JP2001102617A - 電子部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁性基板の一方の面側に、内部回路の少な
くとも一部を構成する内部電極を有し、他方の面側に、
外部と電気的に接続するための外部電極を有する電子部
品、例えば、発電した電力を絶縁性基板の裏面側から取
り出す構造の太陽電池などにおいて、部品特性および信
頼性を向上させる 【解決手段】 絶縁性基板の一方の面側に内部電極を、
他方の面側に外部電極をそれぞれ有し、前記絶縁性基板
に設けられたスルーホール内において前記内部電極と前
記外部電極とが接している電子部品であって、前記内部
電極が相対的に小径の導電粒子を含有し、前記外部電極
が相対的に大径の導電粒子を含有する電子部品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池等の電子
部品およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池は、乾電池等に代わる電源とし
て種々の電子機器に利用されている。特に、電子卓上計
算機、時計、携帯型電子機器（カメラ、携帯電話、民生
用レーダー探知機）、リモコン等といった低消費電力の
電子機器では、太陽電池の起電力で十分駆動することが
でき、電池の交換を不要とし、半永久的に動作させるこ
とができるとともに、環境面に対してもクリーンである
ため、注目されている。太陽電池の光電変換層には、一
般に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層や微結晶Ｓ
ｉ（μｃ−Ｓｉ）層などのＳｉ層が用いられる。

【０００３】太陽電池は、剛性または可撓性の基板の表
面に、下部電極、光電変換層および透明電極を積層して
構成される。前記基板としては、加工性、作業性等の点
から、可撓性を有し、巻き取り、展開が可能な有機フレ
キシブル基板がよく用いられている。光電変換層として
は通常、プラズマＣＶＤ法により形成したＳｉ層を利用
する。

【０００４】太陽電池では、発電した電力を取り出すた
めに、プラス側の取り出し電極とマイナス側の取り出し
電極とを設ける必要がある。小型ないし携帯用の電気・
電子機器、例えばリモコンや、電卓、電話、時計などで
は、太陽電池実装の都合上、基板の裏面側から電力の取
り出しを行う必要がある。

【０００５】一対の取り出し電極の両方を基板裏面側に
設ける場合、基板表面側に存在する透明電極および下部
電極から、それぞれ基板を通して裏面側に導電路を引き
出し、これを取り出し電極に接続する必要がある。透明
電極と電気的に接続する一方の取り出し電極を形成する
際には、例えば、透明電極、光電変換層、下部電極およ
び絶縁性基板を貫くスルーホールをレーザー加工により
設け、このスルーホール付近において、基板の表面側お
よび裏面側にそれぞれ導電ペーストを塗布して電極を形
成する。表面側の電極と裏面側の電極とはスルーホール
内において接続し、裏面側の電極が取り出し電極とな
る。なお、この場合、貫通孔形成領域の下部電極は、発
電領域の下部電極に対し電気的に絶縁しておく。また、
下部電極と電気的に接続する他方の取り出し電極につい
ても、同様に絶縁性基板にスルーホールを設けて導電路
を形成することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、絶縁性基板
の一方の面側に、内部回路の少なくとも一部を構成する
内部電極を有し、他方の面側に、外部と電気的に接続す
るための外部電極を有する電子部品、例えば、発電した
電力を絶縁性基板の裏面側から取り出す構造の太陽電池
などにおいて、部品特性および信頼性を向上させること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（６）の本発明により達成される。 （１） 絶縁性基板の一方の面側に内部電極を、他方の
面側に外部電極をそれぞれ有し、前記絶縁性基板に設け
られたスルーホール内において前記内部電極と前記外部
電極とが接している電子部品であって、前記内部電極が
相対的に小径の導電粒子を含有し、前記外部電極が相対
的に大径の導電粒子を含有する電子部品。 （２） 前記スルーホール内に、前記大径の導電粒子と
前記小径の導電粒子とが混じり合った領域が存在する上
記（１）の電子部品。 （３） 前記大径の導電粒子が前記スルーホールの内壁
面付近に主として存在し、前記小径の導電粒子が、前記
スルーホールの中心軸付近および前記大径の導電粒子同
士の間に存在する上記（１）の電子部品。 （４） 前記絶縁性基板の表面に、下部電極、光電変換
層および透明電極をこの順で有する太陽電池であり、前
記内部電極が、前記下部電極または前記透明電極と電気
的に接続し、前記外部電極が取り出し電極として機能す
る上記（１）〜（３）のいずれかの電子部品。 （５） 上記（１）〜（４）のいずれかの電子部品を製
造する方法であって、前記小径の導電粒子を含有する導
電ペーストを印刷した後、乾燥硬化する内部電極形成工
程と、前記大径の導電粒子を含有する導電ペーストを印
刷した後、乾燥硬化する外部電極形成工程とを有する電
子部品の製造方法。 （６） 前記外部電極形成工程の後に前記内部電極形成
工程を有する上記（５）の電子部品の製造方法。

【０００８】

【発明の実施の形態】太陽電池 本発明の電子部品の一例である太陽電池の構成例を、両
端部を主体とした断面図として図３に示す。

【０００９】図３に示す太陽電池は、下部電極４、光電
変換層５および透明電極６をこの順で積層した積層体
を、絶縁性基板２の表面側（図中の上側）に有する。絶
縁性基板２は、樹脂などの絶縁性材料から構成される。
前記積層体の一端側（図中左側）には、光電変換層５と
透明電極６との間に層間絶縁層９Ａが存在し、透明電極
６上にセパレータ絶縁層１０Ａが存在する。前記一端側
のセパレータ絶縁層１０Ａは、透明電極６、層間絶縁層
９Ａ、光電変換層５および下部電極４を貫くセパレータ
部１０１Ａを有する。前記積層体の一端は、セパレータ
部１０１Ａにより発電領域と絶縁されている。

【００１０】絶縁性基板２の前記一端側において、下部
電極４、光電変換層５および透明電極６からなる積層体
が存在しない領域には、スルーホール４０Ａが設けら
れ、このスルーホール４０Ａを挟んで、絶縁性基板２の
表面側には内部電極５１Ａが、裏面側（図中の下側）に
は外部電極５２Ａがそれぞれ設けられている。スルーホ
ール４０Ａ内において、内部電極５１Ａと外部電極５２
Ａとは接している。内部電極５１Ａは、発電領域端部の
透明電極６と接続している。この構成において外部電極
５２Ａは、プラス側の取り出し電極として機能する。

【００１１】一方、この太陽電池の他端側では、光電変
換層５と透明電極６との間に層間絶縁層９Ｂが存在し、
透明電極６上にセパレータ絶縁層１０Ｂが存在する。前
記他端側のセパレータ絶縁層１０Ｂは、透明電極６、層
間絶縁層９Ｂおよび光電変換層５を貫くセパレータ部１
０１Ｂを有する。前記積層体の他端は、下部電極４を除
き、セパレータ部１０１Ｂにより発電領域と絶縁されて
いる。そして、このセパレータ部１０１Ｂより端部側の
透明電極６上に、内部電極５１Ｂが存在する。この内部
電極５１Ｂと下部電極４とは、光電変換層５および透明
電極６を貫く接続導体１２Ｂにより電気的に接続されて
いる。

【００１２】そして、絶縁性基板２の前記他端側におい
て、下部電極４、光電変換層５および透明電極６からな
る積層体が存在しない領域には、第２のスルーホール
（以下、単にスルーホールという）４０Ｂが設けられて
いる。このスルーホール４０Ｂを挟んで、絶縁性基板２
の表面側には前記内部電極５１Ｂが、裏面側には外部電
極５２Ｂがそれぞれ設けられている。スルーホール４０
Ｂ内において、内部電極５１Ａと外部電極５１Ｂとは接
している。この構成において外部電極５２Ｂは、マイナ
ス側の取り出し電極として機能する。

【００１３】図示する構成では内部電極５１Ａに接続す
る外部電極５２Ａが一方の取り出し電極として機能し、
内部電極５１Ｂに接続する外部電極５２Ｂが他方の取り
出し電極として機能することになる。したがってこの構
成では、絶縁性基板２の裏面側から電力を取り出すこと
ができる。

【００１４】なお、図示例の太陽電池では、絶縁性基板
表面側から光が入射する。光電変換層５は、光入射側か
らｐ型半導体層、光起電力層（ｉ層）、ｎ型半導体層の
順に並べたｐｉｎ接合とすることが発電効率の点で好ま
しいので、図３では外部電極５２Ａをプラス側の取り出
し電極、外部電極５２Ｂをマイナス側の取り出し電極と
して表示してある。ただし、本発明では、光電変換層に
おける積層順は限定されない。

【００１５】また、取り出し電極付近の構造は、絶縁性
基板２の裏面側から電力を取り出せる構造であれば図示
例に限定されず、他の構造であってもよい。例えば、光
電変換層５および透明電極６を形成する際にパターニン
グを行うことにより、図中右端側において下部電極４を
前記積層体から露出させ、この露出した下部電極４を前
記内部電極５１Ｂと直接ないし導電パッドなどを介して
間接的に接続する構成としてもよい。また、下部電極
４、光電変換層５および透明電極６からなる積層体を絶
縁性基板２の両端部まで形成しておき、前記積層体と絶
縁性基板２とを貫通するスルーホールを設ける構造とし
てもよい。

【００１６】次に、取り出し電極に関連する構成につい
て、詳細に説明する。なお、以下では図３中のスルーホ
ール４０Ａ側についてだけ説明するが、スルーホール４
０Ｂ側についても同様である。

【００１７】スルーホール４０Ａは、例えば絶縁性基板
の機械的加工により形成することができる。スルーホー
ルの直径は、必要に応じて適宜決定すればよいが、通
常、３０〜１００μm程度とする。

【００１８】内部電極５１Ａおよび外部電極５２Ａは、
導電粒子を含有する導電ペーストを用い、スクリーン印
刷法等の塗布法により塗膜を形成し、この塗膜を乾燥硬
化することにより形成される。

【００１９】図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に、内部電極
および外部電極を形成した後におけるスルーホール４０
Ａ付近の拡大断面図を示す。内部電極は、外部電極が含
有する導電粒子５２ａに比べ相対的に小径の導電粒子５
１ａを含有する。したがって、両電極を塗布により形成
すると、スルーホール４０Ａ内には、小径の導電粒子５
１ａと大径の導電粒子５２ａとが共に存在することにな
る。

【００２０】内部電極５１Ａの形成に小径の導電粒子を
用いるのは、内部電極５１Ａのシート抵抗を低くするた
めであり、外部電極５２Ａの形成に大径の導電粒子を用
いるのは、外部電極５２Ａのシート抵抗を高くするため
である。内部電極５１Ａは、太陽電池の内部回路の一部
を構成するので、太陽電池全体の効率を高くするために
電気抵抗を低くする。一方、外部電極５２Ａは、太陽電
池外部と電気的に接続されるので、外部からの静電気が
太陽電池の回路内部、すなわち絶縁性基板２の表面側に
侵入することを防ぐために、電気抵抗を高くする。内部
電極および外部電極にそれぞれ含有される導電粒子の粒
径をこのような関係とすることによって、特性が良好で
信頼性の高い太陽電池が実現する。

【００２１】本発明者らは、従来の太陽電池を製造する
際に、まず、絶縁性基体２の表面側に下部電極４、光電
変換層５、透明電極６などの各層を形成し、続いて、内
部電極５１Ａを形成し、次いで、外部電極５２Ａを形成
していた。すなわち、内部電極５１Ａの乾燥硬化後に、
外部電極５２Ａを塗布していた。しかし、この製造手順
を、内部電極５１Ａと外部電極５２Ａとに粒径の異なる
導電粒子を用いる場合に適用すると、スルーホール部が
高抵抗化したり、導通不良となったりする不具合が生じ
得ることがわかった。

【００２２】本発明者らは、このような高抵抗化や導通
不良が生じた太陽電池を解析した結果、以下に説明する
ように、これらの不具合が内部電極形成工程を外部電極
形成工程の前に設けたことに起因することを見いだし
た。内部電極の乾燥硬化後におけるスルーホール４０Ａ
付近の断面図を、図２（Ａ）に模式的に示す。図２
（Ａ）において、内部電極に含有される小径の導電粒子
５１ａは、スルーホール４０Ａ内に侵入し、その内壁面
付近に主として存在する。この状態となった後に、大径
の導電粒子５２ａを含有する導電ペーストを図中の下側
から印刷して外部電極を形成すると、図２（Ｂ）に示す
状態となる。すなわち、小径の導電粒子５１ａが、スル
ーホール４０Ａの内壁面付近で乾燥硬化しているため、
下側から侵入した大径の導電粒子５２ａは、スルーホー
ル４０Ａの中心軸付近に主として存在することになる。
その結果、大径の導電粒子５２ａと小径の導電粒子５１
ａとの間で面接触を確保することが難しくなって点接触
状態となりやすく、高抵抗化や導通不良を招きやすい。

【００２３】このような考察に基づき、本発明の好まし
い態様では、まず、外部電極を形成した後、内部電極を
形成する。外部電極の乾燥硬化後におけるスルーホール
４０Ａ付近の断面図を、図１（Ａ）に模式的に示す。図
１（Ａ）において、外部電極に含有される大径の導電粒
子５２ａは、スルーホール４０Ａ内に侵入し、その内壁
面付近に主として存在する。この状態となった後に、小
径の導電粒子５１ａを含有する導電ペーストを図中の上
側から印刷して内部電極を形成すると、図１（Ｂ）に示
す状態となる。すなわち、上側から侵入した小径の導電
粒子５１ａは、スルーホール４０Ａの中心軸付近に充填
されると共に、大径の導電粒子５２ａ同士の間に存在す
る空隙にも充填される。その結果、大径の導電粒子５２
ａと小径の導電粒子５１ａとの間で十分な面接触を確保
することができるので、高抵抗化や導通不良の発生を抑
えることができる。なお、大径の導電粒子および小径の
導電粒子が図１（Ｂ）に示す分布状態にならないことも
ある。ただし、外部電極の乾燥硬化後に内部電極を塗布
して乾燥硬化すれば、スルーホール内において両導電粒
子が混じり合った領域、すなわち、大径の導電粒子同士
の間に小径の導電粒子が存在する領域を形成できるた
め、高抵抗化や導通不良を抑制する効果は同様に実現す
る。

【００２４】内部電極および外部電極をそれぞれ形成す
るための導電ペーストは、導電粒子、バインダ、溶剤、
各種添加剤等を含有するものであり、シート抵抗等の要
求特性に応じ、市販の導電ペーストから選択することが
できる。導電粒子の構成材料は特に限定されず、例えば
Ａｇ、Ｃｕ等の金属材料やカーボンを用いればよい。特
に、比較的高抵抗であることが要求される外部電極に
は、カーボンなどの高抵抗材料を利用することが好まし
い。

【００２５】外部電極を内部電極より先に形成する方法
の効果は、小径の導電粒子５１ａの粒径が大径の導電粒
子５２ａの粒径に比べ相対的に小さければ実現する。た
だし、上記方法は、小径の導電粒子５１ａが、粒径０．
１〜４μmの範囲にある粒子を７５体積％以上含有し、
かつ、大径の導電粒子５２ａが、粒径５〜１５μmの範
囲にある粒子を８０体積％以上含有する場合に、特に有
効である。導電粒子の形状は特に限定されず、球状、不
定形状等のいずれであってもよい。なお、上記粒径は、
走査型電子顕微鏡により観察したときに、個別の粒子と
して確認できるものの長径であり、二次粒子化している
場合は、二次粒子の長径である。これらの粒径は、乾燥
硬化後に測定した値である。

【００２６】次に、取り出し電極以外の各部についての
好ましい構成を、図４に基づいて説明する。図４は、太
陽電池構成例の中央部を主体とした断面図である。

【００２７】同図に示す太陽電池は、図３と同様に、絶
縁性基板２の表面側に、下部電極４、光電変換層５およ
び透明電極６をこの順で有する。

【００２８】図示する太陽電池は、それぞれ受光面を有
する複数の太陽電池セルが直列接続された構成である。
各セルの透明電極６上には、収集・配線電極１１が設け
られている。図示する収集・配線電極１１は、収集電極
と配線電極との接続部分である。収集電極は、各セルに
おいて発電された電力を、比抵抗の比較的高い透明電極
６表面から収集するための電極である。配線電極は、各
セルの収集電極と、隣接するセルの下部電極とを接続す
るための電極である。図示例では、収集・配線電極１１
から接続導体１２が、透明電極６および光電変換層５を
貫いて延び、隣接するセルの下部電極４に接続してお
り、これにより、隣接するセル同士が直列接続されてい
る。透明電極６と光電変換層５との間の一部には層間絶
縁層９が存在し、この層間絶縁層９上には、透明電極６
を挟んでセパレータ絶縁層１０が存在する。図示例で
は、セパレータ絶縁層１０のセパレータ部１０１が、透
明電極６、光電変換層５および下部電極４を貫いて延
び、隣接するセルの下部電極同士を絶縁している。セパ
レータ部１０１は、図中の奥行き方向にも延びる壁状体
である。

【００２９】なお、直列接続の両末端には、図３に示す
ように、プラス側およびマイナス側の取り出し電極がそ
れぞれ設けられる。

【００３０】また、図示していないが、太陽電池の機械
的ダメージ、酸化、腐食等を抑えるために、図示する太
陽電池の少なくとも透明電極６形成側表面に、封止部材
を設けることが好ましい。また、このような封止部材
は、絶縁性基板２の裏面側にも設けることが好ましい。

【００３１】以下、各部の構成について詳細に説明す
る。

【００３２】絶縁性基板 絶縁性基板２を構成する絶縁性材料は特に限定されない
が、通常、有機材料またはガラスを用いることが好まし
い。前記有機材料としては、例えばポリエチレンナフタ
レート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、
ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ポリアリ
レートが挙げられる。

【００３３】絶縁性基板の厚さは、要求される強度、曲
げ剛性、構成材料などに応じて適宜決定すればよいが、
通常、２５〜１００μmとすることが好ましい。

【００３４】下部電極 下部電極４は、金属から構成することが好ましい。下部
電極構成材料は特に限定されず、例えば、Ａｌやステン
レスを用いればよいが、好ましくはＡｌを用いる。Ａｌ
は比抵抗が低いため、エネルギーロス、発熱による劣化
が小さい。ところで、太陽電池では、光電変換層を通っ
て下部電極で反射された光が再び光電変換層に入射し、
この反射光も電気エネルギーに変換される。そのため、
下部電極は反射率が高い方が好ましいが、光反射率の高
いＡｌはこの点でも優れている。さらに、Ａｌは熱伝導
度が高く、また、耐腐食性も良好であり、しかも、安価
である。

【００３５】下部電極の厚さは特に限定されないが、好
ましくは０．０１〜１０μmである。下部電極は、スパ
ッタ法等の気相成長法により形成することが好ましい。

【００３６】拡散防止層 下部電極４と光電変換層５との間には、下部電極構成成
分が光電変換層に拡散することを防ぎ、また、両者の界
面を低抵抗にするために、ステンレス、Ｔｉ、Ｃｒ等の
金属からなる拡散防止層を設けることが好ましい。拡散
防止層の厚さは、好ましくは３〜５nmである。拡散防止
層は、通常、スパッタ法等の気相成長法により形成すれ
ばよい。

【００３７】光電変換層 光電変換層５は、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合、好ましく
はｐｉｎ接合を有する単結晶シリコン、微結晶シリコン
またはアモルファスシリコンから構成することが好まし
い。ｐｎ接合やｐｉｎ接合は、光電変換層形成の際に所
定の不純物を添加することにより形成できる。

【００３８】以下、それぞれアモルファスシリコンまた
は微結晶シリコンから構成されるｎ型半導体層、光起電
力層（ｉ層）およびｐ型半導体層を積層した光電変換層
について説明する。

【００３９】ｐ型半導体層形成のための不純物はＢが好
ましく、その含有量は１０¹⁷〜１０ ²⁰atoms／cm³である
ことが好ましい。不純物含有量が少なすぎても多すぎて
も、エネルギー変換効率が低くなる。

【００４０】ｎ型半導体層形成のための不純物はＰが好
ましく、その含有量は１０¹⁷〜１０ ²⁰atoms／cm³である
ことが好ましい。不純物含有量が少なすぎても多すぎて
も、エネルギー変換効率が低くなる。

【００４１】各層の厚さは特に限定されないが、ｐ型半
導体層では好ましくは５〜４０nmであり、ｉ層では好ま
しくは１００nm〜２０μmであり、ｎ型半導体層では好
ましくは５〜４０nmである。

【００４２】このような光電変換層は、通常、プラズマ
ＣＶＤ法により形成することが好ましい。プラズマＣＶ
Ｄ法におけるプラズマは、直流、交流のいずれであって
もよいが、好ましくは交流プラズマを用いる。交流プラ
ズマは、周波数数ヘルツから数ギガヘルツのものまで使
用可能である。

【００４３】ｐ型半導体層は、原料にＳｉＨ₄、Ｈ₂、Ｂ
₂Ｈ₆等を用い、目的とする不純物含有量に応じて流量比
Ｂ₂Ｈ₆／ＳｉＨ₄を決定し、絶縁性基板温度を室温〜４
５０℃、好ましくは２００〜３００℃、動作圧力を０．
０１〜１０Torr、投入電力を１０〜２０００W（周波数
１０⁶〜１０⁹Hz）として形成すればよい。

【００４４】ｉ層は、原料にＳｉＨ₄、Ｈ₂等を用い、流
量をそれぞれ１〜２０００sccm、絶縁性基板温度を室温
〜４５０℃、好ましくは２６０〜３８０℃、動作圧力を
０．０１〜１０Torr、投入電力を１０〜２０００Wとし
て形成すればよい。

【００４５】ｎ型半導体層は、原料にＳｉＨ₄、Ｈ₂、Ｐ
Ｈ₃等を用い、目的とする不純物含有量に応じて流量比
ＰＨ₃／ＳｉＨ₄を決定し、絶縁性基板温度を室温〜４５
０℃、好ましくは２５０〜３５０℃、動作圧力を０．０
１〜１０Torr、投入電力を１０〜２０００Wとして形成
すればよい。

【００４６】透明電極 透明電極６の構成材料は特に限定されないが、透明性、
導電性などが良好であることから、酸化スズ、ＩＴＯ
（酸化インジウム錫）、ＺｎＯが好ましい。透明電極の
厚さは特に限定されないが、通常、１０〜１００nmとす
ることが好ましい。上記材料から構成される透明電極
は、通常、スパッタ法等の気相成長法により形成する。

【００４７】層間絶縁層、セパレータ絶縁層 図示例における層間絶縁層９およびセパレータ絶縁層１
０を構成する材料は、絶縁性をもち、かつ、図示する構
造を形成可能なものであれば特に限定されないが、通
常、絶縁性樹脂を用いることが好ましい。絶縁性樹脂と
しては、例えばウレタン系樹脂、フェノキシ樹脂などが
好ましい。なお、層間絶縁層９とセパレータ絶縁層１０
とは、同じ材料から構成してもよく、異種材料から構成
してもよい。

【００４８】層間絶縁層９の厚さは、５〜４０μmであ
ることが好ましく、セパレータ絶縁層１０の平坦部の厚
さは、５〜１０μmであることが好ましい。

【００４９】層間絶縁層およびセパレータ絶縁層は、通
常、スクリーン印刷等の塗布法により形成すればよい。
図示例における層間絶縁層９およびセパレータ絶縁層１
０は、通常、以下の手順で形成する。まず、光電変換層
５を形成した後、層間絶縁層９をスクリーン印刷などに
より所定のパターンに形成する。次いで、層間絶縁層９
上に透明電極６を形成した後、例えばレーザー加工によ
り透明電極６、層間絶縁層９、光電変換層５および下部
電極４を貫く溝を形成する。この溝により下部電極４か
ら透明電極６までの積層体が分断されて、セル単位に分
離される。次いで、透明電極６上にセパレータ絶縁層１
０をスクリーン印刷などにより所定のパターンに形成す
る。このとき、前記溝内に絶縁材料が侵入し、セパレー
タ部１０１が形成される。

【００５０】層間絶縁層９は、セパレータ部１０１形成
の際に、透明電極６と下部電極４とが短絡することを防
ぐために設けられるが、そのほか、太陽電池の耐圧を向
上させる働きももつ。例えば光電変換層５に微小な欠陥
や不均質さが存在すると、その位置において下部電極４
と透明電極６との間で短絡が発生することがあるが、層
間絶縁層９を設けることにより容量の比較的高いコンデ
ンサが形成されるので、このような絶縁破壊の発生を防
ぐことができる。

【００５１】なお、図３に示す層間絶縁層９Ａ、９Ｂお
よびセパレータ絶縁層１０Ａ、１０Ｂは、図４に示す層
間絶縁層９およびセパレータ絶縁層１０とそれぞれ同様
にして同程度の厚さに形成すればよい。

【００５２】収集・配線電極、接続導体、内部電極、外
部電極 収集・配線電極１１の構成材料は特に限定されないが、
通常、Ａｇを用いることが好ましい。収集・配線電極の
厚さは、５〜１０μmであることが好ましい。

【００５３】収集・配線電極は、通常、スクリーン印刷
等の塗布法により形成すればよい。図示例において、収
集・配線電極１１は、通常、以下の手順で形成する。ま
ず、セパレータ絶縁層１０を形成した後、収集・配線電
極１１をスクリーン印刷などにより所定のパターンに形
成する。次いで、層間絶縁層９が存在しない領域におい
て、例えばレーザー加工により収集・配線電極１１を穿
孔し、透明電極６および光電変換層５を貫き下部電極４
に達する孔を形成する。この穿孔の際に、収集・配線電
極１１の構成材料が溶融して前記孔中に侵入し、接続導
体１２が形成される。

【００５４】なお、図３に示す接続導体１２Ｂは、図４
に示す接続導体１２と同様に形成することができる。ま
た、図３に示す内部電極５１Ａ、５１Ｂおよび外部電極
５２Ａ、５２Ｂは、収集・配線電極１１と同様に、スク
リーン印刷などにより所定のパターンに形成することが
できる。内部電極および外部電極の厚さは、５〜１０μ
mであることが好ましい。

【００５５】封止部材 機械的ダメージ、酸化、腐食等を抑えるための封止部材
としては、樹脂膜が好ましい。樹脂膜は、塗布または貼
付により形成すればよい。封止部材は、少なくとも透明
電極６側表面に設けることが好ましく、より好ましくは
絶縁性基板２の裏面側にも設ける。

【００５６】以下、貼付により樹脂膜を形成する方法の
一例について説明する。この例では、透光性および耐熱
性を有する樹脂製の基材の少なくとも一方の面に、熱硬
化性樹脂を含有する緩衝接着層を設けた封止部材を用い
る。

【００５７】樹脂製基材は、ガラス転移点Ｔｇが６５℃
以上であるか、耐熱温度（または連続使用温度）が８０
℃以上であるか、これらの両者を満足し、かつ透光性を
有する樹脂フィルムが好ましい。このような樹脂フィル
ムは、太陽光等の光源に直接晒されて昇温しても、性能
劣化を生じない。

【００５８】ガラス転移点Ｔｇ６５℃以上および／また
は耐熱温度８０℃以上で透光性を有する樹脂製の基材と
しては、ポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｔｇ６
９℃）、ポリエチレンナフタレート耐熱フィルム（Ｔｇ
１１３℃）；三フッ化塩化エチレン樹脂〔ＰＣＴＦＥ：
ネオフロンＣＴＦＥ（ダイキン工業社製）〕（耐熱温度
１５０℃）、ポリビニリデンフルオライド〔ＰＶＤＦ：
デンカＤＸフィルム（電気化学工業社製）〕（耐熱温度
１５０℃：Ｔｇ５０℃）、ポリビニルフルオライド〔Ｐ
ＶＦ：テドラーＰＶＦフィルム（デュポン社製）〕（耐
熱温度１００℃）等のフッ化物ホモポリマーや、四フッ
化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体〔Ｐ
ＦＡ：ネオフロン：ＰＦＡフィルム（ダイキン工業社
製）〕（耐熱温度２６０℃）、四フッ化エチレン−六フ
ッ化プロピレン共重合体〔ＦＥＰ：トヨフロンフィルム
ＦＥＰタイプ（東レ社製）〕（耐熱温度２００℃）、四
フッ化エチレン−エチレン共重合体〔ＥＴＦＥ：テフゼ
ルＥＴＦＥフィルム（デュポン社製）（耐熱温度１５０
℃）、ＡＦＬＥＸフィルム（旭硝子社製：Ｔｇ８３
℃）〕等のフッ化物コポリマーからなるフッ素系フィル
ム；芳香族ジカルボン酸−ビスフェノール共重合芳香族
ポリエステル〔ＰＡＲ：キャスティング（鐘淵化学社製
エルメック）〕（耐熱温度２９０℃：Ｔｇ２１５℃）等
のポリアクリレートフィルム；ポリサルホン〔ＰＳＦ：
スミライトＦＳ−１２００（住友ベークライト社製）〕
（Ｔｇ１９０℃）、ポリエーテルサルホン〔ＰＥＳ：ス
ミライトＦＳ−１３００（住友ベークライト）〕（Ｔｇ
２２３℃）等の含イオウポリマーフィルム；ポリカーボ
ネートフィルム〔ＰＣ：パンライト（帝人化成社製）〕
（Ｔｇ１５０℃）；ファンクショナルノルボルネン系樹
脂〔ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ社製）〕（耐熱温度１６４℃：
Ｔｇ１７１℃）；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）（Ｔｇ９３℃）；オレフィン−マレイミド共重合体
〔ＴＩ−１６０（東ソー社製）〕（Ｔｇ１５０℃以
上）、パラアラミド〔アラミカＲ：旭化成社製〕（耐熱
温度２００℃）、フッ化ポリイミド（耐熱温度２００℃
以上）、ポリスチレン（Ｔｇ９０℃）、ポリ塩化ビニル
（Ｔｇ７０〜８０℃）、セルローストリアセテート（Ｔ
ｇ１０７℃）等が挙げられる。

【００５９】これらのうちポリエチレンナフタレート耐
熱フィルム（Ｔｇ１１３℃）は、ポリエチレンテレフタ
レートフィルムと比較して、耐熱性（Ｔｇ）、長期使用
時の耐熱性、ヤング率（スティフネス）、破断強度、熱
収縮率、オリゴマーが少ないこと、ガスバリアー性、耐
加水分解性、水蒸気透過率、熱膨張係数、光による物性
劣化等の面で優れた性能を有し、また、他のポリマーと
比較して、破断強度、耐熱性、寸法安定性、透湿度性、
コスト等の総合バランスの点において優れているので、
好ましい。

【００６０】樹脂基材のガラス転移点Ｔｇは、好ましく
は６５℃以上、より好ましくは７０℃以上、さらに好ま
しくは８０℃以上、特に好ましくは１１０℃以上であ
る。Ｔｇの上限は特に規制されないが、通常、１３０℃
程度である。また、耐熱温度ないし連続使用温度は、好
ましくは８０℃以上、より好ましくは１００℃以上、さ
らに好ましくは１１０℃以上である。耐熱温度ないし連
続使用温度は高いほど好ましく、その上限は特に規制さ
れないが、通常、２５０℃程度である。

【００６１】樹脂基材の厚さは、太陽電池の構造、樹脂
基材に要求される強度や曲げ剛性等に応じて適宜決定す
ればよいが、通常、５〜１００μmとすればよい。

【００６２】なお、樹脂基材の透光性は、可視光領域の
光の７０％以上、特に８０％以上を透過する程度である
ことが好ましい。

【００６３】緩衝接着層は、熱圧着前において、熱硬化
性樹脂成分と有機過酸化物とを含有することが好まし
い。

【００６４】熱硬化性樹脂成分としては、エチレン−酢
酸ビニル共重合体〔ＥＶＡ（酢酸ビニル含有率が１５〜
５０％程度）〕が好ましい。

【００６５】有機過酸化物としては、例えば２，５−ジ
メチルヘキサン−２，５−ジハイドロパーオキサイド；
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキ
シ）へキサン−３；ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド；
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキ
シ）ヘキサン；ジクミルパーオキサイド；α，α’−ビ
ス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン；ｎ
−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレ
レート；２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタ
ン；１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，
５−トリメチルシクロヘキサン；ｔ−ブチルパーオキシ
ベンズエート；ベンゾイルパーオキサイドを用いれるこ
とができる。これらは、１種だけを用いても、２種以上
を組み合わせて用いてもよく、組み合わせて用いる場合
の配合比は任意である。熱硬化性樹脂成分１００重量部
に対する有機過酸化物の使用量は、好ましくは１０重量
部以下、より好ましくは０．５〜６重量部である。

【００６６】緩衝接着層の厚さは、太陽電池の構造や使
用環境などに応じて適宜決定すればよいが、好ましくは
３〜５００μm、より好ましくは３〜５０μm、さらに好
ましくは１０〜４０μmである。緩衝接着層が薄すぎる
と緩衝効果が不十分となる。一方、緩衝接着層が厚すぎ
ると、光透過率が低くなり、また、打ち抜き時などにバ
リが発生しやすくなる。ただし、緩衝接着層は樹脂基材
に比べてはるかに光透過性が優れているため、屋外など
の高照度下で使用する際には、１０mm程度まで厚くして
も問題ないこともある。

【００６７】緩衝接着層を樹脂基材に設ける手段として
は、塗布あるいは押し出しコート等の公知の手段を利用
できる。

【００６８】なお、緩衝接着層に、エンボス加工を施し
てもよい。封止部材を太陽電池にラミネートする際に、
気泡の抜け道が形成されるようにエンボス加工を施せ
ば、気泡の混入が少なくなる。

【００６９】次に、樹脂膜を塗布により形成する方法の
一例を説明する。

【００７０】塗布法により形成した樹脂膜は、貼付によ
り形成した上記樹脂膜に比べ、平坦性、耐候性等の面で
若干劣るものの、機器内部に組み込んで使用したり、主
に屋内用途で使用する場合には問題ない。塗布法では、
上記貼付法で必要であったラミネート工程や、その後の
平坦化工程を省略できるため、製造コストを低減でき
る。

【００７１】この場合に用いる樹脂は、透明性に優れ、
経時変化および光劣化による変色が少ないものが好まし
く、特に、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂とし
ては、例えばフッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリエステ
ル、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂を用いることができ
る。

【００７２】樹脂塗膜は、スクリーン印刷法、スピンコ
ート法などにより形成すればよい。

【００７３】他の電子部品 本発明は太陽電池に適用した場合に特に効果が高いが、
そのほかの電子部品であっても、上述したような内部電
極と外部電極とを有するもの、すなわち、絶縁体に設け
たスルーホールの一方の側に、内部回路の一部を構成す
る内部電極を塗布法により形成し、かつ、前記スルーホ
ールの他方の側に、部品外部と電気的に接続するための
外部電極を塗布法により形成するタイプであれば適用可
能であり、その場合でも太陽電池に適用した場合と同様
な効果が得られる。このような電子部品としては、例え
ばチップコンデンサやチップインダクタ等の積層電子部
品などが挙げられる。

【００７４】

【実施例】図３および図４に示す構造をもつ太陽電池
を、以下の手順で作製した。

【００７５】絶縁性基板２として、縦３６０mm、横４６
０mm、厚さ７５μmのポリエチレンナフタレート（ＰＥ
Ｎ）フィルム（帝人製、商品名ネオテックス、融点２７
３℃、ガラス転移点１１３℃）を用いた。

【００７６】まず、絶縁性基板２の補強のために、絶縁
性基板２表面の全面に、電子ビーム蒸着により酸化ケイ
素層を０．８μm の厚さに形成した。

【００７７】次に、酸化ケイ素層上に、Ａｌからなる厚
さ０．３μmの下部電極４をスパッタ法により形成し、
さらに、その上に、ステンレスからなる厚さ５nmの拡散
防止層を形成した。

【００７８】次いで、拡散防止層上に、以下の手順で光
電変換層５を形成した。まず、ｎ型の微結晶シリコン層
を２０nmの厚さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その
際、原料ガスおよびその流量は、 ＰＨ₃＋Ｈ₂混合ガス（ＰＨ₃／Ｈ₂＝０．２％）：３０sc
cm、 ＳｉＨ₄：４sccm、 Ｈ₂：７５０sccm とし、そのほかの条件は、 絶縁性基板温度：３００℃、 動作圧力：１Torr、 投入電力：１００W（１３．５６MHz） とした。続いて、ｉ型のアモルファスシリコン層を６０
０nmの厚さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その際、原
料ガスおよびその流量は、 ＳｉＨ₄：５０sccm、 Ｈ₂：５００sccm とし、そのほかの条件は、 絶縁性基板温度：２６０℃、 動作圧力：１Torr、 投入電力：１００W（１３．５６MHz） とした。続いて、ｐ型の微結晶シリコン層を２０nmの厚
さにプラズマＣＶＤ法で形成した。その際、原料ガスお
よびその流量は、 Ｂ₂Ｈ₆＋Ｈ₂混合ガス（Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂＝０．２％）：３０
sccm、 ＳｉＨ₄：５sccm、 Ｈ₂：９５０sccm とし、そのほかの条件は、 絶縁性基板温度：２８０℃、 動作圧力：１Torr、 投入電力：２００W（１３．５６MHz） とした。

【００７９】次に、光電変換層５上に、スクリーン印刷
法によりウレタン系絶縁樹脂組成物を所定のパターンに
印刷し、次いで、１６０℃のオーブン中に１０分間放置
して硬化し、厚さ２０μmの層間絶縁層９、９Ａ、９Ｂ
とした。

【００８０】次いで、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）をタ
ーゲットとして、Ａｒ雰囲気中でスパッタ法により厚さ
６０nmの透明電極６を形成した。

【００８１】次いで、レーザースクライブにより溝を形
成し、その上からウレタン絶縁樹脂組成物をスクリーン
印刷することにより、セパレータ部１０１、１０１Ａお
よび１０１Ｂをそれぞれ有する厚さ１０μmのセパレー
タ絶縁層１０、１０Ａおよび１０Ｂを形成した。

【００８２】次いで、直径１００μmのスルーホール４
０Ａ、４０Ｂを、機械的加工により形成した。

【００８３】次いで、Ａｇペーストをスクリーン印刷し
て乾燥硬化することにより、収集・配線電極１１（厚さ
６μm ）および接続導体１２、１２Ｂを形成した。

【００８４】次いで、Ｃｕペーストをスクリーン印刷し
て乾燥硬化することにより、外部電極５２Ａ、５２Ｂ
（厚さ６μm）を形成した。外部電極形成に用いたＣｕ
ペーストを乾燥硬化後に走査型電子顕微鏡により観察し
たところ、粒径が５〜１５μmの範囲にあるＣｕ粒子が
Ｃｕ粒子全体の９０体積％以上を占めていた。なお、こ
のＣｕペーストは、乾燥硬化後のシート抵抗が６０mΩ
／□である。

【００８５】次いで、Ａｇペーストをスクリーン印刷し
て乾燥硬化することにより、内部電極５１Ａ、５１Ｂ
（厚さ６μm）を形成し、太陽電池サンプルを得た。内
部電極形成に用いたＡｇペーストを走査型電子顕微鏡に
より観察したところ、粒径が０．１〜４μmの範囲にあ
るＡｇ粒子がＡｇ粒子全体の９０体積％以上を占めてい
た。なお、このＡｇペーストは、乾燥硬化後のシート抵
抗が０．１mΩ／□以下である。

【００８６】比較のために、内部電極形成後に外部電極
を形成した太陽電池サンプルも作製した。

【００８７】これらのサンプルについて、スルーホール
付近の断面の光学顕微鏡写真を撮影した。内部電極形成
後に外部電極を形成したサンプルの写真を図６に、外部
電極形成後に内部電極を形成したサンプルの写真を図５
に、それぞれ示す。図５および図６では、中央部の左右
方向に基体が存在しており、基体のほぼ中央に、上下方
向に貫くスルーホールが存在している。内部電極は基体
の上側から塗布されており、外部電極は、基体の下側か
ら塗布されている。図中において、粗大で明度の高い粒
子が外部電極を構成する大径粒子であり、微細でやや明
度の低い粒子が内部電極を構成する小径粒子である。内
部電極形成後に外部電極を形成したサンプルでは、図６
に示すように、小径の導電粒子がスルーホールの内壁面
付近に、大径の導電粒子がスルーホールの中心軸付近
に、互いにほぼ独立して存在している。これに対し、外
部電極形成後に内部電極を形成したサンプルでは、図５
に示すように、大径の導電粒子がスルーホールの内壁面
付近に、小径の導電粒子がスルーホールの中心軸付近お
よび大径の導電粒子同士の間に存在している。

【００８８】これらのサンプルについて、内部電極と外
部電極との間の導通を調べた。その結果、外部電極形成
後に内部電極を形成したサンプルでは、測定した２１個
すべてについて導通不良が認められなかったのに対し、
内部電極形成後に外部電極を形成したサンプルでは、２
１個中３個に導通不良が認められた。

【００８９】

【発明の効果】本発明では、スルーホールを有する絶縁
性基板の一方の面に、内部回路の少なくとも一部を構成
する内部電極を設け、他方の面に、外部と電気的に接続
するための外部電極を設け、かつ、スルーホール内にお
いて内部電極と外部電極とを接続する。そして、内部電
極に粒径の小さな導電粒子を用い、外部電極に粒径の大
きな導電粒子を用いる。その結果、内部回路の電気抵抗
を小さくでき、かつ、外部からの静電気の侵入を抑える
ことができるので、特性および信頼性を共に向上させる
ことができる。また、大径の導電粒子を含有する外部電
極を、粒径の小さな導電粒子を含有する内部電極に先だ
って形成すれば、スルーホール内における外部電極と内
部電極との接触状態が良好となるので、特性および信頼
性がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、絶縁性基板に設けたス
ルーホール付近の断面図である。

【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、絶縁性基板に設けたス
ルーホール付近の断面図である。

【図３】太陽電池の両端部付近を示す断面図である。

【図４】太陽電池の中央部付近を示す断面図である。

【図５】粒子構造を示す図面代用写真であって太陽電池
のスルーホール付近の断面を示す光学顕微鏡写真であ
る。

【図６】粒子構造を示す図面代用写真であって太陽電池
のスルーホール付近の断面を示す光学顕微鏡写真であ
る。

【符号の説明】

２ 絶縁性基板 ４ 下部電極 ５ 光電変換層 ６ 透明電極 ９、９Ａ、９Ｂ 層間絶縁層 １０、１０Ａ、１０Ｂ セパレータ絶縁層 １０１、１０１Ａ、１０１Ｂ セパレータ部 １１ 収集・配線電極 １２、１２Ｂ 接続導体 ４０Ａ、４０Ｂ スルーホール ５１Ａ、５１Ｂ 内部電極 ５２Ａ、５２Ｂ 外部電極 ５１ａ 小径の導電粒子 ５２ａ 大径の導電粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 義人 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 5E317 AA04 AA24 BB01 BB11 CC25 CD27 5F051 AA04 AA05 FA10 FA13 FA15 FA17 GA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基板の一方の面側に内部電極を、
   他方の面側に外部電極をそれぞれ有し、前記絶縁性基板
   に設けられたスルーホール内において前記内部電極と前
   記外部電極とが接している電子部品であって、 前記内部電極が相対的に小径の導電粒子を含有し、前記
   外部電極が相対的に大径の導電粒子を含有する電子部
   品。
2. 【請求項２】 前記スルーホール内に、前記大径の導電
   粒子と前記小径の導電粒子とが混じり合った領域が存在
   する請求項１の電子部品。
3. 【請求項３】 前記大径の導電粒子が前記スルーホール
   の内壁面付近に主として存在し、前記小径の導電粒子
   が、前記スルーホールの中心軸付近および前記大径の導
   電粒子同士の間に存在する請求項１の電子部品。
4. 【請求項４】 前記絶縁性基板の表面に、下部電極、光
   電変換層および透明電極をこの順で有する太陽電池であ
   り、 前記内部電極が、前記下部電極または前記透明電極と電
   気的に接続し、前記外部電極が取り出し電極として機能
   する請求項１〜３のいずれかの電子部品。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの電子部品を製
   造する方法であって、 前記小径の導電粒子を含有する導電ペーストを印刷した
   後、乾燥硬化する内部電極形成工程と、前記大径の導電
   粒子を含有する導電ペーストを印刷した後、乾燥硬化す
   る外部電極形成工程とを有する電子部品の製造方法。
6. 【請求項６】 前記外部電極形成工程の後に前記内部電
   極形成工程を有する請求項５の電子部品の製造方法。