CN108431982B - 固体接合型光电转换元件模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种固体接合型光电转换元件模块，其为具备第一光电转换元件(C1)、第二光电转换元件(C2)、连接部(J)和基材(1)的固体接合型光电转换元件模块(10)，上述第一光电转换元件和上述第二光电转换元件在上述基材的表面上相邻地配置，上述第一光电转换元件(C1)依次具备第一导电层(2a)、包含钙钛矿层的发电层(3a)和第二导电层(4a)，上述第一光电转换元件的上述第一导电层(2a)与上述基材(1)相接，上述第二光电转换元件(C2)依次具备第一导电层(2b)、包含钙钛矿层的发电层(3b)和第二导电层(4b)，上述第二光电转换元件的上述第一导电层(2b)与上述基材(1)相接，上述连接部(J)将上述第一光电转换元件的上述第二导电层(4a)与上述第二光电转换元件的上述第一导电层(2b)连接，并与上述第一光电转换元件的上述发电层(3a)和上述第二光电转换元件的上述发电层(3b)接触。

Description

固体接合型光电转换元件模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及固体接合型光电转换元件模块及其制造方法。
本申请基于2016年2月18日在日本申请的特愿2016-028712号要求优先权，并将其内容援引至此。
背景技术
近年来，有报告称具备含钙钛矿化合物的发电层的固体接合型光电转换元件显示出高光电转换效率(非专利文献1)，其作为新型光电转换元件而备受关注。以该报告为开端，相继报告了光电转换效率的进一步提高(例如非专利文献2)。
上述固体接合型光电转换元件的单一电池单元的电压为1.0V左右，为了获得实用的电压而需要将多个电池单元串联连接。
作为以往的太阳能电池的串联连接的结构，报告了例如W型结构(专利文献1)、Z型结构(专利文献2)、单片结构(专利文献3的图1)等。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：“Efficient Hybrid Solar Cells Based on Meso-Superstructured Organometal Halide Perovskites”Science，2012，338，p643-647.
非专利文献2：“Solvent engineering for high-performance inorganic-organic hybrid perovskite solar cells”Nature Materials 2014，13，p897-903.
专利文献
专利文献1：日本特开平8-306399号公报
专利文献2：日本特开2007-12377号公报
专利文献3：日本特开2004-303463号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，针对上述任意的串联连接的结构，在制造该结构时，均需要以规定的图案对具备N型半导体层、钙钛矿层和P型半导体层的发电层进行成膜，需要高度的制造技术。具体而言，在单一的基板上对被划分成多个分区的发电层进行图案成膜的情况下，担心因掩模的影响而导致在钙钛矿层的厚度方面产生不均。此外，在成膜为无图案(实心涂布)的发电层后通过蚀刻来形成图案的情况下，需要对构成发电层的多个层个别地进行蚀刻，制造工艺变得复杂，存在成品率降低的问题。
本发明是鉴于上述情况而进行的，提供一种具备能够使制造工艺简易化的串联连接的结构的、固体接合型光电转换元件模块及其制造方法。
用于解决课题的方法
[1]一种固体接合型光电转换元件模块，其为具备第一光电转换元件、第二光电转换元件、连接部和基材的固体接合型光电转换元件模块，上述第一光电转换元件和上述第二光电转换元件在上述基材的表面上相邻地配置，上述第一光电转换元件依次具备第一导电层、包含钙钛矿层的发电层和第二导电层，上述第一光电转换元件的上述第一导电层与上述基材相接，上述第二光电转换元件依次具备第一导电层、包含钙钛矿层的发电层和第二导电层，上述第二光电转换元件的上述第一导电层与上述基材相接，上述连接部将上述第一光电转换元件的上述第二导电层与上述第二光电转换元件的上述第一导电层连接，并与上述第一光电转换元件的上述发电层和上述第二光电转换元件的上述发电层接触。
[2]根据[1]所述的固体接合型光电转换元件模块，其中，上述连接部沿着上述第一光电转换元件与上述第二光电转换元件之间连续地配置。
[3]根据[1]所述的固体接合型光电转换元件模块，其中，上述连接部沿着上述第一光电转换元件与上述第二光电转换元件之间不连续地配置。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的固体接合型光电转换元件模块，其中，上述连接部包含导通件。
[5]根据[1]～[3]中任一项所述的固体接合型光电转换元件模块，其中，上述连接部包括延伸设置部和沿着该延伸设置部配置的压接件，所述延伸设置部是上述第一光电转换元件的上述第二导电层的端部被延伸设置并与上述第二光电转换元件的上述第一导电层连接而成的。
[6]根据[4]所述的固体接合型光电转换元件模块，其中，上述导通件从上述基材的背面突出。
[7]根据[1]～[6]中任一项所述的固体接合型光电转换元件模块，其还具备覆盖在上述第一光电转换元件的上述第二导电层、上述连接部和上述第二光电转换元件的上述第二导电层上的绝缘材料。
[8]一种固体接合型光电转换元件模块的制造方法，其是制造[4]所述的固体接合型光电转换元件模块的方法，其具备：在上述基材上形成上述第一光电转换元件的上述第一导电层、以及与其分隔开的上述第二光电转换元件的上述第一导电层的工序；形成位于上述第一光电转换元件的上述第一导电层和上述第二光电转换元件的上述第一导电层上的、连接为一体且包含钙钛矿层的发电层的工序；在上述发电层上形成上述第一光电转换元件的上述第二导电层、以及与其分隔开的上述第二光电转换元件的上述第二导电层的工序；以及，在上述第一光电转换元件的上述第二导电层与上述第二光电转换元件的上述第二导电层之间，从上述第一光电转换元件的上述第二导电层侧将上述导通件刺入，通过将上述导通件压入至使上述导通件贯穿上述发电层并进一步相接于上述第二光电转换元件的上述第一导电层为止，从而形成上述连接部的工序。
[9]一种固体接合型光电转换元件模块的制造方法，其是制造[5]所述的固体接合型光电转换元件模块的方法，其具备：在上述基材上形成上述第一光电转换元件的上述第一导电层、以及与其分隔开的上述第二光电转换元件的上述第一导电层的工序；形成位于上述第一光电转换元件的上述第一导电层和上述第二光电转换元件的上述第一导电层上的、连接为一体且包含钙钛矿层的发电层的工序；在上述发电层上形成上述第一光电转换元件的上述第二导电层、以及与其分隔开的上述第二光电转换元件的上述第二导电层的工序；以及，在上述第一光电转换元件的上述第二导电层与上述第二光电转换元件的上述第二导电层之间，在上述第一光电转换元件的上述第二导电层的端部将所述压接件压入，通过将上述压接件压入至使被上述压接件压入而陷入的上述端部贯穿上述发电层并进一步相接于上述第二光电转换元件的上述第一导电层为止，从而形成上述连接部的工序。
发明的效果
根据本发明，能够提供具备能够使制造工艺简易化的串联连接的结构的、固体接合型光电转换元件模块；及其制造方法。
附图说明
图1是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第一实施方式的俯视图。
图2是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第一实施方式的A-A剖视图。
图3是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第二实施方式的俯视图。
图4是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第二实施方式的A-A剖视图。
图5是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第三实施方式的俯视图。
图6是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第三实施方式的A-A剖视图。
图7是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第四实施方式的俯视图。
图8是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第四实施方式的A-A剖视图。
图9是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第五实施方式的俯视图。
图10是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第五实施方式的A-A剖视图。
图11是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第六实施方式的俯视图。
图12是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第六实施方式的A-A剖视图。
图13是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第七实施方式的俯视图。
图14是本发明的固体接合型光电转换元件模块的第七实施方式的A-A剖视图。
图15是示出本发明的固体接合型光电转换元件模块的第一实施方式的制造工序的剖视图。
图16是示出比较例的固体接合型光电转换元件模块的制造工序的剖视图。
具体实施方式
以下，基于优选的实施方式，参照附图来说明本发明，但本发明并不限定于所述实施方式。
本说明书中，“膜”和“层”在没有特别说明的情况下不加区分。此外，有时将固体接合型的光电转换元件简称为“光电转换元件”，将有机无机钙钛矿化合物简称为“钙钛矿化合物”。此外，有时将固体接合型光电转换元件模块简称为“模块”。
《固体接合型光电转换元件模块》
本发明所述的固体接合型光电转换元件模块如图1～图14所示那样，是两个以上的依次具备第一导电层2、包含钙钛矿层的发电层3和第二导电层4的固体接合型的光电转换元件在基材1上相邻配置而成的固体接合型光电转换元件模块10。
模块10具备将上述两个以上的光电转换元件之中的第一光电转换元件C1的第二导电层4a和与第一光电转换元件C1相邻的第二光电转换元件C2的第一导电层2b连接的连接部J。
连接部J与第一光电转换元件C1的发电层3a和第二光电转换元件C2的发电层3b接触。
在模块10的上述剖视图中，连接部J与第一光电转换元件C1的发电层3a的侧面和第二光电转换元件C2的发电层3b的侧面接触。由此，形成用第一光电转换元件C1的侧面和第二光电转换元件C2的侧面夹持连接部J的结构。换言之，形成在第一光电转换元件C1的侧面与第二光电转换元件C2的侧面之间的间隔(槽)中填充有连接部J的结构，上述间隔不存在实质性的间隙。
[第一实施方式]
本发明所述的第一实施方式的模块10A在第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2之间具有连接部J。
连接部J包含将第一光电转换元件C1的第二导电层4a与第二光电转换元件C2的第一导电层2b电连接的导通件5。
导通件5在第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2之间沿着各光电转换元件C1、C2的厚度方向(X方向)进行配置。
用在各光电转换元件的厚度方向(X-Y方向)上切开的剖面(图2)来观察连接部J时，第一光电转换元件C1和第二光电转换元件C2具有共用的基材1，各光电转换元件的第一导电层2彼此分隔开，各光电转换元件的第二导电层4彼此分隔开。由此，第一光电转换元件C1和第二光电转换元件C2得以区分。
此外，出于实现上述区分的目的，导通件5不与第一光电转换元件C1的第一导电层2a和第二光电转换元件C2的第二导电层4b相接。
如果参照图1，则上述区分更加明确。图1是模块10A的俯视图。第一光电转换元件C1的第二导电层4a与第二光电转换元件C2的第二导电层4b彼此分隔开，在其间露出P型半导体层33。构成连接部J的导通件5沿着第一光电转换元件C1和上述第二光电转换元件C2之间连续地配置。换言之，连接为一体的导通件5沿着第一光电转换元件C1的第二导电层4a的端部4aa所形成的边(沿着Z方向)配置。
在图2所示的剖面中，将第二导电层4a与第一导电层2b串联连接的导通件5与第一光电转换元件C1的发电层3a和第二光电转换元件C2的发电层3b接触。由于存在该接触，因而在第一光电转换元件C1的发电层3a与第二光电转换元件C2的发电层3b之间有可能产生漏电流，但实际上在实用方面不会成为显著的问题。作为其理由，可列举出：由第二导电层4a、导通件5和第一导电层2b形成的光电流的主路径由导电性比发电层3的半导体材料高的导电材料构成。换言之，即使产生漏电流，所产生的电流也基本在上述主路径中流动。
发电层3是在第一导电层2上按照任选设置的N型半导体层(阻挡层)31、钙钛矿层(光吸收层)32、任选设置的P型半导体层33的顺序进行层叠而成的。
N型半导体层31不是必须的构成，但优选N型半导体层31配置在第一导电层2与钙钛矿层32之间。
P型半导体层33不是必须的构成，但优选P型半导体层33配置在第二导电层4与钙钛矿层32之间。
如果配置有N型半导体层31和P型半导体层33中的至少一者，则防止电动势的损失，光电转换效率提高。
从获得上述效果的观点出发，N型半导体层31和P型半导体层33优选为非多孔性的致密层。
只要构成发电层3的上述各层的相对顺序得以维持，则在不损害本发明主旨的范围内，可以在发电层3中的任意层的上或下插入其它层。从减小各光电转换元件C1、C2的内部电阻，提高光电转换效率的观点出发，优选在钙钛矿层32的表面形成有P型半导体层33，在P型半导体层33的表面形成有第二导电层4。
以下，针对各层依次进行说明。
<基材1>
基材1的种类没有特别限定，可列举出例如以往的太阳能电池的光电极所使用的透明基材。作为上述透明基材，可列举出例如包含玻璃或合成树脂的基板、合成树脂制的具有挠性的膜等。
在上述透明基材的材料为合成树脂的情况下，作为该合成树脂，可列举出例如聚丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚酰胺树脂等。这些之中，从制造轻薄且柔性的太阳能电池的观点出发，优选为聚酯树脂，特别优选为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
基材1的厚度和材料的组合没有特别限定，可列举出例如1mm～10mm厚的玻璃基板、0.01mm～3mm厚的树脂膜等。
<第一导电层2>
第一导电层2的材料没有特别限定，适合为例如选自金、银、铜、铝、钨、镍和铬中的任意1种以上的金属。
作为上述材料，也可列举出ITO、FTO、ATO、SnO2、ZnO等氧化物、碳材料、高分子材料等。
第一导电层2的厚度没有特别限定，优选为例如10nm～100nm。
需要说明的是，本说明书中，厚度如下地求出：用电子显微镜观察固体接合型光电转换元件的厚度方向的剖面，对测定对象的任意10处的厚度进行测定，以各厚度的算术平均值的形式而求出。
<N型半导体层31>
构成N型半导体层31的N型半导体没有特别限定，可列举出例如ZnO、TiO2、SnO、IGZO、SrTiO3等电子传导性优异的氧化物半导体。其中，尤其是TiO2的电子传导性优异，因而优选。
构成N型半导体层31的N型半导体的种类可以是1种，也可以是2种以上。
N型半导体层31的层数可以为1层，也可以为2层以上。
N型半导体层31的总厚度没有特别限定，可列举出例如1nm～1μm左右。如果为1nm以上，则充分获得防止上述损失的效果，如果为1μm以下，则能够将内部电阻抑制得较低。
<钙钛矿层32>
钙钛矿层32是包含钙钛矿化合物的层，可以仅由钙钛矿化合物形成，也可以在层内的一部分或全部包含基底层(未图示)。上述基底层是结构性地支承钙钛矿层32的层。
钙钛矿层32的厚度没有特别限定，例如优选为10nm～10μm、更优选为50nm～1μm、进一步优选为100nm～0.5μm。
如果是上述范围的下限值以上，则钙钛矿层32的光吸收效率提高，能够获得更优异的光电转换效率。
如果是上述范围的上限值以下，则钙钛矿层32内产生的光电子到达第一导电层2的效率提高，能够获得更优异的光电转换效率。
钙钛矿层32内任选包含的上述基底层的厚度没有特别限定，相对于钙钛矿层32的总厚度，例如优选为20％～100％、更优选为30％～80％。此处，上述基底层的厚度是自N型半导体层31的表面起的厚度。
钙钛矿化合物的种类没有特别限定，可以应用公知的太阳能电池所使用的钙钛矿化合物，优选为具有晶体结构且与典型的化合物半导体同样地基于带隙激发而显示出光吸收的化合物。例如已知的是：作为公知钙钛矿化合物的CH3NH3PbI3与染料敏化太阳能电池的敏化染料相比来说，每单位厚度的吸光系数(cm-1)高出1个数量级。
上述基底层的材料优选为N型半导体和/或绝缘体。
上述基底层可以为多孔膜，也可以为非多孔的致密膜，优选为多孔膜。优选通过上述基底层的多孔结构而担载着钙钛矿化合物。在上述基底层为致密膜的情况下，也优选上述致密膜中包含钙钛矿化合物。上述致密膜优选由N型半导体形成。
能够构成上述基底层的上述N型半导体的种类没有特别限定，可以应用公知的N型半导体，可列举出例如以往的构成染料敏化太阳能电池的光电极的氧化物半导体。具体而言，可例示出氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO、SnO2)、IGZO、钛酸锶(SrTiO3)等电子传导性优异的氧化物半导体。此外，有时也可应用掺杂有5价元素的Si、Cd、ZnS等化合物半导体。这些之中，尤其是氧化钛的电子传导性优异，故而优选。
形成上述基底层的N型半导体可以为1种，也可以为2种以上。
能够构成上述基底层的上述绝缘体的种类没有特别限定，可以应用公知的绝缘体，可列举出例如以往的构成半导体设备的绝缘层的氧化物。具体而言，可例示出二氧化锆、二氧化硅、氧化铝(AlO、Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化镍(NiO)等。这些之中，特别优选为氧化铝(III)(Al2O3)。
形成上述基底层的绝缘体可以为1种，也可以为2种以上。
<P型半导体层33>
在钙钛矿层32的表面形成的P型半导体层33由P型半导体构成。如果在钙钛矿层32与第二导电层4之间配置有具有空孔(空穴)的P型半导体层33，则能够抑制逆电流的发生，能够提高电子从第二导电层4向钙钛矿层32移动的效率。其结果，能够提高光电转换效率和电压。
上述P型半导体的种类没有特别限定，可以为有机材料，也可以为无机材料，可以应用例如公知的太阳能电池的空穴传输层的P型半导体。作为上述有机材料，可列举出例如2，2’，7，7’-四(N，N-二对甲氧基苯胺)-9，9’-螺双芴(简称：spiro-OMeTAD)、聚(3-己基噻吩)(简称：P3HT)、聚三芳基胺(简称：PTAA)等。
作为上述无机材料，可列举出例如CuI、CuSCN、CuO、Cu2O等铜化合物、NiO等镍化合物等。
P型半导体层33的厚度没有特别限定，例如优选为1nm～1000nm、更优选为5nm～500nm、进一步优选为30nm～500nm。
如果为上述范围的下限值以上，则能够获得高的电动势。
如果为上述范围的上限值以下，则能够进一步降低内部电阻。
<第二导电层4>
第二导电层4的材料没有特别限定，优选为例如选自金、银、铜、铝、钨、镍和铬中的任意1种以上的金属。
作为上述材料，也可列举出ITO、FTO、ATO、SnO2、ZnO等氧化物、碳材料、高分子材料等。
第二导电层4的厚度没有特别限定，优选为例如10nm～100nm。
<导通件5>
构成导通件5的导电材料没有特别限定，可列举出例如Cu、Fe、Au、Al、Ni、SUS等金属材料。
导通件5的形状优选为沿着第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2的边界的形状，即，在两光电转换元件C1、C2之间沿着P型半导体层33露出的部分的长度方向的形状。具有该形状的导通件5的长度方向沿着图2的剖视图的纵深方向、即、图1的Z方向。
导通件5可以具有或不具有朝着模块10的厚度方向(X方向)缓慢变细的锥形形状。
作为与导通件5的长度方向(Z方向)正交的剖面的形状，优选为例如
Figure BDA0001709949810000111
形(倒三角形)、V形等。作为该剖面形状的V形的谷间可以为空洞(中空)，也可以为实心。
模块10A的导通件5是具有朝着厚度方向(X方向)缓慢变细的锥形形状的金属制刃体(刃具)。
《固体接合型光电转换元件模块10的发电》
在第二光电转换元件C2中，如果钙钛矿层32吸收光，则在层内产生光电子和空穴。光电子被N型半导体层31收容，并移动至第一导电层2b所构成的作用极(正极)。另一方面，空穴经由P型半导体层33而移动至第二导电层4b所构成的对电极(负极)。
移动至第二光电转换元件C2的第一导电层2b的光电子经由连接部J而流动至第一光电转换元件C1的第二导电层4a。其后，在第一光电转换元件C1中，流过发电层3a并到达第一导电层2a。
通过上述的一系列过程，电子(光电子)从第二光电转换元件C2流至第一光电转换元件C1。即，电流从第一光电转换元件C1流至第二光电转换元件C2。
通过模块10而产生的电流可经由与第一导电层2a和第二导电层4b连接的引出电极而向外部电路取出。
《模块的其它实施方式》
[第二实施方式]
本发明所述的第二实施方式的固体接合型光电转换元件模块10B(10)如图3的俯视图和图4的剖视图所示那样，具有与第一实施方式的模块10A类似的连接形态。
第二实施方式的连接部J包含将第一光电转换元件C1的第二导电层4a与第二光电转换元件C2的第一导电层2b串联连接的多个导通件5。
模块10B所具备的多个导通件5是在各光电转换元件C1、C2之间在沿着第二导电层4a的端部4aa所形成的边的方向(Z方向)上彼此分隔开地配置的多个销体。
第一实施方式的模块10A具备在Z方向上连续的上述刃体，但本实施方式的模块10B具备上述刃体在Z方向上被断开而成的多个销体。
上述销体可以具有或不具有朝着模块10B的厚度方向(X方向)缓慢变细的锥形形状，优选为具有朝着模块10B的厚度方向(X方向)缓慢变细的锥形形状。
与上述销体的X方向正交的剖面形状没有特别限定，可列举出例如圆、椭圆、三角形、矩形、其它多边形。上述销体的上述剖面形状可以为中空，也可以为实心。
作为上述销体，可列举出例如钉、针、楔子、细棒等导电性部件。
在图4的剖视图中，导通件5与第一光电转换元件C1的发电层3a和第二光电转换元件C2的发电层3b接触。由于存在该相接，因而在第一光电转换元件C1的发电层3a与第二光电转换元件C2的发电层3b之间有可能产生漏电流，但实用方面不会成为显著的问题。其理由与第一实施方式的模块10A相同。
在图3的俯视图中，第一光电转换元件C1的第二导电层4a与第二光电转换元件C2的第二导电层4b彼此分隔开，在其间露出P型半导体层33。构成连接部J的导通件5沿着第一光电转换元件C1与上述第二光电转换元件C2之间不连续地配置。换言之，构成导通件5的多个销体沿着第二导电层4a的端部4aa所形成的边(沿着Z方向)彼此分隔开地配置。
由图3和图4可明确：上述销体隔开第一光电转换元件C1的发电层3a和第二光电转换元件C2的发电层3b，但上述销体沿着Z方向散在，因此，存在第一光电转换元件C1的发电层3a与第二光电转换元件C2的发电层3b连续的部分。在该部分有可能产生漏电流，但实际上在实用方面不会成为显著的问题。作为其理由，可列举出：由第二导电层4a、导通件5和第一导电层2b形成的光电流的主路径由导电性比发电层3的半导体材料高的导电材料构成。换言之，即使产生漏电流，所产生的电流也基本在上述主路径中流动。
[第三实施方式]
本发明所述的第三实施方式的固体接合型光电转换元件模块10C(10)如图5和图6所示那样，具有与第一实施方式的模块10A类似的连接形态。模块10C与模块10A的不同点在于，构成导通件5的上述刃体的前端S在X方向上贯穿基材1并向外部突出这一点。像这样，由于前端S的突出，从而导通件5相对于基材1被更稳定地固定。其它方面与模块10A相同，因此省略其说明。
[第四实施方式]
本发明所述的第四实施方式的固体接合型光电转换元件模块10D(10)如图7和图8所示那样，具有与第一实施方式的模块10A类似的连接形态。模块10D与模块10A的不同点在于，构成导通件5的上述刃体的X方向的剖面的倒三角形状(
Figure BDA0001709949810000141
形)呈现V形状这一点。进而，在该V形状的谷间填充有由绝缘材料构成的支承件6这一点也不同。支承件6从第一光电转换元件C1起经第二光电转换元件C2地将模块10D的上表面(第二导电层4a、连接部J和第二导电层4b)覆盖。通过该覆盖结构，连接部J被更稳定地固定，并且，模块10D的上表面被结构性地增强。其它方面与模块10A相同，因此省略其说明。
构成支承件6的材料只要是绝缘材料就没有特别限定，优选为透明的，可列举出例如合成树脂、硬质橡胶、陶瓷、玻璃等。作为支承件6的厚度，可列举出例如1μm～1000μm。
[第五实施方式]
本发明所述的第五实施方式的固体接合型光电转换元件模块10E(10)如图9和图10所示那样，在相邻的第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2之间具有连接部J。
连接部J具有延伸设置部G，所述延伸设置部G是第一光电转换元件C1的第二导电层4a的端部4aa与第一光电转换元件C1的厚度方向(X方向)的侧面相接地被延伸设置，并进一步与第二光电转换元件C2的第一导电层2b电连接而成的。
连接部J还具有沿着延伸设置了延伸设置部G的X方向所配置的压接件7。压接件7密合于延伸设置部G。
用沿着各光电转换元件的厚度方向(X-Y方向)切开的剖面(图10)来观察连接部J时，第一光电转换元件C1和第二光电转换元件C2具有共通的基材1，各光电转换元件的第一导电层2彼此分隔开，各光电转换元件的第二导电层4彼此分隔开。由此，第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2得以区分。此外，出于实现上述区分的目的，构成延伸设置部G的第二导电层4a的端部4aa不与第一光电转换元件C1的第一导电层2a和第二光电转换元件C2的第二导电层4b接触。
如果参照图9，则上述区分更加明确。图9是模块10E的俯视图。第一光电转换元件C1的第二导电层4a与第二光电转换元件C2的第二导电层4b彼此分隔开，在其间露出P型半导体层33。连接部J沿着第一光电转换元件C1与上述第二光电转换元件C2之间连续地配置。换言之，连接为一体的连接部J沿着第一光电转换元件C1的第二导电层4a的端部4aa所形成的边(沿着Z方向)连续地配置。
在图10所示的剖面中，将第二导电层4a与第一导电层2b串联连接的延伸设置部G与第一光电转换元件C1的发电层3a接触。另一方面，延伸设置部G不与构成第二光电转换元件C2的发电层3b的P型半导体层33和钙钛矿层32接触。
构成延伸设置部G的端部4aa的至少一部分不仅与第一导电层2b接触，还与构成第二光电转换元件C2的N型半导体层31接触。由于存在该接触，因而在第一光电转换元件C1的发电层3a与第二光电转换元件C2的发电层3b之间有可能产生漏电流，但实际上在实用方面不会成为显著的问题。作为其理由，可列举出：由第二导电层4a、导通件5和第一导电层2b构形成的光电流的主路径由导电性比发电层3的半导体材料高的导电材料构成。换言之，即使产生漏电流，所产生的电流也基本在上述主路径中流动。
在图10所示的剖面中，邻接延伸设置部G而具备的压接件7与延伸设置部G和第二光电转换元件C2的发电层3b的侧面接触。由此，形成用第一光电转换元件C1的侧面和第二光电转换元件C2的侧面夹持延伸设置部G和压接件7的结构。换言之，形成在第一光电转换元件C1的侧面与第二光电转换元件C2的侧面之间的间隔(槽)中填充有延伸设置部G和压接件7的结构，上述间隔不存在实质性的间隙。
构成压接件7的材料没有特别限定，可以为导电材料，也可以为绝缘材料，优选为绝缘材料。通过压接件7为绝缘材料，从而第一光电转换元件C1的发电层3a与第二光电转换元件C2的发电层3b的绝缘性提高，能够减少漏电流的发生。需要说明的是，在压接件7为导电材料的情况下，与第一实施方式的模块10A的情况同样地，即使产生漏电流，在实用方面也不会成为显著的问题。
作为构成压接件7的上述绝缘材料，可列举出例如合成树脂、硬质橡胶、陶瓷、玻璃等。
作为构成压接件7的上述导电材料，可列举出例如Cu、Fe、Au、Al、Ni、SUS等金属材料。
压接件7的形状优选为沿着第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2的边界的形状，即，为沿着P型半导体层33的上述露出部分的长度方向的形状。
具有该形状的压接件7的长度方向沿着图10的剖视图的纵深方向、即图9的Z方向。
压接件7可以具有或不具有朝着模块10E的厚度方向(X方向)缓慢变细的锥形形状。作为与压接件7的长度方向(Z方向)正交的剖面的形状，例如优选为U形或V形，更优选为U形。如果为U形，则具有更容易在第二导电层4a的端部4aa与第一导电层2b接触的状态下进行固定的优点。作为该剖面形状的U形或V形的谷间可以为空洞(中空)，也可以为实心。
本实施方式的压接件7的形状是填充第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2之间的间隔的形状，是去除上述刃体的刃(X方向的前端部)而呈圆形的形状。
针对其它结构，与模块10A相同，因此省略其说明。
[第六实施方式]
本发明所述的第六实施方式的固体接合型光电转换元件模块10F(10)如图11的俯视图和图12的剖视图所示那样，具有与第一实施方式的模块10E类似的连接形态。
在图12的剖视图中，连接部J具有多个延伸设置部G，所述延伸设置部G是第一光电转换元件C1的第二导电层4a的端部4aa被与第一光电转换元件C1的厚度方向(X方向)的侧面接触地延伸设置，并进一步与第二光电转换元件C2的第一导电层2b连接而成的。
进而，与多个延伸设置部G分别邻接地配置的压接件7在各光电转换元件的厚度方向(X方向)上陷入。陷入的各压接件7的前端在使构成延伸设置部G的第二导电层4a的端部4aa与第二光电转换元件C2的第一导电层2b接触的状态下进行固定。
在图11的俯视图中，模块10F所具备的多个连接部J沿着第一光电转换元件C1与上述第二光电转换元件C2之间不连续地配置。换言之，多个连接部J沿着第二导电层4a的端部4aa所形成的边(沿着Z方向)彼此分隔地配置。
由图11和图12可明确：各个压接件7将第一光电转换元件C1的发电层3a与第二光电转换元件C2的发电层3b隔开，但各个连接部J沿着Z方向为不连续(散在)的，因此，存在第一光电转换元件C1的发电层3a与第二光电转换元件C2的发电层3b连续的部分。在该部分有可能产生漏电流，但实际上在实用方面不会成为显著的问题。其理由与模块10B相同。
针对其它结构，与模块10E相同，因此省略其说明。
[第七实施方式]
本发明所述的第七实施方式的固体接合型光电转换元件模块10G(10)如图13和图14所示那样，具有与第五实施方式的模块10E类似的连接形态。模块10E与模块10G的不同点在于，具备从第一光电转换元件C1起经第二光电转换元件C2地将模块10G的上表面(第二导电层4a、连接部J和第二导电层4b)覆盖的由绝缘材料构成的支承件7b这一点。本实施方式中，支承件7b和压接件7a由相同的绝缘材料构成，构成一体化的部件。构成支承件7b和压接件7a的绝缘材料可以相同，也可以不同，从提高一体性的观点出发，优选为相同。支承件7b的说明与模块10D的支承件6相同，因此省略其说明。其它方面与模块10E相同，因此省略其说明。
[第八实施方式]
上述第七实施方式的模块10G在第五实施方式的模块10E上具备覆盖其上表面的支承件6。
与此相同地，在第六实施方式的模块10F上具备覆盖其上表面的支承件6而成的第八实施方式(未图示)也可作为本发明的一例而加以列举。
[第九实施方式]
上述第七实施方式的模块10G在第五实施方式的模块10E上具备覆盖其上表面的支承件6。
与此相同地，在第二实施方式的模块10B上具备覆盖其上表面的支承件6而成的第九实施方式(未图示)也可作为本发明的一例而加以列举。
《固体接合型光电转换元件模块的制造方法》
本发明所述的模块10的制造方法的第一方式如图15所示那样，具备下述工序：在基材1上形成第一光电转换元件C1的第一导电层2a、以及与其分隔开的第二光电转换元件C2的第一导电层2b的工序；形成位于第一光电转换元件C1的第一导电层2a和第二光电转换元件C2的第一导电层2b上的、连接为一体的发电层3的工序；在上述连接为一体的发电层3上形成第一光电转换元件C1的第二导电层4a、以及与其分隔开的第二光电转换元件C2的第二导电层4b的工序；以及，在第一光电转换元件C1的第二导电层4a与第二光电转换元件C2的第二导电层4b之间，从第一光电转换元件C1的第二导电层4a侧将导通件5刺入，通过将导通件5压入至使导通件5贯穿发电层3并进一步相接于第二光电转换元件C2的第一导电层2b为止，从而形成连接部J的工序。
本发明所述的模块10的制造方法的第二方式具备下述工序：在上述基材上形成上述第一光电转换元件的第一导电层、以及与其分隔开的上述第二光电转换元件的第一导电层的工序；形成位于上述第一光电转换元件的第一导电层和上述第二光电转换元件的第一导电层上的、连接为一体的上述发电层的工序；在上述连接为一体的发电层上形成上述第一光电转换元件的第二导电层、以及与其分隔开的上述第二光电转换元件的第二导电层的工序；以及，在上述第一光电转换元件的第二导电层与上述第二光电转换元件的第二导电层之间，在上述第一光电转换元件的第二导电层的端部挤压上述压接件，通过将上述压接件压入至使被上述压接件压入而陷入的上述端部贯穿上述发电层并进一步相接于上述第二光电转换元件的第一导电层为止，从而形成上述连接部的工序。
[第一实施方式]
参照图15，说明图1和图2所示的模块10A的制造方法的一例。
首先，在基材1上通过物理蒸镀法而成膜为第一导电层2，以形成与第一光电转换元件C1和第二光电转换元件C2的分区对应的图案的方式，形成彼此分隔开的第一导电层2a和第一导电层2b。在该阶段中，露出第一导电层2a与第一导电层2b分隔开的部位的基材1。
接着，在第一导电层2a和第一导电层2b上依次层叠N型半导体层31、钙钛矿层32和P型半导体层33而形成发电层3。在前一阶段在第一导电层2a与第一导电层2b分隔开的部位露出的状态下所残留的基材1的表面在该阶段被N型半导体层31覆盖。
接着，在发电层3上，以形成与第一光电转换元件C1和第二光电转换元件C2的分区对应的图案的方式，形成彼此分隔开的第二导电层4a和第二导电层4b。此时，如图所示，在厚度方向(X方向)上从上方进行透视时，以第二导电层4a的端部4aa与第一导电层2a不重叠的方式形成图案。
通过上述工序，能够得到第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2尚未串联连接的层叠体。
接着，通过从第二导电层4a的上方将导通件5刺入上述层叠体中，从而形成连接部J，将第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2串联连接。
通过上述工序，能够制造模块10A。
以下，详细说明各工序。
<基材1的准备>
基材1可通过常规方法来制作，可以使用市售品。
<第一导电层2的形成>
在基材1的表面形成第一光电转换元件C1的第一导电层2a和第二光电转换元件C2的第一导电层2b的方法没有特别限定，可以应用例如溅射法、蒸镀法等公知的成膜方法。
在基材1的表面成膜为连续为一体的第一导电层2后，通过公知的蚀刻法，对第一导电层2a和第一导电层2b进行图案化即可。此外，通过在成膜时施加掩模，也可以形成彼此分隔开的第一导电层2a和第一导电层2b。
此处，在成膜时，通过以使第一导电层2a与第一导电层2b的分隔距离变长的方向进行调整，从而能够将第一光电转换元件C1的发电层3与第二光电转换元件C2的发电层3之间的漏电流的影响抑制在最小限。
<N型半导体层31的形成>
在第一光电转换元件C1的第一导电层2a、第二光电转换元件C2的第一导电层2b、以及在第一导电层2a与第一导电层2b之间露出的基材1上形成连续且连为一体的N型半导体层31。
N型半导体层31的形成方法没有特别限定，作为能够以期望的厚度形成由N型半导体形成的致密层的公知方法，可列举出例如溅射法、蒸镀法、涂布包含N型半导体的前体的分散液的溶胶凝胶法等。
作为N型半导体的前体，可列举出例如四氯化钛(TiCl4)、过氧钛酸(PTA)、乙醇钛、异丙醇钛(TTIP)等烷醇钛、烷醇锌、烷氧基硅烷、烷醇锆等金属醇盐。
<钙钛矿层32的形成>
在形成支承钙钛矿层32的上述基底层的情况下，其方法没有特别限定，可以应用例如以往的染料敏化太阳能电池的担载敏化染料的半导体层的形成方法。作为具体例，例如通过用刮板法将包含由N型半导体或绝缘体形成的微粒和粘结剂的糊料或者无粘结剂的上述微粒的分散液涂布至N型半导体层31的表面，并进行干燥、烧成，从而能够形成由微粒形成的多孔基底层。此外，通过将微粒吹附至N型半导体层31的表面，从而能够成膜为由上述微粒形成的多孔基底层或非多孔基底层。
上述微粒的吹附方法没有特别限定，可以应用公知方法，可列举出例如气溶胶沉积法(AD法)、通过静电力而将微粒加速的静电微粒涂布法(静电喷涂法)、冷喷涂法等。这些方法之中，由于容易调整微粒的吹附速度，容易调整所形成的基底层的膜质或厚度，能够在低温下成膜，因此优选为AD法。
使上述基底层的内部含有钙钛矿化合物的方法没有特别限定，可列举出例如使包含钙钛矿化合物或其前体的溶液浸渗至所形成的基底层中的方法、使用预先附着有钙钛矿化合物的材料来形成上述基底层的方法等。也可以并用上述两种方法。
作为使钙钛矿化合物附着于上述微粒的方法，可列举出如下方法：通过在溶解有钙钛矿化合物或钙钛矿化合物的前体的原料溶液中浸渍上述微粒，进而将溶剂干燥，从而得到附着有结晶化了的钙钛矿化合物的原料粒子的方法。
可以在上述基底层的表面进一步形成包含钙钛矿化合物的层(上层)。形成上述上层的方法没有特别限定，可列举出例如下述方法。即，将溶解有钙钛矿化合物或钙钛矿化合物的前体的原料溶液涂布于上述基底层的表面，使其浸渗于内部，同时在表面存在期望厚度的由溶液形成的溶液层的状态下，将溶剂干燥的方法。
涂布于上述基底层的上述原料溶液中的至少一部分浸透至上述基底层的多孔膜内，伴随溶剂的干燥而进行结晶化，钙钛矿化合物附着和堆积在多孔膜内。此外，通过涂布充分量的上述原料溶液，未浸透至多孔膜内的上述原料溶液伴随溶剂的干燥而在上述基底层的表面形成由钙钛矿化合物形成的上述上层。构成上述上层的钙钛矿化合物与上述基底层内部的钙钛矿化合物一体地形成，一体地构成钙钛矿层32。
本实施方式中使用的钙钛矿化合物只要通过光吸收而能够产生电动势，就没有特别限定，可以应用公知的钙钛矿化合物。其中，优选为能够形成钙钛矿型的晶体且在单一化合物内具有有机成分和无机成分的、下述组成式(1)所示的钙钛矿化合物。
ABX3···(1)
在组成式(1)中，A表示有机阳离子，B表示金属阳离子，X表示卤素离子。在钙钛矿晶体结构中，B位点相对于X位点能够呈现八面体配位。可认为：B位点的金属阳离子与X位点的卤素离子的原子轨道杂化，形成与光电转换相关的价电子带和导带。
构成组成式(1)的B所示的金属阳离子的金属没有特别限定，可列举出例如Cu、Ni、Mn、Fe、Co、Pd、Ge、Sn、Pb、Eu。其中，优选为通过与X位点的卤素离子的原子轨道的杂化而能够容易地形成传导性高的带的Pb和Sn。
构成B位点的金属阳离子可以为1种，也可以为2种以上。
构成组成式(1)的X所示的卤素离子的卤素没有特别限定，可列举出例如F、Cl、Br、I。其中，优选为通过与B位点的金属阳离子的杂化轨道而能够容易地形成传导性高的带的Cl、Br和I。
构成X位点的卤素离子可以为1种，也可以为2种以上。
构成组成式(1)的A所示的有机阳离子的有机基团没有特别限定，可列举出例如烷基铵衍生物、甲脒鎓衍生物。
构成A位点的有机阳离子可以为1种，也可以为2种以上。
作为上述烷基铵衍生物所形成的有机阳离子，可列举出例如甲基铵、二甲基铵、三甲基铵、乙基铵、丙基铵、异丙基铵、叔丁基铵、戊基铵、己基铵、辛基铵、苯基铵等具有碳数为1～6的烷基的伯铵或仲铵。其中，优选为容易获得钙钛矿晶体的甲基铵。
作为上述甲脒鎓衍生物所形成的有机阳离子，可列举出例如甲脒鎓、甲基甲脒鎓、二甲基甲脒鎓、三甲基甲脒鎓、四甲基甲脒鎓。其中，优选为容易获得钙钛矿晶体的甲脒鎓。
作为组成式(1)所示的优选的钙钛矿化合物，可列举出例如CH3NH3PbI3、CH3NH3PbI3-hClh(h表示0～3)、CH3NH3PbI3-jBrj(j表示0～3)等下述组成式(2)所示的烷基氨基铅卤化物。
RNH3PbX3···(2)
在组成式(2)中，R表示烷基，X表示卤素离子。具有该组成式的钙钛矿化合物的吸收波长区域宽，能够吸收太阳光的广大波长范围，因此能够得到优异的光电转换效率。
组成式(2)的R所示的烷基优选为碳数1～6的直链状、支链状或环状的饱和或不饱和烷基，更优选为碳数1～6的直链状饱和烷基，进一步优选为甲基、乙基或正丙基。如果是这些优选的烷基，则容易获得钙钛矿晶体。
对于钙钛矿层32的形成而言，作为上述原料溶液中包含的上述前体，可列举出例如含有上述B位点的金属离子和X位点的卤素离子的卤化物(BX)、含有上述A位点的有机阳离子和X位点的卤素离子的卤化物(AX)。
可以将包含卤化物(AX)和卤化物(BX)的单一原料溶液涂布于上述基底层，也可以将分别包含各卤化物的两种原料溶液依次涂布于上述基底层。
上述原料溶液的溶剂只要是溶解原料且不损害上述基底层的溶剂，就没有特别限定，可列举出例如酯、酮、醚、醇、二醇醚、酰胺、腈、碳酸酯、卤代烃、烃、砜、亚砜、甲酰胺等化合物。
作为一例，通过将卤代烷基胺和卤化铅溶解于γ-丁内酯(GBL)与二甲基亚砜(DMSO)的混合溶剂，将该溶液涂布于上述基底层并进行干燥，从而能够得到由上述组成式(2)所示的钙钛矿化合物形成的钙钛矿晶体。进而，也可以如非专利文献2中记载的那样，在钙钛矿晶体上涂布不溶解上述钙钛矿晶体但与GBL、DMSO混溶的溶剂例如甲苯、氯仿等后，在100℃左右施加退火处理。通过该追加处理，有时上述钙钛矿晶体的稳定性提高，光电转换效率提高。
上述原料溶液中的原料的浓度没有特别限定，优选为被充分溶解且呈现出上述原料溶液能够浸透至多孔膜内这一程度的粘度的浓度。
涂布于上述基底层的上述原料溶液的涂布量没有特别限定，例如，优选为浸透至多孔膜内的全体或至少一部分且在多孔膜的表面形成厚度为1nm～1μm左右的上述上层这一程度的涂布量。
对上述基底层涂布上述原料溶液的方法没有特别限定，可以应用凹版涂布法、棒涂法、印刷法、喷涂法、旋涂法、浸渍法、模涂法等公知方法。
将涂布于上述基底层的上述原料溶液进行干燥的方法没有特别限定，可以应用自然干燥、减压干燥、温风干燥等公知方法。
涂布于上述基底层的上述原料溶液的干燥温度只要是钙钛矿化合物充分进行结晶化的温度即可，可列举出例如40℃～150℃的范围。
<P型半导体层33的形成>
P型半导体层33的形成方法没有特别限定，可列举出例如下述方法：制备在难以溶解构成钙钛矿层32的钙钛矿化合物的溶剂中溶解或分散有P型半导体的溶液，将该溶液涂布于钙钛矿层32的表面并进行干燥，从而得到P型半导体层33的方法。
通过上述工序，能够形成依次具备N型半导体层31、钙钛矿层32和P型半导体层33的发电层3。
<第二导电层4的形成>
在P型半导体层33的表面形成第一光电转换元件C1的第二导电层4a和第二光电转换元件C2的第二导电层4b的方法没有特别限定，可以应用例如溅射法、蒸镀法等公知的成膜方法。
通过在成膜时施加掩模，能够将彼此分隔开的第二导电层4a和第二导电层4b形成图案。此时，通过以使第二导电层4a与第二导电层4b的分隔距离变长的方向进行调整，从而能够将第一光电转换元件C1的发电层3与第二光电转换元件C2的发电层3之间的漏电流的影响抑制在最小限。
此外，在形成图案后从层叠体的上方向厚度方向(X方向)进行透视时，优选第一光电转换元件C1的第二导电层4a的端部4aa处于与第二光电转换元件C2的第一导电层2b的端部2bb重合的位置。如果为该位置，则能够在后续的工序中更容易地形成连接部J。
<连接部J的形成>
将具备包含构成导通件5的导电材料的刃的刃体从第二导电层4a的上方刺入层叠体，将第一光电转换元件C1的第二导电层4a的端部4aa与第二光电转换元件C2的第一导电层2b的端部2bb借助上述刃体进行电连接。通过该连接，能够得到具备连接部J的固体接合型光电转换元件模块10A，所述连接部J包含将第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2串联连接的导通件5。
在上述层叠体中，在彼此分隔开的第二导电层4a与第二导电层4b之间露出P型半导体层33。将上述刃体刺入该露出的部分时，通过从第二导电层4a的端部4aa的附近刺入，能够使上述刃体与端部4aa容易地接触。随着上述刃体沿着层叠体的厚度方向刺入(侵入)，上述刃体贯穿发电层3并到达第一导电层2b的端部2bb。从更稳定地对构成导通件5的上述刃体进行固定的观点出发，优选挤压至上述刃体的前端S的刃到达基材1的内部为止。进而，还优选挤压至上述刃体的前端的刃贯穿基材1为止。
[第二实施方式]
说明图3和图4所示的模块10B的制造方法的一例。
与第一实施方式的制造方法的情况同样地形成层叠体后，作为导通件5，刺入钉、针、楔子、细棒等包含导电材料的销体来代替上述刃体，由此得到模块10B。刺入的销体的数量可以为1个，从降低串联连接的电阻的观点出发，优选为多个。
[第三实施方式]
说明图5和图6所示的模块10C的制造方法的一例。
与第一实施方式的制造方法的情况同样地形成层叠体，刺入构成导通件5的上述刃体。此时，通过刺入至上述刃体的前端S的刃贯穿基材1为止，由此得到模块10C。
[第四实施方式]
说明图7和图8所示的模块10D的制造方法的一例。
与第一实施方式的制造方法的情况同样地形成层叠体，刺入构成导通件5的上述刃体。此时，作为上述刃体，使用长度方向(Z方向)的剖面形状为V形且V形的谷间为空洞(中空)的刃体。借助所刺入的刃体，将第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2串联连接，然后在由上述刃体构成的连接部J上涂布构成支承件6的树脂组合物。上述树脂组合物填充上述刃体的空洞部，进而将在光电转换元件C1、C2这两者之间露出的P型半导体层33覆盖，并通过公知方法使其固化。此时，上述树脂组合物不仅覆盖连接部J，还覆盖自第一光电转换元件C1起经第二光电转换元件C2的模块的整个上表面，可以进行固化。像这样，通过用支承件6支承模块的上表面，从而能够提高模块的结构性强度，能够得到连接部J被支承件6固定的模块10D。
[第五实施方式]
说明图9和图10所示的模块10E的制造方法的一例。
与第一实施方式的制造方法的情况同样地形成层叠体后，将压接件7从第一光电转换元件C1的第二导电层4a的上方压入层叠体，将第二导电层4a的端部4aa向层叠体的内部压下去。通过使端部4aa陷入至该端部4aa与第二光电转换元件C2的第一导电层2b的端部2bb相接，从而沿着第一光电转换元件C1的侧面来延伸设置端部4aa。通过将该延伸设置的端部4aa与第一导电层2b进行电连接而形成延伸设置部G，能够得到将第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2串联连接的连接部J的模块10E。
在上述层叠体中，在彼此分隔开的第二导电层4a与第二导电层4b之间露出P型半导体层33。在该露出的部分中，通过对第二导电层4a的端部4aa的附近或第二导电层4a的端部4aa挤压压接件7，从而能够使第二导电层4a的端部4aa陷入。随着端部4a与压接件7一同陷入，端部4a贯穿发电层3，并到达第一导电层2b的端部2bb。
[第六实施方式]
说明图11和图12所示的模块10F的制造方法的一例。
与第一实施方式的制造方法的情况同样地形成层叠体后，将Z方向的长度比第五实施方式中使用的单一的压接件7短的多个压接件7沿着连接部J的长度方向(Z方向)以不连续地间隔开的状态进行配置。进而，通过挤压这些压接件7，使其陷入至层叠体内而形成连接部J，从而能够与第五实施方式的制造方法同样地得到模块10F。
[第七实施方式]
说明图13和图14所示的模块10G的制造方法的一例。
在本例中，使用具备支承件7b和压接件7a的覆盖件，所述支承件7b具有能够覆盖自在层叠体中所配置的第一光电转换元件C1的上表面起至第二光电转换元件C2的上表面为止的面，所述压接件7a与支承件7b一体化，并向支承件7b的下方突出。与支承件7b一体化了的压接件7a的突出部的形状是与第五实施方式或第六实施方式的压接件7相同的形状。
与第五实施方式的制造方法的情况同样地形成层叠体后，在层叠体的上表面载置上述覆盖件并进行挤压。此时，与挤压第五实施方式和第六实施方式的压接件7的情况同样地，通过挤压向下方突出的压接件7a而使第二导电层4a的端部4aa陷入至层叠体内，从而形成延伸设置部G。此外，构成上述覆盖件的支承件7b自第一光电转换元件C1起经第二光电转换元件C2地支承模块10G的上表面。
通过上述方法，能够提高模块10G的结构性强度，获得压接件7a被支承件7b固定的模块10G。
[比较例1]
以下参照图16，说明不具备导通件5和压接件7的比较例的模块的制造方法。
首先，在基材1上通过物理蒸镀法而成膜为第一导电层2，以形成与第一光电转换元件C1和第二光电转换元件C2的分区对应的图案的方式，形成彼此分隔开的第一导电层2a和第一导电层2b。
接着，在第一导电层2a和第一导电层2b上依次层叠N型半导体层31、钙钛矿层32和P型半导体层33而形成发电层3。
接着，进行与构成发电层3的各层的蚀刻特性相符的蚀刻处理，以形成与第一光电转换元件C1和第二光电转换元件C2的分区对应的图案的方式将发电层3进行切分。通常，难以1次完成该蚀刻处理，例如，按照P型半导体层33、包含上述基底层的钙钛矿层32、N型半导体层31的顺序来进行多阶段的蚀刻处理。
其后，实施掩蔽来进行物理蒸镀，成膜为彼此分隔开的第二导电层4a和第二导电层4b。此时，通过在第一光电转换元件C1的侧面进行成膜，从而将第二导电层4a的端部4aa与第一导电层2b之间进行连接，将第一光电转换元件C1与第二光电转换元件C2进行串联连接。
通过上述工序，制造比较例的固体接合型光电转换元件模块100。
在比较例1的制造方法中，难以通过多阶段的蚀刻处理来精密且微细地区分发电层3a与发电层3b的情况较多，即使能够区分也要求高级的技术。
此外，在第一光电转换元件C1的侧面进行成膜而形成串联连接时，不允许扩展地成膜至与该成膜面(C1的侧面)相对的第二光电转换元件C2的侧面。因此，要求高级的成膜技术。
如上所述，比较例1的制造方法中要求各种高级的技术，因此，难以以良好的成品率来制造固体接合型光电转换元件模块。
[比较例2]
出于避免上述多阶段的蚀刻处理的目的，在形成由N型半导体层31、包含上述基底层的钙钛矿层32和P型半导体层33形成的发电层3时，也可以考虑实施掩蔽而在发电层3a与发电层3b得以区分的状态下形成发电层的其它制造方法。
然而，发电层3通常通过涂布包含原材料的溶液并进行干燥来形成。因此，即使进行了掩蔽，上述溶液的涂布部与非涂布部的边界也容易变得模糊，难以精密地区分发电层3a和发电层3b的情况较多，即使能够区分也要求高级的技术。因此，从以良好的成品率来进行制造的观点出发，不能采用上述制造方法。
[本发明所述的制造方法的效果]
在本发明所述的制造方法中，不需要用于区分发电层3的复杂处理。通过将导通件5刺入上述层叠体中或者将压接件7压入上述层叠体中，从而导通件5或压接件7会贯穿发电层3，因此能够简便地形成连接部J。因此，根据本发明的制造方法，能够简便地以良好的成品率来制造本发明所述的固体接合型光电转换元件模块。
本说明书中，为了对第一光电转换元件的层构成和第二光电转换元件的层构成进行区别称呼，可以将第二光电转换元件的第一导电层改称为第三导电层，可以将第二光电转换元件的第二导电层改称为第四导电层。同样地，可以将第一光电转换元件的发电层改称为第一发电层，可以将第二光电转换元件的发电层改称为第二发电层，可以将第一光电转换元件的钙钛矿层改称为第一钙钛矿层，可以将第二光电转换元件的钙钛矿层改称为第二钙钛矿层。
以上说明的各实施方式中的各构成和它们的组合等是一例，在不超脱本发明主旨的范围内，可以实施构成的附加、省略、置换和其它改变。
产业上的可利用性
本发明的固体接合型光电转换元件模块及其制造方法能够在太阳能发电的领域中广泛利用。
符号的说明
1 基材、
2 第一导电层、
2a 第一导电层、
2b 第一导电层(第三导电层)、
2bb 端部、
3 发电层、
3a 发电层(第一发电层)、
3b 发电层(第二发电层)、
4 第二导电层、
4a 第二导电层、
4aa 端部、
4b 第二导电层(第四导电层)、
5 导通件、
6 支承件、
7 压接件、
10 固体接合型光电转换元件模块、
31 N型半导体层、
32 钙钛矿层、
33 P型半导体层、
100 比较例的固体接合型光电转换元件模块、
C1 第一光电转换元件、
C2 第二光电转换元件、
G 延伸设置部、
J 连接部、
S 前端。

Claims (8)

1.一种固体接合型光电转换元件模块，其为具备第一光电转换元件、第二光电转换元件、连接部和基材的固体接合型光电转换元件模块，
所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件在所述基材的表面上相邻地配置，
所述第一光电转换元件依次具备第一导电层、包含钙钛矿层的发电层和第二导电层，所述第一光电转换元件的所述第一导电层与所述基材相接，
所述第二光电转换元件依次具备第一导电层、包含钙钛矿层的发电层和第二导电层，所述第二光电转换元件的所述第一导电层与所述基材相接，
所述连接部将所述第一光电转换元件的所述第二导电层与所述第二光电转换元件的所述第一导电层连接，并与所述第一光电转换元件的所述发电层和所述第二光电转换元件的所述发电层接触，
所述连接部包含导通件，
所述导通件是朝着所述基材的厚度方向变细的具有锥形形状的金属制刃体。
2.一种固体接合型光电转换元件模块，其为具备第一光电转换元件、第二光电转换元件、连接部和基材的固体接合型光电转换元件模块，
所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件在所述基材的表面上相邻地配置，
所述第一光电转换元件依次具备第一导电层、包含钙钛矿层的发电层和第二导电层，所述第一光电转换元件的所述第一导电层与所述基材相接，
所述第二光电转换元件依次具备第一导电层、包含钙钛矿层的发电层和第二导电层，所述第二光电转换元件的所述第一导电层与所述基材相接，
所述连接部将所述第一光电转换元件的所述第二导电层与所述第二光电转换元件的所述第一导电层连接，并与所述第一光电转换元件的所述发电层和所述第二光电转换元件的所述发电层接触，
所述连接部包含导通件，
所述导通件从所述基材的背面突出。
3.一种固体接合型光电转换元件模块，其为具备第一光电转换元件、第二光电转换元件、连接部和基材的固体接合型光电转换元件模块，
所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件在所述基材的表面上相邻地配置，
所述第一光电转换元件依次具备第一导电层、包含钙钛矿层的发电层和第二导电层，所述第一光电转换元件的所述第一导电层与所述基材相接，
所述第二光电转换元件依次具备第一导电层、包含钙钛矿层的发电层和第二导电层，所述第二光电转换元件的所述第一导电层与所述基材相接，
所述连接部将所述第一光电转换元件的所述第二导电层与所述第二光电转换元件的所述第一导电层连接，并与所述第一光电转换元件的所述发电层和所述第二光电转换元件的所述发电层接触，
所述连接部包括延伸设置部和压接件，所述延伸设置部是所述第一光电转换元件的所述第二导电层的端部被延伸设置并与所述第二光电转换元件的所述第一导电层连接而成的，所述压接件沿着所述延伸设置部配置，将所述第一光电转换元件的所述第二导电层的端部压下于所述第二光电转换元件的所述第一导电层。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的固体接合型光电转换元件模块，其中，所述连接部沿着所述第一光电转换元件与所述第二光电转换元件之间连续地配置。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的固体接合型光电转换元件模块，其中，所述连接部沿着所述第一光电转换元件与所述第二光电转换元件之间不连续地配置。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的固体接合型光电转换元件模块，其还具备覆盖在所述第一光电转换元件的所述第二导电层、所述连接部和所述第二光电转换元件的所述第二导电层上的绝缘材料。
7.一种固体接合型光电转换元件模块的制造方法，其是制造权利要求1所述的固体接合型光电转换元件模块的方法，其具备：
在所述基材上形成所述第一光电转换元件的所述第一导电层、以及与其分隔开的所述第二光电转换元件的所述第一导电层的工序；
形成位于所述第一光电转换元件的所述第一导电层和所述第二光电转换元件的所述第一导电层上的、连接为一体且包含钙钛矿层的发电层的工序；
在所述发电层上形成所述第一光电转换元件的所述第二导电层、以及与其分隔开的所述第二光电转换元件的所述第二导电层的工序；以及
在所述第一光电转换元件的所述第二导电层与所述第二光电转换元件的所述第二导电层之间，从所述第一光电转换元件的所述第二导电层侧将作为所述具有锥形形状的金属制刃体的导通件刺入，
通过将所述导通件压入至使所述导通件贯穿所述发电层并进一步相接于所述第二光电转换元件的所述第一导电层为止，从而形成所述连接部的工序。
8.一种固体接合型光电转换元件模块的制造方法，其是制造权利要求3所述的固体接合型光电转换元件模块的方法，其具备：
在所述基材上形成所述第一光电转换元件的所述第一导电层、以及与其分隔开的所述第二光电转换元件的所述第一导电层的工序；
形成位于所述第一光电转换元件的所述第一导电层和所述第二光电转换元件的所述第一导电层上的、连接为一体且包含钙钛矿层的发电层的工序；
在所述发电层上形成所述第一光电转换元件的所述第二导电层、以及与其分隔开的所述第二光电转换元件的所述第二导电层的工序；以及
在所述第一光电转换元件的所述第二导电层与所述第二光电转换元件的所述第二导电层之间，在所述第一光电转换元件的所述第二导电层的端部将所述压接件压入，
通过将所述压接件压入至使被所述压接件压入而陷入的所述端部贯穿所述发电层并进一步相接于所述第二光电转换元件的所述第一导电层为止，从而形成所述连接部的工序。
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