(57)【要約】【課題】基板の反りの発生を抑えて接続配線が基板に確実に接合される太陽電池セルと半導体装置連結体と接続配線等とを提供する。【解決手段】太陽電池セル基板２の裏面には、ｎ（ｐ）電極４，５を互いに絶縁する絶縁層８が形成されている。ｎ電極４は、ｎ電極本体６と、そのｎ電極本体６の表面に形成された電極突起部７とを備えて構成される。電極突起部７のサイズは、電極突起部の体積≦ｎ電極本体６の面積×絶縁層８の厚さ、となるように設定される。【選択図】図１５
2009130117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の接続配線に電気的に接続される太陽電池セルであって、
前記所定の接続配線に電気的に接続される素子の端子としての電極本体と、
前記素子を覆うように形成されて前記電極本体を露出する所定の厚さの材料層と、
前記電極本体と前記接続配線との間に位置し、前記材料層と前記電極本体との高さ関係に起因して生じる前記電極本体と前記接続配線との間の隙間を狭める態様で前記電極本体と前記接続配線との接合を行う電極接合部と
を備えた、太陽電池セル。
【請求項２】
第１主表面と第２主表面とを有し、前記第１主表面を受光面として、前記素子が形成された基板を備え、
前記電極本体は、前記基板の前記第２主表面に形成され、
前記材料層は前記基板の前記第２主表面に形成され、
前記材料層には、前記電極本体を露出する開口部が形成され、
前記電極接合部は、前記材料層の上面の位置を越えるように形成された電極突起部を含む、請求項１記載の太陽電池セル。
【請求項３】
前記電極突起部は前記電極本体の表面に形成された、請求項２記載の太陽電池セル。
【請求項４】
前記電極突起部の融点は、前記接続配線の融点よりも低く設定された、請求項２または３に記載の太陽電池セル。
【請求項５】
前記電極突起部は、錫と鉛の合金、錫および鉛からなるいずれかを含む半田により形成された、請求項２〜４のいずれかに記載の太陽電池セル。
【請求項６】
前記電極本体の平面形状は円形とされ、
前記電極突起部の外観は球面状とされ、
前記電極突起部の前記電極本体と接触する底面の半径をｒ１、前記電極突起部の高さをｈ、前記電極本体の半径をｒ２、前記材料層の厚みをｔとすると、次の関係式、
１／２×ｈ×（ｒ１）2＋１／６×（ｈ）3  ≦  （ｒ２）2×ｔ
を満たす、請求項２〜５のいずれかに記載の太陽電池セル。
【請求項７】
第１主表面と第２主表面とを有し、所定の素子が形成された基板と、
前記基板の前記第２主表面に、前記素子の端子として形成された電極本体と、
前記基板の前記第２主表面に所定の厚さをもって形成された材料層と、
前記材料層に形成され、前記電極本体を露出する開口部と、
前記開口部を覆うように配設された接続配線と、
前記電極本体と前記接続配線との間に形成され、前記電極本体と前記接続配線とを電気的に接続する導電層と、
前記基板と隣接するように配設されて前記接続配線に電気的に接続された、所定の素子が形成された他の基板と
を備えた、半導体装置連結体。
【請求項８】
前記接続配線は所定の融点の芯材を含み、
前記導電層は、
前記芯材の融点より低い融点の材料からなる第１層と、
前記第１層と前記電極本体との間に介在する第２層と
を含む、請求項７記載の半導体装置連結体。
【請求項９】
前記接続配線は、前記芯材における、前記第１主表面と対向する表面と反対側の表面に形成された光吸収層を含む、請求項８記載の半導体装置連結体。
【請求項１０】
前記光吸収層は、前記第１層と同じ材料から形成された、請求項９記載の半導体装置連結体。
【請求項１１】
前記第１層は、錫と鉛の合金、錫および鉛のいずれかの材料を含む半田から形成された、請求項８〜１０のいずれかに記載の半導体装置連結体。
【請求項１２】
所定の厚さの材料層における所定の部分に露出する、素子の端子としての電極本体に電気的に接続される接続配線であって、
弾性を有して所定の方向に延在し、前記電極本体と電気的に接続される接続部位を含み、
前記接続部位は、前記接続部位を前記電極本体に接触させた状態で弾性変形するように形成された配線接合部を備えた、接続配線。
【請求項１３】
前記配線接合部は、前記接続部位を前記電極本体に接触させた状態で前記材料層から離れる態様で弾性変形するように所定の高さに形成された配線突起部を含む、請求項１２記載の接続配線。
【請求項１４】
所定の融点を有する材料からなる芯材を含み、
前記配線突起部は前記芯材の融点よりも低い融点の材料から形成された、請求項１３記載の接続配線。
【請求項１５】
前記芯材の一方の表面には、前記芯材による所定の光の光吸収率よりも高い吸収率を有する光吸収層が形成された、請求項１４記載の接続配線。
【請求項１６】
前記光吸収層は、前記配線突起部と同じ材料から形成された、請求項１５記載の接続配線。
【請求項１７】
前記配線突起部は、錫と鉛の合金、錫および鉛のいずれかの材料を含む半田から形成された、請求項１３〜１６のいずれかに記載の接続配線。
【請求項１８】
基板に形成された所定の厚さの材料層に露出する、素子の端子としての電極本体に、前記電極本体に接触させた状態で前記材料層から離れる態様で弾性変形する高さに形成された配線接合部を設けた接続配線を接続した半導体装置の製造方法であって、
前記配線接合部を前記電極本体に接触させる接触工程と、
前記配線接合部を前記電極本体に接触させた状態で、前記接続配線に向けて所定のレーザ光線を照射することにより、前記配線接合部を溶融する溶融工程と、
前記溶融した配線接合部を凝固させることにより、前記電極本体と前記接続配線とを接合する接続工程と
を備えた、半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記基板は第１主表面と第２主表面を有し、
前記材料層は前記第２主表面に形成され、
前記電極本体は、前記材料層に形成された開口部に露出し、
前記配線接合部は、前記電極本体に接触させた状態で、前記接続配線が前記材料層から離れるように弾性変形する高さに形成された配線突起部を含み、
前記接触工程では、前記配線突起部を前記電極本体に接触させ、
前記溶融工程では、前記配線突起部を溶融し、
前記接続工程では、前記溶融した配線突起部を凝固させる、請求項１８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
基板に形成された所定の厚さの材料層に露出する、素子の端子としての電極本体に、接続配線を接続した半導体装置の製造方法であって、
前記接続配線と前記電極本体との間に、前記電極本体に前記接続配線が接触した状態で前記接続配線が前記材料層から離れる態様で弾性変形する高さに形成された接合部を配置し、前記配線接続部を前記電極本体に前記接合部を介して接触させる接触工程と、
前記配線接続部を前記電極本体に前記接合部を介して接触させた状態で、前記接続配線に向けて所定のレーザ光線を照射することにより、前記接合部を溶融する溶融工程と、
前記溶融した接合部を凝固させることにより、前記電極本体と前記接続配線とを接合する接続工程と
を備えた、半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
前記基板は第１主表面と第２主表面を有し、
前記材料層は前記第２主表面に形成され、
前記電極本体は、前記材料層に形成された開口部に露出し、
前記接合部は、前記電極本体上に形成され、前記接続配線を接触させた状態で、前記接続配線が前記材料層から離れるように弾性変形する高さに形成された電極突起部を含み、
前記接触工程では、前記電極突起部に前記接続配線を接触させ、
前記溶融工程では、前記電極突起部を溶融し、
前記接続工程では、前記溶融した電極突起部を凝固させる、請求項２０記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルおよび半導体装置連結体ならびにその接続配線に関し、特に、基板の一方の面に電極が形成された太陽電池セルと、所定の素子が形成された半導体装置を連結した半導体連結体と、半導体装置を連結する接続配線とに関するものである。さらには、そのような接続配線を用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置、たとえば、太陽電池の一形態として、複数の太陽電池セルを所定の金属配線（インターコネクタ）によって互いに電気的に接続させた態様の太陽電池がある。この種の太陽電池では、個々の太陽電池セルの表面（受光面）と裏面とに、表面電極と裏面電極がそれぞれ形成されている。この太陽電池は次のように製造される。まず、図３３に示すように、一の太陽電池セル１０１の表面電極（図示せず）に、インターコネクタ１１１の一端側が接続される。次に、図３４に示すように、そのインターコネクタ１１１の他端側が、他の太陽電池セル１０１の裏面電極（図示せず）に接続される。次に、図３５に示すように、他の太陽電池セル１０１の表面電極（図示せず）に他のインターコネクタ１１１の一端側が接続される。以下、同様にして複数の太陽電池セル１０１がインターコネクタ１１１によって順次接続されることで、太陽電池１２１が製造される。
【０００３】
ところが、このような太陽電池１２１の受光面においては、表面電極が配置された領域は発電に寄与しない。そのため、より高い変換率を求めて表面電極を裏面側に配置させる構造が提案されている。そのような太陽電池を開示した文献の一つとして特許文献１がある。特許文献１に開示された太陽電池では、太陽電池セルの基本的な構成を変更せずに、太陽電池セルに貫通電極を形成することによって表面電極を裏面側に配置する構造が提案されている。
【０００４】
図３６に示すように、太陽電池セル１０１では、Ｐ型半導体層１０７を貫通する貫通孔１０３が形成され、その貫通孔１０３の側壁を含むＰ型半導体層１０７の表面にＮ型半導体層１０８が形成されている。そのＮ型半導体層１０８に接触して貫通孔１０３を充填するｎ電極１０４が、裏面側に露出するように形成されている。また、Ｐ型半導体層１０６の裏面側にはＰ＋型半導体層１０６が形成され、そのＰ＋型半導体層１０６の上にｐ電極１０５が形成されている。なお、Ｎ型半導体層１０８の受光面側の表面には反射防止膜１０９が形成されている。
【０００５】
こうして、表面電極を裏面側にｎ電極１０４として配置した太陽電池セルでは、そのｎ電極１０４を裏面電極（ｐ電極１０５）と電気的に絶縁する必要がある。図３６に示す太陽電池セル１０１では、たとえば有機絶縁膜などの絶縁層１０８によって、ｎ電極１０４とｐ電極１０５とが電気的に絶縁されている。
【０００６】
また、特許文献２に開示された太陽電池では、基板の裏面の全面にわたってアルミニウム層からなるｐ電極が形成され、そのアルミニウム層に設けた開口部の底に配線を接続するための電極として銀電極が形成されている。以上のように、この種の太陽電池では、配線を接続するための電極は、絶縁層やアルミニウム層等の導電層などの所定の材料層に形成された開口部の底に位置している。
【０００７】
太陽電池の製造工程は、太陽電池セルを作製する前半工程と、その太陽電池セルを複数直列に接続してモジュールとして作製する後半工程とに大別される。その後半工程には、一の太陽電池セルのｐ電極と他の太陽電池セルのｎ電極とをインターコネクタによって接続する工程が含まれる。一般に、インターコネクタとして、銅に半田メッキを施したものが適用されている。そのインターコネクタと太陽電池セルのｐ（ｎ）電極とは、ｐ（ｎ）電極にインターコネクタを接触させた状態で半田を溶融させて、半田付けすることによって接合される。このような太陽電池の製造方法は、たとえば、特許文献３に開示されている。
【０００８】
ところが、特許文献３に開示されているような、太陽電池セルおよびインターコネクタの全体を加熱して半田付けを行う場合には、太陽電池セル１０１の熱膨張係数とインターコネクタ１１１の熱膨張係数との熱膨張係数差に起因する反りが発生することがある。そのような反りが発生すると、樹脂封止を伴うパッケージ化が困難になったり、太陽電池セル１０１が割れるなどの問題があった。このような反りが生じるのは、太陽電池セル１０１とインターコネクタ１１１の全体が加熱されることが原因とされる。
【０００９】
そこで、このような反りを抑制するために、たとえば特許文献４では、レーザ光線を用いて局所的に加熱することによって、太陽電池セルのｐ（ｎ）電極とインターコネクタとを半田付けする方法が提案されている。
【特許文献１】特開平２−５１２８２号公報
【特許文献２】特開平７−１３５３３３号公報
【特許文献３】特開平６−１５１９３２号公報
【特許文献４】特開２００４−１３４６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の太陽電池では次のような問題点があった。図３６に示すように、太陽電池セル１０１の裏面にｐ電極１０５とｎ電極１０４とを設けた太陽電池（特許文献１）では、太陽電池セル１０１の裏面には絶縁層１０８等を形成することに伴う凹凸が存在する。そのため、インターコネクタ１１１をｐ（ｎ）電極１０４，１０５に接触させて接合させる際に、インターコネクタ１１１とｐ（ｎ）電極１０４，１０５との間に隙間が生じ、半田付けによる接合が確実に行われないという問題があった。
【００１１】
また、特許文献２において開示されている太陽電池でも、アルミニウム層を形成することに伴う凹凸が存在するため、同様の問題があった。このように、従来の太陽電池では、所定の材料層を形成することに伴って生じる凹凸によって、インターコネクタとｐ（ｎ）電極との間に隙間が生じ、両者の接合が確実に行なわれないという問題があった。
【００１２】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、反りの発生を抑えて接続配線が太陽電池セルに確実に接合される太陽電池セルを提供することであり、他の目的は、所定の素子が形成された半導体装置を連結した半導体装置連結体を提供することである。さらに他の目的は、半導体装置を連結する接続配線を提供することであり、そのような接続配線を用いた半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る太陽電池セルは、所定の接続配線に電気的に接続される太陽電池セルであって、電極本体と材料層と電極接合部とを備えている。電極本体は、素子の端子として、所定の接続配線に電気的に接続される。材料層は所定の厚さを有して、素子を覆うように形成されて電極本体を露出する。電極接合部は、電極本体と接続配線との間に位置し、材料層と電極本体との高さ関係に起因して生じる電極本体と接続配線との間の隙間を狭める態様で電極本体と接続配線との接合を行う。
【００１４】
この構成によれば、電極本体と接続配線と電気的に接続する電極接合部が、材料層と電極本体との高さ関係に起因して生じる電極本体と接続配線との間の隙間を狭める態様で形成されていることで、電極本体と接続配線との電気的な接続を確実に行うことができる。
【００１５】
具体的に、電極本体と接続配線との電気的な接続を確実に行うには、第１主表面と第２主表面とを有し、第１主表面を受光面として、素子が形成された基板を備え、電極本体は基板の第２主表面に形成され、材料層は基板の第２主表面に形成され、材料層には電極本体を露出する開口部が形成され、電極接合部は、材料層の上面の位置を越えるように、電極本体上に形成された電極突起部を含むことが好ましい。
【００１６】
より具体的には、電極突起部は電極本体の表面に形成されていることが好ましい。
また、電極突起部の融点は、接続配線の融点よりも低く設定されていることが好ましい。これにより、接続配線を溶融させることなく電極突起部だけを溶融させて各電極と接続配線とを接合することができる。
【００１７】
そのような電極突起部としては、錫と鉛の合金、錫および鉛からなるいずれかを含む半田により形成されていることが好ましい。
【００１８】
さらに、電極本体と接続配線との電気的な接合を確実に行うためのより具体的な構造としては、電極本体の平面形状は円形とされ、電極突起部の外観は球面状とされ、電極突起部の電極本体と接触する底面の半径をｒ１、電極突起部の高さをｈ、電極本体の半径をｒ２、材料層の厚みをｔとすると、次の関係式、１／２×ｈ×（ｒ１）2＋１／６×（ｈ）3≦（ｒ２）2×ｔを満たす構造とすることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る半導体装置連結体は、基板と電極本体と材料層と開口部と接続配線と導電層と他の基板とを備えている。基板は第１主表面と第２主表面とを有し、所定の素子が形成されている。電極本体は、基板の第２主表面に素子の端子として形成されている。材料層は、基板の第２主表面に所定の厚さをもって形成されている。開口部は材料層に形成され、電極本体を露出する。接続配線は開口部を覆うように配設されている。導電層は電極本体と接続配線との間に形成され、電極本体と接続配線とを電気的に接続する。他の基板には所定の素子が形成されて、基板と隣接するように配設されて接続配線に電気的に接続されている。
【００２０】
この構成によれば、基板と他の基板とを導電層を介して接続配線によって電気的に確実に接続することができる。
【００２１】
具体的には、接続配線は所定の融点の芯材を含み、導電層は、芯材の融点より低い融点の材料からなる第１層と、その第１層と電極本体との間に介在する第２層とを含むことが好ましい。
【００２２】
また、接続配線は、芯材における、第１主表面と対向する表面と反対側の表面に形成された光吸収層を含むことが好ましい。
【００２３】
この場合には、接続配線をレーザ光線によって電極本体に接続させる際に、レーザ光線のエネルギーが効率よく吸収される。
【００２４】
そのような光吸収層として、光吸収層は第１層と同じ材料から形成されていることが好ましい。
【００２５】
また、第１層は、錫と鉛の合金、錫および鉛のいずれかの材料を含む半田から形成されていることが好ましい。
【００２６】
本発明に係る接続配線は、所定の厚さの材料層における所定の部分に露出する、素子の端子としての電極本体に電気的に接続される接続配線であって、弾性を有して所定の方向に延在し、電極本体と電気的に接続される接続部位を含み、その接続部位は、接続部位を電極本体に接触させた状態で弾性変形するように形成された配線接合部を備えている。
【００２７】
この構成によれば、電極本体と電気的に接続される接続部位が、接続部位を電極本体に接触させた状態で弾性変形するように形成された配線接合部を備えていることで、配線接合部を電極本体に確実に接触させて接合配線を接合することができる。
【００２８】
具体的には、配線接合部は、接続部位を電極本体に接触させた状態で材料層から離れる態様で弾性変形するように所定の高さに形成された配線突起部を含むことが好ましい。
【００２９】
また、所定の融点を有する材料からなる芯材を含み、配線突起部はその芯材の融点よりも低い融点の材料から形成されていることが好ましい。
【００３０】
これにより、接続配線をレーザ光線によって電極本体に接合させる際に、芯材を溶融させることなく配線突起部だけを溶融させることができる。
【００３１】
さらに、芯材の一方の表面には、芯材による所定の光の光吸収率よりも高い吸収率を有する光吸収層が形成されていることが好ましい。
【００３２】
この場合には、接続配線をレーザ光線によって電極本体に接続させる際に、レーザ光線のエネルギーが効率よく吸収される。
【００３３】
そのような光吸収層として、光吸収層は配線突起部と同じ材料から形成されていることが好ましい。
【００３４】
また、配線突起部は、錫と鉛の合金、錫および鉛のいずれかの材料を含む半田から形成されていることが好ましい。
【００３５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板に形成された所定の厚さの材料層に露出する、素子の端子としての電極本体に、その電極本体に接触させた状態で材料層から離れる態様で弾性変形する高さに形成された配線接合部を設けた接続配線を接続した半導体装置の製造方法であって、接触工程と溶融工程と接続工程とを備えている。接触工程では、配線接合部を電極本体に接触させる。溶融工程では、配線接合部を電極本体に接触させた状態で、接続配線に向けて所定のレーザ光線を照射することにより、配線接合部を溶融する。接続工程では、溶融した配線接合部を凝固させることにより、電極本体と接続配線とを接合する。
【００３６】
この方法によれば、配線接合部を電極本体に接触させた状態で、レーザ光線を照射することにより配線接合部を溶融し、その溶融した配線接合部を凝固させることにより、電極本体と接続配線とを確実に接合させることができる。
【００３７】
具体的には、基板は第１主表面と第２主表面を有し、材料層は第２主表面に形成され、電極本体は材料層に形成された開口部に露出し、配線接合部は、電極本体に接触させた状態で、接続配線が材料層から離れるように弾性変形する高さに形成された配線突起部を含み、接触工程では、その配線突起部を電極本体に接触させ、溶融工程では、配線突起部を溶融し、接続工程では、溶融した配線突起部を凝固させることが好ましい。
【００３８】
本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、基板に形成された所定の厚さの材料層に露出する、素子の端子としての電極本体に、接続配線を接続した半導体装置の製造方法であって、接触工程と溶融工程と接続工程とを備えている。接触工程では、接続配線と電極本体との間に、電極本体に接続配線が接触した状態で接続配線が材料層から離れる態様で弾性変形する高さに形成された接合部を配置し、配線接続部を電極本体に接合部を介して接触させる。溶融工程では、配線接続部を電極本体に接合部を介して接触させた状態で、接続配線に向けて所定のレーザ光線を照射することにより、接合部を溶融する。接続工程では、溶融した接合部を凝固させることにより、電極本体と接続配線とを接合する。
【００３９】
この方法によれば、配線接続部を電極本体に接合部を介して接触させた状態で、レーザ光線を照射することにより接合部を溶融し、その溶融した接合部を凝固させることにより、電極本体と接続配線とを確実に接合させることができる。
【００４０】
具体的には、基板は第１主表面と第２主表面を有し、材料層は前記第２主表面に形成され、電極本体は材料層に形成された開口部に露出し、接合部は、電極本体上に形成され、接続配線を接触させた状態で、接続配線が材料層から離れるように弾性変形する高さに形成された電極突起部を含み、接触工程では、電極突起部に接続配線を接触させ、溶融工程では、電極突起部を溶融し、接続工程では、溶融した電極突起部を凝固させることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明に係る太陽電池セルをはじめ、半導体装置連結体、半導体装置の製造方法および接続配線について、半導体装置の一例として太陽電池を挙げて具体的に説明する。
【００４２】
実施の形態１
ここでは、太陽電池を構成する太陽電池セルについて説明する。図１は、ｐｎ接合が形成された太陽電池セル基板２の裏面にｐ電極とｎ電極とを配設した太陽電池セル１における、ｐ電極４またはｎ電極５とその近傍の構造を示すものである。図１に示すように、太陽電池セル基板２の裏面には、各電極４，５を絶縁する絶縁層８が形成されている。ｐ（ｎ）電極４，５は、貫通孔３を充填して裏面に露出した電極本体６と、その電極本体６の表面に形成された電極突起部７とを備えて構成される。その電極突起部７としては、たとえば、半田あるいはインジュウムなどの低融点の金属材料が適用される。
【００４３】
電極突起部７のサイズ（寸法）は、インターコネクタを電極突起部７に接合したときに接合部分の厚さが絶縁層８の厚さ以下となるように設定することが望ましい。すなわち、電極突起部の体積７≦（ｎ電極本体６の面積×絶縁層８の厚さ）となるように設定することが好ましい。これは、太陽電池セル１にクラックが生じるのを抑制するためである。複数の太陽電池セル１をインタコネクタによって互いに接続した太陽電池（ストリング）では、各太陽電池セル１を保護するために、太陽電池セル１は所定の樹脂によって封止される。
【００４４】
このとき、太陽電池セル１とインターコネクタとの接合部に盛り上がった部分が存在すると、その部分に応力が集中して太陽電池セル１にクラックが生じることがある。そこで、電極突起部７のサイズを上述の条件に設定することで、接合部分の盛り上がりがなくなって太陽電池セル１にクラックが生じるのを抑制することができる。
【００４５】
ここで、図２に示すように、ｎ電極本体６の平面形状を円形とし、電極突起部７を球面状として、その電極突起部７のｎ電極本体６の表面に接触する底面の半径をｒ１、電極突起部７の高さをｈとすると、電極突起部７の体積Ｖ１は次式で表される。
【００４６】
Ｖ１＝π／２×ｈ×（ｒ１）2＋π／６×（ｈ）3
また、ｐ（ｎ）電極４，５の半径をｒ２、絶縁層８の厚さをｔとすると、体積Ｖ２（電極本体６の面積×絶縁層８の厚さ）は次式で表される。
【００４７】
Ｖ２＝π（ｒ２）2×ｔ
そうすると、Ｖ１≦Ｖ２となる条件は、
１／２×ｈ×（ｒ１）2＋１／６×（ｈ）3  ≦  （ｒ２）2×ｔ
となる。
【００４８】
次に、太陽電池セルの裏面におけるｐ電極とｎ電極の配置（レイアウト）について説明する。図３は、行方向に同一極の電極が配置され、列方向にｐ電極４ａ〜４ｃとｎ電極５ａ〜５ｃとが交互に配置されたレイアウトを示す。また、図４は、行方向にｐ電極４ａ〜４ｆとｎ電極５ａ〜５ｆとが交互に配置され、列方向には同一極の電極が配置されたレイアウトを示す。
【００４９】
図３および図４のいずれのレイアウトにおいても、列方向に配置されるｐ電極４またはｎ電極５は同一直線上に沿って配置されることが望ましい。これは、ｐ（ｎ）電極４，５とインターコネクタとをレーザ光線を照射することによって接合する場合に、ｐ電極４およびｎ電極５が一直線に沿って形成されていることで、レーザ光線をスキャンさせる際に、簡単に素早くスキャンさせることができるからである。
【００５０】
後述するように、上述した太陽電池セルでは、電極突起部が設けられていることで、インターコネクタとの電気的な接続を確実に行うことができる。
【００５１】
なお、上述した太陽電池セルでは、ｐ電極とｎ電極として、太陽電池セル１の裏面を覆う絶縁層８に形成された開口部分に露出した電極本体６を例に挙げて説明したが、絶縁層８以外の材料に形成した開口部に露出する態様の電極本体でもよく、たとえば、アルミニウム電極層の開口部に露出する、接続端子としての銀の電極でもよい。
【００５２】
実施の形態２
ここでは、実施の形態１において説明した太陽電池セルを互いに電気的に接続する接続配線としてのインターコネクタについて説明する。まず、従来のインターコネクタでは、図５に示すように、インターコネクタ１１１の芯材１１２の一方の表面には光吸収層１１４が連続的に形成され、他方の表面には低融点金属層１１３が連続的に形成されている。
【００５３】
これに対して、本インターコネクタの第１の例を図６に示す。図６に示すように、インターコネクタ１１の芯材１２の一方の表面には光吸収層１４が連続的に形成されているが、他方の表面には低融点金属層は形成されていない。インターコネクタ１１の芯材１２の材質としては、電気伝導度が高く、かつ、熱伝導度の高い材料が好ましく、たとえば銅が好ましい。また、光吸収層１４は、たとえば半田材料から形成されている。この場合には、芯材２の片面に光吸収層１４を設けるだけなので、図５に示すインターコネクタ１１１の場合に比べて、より安価にインターコネクタ１１を製造することができる。
【００５４】
インターコネクタの第２の例を図７に示す。図７に示すように、インターコネクタ１１の芯材１２の一方の表面には、レーザ光が照射される領域にのみ部分的に光吸収層１４が形成されている。また、芯材１２の他方の表面には低融点金属層は形成されていない。この場合には、光吸収層１４として有機材料を芯材１２に印刷するといった、比較的安価な製造方法を採用することができ、さらに、必要な部分にのみ有機材料を供給すればよいので、図６に示すインターコネクタの場合に比べて、材料費の削減が可能になる。
【００５５】
インターコネクタの第３の例を図８に示す。図８に示すように、インターコネクタ１１の芯材１２の一方の表面には、レーザ光が照射される領域にのみ部分的に光吸収層１４が形成されている。また、芯材１２の他方の表面には連続的に低融点金属層１３が形成されている。後述するように、第１の例〜第３の例に係るインターコネクタ１１は、ｐ（ｎ）電極として電極突起部が形成された太陽電池セルの接続に使用される。この場合には、低融点金属層１３が芯材１２を保護する作用を有する。すなわち、低融点金属層１３によって芯材１２の酸化やキズつき等を防止することができ、図５あるいは図６に示すインターコネクタの場合に比べて、さらに信頼性に優れた接合状態を得ることができる。
【００５６】
次に、インターコネクタの第４の例を図９に示す。図９に示すように、インターコネクタ１１の芯材１２の一方の表面には連続的に光吸収層１４が形成され、他方の表面には連続的に低融点金属層１３が形成されている。その低融点金属層１３の表面には、ｐ（ｎ）電極に対応する位置に配線突起部１６が形成されている。配線突起部１６の材質としては、ｐ電極本体またはｎ電極本体の表面に形成される電極突起部と同様に、半田やインジュウムなどの低融点金属が適用される。
【００５７】
インターコネクタの第５の例を図１０に示す。図１０に示すように、インターコネクタ１１の芯材１２の一方の表面には光吸収層は形成されず、他方の表面には低融点金属層は形成されずに、ｐ（ｎ）電極に対応する位置に配線突起部１６が直接形成されている。特に、この場合、インターコネクタ１１の芯材１２としては、接合時に照射されるレーザ光線の吸収性が良好な材料が好ましい。このインターコネクタ１１では、図９に示すインターコネクタの場合と比べて、インターコネクタを構成する材料が少なく、より安価にインターコネクタ１１を製造することができる。
【００５８】
インターコネクタの第６の例を図１１に示す。図１１に示すように、インターコネクタ１１の芯材１２の一方の表面には連続的に光吸収層１４が形成され、他方の表面には低融点金属層は形成されずに、ｐ（ｎ）電極に対応する位置に配線突起部１６が直接形成されている。このインターコネクタ１１では、図１０に示すインターコネクタの場合と比べて、レーザ光線のエネルギーをより有効に利用することができる。
【００５９】
インターコネクタの第７の例を図１２に示す。図１２に示すように、インターコネクタ１１の芯材１２の一方の表面にはｐ（ｎ）電極に対応する位置に光吸収層１４が形成され、他方の表面には低融点金属層は形成されずに、ｐ（ｎ）電極に対応する位置に配線突起部１６が直接形成されている。このインターコネクタ１１では、図１１に示すインターコネクタの場合と比べて、材料を節約することができて、より安価にインターコネクタ１１を製造することができる。
【００６０】
インターコネクタの第８の例を図１３に示す。図１３に示すように、インターコネクタ１１の芯材１２の一方の表面にはｐ（ｎ）電極に対応する位置に光吸収層１４が形成され、他方の表面には連続的に低融点金属層１３が形成され、さらにｐ（ｎ）電極に対応する位置に配線突起部１６が形成されている。このインターコネクタ１１では、低融点金属層１３が芯材１２を保護する作用を有する。すなわち、低融点金属層１３によって芯材１２の酸化やキズつき等を防止することができ、図１０〜図１２に示すインターコネクタの場合に比べて、さらに信頼性に優れた接合状態を得ることができる。
【００６１】
第４の例〜第８の例に係るインターコネクタ１１は、ｐ（ｎ）電極として電極突起部が形成されずにｐ（ｎ）の電極本体の表面が露出した太陽電池セルの接続に使用され、インターコネクタの配線突起部をそのｐ（ｎ）電極本体の表面に接触させた状態でインターコネクタ１１が太陽電池セル１に接合されることになる。
【００６２】
そのため、配線突起部１６のサイズ（寸法）は、その配線突起部１６をｐ（ｎ）電極本体に接合させたときに接合部分の厚さが絶縁層８の厚さ以下となるように設定することが望ましい。すなわち、配線突起部の体積≦（電極本体の面積×絶縁層の厚さ）となるように設定することが好ましい。
【００６３】
ここで、図１４に示すように、配線突起部１６を球面状として、その配線突起部１６のインターコネクタ１１の表面に接触する底面の半径をｒ１、配線突起部１６の高さをｈとすると、配線突起部１６の体積Ｖ１は次式で表される。
【００６４】
Ｖ１＝π／２×ｈ×（ｒ１）2＋π／６×（ｈ）3 
また、ｐ（ｎ）の電極本体６の平面形状を円形とし、その電極本体６の半径をｒ２、絶縁層８の厚さをｔとすると、体積Ｖ２（電極本体６の面積×絶縁層８の厚さ）は次式で表される。
【００６５】
Ｖ２＝π（ｒ２）2×ｔ
そうすると、Ｖ１≦Ｖ２となる条件は、
１／２×ｈ×（ｒ１）2＋１／６×（ｈ）3  ≦  （ｒ２）2×ｔ
となる。
【００６６】
実施の形態３
ここでは、太陽電池の製造方法として、電極突起部が形成された太陽電池セルとインターコネクタとの接続方法について説明する。なお、インターコネクタとしては、芯材の一方の表面に連続的に光吸収層形成されるとともに、他方の表面に連続的に低融点金属層が形成されたインターコネクタを例に挙げる。
【００６７】
まず、図１５に示すように、太陽電池セル１の電極突起部７に対してインターコネクタ１１の位置決めが行われる。次に、図１６に示すように、インターコネクタ１１の低融点金属層１３を電極突起部７に接触させる。次に、押さえ治具３１により上方からインターコネクタ１１を太陽電池セル２の側に押え付ける。このとき、電極突起部７が絶縁層８の上面より突出するように電極突起部７を形成することで、インターコネクタ１１が絶縁層８が位置する側とは反対の側（点線矢印）に絶縁層８から離れるように弾性変形をし、インターコネクタ１１が電極突起部７に確実に接触する。
【００６８】
次に、図１７に示すように、押さえ治具３１によりインターコネクタ１１を押え付けた状態で、インターコネクタ１１に向けてレーザ光線３２を上方から照射する。レーザ光線３２の光エネルギーは光吸収層１４にて吸収され、熱エネルギーとしてインターコネクタ１１の芯材１２から電極突起部７へ伝導し、無鉛半田層の電極突起部７が溶融する。電極突起部７が溶融することで、絶縁層８と電極本体６との高さの違いに起因して、絶縁層８から離れるように弾性変形をした接続配線１１と電極本体６との間の隙間が狭められることになる。その後、溶融した電極突起部７を凝固させることで、図１８に示すように、インターコネクタ１１とｐ（ｎ）電極４，５との接合が完了する。
【００６９】
このとき、レーザ光線３２のエネルギーとしては、インターコネクタ１１の芯材１２を溶融させずに、低融点金属層１３あるいは電極突起部７が溶融するようにそのパワーを調整することで、太陽電池セル１へのダメージが抑制されて良好な接合が可能になる。
【００７０】
また、レーザ光線３２の出力（パワー）を時間的に変えることによって、レーザ光線３２のエネルギーの損失を少なくすることができる。図１９および図２０は、レーザ光線の出力の制御波形と低融点金属部の温度の時間変化を示すグラフである。図１９に示すように、レーザ光線の出力を一定としたパルス照射としてもよい。また、さらに好適には、図２０に示すように、レーザ光線の出力を時間的に変化させる方法を採用してもよい。図２０に示す方法では、図１９に示す方法と比較して、接合対象物の温度を短時間で上昇させることができて、より低エネルギーでの接合が可能になる。
【００７１】
図１９に示す方法では、レーザ光線の照射開始からｔａ経過後に低融点金属の融点Ｔａに到達する一方、図２０に示す方法では、レーザ光線の照射開始からｔｃ経過後に低融点金属の融点Ｔｃに到達する。Ｔａ＝Ｔｃであるが、融点に到達するまでの時間はその間に照射されるレーザ光線のパワーに対応し、ｔａ＞ｔｃである。そのため、図２０に示す方法は図１９に示す方法と比べて、接合対象物を効率的に加熱することができ、接合工程の全体で、レーザ光線のエネルギーの損失を抑えることができる。
【００７２】
なお、レーザ光線をスキャンさせる手法としては、レーザ光線をガルバノスキャナーなどを用いて走査する方法と、レーザ光学ヘッドを走査させる方法の２通りの手法を適用することが可能である。また、レーザとしてはＹＡＧレーザに限られるものではなく、たとえば波長０．８〜１μｍの半導体レーザ、波長１〜１．５μｍのファイバーレーザ、波長１μｍ前後のディスクレーザなど、溶接や半田付けに適用される近赤外域（波長０．８〜２．５μｍ）の波長のレーザ光線を出射するレーザを適用することができる。
【００７３】
さらに、インターコネクタの芯材の材料としては、電気抵抗度が小さく、熱伝導度が高い材料が好ましく、特に、上述した近赤外域の波長のレーザ光線の吸収率が高い材料がより好ましい。また、光吸収層の材料としては、上述した近赤外域の波長、特に、０．８〜１．１μｍの波長を有するレーザ光線を吸収する材料が好ましい。
【００７４】
本太陽電池に適用されるインターコネクタの光吸収層の材料の例を表１に示し、芯材の材料の例を表２に示し、低融点金属層および金属突起部の材料の例を表３に示す。特に、低融点金属層および金属突起部の材料としては、共晶半田に代表されるように、表３に記載された金属以外にも、合金化された低融点合金を用いることが可能である。
【００７５】
【表１】
2009130117.tif 000003
【００７６】
【表２】
2009130117.tif 000004
【００７７】
【表３】
2009130117.tif 000005
【００７８】
上述した製造方法では、インターコネクタとして、芯材の一方の表面に連続的に光吸収層形成されるとともに、他方の表面に連続的に低融点金属層が形成されたインターコネクタを例に挙げて説明したが、この他に、すでに説明した図６〜図８に示されるインターコネクタも適用することができる。
【００７９】
実施の形態４
ここでは、太陽電池の製造方法として、配線突起部が形成されたインターコネクタと太陽電池セルとの接続方法について説明する。まず、図２１に示すように、太陽電池セル１のｐ（ｎ）電極４，５に対してインターコネクタ１１の配線突起部１６の位置決めが行われる。次に、図２２に示すように、インターコネクタ１１の配線突起部１６をｐ（ｎ）電極４，５の電極本体６に接触させる。次に、押さえ治具３１により上方からインターコネクタ１１を太陽電池セル１の側に押え付ける。
【００８０】
このとき、配線突起部１６を電極本体６に接触させた状態で低融点金属層１３の表面（配線突起部１６と低融点金属外の界面）の位置が、絶縁層８の上面よりも多少上に位置するように配線突起部１６を形成することで、インターコネクタ１１が絶縁層８が位置する側とは反対の側（点線矢印）に絶縁層から離れるように弾性変形をし、インターコネクタ１１の配線突起部１６が電極本体６に確実に接触する。
【００８１】
次に、図２３に示すように、押さえ治具３１によりインターコネクタ１１を押え付けた状態で、インターコネクタ１１に向けてレーザ光線３２を上方から照射する。レーザ光線３２の光エネルギーは光吸収層１４にて吸収され、熱エネルギーとしてインターコネクタ１１の芯材１２から低融点金属層１３を経て配線突起部１６へ伝導し、無鉛半田の配線突起部１６が溶融する。配線突起部１６が溶融することで、絶縁層８と電極本体６との高さの違いに起因して、絶縁層８から離れるように弾性変形をした接続配線１１と電極本体６との間の隙間が狭められることになる。その後、溶融した配線突起部１６を凝固させることで、図２４に示すように、インターコネクタ１１とｐ（ｎ）電極４，５との接合が完了する。
【００８２】
このとき、レーザ光線３２のエネルギーとしては、インターコネクタ１１の芯材１２を溶融させずに、低融点金属層１３あるいは配線突起部１６が溶融するようにそのパワーを調整することで、太陽電池セル１へのダメージが抑制されて良好な接合が可能になる。
【００８３】
また、実施の形態３において説明したように、レーザ光線３２の出力（パワー）を時間的に変えることによって、レーザ光線３２のエネルギーの損失を少なくすることができる（図１９、図２０を参照）。
【００８４】
また、上述した製造方法（図２１〜図２４）では、前述した製造方法（図１６〜図１８）の場合と比べて、電極本体のＡｇ成分が電極突起部へ拡散するのが抑えられて、より信頼性に優れた接合状態を得ることができる。このことについて説明する。まず、太陽電池セルで一般に用いられる電極（電極本体）は、銀ペーストを焼成して形成されることが多い。この銀の電極では半田中にＳｎ合金層が形成されるが、熱履歴が重なると、いわゆる「銀食われ」と称される現象が生じる。この銀食われ現象とは、Ａｇ成分がＳｎ中に拡散する現象である。
【００８５】
図１に示される太陽電池セルの電極突起部の形成方法として、たとえば、電気メッキや印刷法によって電極本体上に材料を供給し、この材料の融点以上に温度を上げて、その材料をリフロー（ウエットバック）する方法が採用される。図１６〜図１８に示すインターコネクタの太陽電池セルへの接続方法では、まず、電極突起部を形成する際のリフロー時に電極本体のＡｇ成分が電極突起部へ拡散することになり、そして、インターコネクタを電極突起部へ接合する際に電極突起部を溶融させることで、電極本体のＡｇ成分が電極突起部へさらに拡散することになる。そのため、銀食われ現象が発生しやすくなる。
【００８６】
一方、図２１〜図２４に示す接続方法では、電極本体と電極突起部が接触した状態で電極突起部が溶融する回数は、インターコネクタを接合する際の１回だけとなる。これにより、電極本体のＡｇ成分が電極突起部へ拡散する程度が、図１６〜図１８に示す方法の場合と比べて少なくなる。このため、接続配線に金属突起を設ける方法は、電極上に金属突起を設ける方法に比較して、より信頼性に優れた接合状態を得ることが可能になる。
【００８７】
なお、前述したように、レーザ光線をスキャンさせる手法としては、レーザ光線をガルバノスキャナーなどを用いて走査する方法や、レーザ光学ヘッドを走査させる方法を適用することができる。また、レーザとしては、ＹＡＧレーザの他に、近赤外域（波長０．８〜２．５μｍ）の波長のレーザ光線を出射するレーザを適用することができる。さらに、インターコネクタとしては、前述した各材料から形成されるインターコネクタを適用することができる。
【００８８】
上述した製造方法では、インターコネクタとして、芯材の一方の表面に連続的に光吸収層形成されるとともに、他方の表面に連続的に低融点金属層が形成され、その低融点金属に配線突起部が形成されたインターコネクタを例に挙げて説明したが、この他に、すでに説明した図１０〜図１３に示されるインターコネクタも適用することができる。
【００８９】
実施の形態５
ここでは、複数の太陽電池セルをインターコネクタによって互いに接続させた太陽電池の一例について説明する。まず、図２５は、インターコネクタ１１の平面形状を示すものである。図２５に示すように、インターコネクタ１１には、一方向に直線状に延在する延在部１７に加えて、太陽電池セルのｐ（ｎ）電極との接続部位１５が形成されている。接続部位１５は、延在部１７に対して一方向と直交する方向に突出するように形成されている。この接続部位１５を含むインターコネクタ１１の構造として、前述した図５〜図８に示されるインターコネクタ１１、あるいは、図９〜図１３に示されるインターコネクタ１１を適用することができる。
【００９０】
図５〜図８に示されるインターコネクタ１１のように、配線突起部が形成されていないインターコネクタ１１を適用する場合には、太陽電池セル１として、図１等に示すように、電極突起部７が形成されたｐ（ｎ）電極４，５を有する太陽電池セル１が適用される（ケースＡ）。一方、図９等に示されるインターコネクタ１１のように、配線突起部１６が形成されているインターコネクタ１１を適用する場合には、太陽電池セル１として、図１９等に示すように、電極突起部が形成されていないｐ（ｎ）電極４，５を有する太陽電池セル１が適用される（ケースＢ）。
【００９１】
ケースＡの場合には図１５〜図１７に示す工程を経て、そして、ケースＢの場合には図９〜図１３に示す工程を経て、それぞれ複数の太陽電池セル１がインターコネクタ１１によって互いに接続された太陽電池（ストリング）が形成される。図２４は、そのような太陽電池２２のうち、ｎ−１番目の太陽電池セル１ａ、ｎ番目の太陽電池セル１ｂおよびｎ＋１番目の太陽電池セル１ｃと、これらを互いに接続するインターコネクタ１１ａ〜１１ｈを含む平面構造を示すものである。
【００９２】
図２６に示すように、太陽電池セル１のそれぞれでは、行方向に同一極の電極４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃが配置され、列方向にｐ電極４ａ〜４ｃとｎ電極５ａ〜５ｃとが交互に配置されている。ｎ番目の太陽電池セル１ｂの１列目のｎ電極５ａ〜５ｃと、ｎ＋１番目の太陽電池セル１ｃの１列目のｐ電極４ａ〜４ｃとが、第１インターコネクタ１１ａによって電気的に接続されている。また、ｎ番目の太陽電池セル１ｂの２列目のｎ電極５ａ〜５ｃと、ｎ＋１番目の太陽電池セル１ｃの２列目のｐ電極４ａ〜４ｃとが、第２インターコネクタ１１ｂによって電気的に接続されている。
【００９３】
以下同様にして、それぞれの太陽電池セル１ｂ，１ｃの３列目のｎ電極５ａ〜５ｃとｐ電極４ａ〜４ｃとが第３インターコネクタ１１ｃによって電気的に接続され、４列目のｎ電極５ａ〜５ｃとｐ電極４ａ〜４ｃとが第４インターコネクタ１１ｄによって電気的に接続されている。こうして、ｎ番目の太陽電池セル１ｂのｎ電極５ａ〜５ｃと、ｎ＋１番目の太陽電池セル１ｃのｐ電極４ａ〜４ｃとが、４つのインターコネクタ１１ａ〜１１ｄからなるｎ番目のインターコネクタ群によって電気的に接続されている。
【００９４】
同様にして、ｎ−１番目の太陽電池セル１ａの４列分のｎ電極５ａ〜５ｃとｎ番目の太陽電池セル１ｂの４列分のｐ電極４ａ〜４ｃとが、４つのインターコネクタ１１ｅ〜１１ｈからなるｎ−１番目のインターコネクタ群によって列ごとに電気的に接続されている。同様に、他の太陽電池セルのｎ電極とｐ電極についても、インターコネクタによって電気的に接続されている。
【００９５】
上述した太陽電池（ストリング）２１では、接続部位１５が延在部１７に対して一方向と直交する方向に突出するように形成されたインターコネクタ１１（図２５参照）を用いることで、太陽電池セルの熱膨張係数とインターコネクタの熱膨張係数差に起因する不具合を緩和することが可能となる。このことについて説明する。
【００９６】
複数の太陽電池セルをインターコネクタによって接続することによって太陽電池（ストリング）が形成された後、太陽電池ストリングは樹脂によって封止される（パッケージ化）。このパッケージ化の工程では、温度１５０℃〜２００℃程度のもとで、樹脂シート、太陽電池ストリング、保護ガラスが一体的にラミネートされる。その際に、太陽電池セルの熱膨張係数とインターコネクタの熱膨張係数との差に起因して、太陽電池セルの伸び量とインターコネクタの伸び量とに差異が発生し、太陽電池セルとインターコネクタとが接続されたときの電極（本体）間の距離と、パッケージ化に伴う温度１５０℃〜２００℃程度のもとでの電極（本体）間の距離とは異なることになる。そのため、太陽電池セルに反りが発生したり、インターコネクタと電極との接続部に負荷が作用して、半田付けされた部分に剥離が生じたり、太陽電池セルが割れるなどの問題が生じるおそれがある。
【００９７】
また、実際に使用される環境の温度変化によっても、太陽電池セルとインターコネクタとの熱膨張係数の差によって、電極とインターコネクタとの接合部分に熱応力が作用することになり、これが太陽電池の信頼性を低下させる要因の一つとなるおそれがある。
【００９８】
そのような熱応力が作用する前の太陽電池セルとインターコネクタの状態を図２７に示し、熱応力が作用した太陽電池セルとインターコネクタの状態を図２８に示す。図２７および図２８に示すように、熱膨張係数の差によって、太陽電池セル１の伸びがインターコネクタ１１の伸びよりも大きくなるのに応じて、インターコネクタ１１の接続部位１５が変形することになる。こうして、接続部位１５が変形することによって熱応力が緩和されることになり、太陽電池セル１が反ったり、あるいは、割れてしまうのを抑制したり、半田付けした部分に剥離が生じたりするのを未然に防ぐことができる。
【００９９】
次に、太陽電池におけるインターコネクタとｐ（ｎ）電極との接続構造について説明する。図２９に示すように、太陽電池セル１の電極本体６とインターコネクタ１１との間には、溶融して凝固した凝固層２２が介在している。この凝固層２２は、電極本体６に形成された電極突起部、または、インターコネクタ１１に形成された配線突起部がレーザ光線によって溶解された後に凝固した層である。
【０１００】
電極突起部または配線突起部は、押さえ治具３１によりインターコネクタ１１が太陽電池セル１に押え付けられた状態で溶融される（図１７、図２３参照）。当初、押さえ付けられることで弾性変形していたインターコネクタ１１は、電極突起部または配線突起部等が溶融することで絶縁層８の上面とほぼ平行になる。また、その溶融した電極突起部または配線突起部等は、電極本体６の表面またはインターコネクタ１１の表面を濡らし、そして、自重によって、絶縁層８に形成された開口部９内の領域を充填するように拡がる。そのため、凝固層２２の厚さは、絶縁層８の厚さとほぼ同じ厚さかそれよりも薄い厚さとなる。
【０１０１】
インターコネクタ１１の配線突起部を構成する材料とｐ（ｎ）電極４，５の電極本体６を構成する材料とは基本的に異なる。そのため、図３０に示すように、凝固層２２と電極本体６との間には、第１金属間化合物層（あるいは第１合金層）２３が形成されることになる。さらに、ｐ（ｎ）電極４，５の電極突起部を構成する材料と、インターコネクタ１１の低融点金属層１３の材料とが異なっている場合には、凝固層２２と低融点金属層１３との間には、第２金属間化合物層（または第２合金層）２４が形成されることになる。
【０１０２】
このような第１（第２）金属間化合物層２３，２４（あるいは第１（第２）合金層）が形成されることで、インターコネクタ１１とｐ（ｎ）電極４，５との接合強度がより高められる。その結果、長期間にわたって太陽電池２１の信頼性を確保することができる。
【０１０３】
実施の形態６
ここでは、複数の太陽電池セルをインターコネクタによって互いに接続させた太陽電池の他の例について説明する。まず、図３１は、インターコネクタ１１の平面形状を示すものである。図３１に示すように、インターコネクタ１１には、一方向に直線状に延在する延在部１７に、太陽電池セルのｐ（ｎ）電極との接続部位１５が形成されている。この接続部位１５には配線突起部が形成されている。
【０１０４】
配線突起部が形成されているインターコネクタ１１を適用する場合には、太陽電池セルとして、図２１等に示すように、電極突起部が形成されていないｐ（ｎ）電極４，５を有する太陽電池セル１が適用される。この場合には図２１〜図２３に示す工程を経て、それぞれ複数の太陽電池セル１がインターコネクタ１１によって互いに接続された太陽電池（ストリング）が形成される。図３２は、そのような太陽電池２１のうち、ｎ−１番目の太陽電池セル１ａ、ｎ番目の太陽電池セル１ｂおよびｎ＋１番目の太陽電池セル１ｃと、これらを互いに接続するインターコネクタ１１を含む平面構造を示すものである。
【０１０５】
図３２に示すように、太陽電池セル１ａ，１ｂ，１ｃのそれぞれでは、行方向にｐ電極４ａ〜４ｆとｎ電極５ａ〜５ｆとが交互に配置され、列方向に同一極の電極４ａ〜４ｆ、５ａ〜５ｆが配置されている。ｎ番目の太陽電池セル１ｂの１列目のｐ電極４ａ〜４ｆと、ｎ−１番目の太陽電池セル１ａの１列目のｎ電極５ａ〜５ｆとが、第１インターコネクタ１１ａによって電気的に接続されている。また、ｎ番目の太陽電池セル１ｂの２列目のｎ電極５ａ〜５ｆと、ｎ＋１番目の太陽電池セル１ｃの２列目のｐ電極４ａ〜４ｆとが、第２インターコネクタ１１ｂによって電気的に接続されている。
【０１０６】
さらに、ｎ番目の太陽電池セル１ｂの３列目のｐ電極４ａ〜４ｆと、ｎ−１番目の太陽電池セル１ａの３列目のｎ電極５ａ〜５ｆとが、第３インターコネクタ１１ｃによって電気的に接続されている。そして、ｎ番目の太陽電池セル１ｂの４列目のｎ電極５ａ〜５ｆと、ｎ＋１番目の太陽電池セル１ｃの４列目のｐ電極４ａ〜４ｆとが、第４インターコネクタ１１ｄによって電気的に接続されている。
【０１０７】
こうして、ｎ番目の太陽電池セル１ｂのｐ電極４ａ〜４ｆと、ｎ−１番目の太陽電池セル１ａのｎ電極５ａ〜５ｆとが、２つのインターコネクタ１１ａ，１１ｃによって電気的に接続され、ｎ番目の太陽電池セル１ｂのｎ電極５ａ〜５ｆと、ｎ＋１番目の太陽電池セル１ｃのｐ電極４ａ〜４ｆとが、２つのインターコネクタ１１ｂ，１１ｄによって電気的に接続される。
【０１０８】
この太陽電池２１において、インターコネクタ１１とｐ（ｎ）電極４，５とが接続される部分では、前述したように、インターコネクタ１１に形成された配線突起部１６等がレーザ光線によって溶解された後に凝固した凝固層２２が介在している（図２９参照）。また、前述したように、その凝固層２２の厚さは、絶縁層８の厚さとほぼ同じ厚さかそれよりも薄い厚さとなる。さらに、インターコネクタ１１の配線突起部を構成する材料とｐ（ｎ）電極４，５の電極本体６を構成する材料とは基本的に異なるため、凝固層２２と電極本体６との間には、第１金属間化合物層（あるいは第１合金層）２３が形成されることになる（図３０参照）。
【０１０９】
少なくともこのような第１金属間化合物層（あるいは第１合金層）２３が形成されることで、インターコネクタ１１とｐ（ｎ）電極４，５との接合強度がより高められる。その結果、長期間にわたって太陽電池２１の信頼性を確保することができる。
【０１１０】
なお、上述した太陽電池２１では、インターコネクタ１１として、配線突起部が形成されたインターコネクタ１１を例に挙げて説明したが、図５〜図８に示されるインターコネクタ１１を用いてもよい。この場合には、太陽電池セル１として、図１等に示される太陽電池セル１を用いることになる。
【０１１１】
また、上述した各実施の形態では、半導体装置の一例として太陽電池を例に挙げて、太陽電池セル、太陽電池セル間を接続する接続配線、接続配線によって接続された太陽電池（ストリング）を説明した。半導体装置としては、太陽電池に限られず、所定の基板に素子が形成され、その基板の片面に電極が形成されたものでもよい。この場合にも、そのような素子が形成された基板を接続配線によって互いに接続することができ、より大規模な半導体装置を構成することができる。
【０１１２】
さらに、上述した各実施の形態では、材料層としての絶縁層の上面と電極本体の上面との高さの違いによる凹凸が形成された太陽電池セルを例に挙げて説明したが、材料層としてのアルミニウム電極層と、そのアルミニウム電極層の開口部の底に露出した接続端子となる電極とを備えた半導体装置でもよい。
【０１１３】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽電池セルの部分断面図である。
【図２】同実施の形態において、電極の構造の寸法関係を説明するための部分断面図である。
【図３】同実施の形態において、太陽電池セルの電極のレイアウトを示す第１の平面図である。
【図４】同実施の形態において、太陽電池セルの電極のレイアウトを示す第２の平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るインターコネクタとの構造上の違いを説明するための従来のインターコネクタの断面図である。
【図６】同実施の形態において、インターコネクタの第１の例を示す断面図である。
【図７】同実施の形態において、インターコネクタの第２の例を示す断面図である。
【図８】同実施の形態において、インターコネクタの第３の例を示す断面図である。
【図９】同実施の形態において、インターコネクタの第４の例を示す断面図である。
【図１０】同実施の形態において、インターコネクタの第５の例を示す断面図である。
【図１１】同実施の形態において、インターコネクタの第６の例を示す断面図である。
【図１２】同実施の形態において、インターコネクタの第７の例を示す断面図である。
【図１３】同実施の形態において、インターコネクタの第８の例を示す断面図である。
【図１４】同実施の形態において、インターコネクタと電極の構造の寸法関係を説明するための部分断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る太陽電池の製造方法の一工程を示す部分断面図である。
【図１６】同実施の形態において、図１５に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。
【図１７】同実施の形態において、図１６に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。
【図１８】同実施の形態において、図１７に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。
【図１９】同実施の形態において、レーザ光線の出力波形および接合部の温度変化のそれぞれの時間依存性を示す第１のグラフである。
【図２０】同実施の形態において、レーザ光線の出力波形および接合部の温度変化のそれぞれの時間依存性を示す第２のグラフである。
【図２１】本発明の実施の形態４に係る太陽電池の製造方法の一工程を示す部分断面図である。
【図２２】同実施の形態において、図２１に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。
【図２３】同実施の形態において、図２２に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。
【図２４】同実施の形態において、図２３に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態５に係る太陽電池に適用されるインターコネクタを示す平面図である。
【図２６】同実施の形態において、太陽電池の平面構造を示す平面図である。
【図２７】同実施の形態において、熱応力が作用する前の太陽電池セルとインターコネクタの状態を示す平面図である。
【図２８】同実施の形態において、熱応力が作用した太陽電池とインターコネクタの状態を示す平面図である。
【図２９】同実施の形態において、インターコネクタと電極との接合部分を示す部分断面図である。
【図３０】同実施の形態において、インターコネクタと電極との接合部分を示す部分拡大断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態６に係る太陽電池に適用されるインターコネクタを示す平面図である。
【図３２】同実施の形態において、太陽電池の平面構造を示す平面図である。
【図３３】従来の太陽電池の製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図３４】図３３に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。
【図３５】図３４に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。
【図３６】従来の太陽電池における電極とその周辺を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１  太陽電池セル、２  太陽電池セル基板、３  貫通孔、４，４ａ〜４ｆ  ｐ電極、５，５ａ〜５ｆ  ｎ電極、６  電極本体、７  電極突起部、８  絶縁層、９  開口部、１１，１１ａ〜１１ｄ  インターコネクタ、１２  芯材、１３  低融点金属層、１４  光吸収層、１５  接続部位、１６  配線突起部、１７  配線本体、２１  太陽電池、２２  凝固層、２３  第１金属間化合物、２４  第２金属間化合物、３１  押さえ治具、３２  レーザ光線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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