(57)【要約】【課題】レーザーカット時に透明導電膜及び発電膜が損傷を受けることを防止できる太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】基板２上に発電膜３を設置し、発電膜３に重ねて透明導電膜４を設置し、透明導電膜４上に厚みが１μｍ以上の第１絶縁膜５を設置し、基板２にレーザー光２４を集光して照射し気体を吹き付けて基板２を所定の形状に形成する。【選択図】図７
2016039200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に発電膜を設置し、
前記発電膜に重ねて透明導電膜を設置し、
前記透明導電膜上に厚みが１μｍ以上の保護膜を設置し、
前記基板にレーザー光を集光して照射し気体を吹き付けて前記基板を所定の形状に形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
溶融後に固化した側面を有する基板と、
前記基板上に設置された発電膜と、
前記発電膜上に設置された透明導電膜と、
前記透明導電膜上に設置され１μｍ以上の厚みを有する保護膜と、を有することを特徴とする太陽電池。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池であって、
前記保護膜は光透過性を有することを特徴とする太陽電池。
【請求項４】
請求項２または３に記載の太陽電池であって、
前記保護膜は導電性保護膜及び絶縁性保護膜を有していることを特徴とする太陽電池。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の太陽電池であって、
前記絶縁性保護膜は前記透明導電膜の一部を露出することを特徴とする太陽電池。
【請求項６】
太陽電池を備えた電子機器であって、
前記太陽電池は、
溶融後に固化した側面を有する基板と、
前記基板上に設置された発電膜と、
前記発電膜上に設置された透明導電膜と、
前記透明導電膜上に設置され１μｍ以上の厚みを有する保護膜と、を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池、電子機器および太陽電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光を用いて金属等の板を切断するレーザー加工が広く用いられている。レーザー加工はレーザー光を集光して照射する部位と被加工物の板を移動させるＸＹステージを備えている。ＸＹステージの位置精度を向上することにより加工精度を向上させることができる。また、エッチング法に比べて排液設備が不要であり環境を汚染し難い。プレスブランキングに比べて金型の製造が不要なので、多品種少量の生産を行うことができる。
【０００３】
レーザー光を用いて太陽電池の外形を形成する方法が特許文献１に開示されている。それによると、太陽電池は基板上に発電膜及び透明導電膜が設置されている。そして、太陽電池の外周部を出力２００Ｗ以上のレーザー光を照射して外周部を切断し除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０８７０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池にレーザー光を照射するとき、太陽電池の素材が溶融し小片になって飛翔する。飛翔する小片は太陽電池上に着地する。この小片はレーザー光により高温になっているので、着地した場所では温度が上昇し熱ストレスが加わる。この熱により透明導電膜や発電膜が損傷を受けるとき、太陽電池の性能が低下する。そこで、飛ばされた素材が太陽電池上に着地しても発電膜及び透明導電膜が熱により損傷を受けることを防止できる太陽電池の製造方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
本適用例にかかる太陽電池の製造方法であって、基板上に発電膜を設置し、前記発電膜に重ねて透明導電膜を設置し、前記透明導電膜上に厚みが１μｍ以上の保護膜を設置し、前記基板にレーザー光を集光して照射し気体を吹き付けて前記基板を所定の形状に形成することを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、基板上に発電膜を設置し、発電膜に重ねて透明導電膜を設置している。そして、透明導電膜上に１μｍ以上の保護膜を設置している。基板にレーザー光を集光して照射し気体を吹き付けて基板を所定の形状に形成する。このとき、基板の素材がレーザー光により加熱されて溶解される。そして、溶解された素材が吹き付けられた気体により飛ばされる。飛ばされた素材は加熱されて融点以上の温度となっている。高温の素材が透明導電膜に着地するとき、透明導電膜及び発電膜が損傷を受けるので、発電効率が低下する。透明導電膜上には厚みが１μｍ以上の保護膜が設置されている。従って、飛ばされた素材が保護膜上に着地しても発電膜及び透明導電膜が熱により損傷を受けることを防止することができる。
【０００９】
［適用例２］
本適用例にかかる太陽電池であって、溶融後に固化した側面を有する基板と、前記基板上に設置された発電膜と、前記発電膜上に設置された透明導電膜と、前記透明導電膜上に設置され１μｍ以上の厚みを有する保護膜と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、基板上には発電膜、透明導電膜及び保護膜がこの順に重ねて設置されている。基板は溶融後に固化した側面を有している。つまり、基板の形状は基板の素材を溶融して切断することにより形成されている。このとき、溶融した基板の素材が飛ばされる可能性が高い。飛ばされた素材は加熱されて融点以上の温度となっている。高温の素材が透明導電膜に着地するとき、透明導電膜及び発電膜が損傷を受けるので、発電効率が低下する。透明導電膜上には厚みが１μｍ以上の保護膜が設置されている。従って、飛ばされた素材が保護膜上に着地しても透明導電膜が熱により損傷を受けることを防止することができる。
【００１１】
［適用例３］
上記適用例にかかる太陽電池において、前記保護膜は光透過性を有することを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、保護膜は光透過性を有する。従って、基板の形状を形成した後で保護膜を剥離せずに残し、透明導電膜を保護する膜として活用することができる。
【００１３】
［適用例４］
上記適用例にかかる太陽電池において、前記保護膜は導電性保護膜及び絶縁性保護膜を有していることを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、保護膜は導電性保護膜及び絶縁性保護膜からなっている。導電性保護膜に配線を設置することにより透明導電膜に導通することができる。そして、絶縁性保護膜では透明導電膜に静電気が入ることを防止することができる。
【００１５】
［適用例５］
上記適用例にかかる太陽電池において、前記絶縁性保護膜は前記透明導電膜の一部を露出することを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、絶縁性保護膜は透明導電膜の一部を露出するように配置されている。従って、透明導電膜から導電性保護膜及び配線を設置して透明導電膜から電力を取り出すことができる。
【００１７】
［適用例６］
本適用例にかかる電子機器は、電子太陽電池を備えた電子機器であって、前記太陽電池は、溶融後に固化した側面を有する基板と、前記基板上に設置された発電膜と、前記発電膜上に設置された透明導電膜と、前記透明導電膜上に設置され１μｍ以上の厚みを有する保護膜と、を有することを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、電子機器は太陽電池を備えている。該太陽電池の基板上には発電膜、透明導電膜及び保護膜がこの順に重ねて設置されている。基板は溶融後に固化した側面を有している。つまり、基板の形状は基板の素材を溶融して切断して形成されている。このとき、溶融した基板の素材が飛ばされる可能性が高い。飛ばされた素材は加熱されて融点以上の温度となっている。高温の素材が透明導電膜に着地するとき、透明導電膜及び発電膜が損傷を受けるので、発電効率が低下する。透明導電膜上には厚みが１μｍ以上の保護膜が設置されている。従って、飛ばされた素材が保護膜上に着地しても透明導電膜が熱により損傷を受けることを防止することができる。その結果、電子機器は透明導電膜が熱により損傷を受けることを防止することができる太陽電池を備えた機器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、太陽電池の構造を示す概略斜視図、（ｂ）は、太陽電池の回路図、（ｃ）は、発電膜の構造を示す要部模式側断面図。
【図２】（ａ）は、発電膜、透明導電膜、第１絶縁膜及び導電性ペーストの構造を示す模式平面図、（ｂ）は、発電膜、透明導電膜、第１絶縁膜の構造を示す模式側断面図。
【図３】太陽電池の製造方法のフローチャート。
【図４】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図５】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図６】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図７】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図８】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図９】太陽電池の製造方法を説明するための模式図。
【図１０】第２の実施形態にかかわり、（ａ）は、時計の構造を示す模式側面図、（ｂ）は、太陽電池の構造を示す模式平面図。
【図１１】太陽電池集合基板の模式平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施形態では、太陽電池と太陽電池の製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかわる太陽電池について図１〜図９に従って説明する。図１（ａ）は、太陽電池の構造を示す概略斜視図である。図１（ａ）に示すように、太陽電池１は四角形の基板２を備えている。基板２は導電性のある板部材であれば良く、各種の金属板を用いることができる。本実施形態では、例えば、基板２にステンレス板を用いている。ステンレス板は耐食性に優れているので製造工程で使用される環境で基板２は酸化し難い。基板２の厚み方向をＺ方向とし、基板２の直交する２辺が延在する方向をＸ方向及びＹ方向とする。基板２の側面は溶融後に固化した面となっている。
【００２１】
基板２の＋Ｚ方向側の面には発電膜３、透明導電膜４、保護膜及び絶縁性保護膜としての第１絶縁膜５がこの順に重ねて設置されている。発電膜３は光を受光して電流を流す起電力のある膜である。透明導電膜４は光透過性及び導電性がある膜である。透明導電膜４の種類は特に限定されず、例えば、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｇａｌｌｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＣＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｃｅｒｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ）を用いることができる。本実施形態では、例えば、透明導電膜４にＩＴＯを採用している。第１絶縁膜５は光透過性の膜であり、透明導電膜４を保護し電気的に絶縁する膜である。第１絶縁膜５の種類は特に限定されず、例えば、アクリル樹脂等の樹脂膜を用いることができる。
【００２２】
第１絶縁膜５は有効領域絶縁膜５ａ及び無効領域絶縁膜５ｂから構成されている。有効領域絶縁膜５ａはＺ方向から見て平面視で中央に位置し略四角形となっている。無効領域絶縁膜５ｂは有効領域絶縁膜５ａを囲んで設置され四角形の枠形状となっている。有効領域絶縁膜５ａと無効領域絶縁膜５ｂとの間には所定の間隔の溝部５ｃが設置されている。第１絶縁膜５はＸ方向且つ−Ｙ方向の角が四角形に欠けた切欠部５ｄとなっている。切欠部５ｄでは透明導電膜４が有効領域絶縁膜５ａに覆われておらず露出する形態になっている。そして、切欠部５ｄにて透明導電膜４上に導電性保護膜としての導電性ペースト６及び異方性導電膜７が重ねて設置され、異方性導電膜７上には配線部材８が設置されている。Ｚ方向から見た平面視で導電性ペースト６は有効領域絶縁膜５ａと接して配置されている。
【００２３】
導電性ペースト６は導電性粒子を樹脂材料に分散させたものであり、樹脂材料を固化して用いられる。導電性ペーストの導電性粒子の材料は特に限定されず、銀、銅等の金属の他カーボンブラックと称される炭素粒子等を用いることができる。本実施形態では、例えば、導電性ペーストの導電性粒子の材料に炭素粒子を用いている。
【００２４】
異方性導電膜７は異方性導電膜である。異方性導電膜７は導電性粒子を樹脂材料からなる接着材に分散させたものであり、樹脂材料を固化して用いられる。異方性導電膜７の導電性粒子は特に限定されないが、例えば、ポリスチレン等の樹脂の球体に内側からニッケル層、金メッキ層、を重ねた直径３〜５μｍの球体を用いることができる。他にも金属粒子を用いることもできる。
【００２５】
配線部材８は可撓性基板８ａに金属膜８ｂが設置され、金属膜８ｂが異方性導電膜７と接続されている。可撓性基板８ａはフィルム状の絶縁体であり、カバーレイと呼ばれるポリイミド膜もしくはフォトソルダーレジスト膜、ポリエチレンテレフタラート樹脂（ＰＥＴ）等を用いることができる。金属膜８ｂは銅箔等の金属箔であり可撓性基板８ａに接着されている。他にも金属膜８ｂにはカーボンペースト、銀ペースト等を固化した導電膜を用いることができる。
【００２６】
基板２の−Ｚ方向側の面には第２絶縁膜９が設置されている。第２絶縁膜９は絶縁性があれば良く特に限定されず樹脂材料を用いることができる。本実施形態では、例えば、第２絶縁膜９にポリエステルフィルムを用いている。
【００２７】
第１絶縁膜５及び導電性ペースト６の厚みは１μｍ以上であり５０μｍ以下が好ましい。第１絶縁膜５及び導電性ペースト６の厚みが１μｍ以上のとき、第１絶縁膜５及び導電性ペースト６は発電膜３及び透明導電膜４を保護する保護膜として機能する。第１絶縁膜５及び導電性ペースト６の厚みが５０μｍ以下のとき、スクリーン印刷等の各種の印刷方法にて容易に第１絶縁膜５及び導電性ペースト６を設置することができる。その他の部材の厚みは特に限定されないが、本実施形態では、例えば、次の厚みになっている。基板２の厚みは５０μｍ〜２００μｍ、発電膜３の厚みは３００ｎｍ〜７００ｎｍになっている。透明導電膜４の厚みは４０ｎｍ〜１００ｎｍになっている。
【００２８】
図１（ｂ）は太陽電池の回路図である。図１（ｂ）に示すように、太陽電池１は配線部材８が（＋）極となり、基板２が（−）極となる。配線部材８は蓄電池１０の（＋）極と接続される。基板２は逆流防止ダイオード１１を介して蓄電池１０の（−）極と接続されている。逆流防止ダイオード１１は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、ショットキーバリアダイオードが用いられている。
【００２９】
蓄電池１０の（＋）極はスイッチ１２を介して負荷回路１３と接続され、蓄電池１０の（−）極も負荷回路１３と接続されている。回路はスイッチ１２を閉じるとき負荷回路１３に通電する回路となっている。
【００３０】
図１（ｃ）は発電膜３の構造を示す要部模式側断面図である。図１（ｃ）に示すように、発電膜３は基板２側からアルミニウム層１４（Ａｌ層）、酸化亜鉛層１５（ＺｎＯ層）、半導体層１６がこの順で積層された構造になっている。太陽電池１には透明導電膜４側（＋Ｚ側）から光が入射する。透明導電膜４は正極として機能する。基板２は負極として機能する。
【００３１】
アルミニウム層１４の表面には凹凸が形成され透明導電膜４側から入射した光のうち、半導体層１６及び酸化亜鉛層１５を透過した光を散乱して反射する層である。酸化亜鉛層１５は半導体層１６とアルミニウム層１４との間の光の屈折率を調整する層である。
【００３２】
半導体層１６は特に限定されないが本実施形態においては例えば３層構造の多接合型の発電層になっている。この構造をトリプルジャンクション構造と称す。半導体層１６は、酸化亜鉛層１５側から順に第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７、第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８、アモルファスシリコン層２１がこの順で積層された構造になっている。
【００３３】
第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７及び第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８はアモルファスシリコンにゲルマニウムがドープされることによって形成されている。第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７と第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８とにドープされているゲルマニウムの量は異なっている。第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７のドープ量は第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８のドープ量より多くなっている。第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７と、第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８と、アモルファスシリコン層２１とは、それぞれ吸収波長域が異なるように設定されている。
【００３４】
図２（ａ）は、発電膜、透明導電膜、第１絶縁膜及び導電性ペーストの構造を示す模式平面図である。図２（ｂ）は、発電膜、透明導電膜、第１絶縁膜の構造を示す模式側断面図である。図２に示すように、透明導電膜４は中央に位置する四角形の有効領域４ａを備えている。有効領域４ａの周囲には溝部４ｃが設置され、溝部４ｃでは発電膜３が露出している。溝部４ｃの周囲には無効領域４ｂが設置されている。そして、無効領域４ｂの外形形状と発電膜３の外形形状と基板２の外形形状は同じ形状になっている。
【００３５】
有効領域４ａは有効領域絶縁膜５ａ及び導電性ペースト６に覆われている。そして、有効領域４ａの平面形状は有効領域絶縁膜５ａに導電性ペースト６を加えた形状と同じ形状となっている。無効領域４ｂは無効領域絶縁膜５ｂと同じ形状であり、溝部４ｃは溝部５ｃと同じ形状となっている。有効領域絶縁膜５ａ、無効領域絶縁膜５ｂ及び導電性ペースト６は透明導電膜４を保護する保護膜である。そして、有効領域絶縁膜５ａ、無効領域絶縁膜５ｂは絶縁性保護膜であり、導電性ペースト６は導電性保護膜である。従って、保護膜は絶縁性保護膜及び導電性保護膜を有している。
【００３６】
有効領域４ａは太陽電池１の（＋）極の電極として機能する部分である。無効領域４ｂは基板２と一部分が接触する可能性があり、無効領域４ｂの電位は基板２と同じかまたは浮遊電位となっている。溝部４ｃ及び無効領域４ｂの幅は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、溝部４ｃの幅が５０μｍ〜２００μｍであり、無効領域４ｂの幅が１００μｍ〜６００μｍになっている。
【００３７】
基板２において発電膜３が設置された面を第１面２ａとし、第２絶縁膜９が設置された面を第２面２ｂとする。第２面２ｂは太陽電池１の（−）極の電極として機能する部分である。
【００３８】
次に上述した太陽電池１の製造方法について図３〜図９にて説明する。図３は、太陽電池の製造方法のフローチャートであり、図４〜図９は太陽電池の製造方法を説明するための模式図である。図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１は発電膜設置工程に相当する。この工程は基板２上に発電膜３を設置する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は、導電膜設置工程に相当する。この工程は発電膜３上に透明導電膜４を設置する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は、レジスト膜設置工程に相当する。この工程は透明導電膜４上に第１絶縁膜５を設置し第１絶縁膜５を所定の形状にパターニングする工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は、導電性ペースト設置工程に相当する。この工程は切欠部５ｄにおける透明導電膜４上に導電性ペースト６を設置する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は、導電膜パターニング工程に相当する。この工程は透明導電膜４を所定の形状にパターニングする工程である。次にステップＳ６に移行する。
【００３９】
ステップＳ６は、レーザーカット工程に相当する。この工程は基板２、発電膜３、透明導電膜４及び第１絶縁膜５をレーザー光にて所定の形状に切断する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は、絶縁膜設置工程に相当する。この工程は基板２上に第２絶縁膜９を設置する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は、個片化工程に相当する。この工程は基板２を分離して個片化する工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は、配線部材設置工程に相当する。この工程は導電性ペースト６を設置した場所に配線部材８を設置する工程である。以上の工程により太陽電池１を製造する工程を終了する。
【００４０】
次に、図４〜図９を用いて、図３に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図４（ａ）はステップＳ１の発電膜設置工程に対応する図である。図４（ａ）に示すように、基板２上に発電膜３を設置する。まず、基板２上にアルミニウムを用いてアルミニウム層１４を成膜する。成膜条件を調整してアルミニウム層１４の表面に凹凸を形成する。次に、アルミニウム層１４上に酸化亜鉛層１５を成膜する。
【００４１】
次に、酸化亜鉛層１５上にゲルマニウムがドープされたアモルファスシリコンの膜を成膜する。これにより第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７が形成される。さらに、第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７上にゲルマニウムがドープされたアモルファスシリコンの膜を成膜する。これにより第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８が形成される。第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８を形成するときには第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７よりゲルマニウムのドープ量を少なくする。
【００４２】
次に、第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８上にアモルファスシリコンの膜を成膜してアモルファスシリコン層２１とする。以上で、発電膜３が成膜される。各層の膜は化学気相成長法または蒸着法やスパッタ法などの物理気相成長法等を用いて製造することができる。
【００４３】
図４（ｂ）はステップＳ２の導電膜設置工程に対応する図である。図４（ｂ）に示すように、ステップＳ２において、発電膜３上に透明導電膜４を設置する。透明導電膜４はＩＴＯからなり、発電膜３に重ねてＩＴＯの膜を成膜する。ＩＴＯの膜は化学気相成長法または蒸着法やスパッタ法などの物理気相成長法等を用いて製造することができる。
【００４４】
図４（ｃ）及び図４（ｄ）はステップＳ３のレジスト膜設置工程に対応する図である。図４（ｃ）に示すように、透明導電膜４上に第１絶縁膜５を設置する。第１絶縁膜５はスクリーン印刷等の各種の印刷方法を用いて設定される。第１絶縁膜５は光透過性の樹脂材料を用いることができる。樹脂材料は光硬化性または熱硬化性にする添加剤を含んでいる。光硬化性の樹脂材料を用いるときには印刷後に光を照射して硬化する。熱硬化性の樹脂材料を用いるときには印刷後に加熱して硬化する。
【００４５】
図４（ｄ）は第１絶縁膜５のパターンである。第１絶縁膜５には有効領域絶縁膜５ａ、無効領域絶縁膜５ｂ、溝部５ｃ及び無効領域外枠膜５ｅが設置される。無効領域外枠膜５ｅは溝部５ｃに沿う場所が無効領域絶縁膜５ｂになる膜である。そして、無効領域外枠膜５ｅは外周側に枠になる部分を含んでいる。有効領域絶縁膜５ａのＸ側且つ−Ｙ側の角には切欠部５ｄが設置されている。
【００４６】
図５（ａ）及び図５（ｂ）はステップＳ４の導電性ペースト設置工程及びステップＳ５の導電膜パターニング工程に対応する図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ステップＳ４において、有効領域絶縁膜５ａの１つの角にある切欠部５ｄに導電性ペースト６を設置する。導電性ペースト６は各種の印刷方法にて設置することが可能であり印刷方法は特に限定されない。本実施形態では、例えば、スクリーン印刷法を用いて導電性ペースト６を設置する。次に、導電性ペースト６を加熱乾燥して固化する。加熱温度及び乾燥時間は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、加熱温度が約１５０℃であり、乾燥時間は約３０分になっている。
【００４７】
次に、ステップＳ５において、透明導電膜４をエッチングする。透明導電膜４がＩＴＯまたはＩＧＯのとき、透明導電膜４はシュウ酸系エッチング液を用いてエッチングする。尚、透明導電膜４用のエッチング液で基板２の第２面２ｂが腐食されるとき、第２面２ｂに保護フィルムを貼っても良い。そして、エッチング後に保護フィルムを除去する。
【００４８】
第１絶縁膜５及び導電性ペースト６がレジストとして機能し透明導電膜４がエッチングされる。これにより、透明導電膜４には溝部４ｃが形成される。そして、溝部４ｃにより有効領域４ａと無効領域４ｂ及び無効領域外枠部４ｅとが分離される。無効領域外枠部４ｅは溝部４ｃに沿う場所が無効領域４ｂになる部分である。導電性ペースト６と有効領域絶縁膜５ａとは接触して配置されている。これにより、透明導電膜４は導電性ペースト６と対向する場所と有効領域絶縁膜５ａと対向する場所とが一体となった膜になっている。
【００４９】
図５（ｃ）〜図８（ｂ）はステップＳ６のレーザーカット工程に対応する図である。図５（ｃ）に示すように、ステップＳ６において、切断予定線２２が設置される。切断予定線２２は無効領域４ｂ及び無効領域絶縁膜５ｂの外周に沿う線である。さらに、切断予定線２２は位置決め孔を形成するための線を含んでいる。
【００５０】
図６は、ステップＳ６で用いるレーザーカット装置の構造を示すブロック図である。図６に示すように、レーザーカット装置２３は、レーザー光２４を射出するレーザー光源２５と、射出されたレーザー光２４をワークに照射する光学経路部２６と、光学経路部２６に対してワークを相対的に移動させるテーブル部２７と、動作を制御する制御装置２８を主として構成されている。
【００５１】
レーザー光源２５は、射出するレーザー光２４を加工対象物に集光して加工対象物を切断できる光源であれば良い。例えば本実施形態ではレーザー光源２５に炭酸ガスのレーザーを採用している。レーザーカット装置２３はおよそ２０Ｗの出力のレーザー光２４を射出することができる。
【００５２】
光学経路部２６はハーフミラー２９を備えている。ハーフミラー２９は、レーザー光源２５から照射されるレーザー光２４の光軸２４ａ上に配置されている。ハーフミラー２９はレーザー光源２５から照射されるレーザー光２４を反射して、光軸２４ｂへ進行方向を変更する。ハーフミラー２９にて反射したレーザー光２４が通過する光軸２４ｂ上に集光部３０が配置されている。集光部３０は、その内部に凸レンズである集光レンズ３０ａを備え、レーザー光２４を集光場所２４ｃに集光可能にしている。
【００５３】
集光部３０はレンズ支持部３１により、レンズ移動機構３２に支持されている。レンズ移動機構３２は図示しない直動機構を有し集光部３０を光軸２４ｂ方向（図中Ｚ方向）に移動させて、集光部３０を通過したレーザー光２４が集光する集光場所２４ｃを移動させる。
【００５４】
直動機構は、例えばＺ方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを供えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が所定のパルス信号を受けて所定のステップ単位で正逆転する図示しないＺ軸モーターに連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号がＺ軸モーターに入力されると、Ｚ軸モーターが正転または反転して、レンズ移動機構３２が同ステップ数に相当する分だけ、光軸２４ｂ方向に沿って往動または復動する。
【００５５】
集光部３０とハーフミラー２９とを通過する光軸２４ｂの延長線上にあって、ハーフミラー２９に対して集光部３０の反対側には、撮像装置３３を備えている。撮像装置３３は、例えば、図示しない同軸落射型光源とＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）が組み込まれたものである。同軸落射型光源から射出した可視光は、集光部３０を透過してワーク４４を照射する。撮像装置３３は、集光部３０とハーフミラー２９とを通してワーク４４を撮像することが可能となっている。
【００５６】
レーザーカット装置２３はガス供給装置３４を備えている。ガス供給装置３４は配管によりノズル３５に接続されている。ガス供給装置３４は窒素ガスをノズル３５に供給し、ノズル３５から集光場所２４ｃに窒素ガスを噴射する。噴射するガス圧は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、約０．４ＭＰａになっている。
【００５７】
テーブル部２７は、基台３８を備えている。基台３８の光学経路部２６側にはレール３９が凸設して配置されており、レール３９上にはＸ軸スライド４０が配置されている。Ｘ軸スライド４０は図示しない直動機構を備えレール３９上をＸ方向に移動可能となっている。Ｘ軸スライド４０の直動機構はレンズ移動機構３２が備える直動機構と同様な機構である。所定のステップ数に相当する駆動信号に対応してＸ軸スライド４０は同ステップ数に相当する分だけＸ方向に沿って往動または復動するようになっている。
【００５８】
Ｘ軸スライド４０の光学経路部２６側にはレール４１が凸設して配置されており、レール４１上にはＹ軸スライド４２が配置されている。Ｙ軸スライド４２はＸ軸スライド４０と同様な直動機構を備え、レール４１上をＹ方向に移動する。
【００５９】
Ｙ軸スライド４２の光学経路部２６側には、ステージ４３が配置され、ステージ４３の上面には図示しない吸引式のチャック機構が設けられている。そして、ワーク４４を載置すると、チャック機構によって、ワーク４４がステージ４３の上面における所定の位置に位置決めされて固定されるようになっている。
【００６０】
制御装置２８は、メインコンピューター４７を備えている。メインコンピューター４７は内部に図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やメモリーを備えている。ＣＰＵはメモリー内に記憶されたプログラムソフトに従って、レーザーカット装置２３の動作を制御するものである。
【００６１】
メインコンピューター４７は、図示しない入出力インターフェイスを備え、入力装置４８、表示装置４９、レーザー制御装置５０、レンズ位置制御装置５１、画像処理装置５２、ステージ制御装置５３及びガス供給制御装置５４と接続されている。
【００６２】
入力装置４８は、レーザー加工の際に用いられる各種加工条件のデータを入力する装置であり、表示装置４９はレーザー加工時の各種情報を表示する装置である。ＣＰＵは、入力される各種加工条件とプログラムソフトとに従って、レーザー加工を行い、加工状況を表示装置４９に表示する。操作者が表示装置４９に表示される各種情報を見て、レーザー加工状況を確認して操作するようになっている。
【００６３】
レーザー制御装置５０は、レーザー光源２５を駆動するパルス信号のパルス幅、パルス周期、出力の開始と停止、等を制御する装置であり、メインコンピューター４７の制御信号により制御される。尚、レーザー光源２５の発振モードは連続発振でも良くパルス発振でも良い。発振条件も特に限定されない。
【００６４】
レンズ位置制御装置５１はレンズ移動機構３２の移動、停止を制御する装置である。レンズ移動機構３２には移動距離を検出する図示しない位置センサーが内蔵されている。レンズ位置制御装置５１は位置センサーの出力を検出することにより、集光部３０の光軸２４ｂ方向の位置を認識する。レンズ位置制御装置５１はレンズ移動機構３２にパルス信号を送信し、レンズ移動機構３２を所望の位置に移動することができるようになっている。
【００６５】
画像処理装置５２は撮像装置３３から出力される画像データを演算する機能を備えている。画像処理装置５２は、撮像される画像のコントラストを演算し、コントラストデータをメインコンピューター４７に送信する。メインコンピューター４７は集光部３０を光軸２４ｂの方向に移動して、撮像装置３３が撮像する画像が鮮明になるときの集光部３０の位置を内蔵する位置センサーにて検出する。これにより、メインコンピューター４７は合焦点位置を検出する。そして、制御装置２８は集光場所２４ｃに集光されたレーザー光２４を照射する。
【００６６】
ステージ制御装置５３は、Ｘ軸スライド４０とＹ軸スライド４２との位置情報の取得と移動制御を行う。Ｘ軸スライド４０とＹ軸スライド４２とには図示しない位置センサーが内蔵されており、ステージ制御装置５３は位置センサーの出力を検出することにより、Ｘ軸スライド４０とＹ軸スライド４２との位置を検出する。ステージ制御装置５３は、Ｘ軸スライド４０とＹ軸スライド４２との位置情報を取得し、メインコンピューター４７から指示される位置情報と比較し、差に相当する距離に対応して、Ｘ軸スライド４０とＹ軸スライド４２とを駆動して移動する。ステージ制御装置５３はＸ軸スライド４０とＹ軸スライド４２とを駆動して、所望の位置にワーク４４を移動することが可能となっている。
【００６７】
ステージ制御装置５３がワーク４４をＸＹ方向に移動して、ワーク４４にレーザー光２４が照射される場所位置を制御する。画像処理装置５２が集光部３０とワーク４４との距離を検出する。検出する距離に基づいて、レンズ位置制御装置５１が集光部３０とワーク４４との距離を制御する。続いて、レーザー制御装置５０がレーザー光源２５を制御しレーザー光２４を発光させる。発光されるレーザー光２４が、光学経路部２６を通過してワーク４４を照射する。上述した制御を行い、所望の位置にレーザー光２４を集光して照射することが可能となっている。
【００６８】
ノズル３５からは窒素ガスの気体５５が噴射される。集光場所２４ｃではワーク４４が加熱されて溶融する。そして、溶融したワーク４４の部材が気体５５によって吹き飛ばされる。そして、集光場所２４ｃではワーク４４の部材が除去されて孔ができる。そして、テーブル部２７を駆動してワーク４４を移動させることによりワーク４４を切断することができる。本実施形態では、例えば、レーザーカット装置２３により１ｍ／ｍｉｎの加工速度で基板２を切断することができる。
【００６９】
図７（ａ）に示すように、基板２に第１絶縁膜５側からレーザー光２４を照射する。これにより、基板２、発電膜３、透明導電膜４及び第１絶縁膜５が溶融し、溶融物５６が気体５５により吹き飛ばされる。溶融物５６は融点以上の温度で飛翔する。そして、溶融物５６の一部は第１絶縁膜５上に着地する。このとき、第１絶縁膜５及び導電性ペースト６が保護膜となって溶融物５６から透明導電膜４及び発電膜３を保護する。第１絶縁膜５及び導電性ペースト６は厚みが１μｍ以上あるので、溶融物５６の熱により透明導電膜４及び発電膜３が損傷を受けることを防止することができる。
【００７０】
図７（ｂ）に示すように、基板２に孔２ｃが形成された後、気体５５は孔２ｃに向かう。基板２にレーザー光２４を照射して最初に突き抜けた孔２ｃをピアス孔と称す。これにより溶融物５６は孔２ｃを通過して基板２の第２面２ｂから−Ｚ方向側に吹き飛ばされる。基板２の−Ｚ方向側に溶融物５６を着地させたくないときには基板２の第２面２ｂに保護膜を設置しても良い。ピアス孔ができた後に集光場所２４ｃを切断予定線２２に沿って移動させる。
【００７１】
その結果、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、基板２には切断予定線２２に沿って分離孔５７が形成される。分離孔５７の溝部５ｃ側が無効領域絶縁膜５ｂ及び無効領域４ｂに相当する場所である。分離孔５７の外周側を枠体５８とする。枠体５８と無効領域４ｂとは接続部５９により繋がっている。図中２つ設置された無効領域４ｂ同士も接続部５９により繋がっている。これにより、各無効領域４ｂには４か所の接続部５９が設置される。分離孔５７では基板２の側面が溶融後に固化した面になっている。
【００７２】
レーザーカット装置２３により枠体５８には位置決め孔６０が形成される。位置決め孔６０は１つの有効領域絶縁膜５ａに対して２つ形成され、位置決め孔６０を基準にして有効領域絶縁膜５ａ及び配線部材８の位置を認識可能になっている。
【００７３】
図８（ｃ）及び図８（ｄ）はステップＳ７の絶縁膜設置工程に対応する図である。図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示すように、ステップＳ７において、基板２の第２面２ｂに第２絶縁膜９を設置する。第２絶縁膜９は導電性ペースト６と対向する場所が除かれており、切欠部９ａになっている。切欠部９ａは基板２を（−）極の接点にする場所になっている。第２絶縁膜９は切欠部９ａ以外の基板２の第２面２ｂを覆うように設置される。
【００７４】
第２絶縁膜９は接着材が塗布されたポリエステルフィルムである。接着材が塗布された面を基板２に向けて第２絶縁膜９を基板２上に設置する。このとき、位置決め孔６０を用いて第２絶縁膜９の位置を合わせる。第２絶縁膜９を押圧して第２絶縁膜９と基板２とを接着する。第２絶縁膜９の接着材は自然乾燥でも良く加熱乾燥して接着しても良い。
【００７５】
図９（ａ）はステップＳ８の個片化工程に対応する図である。図９（ａ）に示すように、ステップＳ８において、接続部５９を切断して、太陽電池セル６１を枠体５８から分離する。接続部５９の切断方法は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、振動切断機を用いている。接続部５９を振動により金属疲労させて容易に接続部５９を切断することができる。このとき、位置決め孔６０を用いて接続部５９の位置を認識する。
【００７６】
図９（ｂ）及び図９（ｃ）はステップＳ９の配線部材設置工程に対応する図である。図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、ステップＳ９において、太陽電池セル６１に配線部材８を設置する。まず、配線部材８の金属膜８ｂに異方性導電膜７を接着する。この接着には、例えば、導電性接着材を用いることができる。
【００７７】
次に、導電性ペースト６に異方性導電膜７を重ねて基板２と配線部材８を押圧したまま、異方性導電膜７を加熱する。異方性導電膜７には熱硬化性の接着材が含まれており、配線部材８を太陽電池セル６１に接着させることができる。以上の工程により太陽電池１が完成する。
【００７８】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、基板２にレーザー光２４を集光して照射し気体５５を吹き付けて基板２を所定の形状に形成する。このとき、基板２の素材がレーザー光２４により溶解されて溶融物５６となる。そして、溶融物５６が吹き付けられた気体５５により飛ばされる。飛ばされた溶融物５６は加熱されて融点以上の温度となっている。高温の溶融物５６が透明導電膜４に着地するとき、透明導電膜４及び発電膜３が損傷を受けるので、発電効率が低下する。透明導電膜４上には厚みが１μｍ以上の第１絶縁膜５及び導電性ペースト６が設置されている。従って、飛ばされた素材が第１絶縁膜５または導電性ペースト６上に着地しても透明導電膜４が熱により損傷を受けることを防止することができる。
【００７９】
（２）本実施形態によれば、第１絶縁膜５は光透過性を有する。従って、基板２の形状を形成した後で第１絶縁膜５を剥離せずに残し、透明導電膜４を保護する膜として活用することができる。
【００８０】
（３）本実施形態によれば、有効領域４ａ及び発電膜３を保護する保護膜は導電性ペースト６及び第１絶縁膜５からなっている。導電性ペースト６に配線部材８を設置することにより透明導電膜４に導通することができる。そして、第１絶縁膜５では透明導電膜４に静電気が入ることを防止することができる。
【００８１】
（４）本実施形態によれば、有効領域絶縁膜５ａは切欠部５ｄにおいて透明導電膜４の一部を露出するように配置されている。従って、透明導電膜４から導電性ペースト６及び配線部材８を設置して透明導電膜４から電力を取り出すことができる。
【００８２】
（５）本実施形態によれば、ステップＳ５の導電膜パターニング工程で第１絶縁膜５及び導電性ペースト６は透明導電膜４をエッチングするときのマスクの機能を備えている。さらに、ステップＳ６のレーザーカット工程で第１絶縁膜５及び導電性ペースト６は飛翔する溶融物５６によって発電膜３及び透明導電膜４が損傷を受けることを防止する機能を備えている。従って、ステップＳ５で活用する膜とステップＳ６で活用する膜とを別に設置する方法に比べて生産性良く太陽電池１を製造することができる。
【００８３】
（６）本実施形態によれば、太陽電池１はレーザーカットにて形成されている。プレス金型にてブランキングするときには太陽電池１が大きくなると形状精度が低下する。レーザーカットのときには、テーブル部２７の移動精度で形状精度が決まるのでブランキングに比べて精度よく形状を形成することができる。
【００８４】
（第２の実施形態）
次に、太陽電池を備える時計の一実施形態について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０（ａ）は、時計の構造を示す模式側面図であり、図１０（ｂ）は、太陽電池の構造を示す模式平面図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は時計の外装を省略した図になっている。本実施形態における時計は第１の実施形態と同様の構造の太陽電池を備えている。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００８５】
すなわち、本実施形態では、図１０に示すように、電子機器としての時計６５はムーブメント６６を備え、ムーブメント６６には輪列６７、駆動回路６８、電源部６９等が設置されている。ムーブメント６６は時計６５において外装及び針等を除いた部分を示す。輪列６７は複数の歯車により構成され、各歯車が異なる回転数で回転する。輪列６７からは秒針軸７０、分針軸７１、時針軸７２が突出している。秒針軸７０には秒針７３が設置され、分針軸７１には分針７４が設置されている。時針軸７２には時針７５が設置されている。
【００８６】
ムーブメント６６の時針７５側にはムーブメント６６上に太陽電池７６及び文字板７７が重ねて設置されている。文字板７７には時、分、秒を示す目盛が設置されている。文字板７７は光透過性の材質から構成されており、時計６５を照射した光は太陽電池７６に照射される。そして、太陽電池７６は受光して発電する。太陽電池７６は図示しない配線により駆動回路６８に接続されている。
【００８７】
太陽電池７６が発電した電力は駆動回路６８を通過して電源部６９に通電する。電源部６９は蓄電器を備え、電源部６９は太陽電池７６が発電した電力を蓄電する。駆動回路６８には図示しないモーターが設置され、駆動回路６８はモーターを駆動する。このとき、駆動回路６８は電源部６９に蓄電された電力を使用する。モーターにより輪列６７内の歯車が回転され、秒針軸７０、分針軸７１及び時針軸７２が回転する。その結果、秒針７３、分針７４及び時針７５が回転する。
【００８８】
図１０（ｂ）に示すように、太陽電池７６は第１太陽電池７６ａ及び第２太陽電池７６ｂを有し、第１太陽電池７６ａと第２太陽電池７６ｂとは配線部材７８により直列接続されている。
【００８９】
太陽電池７６は第１の実施形態の太陽電池１と同様な構造となっている。太陽電池７６は基板２を備えており、基板２の第１面２ａに発電膜３及び透明導電膜４が設置されている。基板２には厚みが１μｍ以上の第１絶縁膜５及び導電性ペースト６が設置されている。
【００９０】
図１１は太陽電池集合基板の模式平面図であり、ステップＳ６のレーザーカット工程を説明するための模式図である。図１１に示すように太陽電池集合基板７９は枠体８０を備えている。太陽電池集合基板７９には６個の第１太陽電池７６ａ及び第２太陽電池７６ｂが形成されている。第１太陽電池７６ａは枠体８０と接続部８１により接続され、第２太陽電池７６ｂも枠体８０と接続部８１により接続されている。第１太陽電池７６ａと第２太陽電池７６ｂとは互いに接続部８１により接続されている。
【００９１】
太陽電池集合基板７９は、第１の実施形態と同様に第１太陽電池７６ａの外周形状及び第２太陽電池７６ｂの外周形状を形成する孔７６ｃがレーザーカット装置２３により形成されている。そして、基板２には厚みが１μｍ以上の第１絶縁膜５及び導電性ペースト６が設置されている。これにより、レーザー光２４により溶融した溶融物５６が集光場所２４ｃの周囲に飛翔して着地するときにも発電膜３及び透明導電膜４が損傷を受けない。従って、太陽電池７６は品質良く発電する電池になっている。その結果、時計６５は発電膜３及び透明導電膜４が熱により損傷を受けることを防止することができる太陽電池７６を備えた電子機器とすることができる。
【００９２】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、長方形の基板２から太陽電池１が形成された。基板２は長尺のコイル材でも良い。効率良く製造装置に基板２を供給することができる。尚、コイル材はリボン材またはフープ材とも称す。
【００９３】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、半導体層１６は３層構造の多接合型の発電層になっていた。半導体層１６は光により発電する層であれば良く各種のｐｎ接合、ｐｉｎ接合を適用しても良い。
【００９４】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、ステップＳ８の個片化工程の後でステップＳ９の配線部材設置工程を行った。これに限らず、ステップＳ９の配線部材設置工程の後でステップＳ８の個片化工程を行っても良い。太陽電池セル６１が枠体５８についているので太陽電池セル６１に触れずに枠体５８を介して太陽電池セル６１を把持し移動させることができる。
【００９５】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、溝部４ｃ及び溝部５ｃにより発電膜３が露出した状態でステップＳ６のレーザーカット工程を行った。ステップＳ５の導電膜パターニング工程とステップＳ６のレーザーカット工程との間で溝部４ｃ及び溝部５ｃを絶縁膜で埋めても良い。これにより、溝部４ｃで発電膜３及び透明導電膜４が損傷を受けることを防止することができる。
【００９６】
（変形例５）
前記第２の実施形態では、太陽電池７６を備える時計６５の例を示した。太陽電池を備える総ての電子機器において基板２の第１面２ａ側に第１絶縁膜５及び導電性ペースト６を設置した状態でレーザーカットして形成した太陽電池を設置することができる。その結果、電子機器を品質良く生産性良く形成された太陽電池を備えた機器にすることができる。例えば携帯電話、万歩計（登録商標）、ラジオ、テレビ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、温度計等の電子機器に上記の太陽電池１と同じ製造方法の太陽電池を設置することができる。
【符号の説明】
【００９７】
２…基板、３…発電膜、４…透明導電膜、５…保護膜及び絶縁性保護膜としての第１絶縁膜、６…導電性保護膜としての導電性ペースト、２４…レーザー光、５５…気体、６５…電子機器としての時計、７６…太陽電池。
【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】
2016039200.tif 000010
【図９】
2016039200.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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