得る。
【００１９】
＜(１−２)光電変換セルの基本的な構成＞
各光電変換セル１０は、第１電極層としての下部電極層２、光電変換層３、および第２電極層としての上部電極層４が積み重なっている積層体２４と、該積層体２４上に配されている３つ以上の所定数の線状導電部５とを備えている。また、各光電変換セル１０には、溝部Ｐ１および溝部Ｐ２が配されている。そして、光電変換装置１００では、上部電極層４が配されている側の主面が受光面となっている。
【００２０】
基板１は、複数の光電変換セル１０を支持するものである。基板１に含まれる主な材料には、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂および金属等が採用され得る。なお、本実施形態では、基板１がソーダライムガラスである。また、基板１の厚さは、例えば、１ｍｍ以上で且つ３ｍｍ以下程度であれば良い。さらに、例えば、基板１の形状は平板状であれば良い。
【００２１】
下部電極層２は、基板１の＋Ｚ側の主面（上面とも言う）の上に配されている導電層である。下部電極層２に含まれる主な材料には、例えば、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔｉ、ＴａおよびＡｕ等の導電性を有する各種金属等が採用され得る。また、下部電極層２の厚さは、例えば、０．２μｍ以上で且つ１μｍ以下程度であれば良い。下部電極層２は、例えば、スパッタリング法または蒸着法等によって形成され得る。
【００２２】
光電変換層３は、下部電極層２の上に配されている。該光電変換層３は、光吸収層３１とバッファ層３２とを備えている。光吸収層３１およびバッファ層３２は、この順に下部電極層２の上に積層されている。
【００２３】
光吸収層３１は、下部電極層２の＋Ｚ側の主面（上面とも言う）の上に配されている。該光吸収層３１は、第１導電型を有する半導体を主に含んでおり、光を吸収して電荷を生じる。ここで、第１導電型を有する半導体としては、例えば、カルコパイライト系の化合物半導体であるＩ−III−VI族化合物半導体等が適用され得る。なお、第１導電型は、例えばｐ型の導電型であれば良い。
【００２４】
I−III−VI族化合物半導体とは、Ｉ−III−VI族化合物を主に含む半導体である。なお、Ｉ−III−VI族化合物を主に含む半導体とは、半導体がＩ−III−VI族化合物を７０ｍｏｌ％以上含むことを言う。以下の記載においても、「主に含む」は「７０ｍｏｌ％以上含む」ことを意味する。Ｉ−III−VI族化合物は、Ｉ−Ｂ族元素（１１族元素とも言う）とIII−Ｂ族元素（１３族元素とも言う）とVI−Ｂ族元素（１６族元素とも言う）とを主に含む化合物である。
【００２５】
I−III−VI族化合物としては、例えば、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ2（ＣＩＧＳとも言う）、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）2（ＣＩＧＳＳとも言う）、およびＣｕＩｎＳｅ2（ＣＩＳとも言う）等が採用され得る。なお、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ2は、ＣｕとＩｎとＧａとＳｅとを主に含む化合物である。また、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）2は、ＣｕとＩｎとＧａとＳｅとＳとを主に含む化合物である。ここでは、光吸収層３１が、ＣＩＧＳを主に含む。
【００２６】
なお、光吸収層３１がＩ−III−VI族化合物半導体を主に含んでいれば、光吸収層３１の厚さが１０μｍ以下であっても、光吸収層３１による光電変換の効率が高めら得る。このため、光吸収層３１の厚さは、例えば、１μｍ以上で且つ３μｍ以下程度であれば良い。
【００２７】
光吸収層３１は、スパッタリング法または蒸着法等といった真空プロセスによって形成され得る。また、光吸収層３１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得る。塗布法あるいは印刷法では、例えば、光吸収層３１に主に含まれる金属元素を含む溶液が下部電極層２の上に塗布され、その後、乾燥および熱処理が行われる。
【００２８】
バッファ層３２は、光吸収層３１の＋Ｚ側の主面（上面とも言う）の上に配されており、光吸収層３１の第１導電型とは異なる第２導電型を有する半導体を主に含む。ここで、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。そして、第２導電型は、例えばｎ型の導電型であれば良い。なお、光吸収層３１の導電型がｎ型であり、バッファ層３２の導電型がｐ型であっても良い。ここでは、光吸収層３１とバッファ層３２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３１とバッファ層３２とにおいて光電変換が生じ得る。
【００２９】
バッファ層３２は、化合物半導体を主に含む。バッファ層３２に含まれる化合物半導体としては、例えば、ＣｄＳ、Ｉｎ2Ｓ3、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｉｎ2Ｓｅ3、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）、（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）および（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏ等が採用され得る。そして、バッファ層３２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抑制され得る。なお、バッファ層３２は、例えば、化学浴槽堆積（ＣＢＤ）法等によって形成され得る。
【００３０】
また、バッファ層３２の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上で且つ２００ｎｍ以下程度であれば良い。バッファ層３２の厚さが１００ｎｍ以上で且つ２００ｎｍ以下であれば、バッファ層３２の上に上部電極層４がスパッタリング法等で形成される際に、バッファ層３２においてダメージが生じ難くなる。
【００３１】
上部電極層４は、光電変換層３の＋Ｚ側の主面（上面とも言う）の上に配されている。そして、該上部電極層４は、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。該上部電極層４は、光電変換層３において生じた電荷を取り出す電極となる。上部電極層４は、バッファ層３２よりも低い抵抗率を有する材料を主に含んでいれば良い。上部電極層４には、いわゆる窓層と呼ばれるものが含まれても良いし、窓層と透明導電層とが含まれても良い。
【００３２】
上部電極層４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、ＺｎＯ、ＺｎＯの化合物、Ｓｎが含まれたＩＴＯおよびＳｎＯ2等の金属酸化物半導体等が採用され得る。ＺｎＯの化合物は、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、ＩｎおよびＦのうちの何れか１つの元素等が含まれたものであれば良い。
【００３３】
上部電極層４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。上部電極層４の厚さは、例えば、０．１μｍ以上で且つ２．０μｍ以下程度であれば良い。ここで、上部電極層４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、上部電極層４を介して光電変換層３から電荷が良好に取り出され得る。
【００３４】
ここで、バッファ層３２および上部電極層４が、光吸収層３１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３１における光の吸収効率の低下が抑制され得る。また、上部電極層４の厚さが０．０５μｍ以上で且つ０．５μｍ以下であれば、上部電極層４における光透過性が高められ、光電変換によって生じた電流が上部電極層４によって良好に伝送され得る。さらに、上部電極層４の絶対屈折率とバッファ層３２の絶対屈折率とが略同一であれば、上部電極層４とバッファ層３２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。
【００３５】
３つの線状導電部５は、上部電極層４の＋Ｚ側の主面（上面とも言う）の上に配されている。該３つの線状導電部５は、例えば、金属ペーストが上部電極層４の上面の上に塗布された後に乾燥されて該金属ペーストが固化されることで形成され得る。金属ペーストは、例えば、透光性を有する樹脂等のバインダーに光反射率が高く且つ導電性を有する粒子が添加されることで作製され得る。ここで、透光性を有する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂等が採用され得る。また、金属ペーストに含まれる粒子としては、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、ＮｉならびにＺｎとＡｇの合金等の金属粒子が採用され得る。この場合、線状導電部５に導電性を有する多数の粒子が含まれており、該多数の粒子が相互に接触し合うことで、線状導電部５における良好な導電性が確保され得る。
【００３６】
３つの線状導電部５は、一方向と直交する他方向である＋Ｙ方向に離間しており、各線状導電部５が＋Ｘ方向に延在している。ここで、光電変換層３には、スリットとしての溝部Ｐ２が配されている。そして、３つの線状導電部５は、溝部Ｐ２に配されている３つの接続部５ａによって、隣の第２光電変換セル１０から第１光電変換セル１０内まで延伸されている下部電極層２にそれぞれ接続されている。つまり、隣り合う第１光電変換セル１０と第２光電変換セル１０との間で、第１光電変換セル１０に配されている３つの線状導電部５と、隣の第２光電変換セル１０に配されている下部電極層２とが、３つの接続部５ａによって接続されている。
【００３７】
３つの線状導電部５は、光電変換層３において発生して上部電極層４において取り出された電荷を集電する役割を担う。３つの線状導電部５が配されていることで、上部電極層４における導電性が補われる。このため、上部電極層４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、上部電極層４における光透過性の向上とが両立し得る。
【００３８】
上部電極層４および３つの線状導電部５によって集電された電荷は、接続部５ａを通じて、隣の光電変換セル１０に伝達される。これにより、光電変換装置１００においては、隣り合う光電変換セル１０が電気的に直列に接続されている。
【００３９】
また、３つの線状導電部５の幅が５０μｍ以上で且つ４００μｍ以下程度であれば、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、光吸収層３１への光の入射量の低下が抑制され得る。１つの光電変換セル１０に配されている３つの線状導電部５の＋Ｙ方向における間隔は、例えば、２．５ｍｍ程度であれば良い。
【００４０】
＜(１−３)溝部の配置とその役割＞
溝部Ｐ１は、概ね＋Ｙ方向に沿って延在している。図１で示されるように、例えば、溝部Ｐ１は、−Ｙ側の端部から＋Ｙ方向に進むにつれて、＋Ｘ方向に湾曲した後に、−Ｘ方向に湾曲し、さらに＋Ｘ方向に湾曲している。すなわち、溝部Ｐ１は、蛇行している。ここで、＋Ｘ方向に湾曲しているとは、＋Ｙ方向に進むにつれて、延在方向が、＋Ｘ方向に近づくようにＹ軸に対して傾けられた後に、Ｘ軸に略垂直な状態を経て、−Ｘ方向に近づくようにＹ軸に対して傾けられるように湾曲していることを言う。一方、−Ｘ方向に湾曲しているとは、＋Ｙ方向に進むにつれて、延在方向が、−Ｘ方向に近づくようにＹ軸に対して傾けられた後に、Ｘ軸に略垂直な状態を経て、＋Ｘ方向に近づくようにＹ軸に対して傾けられるように湾曲していることを言う。
【００４１】
また、溝部Ｐ１は、下部電極層２の上面から基板１の上面に至るまで配されている。つまり、光電変換装置１００では、１以上の溝部Ｐ１が配されていることで、複数の下部電極層２が＋Ｘ方向に分離されている。これにより、図２で示されるように、１つの光電変換セル１０では、下部電極層２は、溝部Ｐ１の−Ｘ側に位置する第１領域２１と、溝部Ｐ１の＋Ｘ側に位置する第２領域２２とを含んでいる。なお、図１および図２では、３つの下部電極層２が示されている。
【００４２】
そして、１つの光電変換セル１０では、第１領域２１と第２領域２２との間には、両者を電気的に分離する線状の隙間部（線状隙間部とも言う）としての溝部Ｐ１が配されている。該溝部Ｐ１には、直上に配された光吸収層３１の延在部分が埋入している。これにより、１つの光電変換セル１０では、溝部Ｐ１によって、第１領域２１と第２領域２２とが電気的に分離されている。なお、溝部Ｐ１の幅は、例えば、５０μｍ以上で且つ４００μｍ以下程度であれば良い。
【００４３】
また、±Ｘ方向に隣り合う第１光電変換セル１０と第２光電変換セル１０との間で、第１光電変換セル１０の第２領域２２と、第２光電変換セル１０の第１領域２１とが、１つの下部電極層２に含まれている。換言すれば、第２光電変換セル１０の下部電極層２が、第１光電変換セル１０まで延伸されている。これにより、第１光電変換セル１０の第２領域２２と、第２光電変換セル１０の第１領域２１とが電気的に接続されている。
【００４４】
溝部Ｐ２は、概ね＋Ｙ方向に沿って延在している。図１で示されるように、溝部Ｐ２は、例えば、−Ｙ側の端部から＋Ｙ方向に進むにつれて、＋Ｘ方向に湾曲した後に、−Ｘ方向に湾曲し、さらに＋Ｘ方向に湾曲している。すなわち、溝部Ｐ２は、蛇行している。
【００４５】
このため、溝部Ｐ２は、該溝部Ｐ２の長手方向の途中に曲がっている領域（曲がり領域とも言う）Ｃｖ１，Ｃｖ２を含んでいる。図１では、１つの溝部Ｐ２が、２つの＋Ｘ方向に湾曲している曲がり領域Ｃｖ１と１つの−Ｘ方向に湾曲している曲がり領域Ｃｖ２とを含んでいる。これにより、±Ｘ方向において、３つの接続部５ａの配設位置が容易にずらされ得る。
【００４６】
また、該溝部Ｐ２は、上部電極層４の上面から下部電極層２の上面に至るまで配されている。換言すれば、１つの光電変換セル１０において、光電変換層３に該光電変換層３を±Ｘ方向に分離している隙間部としてのスリットである溝部Ｐ２が配されている。
【００４７】
溝部Ｐ３は、隣り合う光電変換セル１０の間において概ね＋Ｙ方向に延在している。図１で示されるように、溝部Ｐ３は、例えば、−Ｙ側の端部から＋Ｙ方向に進むにつれて、＋Ｘ方向に湾曲した後に、−Ｘ方向に湾曲し、さらに＋Ｘ方向に湾曲している。すなわち、溝部Ｐ３は、蛇行している。
【００４８】
また、溝部Ｐ３は、光電変換セル１０の＋Ｚ側の主面（上面とも言う）から下部電極層２の上面に至るまで配されている。つまり、溝部Ｐ３は、±Ｘ方向に隣り合う第１光電変換セル１０と第２光電変換セル１０との間に、両者の光電変換層３、上部電極層４および３つの線状導電部５のそれぞれを電気的に分離する領域（セル間分離領域とも言う）である。なお、溝部Ｐ３の幅は、例えば、４０μｍ以上で且つ１０００μｍ以下程度であれば良い。なお、各溝部Ｐ３には、光電変換装置１００がモジュール化される際に、例えば、樹脂等の絶縁材料が入り込む。
【００４９】
また、受光面の上方（ここでは＋Ｚ側）から各光電変換セル１０を平面透視した場合、各光電変換セル１０には、＋Ｘ方向に溝部Ｐ１と溝部Ｐ２と溝部Ｐ３とがこの順に配されている。そして、各光電変換セル１０には、溝部Ｐ２を包含して溝部Ｐ１と溝部Ｐ３とに挟まれた領域（第２領域２２）と、溝部Ｐ１が配されている領域と、残余の領域（第１領域２１）とがある。そして、該残余の領域が、発電に寄与する領域（発電領域とも言う）となる。
【００５０】
また、溝部Ｐ１は、溝部Ｐ２に沿って配されている。このため、溝部Ｐ１は、溝部Ｐ２の曲がり領域Ｃｖ１，Ｃｖ２に沿って曲がっている。これによって、より大きな発電領域が確保され、光電変換装置１００における変換効率が向上し得る。また、溝部Ｐ３は、溝部Ｐ２に沿って配されている。このため、溝部Ｐ３は、溝部Ｐ２の曲がり領域Ｃｖ１，Ｃｖ２に沿って曲がっている。これによって、さらに大きな発電領域が確保され、光電変換装置１００における変換効率がさらに向上し得る。
【００５１】
なお、本実施形態では、各光電変換セル１０において、光電変換層３が、下部電極層２の第１領域２１の上から第２領域２２の上にかけて配されていたが、これに限られない。例えば、光電変換層３が、下部電極層２の第１領域２１の上から溝部Ｐ１の内部に至るまで配されていれば良い。
【００５２】
＜(１−４)接続部の配置＞
図１で示されるように、１つの光電変換セル１０において、３つの接続部５ａのうち、２つの接続部５ａを通る仮想的な直線上から外れた領域に、該３つの接続部５ａのうちの該２つの接続部５ａとは異なる１つの接続部５ａが配されている。
【００５３】
具体的には、１つの溝部Ｐ２において、各曲がり領域Ｃｖ１のうちの最も＋Ｘ側に寄っている湾曲の頂点の領域に接続部５ａが配されている。別の観点から言えば、曲がり領域Ｃｖ１は、＋Ｘ方向に湾曲している領域（湾曲領域とも言う）である。そして、曲がり領域Ｃｖ１における湾曲の曲率が最大となっている領域（最大曲率領域とも言う）に接続部５ａが配されている。ここで、湾曲の曲率は、例えば、湾曲領域における溝部Ｐ２の幅方向の中心を結んだ該溝部Ｐ２の延在方向に沿った線（中心線とも言う）の曲率であれば良い。
【００５４】
また、１つの溝部Ｐ２において、曲がり領域Ｃｖ２のうちの最も−Ｘ側に寄っている湾曲の頂点の領域に接続部５ａが配されている。別の観点から言えば、曲がり領域Ｃｖ２は、−Ｘ方向に湾曲している領域（湾曲領域とも言う）である。そして、曲がり領域Ｃｖ２における湾曲の曲率が最大となっている領域（最大曲率領域とも言う）に接続部５ａが配されている。
【００５５】
図１では、２つの曲がり領域Ｃｖ１に配されている２つの接続部５ａを結ぶ仮想的な直線の一部が細い２点鎖線で示されている。
【００５６】
上述したように、１つの溝部Ｐ２において、＋Ｘ方向および−Ｘ方向への湾曲によって、Ｘ軸に沿って相互にずれた領域のそれぞれに接続部５ａが配されている。その結果、３つの接続部５ａのうち、１つの接続部５ａが残りの２つの接続部５ａを通る仮想的な直線上から外れた領域に配されている。これにより、光電変換装置１００の受光面に積雪による押圧力等の外力が掛かったとしても、第１光電変換セル１０に配されている３つの接続部５ａの付近において光電変換装置１００が撓み難くなる。このため、基板１および下部電極層２のうちの接続部５ａに沿った領域にクラックが生じ難い。その結果、外力の付与に拘わらず光電変換装置１００における変換効率が維持され得る。
【００５７】
＜(１−５)光電変換装置の製造プロセス＞
ここで、上記構成を有する光電変換装置１００の製造プロセスの一例について説明する。図３は、光電変換装置１００の製造フローを例示するフローチャートである。図４から図１０および図１２は、光電変換装置１００の製造途中の様子を模式的に示すＸＺ断面図である。
【００５８】
図３のステップＳｐ１では、基板１（図４参照）が準備される。基板１は、例えば、略矩形の盤面を有する平板状のものであれば良い。
【００５９】
ステップＳｐ２では、洗浄された基板１の一主面の略全面に、スパッタリング法または蒸着法等が用いられて、下部電極層２（図５参照）が形成される。
【００６０】
ステップＳｐ３では、下部電極層２の上面のうちの所定の形成対象位置からその直下の基板１の上面にかけて、概ね＋Ｙ方向に延在し且つ蛇行している溝部Ｐ１（図６参照）が形成される。溝部Ｐ１は、例えば、ＹＡＧレーザーまたはその他のレーザーの光が走査されつつ所定の形成対象位置に照射されることで形成され得る。このとき、基板１上に、＋Ｘ方向に配列されている複数の下部電極層２が形成される。
【００６１】
ステップＳｐ４では、下部電極層２の上に、光吸収層３１（図７参照）が形成される。ここでは、例えば、下部電極層２の上に、光吸収層３１に主に含まれる金属元素を含む皮膜３１０（図７参照）が形成される。該皮膜３１０は、例えば、光吸収層３１に主に含まれる金属元素を含む溶液が下部電極層２の上に塗布された後に乾燥される処理が行われることで形成され得る。次に、皮膜３１０に対する加熱処理が行われることで、皮膜３１０における化合物半導体の結晶化が進み、光吸収層３１が形成され得る。
【００６２】
ステップＳｐ５では、光吸収層３１の上にバッファ層３２（図８参照）が形成される。これにより、光吸収層３１とバッファ層３２とが積層されている光電変換層３が形成される。バッファ層３２は、例えば、化学浴槽堆積（ＣＢＤ）法によって形成され得る。具体的には、例えば、酢酸カドミウムとチオ尿素とがアンモニア水に溶解させられることで作製された溶液に光吸収層３１が浸漬されることで、ＣｄＳを主に含むバッファ層３２が形成され得る。
【００６３】
ステップＳｐ６では、光電変換層３の上に上部電極層４（図９参照）が形成される。上部電極層４は、例えば、スパッタリング法、蒸着法または化学的気相成長（ＣＶＤ）法等で形成され得る。具体的には、例えば、バッファ層３２の上に、Ａｌが添加されたＺｎＯを主に含む透明な上部電極層４が形成される。
【００６４】
ステップＳｐ７では、上部電極層４の上面のうちの所定の形成対象位置から下部電極層２の上面に至る領域に、概ね他方向としての＋Ｙ方向に延在し且つ蛇行している溝部Ｐ２（図１０参照）が形成される。溝部Ｐ２は、スクライブ針が用いられたメカニカルスクライビング等によって形成され得る。このとき、第１方向としての＋Ｘ方向に湾曲している湾曲領域としての曲がり領域Ｃｖ１を含む溝部Ｐ２が形成され得る。該溝部Ｐ２には、＋Ｘ方向とは反対方向の−Ｘ方向に湾曲している湾曲領域としての曲がり領域Ｃｖ２も含まれ得る。その結果、複数の下部電極層２上に、溝部Ｐ２が配されている光電変換層３と上部電極層４とが積み重なっている積層体３４が形成され得る。
【００６５】
ステップＳｐ８では、上部電極層４の上面のうちの所定の形成対象位置から溝部Ｐ２の内部にかけて線状導電部５および接続部５ａ（図１１および図１２参照）が形成される。線状導電部５および接続部５ａは、例えば、上部電極層４の上面のうちの所定の形成対象位置から溝部Ｐ２の内部にかけて金属ペーストが所定のパターンを有するように塗布され、塗布後の金属ペーストが乾燥によって固化されることで形成され得る。ここでは、スクリーン印刷等によって、金属ペーストが塗布され得る。
【００６６】
このステップＳｐ８では、例えば、図１１で示されるように、矢印ＡＲ１の方向に、金属ペーストが塗布され得る。この場合、上部電極層４上に、第１方向としての＋Ｘ方向とは反対の第２方向としての−Ｘ方向に塗布液としての金属ペーストが塗布される。これにより、３つの線状導電部５のパターンと、曲がり領域Ｃｖ１における湾曲の曲率が最大となっている最大曲率領域および溝部Ｐ２のうちの最大曲率領域以外の領域において３つの接続部５ａのパターンとが形成される。該３つの接続部５ａは、３つの線状導電部５と隣の光電変換セル１０の下部電極層２とをそれぞれ接続する。
【００６７】
そして、この場合、曲がり領域Ｃｖ１の最大曲率領域に塗布される金属ペーストは、塗布時に、溝部Ｐ２内から飛び出し難く、溝部Ｐ２内において広がり易い。このため、曲がり領域Ｃｖ１の最大曲率領域に配されている接続部５ａを介して線状導電部５と下部電極層２とが電気的に良好に接続され得る。つまり、接続部５ａを介した線状導電部５と下部電極層２との電気的な接続における電気抵抗が低減され得る。その結果、光電変換装置１００における変換効率が上昇し得る。
【００６８】
また、ステップＳｐ８では、３つの接続部５ａのパターンのうちの２つの接続部５ａのパターンが形成される２つの領域を通る仮想的な直線上から外れた領域に、該２つの接続部５ａのパターンとは異なる残りの１つの接続部５ａのパターンが形成される。
【００６９】
ステップＳｐ９では、上部電極層４の上面のうちの所定の形成対象位置から下部電極層２の上面に至る領域に、概ね＋Ｙ方向に延在し且つ蛇行している溝部Ｐ３（図１および図２参照）が形成される。これにより、基板１の上に複数の光電変換セル１０が配されている光電変換装置１００が得られる。溝部Ｐ３は、例えば、溝部Ｐ２と同様に、スクライブ針が用いられたメカニカルスクライビング等によって形成され得る。
【００７０】
＜(１−６)一実施形態のまとめ＞
以上のように、本実施形態に係る光電変換装置１００では、基板１上において＋Ｘ方向に第１光電変換セル１０および第２光電変換セル１０が配列されている。さらに、第１光電変換セル１０と第２光電変換セル１０とを電気的に直列に接続する３つの接続部５ａが、第１光電変換セル１０の光電変換層３における溝部Ｐ２に配されている。そして、３つの接続部５ａのうちの２つの接続部５ａを通る仮想的な直線上から外れた領域に、該３つの接続部５ａのうちの該２つの接続部５ａとは異なる１つの接続部５ａが配されている。
【００７１】
このような構成が採用されることで、光電変換装置１００の受光面に積雪による押圧力等の外力が掛かっても、第１光電変換セル１０の３つの接続部５ａの付近において光電変換装置１００が撓み難い。その結果、基板１および下部電極層２のうちの接続部５ａに沿った領域にクラックが生じ難い。したがって、外力の付与に拘わらず光電変換装置１００における変換効率が維持され得る。
【００７２】
＜(２)変形例＞
なお、本発明は上記一実施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において種々の変更、改良等が可能である。
【００７３】
例えば、上記一実施形態では、１つの光電変換セル１０において、光電変換層３に隙間部としての溝部Ｐ２が配されていたが、これに限られない。隙間部の形態については、種々のバリエーションが考えられ得る。以下、具体例として、第１〜４変形例に係る光電変換装置１００Ａ〜１００Ｄについて説明する。
【００７４】
＜(２−１)第１変形例＞
図１３および図１４で示されるように、第１変形例に係る光電変換装置１００Ａは、上記一実施形態に係る光電変換装置１００がベースとされて、溝部Ｐ２が、３つの貫通孔Ｃｈ２に変更されたものである。なお、該変更によって、第１変形例に係る光電変換装置１００Ａでは、上記一実施形態に係る光電変換装置１００の積層体２４および光電変換セル１０が、積層体２４Ａおよび光電変換セル１０Ａに変更されている。
【００７５】
本変形例では、１つの光電変換セル１０Ａにおいて、光電変換層３に隙間部としての３つ以上の所定数の貫通孔Ｃｈ２が配されている。そして、該３つ以上の所定数の貫通孔Ｃｈ２に、３つ以上の所定数の接続部５ａがそれぞれ配されている。なお、貫通孔Ｃｈ２は、溝部Ｐ２と同様に、スクライブ針が用いられたメカニカルスクライビング等によって形成され得る。
【００７６】
このように、溝部Ｐ２の代わりに、３つ以上の所定数の貫通孔Ｃｈ２が採用されれば、積層体２４Ａのうちの、３つ以上の所定数の接続部５ａ同士の間に位置する部分の強度が向上し得る。これにより、光電変換装置１００Ａの受光面に積雪による押圧力等の外力が掛かっても、第１光電変換セル１０Ａの３つの接続部５ａの付近において光電変換装置１００Ａがより撓み難い。その結果、基板１および下部電極層２のうちの接続部５ａに沿った領域にクラックがより生じ難い。したがって、外力の付与に拘わらず光電変換装置１００における変換効率が維持され得る。
【００７７】
＜(２−２)第２変形例＞
図１５および図１６で示されるように、第２変形例に係る光電変換装置１００Ｂは、上記一実施形態に係る光電変換装置１００がベースとされて、溝部Ｐ２が、接続部５ａが配されている領域で幅が広くなっている溝部Ｐ２Ｂに変更されたものである。なお、該変更によって、第２変形例に係る光電変換装置１００Ｂでは、上記一実施形態に係る光電変換装置１００の積層体２４および光電変換セル１０が、積層体２４Ｂおよび光電変換セル１０Ｂに変更されている。
【００７８】
本変形例では、１つの光電変換セル１０Ａにおいて、３つ以上の所定数の接続部５ａは、隙間部としてのスリットである溝部Ｐ２Ｂにそれぞれ配されている。該溝部Ｐ２Ｂは、３つ以上の所定数の接続部５ａが配されている領域（配設領域とも言う）Ｂ２１と、３つ以上の所定数の接続部５ａが配されていない領域（非配設領域とも言う）Ｂ２２とを含んでいる。そして、溝部Ｐ２Ｂの延在方向に直交する幅方向について、配設領域Ｂ２１の幅は、非配設領域Ｂ２２の幅よりも大きい。
【００７９】
このように、溝部Ｐ２の代わりに、溝部Ｐ２Ｂが採用されれば、接続部５ａを介した線状導電部５と下部電極層２との電気的な接続が良好に保たれ得る。さらに、積層体２４Ｂのうちの、３つ以上の所定数の接続部５ａ同士の間に位置する部分の強度が向上し得る。これにより、光電変換装置１００Ｂの受光面に積雪による押圧力等の外力が掛かっても、第１光電変換セル１０Ｂの３つの接続部５ａの付近において光電変換装置１００Ｂがより撓み難い。その結果、基板１および下部電極層２のうちの接続部５ａに沿った領域にクラックがより生じ難い。したがって、外力の付与に拘わらず光電変換装置１００Ｂにおける変換効率が維持され得る。
【００８０】
＜(２−３)第３変形例＞
図１７および図１８で示されるように、第３変形例に係る光電変換装置１００Ｃは、上記一実施形態に係る光電変換装置１００がベースとされて、溝部Ｐ１〜Ｐ３が、形状の異なる溝部Ｐ１Ｃ〜Ｐ３Ｃに変更されたものである。なお、該変更によって、第３変形例に係る光電変換装置１００Ｃでは、上記一実施形態に係る光電変換装置１００の積層体２４および光電変換セル１０が、積層体２４Ｃおよび光電変換セル１０Ｃに変更されている。
【００８１】
本変形例では、各溝部Ｐ１Ｃ〜Ｐ３Ｃは、一直線上において＋Ｙ方向に延在している領域と、該一直線から−Ｘ方向にずれている別の直線上において＋Ｙ方向に延在している領域とが連結された形状を有している。つまり、各溝部Ｐ１Ｃ〜Ｐ３Ｃは、それぞれジグザグ状の形状を有している。そして、溝部Ｐ１Ｃは、溝部Ｐ２Ｃに沿って配されている。このため、溝部Ｐ１Ｃは、溝部Ｐ２Ｃのうちの±Ｘ方向に曲がっている領域に沿って曲がっている。また、溝部Ｐ３Ｃは、溝部Ｐ２Ｃに沿って配されている。このため、溝部Ｐ３Ｃは、溝部Ｐ２Ｃのうちの±Ｘ方向に曲がっている領域に沿って曲がっている。
【００８２】
また、溝部Ｐ２Ｃのうちの、一直線上に延在する２つの領域（基準領域とも言う）Ｌｎ２のそれぞれに接続部５ａが配されている。また、溝部Ｐ２Ｃのうちの、該一直線から−Ｘ方向にずれている＋Ｙ方向に延在する領域（ズレ領域とも言う）Ｐｒ２に接続部５ａが配されている。これにより、３つ以上の所定数の接続部５ａのうちの２つの接続部５ａを通る仮想的な直線上から外れた領域に、該３つ以上の所定数の接続部５ａのうちの該２つの接続部５ａとは異なる１以上の接続部５ａが配されている。したがって、本変形例では、上記一実施形態と同様な効果が得られる。
【００８３】
また、本変形例では、各溝部Ｐ１Ｃ〜Ｐ３Ｃが、基準領域Ｌｎ２から−Ｘ方向にずれているズレ領域Ｐｒ２を有していたが、これに限られない。例えば、各溝部Ｐ１Ｃ〜Ｐ３Ｃは、基準領域Ｌｎ２から＋Ｘ方向にずれているズレ領域Ｐｒ２を有していても良い。
【００８４】
＜(２−４)第４変形例＞
図１９および図２０で示されるように、第４変形例に係る光電変換装置１００Ｄは、上記一実施形態に係る光電変換装置１００がベースとされて、蛇行していた溝部Ｐ１〜Ｐ３が、ブーメラン状の形状を有する溝部Ｐ１Ｄ〜Ｐ３Ｄに変更されたものである。なお、該変更によって、第４変形例に係る光電変換装置１００Ｄでは、上記一実施形態に係る光電変換装置１００の積層体２４および光電変換セル１０が、積層体２４Ｄおよび光電変換セル１０Ｄに変更されている。
【００８５】
本変形例では、溝部Ｐ２Ｄは、第１斜行領域Ｄ２１と第２斜行領域Ｄ２２とが連結領域Ｐｋ２によって連結された形状を有している。ここで、第１斜行領域Ｄ２１は、延在方向が＋Ｙ方向を基準として−Ｘ方向に傾けられた第１方向（第１斜行方向とも言う）に直線状に延在する領域である。第２斜行領域Ｄ２２は、延在方向が＋Ｙ方向を基準として＋Ｘ方向に傾けられた第２方向（第２斜行方向とも言う）に直線状に延在する領域である。これにより、溝部Ｐ２Ｄは、該溝部Ｐ２Ｄの長手方向における途中において、曲がっている曲がり領域としての連結領域Ｐｋ２を含んでいる。
【００８６】
そして、溝部Ｐ１Ｄは、溝部Ｐ２Ｄに沿って配されている。このため、溝部Ｐ１Ｄは、溝部Ｐ２Ｄのうちの曲がっている連結領域Ｐｋ２に沿って曲がっている。また、溝部Ｐ３Ｄは、溝部Ｐ２Ｄに沿って配されている。このため、溝部Ｐ３Ｄは、溝部Ｐ２Ｄのうちの曲がっている連結領域Ｐｋ２に沿って曲がっている。
【００８７】
また、溝部Ｐ２Ｄのうちの、第１斜行領域Ｄ２１、連結領域Ｐｋ２および第２斜行領域Ｄ２２のそれぞれに接続部５ａが配されている。これにより、３つ以上の所定数の接続部５ａのうちの２つの接続部５ａを通る仮想的な直線上から外れた領域に、該３つ以上の所定数の接続部５ａのうちの該２つの接続部５ａとは異なる１つ以上の接続部５ａが配されている。したがって、本変形例では、上記一実施形態と同様な効果が得られる。
【００８８】
また、本変形例では、各溝部Ｐ１Ｄ〜Ｐ３Ｄが、−Ｘ方向に屈曲していたが、これに限られない。例えば、各溝部Ｐ１Ｄ〜Ｐ３Ｄは、＋Ｘ方向に屈曲していても良い。
【００８９】
＜(２−５)第５変形例＞
上記一実施形態および第１〜４変形例では、１つの光電変換セル１０において、２つの接続部５ａを通る仮想的な直線上から外れた領域に、１以上の接続部５ａが配されたが、これに限られない。例えば、複数の光電変換セル１０が、＋Ｘ方向に配列されているだけでなく、＋Ｙ方向にも配列されている場合には、＋Ｙ方向に配列されている複数の光電変換セル１０の間で、複数の接続部５ａの配設位置が±Ｘ方向にずらされても良い。以下、具体例として、第５変形例に係る光電変換装置１００Ｅについて説明する。
【００９０】
図２１および図２２で示されるように、第５変形例に係る光電変換装置１００Ｅは、上記一実施形態に係る光電変換装置１００がベースとされて、＋Ｘ方向に配された複数の光電変換セル１０が、行列状に配された複数の光電変換セル１０Ｅに変更されたものである。また、第５変形例に係る光電変換装置１００Ｅでは、上記一実施形態に係る溝部Ｐ１〜Ｐ３の代わりに、溝部Ｐ１Ｅ〜Ｐ３Ｅが配されている。なお、図２１では、溝部Ｐ１Ｅ〜Ｐ３Ｅのそれぞれが、＋Ｙ方向に沿って直線状に延在している。
【００９１】
具体的には、第５変形例に係る光電変換装置１００Ｅは、基板１と、該基板１上に配されている複数の光電変換セル１０Ｅとを備えている。複数の光電変換セル１０Ｅは、第１〜３セル列Ｌ１〜Ｌ３を含んでいる。図２１では、下から順に第１セル列Ｌ１、第２セル列Ｌ２および第３セル列Ｌ３が配されている。つまり、複数の光電変換セル１０Ｅは、第１〜３セル列Ｌ１〜Ｌ３を構成している。第１〜３セル列Ｌ１〜Ｌ３のそれぞれは、＋Ｘ方向に電気的に直列に接続されている２以上の所定数の光電変換セル１０Ｅを含んでいる。
【００９２】
図２１では、２以上の所定数は３である。そして、図２１では、左からｍ番目であり且つ下からｎ番目に配されている光電変換セル１０Ｅに符号１０Ｅmnが付されている。このため、第１セル列Ｌ１には、＋Ｘ方向に電気的に直列に接続されている３つの光電変換セル１０Ｅ11〜１０Ｅ31が配されている。また、第２セル列Ｌ２には、Ｘ方向に電気的に直列に接続されている３つの光電変換セル１０Ｅ12〜１０Ｅ32が配されている。さらに、第３セル列Ｌ３には、＋Ｘ方向に電気的に直列に接続されている３つの光電変換セル１０Ｅ13〜１０Ｅ33が配されている。
【００９３】
また、本変形例に係る光電変換装置１００Ｅでは、第１セル列Ｌ１と第２セル列Ｌ２との間に両者を電気的に分離する領域（列間分離領域とも言う）Ｐ４が配されている。さらに、第２セル列Ｌ２と第３セル列Ｌ３との間にも両者を電気的に分離する列間分離領域Ｐ４が配されている。列間分離領域Ｐ４は、例えば、＋Ｘ方向に延在する線状のスリットであれば良い。列間分離領域Ｐ４は、第１セル列Ｌ１と第２セル列Ｌ２との間で下部電極層２を含む積層体２４Ｅを分離している。また、列間分離領域Ｐ４は、第２セル列Ｌ２と第３セル列Ｌ３との間で下部電極層２を含む積層体２４Ｅを分離している。
【００９４】
なお、列間分離領域Ｐ４のうちの下部電極層２を分離している領域は、例えば、基板１上に形成された下部電極層２に溝部Ｐ１Ｅが形成される際に併せて形成されれば良い。そして、列間分離領域Ｐ４は、溝部Ｐ３Ｅが形成される際に併せて形成されれば良い。
【００９５】
ここで、例えば、第１光電変換セルとしての光電変換セル１０Ｅ11と第３光電変換セルとしての光電変換セル１０Ｅ12とが列間分離領域Ｐ４を挟んで配されている。また、第２光電変換セルとしての光電変換セル１０Ｅ21と第４光電変換セルとしての光電変換セル１０Ｅ22とが列間分離領域Ｐ４を挟んで配されている。
【００９６】
別の観点から言えば、複数の光電変換セル１０Ｅには、第１〜３セル列Ｃ１〜Ｃ３が含まれている。図２１では、左から順に第１セル列Ｃ１、第２セル列Ｃ２および第３セル列Ｃ３が配されている。第１〜３セル列Ｃ１〜Ｃ３のそれぞれは、＋Ｙ方向に配列されている２以上の所定数の光電変換セル１０Ｅを含んでいる。各セル列Ｃ１〜Ｃ３における２以上の所定数の光電変換セル１０Ｅは、列間分離領域Ｐ４の存在によって、＋Ｙ方向には電気的に直列に接続されていない。
【００９７】
複数の光電変換セル１０Ｅのそれぞれは、第１電極層としての下部電極層２と光電変換層３と第２電極層である上部電極層４とが積み重なっている積層体２４Ｅと、上部電極層４上に配されている２つ以上の所定数の線状導電部５を含んでいる。図２１では、２つ以上の所定数は４である。そして、図２１には、各光電変換セル１０Ｅに、４つの線状導電部５が配されている様子が示されている。
【００９８】
また、複数の光電変換セル１０Ｅにおける光電変換層３のそれぞれには、隙間部としての溝部Ｐ２Ｅが配されている。該溝部Ｐ２Ｅは、例えば、＋Ｙ方向に直線状に延在していれば良い。各光電変換セル１０Ｅにおいては、２つ以上の所定数の線状導電部５のそれぞれと、＋Ｘ方向の隣の光電変換セル１０Ｅの下部電極層２とが、溝部Ｐ２Ｅに配されている２つ以上の所定数の接続部５ａによって電気的に接続されている。
【００９９】
例えば、光電変換セル１０Ｅ11は、溝部Ｐ２Ｅにおいて、２つ以上の所定数の線状導電部５と光電変換セル１０Ｅ21の下部電極層２とをそれぞれ電気的に接続している２つ以上の所定数の接続部５ａを含んでいる。また、例えば、光電変換セル１０Ｅ12は、溝部Ｐ２Ｅにおいて、２つ以上の所定数の線状導電部５と光電変換セル１０Ｅ22の下部電極層２とをそれぞれ電気的に接続している２つ以上の所定数の接続部５ａを含んでいる。図２１では、２つ以上の所定数は４である。そして、図２１には、各光電変換セル１０Ｅに、４つの接続部５ａが配されている様子が示されている。
【０１００】
また、列間分離領域Ｐ４を挟んで＋Ｙ方向に配されている一方の光電変換セル１０Ｅと他方の光電変換セル１０Ｅとの間で、一方の光電変換セル１０Ｅの溝部Ｐ２Ｅと他方の光電変換セル１０Ｅの溝部Ｐ２Ｅとが±Ｘ方向にずれている。例えば、第１セル列Ｃ１については、３つの光電変換セル１０Ｅ11〜１０Ｅ13のうち、光電変換セル１０Ｅ11の溝部Ｐ２Ｅと光電変換セル１０Ｅ13の溝部Ｐ２Ｅとが＋Ｙ方向に伸びる仮想的な一直線上に配されている。一方、３つの光電変換セル１０Ｅ11〜１０Ｅ13のうち、光電変換セル１０Ｅ12の溝部Ｐ２Ｅは、２つの光電変換セル１０Ｅ11，１０Ｅ13の溝部Ｐ２Ｅが配されている＋Ｙ方向に伸びる仮想的な一直線上から外れた領域に配されている。
【０１０１】
換言すれば、列間分離領域Ｐ４を挟んで＋Ｙ方向に配されている一方の光電変換セル１０Ｅと他方の光電変換セル１０Ｅとの間で、一方の光電変換セル１０Ｅの２つ以上の所定数の接続部５ａが第１の仮想的な直線上に配されているものとする。この場合、他方の光電変換セル１０Ｅの２つ以上の所定数の接続部５ａは、第１の仮想的な直線とは異なる第２の仮想的な直線上に配されている。このような構成によれば、列間分離領域Ｐ４を挟む光電変換セル１０Ｅの間で、接続部５ａの配設位置を±Ｘ方向に容易にずらすことが可能となる。すなわち、光電変換装置１００Ｅの製造が容易となり得る。
【０１０２】
具体的には、例えば、光電変換セル１０Ｅ11および光電変換セル１０Ｅ12には、光電変換セル１０Ｅ11の４つの接続部５ａおよび光電変換セル１０Ｅ12の４つの接続部５ａを含む８つの接続部５ａが配されている。そして、８つの接続部５ａのうちの２つの接続部５ａを通る仮想的な直線上から外れた領域に、該８つの接続部５ａのうちの該２つの接続部５ａとは異なる１つ以上の接続部５ａが配されている。
【０１０３】
なお、列間分離領域Ｐ４を挟む２つの光電変換セル１０Ｅにおいては、２つの接続部５ａを通る仮想的な直線上から少なくとも１つの接続部５ａがずれていれば良い。ここで、例えば、光電変換セル１０Ｅ11および光電変換セル１０Ｅ12に、光電変換セル１０Ｅ11の２つ以上の所定数の接続部５ａおよび光電変換セル１０Ｅ12の２つ以上の所定数の接続部５ａを含む４つ以上の接続部５ａが配されている場合を想定する。この場合、４つ以上の接続部５ａのうちの２つの接続部５ａが通る仮想的な直線上から外れた領域に、該４つ以上の接続部５ａのうちの該２つの接続部５ａとは異なる１つの接続部５ａが配されれば良い。
【０１０４】
以上のように、本変形例では、上記構成が採用されれば、上記一実施形態に係る光電変換装置１００と同様な効果を奏し得る。
【０１０５】
＜(２−６)その他の変形例＞
◎例えば、上記一実施形態および上記第１〜４変形例では、線状導電部５および接続部５ａの数に相当する３つ以上の所定数が３であったが、これに限られない。３つ以上の所定数は、３以上であれば良い。このため、１つの光電変換セル１０，１０Ａ〜１０Ｄにおいて、３つ以上の接続部５ａのうちの２つの接続部５ａを通る仮想的な直線上から外れた領域に、該３つ以上の接続部５ａのうちの該２つの接続部５ａとは異なる１以上の接続部５ａが配されていれば良い。つまり、１つの光電変換セル１０，１０Ａ〜１０Ｄにおいて、３つ以上の接続部５ａのうちの少なくとも１つの接続部５ａが一直線上から外れた位置に配されていれば良い。
【０１０６】
この場合、ステップＳｐ８において、１つの光電変換セル１０，１０Ａ〜１０Ｄについて、３つ以上の接続部５ａのパターンのうちの２つの接続部５ａのパターンがそれぞれ形成される。このとき、該２つの領域を通る仮想的な直線上から外れた領域に、該３つ以上の接続部５ａのパターンのうちの該２つの接続部５ａとは異なる１つ以上の接続部５ａのパターンが形成されれば良い。
【０１０７】
◎また、上記一実施形態および上記第２変形例では、溝部Ｐ２，Ｐ２Ｂが蛇行していたが、これに限られない。例えば、溝部Ｐ２，Ｐ２Ｂが、＋Ｘ方向または−Ｘ方向に湾曲している１つ以上の湾曲領域を含んでいれば良い。なお、溝部Ｐ２，Ｐ２Ｂが、＋Ｘ方向に湾曲している１つの湾曲領域を含んでいる場合、例えば、該１つの湾曲領域の曲率が最大となる最大曲率領域に対して、−Ｘ方向に金属ペーストが塗布されることで接続部５ａが形成されれば良い。これにより、湾曲領域の最大曲率領域に配されている接続部５ａを介して線状導電部５と下部電極層２とが電気的に良好に接続され得る。つまり、接続部５ａを介した線状導電部５と下部電極層２との電気的な接続における電気抵抗が低減され得る。その結果、光電変換装置１００の変換効率が向上され得る。
【０１０８】
◎また、上記第５変形例では、溝部Ｐ１Ｅ，Ｐ２Ｅ，Ｐ３Ｅのそれぞれが、＋Ｙ方向に直線上に延在していたが、これに限られない。例えば、溝部Ｐ１Ｅ，Ｐ２Ｅ，Ｐ３Ｅのそれぞれが、上記一実施形態および上記第２〜４変形例の溝部Ｐ１，Ｐ１Ｃ，Ｐ１Ｄ，Ｐ２，Ｐ２Ｂ〜Ｐ２Ｄ，Ｐ３，Ｐ３Ｃ，Ｐ３Ｄのように、曲がっていても良い。また、例えば、溝部Ｐ２Ｅの代わりに、上記第１変形例のように、接続部５ａが配される複数の貫通孔Ｃｈ２が複数の隙間部として採用されても良い。
【０１０９】
◎また、上記第５変形例では、＋Ｙ方向に配列された複数の光電変換セル１０Ｅにおいて、複数の溝部Ｐ２Ｅのうちの少なくとも１つの溝部Ｐ２Ｅが±Ｘ方向にずれていたが、これに限られない。例えば、該複数の溝部Ｐ２Ｅのうちの少なくとも１つの溝部Ｐ２Ｅの延在方向が、他の溝部Ｐ２Ｅの延在方向と異なっていても良い。このような構成でも、列間分離領域Ｐ４を挟む２つの光電変換セル１０Ｅにおいて、２つ以上の接続部５ａを通る仮想的な直線上から少なくとも１つの接続部５ａがずれ得る。
【０１１０】
◎また、上記一実施形態および第１〜５変形例では、各光電変換セル１０，１０Ａ〜１０Ｅに隙間部として、スリット状の溝部Ｐ２，Ｐ２Ｂ〜Ｐ２Ｅおよび貫通孔Ｃｈ２のうちの何れか一方が設けられたが、これに限られない。例えば、各光電変換セル１０，１０Ａ〜１０Ｅに、隙間部として、スリット状の溝部と貫通孔とが組み合わされたものが形成されても良い。
【０１１１】
◎また、上記一実施形態および上記第１〜５変形例では、溝部Ｐ２，Ｐ２Ｂ〜Ｐ２Ｅまたは貫通孔Ｃｈ２に、下部電極層２に直接接続する接続部５ａが配されていたが、これに限られない。例えば、上部電極層４の形成前に溝部Ｐ２，Ｐ２Ｂ〜Ｐ２Ｅまたは貫通孔Ｃｈ２が形成される場合、該溝部Ｐ２，Ｐ２Ｂ〜Ｐ２Ｅまたは貫通孔Ｃｈ２内にも上部電極層４が形成され得る。この場合は、溝部Ｐ２，Ｐ２Ｂ〜Ｐ２Ｅまたは貫通孔Ｃｈ２において、接続部５ａは、上部電極層４を介して下部電極層２に電気的に接続され得る。
【０１１２】
◎また、上記一実施形態および第１〜５変形例では、基板１上に、下部電極層２、光電変換層３、上部電極層４および線状導電部５がこの順に積層されたが、これに限られない。例えば、基板１側が受光面である場合には、基板１上に線状導電部５が形成され、その上に、上部電極層４、光電変換層３および下部電極層２がこの順に積層されても良い。
【０１１３】
この場合、例えば、上部電極層４と光電変換層３とが積み重なっている積層体に、溝部Ｐ２，Ｐ２Ｂ〜Ｐ２Ｅおよび貫通孔Ｃｈ２のうちの少なくとも一つに相当する隙間部、および溝部Ｐ３，Ｐ３Ｃ〜Ｐ３Ｅに相当する線状の領域が設けられれば良い。そして、例えば、フォトリソグラフィ技術等が用いられて、該隙間部に接続部５ａが形成され、光電変換層３上に下部電極層２が形成されれば良い。これにより、光電変換セルのそれぞれについて、下部電極層２、光電変換層３および上部電極層４が積み重なっている積層体と、上部電極層４上に配されている３つ以上の線状導電部５とが形成され得る。そして、光電変換層３の隙間部に配されている３つ以上の接続部５ａによって、３つ以上の線状導電部５と、隣の光電変換セルの下部電極層２とがそれぞれ電気的に接続される。
【０１１４】
◎なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１５】
１  基板
２  下部電極層
３  光電変換層
４  上部電極層
５  線状導電部
５ａ  接続部
１０，１０Ａ〜１０Ｅ  光電変換セル
２１  第１領域
２２  第２領域
２４，２４Ａ〜２４Ｅ  積層体
３１  光吸収層
３２  バッファ層
３４  積層体
１００，１００Ａ〜１００Ｄ  光電変換装置
Ｂ２１  配設領域
Ｂ２２  非配設領域
Ｃ１〜Ｃ３，Ｌ１〜Ｌ３  第１〜３セル列
Ｃｈ２  貫通孔
Ｃｖ１，Ｃｖ２  曲がり領域
Ｄ２１  斜行領域
Ｄ２２  斜行領域
Ｌｎ２  基準領域
Ｐ１，Ｐ１Ｃ〜Ｐ１Ｅ，Ｐ２，Ｐ２Ｂ〜Ｐ２Ｅ，Ｐ３，Ｐ３Ｃ〜Ｐ３Ｅ  溝部
Ｐ４  列間分離領域
Ｐｋ２  連結領域
Ｐｒ２  ズレ領域
【図１】
2013110249.tif 000003
【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】
2013110249.tif 000018
【図１７】
2013110249.tif 000019
【図１８】
2013110249.tif 000020
【図１９】
2013110249.tif 000021
【図２０】
2013110249.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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