(57)【要約】【課題】より発電効率の優れた集積化太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも表面が絶縁性である基板10上に第１の電極層12を形成し、第１の電極層12を複数の領域に分離する電極層分離溝21を形成し、その上に光電変換層13を積層した後に、その積層面側から第１の素子分離溝22および導通用溝23を形成し、第１の素子分離溝22に絶縁材30を充填し、絶縁材30の表面を含む積層面上に第２の電極層16を形成すると共に導通用溝23に第２の電極層材料を埋め込む。さらに、第２の電極層16表面から第１の電極層12を露出する深さの第２の素子分離溝24を、導通用溝23の第１の素子分離溝22とは反対側に形成し、この第２の素子分離溝22に絶縁材34を充填して集積化太陽電池を製造する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第１の電極層を形成し、該第１の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記第１の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から前記第１の電極層表面位置に至る深さの第１の素子分離溝および該積層面から前記第１の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
前記第１の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
前記第１の素子分離溝に充填された前記絶縁材の表面を含む前記積層面上に第２の電極層を形成すると共に前記導通用溝に該第２の電極層材料を埋め込む工程、
前記第２の電極層表面から前記第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、前記導通用溝の前記第１の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
前記第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。
【請求項２】
基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第１の電極層を形成し、該第１の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記第１の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から前記第１の電極層表面位置に至る深さの第１の素子分離溝および該積層面から前記第１の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
前記第１の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
前記導通用溝に導電材を充填する工程、
前記各溝に充填された前記絶縁材および前記導電材の表面を含む前記積層面上に第２の電極層を形成する工程、および
前記第２の電極層表面から前記第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、前記導通用溝の前記第１の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
前記第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。
【請求項３】
基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第１の電極層を形成し、該第１の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記第１の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から前記第１の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
前記導通用溝に導電材を充填する工程、
前記導通用溝に充填された前記導電材の表面を含む前記積層面上に第２の電極層を形成する工程、
前記第２の電極層表面から前記第１の電極層を露出する深さの素子分離溝を、前記導通用溝の前記電極層分離溝とは反対側に形成する工程、および
前記素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。
【請求項４】
基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第１の電極層を形成し、該第１の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記第１の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から前記第１の電極層を露出する深さの開口溝部を形成する工程、
前記開口溝部の一方の壁面を覆うとともに、該開口溝部に露出する、他方の壁面側に延びる第１の電極層に接触する導電部を形成する工程、
前記積層面上および前記導電部の表面上に、並びに前記開口溝部を埋め込むように第２の電極層を形成する工程、および
前記第２の電極層の表面から前記第１の電極層を露出する深さの素子分離溝を、前記開口溝部の他方の壁面側の端部もしくは該開口溝部外の該他方の壁面側の部分に形成する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことを特徴とする請求項４記載の集積化太陽電池の製造方法。
【請求項６】
基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第１の電極層を形成し、該第１の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記第１の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層して積層体を形成し、該積層体表面から前記第１の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に前記積層体の一部が残置された開口溝部を、該開口溝部の一方の壁面と該積層体の一部との間に前記他方の壁面側に延びる第１の電極層が少なくとも一部露出するように形成する工程、
前記積層体の前記一部より前記開口溝部の前記一方の壁面側に導電性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に、該一方の壁面と前記積層体の前記一部との間に露出する前記第１の電極層に接触する導電部を形成する工程、
前記積層体表面上および前記導電部の表面上に、並びに前記開口溝部を埋め込むように第２の電極層を形成する工程、および
前記第２の電極層表面から前記第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、前記積層体の前記一部よりも前記開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことを特徴とする請求項６記載の集積化太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記開口溝部を、該開口溝部となる領域に、前記積層体の一部が残るように所定の間隔で２本の溝を、メカニカルスクライブ法を用いて形成することにより形成することを特徴とする請求項６または７記載の集積化太陽電池の製造方法。
【請求項９】
基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第１の電極層および光電変換層を積層した後に、積層面から前記第１の電極層を貫通して前記基板の表面を露出する深さの第１の素子分離溝および該積層面から前記第１の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
前記第１の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
前記導通用溝に導電材を充填する工程、
前記各溝に充填された前記絶縁材および前記導電材の表面を含む前記積層面上に第２の電極層を形成する工程、
前記第２の電極層表面から前記第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、前記導通用溝の前記第１の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
前記第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第１の電極層および光電変換層を順に積層した後に、積層面から前記第１の電極層を露出する深さの開口溝部を形成する工程、
該開口溝部の底面に露出する前記第１の電極層の一部に、該第１の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記開口溝部の一方の壁面を覆うとともに、前記電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
前記一方の壁面側の前記積層面から、前記絶縁部の表面上を介して、前記開口溝部の底面に露出する前記第１の電極層に至る導電層を形成する工程、
前記導電層の表面および前記積層面上に第２の電極層を形成する工程、および
前記第２の電極層表面から前記第１の電極層を露出する深さの素子分離溝を、前記開口溝部の他方の壁面側の端部もしくは該開口溝部外の該他方の壁面側の部分に形成する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の集積化太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第１の電極層および光電変換層を積層して積層体を形成し、該積層体表面から前記第１の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に前記積層体の一部が残置された開口溝部を形成する工程、
前記開口溝部の一方の壁面と前記積層体の前記一部との間に露出する前記第１の電極層に、該第１の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記積層体の前記一部より前記開口溝部の前記一方の壁面側に絶縁性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に前記電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
前記積層体表面上および前記絶縁部の表面上に、並びに前記開口溝部を埋め込むように第２の電極層を形成する工程、および
前記第２の電極層表面から前記第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、前記積層体の前記一部よりも前記開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１２記載の集積化太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記開口溝部を、該開口溝部となる領域に、前記積層体の一部が残るように所定の間隔で２本の溝を、メカニカルスクライブ法を用いて形成することにより形成することを特徴とする請求項１２または１３記載の集積化太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第１の電極層および光電変換層を積層して積層体を形成し、該積層体表面から前記第１の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に前記積層体の一部が残置された開口溝部を形成する工程、
前記開口溝部の一方の壁面と前記積層体の前記一部との間に露出する前記第１の電極層に、該第１の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記積層体の前記一部より前記開口溝部の前記一方の壁面側に絶縁性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に前記電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
前記一方の壁面側の前記積層体表面から、前記絶縁部の表面上を介して、前記一方の壁面と前記積層体の前記一部との間に露出する前記第１の電極層に至る導電層を形成する工程、
前記積層体表面上および前記導電層の表面上に、並びに前記開口溝部を埋め込むように第２の電極層を形成する工程、および
前記第２の電極層表面から前記第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、前記積層体の前記一部よりも前記開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５記載の集積化太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記開口溝部を、該開口溝部となる領域に、前記積層体の一部が残るように所定の間隔で２本の溝を、メカニカルスクライブ法を用いて形成することにより形成することを特徴とする請求項１５または１６記載の集積化太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積化構造を有する薄膜太陽電池の製造方法に関し、特に高い発電効率を有する集積化太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの電極層とその２つの電極層間に挟まれた光吸収により電荷を発生する光電変換半導体層との積層構造を有する光電変換素子が、太陽電池等の用途に使用されている。
【０００３】
従来、バルクの単結晶Ｓｉまたは多結晶Ｓｉ、あるいは薄膜のアモルファスＳｉを用いたＳｉ系太陽電池が主流であったが、Ｓｉに依存しない化合物半導体系太陽電池の研究開発がなされている。化合物半導体系太陽電池としては、ＧａＡｓ系等のバルク系と、IＢ族元素とIIIＢ族元素とVIＢ族元素とからなるＣＩＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ）系あるいはＣＩＧＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ）系等の薄膜系とが知られている。ＣＩＳ系あるいはＣＩＧＳ系は、光吸収率が高く、高エネルギー変換効率であることが報告されている。
【０００４】
太陽電池の高出力化を図るためには、１枚の基板上に複数の光電変換素子（太陽電池セル）を多数直列接続して配列する集積化が必要であり、光電変換素子間の接続（集積化）方法については種々の形態が提案されている。
【０００５】
従来より、第１の電極層、光電変換層、第２の電極層が形成され、電極層の一部が除去された溝内に第２電極層が形成されて第１の電極層と第２の電極層とが電気的に接続される構成が知られている。基板上に第１の電極層を形成し、これを分割する電極層分離溝を形成し、光電変換層を積層し、光電変換層に導通用の溝を設け、光電変換層上および導通用溝を埋めるように透明電極層を形成し、さらに透明電極層をセル間で分離する分離溝を形成する方法が一般的にしられている。各溝はレーザ光照射や金属針等を用いて光電変換層の一部を除去することによって形成される。この際、導通用の溝内に光電変換層の残渣が付着することがあり、この残渣自体の抵抗が高いため、第１の電極層と第２の電極層間の電気的な接続部分の電気抵抗が大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
特許文献１には、上述の導通用の溝中に透明電極層よりも抵抗率の低いコンタクト層を形成することにより、電気的な接続部における電気抵抗を抑制することが提案されている。
【０００７】
特許文献２には、光電変換層の一部を変質させて導電性を高めてセル間を直列接続するためのコンタクト電極を形成すると共に、発電に寄与できないデッドスペースとなるセル間の接続部領域を少なくするために、セル間を分離する分離用溝をコンタクト電極に隣接させて形成することが提案されている。
【０００８】
特許文献３には、セル間を分離する分離用溝においてセル間のリーク電流を低減するために分離用溝に絶縁性薄膜を形成することが提案されている。
【０００９】
特許文献４には、基板上にセル毎に区画された第１の電極層を形成し、光電変換層、第２の電極層を形成した後に、導通用溝および素子分離用の溝を形成し、導通用溝に導電性ペーストを充填することにより、セル間を直列接続する方法が提案されている。
【００１０】
特許文献５には、基板上に第１の電極層および光電変換層を積層した後に、両層を貫通する２本の溝を形成し、その一本に絶縁材を埋め込み、他の一本に第２の電極層材料を埋め込み、第２の電極層材料が埋め込まれた他の一本に隣接して、第２の電極層をセル間で分離する溝部を形成する方法が開示されている。ここでは２本の溝の内の一本に埋め込まれた第２の電極層材料が隣接するセル間の電気的な接続部となる。
【００１１】
特許文献６では、基板上に第１の電極層を形成し、第１の電極層を分離する電極層分離溝を形成した後に、光電変換層を積層し、光電変換層の一部に第１の素子分離溝を形成し、その一方の壁面を絶縁材で覆い、その後、光電変換層および絶縁材上の全面に亘って第２の電極層を形成し、その後、第１の素子分離溝に平行に第２の電極層および光電変換層を分離する第２の素子分離溝を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−２８２９０９８号公報
【特許文献２】特開２００７−３１７８６８号公報
【特許文献３】特開平７−２１１９２８号公報
【特許文献４】特開昭６１−５０３８１号公報
【特許文献５】特開平５−１８３１７７号公報
【特許文献６】特開平０８−１３９３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１では、素子分離のために設けられている分離溝は空隙となっており、この空隙部分には、溝形成時に生じる透明電極層や光電変換層の残渣が付着し、セル間にリークや短絡が生じる恐れがある。
【００１４】
特許文献２は、レーザ照射により光電変換層の一部にレーザ照射されない部分と比較して低抵抗なコンタクト層を形成するが、このようにして形成されるコンタクト層は金属等と比べると抵抗率が高く、接続部における電力のロスとなってしまい、結果として発電効率が十分に向上できない。また、特許文献２では、素子分離のためにスクライブにより設けられる分離溝は空隙となっており、この空隙部分には、溝形成時に生じる透明電極層や光電変換層の残渣が付着し、セル間にリークや短絡が生じる恐れがある。
【００１５】
特許文献３では、導通用の溝を第２の電極層で埋め込む構成であり、接続部での導電性が低いという問題がある。
【００１６】
特許文献４では、素子分離のためにスクライブにより設けられる分離溝は空隙となっており、この空隙部分には、溝形成時に生じる透明電極層や光電変換層の残渣が付着し、セル間にリークや短絡が生じる恐れがある。
【００１７】
特許文献５においては、導通用の第２の電極層材料が埋め込まれた溝の一壁面がセルの壁面となっているため、この壁面を有するセルの光電変換層に第２の電極層材料が接触することとなり、光電変換層における電流のリークの原因となり、発電効率が低下するという問題がある。
【００１８】
特許文献６では第２の素子分離溝による素子分離において、レーザあるいはメカニカルスクライブを用いると、第２の電極層や光電変換層の残渣が残り、これらの残渣によりセル間もしくはセル内における電流のリークが生じるため、発電効率が低下するという問題がある。
【００１９】
本発明は、より発電効率を向上させることができる集積化構造を有する集積化太陽電池を製造する方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第１の電極層を形成し、該第１の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
第１の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から第１の電極層表面位置に至る深さの第１の素子分離溝および該積層面から第１の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
第１の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
第１の素子分離溝に充填された絶縁材の表面を含む積層面上に第２の電極層を形成すると共に導通用溝に該第２の電極層材料を埋め込む工程、
第２の電極層表面から第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、導通用溝の第１の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第２の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第１の電極層を形成し、該第１の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
第１の電極層上に電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から第１の電極層表面位置に至る深さの第１の素子分離溝および積層面から第１の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
第１の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
導通用溝に導電材を充填する工程、
各溝に充填された絶縁材および導電材の表面を含む積層面上に第２の電極層を形成する工程、および
第２の電極層表面から第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、導通用溝の第１の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第３の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第１の電極層を形成し、該第１の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
第１の電極層上に電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から第１の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
導通用溝に導電材を充填する工程、
導通用溝に充填された導電材の表面を含む積層面上に第２の電極層を形成する工程、
第２の電極層表面から第１の電極層を露出する深さの素子分離溝を、導通用溝の電極層分離溝とは反対側に形成する工程、および
素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明の第４の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第１の電極層を形成し、該第１の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
第１の電極層上に電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から第１の電極層を露出する深さの第１の素子分離溝を形成する工程、
第１の素子分離溝の一方の壁面を覆うとともに、第１の素子分離溝に露出する、他方の壁面側に延びる第１の電極層に接触する導電部を形成する工程、
積層面上および前記導電部の表面上に、並びに前記第１の素子分離溝を埋め込むように第２の電極層を形成する工程、および
第２の電極層の表面から第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、第１の素子分離溝の他方の壁面側の端部もしくは該第１の素子分離溝外の該他方の壁面側の部分に形成する工程を含むことを特徴とする。
【００２４】
ここで、第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことが好ましい。
【００２５】
本発明の第５の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第１の電極層を形成し、該第１の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
第１の電極層上に電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層して積層体を形成し、積層体表面から第１の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に積層体の一部が残置された開口溝部を、該開口溝部の一方の壁面と該積層体の一部との間に前記他方の壁面側に延びる第１の電極層が少なくとも一部露出するように形成する工程、
積層体の前記一部より開口溝部の一方の壁面側に導電性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に、該一方の壁面と積層体の前記一部との間に露出する第１の電極層に接触する導電部を形成する工程、
積層体表面上および導電部の表面上に、並びに開口溝部を埋め込むように第２の電極層を形成する工程、および
第２の電極層表面から第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、積層体の前記一部よりも開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする。
【００２６】
ここで、第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことが好ましい。
【００２７】
また、開口溝部を、該開口溝部となる領域に、積層体の一部が残るように所定の間隔で２本の溝を、メカニカルスクライブ法を用いて形成することにより形成することが好ましい。
【００２８】
本発明の第６の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第１の電極層および光電変換層を積層した後に、積層面から第１の電極層を貫通して基板の表面を露出する深さの第１の素子分離溝および積層面から第１の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
第１の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
導通用溝に導電材を充填する工程、
各溝に充填された絶縁材および導電材の表面を含む積層面上に第２の電極層を形成する工程、
第２の電極層表面から第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、導通用溝の第１の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする。
【００２９】
本発明の第７の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第１の電極層および光電変換層を順に積層した後に、積層面から第１の電極層を露出する深さの第１の素子分離溝を形成する工程、
第１の素子分離溝の底面に露出する第１の電極層の一部に、第１の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
第１の素子分離溝の一方の壁面を覆うとともに、電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
一方の壁面側の積層面から、絶縁部の表面上を介して、第１の素子分離溝の底面に露出する第１の電極層に至る導電層を形成する工程、
導電層の表面および積層面上に第２の電極層を形成する工程、および
第２の電極層表面から第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、第１の素子分離溝の他方の壁面側の端部もしくは該第１の素子分離溝外の該他方の壁面側の部分に形成する工程を含むことを特徴とする。
【００３０】
ここで、第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことが好ましい。
【００３１】
本発明の第８の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第１の電極層および光電変換層を積層して積層体を形成し、該積層体表面から第１の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に積層体の一部が残置された開口溝部を形成する工程、
開口溝部の一方の壁面と積層体の前記一部との間に露出する第１の電極層に、該第１の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
積層体の前記一部より開口溝部の一方の壁面側に絶縁性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
積層体表面上および絶縁部の表面上に、並びに開口溝部を埋め込むように第２の電極層を形成する工程、および
第２の電極層表面から第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、積層体の一部よりも開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする。
【００３２】
ここで、第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことが好ましい。
【００３３】
また、開口溝部を、該開口溝部となる領域に、積層体の一部が残るように所定の間隔で２本の溝を、メカニカルスクライブ法を用いて形成することにより形成することが好ましい。
【００３４】
本発明の第９の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第１の電極層、光電変換層および第２の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第１の電極層および光電変換層を積層して積層体を形成し、該積層体表面から第１の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に積層体の一部が残置された開口溝部を形成する工程、
開口溝部の一方の壁面と積層体の前記一部との間に露出する第１の電極層に、該第１の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
積層体の前記一部より開口溝部の一方の壁面側に絶縁性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
一方の壁面側の積層体表面から、絶縁部の表面上を介して、一方の壁面と積層体の前記一部との間に露出する第１の電極層に至る導電層を形成する工程、
積層体表面上および導電層の表面上に、並びに開口溝部を埋め込むように第２の電極層を形成する工程、および
第２の電極層表面から第１の電極層を露出する深さの第２の素子分離溝を、積層体の前記一部よりも開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする。
【００３５】
ここで、第２の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことが好ましい。
【００３６】
また、開口溝部を、該開口溝部となる領域に、積層体の一部が残るように所定の間隔で２本の溝を、メカニカルスクライブ法を用いて形成することにより形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の集積化太陽電池の製造方法によれば、発電効率の高い集積化太陽電池を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池の模式的平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池１の要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図３】第１の実施形態の製造方法の工程ａ〜ｄを示す模式的断面図である。
【図４】第１の実施形態の製造方法の工程ｅ〜ｇを示す模式的断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池２の要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図６】第２の実施形態の製造方法の工程ｅ〜ｈを示す模式的断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池３の要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図８】第３の実施形態の製造方法の工程ａ〜ｃを示す模式的断面図である。
【図９】第３の実施形態の製造方法の工程ｄ〜ｆ示す模式的断面図である。
【図１０Ａ】本発明の第４の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池４の要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図１０Ｂ】第４の実施形態の変更例の集積化太陽電池４’の要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図１１】第４の実施形態の製造方法の工程ａ〜ｄを示す模式的断面図である。
【図１２】第４の実施形態の製造方法の工程ｅ〜ｆを示す模式的断面図である。
【図１３】第４の実施形態の製造方法変更例の工程ｅ’〜ｆ’を示す模式的断面図である。
【図１４Ａ】本発明の第５の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池５の要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図１４Ｂ】第５の実施形態の変更例の集積化太陽電池５’の要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図１５】第５の実施形態の製造方法の工程ａ〜ｄを示す模式的断面図である。
【図１６】第５の実施形態の製造方法の工程ｅ〜ｆ示す模式的断面図である。
【図１７】第５の実施形態の製造方法変更例の工程ｅ’〜ｆ’を示す模式的断面図である。
【図１８】本発明の第６の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池６の要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図１９】第６の実施形態の製造方法の工程ａ〜ｃを示す模式的断面図である。
【図２０】第６の実施形態の製造方法の工程ｄ〜ｆを示す模式的断面図である。
【図２１Ａ】本発明の第７の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池７要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図２１Ｂ】第７の実施形態の変更例の集積化太陽電池７’の要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図２２】第７の実施形態の製造方法の工程ａ〜ｃを示す模式的断面図である。
【図２３】第７の実施形態の製造方法の工程ｄ〜ｅを示す模式的断面図である。
【図２４】第７の実施形態の製造方法の工程ｆ〜ｇを示す模式的断面図である。
【図２５】第７の実施形態の製造方法変更例の工程ｆ’〜ｇ’を示す模式的断面図である。
【図２６Ａ】本発明の第８の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池８要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図２６Ｂ】第８の実施形態の変更例の集積化太陽電池８’の要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図２７】第８の実施形態の製造方法の工程ａ〜ｃを示す模式的断面図である。
【図２８】第８の実施形態の製造方法の工程ｄ〜ｅを示す模式的断面図である。
【図２９】第８の実施形態の製造方法他の変更例の工程ｄ’〜ｅ’を示す模式的断面図である。
【図３０Ａ】本発明の第９の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池９要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図３０Ｂ】第９の実施形態の変更例の集積化太陽電池９’の要部を示す模式的拡大斜視図である。
【図３１】第９の実施形態の製造方法の工程ｄ〜ｆを示す模式的断面図である。
【図３２】第９の実施形態の製造方法他の変更例の工程ｅ’〜ｆ’を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図において、各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００４０】
図１は以下に説明する各実施形態に共通する、集積化太陽電池の模式的平面図である。
図１に示すように、本発明の製造方法により製造される集積化太陽電池１（２、３、４、５、６、７、８および９）は、例えば、矩形状の基板１０上に短冊状の複数の光電変換素子（太陽電池セル）２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…が直列接続されてなる。太陽電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…は、基板１０上において、長手方向Ｌ（配列方向）と直交する幅方向Ｗ（延在方向）に長く伸びた短冊状に形成されており、セル間に設けられた接続部領域５０においてセル間は直列接続されている。なお、セル並び方向の両端には電力取り出し用の電極（図示せず）が形成される。ここで接続部領域５０とは、セル間を分離する分離機能とともにセル間を電気的に直列接続する接続機能を担う構造が形成されている領域である。
【００４１】
各セルは基本的に第１の電極層、光電変換層および第２の電極層が積層されてなるが、それ以外の層を含んでいてもよい。以下の実施形態においては、化合物半導体を光電変換層１３として備え、第１の電極層が金属からなる裏面電極層１２であり、第２の電極層が透明電極層１６であり、光電変換層１３と透明電極層１６との間にバッファ層１４を備えたサブストレート型の構造を例に挙げて説明する。
【００４２】
本構成の集積化太陽電池１では、太陽電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…に、透明電極層１６側から光が入射されると、この光が透明電極層１６およびバッファ層１４を通過し、光電変換層１３で起電力が発生し、例えば、透明電極層１６から裏面電極層１２に向かう電流が発生する。集積化太陽電池１で発生した電力を、セル並び方向の両端に設けられた図示しない電力取り出し用の電極から、太陽電池１の外部に取り出すことができる。なお、集積化太陽電池１において、バッファ層１４は光電変換層１３の構成によっては、必ずしも設ける必要はない。また、バッファ層１４と透明電極層１６との間に窓層（絶縁層）が備えられていてもよい。
以下に説明する各実施形態はそれぞれセル間の接続部領域５０における構造およびその形成方法が異なる。以下、各実施形態を説明する。
【００４３】
「第１の実施形態」
図２は、第１の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池１の要部を示す模式的斜視図であり、図１の平面図における破線部ＩＩについての斜視図である。
【００４４】
集積化太陽電池１は、図２に示すように表層が絶縁層１０ａである基板１０上に、裏面電極層１２、光電変換層１３、バッファ層１４および透明電極層１６が順に積層されたセルが接続部領域５０を介して隣接し、接続部領域５０において直列接続されている。
【００４５】
接続部領域５０において、一方のセル（ここでは、セル２０ａ）側から他方のセル（ここでは、セル２０ｂ）に向かって順に、裏面電極層１２に設けられた電極層分離溝２１と、バッファ層１４から裏面電極層１２の表面位置までの深さの第１の素子分離溝２２および導通用溝２３と、透明電極層１６から裏面電極層１２の表面位置までの深さの第２の素子分離溝２４とが設けられている。各溝の幅は、例えば、各溝の幅が１０μｍであり、接続部領域５０の幅が７０μｍ程度である。
そして、電極層分離溝２１には光電変換層１３が埋め込まれており、第１の素子分離溝２２および第２の素子分離溝２４には絶縁材３０、３４が充填されており、導通用溝２３には透明電極層１６の材料が充填されている。
【００４６】
電極層分離溝２１、絶縁材３０、３４が充填された第１および第２の素子分離溝２２および２４により、セル間は分離されており、導通用溝２３に充填された透明電極層材料からなる接続部４１により、接続部領域５０を挟んで隣接する一方のセル２０ａの透明電極層１６と他方のセル２０ｂの裏面電極層１２とが電気的に接続されている。
【００４７】
第１の素子分離溝２２が設けられて、さらに絶縁材３０が充填されていることにより、一方のセル２０ａの光電変換層内での電流リークを防止することができ、第２の素子分離溝２４が設けられて、さらに絶縁材３４が充填されていることにより、他方のセル２０ｂの光電変換層内での電流リークを防止することができる。各セルの壁面がそれぞれ絶縁されてリークが防止されているため光電変換効率を向上させることができる。また、これらの絶縁材３０、３４が充填された素子分離溝２２、２４によりセル２０ａ、２０ｂ間の短絡も効果的に防止することができる。
【００４８】
本実施形態においては、図２にその一部を示すように、導通用溝２３は、接続部領域５０において基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域５０において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向（基板の幅方向Ｗ）において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向（基板の幅方向Ｗ）に、例えば３箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
【００４９】
以下に、第１の実施形態の製造方法を図３、図４に基づいて説明する。図３、図４は第１の実施形態の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル２０ａ、２０ｂおよびその間の接続部領域５０を含む集積化構造の要部を示している。
【００５０】
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板１０を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層１０ａを備えた基板１０を用いる。
【００５１】
図３のａに示すように、基板１０の表面に裏面電極層１２を形成した後、裏面電極層１２に基板１０の表面が底部に露出する電極層分離溝２１を形成し、裏面電極層１２を複数の領域に分離する。この電極層分離溝２１の形成はレーザスクライブにより行うことが好ましい。
【００５２】
本実施形態では、裏面電極層１２が光電変換層等を形成する際の熱履歴を受ける前に電極層分離溝２１形成するので、裏面電極層がＭｏ等の熱履歴により硬化する材料からなる場合であっても、比較的低いパワーでスクライブを行うことができる。裏面電極層が硬化した後では、比較的高いパワーを要するため高価なレーザスクライブ装置が必要となり、また、比較的大きいパワーを用いる場合には基板を損傷させてしまう恐れがある。通常スクライブ処理の後には洗浄を行うが、透明電極層まで積層した後に裏面電極層に電極層分離溝をスクライブ形成した場合、このスクライブ形成時に生じるバリやゴミは十分を除去しきれず、装置としての品質が低下する恐れがある。本実施形態の製造方法によれば、これらの問題を発生せず、安価に品質の良好な集積化太陽電池を製造することができる。
【００５３】
次に図３のｂに示すように、裏面電極層１２および電極層分離溝２１の底部に露出した基板１０の表面を覆うように、光電変換層１３およびバッファ層１４を順次積層する。
【００５４】
次に、図３のｃに示すように、積層面側から電極層分離溝２１に略平行かつ裏面電極層１２を露出する深さの第１の素子分離溝２２および導通用溝２３を形成する。第１の素子分離溝２２および導通用溝２３はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。本工程においては、第１の素子分離溝２２を、その一部領域で電極層分離溝２１と重なるように形成し、導通用溝２３を他方のセル２０ｂに連続する裏面電極層１２上に形成する。すなわち、ここで形成される第１の素子分離溝２２の底面には、電極層分離溝２１に埋め込まれた光電変換層および裏面電極層１２が露出し、導通用溝２３の底面には、他方のセル２０ｂに連続する裏面電極層１２が露出している。
【００５５】
次に、図３のｄに示すように、第１の素子分離溝２２に絶縁性インク（絶縁材）３０を注入充填する。
【００５６】
その後、図４のｅに示すように、バッファ層１４上および第１の素子分離溝２２に充填された絶縁材３０上を含む表面全域を覆うように透明電極層１６を形成する。このとき、導通用溝２３中にも透明導電層材料が充填されて一方のセル２０ａの透明電極層１６と他方のセル２０ｂの裏面電極層１２を電気的に接続する接続部４１が形成される。
【００５７】
さらに、図４のｆに示すように導通用溝２３よりもセル２０ｂ側に第２の素子分離溝２４を形成し、図４のｇに示すように、第２の素子分離溝２４中に絶縁性インク（絶縁材）３４を注入充填する。
【００５８】
以上のようにして図２に示す集積化太陽電池１を製造することができる。
【００５９】
第２の素子分離溝２４に絶縁材を入れなくてもセル分離機能を有するが、第２の素子分離溝２４を形成する際、透明導電層のスクライブ時に生じる残渣が第２の素子分離溝２４中にあるとセル２０ｂにおける電流リークやセル間の短絡が生じる場合がある等、絶縁性が必ずしも十分とは言えない。しかし、本実施形態のように第２の素子分離溝２４中に絶縁材３４を充填することにより、絶縁性を向上させることができ、電流リークや短絡を防止してより光電変換効率のよい集積化太陽電池を得ることができる。
【００６０】
「第２の実施形態」
図５は、第２の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池２の要部を示す模式的斜視図であり、図１の平面図における破線部ＩＩについての斜視図である。
【００６１】
集積化太陽電池２は、図５に示すように表層が絶縁層１０ａである基板１０上に、裏面電極層１２、光電変換層１３、バッファ層１４および透明電極層１６が順に積層されたセルが接続部領域５０を介して隣接し、接続部領域５０において直列接続されている。
【００６２】
接続部領域５０において、一方のセル（ここでは、セル２０ａ）側から他方のセル（ここでは、セル２０ｂ）に向かって順に、裏面電極層１２に設けられた電極層分離溝２１と、バッファ層１４から裏面電極層１２の表面位置までの深さの第１の素子分離溝２２および導通用溝２３と、透明電極層１６から裏面電極層１２の表面位置までの深さの第２の素子分離溝２４とが設けられている。各溝の幅は、例えば、１０μｍ程度であり、接続部領域５０の幅は７０μｍ程度である。
そして、電極層分離溝２１には光電変換層１３が埋め込まれており、第１の素子分離溝２２および第２の素子分離溝２４には絶縁材３０、３４が充填されており、導通用溝２３には導電材４０が充填されている。
【００６３】
電極層分離溝２１、絶縁材３０、３４が充填された第１および第２の素子分離溝２２および２４により、セル間は分離されており、導通用溝２３に充填された導電材４０により、接続部領域５０を挟んで隣接する一方のセル２０ａの透明電極層１６と他方のセル２０ｂの裏面電極層１２とが電気的に接続されている。
【００６４】
第１の素子分離溝２２が設けられて、さらに絶縁材３０が充填されていることにより、一方のセル２０ａの光電変換層内での電流リークを防止することができ、第２の素子分離溝２４が設けられて、さらに絶縁材３４が充填されていることにより、他方のセル２０ｂの光電変換層内での電流リークを防止することができる。各セルの壁面がそれぞれ絶縁されてリークが防止されているため光電変換効率を向上させることができる。また、これらの絶縁材３０、３４が充填された素子分離溝２２、２４によりセル２０ａ、２０ｂ間の短絡も効果的に防止することができる。また、導電材４０はその構成材料として透明電極層材料より低抵抗なものが用いられており、直列接続の接続部での電気的なロスが低く抑えられる。
【００６５】
本実施形態においては、図５にその一部を示すように、導通用溝２３は、接続部領域５０において基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域５０において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向（基板の幅方向Ｗ）において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向（基板の幅方向Ｗ）に、例えば３箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
【００６６】
以下に、第２の実施形態の製造方法を図３、図６に基づいて説明する。図３および図６は第２の実施形態の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル２０ａ、２０ｂおよびその間の接続部領域５０を含む集積化構造の要部を示している。
第２の実施形態の製造方法は、図３に示すステップａからｄについては第１の実施形態の製造方法と同一であり、上記第１の実施形態の製造方法についての説明を援用するものとし、ここでは、図６のｅ以降の製造工程について説明する。
【００６７】
図３のａからｄのステップの後、図６のｅに示すように、導通用溝２３に導電性インク（導電材）４０を注入充填する。
【００６８】
その後、図６のｆに示すように、バッファ層１４上および第１の素子分離溝２２に充填された絶縁材３０上、導通用溝２３に充填された導電材４０上を含む表面全域を覆うように透明電極層１６を形成する。
【００６９】
さらに、図６のｇに示すように導通用溝２３よりもセル２０ｂ側に第２の素子分離溝２４を形成し、図６のｈに示すように、第２の素子分離溝２４中に絶縁性インク（絶縁材）３４を注入充填する。
【００７０】
以上のようにして図５に示す集積化太陽電池２を製造することができる。
【００７１】
第２の素子分離溝２４に絶縁材を入れなくてもセル分離機能を有するが、第２の素子分離溝２４を形成する際、透明導電層のスクライブ時に生じる残渣が第２の素子分離溝２４中にあるとセル２０ｂにおける電流リークやセル間の短絡が生じる場合がある等、絶縁性が必ずしも十分とは言えない。しかし、本実施形態のように第２の素子分離溝２４中に絶縁材３４を充填することにより、絶縁性を向上させることができ、電流リークや短絡を防止してより光電変換効率のよい集積化太陽電池を得ることができる。
また、導通用溝２３に透明電極層材料よりも低抵抗な導電材４０が充填されているため、接続部での電気的なロスが少なく光電変換効率のさらなる向上効果が得られる。
【００７２】
「第３の実施形態」
図７は、第３の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池３の要部を示す模式的斜視図であり、図１の平面図における破線部ＩＩについての斜視図である。
【００７３】
集積化太陽電池３は、図７に示すように表層が絶縁層１０ａである基板１０上に、裏面電極層１２、光電変換層１３、バッファ層１４および透明電極層１６が順に積層されたセルが接続部領域５０を介して隣接し、接続部領域５０において直列接続されている。
【００７４】
接続部領域５０において、一方のセル（ここでは、セル２０ａ）側から他方のセル（ここでは、セル２０ｂ）に向かって順に、裏面電極層１２に設けられた電極層分離溝２１、バッファ層１４から裏面電極層１２の表面位置までの深さの導通用溝２３、および透明電極層１６から裏面電極層１２の表面位置までの深さの素子分離溝２４が設けられている。各溝の幅は、例えば、１０μｍ程度である。
そして、電極層分離溝２１には光電変換層１３が埋め込まれており、素子分離溝２４には絶縁材３４が充填されており、導通用溝２３には導電材４０が充填されている。
【００７５】
電極層分離溝２１、絶縁材３４が充填された素子分離溝２４によりセル間は分離されており、導通用溝２３に充填された導電材４０により、接続部領域５０を挟んで隣接する一方のセル２０ａの透明電極層１６と他方のセル２０ｂの裏面電極層１２とが電気的に接続されている。
【００７６】
素子分離溝２４が設けられて、さらに絶縁材３４が充填されていることにより、他方のセル２０ｂの光電変換層内での電流リークを防止することができ、光電変換効率を向上させることができる。また、これらの絶縁材３４が充填された素子分離溝２４によりセル２０ａ、２０ｂ間の短絡も効果的に防止することができる。また、導電材４０の抵抗率は透明電極層材料よりも低く、導電性が高い。したがって、直列接続の接続部での電気的なロスが低く抑えられる。
【００７７】
本実施形態においては、図７にその一部を示すように、導通用溝２３は、接続部領域５０において基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域５０において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向（基板の幅方向Ｗ）において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向（基板の幅方向Ｗ）に、例えば３箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
【００７８】
以下に、第３の実施形態の製造方法を図８および図９に基づいて説明する。図８および図９は第３の実施形態の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル２０ａ、２０ｂおよびその間の接続部領域５０を含む集積化構造の要部を示している。
【００７９】
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板１０を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層１０ａを備えた基板１０を用いる。
【００８０】
図８のａに示すように、基板１０の表面に裏面電極層１２を形成した後、裏面電極層１２に基板１０の表面が底部に露出する電極層分離溝２１を形成し、裏面電極層１２を複数の領域に分離する。この電極層分離溝２１の形成はレーザスクライブにより行うことが好ましい。
【００８１】
本実施形態では、裏面電極層１２が光電変換層等を形成する際の熱履歴を受ける前に電極層分離溝２１形成するので、裏面電極層がＭｏ等の熱履歴により硬化する材料からなる場合であっても、比較的低いパワーでスクライブを行うことができる。裏面電極層が硬化した後では、比較的高いパワーを要するため高価なレーザスクライブ装置が必要となり、また、比較的大きいパワーを用いる場合には基板を損傷させてしまう恐れがある。通常スクライブ処理の後には洗浄を行うが、透明電極層まで積層した後に電極層分離溝をスクライブ形成した場合、このスクライブ形成時に生じるバリやゴミは十分を除去しきれず、装置としての品質が低下する恐れがある。本実施形態の製造方法によれば、これらの問題を発生せず、安価に品質の良好な集積化太陽電池を製造することができる。
【００８２】
次に図８のｂに示すように、裏面電極層１２および電極層分離溝２１の底部に露出した基板１０の表面を覆うように、光電変換層１３およびバッファ層１４を順次積層する。
【００８３】
次に、図８のｃに示すように、積層面側から電極層分離溝２１に略平行かつ裏面電極層１２を露出する深さの導通用溝２３を形成する。導通用溝２３はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。本工程においては、導通用溝２３を他方のセル２０ｂに連続する裏面電極層１２上に形成する。すなわち、ここで形成される導通用溝２３の底面には、他方のセル２０ｂに連続する裏面電極層１２が露出している。
【００８４】
次に、図９のｄに示すように、導通用溝２３に導電性インク（導電材）４０を注入充填し、バッファ層１４上、導電用溝２２に充填された導電材４０上を含む表面全域を追うように透明電極層１６を形成する。
さらに、図９のｅに示すように導通用溝２３よりもセル２０ｂ側に素子分離溝２４を形成し、図９のｆに示すように、素子分離溝２４中に絶縁性インク（絶縁材）３４を注入充填する。
【００８５】
以上のようにして図７に示す集積化太陽電池２を製造することができる。
【００８６】
素子分離溝２４に絶縁材を入れなくてもセル分離機能を有するが、第２の素子分離溝２４を形成する際、透明導電層のスクライブ時に生じる残渣が第２の素子分離溝２４中にあるとセル２０ｂにおける電流リークやセル間の短絡が生じる場合がある等、絶縁性が必ずしも十分とは言えない。しかし、本実施形態のように第２の素子分離溝２４中に絶縁材３４を充填することにより、絶縁性を向上させることができ、電流リークや短絡を防止してより光電変換効率のよい集積化太陽電池を得ることができる。
また、導通用溝２３に透明電極層材料よりも低抵抗のすなわち導電率の高い導電材４０が充填されているため、接続部での電気的なロスが少ない。
【００８７】
「第４の実施形態」
図１０Ａは、第４の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池４の要部を示す模式的斜視図であり、図１の平面図における破線部ＩＩについての斜視図である。なお、図１０Ｂは本実施形態の設計変更例の集積化太陽電池４’についての図１０Ａに対応する位置の模式的斜視図である。
【００８８】
集積化太陽電池４は、図１０Ａに示すように表層が絶縁層１０ａである基板１０上に、裏面電極層１２、光電変換層１３、バッファ層１４および透明電極層１６が順に積層されたセルが接続部領域５０を介して隣接し、接続部領域５０において直列接続されている。
【００８９】
接続部領域５０において、基板１０の長手方向Ｌに、所定の間隔に複数設けられた電極層分離溝２１により、隣り合う裏面電極層１２が互いに分離されている。なお、電極層分離溝２１は、基板１０の表面（絶縁層１０ａ）に達する溝であり、その幅は、例えば、１０μｍである。この電極層分離溝２１には光電変換層１３が埋め込まれている。接続部領域５０に設けられた開口溝部５２およびその一端に設けられた素子分離溝５４により隣接するセル間は分離されている。
【００９０】
開口溝部５２はバッファ層１４から裏面電極層１２の表面位置に至る深さを有しており、溝幅は例えば、５０〜１００μｍ程度である。開口溝部５２は、その一方の壁面αの近傍に電極層分離溝２１が位置するように、電極層分離溝２１とほぼ平行に配置形成されている。本実施形態においては、開口溝部５２の底面に電極層分離溝２１に埋め込まれた光電変換層が露出する位置に配置されているが、開口溝部５２は一部壁面αと重なる位置あるいは壁面αを有するセル２０ａ側に位置していてもよい。但し、開口溝部５２に一方の壁面α側のセル２０ａにおける短絡を防止するために裏面電極が露出しないようにする。
【００９１】
開口溝部５２には、一方の壁面αを覆い、かつ溝幅方向に徐々に小さくなる導電部４２が形成されており、この開口溝部５２に形成されている導電部４２により、隣接するセル（ここでは、セル２０ａと２０ｂ）の一方のセル（ここではセル２０ａ）の透明電極層１６と、他方のセル（ここではセル２０ｂ）の裏面電極層１２とが電気的に直列接続されている。また、導電部４２はその構成材料として透明電極層材料より低抵抗なものが用いられており、直列接続の接続部での電気的なロスが低く抑えられる。
【００９２】
バッファ層１４上および導電部４２は透明電極層１６で覆われており、開口溝部５２の他方の壁面β側端部に、透明電極層１６から裏面電極表面に至る深さの素子分離溝５４が形成されている。素子分離溝５４の幅はたとえば、１０〜３０μｍ程度である。
【００９３】
なお、図１０Ｂに本実施形態の設計変更例として示す集積化太陽電池４’のように、上述の集積化太陽電池４の素子分離溝５４に絶縁材３４が埋め込まれていてもよい。素子分離溝５４に絶縁材３４が充填されることにより、セル２０ｂの光電変換層内での電流リークおよびセル間における短絡を効果的に抑制することができる。
【００９４】
本実施形態においては、図１０Ａにその一部を示すように、導電部４２は、接続部領域５０において基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域５０において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向（基板の幅方向Ｗ）において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向（基板の幅方向Ｗ）に、例えば３箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
【００９５】
以下に、第４の実施形態の製造方法を図１１〜図１３に基づいて説明する。図１１、１２は第４実施形態の製造工程を示す模式断面図、図１３は本実施形態の一部設計変更例の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル２０ａ、２０ｂおよびその間の接続部領域５０を含む集積化構造の要部を示している。
【００９６】
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板１０を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層１０ａを備えた基板１０を用いる。
【００９７】
図１１のａに示すように、基板１０の表面に裏面電極層１２を形成し、裏面電極層１２に基板１０の表面が底部に露出する電極層分離溝２１を形成し、裏面電極層１２を複数の領域に分離する。この電極層分離溝２１の形成はレーザスクライブにより行うことが好ましい。
【００９８】
本実施形態では、裏面電極層１２が光電変換層等を形成する際の熱履歴を受ける前に電極層分離溝２１を形成するので、裏面電極層がＭｏ等の熱履歴により硬化する材料からなる場合であっても、比較的低いパワーでスクライブを行うことができる。裏面電極層が硬化した後では、比較的高いパワーを要するため高価なレーザスクライブ装置が必要となり、また、比較的大きいパワーを用いる場合には基板を損傷させてしまう恐れがある。通常スクライブ処理の後には洗浄を行うが、透明電極層まで積層した後に電極層分離溝をスクライブ形成した場合、このスクライブ形成時に生じるバリやゴミは十分を除去しきれず、装置としての品質が低下する恐れがある。本実施形態の製造方法によれば、これらの問題を発生せず、安価に品質の良好な集積化太陽電池を製造することができる。
【００９９】
次に、図１１のｂに示すように、裏面電極層１２および電極層分離溝２１の底部に露出した基板１０の表面を覆うように、光電変換層１３およびバッファ層１４を順次積層する。
【０１００】
その後、図１１のｃに示すように、積層面側から電極層分離溝２１に略平行かつ裏面電極層１２を露出する深さのやや幅広の開口溝部５２を形成する。開口溝部５２はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。本工程においては、開口溝部５２を、その一方の壁面αの近傍に電極層分離溝２１が位置するものとなるように形成する。ここで形成される開口溝部５２の底面には、電極層分離溝２１に埋め込まれた光電変換層および壁面β側のセル２０ｂに連続する裏面電極層１２が露出する。
【０１０１】
次に、図１１のｄに示すように、開口溝部５２の一方の壁面αを覆うように導電材を塗布し、硬化させて導電部４２を形成する。例えば、導電材として、光硬化型あるいは熱硬化型の導電性インクを用い、インクジェット法により壁面α近傍に導電性インクを打滴し、インクに応じた光照射あるいは加熱により硬化させればよい。
【０１０２】
次に、表面全域にわたって透明電極層１６を形成する。これにより、バッファ層１４上に透明電極層１６が形成されるとともに、導電部４２上を覆い、開口溝部５２中に透明導電層材料が充填される。その後、図１２のｅに示すように、透明電極層１６を素子間で分離するための素子分離溝５４を形成する。このとき、透明電極層１６表面から裏面電極層１２を露出する深さの素子分離溝５４を導電部４２よりも他方のセル２０ｂ側となる位置に形成する。これにより両セル間の短絡を防止することができる。本実施形態においては、さらに素子分離溝５４を、他方のセル２０ｂの壁面が透明導電層材料で覆われることがないように、開口溝部５２の他方の壁面βを含むあるいは隣接する領域に形成する。このように素子分離溝５４を形成することにより、他方のセル２０ｂ内で発生電流がリークするのを防止することができ、発電効率を向上させることができる。
【０１０３】
以上のようにして、図１０Ａに示す集積化太陽電池４を製造することができる。
【０１０４】
なお、図１３のｅ’に示すように、開口溝部５２外部であってその他方の壁面βよりもセル２０ｂ側の部分に素子分離溝５４’を形成してもよい。
【０１０５】
さらに、図１２のｆ、図１３のｆ’に示すように、素子分離溝５４、５４’に絶縁材３４を埋め込んでもよい。図１２のｆに示すように、素子分離溝５４を絶縁材３４で充填することにより、図１０Ｂに示す設計変更例の集積化太陽電池４’を製造することができる。このように素子分離溝５４中に絶縁材３４を充填することによりセル間の短絡をより効果的に防止することができる。
【０１０６】
「第５の実施形態」
図１４Ａは、第５の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池５の要部を示す模式的斜視図であり、図１の平面図における破線部ＩＩについての斜視図である。なお、図１４Ｂは本実施形態の設計変更例の集積化太陽電池５’についての図１４Ａに対応する位置の模式的斜視図である。
【０１０７】
集積化太陽電池５は、図１４Ａに示すように表層が絶縁層１０ａである基板１０上に、裏面電極層１２、光電変換層１３、バッファ層１４および透明電極層１６が順に積層されたセルが接続部領域５０を介して隣接し、接続部領域５０において直列接続されている。
【０１０８】
接続部領域５０において、裏面電極層１２は、基板１０の長手方向Ｌに、所定の間隔に複数設けられた電極層分離溝２１により、隣り合う裏面電極層１２と互いに分離されている。なお、電極層分離溝２１は、基板１０の表面（絶縁層１０ａ）に達する溝であり、その幅は、例えば、１０μｍである。この分離溝２１には光電変換層１３が埋め込まれている。
【０１０９】
また、接続部領域５０には、この接続部領域５０を介して隣接する一方のセル２０ａ側から他方のセル２０ｂ側に向けて順に、バッファ層１４から裏面電極層表面位置に至る深さの第１の溝５５ａ、第１の溝５５ａに平行な第２の溝５５ｂおよび該第２の溝５５ｂの他方のセル２０ｂ側の端部に形成された裏面電極層１２が底面に露出する深さの素子分離溝５６が形成されている。
【０１１０】
第１の溝５５ａと第２の溝５５ｂとは、基板１０上に裏面電極層１２からバッファ層１４までが形成された後に、両溝５５ａ、５５ｂ間に積層体の一部を後述するストッパ部３３として残すように所定間隔で略平行に形成されたものである。
【０１１１】
第１の溝５５ａには、その一方の壁面αを覆うように、導電部４２が形成されており、この導電部４２は第１の溝５５ｂ側に広がらないようにストッパ部３３により規制されて形成されている。第２の溝５５ｂのストッパ部３３に隣接する部分には透明導電材料が埋め込まれており、その他方のセル２０ｂ側に素子分離溝５６が設けられている。
【０１１２】
導電部４２により、隣接するセル（ここでは、セル２０ａと２０ｂ）の一方のセル（ここではセル２０ａ）の透明電極層１６と、他方のセル（ここではセル２０ｂ）の裏面電極層１２とが電気的に直列接続されており、素子分離溝５６によりセル間の短絡が防止されている。また、導電部４２はその構成材料として透明電極層材料より低抵抗なものが用いられており、直列接続の接続部での電気的なロスが低く抑えられる。
【０１１３】
なお、図１４Ｂに本実施形態の設計変更例として示す集積化太陽電池５’のように、上述の集積化太陽電池５の素子分離溝５６に絶縁材３４が埋め込まれていてもよい。素子分離溝５６に絶縁材３４が充填されることにより、セル間の短絡およびセル２０ｂにおける電流リークを抑制する効果がより高くなり好ましい。
【０１１４】
本実施形態においては、図１４Ａにその一部を示すように、導電部４２は、接続部領域５０において基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域５０において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向（基板の幅方向Ｗ）において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向（基板の幅方向Ｗ）に、例えば３箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
【０１１５】
以下に、第５の実施形態の製造方法を図１５〜図１７に基づいて説明する。図１５、１６は第５実施形態の製造工程を示す模式断面図、図１７は本実施形態の一部設計変更例の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル２０ａ、２０ｂおよびその間の接続部領域５０を含む集積化構造の要部を示している。
【０１１６】
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板１０を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層１０ａを備えた基板１０を用いる。
【０１１７】
図１５のａに示すように、基板１０の表面に裏面電極層１２を形成し、裏面電極層１２に基板１０の表面が底部に露出する電極層分離溝２１を形成し、裏面電極層１２を複数の領域に分離する。この電極層分離溝２１の形成はレーザスクライブにより行うことが好ましい。
【０１１８】
本実施形態では、裏面電極層１２が光電変換層等を形成する際の熱履歴を受ける前に電極層分離溝２１を形成するので、裏面電極層がＭｏ等の熱履歴により硬化する材料からなる場合であっても、比較的低いパワーでスクライブを行うことができる。裏面電極層が硬化した後では、比較的高いパワーを要するため高価なレーザスクライブ装置が必要となり、また、比較的大きいパワーを用いる場合には基板を損傷させてしまう恐れがある。通常スクライブ処理の後には洗浄を行うが、透明電極層まで積層した後に電極層分離溝をスクライブ形成した場合、このスクライブ形成時に生じるバリやゴミは十分を除去しきれず、装置としての品質が低下する恐れがある。本実施形態の製造方法によれば、これらの問題を発生せず、安価に品質の良好な集積化太陽電池を製造することができる。
【０１１９】
次に、図１５のｂに示すように、裏面電極層１２および電極層分離溝２１の底部に露出した基板１０の表面を覆うように、光電変換層１３およびバッファ層１４を順次積層する。
【０１２０】
次に、図１５のｃに示すように、電極層分離溝２１に平行かつ裏面電極層１２の表面位置に至る深さの開口溝部５５を形成する。このとき、開口溝部５５の溝幅方向においてこの開口溝部５５の両壁α、βから離間した位置に積層体の一部３３を残すように開口溝部５５を形成する。例えば、所望の開口溝部形成位置に、積層体上方から所定の間隔で裏面電極層１２の表面位置に至る深さの第１および第２の溝５５ａ、５５ｂをレーザもしくはメカニカルスクライブにより形成することにより、この２本の溝５５ａ、５５ｂ間に積層体の一部３３が残置された開口溝部５５を形成することができる。なお、形成された開口溝部５５の積層体の一部３３を挟む第１および第２の溝５５ａ、５５ｂには、裏面電極層１２が露出しており、部分的に電極層分離溝２１に埋め込まれた光電変換層１３が露出している。ここでは、開口溝部５５の一方の壁面αを有するセル２０ａの裏面電極層１２が開口溝部５５に露出しないように開口溝部形成位置を制御する。
【０１２１】
なお、本実施形態においては、開口溝部５５に積層体の一部３３として光電変換層１３の部分が残されたものとなっているが、この一部３３には、バッファ層１４、透明電極層１６が残っていてもよい。
【０１２２】
次に、図１５のｄに示すように、一方の壁面αを覆うように導電材を塗布、硬化させて導電部４２を形成する。例えば、導電材として導電性インクを用い、インクジェット法によりインクを、一方の壁面αから、第１の溝５５ａ内に露出している裏面電極層１２に及ぶ範囲に打滴する。この場合、導電性インクは第１の溝５５ａ内に打滴されるため、ストッパ部３３により堰きとめられて第２の溝５５ｂ側に広がるのが抑制される。すなわち、ストッパ部３３は導電性インクが他方の壁面βに接触するのを防止する。また、第１の溝５５ａには一方のセル２０ａの裏面電極層１２は露出していないので、隣接するセル２０ａ、２０ｂ間の短絡（ショート）は防止されている。
導電性インクを打滴した後、導電性インクに応じた熱硬化処理、光硬化処理を施すことにより導電部４２が形成される。
【０１２３】
次に、バッファ層１４上および導電部４２の表面上に、および開口溝部５５を埋め込むように表面全域に透明電極層１６を形成する。そして、図１６のｅに示すように、透明電極層１６を素子間で分離するための素子分離溝５６を形成する。このとき、透明電極層１６表面から裏面電極層１２を露出する深さの素子分離溝５６をストッパ部３３よりも他方のセル２０ｂ側となる位置に形成する。これにより両セル間の短絡を防止することができる。本実施形態においては、さらに素子分離溝５６を、他方のセル２０ｂの壁面が透明導電層材料で覆われることがないように、開口溝部５５の他方の壁面βを含む領域に形成する。このように素子分離溝５６を形成することにより、他方のセル２０ｂ内で発生電流がリークするのを防止することができ、発電効率を向上させることができる。素子分離溝５６はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。
【０１２４】
以上のようにして、図１４Ａに示す集積化太陽電池５を製造することができる。
【０１２５】
なお、素子分離溝５６を、図１７のｅ’に示すように、開口溝部５５の外部となる他方の壁面βよりもセル２０ｂ側に形成してもよい。
【０１２６】
さらに、図１６のｆ、図１７のｆ’に示すように、素子分離溝５６、５６’に絶縁材３４を埋め込んでもよい。図１６のｆに示すように、素子分離溝５６を絶縁材３４で充填することにより、図１４Ｂに示す設計変更例の集積化太陽電池５’を製造することができる。このように素子分離溝５６中に絶縁材３４を充填することによりセル間の短絡をより効果的に防止することができる。
【０１２７】
「第６の実施形態」
図１８は、第６の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池６の要部を示す模式的斜視図であり、図１の平面図における破線部ＩＩについての斜視図である。
【０１２８】
集積化太陽電池６は、図１８に示すように表層が絶縁層１０ａである基板１０上に、裏面電極層１２、光電変換層１３、バッファ層１４および透明電極層１６が順に積層されたセルが接続部領域５０を介して隣接し、接続部領域５０において直列接続されている。
【０１２９】
接続部領域５０において、一方のセル（ここでは、セル２０ａ）側から他方のセル（ここでは、セル２０ｂ）に向かって順に、バッファ層１４から裏面電極層１２を貫通し基板表面までの深さの第１の素子分離溝１２２、バッファ層１４から裏面電極層１２表面までの深さの導通用溝１２３、および透明電極層１６から裏面電極層１２の表面位置までの深さの第２の素子分離溝１２４が設けられている。各溝の幅は、例えば、１０μｍ程度である。
第１の素子分離溝１２２および第２の素子分離溝１２４には絶縁材３０、３４が充填されており、導通用溝１２３には導電材４０が充填されている。
【０１３０】
絶縁材３０、３４が充填された第１および第２の素子分離溝１２２および１２４によりセル間は分離されており、導通用溝１２３に充填された導電材４０により、接続部領域５０を挟んで隣接する一方のセル２０ａの透明電極層１６と他方のセル２０ｂの裏面電極層１２とが電気的に接続されている。
【０１３１】
第１の素子分離溝１２２が設けられて、さらに絶縁材３０が充填されていることにより、一方のセル２０ａの光電変換層内での電流リークを防止することができ、第２の素子分離溝１２４が設けられて、さらに絶縁材３４が充填されていることにより、他方のセル２０ｂの光電変換層内での電流リークを防止することができる。各セルの壁面がそれぞれ絶縁されてリークが防止されているため光電変換効率を向上させることができる。また、これらの絶縁材３０、３４が充填された素子分離溝１２２、１２４によりセル２０ａ、２０ｂ間の短絡も効果的に防止することができる。また、導電材４０はその構成材料として透明電極層材料より低抵抗なものが用いられており、直列接続の接続部での電気的なロスが低く抑えられる。
【０１３２】
本実施形態においては、図１８にその一部を示すように、導通用溝１２３は、接続部領域５０において基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域５０において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向（基板の幅方向Ｗ）において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向（基板の幅方向Ｗ）に、例えば３箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
【０１３３】
以下に、第６の実施形態の製造方法を図１９、図２０に基づいて説明する。図１９および図２０は第６の実施形態の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル２０ａ、２０ｂおよびその間の接続部領域５０を含む集積化構造の要部を示している。
【０１３４】
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板１０を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層１０ａを備えた基板１０を用いる。
【０１３５】
図１９のａに示すように、基板１０の表面に裏面電極層１２、光電変換層１３およびバッファ層１４を順次積層する。
このように本実施形態では、裏面電極層１２からバッファ層１４の積層工程中にスクライブ工程が不要であることから、製造工程を煩雑化させることなく、生産効率を向上させることができる。
【０１３６】
次に、図１９のｂに示すように、積層面側から基板表面が露出する深さの第１の素子分離溝１２２および積層面側から裏面電極層１２が露出する深さの導通用溝１２３を形成する。第１の素子分離溝１２２の形成にはメカニカルスクライブ法およびレーザスクライブ法を用いることが好ましい。具体的には、積層面側から裏面電極表面までメカニカルスクライブ法によりスクライブし、その後、裏面電極層をレーザスクライブ法によりスクライブすることが好ましい。また、導通用溝１２３の形成には、メカニカルスクライブ法を用いることが好ましい。
【０１３７】
その後、図１９のｃに示すように、第１の素子分離溝１２２に絶縁性インク（絶縁材）３０を注入充填する。また、導通用溝１２３に導電性インク（導電材）４０を注入充填する。
【０１３８】
次に、図２０のｄに示すように、バッファ層１４上、第１の素子分離溝１２２に充填された絶縁材３０上、導通用溝１２３に充填された導電材４０上を含む表面全域を覆うように透明電極層１６を形成する。
【０１３９】
さらに、図２０のｅに示すように、導通用溝１２３よりもセル２０ｂ側に第２の素子分離溝１２４を形成し、図２０ｆに示すように、第２の素子分離溝１２４中に絶縁性インク（絶縁材）３４を注入充填する。
【０１４０】
以上のようにして図１８に示す集積化太陽電池６を製造することができる。
【０１４１】
第２の素子分離溝１２４に絶縁材を入れなくてもセル分離機能を有するが、第２の素子分離溝１２４を形成する際、透明導電層のスクライブ時に生じる残渣が第２の素子分離溝１２４中にあるとセル２０ｂにおける電流リークやセル間の短絡が生じる場合がある等、絶縁性が必ずしも十分とは言えない。しかし、本実施形態のように第２の素子分離溝１２４中に絶縁材１３４を充填することにより、絶縁性を向上させることができ、電流リークや短絡を防止してより光電変換効率のよい集積化太陽電池を得ることができる。
また、導通溝１２３に透明電極層材料よりも低抵抗な導電材４０が充填されているため、接続部での電気的なロスが少なく光電変換効率のさらなる向上効果が得られる。
【０１４２】
「第７の実施形態」
図２１Ａは、第７の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池７の要部を示す模式的斜視図であり、図１の平面図における破線部ＩＩについての斜視図である。なお、図２１Ｂは本実施形態の設計変更例の集積化太陽電池７についての図２１Ａに対応する位置の模式的斜視図である。
【０１４３】
集積化太陽電池７は、図２１Ａに示すように表層が絶縁層１０ａである基板１０上に、裏面電極層１２、光電変換層１３、バッファ層１４および透明電極層１６が順に積層されたセルが接続部領域５０を介して隣接し、接続部領域５０において直列接続されている。
【０１４４】
接続部領域において、セル間に設けられているライン状のやや広幅の開口溝部１５２および開口溝部１５２に平行な素子分離溝１５４とが設けられており、開口溝部１５２の一方の壁面α側の底面の一部に、セル間で裏面電極層を分離する電極層分離溝１５１が設けられている。電極層分離溝１５１は基板の表面に至る深さで、開口溝部１５２とほぼ平行に配置されており、溝幅は例えば１０μｍ程度である。
【０１４５】
開口溝部１５２は裏面電極層１２の表面位置に至る深さを有しており、溝幅は例えば、５０〜１００μｍ程度である。
開口溝部１５２には、一方の壁面αを覆い、かつ溝幅方向に徐々に小さくなる絶縁部１３０が形成されている。さらに、絶縁部１３０上を覆うように、導電層１４０が形成されており、さらにバッファ層１４上および導電層１４０は透明電極層１６で覆われている。導電層１４０により、隣接するセル（ここでは、セル２０ａと２０ｂ）の一方のセル（ここではセル２０ａ）の透明電極層１６と、他方のセル（ここではセル２０ｂ）の裏面電極層１２とが電気的に直列接続されている。導電層１４０は絶縁部１３０により壁面αに接触することなく壁面αを有するセル側の透明電極層１６に接触するように形成されている。導電層１４０が壁面αに接触しないので、その壁面を有するセル２０ａの内部リーク電流の発生が防止される。また、導電層１４０はその構成材料として透明電極層材料より低抵抗なものが、用いられており、直列接続の接続部でのロスが低く抑えられる。
【０１４６】
素子分離溝１５４は、開口溝部１５２の他方のセル２０ｂ側に形成されており、隣接するセル間で透明電極層１６を分離している。素子分離溝１５４の幅はたとえば、１０μｍ程度である。
【０１４７】
なお、図２１Ｂに本実施形態の設計変更例として示す集積化太陽電池７’のように、上述の集積化太陽電池７の素子分離溝１５４に絶縁材３４が埋め込まれていてもよい。素子分離溝５４に絶縁材３４が充填されることにより、セル２０ｂの光電変換層内での電流リークおよびセル間における短絡を効果的に抑制することができる。
【０１４８】
本実施形態においては、図２１Ａにその一部を示すように、導電層１４０は、接続部領域５０において基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域５０において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向（基板の幅方向Ｗ）において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向（基板の幅方向Ｗ）に、例えば３箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
【０１４９】
以下に、第７の実施形態の製造方法を図２２〜図２５に基づいて説明する。図２２〜２４は第７実施形態の製造工程を示す模式断面図、図２５は本実施形態の一部設計変更例の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル２０ａ、２０ｂおよびその間の接続部領域５０を含む集積化構造の要部を示している。
【０１５０】
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板１０を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層１０ａを備えた基板１０を用いる。
【０１５１】
図２２のａに示すように、基板１０の表面に裏面電極層１２、光電変換層１３およびバッファ層１４を順次積層する。
このように本実施形態では、裏面電極層１２からバッファ層１４の積層工程中にスクライブ工程が不要であることから、製造工程を煩雑化させることなく、生産効率を向上させることができる。
【０１５２】
次に、図２２のｂに示すように、積層面側から裏面電極表面が露出する深さのやや幅広の開口溝部１５２を形成する。開口溝部１５２の形成にはメカニカルスクライブ法を用いることが好ましい。
【０１５３】
さらに図２２のｃに示すように、開口溝部１５２の底面に露出した裏面電極層１２の一部に裏面電極層１２をセル間で分離する電極層分離溝１５１を形成する。このとき、電極層分離溝１５１は、開口溝部１５２を挟んで隣接するセルの一方のセル（ここでは、セル２０ａ）寄りに形成される。電極層分離溝１５１はレーザスクライブ法により形成することが好ましい。
【０１５４】
次に図２３のｄに示すように、開口溝部１５２の一方の壁面αを覆うように、かつ電極層分離溝１５１を埋め込むように絶縁材を塗布し、硬化させて絶縁部１３０を形成する。例えば、絶縁材として、光硬化型あるいは熱硬化型の絶縁性インクを用い、インクジェット法により壁面α近傍に絶縁性インクを打滴すればインクは壁面αを覆うと共に、溝幅方向の他方の壁面β側に広がる。その後、インクに応じた光照射あるいは加熱により硬化させればよい。開口溝部１５２の幅とインク吐出量を調整することにより、絶縁部の大きさは調整することができるが、絶縁部１３０と他方の壁面βとがある程度離間していることを要する。
【０１５５】
次に図２３のｅに示すように、絶縁部１３０で覆われた壁面αを有するセル２０ａのバッファ層１４上から絶縁部３０上を通り、開口溝部１５２底面に露出する裏面電極層１２に至る範囲に導電材を塗布し、硬化させることにより導電層１４０を形成する。例えば、導電材として、光硬化型あるいは熱硬化型の導電性インクを用い、インクジェット法により壁面αの上方位置から絶縁部１３０上を覆う範囲に打滴後、光照射あるいは加熱により硬化させればよい。
【０１５６】
その後、図２４のｆに示すように、バッファ層１４上、導電層１４０上に、および開口溝部１５２を埋め込むように、表面全域にわたって透明電極層１６を形成し、その後、開口溝部１５２の壁面β側に透明電極層１６から裏面電極層表面に至る深さの素子分離溝１５４を形成する。素子分離溝１５４はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい素子分離溝１５４として、透明電極層１６のみを分離する深さの溝を形成することも考えられるが、バッファ層１４および光電変換層１３も分離することにより、他方のセル２０ｂの内部リークを防止することができる。また、導電層１４０形成工程において導電材が他方の壁面βに接触するまで広がった場合であっても、素子分離溝１５４が裏面電極表面までの深さで形成されていることにより、セル間での短絡を防止することができる。
また、導電層１４０は、透明電極層１６よりも低抵抗な材料で形成されているため、接続部に導電層１４０を備えることにより電気的なロスを抑制することができる。
【０１５７】
以上のようにして図２１Ａに示す集積化太陽電池７を製造することができる。
【０１５８】
なお、図２５のｆ’に示すように、素子分離溝１５４’を開口溝部１５２の他方の壁面βを含む領域に形成してもよい。
さらに、図２４のｇおよび図２５のｇ’に示すように、素子分離溝１５４、１５４’に絶縁材３４を埋め込んでもよい。素子分離溝１５４が絶縁材３４で充填されることにより、セル間の短絡がより効果的に防止できる。
【０１５９】
「第８の実施形態」
図２６Ａは、第８の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池８の要部を示す模式的斜視図であり、図１の平面図における破線部ＩＩについての斜視図である。なお、図２６Ｂは本実施形態の設計変更例の集積化太陽電池８’についての図２６Ａに対応する位置の模式的斜視図である。
【０１６０】
集積化太陽電池８は、図２６Ａに示すように表層が絶縁層１０ａである基板１０上に、裏面電極層１２、光電変換層１３、バッファ層１４および透明電極層１６が順に積層されてなる複数のセルが、接続部領域５０を介して隣接し、接続部領域５０において直列接続されている。
【０１６１】
接続部領域５０には、この接続部領域５０を介して隣接する一方のセル２０ａ側から他方のセル２０ｂ側に向けて順に、裏面電極層１２を貫通する電極層分離溝１５１を底面の一部に備えた第１の溝１５５ａと、第１の溝１５５ａに平行な裏面電極層１２を露出する深さの第２の溝１５５ｂと、該第２の溝１５５ｂの他方のセル２０ｂ側の端部に形成された裏面電極層１２が底面に露出する深さの素子分離溝１５６とが形成されている。
【０１６２】
第１の溝１５５ａと第２の溝１５５ｂとは、基板１０上に裏面電極層１２からバッファ層１４までが形成された後に、両溝１５５ａ、１５５ｂ間に積層体の一部を後述するストッパ部３３として残すように所定間隔で略平行に形成されたものである。
第１の溝１５５ａにはその一方の壁面αを覆うように絶縁部１３０が形成されており、この絶縁部１３０は第２の溝１５５ｂ側に広がらないようにストッパ部３３により規制されて形成されている。第２の溝１５５ｂのストッパ部３３に隣接する部分には透明導電材料が埋め込まれており、その他方のセル２０ｂ側に素子分離溝１５６が設けられている。
【０１６３】
本実施形態においては、ストッパ部３３に隣接する部分に埋め込まれた透明導電材料により隣接するセル（ここでは、セル２０ａと２０ｂ）の一方のセル（ここではセル２０ａ）の透明電極層１６と、他方のセル（ここではセル２０ｂ）の裏面電極層１２とを電気的に接続する接続部１４１が構成されている。そして、素子分離溝１５６によりセル間の短絡が防止されている。
【０１６４】
なお、図２６Ｂに本実施形態の設計変更例として示す集積化太陽電池８’のように、上述の集積化太陽電池８の素子分離溝１５６に絶縁材３４が埋め込まれていてもよい。素子分離溝１５６に絶縁材３４が充填されることにより、セル間の短絡およびセル２０ｂにおける電流リークを抑制する効果がより高くなり好ましい。
【０１６５】
本実施形態においては、図２６Ａにその一部を示すように、接続部１４１は、接続部領域５０において基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域５０において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向（基板の幅方向Ｗ）において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向（基板の幅方向Ｗ）に、例えば３箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
【０１６６】
以下に、第８の実施形態の製造方法を図２７〜図２９に基づいて説明する。図２７、２８は第８実施形態の製造工程を示す模式断面図、図２９は本実施形態の一部設計変更例の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル２０ａ、２０ｂおよびその間の接続部領域５０を含む集積化構造の要部を示している。
【０１６７】
図２７のａに示すように、基板１０の表面に裏面電極層１２、光電変換層１３およびバッファ層１４を順次積層する。
このように本実施形態では、裏面電極層１２からバッファ層１４の積層工程中にスクライブ工程が不要であることから、製造工程を煩雑化させることなく、生産効率を向上させることができる。
【０１６８】
次に、図２７のｂに示すように、裏面電極層１２の表面位置に至る深さの開口溝部１５５を形成する。このとき、開口溝部１５５の溝幅方向においてこの開口溝部１５５の両壁α、βから離間した位置に積層体の一部３３を残すように開口溝部１５５を形成する。例えば、所望の開口溝部形成位置に、積層体上方から所定の間隔で裏面電極層１２の表面位置に至る深さの第１および第２の溝１５５ａ、１５５ｂをレーザもしくはメカニカルスクライブにより形成することにより、この２本の溝１５５ａ、１５５ｂ間に積層体の一部３３が残置された開口溝部１５５を形成することができる。なお、形成された開口溝部１５５の積層体の一部３３を挟む第１および第２の溝１５５ａ、１５５ｂには、裏面電極層１２が露出している。
なお、本実施形態においては、開口溝部５５に積層体の一部３３として光電変換層１３の部分が残されたものとなっているが、この一部３３には、バッファ層１４、透明電極層１６が残っていてもよい。
【０１６９】
第１の溝１５５ａの底面に露出する裏面電極層１２にセル間で電極層１２を分離するための電極層分離溝１５１を形成する。電極層分離溝１５１はレーザスクライブにより形成することが好ましい。そして、図２７のｃに示すように、一方の壁面αを覆うように絶縁材を塗布、硬化させて絶縁部１３０を形成する。例えば、絶縁材として絶縁性インクを用い、インクジェット法によりインクを、一方の壁面α近傍に打滴する。この場合、絶縁性インクは第１の溝５５ａ内に打滴されるため、ストッパ部３３により堰きとめられて第２の溝１５５ｂ側に広がることが抑制される。
絶縁性インクを打滴した後、インクに応じた熱硬化処理、光硬化処理を施すことにより絶縁部１３０が形成される。
【０１７０】
次に、バッファ層１４上および開口溝部１５５含む表面全域に透明電極層１６を形成する。このとき、絶縁部１３０は透明電極層１６で覆われ、第２の溝１５５ｂ中には透明導電層材料が充填されることとなる。そして、図２８のｄに示すように、開口溝部１５５の他方の壁面βを含む一部領域に素子分離溝１５６を形成する。素子分離溝１５６はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。
【０１７１】
以上のようにして、図２６Ａに示す集積化太陽電池８を製造することができる。
【０１７２】
なお、素子分離溝１５６を、図２９のｄ’に示すように、開口溝部５５の外部となる他方の壁面βよりもセル２０ｂ側に形成してもよい。
【０１７３】
さらに、図２８のｅ、図２９のｅ’に示すように、素子分離溝１５６、１５６’には絶縁材３４を埋め込んでもよい。図２８のｅに示すように、素子分離溝１５６を絶縁材３４で充填することにより、図２６Ｂに示す設計変更例の集積化太陽電池８’を製造することができる。このように素子分離溝１５６中に絶縁材３４を充填することによりセル間の短絡をより効果的に防止することができる。
【０１７４】
「第９の実施形態」
図３０Ａは、第９の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池９の要部を示す模式的斜視図であり、図１の平面図における破線部ＩＩについての斜視図である。なお、図３０Ｂは本実施形態の設計変更例の集積化太陽電池９’についての図３０Ａに対応する位置の模式的斜視図である。
【０１７５】
集積化太陽電池９は、図３０Ａに示すように表層が絶縁層１０ａである基板１０上に、裏面電極層１２、光電変換層１３、バッファ層１４および透明電極層１６が順に積層されてなる複数のセルが、接続部領域５０を介して隣接し、接続部領域５０において直列接続されている。
【０１７６】
接続部領域５０には、この接続部領域５０を介して隣接する一方のセル２０ａ側から他方のセル２０ｂ側に向けて順に、裏面電極層１２を貫通する電極層分離溝１５１を底面の一部に備えた第１の溝１５５ａと、第１の溝１５５ａに平行な裏面電極層１２を露出する深さの素子分離溝１５６とを備えている。
【０１７７】
第１の溝１５５ａと素子分離溝１５６との間には積層体の一部が後述するストッパ部３３として残置されている。
第１の溝１５５ａにはその一方の壁面αを覆うように絶縁部１３０が形成されており、さらにこの絶縁部１３０を覆うように導電層１４０が形成されている。この絶縁部１３０および導電層１４０は素子分離溝１５６側に広がらないようにストッパ部３３により規制されて形成されている。
【０１７８】
本実施形態においては、導電層１４０により隣接するセル（ここでは、セル２０ａと２０ｂ）の一方のセル（ここではセル２０ａ）の透明電極層１６と、他方のセル（ここではセル２０ｂ）の裏面電極層１２とが電気的に接続されている。そして、素子分離溝１５６によりセル間の短絡が防止されている。
【０１７９】
なお、図３０Ｂに本実施形態の設計変更例として示す集積化太陽電池９’のように、上述の集積化太陽電池９の素子分離溝１５６に絶縁材３４が埋め込まれていてもよい。素子分離溝１５６に絶縁材３４が充填されることにより、セル間の短絡およびセル２０ｂにおける電流リークを抑制する効果がより高くなり好ましい。
【０１８０】
本実施形態においては、図３０Ａにその一部を示すように、導電層１４０は、接続部領域５０において基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域５０において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板１０の幅方向Ｗ全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向（基板の幅方向Ｗ）において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向（基板の幅方向Ｗ）に、例えば３箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
【０１８１】
以下に、第９の実施形態の製造方法を図２７、図３１および図３２に基づいて説明する。図２７および図３１は第９の実施形態の製造工程を示す模式断面図、図３２は本実施形態の一部設計変更例の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル２０ａ、２０ｂおよびその間の接続部領域５０を含む集積化構造の要部を示している。
第９の実施形態の製造方法は図２７に示すステップａ、ｂについては第８の実施形態の製造方法と同一であり、上記第８の実施形態の製造方法についての説明を援用するものとし、ここでは、図３１のｃ以降の製造工程について説明する。
【０１８２】
図２７のａ、ｂのステップの後、図３１のｃに示すように、一方の壁面αを覆うように絶縁材を塗布、硬化させて絶縁部１３０を形成し、さらに絶縁部１３０を覆うように導電材を塗布、硬化させて導電層１４０を形成する。例えば、絶縁材として絶縁性インクを用い、インクジェット法によりインクを、一方の壁面α近傍に打滴して、インクに応じた熱硬化処理、光硬化処理を施すことにより絶縁部１３０が形成される。同様に、導電材として導電性インクを用い、インクジェット法によりインクを、絶縁部１３０上に打滴して、インクに応じた熱硬化処理、光硬化処理を施すことにより導電層１４０が形成される。このとき、インクは広がるがストッパ部３３により堰き止められ、第２の溝１５５ｂ側に広がらないように規制される。
【０１８３】
次に、バッファ層１４上および開口溝部１５５含む表面全域に透明電極層１６を形成する。このとき、導電層１４０は透明電極層１６で覆われ、第２の溝１５５ｂ中には透明導電層材料が充填されることとなる。そして、図３１のｄに示すように、第２の溝１５５ｂとほぼ一致する部分に素子分離溝１５６を形成する。素子分離溝１５６はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。
【０１８４】
以上のようにして、図３０Ａに示す集積化太陽電池８を製造することができる。
【０１８５】
なお、素子分離溝１５６を、図３２のｄ’に示すように、開口溝部１５５の外部となる他方の壁面βよりもセル２０ｂ側に形成してもよい。
【０１８６】
さらに、図３１のｅ、図３２のｅ’に示すように、素子分離溝１５６、１５６’には絶縁材３４を埋め込んでもよい。図３１のｅに示すように、素子分離溝１５６を絶縁材３４で充填することにより、図３０Ｂに示す設計変更例の集積化太陽電池９’を製造することができる。このように素子分離溝１５６中に絶縁材３４を充填することによりセル間の短絡をより効果的に防止することができる。
【０１８７】
以上説明した、各実施形態の製造方法において、基板１０としてフレキシブル基板を用いた場合、ロールトゥーロール方式および枚葉式を組み合わせて形成することができる。基板１０としてフレキシブル基板を使用しない場合、すべての工程は枚葉式で行う。
【０１８８】
また、各実施形態において、溝の形成にはレーザスクライブ法もしくはメカニカルスクライブ法を適宜用いることができ、レーザスクライブにより１０〜３０μｍ幅のスクライブ溝、メカニカルスクライブにより３０〜１００μｍ幅のスクライブ溝を好適に形成することができる。
【０１８９】
以下に上述の各実施形態に好適な基板および各層の具体例について説明する。
【０１９０】
（基板）
基板１０は、その形状および大きさ等は適用される集積化太陽電池の大きさ等に応じて適宜決定されるものであり、例えば、一辺の長さが１ｍを超える四角形状または矩形状である。
基板１０としては、ガラス、ポリイミド等の絶縁基板、表面に絶縁層が形成されたステンレス等の金属基板など、少なくとも表面が絶縁層であれば特に制限されない。
可撓性基板としては、Ａｌを主成分とするＡｌ基材の少なくとも一方の面側にＡｌ２Ｏ３を主成分とする陽極酸化膜（絶縁膜）が形成された陽極酸化基板、Ｆｅを主成分とするＦｅ材の少なくとも一方の面側にＡｌを主成分とするＡｌ材が複合された複合基材の少なくとも一方の面側にＡｌ２Ｏ３を主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板、Ｆｅを主成分とするＦｅ材の少なくとも一方の面側にＡｌを主成分とするＡｌ膜が成膜された基材の少なくとも一方の面側にＡｌ２Ｏ３を主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板などが好ましい。さらに、陽極酸化膜上に、ソーダライムガラス（ＳＬＧ）層が設けられたものであってもよい。ソーダライムガラス層を備えることにより、光電変換層にＮａを拡散させることができる。光電変換層がＮａを含むことにより、光電変換効率をさらに向上させることができる。
【０１９１】
（裏面電極層）
裏面電極層１２は、例えば、Ｍｏ、Ｃｒ、またはＷ、およびこれらを組合わせたものにより構成されることが好ましく、特にＭｏで構成されることが好ましい。この裏面電極層１２は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。
また、裏面電極層１２の形成方法は、特に制限されるものではなく、例えば、電子ビーム蒸着法、スパッタ法等の気相成膜法により形成することができる。
【０１９２】
裏面電極層１２は、一般的に厚さが８００ｎｍ程度であるが、裏面電極層１２は、厚さが２００ｎｍ〜１０００ｎｍ（１μｍ）であることが好ましい。このように裏面電極層１２の膜厚を一般的なものよりも薄くすることにより、裏面電極層１２の材料費を削減でき、さらには裏面電極層１２の形成速度も速くすることができる。
【０１９３】
（光電変換層）
光電変換層１３の主成分としては特に制限されず、高い光電変換効率が得られることから、少なくとも１種のカルコパイライト構造の化合物半導体であることが好ましく、Iｂ族元素とIIIｂ族元素とVIｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であることがより好ましい。
【０１９４】
光電変換層１３の主成分としては、ＣｕおよびＡｇからなる群より選択された少なくとも１種のIｂ族元素と、Ａｌ，ＧａおよびＩｎからなる群より選択された少なくとも１種のIIIｂ族元素と、Ｓ，Ｓｅ，およびＴｅからなる群から選択された少なくとも１種のVIｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であることが好ましい。
【０１９５】
上記化合物半導体としては、ＣｕＡｌＳ2，ＣｕＧａＳ2，ＣｕＩｎＳ2，ＣｕＡｌＳｅ2，ＣｕＧａＳｅ2，ＡｇＡｌＳ2，ＡｇＧａＳ2，ＡｇＩｎＳ2，ＡｇＡｌＳｅ2，ＡｇＧａＳｅ2，ＡｇＩｎＳｅ2，ＡｇＡｌＴｅ2，ＡｇＧａＴｅ2，ＡｇＩｎＴｅ2，Ｃｕ（Ｉｎ，Ａｌ）Ｓｅ2，Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）2，Ｃｕ1-zＩｎ1-xＧａxＳｅ2-yＳy（式中、０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦２，０≦ｚ≦１）（ＣＩ（Ｇ）Ｓ），Ａｇ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ2，およびＡｇ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）2等が挙げられる。
【０１９６】
また、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４，Ｃｕ２ＺｎＳｎＳｅ４，Ｃｕ２ＺｎＳｎ（Ｓ，Ｓｅ）４，であってもよい。
Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体以外の半導体としては、ＧａＡｓ等のＩＩＩｂ族元素およびＶｂ族元素からなる半導体（ＩＩＩ−Ｖ族半導体）、およびＣｄＴｅ,（Ｃｄ，Ｚｎ）Ｔｅ等のＩＩｂ族元素およびＶＩｂ族元素からなる半導体（ＩＩ−ＶＩ族半導体）等が挙げられる。
【０１９７】
光電変換層１３の成膜方法も特に制限はなく、真空蒸着法、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法等により成膜することができる。ＣＩＧＳ系半導体層の成膜方法としては、多源同時蒸着法、セレン化法、スパッタ法、ハイブリッドスパッタ法、カノケミカルプロセス法等が知られている。その他のＣＩＧＳ成膜法としては、スクリーン印刷法、近接昇華法、ＭＯＣＶＤ法、及びスプレー法（ウェット成膜法）などが挙げられる。いかなる成膜方法を用いてもよい。
【０１９８】
（バッファ層）
バッファ層１４は、透明電極層１６の形成時の光電変換層１３を保護すること、透明電極層１６に入射した光を光電変換層１３まで透過させるために形成されたものである。
バッファ層１４は、例えば、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＺｎＭｇＯ、又はＺｎＳ（Ｏ、ＯＨ）およびこれらの組み合わせたものにより構成される。
バッファ層１４は、その厚さが、１０ｎｍ〜２μｍであることが好ましく、１５〜２００ｎｍがより好ましい。このバッファ層１４は、例えば、ＣＢＤ（ケミカルバスデポジション）法、溶液成長法等により形成される。
【０１９９】
（絶縁層（窓層））  既述の通り、上記実施形態においては、バッファ層１４と透明導電層１６との間に絶縁層（所謂、窓層）を備えていてもよい。この絶縁層は、光励起された電子、ホールの再結合を阻害し、発電効率向上に寄与するものである。絶縁層の組成も特に制限ないが、ｉ−ＺｎＯ、ｉ−ＡｌＺｎＯ（ＡＺＯ）等が好ましい。膜厚は特に制限されず、１０ｎｍ〜２μｍが好ましく、１５〜２００ｎｍがより好ましい。成膜方法は、特に制限されないが、スパッタ法やＭＯＣＶＤ法が適している。一方で、バッファ層１４を液相法により製造する場合、製造プロセスを簡易にするためには液相法を用いることも好ましい。
【０２００】
（透明電極層）
透明電極層１６は、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ等がドープされたＺｎＯ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）またはＳｎＯ２およびこれらを組み合わせたものにより構成することができる。透明電極層１６は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造でもよい。また、透明電極層１６の厚さは、特に制限されるものではなく、５０ｎｍ〜２μｍ、さらには０．３〜１μｍが好ましい。
また、透明電極層１６の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタ法等の気相成膜法により形成することができる。
なお、透明電極層１６上に、ＭｇＦ２等の反射防止膜が形成されていても良い。
【０２０１】
（絶縁材）
絶縁部３０、１３０を形成するための絶縁材としては、例えば、絶縁インクＩＪＰＲ（太陽インキ）、インクジェット対応ポリイミドインク リクソンコート（ＪＮＣ）、インクジェット対応ＵＶ硬化インク リクソンコート（ＪＮＣ）、絶縁インクＤＰＥＩ（ダイセル化学工業）を用いることができる。絶縁材３４ついても同様である。
【０２０２】
（導電材）
導電層を構成する導電材としては、例えば、銀ペースト（ＮＰＳ−Ｊ（品番、ハリマ化成社製）、透明導電性インク（ＣｌｅａｒＯｈｍ（登録商標）（ＪＮＣ）、銀ナノインク（ダイセル化学工業）、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｉｎｋ ＣＣＩ−３００を用いることができる。導電部４２、１４２等についても同様である。
【０２０３】
以上は、主として太陽電池セルの光電変換層として、化合物半導体を用いた場合に適する材料および層構成について説明した。
本発明は、太陽電池セルの光電変換層として、上述のような化合物半導体系以外を用いてもよい。例えば、光電変換層として、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜型光電変換層、タンデム構造系薄膜型光電変換層（ａ−Ｓｉ／ａ−ＳｉＧｅタンデム構造光電変換層）、直列接続構造（ＳＣＡＦ）系薄膜型光電変換層（ａ−Ｓｉ直列接続構造光電変換層）、薄膜シリコン系薄膜型光電変換層、色素増感系薄膜型光電変換層、または有機系薄膜型光電変換層を用いてもよい。そして、光電変換層の種類に応じた層構成の太陽電池セルを構成すればよい。
【０２０４】
上記実施形態においては、基板上に設けられる第１の電極層を裏面電極として不透明な材料から構成し、光電変換層の上に形成される第２の電極が透明な構造のサブストレート型と呼ばれる構造の太陽電池について説明したが、第１の電極層を透明電極とし、第２の電極層を不透明な電極で構成するスーパーストレート型の太陽電池に対しても本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【０２０５】
１、２、３、４、５、６、７、８、９  集積化太陽電池
１０  基板
１０ａ  絶縁層
１２  裏面電極層（第１の電極層）
１３  光電変換層
１４  バッファ層
１６  透明電極層（第２の電極層）
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ… 太陽電池セル（光電変換素子）
２１  電極層分離溝
２２  第１の素子分離溝
２３  導通用溝
２４  第２の素子分離溝
３０、３４  絶縁材
４０  導電材
５０  接続部領域
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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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２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１】
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【図３２】
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