JP2003142715A - 光起電力素子の製造方法及び光起電力素子の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光起電力素子の積層体を傷つけることなく多
面取りによる製造ラインの自動化に対応できる製造方法
を提供する。 【解決手段】 所定の間隙を持って保持具に保持された
複数の金属体電極１５を、基板上に光起電力層が形成さ
れた積層体１１の上に固定する工程と、前記間隙におい
て積層体１１を分割する工程を有することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池等の光起
電力素子の製造方法および製造装置の中で特に金属体電
極を有する光起電力素子の製造方法および製造装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球温暖化ガス削減等のために、
太陽光発電が注目されている。太陽光発電を普及させる
ためには光起電力素子を安価に製造する方法の開発が不
可欠である。そのような状況の中、基板上に薄膜光起電
力層を形成したタイプの光起電力素子は、使用する材料
が少なく、発電コストを下げられるものとして期待され
ている。

【０００３】光起電力素子を安価に製造する方法として
は、できるだけ大面積の光起電力素子を一度に製造する
事が好ましい。そのため、光起電力素子の製造にあたっ
ては、予め大面積基板に光起電力層を形成して巨大な光
起電力素子を形成し、その後、後工程で、用途に応じて
適当なサイズの光起電力素子に分割するいわゆる多面取
りという手法がよく使用される。

【０００４】多面取りに関する技術としては、特開２０
０１−１１１０８５号公報が知られている。かかる公報
に開示されている光起電力素子の製造方法の大きな特徴
は、大面積の基板に光起電力層や裏面電極層等を形成し
たのみならず、集電電極も光起電力素子に形成した後、
分割する事に特徴があり、光起電力層を形成した直後、
分割ラインを設けて切断する多面取りより、後工程が容
易で、光起電力素子を安価に生産できる利点を有してい
る。

【０００５】図１８に特開２００１−１１１０８５号公
報の製造工程の概略図を示す。図中１８１は基板と光起
電力層の積層体を、１８２はバスバー電極である金属体
を表している。簡単のため、図１８では光起電力素子の
基板と光起電力層の積層体１８１、および金属体１８２
以外の部分は図示していない。また、光起電力層の細か
な構造も不図示である。

【０００６】図１８の特開２００１−１１１０８５号公
報の例では、ガラス基板と光起電力層の積層体１８１に
対し、半田バンプによって電極となる金属体１８２を固
定している（図１８（ａ））。次に、分割ライン上にあ
る金属体１８２の一部をカッターで除去し、光起電力層
の積層体１８１を、複数の独立した光起電力素子に電気
的に分離している（図１８（ｂ））。最後に、ダイヤモ
ンドカッター（不図示）を積層体１８１の分割ラインに
いれて、複数の光起電力素子に物理的に分割している
（図１８（ｃ））。なお、ここで言う分割ラインとは、
これに沿って積層体１８１を物理的に分割する切断刃を
いれる領域である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
００１−１１１０８５号公報の場合、積層体１８１の上
に連続して金属体１８２を配置したのち、分割ライン上
の金属体を選択的に切り取る必要がある。具体的には、
積層体１８１の平面上に貼り付けた金属体１８２を剥ぎ
取る作業であり機械化が容易でない。なぜなら、積層体
１８１傷をつけないように圧力を調整しながら金属体１
８２を切断する微妙な機構が必要となるからである。手
作業で行う場合は、ある程度、容易に調整できる。しか
しながら、生産量が少ない場合は良いが、生産量が増え
た場合はコスト的に不利である。

【０００８】これを解決する方法としては、はじめから
積層体１８１の上に金属体１８２を配置する際に、分割
ライン上には金属体１８２を配置せず、分割ラインを挟
んで金属体を配置し、その後、分割ラインで積層体１８
１を分割する方法が考えられる。

【０００９】例えば、図２０や図２１に示す方法が容易
に考えられる。これらの図において、２０１及び２１１
は基板と光起電力層の積層体を、２０２及び２１２は金
属体を、２０３は保持具をそれぞれ示している。図２０
においては、単数の金属体２０２を保持具２０３によっ
て保持したものを積層体２０１に順次、貼り付けること
により行う。図２１においては、芯にロール状に巻きつ
けた金属体２１２を巻き出しながら、積層体２１１上に
順次、貼り付けることにより行う。

【００１０】このような工程で行えば、分割ライン上の
金属体を選択的に切り取る必要はなく、積層体の上に金
属体を配置する際に、図１８（ｂ）に示すように、はじ
めから想定した分割ライン上には金属体１８２を配置し
ない光起電力素子を形成でき、これにより、積層体１８
１を傷つけることなく、生産性のよい光起電力素子の多
面取りが可能になる。

【００１１】ところで、切断する際には、刃先により光
起電力層が押しつぶされた結果発生する第１と第２の電
極層の短絡を防ぐ必要がある。そのために、基板の端や
分割ラインの周辺には、第１と第２電極層の一方、もし
くは両方が存在しない領域を形成することが必要とな
る。このような領域は発電に寄与しない非発電領域であ
り、無駄な部分であるため光起電力素子を安価に生産す
る上ではできるだけ狭く形成することが望ましい。その
ため、一般的には、分割ラインの領域幅は１００μｍ乃
至３ｍｍ程度に抑えられる。

【００１２】前述したように金属体１８２は、上記分割
ラインを挟んで対向することになる。この金属体１８２
同士の間隔が、分割ラインの領域幅より広すぎることは
好ましくない。なぜなら発電領域の端の方で発生した電
流も効率よく導く必要があるため金属体１８２からなる
バスバー電極やリード電極は存在し、あまりこれらの間
隔が広くなると、この部分の直列抵抗が増加して変換効
率の低下を生じるからである。したがって、分割ライン
を挟んで対向する金属体１８２の間隔は分割ライン領域
より広いがほぼ同じに抑える必要がある。

【００１３】この結果、金属体１８２の配置精度は、上
記分割ラインの領域幅を十分確保するだけの精度が要求
されることになる。

【００１４】しかしながら、上記精度を図２０や図２１
に示したような方法で確保することは容易ではないこと
が判明した。

【００１５】すなわち、光起電力層を形成した光起電力
素子は、その製造工程において、様々な温度履歴や薬剤
処理がなされており、また、片面にのみ熱膨張係数の異
なる半導体薄膜を設けているため、基板に反りやその他
の変形をうけていることが少なくない。

【００１６】一方、光起電力素子の半導体層表面は非常
に弱いため、表面から、この変形を押さえ込むために、
抑え部材を配することはできない。そのため、図２０や
図２１のように、複数回にわけて金属体を設置すると、
２枚目以降を貼り付ける瞬間に、金属体の位置がずれる
ことがあり、その結果、分割ラインを挟んで対向する金
属体が短絡したり、金属体の間隔が大きく広がり変換効
率が低下したりする等のケースが発生した。

【００１７】本発明が解決しようとする課題は、光起電
力素子の積層体を傷つけることなく自動化に対応できる
製造方法を提供するもので、同時に多面取りを行うため
の分割ラインの領域幅を最低限にできる光起電力素子の
製造方法と製造装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光起電力素子の製造方法は、少なくとも基
板と、光起電力層と、金属体電極を有する光起電力素子
の製造方法において、所定の間隙を持って保持具に保持
された複数の前記金属体電極を前記基板に固定する工程
と、前記間隙において前記基板を分割する工程を有する
ことを特徴とする。

【００１９】本発明の光起電力素子の製造方法において
は、前記保持具に複数の前記金属体電極を前記所定の間
隙を持って保持させる工程、もしくは、前記保持具に単
一の金属体を保持させた後に前記所定の間隙を持つよう
に該金属体を処理することにより複数の前記金属体電極
を形成する工程を、更に有することが好ましい。そし
て、後者の場合には、前記複数の金属体電極を形成する
工程が、前記金属体の一部を両刃カッターで打ち抜く工
程であることが好ましい。

【００２０】また、上記課題を解決するために、本発明
の光起電力素子の製造装置は、少なくとも基板と、光起
電力層と、金属体電極を有する光起電力素子の製造装置
であって、所定の間隙を持って保持具に保持された複数
の前記金属体電極を前記基板に固定する手段と、前記間
隙において前記基板を分割する手段を有することを特徴
とする。

【００２１】本発明の光起電力素子の製造装置において
は、前記保持具に複数の前記金属体電極を前記所定の間
隙を持って保持させる手段、もしくは、前記保持具に単
一の金属体を保持させた後に前記所定の間隙を持つよう
に該金属体を処理することにより複数の前記金属体電極
を形成する手段を、更に有することが好ましい。そし
て、後者の場合には、前記複数の金属体電極を形成する
手段が、両刃カッターであることが好ましい。

【００２２】本発明の解決手段による作用は、実施の形
態の中であきらかにする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施の形態
を説明する。

【００２４】図１９は、本発明の光起電力素子の製造方
法に関する一実施形態を示す。図１９は実施の形態およ
び作用効果を説明するためのものであり、本発明は、図
１９に限定されるものではない。また、図１９は、実施
の形態を説明するために必要なもののみ図示している。
図１９において、１９１は基板と光起電力層の積層体、
１９２は金属体、１９３は保持具を示す。

【００２５】本発明の光起電力素子の製造方法を、以下
に順を追って説明する。

【００２６】図１９（ａ）は基板上に光起電力層を形成
する工程を示す。ここで言う基板とは金属、ガラス、セ
ラミック、樹脂等よりなり、光起電力層やその他の光起
電力素子の形状を物理的に保持する機能を有する板であ
る。また、光起電力層とは少なくとも、光のエネルギー
によってキャリアが励起される層からなる。それ以外に
電極層を有してもよい。電極層は光によってキャリアが
励起される層に重ねて形成される層であり、励起された
キャリアを伝搬する層である。また、光によってキャリ
アが励起される層に入射する光の反射を防ぐための反射
防止膜を有してもよい。

【００２７】光のエネルギーによってキャリアが励起さ
れる層は半導体からなるものが一般的であるが、色素を
利用するものも知られている。半導体からなるものは材
料の面で大きくシリコン系と、ガリウム砒素や硫化カド
ミウムに代表される化合物半導体系とに分けられる。ま
た接合のバンド構造の面で、単純な同種のｐ型半導体と
ｎ型半導体との接合であるｐｎ接合型、禁制帯の異なる
異種半導体の接合からなるヘテロ接合型、半導体と金属
のショットキーバリア型に分類される。結晶構造の面で
の分類では結晶系、薄膜単結晶系、微結晶系、アモルフ
ァス系に分類される。層構造の面では接合一層からなる
シングル、接合二層を重ねて直列化したタンデム、さら
に三層を重ねたトリプル等が公知である。

【００２８】これらの製造方法には大きく分けて、帯状
の基板を連続的に処理槽の中を通しながら基板上に形成
する方法と、大きな平板状の基板を毎葉で処理槽の中を
順次通しながら基板上に形成する方法が挙げられる。

【００２９】本発明は光起電力素子の製造方法の中で特
に、光起電力層形成工程以降の製造方法に関するもので
ある。したがって、その効果は基板や光起電力層の種類
によって制限されるものではない。しかし、既述の様に
本発明は大面積基板上に光起電力層を一括して形成し、
後にそれを分割して複数の光起電力素子を完成する場合
の製造コストを下げることを目的としているために、そ
の様な大面積の基板に一括して形成可能な光起電力層か
らなる光起電力素子を形成する場合に特に効果的であ
る。

【００３０】図１９（ｂ）は、本発明の特徴である金属
体１９２を保持具１９３によって所定の間隙をあけて保
持する工程を示す。本発明は基板と光起電力層の積層体
１９１を分割する分割ライン上を除く部分に金属体１９
２からなるバスバー電極を配置する方法において、光起
電力層が形成された基板上に固定する前に、図１９
（ｂ）に示すように複数の金属体１９２を所定の間隔を
あけて保持する工程が入ることを特徴とする。

【００３１】図１９のように一旦、保持具１９３によっ
て所定の間隔をあけて保持した複数枚の金属体１９２を
積層体１９１に同時に貼り付ける方法をとることによっ
て、金属体１９２同士の相対位置精度が格段に向上する
効果がある。なぜなら、図２０や図２１のように複数回
に分けて金属体を貼り付ける場合と比較して、図１９の
ように一括して貼り付ける方が、貼り付ける瞬間に積層
体の位置がずれることによる両者の相対位置のずれがは
るかに少なくてすむからである。

【００３２】貼り付け速度の面においても、図１９の場
合、基板の搬送と同時に金属体の準備ができるため、図
２０や図２１の方法よりも貼り付け速度が速い製造装置
を作ることが容易になり、製造コストを下げる効果があ
る。

【００３３】なお、上記理由から金属体の位置精度や貼
り付け速度が高まる効果は、保持具の材質形状や保持機
構の種類にもよらない。具体的な保持機構としてはマグ
ネット吸着、エア吸着、粘着材による粘着等が挙げられ
る。また、保持する箇所数にもよらない。保持する箇所
の数は一箇所あたりの保持力と全体で必要とされる保持
力の関係から適宜決めることが可能である。

【００３４】また、上記理由から金属体の位置精度や貼
り付け速度が高まる効果は、金属体を積層体に固定する
際の、積層体の固定方法に積層体の位置がずれる余地が
ある限り、失われるものではない。

【００３５】しかし、積層体の固定方法として、基板の
基準面を突き当てにより固定した後、基板の裏面から、
エアもしくはマグネットにより吸着する方法を使用する
場合に上記効果は最も大きい。

【００３６】積層体の固定方法としては、ハンドによっ
て、四方から挟む方法等、多数考えられるが、簡易で自
動化に適していることから、上記方法が最もよく使用さ
れる。しかし、光起電力素子を大面積化すると、積層体
による光起電力素子の反りや変形、形状のばらつきによ
り、上記方法では、光起電力素子の定位置への固定が困
難になるため、金属体を積層体に固定する際に積層体の
位置がずれやすくなる。

【００３７】したがって、上記方法で積層体を固定した
上で、本発明の方法によって、金属体を光起電力素子の
積層体に固定することで、複数の金属体の光起電力素子
に対する位置精度が安定し、複数の金属体の間隙が一定
となる効果が大きくなる。

【００３８】図２２及び図２３に金属体２２２及び２３
２を保持具２２３及び２３３によって保持するまでの代
表的方法を示す。

【００３９】この２つの方法の中では、図２３に示すよ
うに、単一の金属体２３２の複数箇所を保持具２３３に
固定する工程と、前記複数箇所の間において、単一の前
記金属体２３２の一部を打ち抜きカッター２３４で打ち
抜く方法が好ましい。これは図２２に示すように保持具
２２３に複数回にわたって金属体２２２を保持させるよ
り、一度、単一の金属体を保持具に保持させて、打ち抜
きカッターにより打ち抜いた方が、カットした際に、両
側がしっかり固定されているため、複数の金属体の間隔
がずれる可能性が低いためである。

【００４０】打ち抜きカッターは図２３に示すように両
刃のせん断刃からなるカッターである。刃は一般に直角
か、やや鋭角にすることが一般的である。また刃にシャ
ー角を設けることも公知である。打ち抜きカッターの刃
の上下は図と逆であっても構わない。刃の材質は金属体
より硬いものであれば、使用可能であるが、一般にはハ
イス鋼や超鋼等が用いられる。金属体がせん断刃に挟ま
れる時の高さは保持具２３３の高さと同じことが好まし
い。これは両者に違いがあれば、金属体２３２が打ち抜
きカッターに引きずりこまれるため位置がずれる可能性
が高くなるためである。

【００４１】本発明の効果は金属体の種類によらない。
金属体電極として、もっとも一般的なものは銅箔である
が、アルミ、金、銀、鉄、錫、鉛、亜鉛、ニッケル、ク
ロム、マンガン、モリブデン、タングステン等の金属単
体やそれらの合金等であっても構わない。また、めっき
処理やクラッド処理を施してあっても構わない。箔材の
厚みは一般に数μｍ乃至数百μｍ程度のものが一般的で
ある。金属体の幅は光起電力素子の幅の１／１０乃至１
／１００程度が光起電力素子の面積効率を下げすぎず、
かつ電極の抵抗を小さくすることが可能であり好適であ
る。

【００４２】基板と金属体との相対位置を固定する方法
は半田などの低融点金属を介する方法や、粘着材や接着
材などの樹脂を介する方法が公知である。特に基材の両
面に樹脂を塗布した両面テープを介して固定する方法
が、金属体の配置の面で最も容易な方法であり好適に用
いられる。この効果は樹脂の種類によらず、アクリル系
やシリコン系等一般的な種類のものを使用できる。ま
た、樹脂によって仮固定した後に加熱等によって樹脂を
架橋させることも公知である。

【００４３】本発明は基板の分割方法に寄らず効果的で
ある。基板の分割方法は基板の材質に合わせて、適宜選
択可能である。例えば金属基板であれば、金型によるせ
ん断方式、ディスクカッターによる切断等が挙げられ
る。また、基板の厚みが薄い場合にはレーザによる分割
も可能である。さらに、ガラス等のセラミック基板であ
れば、ダイヤモンドカッターによる分割やディスクカッ
ターによる分割が公知である。

【００４４】図１９（ｄ）は積層体１９１に金属体１９
２を固定した図である。１９４は二つの金属体１９２の
間隙を示す。間隙１９４は分割ライン領域にほぼ等しい
ことが好ましい。なぜなら金属体１９２からなるバスバ
ー電極やリード電極は、発電領域の端の方で発生した電
流も効率よく導く必要があるために存在し、あまり金属
体間の間隙が広くなると、光起電力素子の発電に有効に
寄与する面積が減少して変換効率の低下を生じるからで
ある。また、逆に金属体間の間隙が過度に狭い場合は、
積層体を分割する際に金属体をも切断してしまい光起電
力素子の短絡を招く危険が高まるからである。

【００４５】分割ライン領域の幅は分割方法や基板材料
によって適宜設定することが好ましい。ガラスなどのセ
ラミック基板をガラス切りやディスクカッターで分割す
る場合、金属基板を金型やディスクカッターで分割する
場合等は一般に１００μｍ乃至３ｍｍに設定される。セ
ラミック基板や金属基板をレーザやウォーターカッター
で分割する場合等は１ｍｍ乃至１０ｍｍに設定される。

【００４６】図１９（ｅ）は分割領域において積層体を
分割し複数の光起電力素子を得た図である。

【００４７】分割方法は基板材料や基板の厚みに合った
方法を選択することができる。一般に、ガラスの場合は
ガラス切りやディスクカッターによる切断、金属基板の
場合はシャーリング金型による切断、樹脂基板はカッタ
ーによる切断が好適に用いられる。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００４９】［実施例１］図１乃至図６に本実施例の光
起電力素子の製造工程図を示す。以下、図に従って、本
実施例の光起電力素子の製造方法を説明する。

【００５０】（工程ａ）基板と光起電力層の積層体を作
成する工程 図１（ａ）に示すような積層体１１を以下の様に作製し
た。幅３６ｃｍのロール状に巻いた厚さ１５０μｍのス
テンレス基板の上にロールツーロール法によるスパッタ
装置で厚み２００ｎｍのＡｌ層を形成した。さらに同様
に厚み１μｍのＺｎＯからなる層を形成した。その後、
マイクロ波プラズマＣＶＤ成膜装置に入れ、微結晶シリ
コンからなるボトムｎ層／ｉ層／ｐ層と、アモルファス
シリコンからなるトップｎ層／ｉ層／ｐ層との２層から
なる層を堆積した。さらに、その上に反射防止効果を兼
ねた機能を有する透明電極層としてＩＴＯをスパッタ法
で成膜して（成膜温度４５０℃、膜厚７０ｎｍ）、得ら
れた積層体を幅２４ｃｍ、長さ３６ｃｍの大きさに切断
して基板と光起電力層の積層体１１を得た。

【００５１】（工程ｂ）分割部を形成する工程 図１（ｂ）に示すように、後に光起電力素子を分割する
ラインの周辺のＩＴＯを電解エッチング法によって除去
し、分割部１２を形成した。形成した分割部１２のサイ
ズは幅１．２ｍｍ、長さ３５ｃｍだった。また、基板の
外周付近の透明電極層は幅１ｍｍで除去した。電解エッ
チング法は硫酸液の中に基板を浸し、基板とエッチング
パターンの形状をした対向電極間に電界を印加する方法
を採用した。また、別の電解槽の中で全面対向電極との
間にパルス電界を印加することによって、光起電力層の
短絡欠陥部分のＩＴＯ層を選択的に除去し、短絡欠陥を
修正した。

【００５２】（工程ｃ）積層体に金属体を固定するため
の両面テープを貼り付ける工程 図１（ｃ）に示すように、積層体１１表面上の端に絶縁
両面テープ１３を貼り付けた。個々の絶縁両面テープの
サイズは幅７ｍｍ、長さ２４０ｍｍである。絶縁両面テ
ープの粘着剤はシリコン系粘着剤を使用し厚みは片面に
つき６０μｍであった。絶縁両面テープの基材は厚さ２
５μｍのポリイミドと厚さ５０μｍのポリエチレンテレ
フタラートを厚さ６０μｍの粘着剤で貼り合わせたもの
を使用した。

【００５３】（工程ｄ）金属細線からなる集電電極を積
層体の表面上に形成する工程 図１（ｄ）に示すように、積層体１１の表面に半硬化し
た導電性樹脂被覆を有する金属細線１４を固定した。固
定の方法は長さ３６０ｍｍの導電性樹脂被覆付金属細線
の両端を前述の両面テープ１３に貼り付ける方法で行っ
た。金属細線１４は図示の様に５．６ｍｍ間隔で平行に
４２本固定した。

【００５４】ここで、金属細線１４には次の様にして、
あらかじめ半硬化したカーボンペーストからなる被覆を
形成しておいた。

【００５５】まず金属細線の材料として直径４〜５ｍｍ
の銅線の外周に厚み５０μｍの銀箔を貼り付けたものを
準備した。次にそれを伸線装置により直径１００μｍの
細線に整形した。この細線を連続的に作製しボビンに５
００ｇ巻き取った。整形後の銀の被覆は厚み１μｍであ
った。

【００５６】次にエナメル線用のロールコータ装置によ
り金属細線の周りにカーボンブラックを含有する第１ペ
ーストからなる被覆を形成した。被覆は完全硬化した内
層と半硬化の外層の二層構造にした。まず金属細線をボ
ビンから巻き出し、アセトンにより表面の油分を除去し
た。次に連続的にフェルトに内層用のフィラーを含有し
た第１樹脂を含ませた処理槽を通した。このフィラーは
直径が３０±２０ｎｍのカーボンブラックを使用した。
カーボンブラックは体積密度３５％に調整した。フィラ
ーと第１樹脂の混合比は、混合物の重量を１００とし
て、ブチラール樹脂６．４重量部、クレゾール樹脂、フ
ェノール樹脂、芳香族炭化水素系樹脂４．２重量部、硬
化材としてジオールイソシアネート１８重量部、溶剤と
してキシレン１８重量部、ジエチレングリコールモノメ
チルエーテルを１２重量部、シクロヘキサノンを３．６
重量部、さらにカップリング剤としてγ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシランを０．７重量部ペイントシェ
ーカーで混合分散して作製した。金属細線を処理槽に通
したのちに、さらにダイスに通し、不用なフィラーを含
有した第１樹脂を落とした。さらに、この金属細線を乾
燥炉に通して、第１樹脂を完全硬化させた。このとき、
線の送り速度とダイスの径を調整して、被覆の膜厚を５
μｍとした。次に同様にして、内層被覆付き金属細線を
外層用のフィラーを含有する第三樹脂を含ませたフェル
トを配置した処理槽に通した。このフィラーは、直径が
３０±２０ｎｍのカーボンブラックを使用した。カーボ
ンブラックは体積密度３５％に調整した。フィラーと第
三樹脂の混合比は混合物の重量を１００として、ウレタ
ン樹脂４１重量部、フェノキシ樹脂１４重量部、硬化材
として水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート６重
量部、溶剤として芳香族系溶剤４重量部、さらにカップ
リング剤としてγ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ランを０．７重量部ペイントシェーカーで混合分散して
作製した。内層付き金属細線を処理層に通したのち、さ
らにダイスに通して不用なフィラー含有第三樹脂を落と
した。

【００５７】こうして得られた被覆付き金属細線を、さ
らに乾燥炉に通して半硬化させ、リールボビンに巻きと
った。この被覆に使用したカーボンペーストの比抵抗は
０．５Ωｃｍであった。このとき、線の送り速度とダイ
スの径を調整して外層の膜厚を２０μｍとした。以上に
より被覆を形成した。

【００５８】導電性樹脂被覆付金属細線のうち、後に金
属体１５と電気的に接合する部分にＹＡＧレーザ光を照
射して、金属細線の表面から被覆が除去された被覆除去
部を形成した。ＹＡＧレーザ光を上部から照射すること
で除去部を形成した。使用したレーザ光は公知のＱスイ
ッチによって出力ピーク値の高いパルス光に変調したレ
ーザ光である。回転ミラーを使用したガルバノメータス
キャナによってレーザ光の方向を変えてスキャンした。
レーザ光は焦点距離３７０ｍｍのｆθレンズによって第
１電極にフォーカスさせた。レーザ光の照射条件は平均
出力３１Ｗ（サーモパイル型測定子で測定）、パルス周
波数は１２ｋＨｚ、パルス幅は数十ｎ秒、スキャン速度
は１２００ｍｍ／秒、スポット径はおよそ１００μｍで
あった。スキャンパターンは２５ｃｍの平行直線が５６
μｍピッチで３４本並んだものである。スキャンパター
ンの中心位置は両面テープ１３の中央に重なるようにし
た。スキャンパターンの長手方向と両面テープ１３の長
手方向が平行になるようにした。３４本の直線ラインを
一筆書きのように、往復描画してスキャンした。このス
キャンパターンにより長さ２５ｃｍ、幅２ｍｍの長方形
エリアに隈なくレーザ光が照射された。導電性被覆除去
部の金属細線に沿った方向の長さはスキャンエリアの幅
２ｍｍに等しかった。この際に金属体１５の長手方向に
おける端部に接合される分割部１２に隣接した２本の金
属細線にはレーザ光が照射されないようにマスクを挿入
した。このマスクはＳＵＳからなり、表面はレーザ光を
散乱する表面を有するものを選んだ。この結果、光起電
力素子端部においては金属細線には除去部が形成され
ず、それ以外の部分においては、金属細線に２ｍｍの除
去部が形成された。

【００５９】さらに、前述の被覆除去部に金属細線１４
と金属体１５を接合させるための銀ペーストを塗布し
た。塗布は楕円ノズルを使用した公知のディスペンサー
によって行った。塗布形状は上からみて長円形状であ
り、長円の長軸が金属細線と略直交になるように行っ
た。長円の長軸は約１．５ｍｍ、短軸は０．８ｍｍであ
った。また、使用した銀粒子はサイズが５μｍ程度の鱗
片状のものである。また、銀ペーストの樹脂分はアクリ
ル酸メチルと硬化剤を含むものを使用した。銀粒子の銀
ペースト中における体積密度は、銀ペーストの硬化前で
８５％、硬化後には９５％であった。この銀ペーストの
比抵抗は１．２×１０^-5Ωｃｍであった。

【００６０】（工程ｅ乃至ｌ）金属体を所定の間隔をあ
けて配置する工程 図２（ｅ）乃至（ｇ）及び図３（ｈ）乃至（ｋ）に示す
各工程を経て、図４（ｌ）に示すように金属体１５を所
定の間隔をあけて配置した。これらの工程は、前述の工
程ａ乃至ｄと同時並行で行うよう製造装置を設計した。
これにより、光起電力素子１枚当たりにかかる製造時間
を短縮可能であった。以下にこれらの工程を説明する。

【００６１】まず図２（ｅ）に示すように、受け具１６
上にロール状に巻いた金属体１５を巻き出した。この金
属体１５は厚さ１μｍの銀めっきを両面に施した厚さ１
００μｍの銅箔である。銅箔の幅は５．５ｍｍのものを
使用した。受け具１６は基準面を有する部材１６ａと、
寄せ具１６ｂとからなり、基準面を有する部材１６ａの
内部には図３（ｈ）に示すように、金属体１５をエア吸
着するための吸着穴１７を有する。

【００６２】次に、巻き出した金属体を切断して図２
（ｆ）に示すように単一の金属体１５を得た。この単一
の金属体１５の長さは２６０ｍｍであった。

【００６３】さらに図２（ｇ）に示すように、金属体１
５を寄せ具１６ｂによって基準面を有する部材１６ａの
基準面に押しあてた。その状態で図３（ｈ）に示すよう
に、吸着穴１７内部の空気を真空ポンプによって引くこ
とによって金属体１５の複数箇所を受け具１６上に固定
した。

【００６４】次に、図３（ｉ）に示すように打ち抜きカ
ッター１８を受け具１６の途中に金属体１５を挟むよう
に挿入し、図３（ｊ）に示すように金属体１５の一部を
所定の幅で打ち抜くことによって２枚に分離した。こう
して図３（ｋ）に示すような所定の間隔をあけて配置さ
れた複数の金属体１５を得た。ここで打ち抜きカッター
の刃の幅が１ｍｍのものを選択して、２枚の金属体１５
間の間隔を１ｍｍに設定しておいた。打ち抜きカッター
１８は、コの字型の下刃１８ａと上刃１８ｂとからな
る。金属体１５を打ち抜く際の抵抗を下げるために上刃
１８ｂには若干のシャー角を設けた。刃の材質はハイス
鋼を用いた。刃のクリアランスは所定の間隔１ｍｍの精
度を出すために０．３ｍｍ以下にした。受け具１６に対
する打ち抜きカッター１８の挿入位置の精度は±０．２
ｍｍ以下になるように装置を設計製作した。また、エア
吸着の吸着穴１７の直径は１．５ｍｍであり、吸着時の
吸着穴内部の圧力は−０．０８ＭＰａ（Ｇａｕｇｅ）以
下になるように設計製作した。

【００６５】以上のようにして、図４（ｌ）に示すよう
に金属体１５を所定の間隔をあけて配置した。

【００６６】（工程ｍ）保持具を金属体（銅箔）に押し
当てる工程 図４（ｍ）に示すように、金属ブロック１９ａと、その
下面にライニングされた厚さ３ｍｍのウレタンゴムをラ
イニングしたウレタンゴム層１９ｂとからなる保持具１
９を製造装置に組み込んでおいた。さらに保持具１９は
金属ブロック１９ａとウレタンゴム層１９ｂを貫通して
あけられた金属体１５をエア吸着するための吸着穴２０
を備えている。受け具１６上に所定の間隔１ｍｍをあけ
て保持された金属体１５の上に図４（ｍ）に示したよう
に保持具１９を押し当てた。

【００６７】（工程ｎ）受け具のエア吸着を止めて保持
具によって金属体を保持する工程 保持具１９の吸着穴２０内部の空気を真空ポンプによっ
て引くことによって、金属体１５の上面を保持具１９に
吸着させた。さらに０．２秒時間をおいてから図５
（ｎ）に示すように受け具１６のエア吸着を止めて、保
持具１９を上昇させて金属体１５の保持を完了した。こ
れによって二枚の金属体が所定の間隔１ｍｍをあけて保
持された状態となった。

【００６８】（工程ｏ）保持具によって保持した金属体
を積層体上に固定する工程 工程ｅ乃至ｏは一つの金属体固定装置における工程であ
る。積層体１１は一旦、別に用意した位置決め装置上で
固定具の定位置に固定して、この金属体固定装置に搬入
した。固定具は電磁マグネットや吸着穴を備えた金属部
材である。位置決め装置上の定位置に固定されている突
き当て具に積層体１１の４辺のうち２辺を押し当てて積
層体１１の位置を決定した後に、積層体１１を、電磁マ
グネットとエア吸着を併用して積層体１１の裏面側から
固定具の上に水平になるように固定した。このようにし
て固定具上に固定した積層体１１を位置決め装置から金
属体固定装置に固定具ごと搬入した。次に図５（ｏ）に
示すようにエア吸着によって保持具１９に吸着保持した
金属体１５を、吸着を維持することによって二枚の金属
体１５の間隙、１ｍｍを維持した状態で、積層体１１上
に貼り付けた両面テープ１３の真上に移動させた。さら
に、そこから保持具１９の水平を保った状態で、保持具
１９を垂直に降下させて両面テープ１３の上に金属体１
５を図５（ｏ）に示すように両者の長手方向が平行にな
るように接着させた。このように二枚の金属体１５の間
隙を維持した状態で金属体１５を基板に固定することに
よって、二枚の金属体１５間の間隙を積層体１１の分割
部１２に装置によって速く、しかも容易に精度良く一致
させることが可能となった。

【００６９】（工程ｐ）金属細線を積層体の表面上と、
金属体とに接着し、かつ両面テープの粘着材を架橋させ
る工程および、積層体の表面に透明樹脂保護層（不図
示）を形成する工程 積層体１１全体を公知の真空ラミネート炉に入れて１気
圧の圧力を積層体１１の上部から加えながら加熱するこ
とによって、金属細線１４の導電性被覆樹脂と、銀ペー
ストと、両面テープ１３の粘着材を硬化させ金属体（バ
スバー電極）１５と金属細線１４の接合を完成した（図
６（ｐ））。加熱は２１０℃で４５秒間行った。

【００７０】さらに積層体１１の表面に以下の様にして
積層体１１を保護するための透明樹脂保護層を形成し
た。透明樹脂保護層はメタクリル酸２−ヒドロキシエチ
ルからなるアクリル樹脂５２重量部、ε−カプラクタム
をブロッキング剤としたヘキサメチレンジイソシアネー
ト３０重量部、オルガノシロキサン１３重量部、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン５重量部を、キ
シレン５０重量部およびメチルイソブチルケトン５０重
量部の混合溶媒にて上記樹脂を樹脂分３５％になるよう
に希釈した塗布用溶液を作製し、スプレーコートにて光
起電力素子の受光面に硬化後２５ｍ厚になるように塗布
し室温で１５分間乾燥後、２００℃にて１０分間加熱硬
化した。

【００７１】（工程ｑ）基板を分割する工程 前記の工程ａ乃至ｐを経たものを公知の分割機によって
図６（ｑ）に示すように分割して、光起電力素子を完成
した。使用した分割機はシャーリング切断機とも呼ばれ
ているものである。上刃と下刃のセットからなる金型を
プレス機によって駆動するタイプを使用した。上刃と下
刃の材質は粉末ハイス鋼（ＡＳＰ６０）に硬化処理（Ｈ
ＲＣ６７）を施したものである。上刃と下刃のクリアラ
ンスは５μｍ以下である。上刃には０．２度のシャー角
と、鋭角の刃先角度を有するものを、下刃には直角の刃
先角度を有するものを使用した。基板を分割する際の上
刃の下降速度は３９ｍｍ／ｓで使用した。基板の一端、
図７に示した基板の分割ライン２２と平行な基板の一端
を基準端２１とし、その基準端２１を突き当てピンに押
し当てて基板をオートハンドに固定し、オートハンドに
よって基板をプレス機に挿入し分割した。分割後の光起
電力素子の基準端２１と分割ライン２２間の距離を基準
端２１と垂直方向に沿って、複数測定したところ、その
誤差は±０．２ｍｍ以下であった。

【００７２】（評価）本例による光起電力素子を１００
枚作成し、その際に工程ｅより後から工程ｏが終わるま
での、金属体を準備して基板との相対位置を固定するま
での平均所要時間と、図７記載の金属体端と分割ライン
２２間の距離Ｌの誤差を測定した。誤差はＬの測定値の
３σとした。その結果を表１に示す。

【００７３】［実施例２］本実施例は、実施例１におけ
る図２及び図３に示した工程の代わりに図８乃至図１０
に示す工程で行ったことにおいてのみ実施例１と異な
る。以下、図８乃至図１０に従って本実施例を説明す
る。

【００７４】本例の受け具２６は、図８（ｂ）に示すよ
うに基準面を有する部材２６ａと、二つの寄せ具２６ｂ
とからなり、基準面を有する部材２６ａは金属体２５を
エア吸着するための吸着穴２７を有する。

【００７５】まず図８（ａ）に示すように、まず基準面
を有する部材２６ａの上にロール状に巻いた金属体２５
を巻き出した。

【００７６】次に図８（ｂ）に示すように、二つある寄
せ具２６ｂの内、巻き出した金属体２５の先端側の寄せ
具２６ｂを、基準面を有する部材２６ａの方向に寄せ
て、金属体２５の端部を受け具２６の基準面に突き当て
た。さらに、真空ポンプによって吸着穴２７の内、巻き
出した金属体２５の先端に近い半数の吸着穴の空気を引
いて、巻き出した金属体２５の内、先端よりの半分を受
け具２６に吸着固定した。

【００７７】次に図８（ｃ）に示すように、受け具２６
の中に金属体２５を挟み込む様に、片刃のカッター２８
を挿入し、図９（ｄ）に示すように金属体２５を切断し
た。図９（ｅ）は、その後カッターを抜いた図である。

【００７８】さらに図９（ｆ）に示すように、金属体２
５のロールを適量回転させて、切断された金属体２５と
ロール上に巻かれた金属体２５との間に間隙を１ｍｍあ
けた。

【００７９】次に図１０（ｇ）に示すように、残りの寄
せ具２６ｂを、基準面を有する部材２６ａの方に寄せ
て、残りの吸着穴２７内部の空気を真空ポンプによって
引いてロール側の金属体２５を吸着固定した。ここで、
金属体２５の間隙を複数回測定したところ、必ずしも１
ｍｍではなく、相当量のばらつきが発生していた。

【００８０】最後に図１０（ｈ）に示すように、金属体
２５のロールを切り離して複数枚の金属体２５を、間隙
をあけて配置する工程を完了した。

【００８１】（評価）本例による光起電力素子を１００
枚作成し、実施例１と同様に金属体を準備して基板との
相対位置を固定するまでの平均所要時間と、金属体端と
分割ライン間の距離Ｌの誤差を測定した。その結果を表
１に示す。

【００８２】［比較例１］本比較例は図１（ａ）乃至
（ｄ）の工程は実施例１と同様に行った。その後の本比
較例の製造工程を図１１乃至図１４に示す。

【００８３】本比較例は図１１（ｂ）に示すように単一
の金属体３５を受け具３６上にエア吸着した。その後、
図１２（ｃ）に示すように金属ブロック３９ａと、その
下面にライニングされた厚さ３ｍｍのウレタンゴムをラ
イニングしたウレタンゴム層３９ｂとからなる保持具３
９によって、単一の金属体３５をエア吸着した。そし
て、図１２（ｄ）に示すように保持具３９によって保持
した金属体３５を積層体１１上に固定した。以下同様
に、図１３（ｅ）、（ｆ）及び図１４（ｇ）に示す手順
で金属体３５を積層体１１上に固定し、図１４（ｈ）に
示すように金属体１５の間隙を維持した状態で金属体１
５を積層体１１に固定した。その他の条件は実施例１と
同様に行った。

【００８４】さらに後の工程も実施例１と同様に行っ
た。

【００８５】（評価）本比較例による光起電力素子を１
００枚作成し、実施例１と同様に金属体を準備して基板
との相対位置を固定するまでの平均所要時間と、金属体
端と分割ライン間の距離Ｌの誤差を測定した。その結果
を表１に示す。

【００８６】（比較例２）本比較例は図１（ａ）乃至
（ｄ）の工程は実施例１と同様に行った。その後の本比
較例の製造工程を図１５乃至図１７に示す。

【００８７】本比較例は図１５（ｂ）に示すように、巻
き出した金属体４５をしごきローラー４６でしごきなが
ら直接、積層体１１上に固定していった。そして、図１
６（ｃ）に示すように、分割部１２上の金属体４５をカ
ッター４８によって分断し剥離させ、引き続き図１６
（ｄ）及び図１７（ｅ）に示すように残りの金属体４５
を同様に積層体１１上に固定し、図１７（ｆ）に示すよ
うに金属体１５の間隙を維持した状態で金属体１５を積
層体１１に固定した。その後の工程は実施例１と同様に
行った。

【００８８】さらに後の工程も実施例１と同様に行っ
た。

【００８９】（評価）本比較例による光起電力素子を１
００枚作成し、実施例１と同様に金属体を準備して基板
との相対位置を固定するまでの平均所要時間と、金属体
端と分割ライン間の距離Ｌの誤差を測定した。その結果
を表１に示す。

【００９０】

【表１】

【００９１】

【発明の効果】本発明によって、基板と光起電力層の積
層体の上に容易に精度良く、機械によって従来よりも速
く、かつ精度良く、金属体（金属体電極）を所定の間隙
をあけて配置可能となる。これにより、少なくとも、基
板と、光起電力層と、金属体電極を有し、かつ基板と金
属体電極の相対位置が固定されている光起電力素子の製
造コストを従来よりも低くする効果が生まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における光起電力素子の製造
方法を説明するための図である。

【図２】本発明の実施例１における光起電力素子の製造
方法を説明するための図である。

【図３】本発明の実施例１における光起電力素子の製造
方法を説明するための図である。

【図４】本発明の実施例１における光起電力素子の製造
方法を説明するための図である。

【図５】本発明の実施例１における光起電力素子の製造
方法を説明する図である。

【図６】本発明の実施例１における光起電力素子の製造
方法を説明する図である。

【図７】本発明の実施例１における光起電力素子の製造
方法を説明する図である。

【図８】本発明の実施例２における光起電力素子の製造
方法を説明する図である。

【図９】本発明の実施例２における光起電力素子の製造
方法を説明する図である。

【図１０】本発明の実施例２における光起電力素子の製
造方法を説明する図である。

【図１１】比較例１における光起電力素子の製造方法を
説明する図である。

【図１２】比較例１における光起電力素子の製造方法を
説明する図である。

【図１３】比較例１における光起電力素子の製造方法を
説明する図である。

【図１４】比較例１における光起電力素子の製造方法を
説明する図である。

【図１５】比較例２における光起電力素子の製造方法を
説明する図である。

【図１６】比較例２における光起電力素子の製造方法を
説明する図である。

【図１７】比較例２における光起電力素子の製造方法を
説明する図である。

【図１８】従来例を説明する図である。

【図１９】本発明の実施態様例を説明する図である。

【図２０】本発明以外の参考例を説明する図である。

【図２１】本発明以外の参考例を説明する図である。

【図２２】本発明の実施態様例を説明する図である。

【図２３】本発明の実施態様例を説明する図である。

【符号の説明】

１１、１８１、１９１、２０１、２１１ 積層体 １２ 分割部 １３ 両面テープ １４ 金属細線 １５、２５、３５、４５、１８２、１９２、２０２、２
１２、２２２、２３２金属体（金属体電極） １６、２６、３６ 受け具 １７、２０、２７ 吸着穴 １８、２８、４８、２３４ カッター １９、３９、１９３、２０３、２２３、２３３ 保持具 ２１ 基準端 ２２ 分割ライン ４６ しごきローラー １９４ ２つの金属体の間隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 勉 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5F051 AA04 AA05 BA14 CB15 CB21 DA04 DA15 FA04 FA14 GA02 GA06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも基板と、光起電力層と、金属
   体電極を有する光起電力素子の製造方法において、 所定の間隙を持って保持具に保持された複数の前記金属
   体電極を前記基板に固定する工程と、前記間隙において
   前記基板を分割する工程を有することを特徴とする光起
   電力素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記保持具に複数の前記金属体電極を前
   記所定の間隙を持って保持させる工程を更に有すること
   を特徴とする請求項１に記載の光起電力素子の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記保持具に単一の金属体を保持させた
   後に前記所定の間隙を持つように該金属体を処理するこ
   とにより複数の前記金属体電極を形成する工程を更に有
   することを特徴とする請求項１に記載の光起電力素子の
   製造方法。
4. 【請求項４】 前記複数の金属体電極を形成する工程
   が、前記金属体の一部を両刃カッターで打ち抜く工程で
   あること特徴とする請求項３に記載の光起電力素子の製
   造方法。
5. 【請求項５】 少なくとも基板と、光起電力層と、金属
   体電極を有する光起電力素子の製造装置であって、 所定の間隙を持って保持具に保持された複数の前記金属
   体電極を前記基板に固定する手段と、前記間隙において
   前記基板を分割する手段を有することを特徴とする光起
   電力素子の製造装置。
6. 【請求項６】 前記保持具に複数の前記金属体電極を前
   記所定の間隙を持って保持させる手段を更に有すること
   を特徴とする請求項５に記載の光起電力素子の製造装
   置。
7. 【請求項７】 前記保持具に単一の金属体を保持させた
   後に前記所定の間隙を持つように該金属体を処理するこ
   とにより複数の前記金属体電極を形成する手段を更に有
   することを特徴とする請求項５に記載の光起電力素子の
   製造装置。
8. 【請求項８】 前記複数の金属体電極を形成する手段
   が、両刃カッターであること特徴とする請求項７に記載
   の光起電力素子の製造装置。