JP2007180370A - 光電変換装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】支持体の各凹部内に球状光電変換素子を収容する方式の光電変換装置において、素子を装着する際の位置ずれ等により、支持体と素子の電極の間で短絡が発生した場合でも、出力を取り出すことができる製造方法を提供する。
【解決手段】球状の第１半導体１とその表面に第２半導体層２を有する素子を用いる。この素子を、第２導電体層を兼ねる支持体の凹部１１の底にある孔の縁部に第２半導体層が接し、かつ一部が支持体の裏側に望むように装着する。その後、支持体の裏側に臨む部位の第１半導体の露出部に形成されている電極と支持体の間の短絡の有無を検査する。この検査結果に基づき、短絡があった素子を除く各素子の電極を、支持体の裏面側に接する電気絶縁層４４を介して第１導電体層に接続し、光電変換装置を製造する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、球状の光電変換素子を実装した光電変換装置の製造方法に関する。

クリーンなエネルギー源として光電変換装置が注目されている。代表的な光電変換装置は、結晶シリコン半導体ウエハからなる素子を用いたもの、およびアモルファスシリコンからなる半導体層を用いたものである。前者は、単結晶インゴットの製造および単結晶インゴットから半導体ウエハを製造するまでの工程が繁雑であり、しかも結晶の切削屑などにより高価なシリコン原料の利用率が低いのでコスト高となる。後者は、シリコンの未結合手に水素が結合しているアモルファス構造が、光照射によって水素が放たれて構造変化を起こしやすいため、光電変換効率が光照射により徐々に低下するという問題がある。

前記のような特性低下がなく、安価で、高出力が期待できる光電変換装置として、球状のｐ型半導体の表面にｎ型半導体層を形成した球状の光電変換素子を用いたものが検討されている。この光電変換装置は、直径１ｍｍ前後の小さな球状素子を用いることにより、光電変換部全体の平均厚みを薄くし、原料Ｓｉの使用量を軽減するものである。

この種の光電変換装置としては、多数の凹部を有する支持体の各凹部内に、直径１ｍｍ前後の球状の光電変換素子を取り付け、凹部内面を反射鏡として働かせるものが知られている（特許文献１および２など）。このような構成によれば、素子の材料、特に高価なＳｉの使用量を低減するとともに、反射鏡の作用により、素子に直接照射される光の４〜６倍の光を素子に照射できるので、光の有効利用ができるなどの利点を有する。

この種の光電変換装置の代表的な構造が特許文献２に示されている。光電変換素子は、球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなり、第２半導体層が第１半導体の一部を露出させる開口部を有している。この光電変換素子を個々に取り付ける複数の凹部を有する支持体は、前記凹部の底に光電変換素子を嵌合し、第１半導体の露出面を支持体の裏面側に臨ませる孔を有している。支持体は、前記凹部の内面を形成し、第２半導体層と電気的に接続される第２導電体層、およびその背面に設けた電気絶縁層からなる。支持体の孔をとおして第１半導体の露出部と接続される第１導電体層は支持体の背面に取り付けられる。
特開２００２−１６４５５４号公報 特開２００４−０６３５６４号公報

上記従来の光電変換装置を製造する際には、光電変換素子の電極を支持体（第２導電体層）の孔に正確に位置決めした後、第２半導体層を支持体に電気的に接続して固定し、その後、支持体の反対側から、支持体の孔に対応する位置に突起が形成された第１導電体層と光電変換素子の電極を電気的に接続する。

支持体に球状素子が搭載された光電変換装置を製造する過程においては、極めて多数の球状素子を高速で支持体の凹部に装着する必要があるが、球状素子が支持体に傾いて装着される等の理由により、支持体と第１半導体の電極の間に短絡が発生する場合がある。このような素子が１個でも存在すると、第１導電体層と第２導電体層が短絡して光電変換装置から電力を取り出せない事態が生じるが、従来の製造方法では、このような短絡素子を皆無にすることは不可能に近かった。更に、一旦機能不全となった光電変換装置は、解体して再生することも困難であった。このような事態が発生すると、光電変換装置を完成させるまでに要した工数と材料の全てが損失となり、著しく生産性を損ねることになる。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、素子を装着する際の位置ずれ等により、第１半導体の電極と支持体の間で短絡が発生した場合でも出力を取り出すことができる、量産に適した光電変換装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第1の光電変換装置の製造方法は、
（１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなり、前記第２半導体層が前記第１半導体の一部を露出させる開口部を有し、かつ前記第１半導体の露出部に電極が形成されたほぼ球状の複数の光電変換素子、ならびに
隣接する複数の凹部を有し、前記凹部が底部に前記光電変換素子より小さい孔を有する導電性の支持体で構成され、
前記支持体の各凹部に、前記光電変換素子が、前記第１半導体の露出部が前記孔から支持体の裏面側に臨むように装着され、かつ前記光電変換素子の第２半導体層が前記支持体に電気的に接続された構造体を用意する工程、
（２）前記支持体に装着された前記光電変換素子の第１半導体の電極と前記支持体との間の短絡の有無を検査する工程、
（３）前記支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程、
（４）前記工程（２）で、前記第１半導体の電極と前記支持体の間に短絡のなかった光電変換素子に対し、前記電気絶縁層に孔をあけて前記電極を当該孔内に露出させる工程、および
（５）前記支持体に装着された複数の光電変換素子の第１半導体のそれぞれの電極を相互に電気的に接続する工程
を含むものである。

本発明に第１の光電変換装置の製造方法において、前記工程（５）が、前記電気絶縁層の孔に導電性ペーストを充填して前記孔内に露出した電極の表面に導電性ペーストを塗布すると共に、前記導電性ペーストを繋ぐように前記電気絶縁層上に導電性ペーストを塗布し、加熱して固化させる工程を含むものであっても良い。または、前記工程（５）が、前記電気絶縁層の孔に導電性ペーストを充填して前記孔内に露出した電極の表面に導電性ペーストを塗布した後、前記電気絶縁層に導電性金属シートを接合し、前記導電性ペーストを加熱固化して前記導電性ペーストと前記導電性金属シートを電気的に接続する工程を含むものであっても良い。

次に、本発明の第２の光電変換装置の製造方法は、
（１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなり、前記第２半導体層が前記第１半導体の一部を露出させる開口部を有し、かつ前記第１半導体の露出部に電極が形成されたほぼ球状の複数の光電変換素子、ならびに
隣接する複数の凹部を有し、前記凹部が底部に前記光電変換素子より小さい孔を有する導電性の支持体で構成され、
前記支持体の各凹部に、前記光電変換素子が、前記第１半導体の露出部が前記孔から支持体の裏面側に臨むように装着され、かつ前記光電変換素子の第２半導体層が前記支持体に電気的に接続された構造体を用意する工程、
（２）前記支持体に装着された前記光電変換素子の第１半導体の電極と前記支持体との間の短絡の有無を検査する工程、
（３）前記支持体の裏面側に、導電性金属シートおよび前記導電性金属シートと前記支持体とを隔離する電気絶縁層を接合する工程、
（４）前記工程（２）で、前記第１半導体の電極と前記支持体の間に短絡のなかった光電変換素子に対し、前記電気絶縁層および導電性金属シートに孔をあけて前記光電変換素子の電極を当該孔内に露出させる工程、および
（５）前記電気絶縁層および導電性金属シートの孔に導電性ペーストを充填し、前記孔内に露出した電極の表面に導電性ペーストを塗布して前記複数の光電変換素子の第１半導体のそれぞれの電極と前記導電性金属シートとを電気的に接続する工程
を含むものである。

本発明の第２の光電変換装置の製造方法において、前記工程（３）が、前記支持体の裏面側に、導電性金属シートの片面に電気絶縁層が接合して一体化された複合シートを、その電気絶縁層を前記支持体に向けて接合する工程を含むものであっても良い。

また本発明の第１または第２の光電変換装置の製造方法において、前記工程（１）において、前記支持体の凹部の孔の周縁部に塗布された導電性接着剤を介して前記光電変換素子が固定され、前記第２半導体層と前記支持体が電気的に接続されていることが好ましい。

また本発明の第１または第２の光電変換装置の製造方法において、前記支持体に装着された個々の光電変換素子について、前記工程（２）における検査結果に関するデータと前記支持体の凹部の位置に関するデータをメモリーに記憶し、前記工程（４）において、前記メモリーに記憶されたデータを読み出し、このデータに基づいて前記電気絶縁層、または前記電気絶縁層および前記導電性シートに孔をあけるか否かを決定することが好ましい。同様に、前記工程（２）において、前記支持体の裏面側から触針を前記光電変換素子の電極に接触させ、前記触針と前記支持体の間に流れる電流を測定することにより短絡の有無を検査することが好ましい。

なお、本発明の第１または第２の光電変換装置の製造方法において、前記工程（２）に代え、カメラを用いて前記支持体に装着された前記光電変換素子の装着状態を撮影して、前記第１半導体の電極と前記支持体の周縁部あるいは前記周縁部に連なる導電性接着剤との接触の有無を検査するようにしても良い。

次に、本発明の第３の光電変換装置の製造方法は、
（１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなり、前記第２半導体層が前記第１半導体の一部を露出させる開口部を有し、かつ前記第１半導体の露出部に電極が形成されたほぼ球状の複数の光電変換素子、ならびに
隣接する複数の凹部を有し、前記凹部が底部に前記光電変換素子より小さい孔を有する導電性の支持体で構成され、
前記支持体の各凹部に、前記光電変換素子が、前記第１半導体の露出部が前記孔から支持体の裏面側に臨むように装着され、かつ前記光電変換素子の第２半導体層が前記支持体に電気的に接続された構造体を用意する工程、
（２）前記支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程、
（３）前記電気絶縁層に孔をあけて前記光電変換素子の第１半導体の電極を当該孔内に露出させる工程、
（４）前記電気絶縁層の孔に導電性ペーストを充填して前記孔内に露出した電極の表面に導電性ペーストを塗布する工程、
（５）前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストと前記支持体との間の短絡の有無を検査する工程、
（６）前記工程（５）で、前記導電性ペ−ストと前記支持体の間に短絡のあった光電変換素子に対し、前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストを絶縁物で覆う工程、および
（７）前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストを介し前記複数の光電変換素子のそれぞれの電極を電気的に接続する工程
を含むものである。

本発明の第３の光電変換装置の製造方法において、前記工程（７）が、前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストを繋ぐように前記電気絶縁層上に導電性ペーストを塗布し、加熱して固化させる工程を含むものであっても良い。または、前記工程（７）が、前記電気絶縁層に導電性金属シートを接合した後、前記導電性ペーストを加熱固化して前記導電性ペーストと前記導電性金属シートを電気的に接続する工程を含むものであっても良い。

また本発明の第３の光電変換装置の製造方法において、前記支持体に装着された個々の光電変換素子について、前記工程（５）における検査結果に関するデータと前記支持体の凹部の位置に関するデータをメモリーに記憶し、前記工程（６）において、前記メモリーに記憶されたデータを読み出し、このデータに基づいて前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストを絶縁物で覆うか否かを決定することが好ましい。同様に、前記工程（５）において、前記支持体の裏面側から触針を前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストに接触させ、前記触針と前記支持体の間に流れる電流を測定することにより短絡の有無を検査することが好ましい。

次に、本発明の第４の光電変換装置の製造方法は、
（１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなるほぼ球状の複数の光電変換素子、ならびに
隣接する複数の凹部を有し、底部に前記光電変換素子より小さい孔を有する導電性の支持体で構成され、
前記支持体の各凹部に前記光電変換素子が装着され、かつ前記光電変換素子の第２半導体層が前記支持体に電気的に接続された構造体を用意する工程、
（２）前記支持体の孔から裏面側に露出した前記光電変換素子の第２半導体層を除去して第１半導体の一部を露出させる工程、
（３）前記支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程、
（４）前記電気絶縁層に孔をあけて前記光電変換素子の第１半導体の一部を当該孔内に露出させる工程、
（５）前記電気絶縁層の孔に導電性ペーストを充填して前記孔内に露出した第１半導体の表面に導電性ペーストを塗布した後、熱処理を施して電極を形成する工程、
（６）前記第１半導体に形成された電極と前記支持体との間の短絡の有無を検査する工程、
（７）前記工程（６）で、前記電極と前記支持体の間に短絡のあった光電変換素子に対し、前記電極を絶縁物で覆う工程、および
（８）前記工程（７）で電極を絶縁物で覆った光電変換素子を除き、前記複数の光電変換素子の第１半導体のそれぞれの電極を電気的に接続する工程
を含むものである。

更に、本発明の第５の光電変換装置の製造方法は、
（１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなるほぼ球状の複数の光電変換素子、ならびに
隣接する複数の凹部を有し、底部に前記光電変換素子より小さい孔を有する導電性の支持体で構成され、
前記支持体の各凹部に前記光電変換素子が装着され、かつ前記光電変換素子の第２半導体層が前記支持体に電気的に接続された構造体を用意する工程、
（２）前記支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程、
（３）前記電気絶縁層に孔をあけて前記光電変換素子の第２半導体層の一部を当該孔内に露出させる工程、
（４）前記電気絶縁層の孔内に露出した前記光電変換素子の第２半導体層を除去して第１半導体の一部を露出させる工程、
（５）前記電気絶縁層の孔内に露出した前記第１半導体の表面に導電性ペーストを塗布した後、熱処理を施して電極を形成する工程、
（６）前記第１半導体に形成された電極と前記支持体との間の短絡の有無を検査する工程、
（７）前記工程（６）で、前記第１半導体の電極と前記支持体の間に短絡のあった光電変換素子に対し、前記電極を絶縁物で覆う工程、および
（８）前記工程（７）で電極を絶縁物で覆った光電変換素子を除き、前記複数の光電変換素子の第１半導体のそれぞれの電極を電気的に接続する工程
を含むものである。

本発明の第４または第５の光電変換装置の製造方法において、前記工程（８）が、前記光電変換素子の第１半導体の電極を繋ぐように前記電気絶縁層上に導電性ペーストを塗布し、加熱して固化させる工程を含むものであっても良い。または、前記工程（８）が、前記電気絶縁層に導電性金属シートを接合した後、前記光電変換素子の第１半導体の電極と前記導電性金属シートを電気的に接続する工程を含むものであっても良い。

また本発明の第４または第５の光電変換装置の製造方法において、前記支持体に装着された個々の光電変換素子について、前記工程（６）における検査結果に関するデータと前記支持体の凹部の位置に関するデータをメモリーに記憶し、前記工程（７）において、前記メモリーに記憶されたデータを読み出し、このデータに基づいて前記第１半導体に形成された電極を絶縁物で覆うか否かを決定することが好ましい。同様に、前記工程（６）において、前記支持体の裏面側から触針を前記第１半導体に形成された電極に接触させ、前記触針と前記支持体の間に流れる電流を測定することにより短絡の有無を検査することが好ましい。

本発明は、多数の球状の光電変換素子を支持体に装着して光電変換装置を完成する過程において、前記電極と支持体とが短絡した素子など、結果的に第１導電体層と第２導電体層との短絡に繋がる素子を検査によって抽出し、そのような素子を除外して前記電極を第１導電体層に電気的に接続することにより、上記従来の問題点を解決する。
本発明の第１の製造方法では、支持体に素子を固定した後、各素子の第１半導体の電極と支持体の間の短絡の有無を検査し、その結果を、素子を装着した支持体の凹部の位置に関するデータと共にメモリーに記憶する。その後、素子を固定した支持体の裏面に電気絶縁層を形成した後、電気絶縁層に孔をあけて電極を露出させ、各素子のそれぞれの電極を相互に電気的に接続する。

この際、メモリーに記憶された支持体の凹部の位置に関するデータと、そこに装着された素子の短絡の有無に関するデータから、第１半導体と支持体の間が短絡している素子については、前記電気絶縁層に孔をあけない。

支持体の孔に対し素子が傾いて装着され、素子の第１半導体の電極と支持体が接触するような場合、電気絶縁層へ孔をあけ、その孔に導電性ペーストを充填すると、完成した光電変換装置の支持体と第１導電体層が短絡して出力を取り出すことができなくなる。本発明では、そのような素子については孔をあけないため、光電変換装置が機能不全となる事態を未然に防止できる。

更に、孔をあける位置は、支持体の凹部の中央部に対応する位置としてあらかじめ定められている。したがって、電極と第１導電体層とを接続するための孔をあらかじめ設けた電気絶縁層を支持体に貼り合わせる場合のような、位置合わせの不整合は生じない。また、孔をあけ、そこに導電性ペーストを充填するという比較的簡易な方法により、第１半導体の電極と第１導電体層とを電気的に確実に接続できる。

次に、本発明の第２の製造方法では、第１の製造方法と同様、支持体に素子を固定した後、各素子の第１半導体の電極と支持体の間の短絡の有無を検査し、その結果を、素子を装着した支持体の凹部の位置に関するデータと共にメモリーに記憶する。その後、素子を固定した支持体の裏面に、導電性金属シートおよび前記導電性金属シートと前記支持体を隔離する電気絶縁層を接合した後、前記導電性金属シートおよび電気絶縁層に孔をあけて電極を露出させ、そこに導電性ペーストを充填することにより、各素子のそれぞれの電極と第１導電体層との電気的な接続を行う。

この際、メモリーに記憶された支持体の凹部の位置に関するデータと、そこに装着された素子の短絡の有無に関するデータから、第１半導体と支持体が短絡している素子については、前記導電性金属シートおよび電気絶縁層に孔をあけない。

この方法によれば、光電変換装置が機能不全となる事態を未然に防止できると共に、位置合わせの不整合が生じない等の第１の製造方法と同様の効果が得られる。

一方、本発明の第３の製造方法では、前記第１および第２の製造方法と異なり、まず素子を固定した支持体の裏面に電気絶縁層を形成し、前記電気絶縁層に孔をあけて電極を露出させる。その後、その孔に導電性ペーストを充填し、その導電性ペーストと支持体の間の短絡の有無を検査し、その結果を、素子を装着した支持体の凹部の位置に関するデータと共にメモリーに記憶する。

この際、メモリーに記憶された支持体の凹部の位置に関するデータと、そこに装着された素子の短絡の有無に関するデータから、導電性ペーストと支持体が短絡している素子については、孔に充填された導電性ペ-ストを絶縁物で覆う。その後、導電性ペーストが絶縁物で覆われた素子を除き、各素子のそれぞれの電極を相互に電気的に接続する。

第１および第２の製造方法では、検査の際に触針が素子に直接触れることから、素子の位置ずれや支持体との間の接触不良、脱落などが発生する恐れがあるが、第３の製造方法によれば、電気絶縁層によって素子が支持体により強固に支持され、検査工程で素子の位置ずれや脱落が生ずる可能性を抑制できる。

また本発明の第４の製造方法では、電極を形成する前の素子を支持体に固定した後、支持体の孔から裏面側に露出した素子の第２半導体層を除去して第１半導体の一部を露出させ、その後、支持体の裏面に電気絶縁層を形成し、前記電気絶縁層に孔をあけて素子の第１半導体を露出させる。更に、その孔に導電性ペーストを充填した後熱処理を施して電極を形成し、この電極と支持体の間の短絡の有無を検査し、その結果を、素子を装着した支持体の凹部の位置に関するデータと共にメモリーに記憶する。なお、必要に応じて電極上に導電性ペーストを塗布し、その導電性ペーストを介して電極と支持体の間の短絡の有無を検査しても良い。

この際、メモリーに記憶された支持体の凹部の位置に関するデータと、そこに装着された素子の短絡の有無に関するデータから、電極と支持体が短絡している素子については、電極を絶縁物で覆う。最後に、電極が絶縁物で覆われた素子を除き、各素子のそれぞれの電極を相互に電気的に接続する。

第１半導体の露出部に塗布した導電性ペーストに対し、局所的にレーザを照射することによって電極を形成する場合、第１半導体の露出部に塗布した導電性ペースト中の樹脂成分（有機ビヒクルなど）が急激に分解する。その時の物理的な勢いによって導電性ペーストの一部が周囲に飛散し易い。飛散したＡｇ粉などの導電材が支持体の孔の周辺部や孔の縁の導電性接着剤にまで付着して、電極と支持体（第２導電体層）が短絡する場合がまれにある。第４の製造方法においては、導電性ペーストが孔に充填されているので、レーザ照射の際の飛散が孔内にとどまり、短絡が防止できる。

また本発明の第５の製造方法では、電極を形成する前の素子を支持体に固定した後、支持体の裏面側に電気絶縁層を形成し、この電気絶縁層に孔をあけて素子の第２半導体層の一部を露出させ、更に露出した第２半導体層を除去して素子の第１半導体の一部を露出させ、孔内に露出した第１半導体の表面に導電性ペーストを塗布した後、熱処理を施して電極を形成する。その後、この電極と支持体の間の短絡の有無を検査し、その結果を、素子を装着した支持体の凹部の位置に関するデータと共にメモリーに記憶する。

この際、メモリーに記憶された支持体の凹部の位置に関するデータと、そこに装着された素子の短絡の有無に関するデータから、電極と支持体が短絡している素子については、電極を絶縁物で覆う。その後、電極が絶縁物で覆われた素子を除き、各素子のそれぞれの電極を相互に電気的に接続する。

第５の製造方法では、第４の製造方法と同様にレーザ照射時の短絡を防止できる効果がある。さらに、エッチングなどの方法で第２半導体層を除去する際、電気絶縁層で支持体がマスキングされるため、支持体がエッチングなどにより損傷を受ける懸念がない。
以上のように本発明の各製造方法によれば、量産に適した光電変換装置を提供することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における光電変換装置の製造方法の各工程について、図面を参照して詳細に説明する。

１）支持体の凹部に光電変換素子が装着された構造体を用意する工程（１）
本工程では、ａ．光電変換素子を用意する工程、ｂ．第１半導体の電極を形成する工程、ｃ．支持体を用意する工程、およびｄ．光電変換素子を支持体に装着する工程の各工程により、支持体の凹部に光電変換素子が装着された構造体を用意する。

１−ａ）光電変換素子を用意する工程
本工程では、球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなる、図１（ａ）に示すほぼ球状の光電変換素子を用意する。球状の第１半導体は、例えば、次のようにして作製する。

まず、極微量のホウ素を含むｐ型多結晶Ｓｉ塊を坩堝内に供給して不活性ガス雰囲気中で溶融させる。この融液を坩堝底部の微小なノズル孔から滴下させ、その液滴を自然落下中に冷却して固化させる。こうして多結晶または単結晶の球状のｐ型半導体を作製することができる。

上記のようにして作製した球状のｐ型半導体の表面を研磨し、さらにエッチングなどにより表面層の約５０μｍを除去した後、例えば、オキシ塩化リンを拡散源として８００〜９５０℃で１０〜３０分間熱処理する。これにより、ｐ型半導体の表面に燐を拡散させた、厚さ約０．５μｍ程度のｎ型半導体層を第２半導体層として形成する。ｎ型半導体層は、フォスフィンを含むシランなどの混合ガスを用いたＣＶＤ法によっても形成することができる。

第２半導体層を形成した後、第２半導体層上に反射防止膜を形成しても良い。この場合には、後の工程（１−ｄ）において、第２半導体層と支持体（第２導電体層）とを反射防止膜を介して電気的に接続することになる。従って、本発明における反射防止膜は、導電性を有することが必要であり、例えば、溶液析出法、霧化法あるいはスプレー法などで形成したＺｎＯ、ＳｎＯ₂およびＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃−Ｓｎ）などを主体とする薄膜を用いることができる。

第１半導体は、真球であることが好ましいが、ほぼ球状であればよい。他の実施形態では、第１半導体は、芯体の外周面に第１半導体層が被覆されたものであってもよく、第１半導体の中心付近が空洞であってもよい。球状素子７Ａの直径は、０．５〜２ｍｍが適当であり、より好ましくは０．８〜１．２ｍｍである。これによって高純度Ｓｉ等の高価な材料の使用量が少なく、発生電力が大きく、しかも取り扱いが容易な球状素子が得られる。

上記の実施形態では、第１半導体がｐ型半導体であり、第２半導体層がｎ型半導体層である球状素子７Ａを示したが、第１半導体がｎ型半導体であり、第２半導体層がｐ型半導体層であっても良い。上記の実施形態では結晶Ｓｉ半導体からなる球状素子を例示したが、化合物半導体やその他の材料からなってもよく、単結晶、多結晶以外に、アモルファス材料からなってもよい。また、第１半導体と第２半導体層の界面にノンドープ層を形成したｐｉｎ形構造のものや、ＭＩＳ形、ショットキーバリヤ形、ホモ接合形、およびヘテロ接合形などの構成を有していてもよい。

１−ｂ）第１半導体の電極を形成する工程
本工程では、球状素子の第１半導体の一部を第２半導体層から露出させ、その露出部に電極を形成する。

前の工程（１−ａ）で球状の第１半導体の表面に第２半導体層を形成し、必要に応じて反射防止膜を形成した後、その一部を例えばグラインディングなどで研削して除去することにより、第２半導体層に開口部を形成し、第１半導体の一部を露出させる。この過程を図１（ａ）および（ｂ）に示す。第２半導体層２で被覆された球状の第１半導体１の一部が切除され、平滑な切断面の外周部に第２半導体層の開口部３が形成され、その内側に第１半導体層の円形の露出部４が形成される。図１（ｂ）の球状素子７Ｂの中心点から開口部の外周部を結んだ中心角θは４５〜９０°であればよく、６０〜９０°が好ましい。これにより、切削による廃棄材料の量を低減した上で、第１半導体と第１導電体層の電気的接続に必要な適切な開口部面積が得られる。

第１半導体側の電極は、例えば、第１半導体の露出部に導電性ペーストを塗布し、熱処理することにより形成することができる。第１半導体がｐ型半導体である場合には、一般的に、Ａｌ粉もしくはこれにＡｇ粉などを混合した導電材を分散させたガラスフリット型導電性ペーストが用いられる。第１半導体がｎ型半導体である場合には、燐化合物とＡｇ粉の混合物を導電材として用いるのが好ましい。塗布された導電性ペーストを１００℃前後で約１０分間程度乾燥させた後、６５０〜７５０℃で１０分間程度の熱処理をすれば良好な導電層（電極）を形成できる。

上記の熱処理により、導電性ペースト中の導電材が第１半導体に拡散して拡散層あるいはＳｉとの合金層が形成されるとともに、溶融したガラスフリットがバインダーとなって電極が形成される。この拡散層や合金層の作用により第１半導体と電極の接合部の接触抵抗が小さくなる。図１（ｃ）は、図１（ｂ）の球状素子７Ｂの第１半導体の露出部に円形の電極を形成した球状素子７Ｃの縦断面図であり、図２はその底面図である。電極５は、図１の球状素子の第１半導体の露出部４の中央部に、導電性ペーストを直径約３００μｍの円形部分にディスペンサーにより２ドット／秒の速度で塗布し、約７００℃で熱処理して形成できる。導電性ペーストの塗布方法は、スクリーン印刷、オフセット印刷もしくはインクジェット法で行うこともできる。電極の形状は特に限定せず、円形以外に、楕円形、多角形、リング状あるいは点の集合などであっても良い。

１−ｃ）支持体を用意する工程
本工程では、前の工程（１−ｂ）で用意した球状素子を内部に配置するための多数の凹部を有し、球状素子の第２半導体層と電気的に接続される第２導電体層を兼ねる支持体を用意する。この支持体の代表例として、厚さ０．２ｍｍのＡｌ薄板をプレス加工して作製した支持体の部分的な平面図を図３に示し、図４にそのＩＶ−ＩＶ線断面図を示す。支持体１０の凹部１１は蜂の巣状に形成され、その開口端は六角形である。各開口端は相互に隣接し、凹部１１は底になるほど狭くなっている。凹部１１の底部に形成された孔１２は、球状素子７Ｃの直径より小さいが、第２半導体層の開口部３とほぼ同じ、あるいはそれよりやや大きい径を有する。孔１２は円形であってもその他の形状であってもよいが、第１半導体の露出部と相似形であることが好ましい。

後の工程（１−ｄ）において第２半導体層を支持体の孔の縁部に接続することにより、支持体は第２半導体側の導電体（第２導電体層）として機能し、支持体に装着された各球状素子の第２半導体層を電気的に並列に接続する役割を果たす。そのため、ここに用いる支持体の少なくとも受光面側は導電性を有することを必要とする。

支持体１０に耐熱性が乏しい材料を用いると、球状素子を位置決めした後の熱処理工程などによって変形あるいは変質し易いので、金属などの耐熱性を確保できる材料を使用することが好ましい。支持体の主材料としては、加工性、導電性、フレキシブル性およびコスト等を総合するとＡｌが好ましいが、Ｃｕ、ステンレス鋼およびＮｉなどの他の導電性材料であっても良い。導電性および光反射性に優れたＡｇなどのメッキ層を表面に形成することにより、導電体層および反射鏡としての機能を高めることもできる。

金属材料を主体とする図３に例示したような支持体は、後の工程で第２半導体層と第２導電体層を接続する際に、例えば低温ガラスフリット型導電性ペーストおよび樹脂型導電性ペーストのいずれを用いた場合でも、熱処理によりダメージを受けることはない。例えば、Ａｌを主材料とする通常の支持体の場合は、熱処理の最高温度が５５０℃に達しても何ら支障がない。一方、樹脂基材と金属薄膜の複合支持体を用いる場合には、比較的低温で熱処理できる樹脂型導電性ペーストを用いることが好ましい。

１−ｄ）光電変換素子を支持体に装着する工程
本工程では、支持体の孔の縁部に、光電変換素子をその電極から第２半導体層の開口部の外周縁部にわたる部分が支持体の裏面側に露出し、かつ第２半導体層が支持体の凹部内面と接するように装着し、第２半導体層と支持体とを電気的に接続する。

好ましい工程をさらに詳しく述べれば、図５に示すように、支持体１０に導電性接着剤を塗布する工程、光電変換素子７を、支持体１０の孔１２に装着するのに適するように、姿勢を整える工程、姿勢を整えた光電変換素子７を、図６に示すように、支持体１０に装着する工程、および前記導電性接着剤を固化する工程からなる。

まず、スクリーン印刷により支持体１０の凹部の中心部に設けられた孔１２の周縁部に導電性接着剤１３を塗着する。具体的には、孔１２の開口端に沿うように複数の開口部が配列されたメタルマスク（図示せず）を用い、支持体１０の孔１２の開口端の外側から孔内にまたがる部分にペースト状の導電性接着剤１３を印刷する。孔１２の開口端の外側に対応する部分に塗着した接着剤は孔１２の周縁部上に転移し、転移部分に連なっている他の接着剤の部分は孔１２内に落ち込み、更にその末端部分は支持体１０の反対側の面に付着する。このようにして孔１２の開口端に沿って複数に分割された導電性接着剤１３が支持体１０に塗布される。

次に、工程（１−ｂ）で作製した、図１（ｃ）に示す球状素子７Ｃを、図６に示すように姿勢を整えた後支持体１０に装着する。球状素子７Ｃの姿勢を整えて支持体１０に装着する方法として、特許文献２に開示されているような、素子７を、開口部の側とは反対側から金属チューブで吸引し、支持体１０の凹部１１中央に運ぶ方法や、支持体１０の凹部１１の配列パターンに対応するパターンで多数の窪みを有する基板を用い、それぞれの窪みに球状素子７Ｃを収納し、開口端側を上にして姿勢を整えた後、窪みの下にある穴から押し出し棒で支持体１０の凹部１１に一斉に押し上げて装着する方法等がある。生産性および装着の精度等を考慮して、いずれかの方法が選択される。

この後、熱処理することにより、導電性接着剤が固化して素子７が支持体１０に固定され、同時に第２導電体である支持体１０と第２半導体層２が電気的に接続される。

以上説明した工程（１）においては、光電変換素子に電極を形成した後、支持体の凹部に素子を装着したが、これとは逆に、支持体の凹部に素子を装着した後に素子の電極を形成する方法を採用することも可能である。具体的には、以下の（１−ｅ）〜（１−ｉ）の工程により支持体の凹部に光電変換素子が装着された構造体を用意する。

１−ｅ）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなる複数のほぼ球状の光電変換素子を用意する工程
本工程では、前述の工程（１−ａ）で説明したのと同様の方法によりほぼ球状の光電変換素子を用意する。

１−ｆ）光電変換素子を内部に配置するための隣接する複数の凹部を有し、底部に光電変換素子より小さい孔を有する導電性の支持体を用意する工程
本工程では、前述の工程（１−ｃ）で説明したのと同様の方法により多数の凹部を有する支持体を用意する。

１−ｇ）光電変換素子を支持体の各凹部に装着し、光電変換素子の第２半導体層を支持体に電気的に接続する工程
本工程では、前述の工程（１−ａ）で作製した球状素子７Ａを支持体に装着する。

まず、工程（１−ｄ）で説明したのと同様の方法により、孔１２の周縁部に導電性接着剤１３を塗着した支持体１０を準備する。その後、支持体１０上にほぼ真球状の多数の球状素子７Ａを分散させて支持体１０のそれぞれの凹部１１に球状素子７Ａを１つずつ落とし込み、余った素子を除去した後、球状素子７Ａを導電性接着剤１３に押圧することで支持体１０に接着する。その後、熱処理することにより、導電性接着剤１３が固化して球状素子７Ａが支持体１０に固定され、同時に第２導電体である支持体１０と第２半導体層２が電気的に接続される。図７（１）に球状素子７Ａが支持体１０に固定された状態の断面を示す。

前述した工程（１−ｄ）では、素子に電極を形成した後に支持体１０に装着するため、素子の姿勢を正確に制御した状態で支持体１０へ装着する必要があるが、本工程では姿勢制御の必要がないため、製造の工数を大幅に低減できる。

１−ｈ）支持体の孔から裏面側に露出した光電変換素子の第２半導体層を除去して第１半導体の一部を露出させる工程
本工程では、例えばサンドブラスト法により、支持体１０の孔１２から露出した球状素子７Ａの第２半導体層２を除去する。具体的には、素子７Ａを装着した支持体１０の裏面側に、アルミナからなる微粉状の研磨剤を、ノズルから空気とともに吹き付け、孔１２から露出した素子７Ａの表面層（深さ約１〜３μｍ）を第２半導体層２と共に研磨剤で削り取り、第１半導体１を露出させる。図７（２）に第２半導体層２が削り取られた球状素子７Ｄの断面を示す。

サンドブラスト法では、シリコンのような硬質の材料は研磨されるが、アルミニウム製の支持体や導電性接着剤などの軟質の材料は研磨され難いため、支持体１０の裏面側の素子表面だけが選択的に研磨され、除去される。従って、この方法によれば、素子７Ｄの表面のごく薄い拡散層が除去され、素子７Ｄはほとんど球状のままの外形を留める。また第２半導体層２は、支持体１０の孔１２の周縁部ないしは導電性接着剤１３の塗布部の際まで除去される。

研磨後、必要に応じて、後の電極形成が容易なように、また太陽電池特性を損ねることがないように、硝酸−フッ酸の混合液で研磨面を軽くエッチングした後、水洗する。

１−ｉ）第１半導体の露出部に電極を形成する工程
本工程では、図７（３）に示すように、導電性ペースト１４を、印刷法かディスペンサーを用いて第１半導体１の露出部に塗布した後、塗布部に局所的にレーザを照射して局部的に加熱して電極を形成する。レーザ照射は、例えば、ＹＡＧレーザ装置を用い、スキャン速度１０００ｍｍ／ｓｅｃ、印字パルス周期１０μｍで行うことができる。
なお、導電性ペーストとして、レーザによる熱処理に耐えられるガラスフリット型の導電性ペーストを用いることが好ましい。

前述した工程（１−ａ）〜（１−ｄ）の方法によれば、高温での熱処理を要する第１半導体の電極形成を素子の段階で行うととともに、第２半導体層と支持体との電気的な接続は、支持体が電気絶縁層を有しない段階で行う。したがって、支持体、およびこれに接合される電気絶縁層に、熱処理によるダメージを与えることがないが、素子装着の位置ずれに起因して電極・支持体間の短絡が生ずる場合がある。

一方、工程（１−ｅ）〜（１−ｉ）の方法によれば、素子の位置合わせが不要となるため、装着時の工程が簡略化されるメリットがあり生産性が高まるが、電極形成のためのペーストの塗布位置がずれたり、塗布層がだれて支持体に接触したりすると、電極・支持体間の短絡が生ずる。
いずれの方法を採用するかは、それぞれの方法のメリット・デメリットを比較検討した上で決定する。

２）電極−支持体間の短絡の有無を検査する工程（２）
本工程では図１０に示す実装検査システムを用いて、素子７が支持体１０の孔１２に対し正確に位置決めされて装着され、電極５と支持体１０または導電性接着剤１３が接触していないかどうか、また素子７Ａを支持体１０に装着した後に電極５を形成した場合に、電極５の位置ずれにより電極５と支持体１０または導電性接着剤１３が接触していないかどうかを検査する。

図８は予め電極を形成した素子が孔に装着された支持体の平面図、図９は図８のＶ−Ｖ線断面図である。図８および図９の右端の素子のように、前の工程（１−ｄ）において、球状素子７Ｃが支持体１０に対し傾いた状態で装着される場合がある。この場合、素子７Ｃの電極５と支持体１０が導電性接着剤１３を介して、もしくは直接接触し、電極５と支持体１０の間に短絡が生じる。後の工程（４）、（５）で、このような素子７Ｃに対し電気絶縁層に孔をあけ、各素子のそれぞれの電極を電気的に接続すると、完成した光電変換装置の支持体と第１導電体層が短絡して出力を取り出すことができなくなる。素子７Ａを支持体１０に装着した後に電極５を形成した場合にも、電極５の位置ずれにより素子７Ｃの電極５と支持体１０または導電性接着剤１３が接触し、電極５と支持体１０の間に短絡が生じる。

光電変換装置の短絡を防止するため、本工程では、各素子について電極５と支持体１０の間の短絡の有無を検査し、その結果を、素子７Ｃを装着する支持体１０の凹部１１の位置データと共にメモリーに記憶する。短絡が認められる素子７Ｃについては、後の工程（４）で電気絶縁層への削孔を止めることにより、光電変換装置として機能しなくなる事態の発生を未然に防止する。

以下、図１０に基づき本工程について説明する。実装検査システムは、短絡検査装置２０、定電圧装置２１、電流測定装置２２および情報処理装置２３で構成される。

短絡検査装置２０は、素子７Ｃの電極に触針を接触させて各素子の電極５と支持体１０の間の短絡を検査するものである。具体的には、ベース２４に載置され、その上に被検体である支持体１０を載置し、紙面と垂直な方向（Ｘ軸方向）に移動可能なステージ２５と、ベース２４に固定された支柱２６に支持され、上下方向に移動可能な電動シリンダ２７、電動シリンダ２７の下部に保持され、先端に支持体１０の凹部の数に対応した数の触針２９が取り付けられたコンタクトプローブ２８、ステージ２５に取り付けられたボールねじを回転させてステージ２５をＸ軸方向に移動させるドライバー３０、ドライバー３０を制御することによりステージ２５を所定の位置に移動させるシーケンサー３１、およびシーケンサー３１の制御の下にコンタクトプローブ２８に設けられた複数の触針２９のうちの１つを選択するリレー３２で構成される。

電流測定装置２２は、定電圧装置２１から供給され、リレー３２で選択された触針２９と支持体１０の間に流れる電流を測定する。情報処理装置２３は、メモリー３３に記憶された支持体１０の凹部１１の中心部の位置に関するデータを読み出してシーケンサー３１に提供すると共に、電流測定装置２２で測定した個々の素子７Ｃの短絡の有無に関するデータをメモリー３３に記憶する。通常、情報処理装置２３にはパーソナルコンピュータが用いられ、メモリーにはパーソナルコンピュータに内蔵されたハードディスクが用いられる。なお、３４は上記各装置間を電気的に接続するケーブルである。

検査に際しては、まず前の工程（１）で製造された凹部１１に素子７Ｃが装着された支持体１０を、凹部１１を上にしてステージ２５上に固定する。ステージ２５には４箇所にガイドピン３５が設けられており、支持体１０の四隅に開けられた位置決め用の穴にガイドピン３５を挿入することにより、支持体１０はステージ２５上に正確に位置決めされる。支持体１０の各凹部１１の位置は、位置決め用の４つの穴によってＸ軸およびＹ軸が規定される座標上の位置として特定される。

なお、コンタクトプローブ２８に取り付けられた触針２９の数は、支持体１０のＹ軸方向に配列された凹部１１の数と等しく、間隔も凹部１１の間隔と等しい。

支持体１０がステージ２５上に固定された後、シーケンサー３１の制御に従ってドライバー３０を駆動し、ステージ２５を、支持体１０の第１列目の凹部１１がコンタクトプローブ２８の触針２９に対向する位置まで移動させる。次に、シーケンサー３１の制御に従い、電動シリンダ２７を下降させて、個々の触針２９を支持体の凹部１１に装着された素子７Ｃの電極に接触させる。その後、リレー３２によって触針２９の１つを選択し、電流測定装置２２で素子７Ｃと支持体１０の間に流れる電流を測定する。

素子７Ｃが正しい姿勢で支持体１０の孔１２に装着されている場合には、素子７Ｃと支持体１０の間は絶縁され電流は流れないが、図９の右に示すように、素子７Ｃが支持体１０に傾いて装着された場合、素子７Ｃの電極５と支持体１０が短絡して電流が流れる。従って、電流測定装置２２によって各素子７Ｃに流れる電流の値を測定することにより、素子７Ｃの電極５が支持体１０と短絡しているかどうか検査することができる。この検査結果は素子毎に短絡の有無として、情報処理装置２３を介し、メモリー３３に支持体１０の凹部の中心位置に関するデータと対で記憶される。

支持体１０の第１列目の凹部１１に装着された全ての素子７Ｃについて短絡の検査が終了すると、シーケンサー３１の制御により、電動シリンダ２７が上方に移動すると共にステージ２５がＸ軸方向に移動し、支持体１０の第２列目の凹部１１がコンタクトプローブ２８の触針２９に対向する位置で停止し、その後電動シリンダ２７が下降する。同様の動作を繰り返すことにより、支持体１０の凹部１１に装着された全ての素子７Ｃについて短絡の有無を検査し、その結果をメモリー３３に記憶する。

なお、本実施の形態では、コンタクトプローブを用いて素子の第１半導体と支持体の間の短絡の有無を検査したが、支持体１０への素子７Ｃの装着状態をカメラで撮影した後、画像認識装置を用いて素子７Ｃの電極５と支持体１０の周縁部あるいは周縁部に連なる導電性接着剤１３との接触の有無を検査し、電極５と支持体１０の周縁部あるいは周縁部に連なる導電性接着剤１３が接触しているとき、電極５と支持体の間で短絡が生じる可能性が高いとして、各素子の短絡の有無を判定しても良い。

コンタクトプローブを用いた検査では、１列に並んだ全ての触針が素子に確実に接触する必要があり、接触が不十分な場合には短絡の有無を正確に判断できない場合があるが、画像認識装置を用いた場合には、このような事態は生じない。その一方、画像認識装置を用いた場合には、一般には１つのカメラを移動させて各素子の装着状態を撮影するため、コンタクトプローブを用いた場合に比べ、検査時間が長くなる欠点がある。いずれの方法を採用するかは、検査に要求される精度や検査に要する時間等を考慮して決定される。

３）支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程（３）
本工程では、工程（１）で球状素子が所定位置に固定された支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する。電気絶縁層を高速で形成する方法としては、スクリーン印刷法、スプレー法、オフセット印刷法、インクジェット法などにより樹脂ペーストを塗布し、乾燥する手法がある。樹脂ペーストの材料としては、エポキシ系、ポリイミド系、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系などの各種の樹脂を用いることができる。コスト面および作業性を重視すれば、エポキシ系樹脂を用いるのが最も好ましい。樹脂ペーストは、上記の樹脂材料を有機溶媒や水に溶解または分散させたものである。

スクリーン印刷法、オフセット印刷法は高速でパターン印刷ができるというメリットがある。これらの印刷法により均一に樹脂ペーストを塗布するには、支持体裏面側の被塗布面の凹凸を少なくすることが好ましい。スプレー法は設備の簡便性、生産性などの面から最も好ましく、低コストで電気絶縁層を形成できる。

樹脂ペーストを塗布して電気絶縁層を形成する工程の実施形態を図１１に例示する。この実施形態では、スプレー法にて支持体の裏面側に樹脂ペーストを塗布し熱処理した後、レーザ光照射により電極の一部を露出させる。樹脂ペーストとして、例えば、エポキシ系樹脂（十条ケミカル社製：ＭＩＧ−Ｎ）をグリコールエステル系溶剤に分散させ、粘度が約２０Ｐａ．ｓになるよう調整されたものを用いることができる。

図１１（１）に樹脂ペーストの塗布工程を示す。図６に示す位置決めされた球状素子７Ｃが固定された支持体１０を受光面が下になるよう配置し、上方のスプレー塗布装置のノズル４１より樹脂ペースト４２を霧状に噴霧する。ノズル４１を左から右方向に移動させ、支持体１０の裏面側に露出した部位の球状素子７Ｃ（第２半導体層の開口部３とその周辺部、および第１半導体の露出部４と電極５）および支持体１０の裏面全面に厚み約３０μｍの樹脂ペーストの塗布層４３を形成する。

次いで、塗布層４３に約１５０℃で約３０分間の熱処理を施すことにより、図１１（２）に示すような電気絶縁層４４が形成される。電気絶縁層４４と支持体１０の裏面側との密着性は極めて良く、支持体１０と第１半導体の露出部４は電気的に完全に絶縁される。

電気絶縁層形成の他の実施形態として、ポリエーテルエーテルケトン系などの樹脂シートを用いて電気絶縁層を形成し、その後レーザ光を照射して、電極の一部を露出させる方法もある。球状素子が固定された支持体１０を受光面が下になるよう配置し、支持体１０の裏面側全面を覆うように樹脂シートを配置する。次いで熱処理により樹脂シートを支持体に密着させる。

厚み約５０μｍの薄い樹脂シートを用いた場合でも、支持体１０の裏面側との密着性は極めて良く、また支持体１０と第１半導体の露出部４は電気的に完全に絶縁される。樹脂シートと支持体１０の裏面の間に一部空隙があるが、樹脂シートの厚みが５０μｍ以上であれば強度的にも十分である。

４）電気絶縁層に孔を開けて電極を露出させる工程（４）
本工程では、電気絶縁層４４に素子７Ｃの電極５を露出させるための孔を形成する。
図１１（２）の状態において、素子７Ｃの第１半導体１の電極５を露出させるために、図１１（３）に示すように孔１２の中央に対応する部分にレーザ光４５を照射し、電気絶縁層４４を部分的に除去し、孔４７を形成する。

前述の検査工程（２）と同様、ステージ２５上に支持体１０を固定する。情報処理装置２３は、メモリー３３に記憶された支持体１０の凹部１１の中心位置に関するデータを読み出してシーケンサー３１に提供し、コンタクトプローブ２８の代わりにレーザ光照射用装置４６を設置する。レーザ照射用装置光４６として出力５０ＷのＹＡＧレーザを用い、約０．０１秒の照射時間で直径約１００〜１５０μｍの照射部領域の電気絶縁層を除去することができる。

なお、工程（２）で説明したように、電極５と支持体１０が短絡している素子７Ｃについては、支持体１０と第１導電体層１が短絡して光電変換装置としての機能が損なわれるのを防止するため孔をあけず、電極５を露出させない。

５）複数の光電変換素子の電極を相互に電気的に接続する工程（５）
本工程では、支持体の所定位置に固定された各球状素子のうち工程（２）で短絡がないと判断された素子の電極間を第１導電体層により電気的に接続する。本工程は、電気絶縁層から露出している各球状素子の電極間を相互に繋ぐように電気絶縁層上に導電性ペーストを塗布し、加熱して固化させることにより第１導電体層を形成する工程を含むことが好ましい。固化された導電性ペーストにより第１導電体層が構成され、この第１導電体層により、支持体に固定された各球状素子の第１半導体側電極の相互間が電気的に接続される。

導電性ペーストは、工程（３）で形成した電気絶縁層が変形・変質などのダメージを受けない温度下で固化するものを選択することが好ましい。一般的には、１００〜２００℃という比較的低い熱処理温度で固化できる樹脂型導電性ペーストを用いることが好ましい。電気絶縁層が、高融点ガラスやフッ素系樹脂など比較的耐熱性が優れた材料からなる場合には、低温ガラスフリット型導電性ペーストも使用できる。導電性ペーストの塗布方法としては、ディスペンサー法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、およびスプレー法がある。支持体裏面に凹凸がある場合には、凹部にも導電性ペーストを塗布することが必要であり、特に凹部が深い場合は、ディスペンサー法およびスプレー法が好ましい。

ディスペンサー法により、導電性ペーストを塗布し熱処理を施すことにより第１導電体層を形成し、各電極を電気的に接続する工程の具体的な実施形態を図１２に示す。
まず、裏面側に電気絶縁層４４が形成された図１１（３）の支持体を用意する。そして、図１２（１）のように、ディスペンサーのノズル４８から導電性ペースト４９を吐出させながら、電気絶縁層４４から露出している各球状素子の電極５を繋ぐ直線に沿ってノズル４８を移動させ、図１２（２）のように、電気絶縁層４４上に線状の導電性ペースト塗布層５０を形成する。これにより、支持体１０に固定された多数の球状素子の各電極５は、支持体１０の裏面側において電気絶縁層４４を介して、導電性ペースト塗布層５０で連結される。

導電性ペーストをディスペンサーにより塗布する際には、ノズルの内径に応じて移動速度を適切に調整することにより、適切な線幅で断線が無い導電性ペースト塗布層を形成できる。例えば、ノズル内径を０．１５ｍｍとし、ヘッドの移動速さを毎秒８０ｍｍにした時、導電性ペーストの塗布層の線幅は４９０μｍであり、ノズル内径を０．１ｍｍとし、ヘッドの移動速さを毎秒１０ｍｍにした時、線幅３１０μｍの塗布層が形成される。これらの条件で形成された塗布層は何れも、被塗布面に凹凸があるにも拘らず、断線することなく、各電極間は導電性ペーストにより確実に繋がっている。太陽電池の電気特性から判断した場合には、塗布層の線幅が３１０μｍ以上であれば充分である。

導電性ペーストを線状に塗布するパターンには様々なものがあり、その一例を図１３に示す。図１３は、図１２の工程により導電性ペースト塗布層５０が形成された支持体１０の裏面側の平面図である。簡略化のため、電極、およびレーザ光による電気絶縁層の除去部などの細部は図中から省略する。一直線上に配列された複数の支持体の凹部１１のそれぞれに固定された球状素子の各電極を繋ぐように、線状の導電性ペースト塗布層５０が電気絶縁層４４上に形成されている。

導電性ペースト塗布層５０の線幅は支持体の凹部の孔１２の直径よりやや小さく、球状素子の第１半導体の露出部の直径とほぼ等しい。複数の導電性ペースト塗布層５０が電気絶縁層４４上に平行に配列して形成されている。これら導電性ペースト塗布層５０の先端部は、支持体の端部に形成された線状の導電性ペースト塗布層５０Ａにより連結されている。

上記の塗布パターンは比較的単純で、作業性が良く、材料消費量も少ないので、低コスト化のためには好ましい。しかし、これに拘ることなく、例えば、線状の導電性ペースト塗布層を網の目状に形成し、網の目を構成する各線状塗布層の交点にそれぞれの電極が位置するようなパターンとすることにより、一層確実な電極間の電気的接続が可能になる。

上記の導電性ペーストの塗布パターンは、線状の導電性ペースト塗布層により各電極を繋ぐ方法を例示したが、本発明においては、導電性ペーストの塗布パターンは、支持体に固定された全ての球状素子のそれぞれの電極が、電気絶縁層により支持体および第２半導体層と絶縁され、何らかの形で導電性ペーストで連結されていれば、どの様なパターンであっても良い。例えば、導電性ペーストを印刷法により電気絶縁層の全面に塗布しても良い。また、予め電極面が露出している部分に点状に導電性ペーストを塗布した後、線状もしくは面状に導電性ペーストを塗布すれば、より確実な電気的接続を行うことができる。
なお、孔４７に導電性ペーストを充填した後、線状の導電性ペースト塗布層により各電極を繋いでも良く、このようにすれば、電極間の電気的接続がより確実に行える。

上記のように形成された導電性ペースト塗布層に前述の条件で熱処理を施して、塗布層を固化させることにより、第１半導体側の各電極を電気的に接続する第１導電体層が電気絶縁層を介して支持体の裏面側に形成される。この方法によれば、第１半導体と第１導電体層を電気的に接続する工程を高速で行うことができ、さらに部品点数を削減することができる。

上記以外に、別途用意したＡｌ箔などの導電性金属シートを導電性ペーストや半田などにより電極に接続する方法を採ることもできる。この場合、予め電極面が露出している部分に点状に導電性ペーストを塗布した後、電気絶縁層上にＡｌなどの金属シートを圧着し熱処理を施す方法や、更に孔に充填された導電性ペーストを覆うように接着剤としての導電性ペーストを塗布し、その後電気絶縁層上にＡｌなどの金属シートを圧着し熱処理を施す方法などがある。なお、導電性ペーストに代え、半田を用いて電極と金属薄板を接合しても良い。

上述した様に、本実施の形態における製造方法では、素子を固定した支持体の裏面に電気絶縁層を接合する。次に、前記電気絶縁層に孔をあけて電極を露出させ、そこに導電性ペーストを充填して孔内に露出した電極の表面に導電性ペーストを塗布することにより、素子の第１半導体の電極と第１導電体層（導電性ペーストまたは金属薄板）との電気的な接続を行う。これによって各素子の電極はそれぞれ電気的に接続される。

この方法によれば、孔をあける位置は、支持体の凹部の中央部に対応する位置としてあらかじめ定められている。したがって、電極と第１導電体層とを接続するための孔をあらかじめ設けた電気絶縁層を支持体に貼り合わせる場合のような、位置合わせの不整合は生じない。そのため、従来の二層または三層構造の支持体を用いた場合に生じた、電気絶縁層の寸法精度の問題は解決される。

また、素子の第１半導体の電極と第１導電体層との電気的な接続は、前記の孔が設けられた部分に導電性ペーストを充填するという比較的簡易な方法により実施することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２は、素子の第１半導体の露出部に形成された電極と支持体の間の短絡を検査する工程（２）までは実施の形態１と同じであるが、支持体の裏面側に導電性金属シートと電気絶縁層を接合した後、工程（２）の検査で短絡がなかった素子の第１半導体の電極に対応する箇所の導電性金属シートと電気絶縁層に孔を開けて前記電極を露出させる点で異なっている。以下、実施の形態１と異なる（３）以降の工程について説明する。

１）支持体の裏面側に、導電性金属シートおよび電気絶縁層を接合する工程（３）
本工程では、前の工程（１）で球状素子が所定位置に固定された支持体の裏面側に、導電性金属シートおよびこの導電性金属シートと支持体を隔離する電気絶縁層を接合する。この導電性金属シートは、素子の第１半導体の電極を相互に並列に接続する第１導電体として機能する。電気絶縁層は、第１半導体側（第１半導体および第１導電体層）と第２半導体層側（第２半導体層および第２導電体層）とを電気的に絶縁する。
好ましい方法においては、まず、支持体の裏面に、孔から露出している素子の部分も含めて、電気絶縁性の接着剤層を形成し、その上側に、電気絶縁層を導電性金属シートの片面に接合して一体化した複合シートを配置してその電気絶縁層側を支持体に接合する。

電気絶縁性の接着剤層を高速で形成する方法としては、スクリーン印刷法、スプレー法、オフセット印刷法、インクジェット法などにより、ペースト状の接着剤を塗布する手法がある。電気絶縁性接着剤の材料としては、エポキシ系、ポリイミド系、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系などの各種の樹脂を用いることができる。コスト面および作業性を重視すれば、エポキシ系樹脂を用いるのが最も好ましい。これらの樹脂材料を有機溶媒や水に溶解または分散させて、塗装用ペーストを調整する。なお、支持体の裏面に電気絶縁性の接着剤層を形成する際の手法は、実施の形態１の工程（３）で説明した支持体の裏面に電気絶縁層を形成する際の手法と同様であるため、ここでは説明を省略する。

複合シートは、電気絶縁性シートと金属シートとを貼り合わせたものが用いられる。電気絶縁性シートの材料としては、ポリイミド系、ポリエステル系、ポリエーテルサルホン系、ポリエーテルエーテルケトン系、芳香族ポリアミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリエーテルイミド系およびフッ素系などの樹脂を用いることができる。金属シートは、アルミニウム箔が好適に用いられるが、他の金属、例えば銅箔、ニッケル箔などを用いることもできる。金属シートは、第１導電体層として働くに足る低電気抵抗を有することが好ましく、厚みは１０〜１００μｍ、電気絶縁層は厚み１０〜１００μｍが好ましい。好ましい例は、厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り合わせた厚み１０μｍのアルミシートである。

本工程を図１４Ａおよび図１４Ｂにより説明する。
図１４Ａ（１）は、工程（１）により、支持体１０の孔１２の縁部に導電性接着剤１３により素子７Ｃが固定された状態を示している。次に、図１４Ａ（２）に示すように、支持体１０の裏面側に電気絶縁性接着剤を塗布して接着剤層５１を形成する。次いで、金属シート５３に電気絶縁層５４を形成した複合シート５２を支持体１０の接着剤層５１を形成した側に配置し、両者間を減圧にしながらシート５２の電気絶縁層５４側を支持体１０に接合する。複合シート５２は、図１４Ｂ（４）のように、素子７Ｃが固定されている部分を中心としてその周囲に対応する部分の接着剤層１４に密着する。

図示の例では、支持体１０の裏面は、凹部１１に対応して孔１２の部分が頂部となるように膨らんでいる。したがって、隣接する凹部と凹部との間の隔壁の裏面では、接着剤は塗着されているが、電気絶縁層５４は密着していない。

上記のように、接着剤層５１を塗布した後、電気絶縁層５４を有する金属シート５３を接合する方法によると、支持体１０が薄い金属シートから構成されている場合、凹部と凹部との間の隔壁の裏面に接着剤が塗布される。この接着剤層は、支持体の前記隔壁を補強する効果を発揮する。また、接着剤層は、支持体の孔の部分に接着されている素子を支持体により強固に固定するのに役立つ。

電気絶縁層５４と導電性金属シート５３が一体化された複合シート５２を支持体１０に接合する他の方法は、電気絶縁層５４に接着剤を塗布し、その塗布面を支持体１０の裏面に貼り付ける方法である。電気絶縁層５４に熱接着性の樹脂材料を用いることもできる。これらの方法によると、支持体の凹部間の隔壁の裏面には、接着剤層が密着しない。上記のようにして電気絶縁層を有する金属シートを接合した後、必要に応じて、接着剤の固化ないし硬化のための熱処理を施す。

なお、導電性金属シートを支持体に接合する更に他の方法として、実施の形態１と同様の方法で電気絶縁層を支持体上に形成した後、絶縁性の接着剤を用いて、もしくは熱圧着で導電性金属シートを電気絶縁層に貼り付ける方法、絶縁性の接着剤を電気絶縁層として兼用して導電性金属シートを支持体に貼り付ける方法などがある。

２）電気絶縁層と導電性金属シートに孔をあけて光電変換素子の電極を露出させる工程（４）
本工程では、第１導電体層として働く金属シートと素子７Ｃの電極５とを電気的に接続するための導電路となる孔を形成する。

図１４Ｂ（４）の状態において、素子７Ｃの第１半導体１の電極５を露出させるために、孔１２の中央に対応する部分にレーザ光を照射し、金属シート５３、電気絶縁層５４および接着剤層５１を部分的に除去し、孔５５を形成する（図１４Ｂ（５））。レーザ照射用装置として出力１２ＷのＹＡＧレーザを用い、約０．０１７秒の照射時間で、直径約１００〜１５０μｍの照射部領域の電気絶縁層および導電性金属シートを除去することができる。具体的な方法は、実施の形態１の工程（４）で説明した方法と同様であるため、ここでは説明を省略する。

なお、前述の工程（２）で説明したように、第１半導体１の電極５と支持体１０が短絡している素子については、支持体１０と導電性金属シート５３が短絡して光電変換装置としての機能が損なわれるのを防止するため孔をあけない。

３）光電変換素子の電極と導電性金属シートとを電気的に接続する工程（５）
本工程では、前述の工程（４）で形成した孔５５に、導電性のペースト５６を充填し、金属シート５３と電極５とを電気的に接続する（図１４Ｂ（６））。

ここに用いる導電性ペーストは、電気絶縁層が変形・変質などのダメージを受けない温度下で固化するものを選択することが好ましい。一般的には、１００〜２００℃という比較的低い熱処理温度で固化できる樹脂型導電性ペーストを用いることが好ましい。電気絶縁層が、高融点ガラスやフッ素系樹脂など比較的耐熱性が優れた材料からなる場合には、低温ガラスフリット型導電性ペーストも使用できる。導電性ペーストの塗布方法としては、ディスペンサー法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、およびスプレー法がある。

以上のようにして得られる光電変換装置においては、球状の光電変換素子が支持体の凹部内の所定位置に強固に固定され、さらに、支持体と第1半導体の電極が短絡した素子を除き、支持体に固定された全ての素子の第１半導体と第１導電体層（導電性金属シート）、第２半導体層と第２導電体層（支持体）とが確実に電気的に接続される。

本実施の形態における製造方法では、素子を固定した支持体の裏面に、導電性金属シートおよびこの導電性金属シートと支持体とを隔離する電気絶縁層を接合する。次に、支持体と第1半導体の電極が短絡した素子を除き、前記導電性金属シートおよび電気絶縁層に孔をあけて電極を露出させ、そこに導電性ペーストを充填して孔内に露出した電極の表面に導電性ペーストを塗布することにより、素子の第１半導体の電極と第１導電体層との電気的な接続をする。これによって、第１導電体層と第２導電体層間が短絡することなく、確実に絶縁された光電変換装置を作製することができる。

この方法によれば、実施の形態１と同様に、電極と第１導電体層とを接続するための孔をあらかじめ設けた電気絶縁層を支持体に貼り合わせる場合のような、位置合わせの不整合は生じない。そのため、従来の二層または三層構造の支持体を用いた場合に生じた、電気絶縁層の寸法精度の問題は解決される。

また、素子の第１半導体の電極と第１導電体層との電気的な接続は、前記の孔が設けられた部分に導電性ペーストを充填するという比較的簡易な方法により実施することができる。さらに、第１導電体層および第２導電体層は、ともに金属シートなどにより作製される。したがって、多数の素子を固定した光電変換装置のユニット同士を直列または並列に接続する際には、導電体層同士をスポット溶接、超音波溶接またはレーザ溶接などにより、容易に接続することができる。

（実施の形態３）
上述した実施の形態１および２では、短絡の検査を、支持体に装着された素子の電極にプローブの触針を接触させることによって行った。一方、本実施の形態では、支持体に装着された素子の裏面側に電気絶縁層を形成した後、支持体の全ての凹部中心に対応する電気絶縁層に孔を開けて第１半導体の電極を露出させ、その孔に導電性ペーストを充填した状態で短絡の検査を行う。以下、実施の形態１および２と異なる（２）以降の工程について説明する。

１）支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程（２）
本工程では、球状素子が所定位置に固定された支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する。電気絶縁層の形成方法は、実施の形態１の工程（３）で説明した方法と同様であるため、詳しい説明は省略する。

２）電気絶縁層に孔をあけて光電変換素子の電極を当該孔内に露出させる工程（３）
本工程では、電気絶縁層に素子の電極を露出させるための孔を形成する。本工程は支持体に装着された全ての素子に対して電気絶縁層に孔をあける点を除き、実施の形態１の工程（４）で説明した方法と同様であるため、詳しい説明は省略する。図１５（１）に支持体１０の裏面側に電気絶縁層６１が形成され、かつ電気絶縁層６１に球状素子の電極５を露出するための孔６２が形成された状態を示す。

３）電気絶縁層に形成された孔に導電性ペーストを充填する工程（４）
本工程では、上記工程（３）で形成された電気絶縁層の孔に導電性ペーストを充填して孔内に露出した電極の表面に導電性ペーストを塗布する。本工程は、実施の形態２の工程（５）で電気絶縁層と導電性金属シートの孔に導電性ペーストを充填した方法と同様の方法で電気絶縁層の孔に導電性ペーストを充填するため、詳細な説明は省略する。図１５（２）に孔６２に導電性ペースト６３が充填された状態を示す。

４）電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストと支持体との間の短絡の有無を検査する工程（５）
本工程では、電気絶縁層６１の孔６２に充填された導電性ペースト６３を介し、電極５と支持体１０が短絡している光電変換素子の有無、および導電性ペースト６３と支持体１０とが接触している孔の有無を検査する。本工程では、図１０の実装検査システムを用い、実施の形態１の工程（２）と同様の方法で短絡の有無を検査する。

実施の形態１の工程（２）ではコンタクトプローブ２８の触針２９を素子の電極５に直接接触させることにより短絡の有無を検査したが、本工程では導電性ペースト６３と支持体１０の間の短絡の有無を検査する点で異なっている。電気絶縁層６１に孔６２を形成する際、孔６２の位置がずれて素子７Ｃの第２半導体層２や導電性接着剤１３が孔６２内に露出する場合がある。このような孔６２に導電性ペースト６３を充填すると、後に形成する第１導電体層と第２導電体層である支持体が短絡し、光電変換装置として機能しなくなる。実施の形態１のように電気絶縁層を形成する前に短絡の検査を行った場合、このような事態に対応できないが、本実施の形態では、このような事態にも対応が可能である。それ以外の点は実施の形態１の方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。

５）孔に充填された導電性ペーストと支持体の間に短絡のあった孔を絶縁物で覆う工程（６）
本工程では、検査工程（５）で短絡のあった素子７Ｃに対し、孔６２に充填された導電性ペースト６３を絶縁物６４で覆う。

実施の形態２の工程（２）で説明したように、素子７Ｃが支持体１０の孔１２に対し正確に位置決めされて装着されていない場合、素子７Ｃの電極５と支持体１０が接触し、第１半導体１と支持体１０の間に短絡が生じる。このような素子７Ｃについて導電性ペースト６３を孔１２内に充填した場合、導電性ペースト６３と支持体１０の間に短絡が生じる。更に電気絶縁層６１にあけた孔６２と支持体１０の孔との位置ずれによって、素子７Ｃの第２半導体層２や導電性接着剤１３が孔６２内に露出している場合、導電性ペースト６３と支持体１０の間に短絡が生じる。このように導電性ペースト６３と支持体１０の間に短絡が生じた場合、完成した光電変換装置の出力を取り出すことができなくなる。

このため、短絡のあった素子７Ｃの導電性ペースト６３を絶縁物６４で覆うことにより、次の工程で各素子７Ｃの電極を電気的に接続するときに、短絡のあった素子７Ｃを排除し、完成した光電変換装置が機能しなくなる事態の発生を防止する。図１５（３）に、導電性ペースト６３が絶縁物６４で覆われた状態を示す。

なお、孔６２に充填された導電性ペースト６３を絶縁物６４で覆う方法は、基本的には、実施の形態１の工程（３）で説明した支持体の裏側に電気絶縁層を形成する方法と同様であるが、本工程では、特定の箇所にのみ絶縁物を塗布するため、ディスペンサー法またはインクジェット法を採用することが好ましい。その際、検査工程（５）で検出した短絡のあった素子７Ｃの位置に関するデータを用いて絶縁物を塗布する箇所を特定する。

６）孔に充填された導電性ペーストを介し、光電変換素子の第１半導体のそれぞれの電極を電気的に並列に接続する工程（７）
本工程では、検査工程（５）で短絡のあった素子を除き、素子７Ｃの電極５を電気的に並列に接続する。具体的な方法として、実施の形態１の工程（５）で説明したように、各素子７Ｃの孔に充填された導電性ペースト６３を繋ぐように電気絶縁層６１上に導電性ペーストを塗布する方法や、実施の形態２の工程（３）で用いたのと同様の金属シートを、導電性接着剤を介して電気絶縁層６１に接着する方法がある。導電性ペーストを塗布する方法は、実施の形態１の工程（５）で説明した方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。

金属シートを用いる場合は、金属シートを、導電性接着剤を介して電気絶縁層に接着した後、熱処理することにより、電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストと導電性接着剤が固化し、金属シートが支持体に固定されると共に、各素子の電極と金属シートが電気的に接続される。図１５（４）に金属シート６５が、導電性接着剤６６を介して電気絶縁層６１に接着された状態を示す。

導電性接着剤としては、支持体の孔の周縁部に塗布する熱硬化性樹脂をバインダーとする導電性ペーストや、低温型ガラスフリットをバインダーとする導電性ペーストを用いる。充填された導電性ペーストが半硬化状態であるときに、導電性接着剤を介することなく、金属シートを直接的に圧着し、熱硬化させて接合する方法もある。この場合、短絡の検査も半硬化状態で行う。

なお、導電性接着剤６６は必ずしも全面に塗布する必要はなく、充填された導電性ペーストを上乗せ塗布する程度であっても良い。
また導電性ペーストや導電性接着剤の塗布面積が少ない場合、電気絶縁層と金属シートとの接着強度を確保するため、電気絶縁層として半硬化状態の熱硬化性樹脂シートを用いて金属シートに圧着し、熱硬化させても良い。

前述した実施の形態１の方法では、コンタクトプローブ２８の触針２９が素子７Ｃに直接触れることから、素子７Ｃの位置ずれや支持体１０との間の接触不良、脱落などが生ずる場合があるが、本実施の形態の方法では、電気絶縁層６１によって素子７Ｃが支持体１０により強固に支持され、検査工程で素子７Ｃの位置ずれや脱落が生ずる可能性を低減できる。その一方で、短絡があった素子について導電性ペースト６３を絶縁物６４で覆う工程が必要となるため、製造工程が若干煩雑になる。

なお、本実施の形態の方法では、電気絶縁層に設けた孔に導電性ペーストを充填した状態で短絡の検査を行ったが、導電性ペーストを充填する前に短絡の検査を行っても良い。この場合、電極と支持体の間に短絡のあった素子については、電気絶縁層に設けられた孔に絶縁物を充填し、その後、実施の形態３と同様に、各素子の電極を導電性ペーストで繋ぐように塗布するか、導電性接着剤を介して金属シートを電気絶縁層に接着する。

（実施の形態４）
本実施の形態は、電気絶縁層に形成した孔に導電性ペーストを充填した後に短絡の検査を行う点では実施の形態３と同様であるが、第１半導体の電極の形成を、電気絶縁層に孔を開けた後に行う点で異なっている。以下、実施の形態３と異なる点を中心に各工程について説明する。

１）支持体の凹部に光電変換素子が装着された構造体を用意する工程（１）
本工程では、ａ．光電変換素子を用意する工程、ｂ．支持体を用意する工程、およびｃ．光電変換素子を支持体に装着する工程の各工程により、支持体の凹部に光電変換素子が装着された構造体を用意する。

１−ａ）光電変換素子を用意する工程
本工程では、実施の形態１の工程（１−ａ）で説明したのと同様の方法により、ほぼ球状の光電変換素子を用意する。

１−ｂ）支持体を用意する工程
本工程では、実施の形態１の工程（１−ｃ）で説明したのと同様の方法により多数の凹部を有する支持体を用意する。

１−ｃ）光電変換素子を支持体に装着する工程
本工程では、実施の形態１の工程（１−ｇ）で説明したのと同様の方法により光電変換素子を支持体に装着する。

２）支持体の孔から裏面側に露出した光電変換素子の第２半導体層を除去して第１半導体の一部を露出させる工程（２）
本工程では、実施の形態１の工程（１−ｈ）で説明したのと同様の方法により、支持体の孔から裏面側に露出した光電変換素子の第２半導体層を除去して第１半導体の一部を露出させる。

３）支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程（３）
本工程では、実施の形態１の工程（３）と同様の方法により、支持体１０の裏面側に電気絶縁層を形成する。図１６（１）に、裏面側に電気絶縁層６７を形成した支持体１０の断面を示す。

４）電気絶縁層に孔をあけて光電変換素子の第１半導体の一部を孔内に露出させる工程（４）
本工程では、電気絶縁層に素子の第１半導体を露出させるための孔を形成する。

本工程は支持体に装着された全ての素子に対して電気絶縁層に孔をあける点を除き、実施の形態１の工程（４）で説明した方法と同様であるため、詳しい説明は省略する。図１６（２）に、支持体１０の裏面側に電気絶縁層６７が形成され、かつ電気絶縁層６７に球状素子７Ｄの第１半導体１を露出するための孔６８が形成された状態を示す。

５）電気絶縁層に形成された孔に導電性ペーストを充填した後、熱処理を施して電極を形成する工程（５）
本工程では、上記工程（４）で形成された電気絶縁層の孔６８に導電性ペーストを充填した後、熱処理を施して電極を形成する。

まず、電気絶縁層の孔６８に導電性ペーストを充填して孔６８内に露出した第１半導体１の表面に導電性ペースト６９を塗布する。導電性ペーストを充填する方法は、実施の形態２の工程（５）で説明した方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。なお、導電性ペーストには後の熱処理に耐えられるガラスフリット型の導電性ペーストを用いるのが好ましい。図１６（３）に、孔６８に導電性ペースト６９が充填された状態を示す。

次に、孔に充填された導電性ペースト６９にレーザを照射して局部的に加熱し、電極を形成する。レーザ照射は、例えば、ＹＡＧレーザ装置を用い、スキャン速度１０００ｍｍ／ｓｅｃ、印字パルス周期１０μｍで行うことができる。この工程により、図１６（４）に示すように導電性ペースト６９は電極６９Ａに変わる。

６）第１半導体に形成された電極と支持体との間の短絡の有無を検査する工程（６）
本工程では、実施の形態３の工程（５）と同様の方法により、電極６９Ａが形成された素子７Ｅの第１半導体１に形成された電極６９と支持体１０との間の短絡の有無を検査する。

電極６９Ａと支持体１０の間の短絡は、電気絶縁層６７にあけた孔６８と支持体１０の孔との位置ずれによって、支持体１０の孔の端部や導電性接着剤１３が孔６８内に露出する場合に生じる。

７）前記工程（６）で、電極と支持体の間に短絡のあった光電変換素子の電極を絶縁物で覆う工程（７）
本工程では、実施の形態３の工程（６）と同様の方法により、短絡のあった電極６９を絶縁物で覆う。

８）複数の光電変換素子の第１半導体のそれぞれの電極を電気的に接続する工程（８）
本工程では、実施の形態３の工程（７）と同様の方法により、検査工程（６）で短絡のあった素子を除き、素子７Ｅの電極６９Ａを電気的に並列に接続する。

（実施の形態５）
本実施の形態は、支持体の凹部に光電変換素子が装着された構造体を用意する工程（１）および、第１半導体に形成された電極と支持体との間の短絡の有無を検査する工程（６）より以降の工程は実施の形態４と同様であり、素子の第１半導体に電極を形成する工程が実施の形態４とは異なっている。以下、実施の形態４と異なる（２）から（５）までの工程について説明する。

１）支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程（２）
本工程では、実施の形態１の工程（３）と同様の方法により、支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する。図１７（１）に、裏面側に電気絶縁層７０を形成した支持体１０の断面を示す。

２）電気絶縁層に孔をあけて光電変換素子の第２半導体層の一部を当該孔内に露出させる工程（３）
本工程では、電気絶縁層７０に素子７Ａの第２半導体層２を露出させるための孔を形成する。本工程は支持体に装着された全ての素子に対して電気絶縁層に孔をあける点を除き、実施の形態１の工程（４）で説明した方法と同様であるため、詳しい説明は省略する。図１７（２）に、支持体１０の裏面側に形成された電気絶縁層７０に球状素子７Ａの第２半導体層２を露出するための孔７１が形成された状態を示す。

なお、孔７１が大き過ぎると、素子７Ａとの接触面積が減って素子７Ａを支持する強度が落ち、また導電性接着剤１３が孔７１内に露出し、後で電極を形成する時に短絡の原因となる。一方、孔７１が小さ過ぎると、電極形成の際に第２半導体層２と電極が接触する原因となる。このため、孔７１の大きさは、これらの条件を考慮した上で決める必要がある。

３）孔内に露出した光電変換素子の第２半導体層を除去して第１半導体の一部を露出させる工程（４）
本工程では、エッチングにより孔７１内に露出した光電変換素子７Ａの第２半導体層２を除去して第１半導体の一部を露出させる。電気絶縁層７０をレジスト膜として利用し、またエッチング液にはフッ酸と硝酸の混合液を用いる。エッチング終了後、水洗乾燥する。図１７（３）に、第１半導体１が孔７１内に露出した球状素子７Ｆの断面を示す。

４）孔内に露出した第１半導体の表面に導電性ペーストを塗布した後、熱処理を施して電極を形成する工程（５）
本工程では、実施の形態１の工程（１−ｉ）と同様の方法により、第１半導体の表面に電極を形成する。図１７（４）に、孔７１内に露出した第１半導体１の表面に導電性ペースト７２を塗布した状態を示す。

本発明による光電変換装置の製造方法は、特に太陽電池の製造に用いて有用である。

本発明の実施の形態１における、第１半導体の露出部に電極を有する光電変換素子を作製する工程を示す縦断面図である。 同実施の形態１における第１半導体の露出部に電極を有する光電変換素子の底面図である。 同実施の形態１における支持体の平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 同実施の形態１における導電性接着剤を印刷された支持体の縦断面図である。 同実施の形態１における支持体に光電変換素子を装着した状態を示す断面図である。 同実施の形態１における支持体に装着された光電変換素子に電極を形成する工程を示す縦断面図である。 同実施の形態１における支持体に光電変換素子を装着した状態を示す平面図である。 図８のＶ−Ｖ線断面図である。 同実施の形態１に用いる実装検査システムの構成図である。 同実施の形態１において支持体の裏面に電気絶縁層を形成する工程を示す縦断面図である。 同実施の形態１において導電性ペーストの塗布工程を示す縦断面図である。 図１２の工程で塗布された導電性ペーストの塗布パターンを示す平面図である。 本発明の実施の形態２において支持体の裏面に電気絶縁層と導電性金属シートとの複合シートを接合する工程の前半を示す縦断面図である。 同実施の形態２において支持体の裏面に電気絶縁層と導電性金属シートとの複合シートを接合する工程の後半を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態３における各製造工程を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態４における各製造工程を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態５における各製造工程を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 第１半導体
２ 第２半導体層
３ 第２半導体層の開口部
４ 第１半導体の露出部
５、６９Ａ 電極
７Ａ〜７Ｇ 光電変換素子
１０ 支持体
１１ 凹部
１２ 孔
１３、６６ 導電性接着剤
１４、５６、６３、６９、７２ 導電性ペースト
２０ 短絡検査装置
２１ 定電圧装置
２２ 電流測定装置
２３ 情報処理装置
２５ ステージ
２７ 電動シリンダ
２８ コンタクトプローブ
２９ 触針
３０ ドライバー
３１ シーケンサー
３２ リレー
３３ メモリー
４１、４８ ノズル
４４、５４、６１、６７、７０ 電気絶縁層
４６ レーザ光照射用装置
４７、５５、６２、６８、７１ 孔
５０ 導電性ペースト塗布層
５１ 接着剤層
５３、６５ 導電性金属シート
６４ 絶縁物

Claims (20)

1. （１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなり、前記第２半導体層が前記第１半導体の一部を露出させる開口部を有し、かつ前記第１半導体の露出部に電極が形成されたほぼ球状の複数の光電変換素子、ならびに
   隣接する複数の凹部を有し、前記凹部が底部に前記光電変換素子より小さい孔を有する導電性の支持体で構成され、
   前記支持体の各凹部に、前記光電変換素子が、前記第１半導体の露出部が前記孔から支持体の裏面側に臨むように装着され、かつ前記光電変換素子の第２半導体層が前記支持体に電気的に接続された構造体を用意する工程、
   （２）前記支持体に装着された前記光電変換素子の第１半導体の電極と前記支持体との間の短絡の有無を検査する工程、
   （３）前記支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程、
   （４）前記工程（２）で、前記第１半導体の電極と前記支持体の間に短絡のなかった光電変換素子に対し、前記電気絶縁層に孔をあけて前記電極を当該孔内に露出させる工程、および
   （５）前記支持体に装着された複数の光電変換素子の第１半導体のそれぞれの電極を相互に電気的に接続する工程
   を含む光電変換装置の製造方法。
2. 前記工程（５）が、前記電気絶縁層の孔に導電性ペーストを充填して前記孔内に露出した電極の表面に導電性ペーストを塗布すると共に、前記導電性ペーストを繋ぐように前記電気絶縁層上に導電性ペーストを塗布し、加熱して固化させる工程を含む請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。
3. 前記工程（５）が、前記電気絶縁層の孔に導電性ペーストを充填して前記孔内に露出した電極の表面に導電性ペーストを塗布した後、前記電気絶縁層に導電性金属シートを接合し、前記導電性ペーストを加熱固化して前記導電性ペーストと前記導電性金属シートを電気的に接続する工程を含む請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。
4. （１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなり、前記第２半導体層が前記第１半導体の一部を露出させる開口部を有し、かつ前記第１半導体の露出部に電極が形成されたほぼ球状の複数の光電変換素子、ならびに
   隣接する複数の凹部を有し、前記凹部が底部に前記光電変換素子より小さい孔を有する導電性の支持体で構成され、
   前記支持体の各凹部に、前記光電変換素子が、前記第１半導体の露出部が前記孔から支持体の裏面側に臨むように装着され、かつ前記光電変換素子の第２半導体層が前記支持体に電気的に接続された構造体を用意する工程、
   （２）前記支持体に装着された前記光電変換素子の第１半導体の電極と前記支持体との間の短絡の有無を検査する工程、
   （３）前記支持体の裏面側に、導電性金属シートおよび前記導電性金属シートと前記支持体とを隔離する電気絶縁層を接合する工程、
   （４）前記工程（２）で、前記第１半導体の電極と前記支持体の間に短絡のなかった光電変換素子に対し、前記電気絶縁層および導電性金属シートに孔をあけて前記光電変換素子の電極を当該孔内に露出させる工程、および
   （５）前記電気絶縁層および導電性金属シートの孔に導電性ペーストを充填し、前記孔内に露出した電極の表面に導電性ペーストを塗布して前記複数の光電変換素子の第１半導体のそれぞれの電極と前記導電性金属シートとを電気的に接続する工程
   を含む光電変換装置の製造方法。
5. 前記工程（３）が、前記支持体の裏面側に、導電性金属シートの片面に電気絶縁層が接合して一体化された複合シートを、その電気絶縁層を前記支持体に向けて接合する工程を含む請求項４に記載の光電変換装置の製造方法。
6. 前記工程（１）において、前記支持体の凹部の孔の周縁部に塗布された導電性接着剤を介して前記光電変換素子が固定され、前記第２半導体層と前記支持体が電気的に接続されている請求項１または４に記載の光電変換装置の製造方法。
7. 前記支持体に装着された個々の光電変換素子について、前記工程（２）における検査結果に関するデータと前記支持体の凹部の位置に関するデータをメモリーに記憶し、前記工程（４）において、前記メモリーに記憶されたデータを読み出し、このデータに基づいて前記電気絶縁層、または前記電気絶縁層および前記導電性シートに孔をあけるか否かを決定する請求項１または４に記載の光電変換装置の製造方法。
8. 前記工程（２）において、前記支持体の裏面側から触針を前記光電変換素子の電極に接触させ、前記触針と前記支持体の間に流れる電流を測定することにより短絡の有無を検査する請求項１または４に記載の光電変換装置の製造方法。
9. 前記工程（２）に代え、カメラを用いて前記支持体に装着された前記光電変換素子の装着状態を撮影して、前記第１半導体の電極と前記支持体の周縁部あるいは前記周縁部に連なる導電性接着剤との接触の有無を検査する請求項６に記載の光電変換装置の製造方法。
10. （１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなり、前記第２半導体層が前記第１半導体の一部を露出させる開口部を有し、かつ前記第１半導体の露出部に電極が形成されたほぼ球状の複数の光電変換素子、ならびに
    隣接する複数の凹部を有し、前記凹部が底部に前記光電変換素子より小さい孔を有する導電性の支持体で構成され、
    前記支持体の各凹部に、前記光電変換素子が、前記第１半導体の露出部が前記孔から支持体の裏面側に臨むように装着され、かつ前記光電変換素子の第２半導体層が前記支持体に電気的に接続された構造体を用意する工程、
    （２）前記支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程、
    （３）前記電気絶縁層に孔をあけて前記光電変換素子の第１半導体の電極を当該孔内に露出させる工程、
    （４）前記電気絶縁層の孔に導電性ペーストを充填して前記孔内に露出した電極の表面に導電性ペーストを塗布する工程、
    （５）前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストと前記支持体との間の短絡の有無を検査する工程、
    （６）前記工程（５）で、前記導電性ペ−ストと前記支持体の間に短絡のあった光電変換素子に対し、前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストを絶縁物で覆う工程、および
    （７）前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストを介し前記複数の光電変換素子のそれぞれの電極を電気的に接続する工程
    を含む光電変換装置の製造方法。
11. 前記工程（７）が、前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストを繋ぐように前記電気絶縁層上に導電性ペーストを塗布し、加熱して固化させる工程を含む請求項１０に記載の光電変換装置の製造方法。
12. 前記工程（７）が、前記電気絶縁層に導電性金属シートを接合した後、前記導電性ペーストを加熱固化して前記導電性ペーストと前記導電性金属シートを電気的に接続する工程を含む請求項１０に記載の光電変換装置の製造方法。
13. 前記支持体に装着された個々の光電変換素子について、前記工程（５）における検査結果に関するデータと前記支持体の凹部の位置に関するデータをメモリーに記憶し、前記工程（６）において、前記メモリーに記憶されたデータを読み出し、このデータに基づいて前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストを絶縁物で覆うか否かを決定する請求項１０に記載の光電変換装置の製造方法。
14. 前記工程（５）において、前記支持体の裏面側から触針を前記電気絶縁層の孔に充填された導電性ペーストに接触させ、前記触針と前記支持体の間に流れる電流を測定することにより短絡の有無を検査する請求項１０記載の光電変換装置の製造方法。
15. （１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなるほぼ球状の複数の光電変換素子、ならびに
    隣接する複数の凹部を有し、底部に前記光電変換素子より小さい孔を有する導電性の支持体で構成され、
    前記支持体の各凹部に前記光電変換素子が装着され、かつ前記光電変換素子の第２半導体層が前記支持体に電気的に接続された構造体を用意する工程、
    （２）前記支持体の孔から裏面側に露出した前記光電変換素子の第２半導体層を除去して第１半導体の一部を露出させる工程、
    （３）前記支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程、
    （４）前記電気絶縁層に孔をあけて前記光電変換素子の第１半導体の一部を当該孔内に露出させる工程、
    （５）前記電気絶縁層の孔に導電性ペーストを充填して前記孔内に露出した第１半導体の表面に導電性ペーストを塗布した後、熱処理を施して電極を形成する工程、
    （６）前記第１半導体に形成された電極と前記支持体との間の短絡の有無を検査する工程、
    （７）前記工程（６）で、前記電極と前記支持体の間に短絡のあった光電変換素子に対し、前記電極を絶縁物で覆う工程、および
    （８）前記工程（７）で電極を絶縁物で覆った光電変換素子を除き、前記複数の光電変換素子の第１半導体のそれぞれの電極を電気的に接続する工程
    を含む光電変換装置の製造方法。
16. （１）球状の第１半導体およびその表面を被覆する第２半導体層からなるほぼ球状の複数の光電変換素子、ならびに
    隣接する複数の凹部を有し、底部に前記光電変換素子より小さい孔を有する導電性の支持体で構成され、
    前記支持体の各凹部に前記光電変換素子が装着され、かつ前記光電変換素子の第２半導体層が前記支持体に電気的に接続された構造体を用意する工程、
    （２）前記支持体の裏面側に電気絶縁層を形成する工程、
    （３）前記電気絶縁層に孔をあけて前記光電変換素子の第２半導体層の一部を当該孔内に露出させる工程、
    （４）前記電気絶縁層の孔内に露出した前記光電変換素子の第２半導体層を除去して第１半導体の一部を露出させる工程、
    （５）前記電気絶縁層の孔内に露出した前記第１半導体の表面に導電性ペーストを塗布した後、熱処理を施して電極を形成する工程、
    （６）前記第１半導体に形成された電極と前記支持体との間の短絡の有無を検査する工程、
    （７）前記工程（６）で、前記第１半導体の電極と前記支持体の間に短絡のあった光電変換素子に対し、前記電極を絶縁物で覆う工程、および
    （８）前記工程（７）で電極を絶縁物で覆った光電変換素子を除き、前記複数の光電変換素子の第１半導体のそれぞれの電極を電気的に接続する工程
    を含む光電変換装置の製造方法。
17. 前記工程（８）が、前記光電変換素子の第１半導体の電極を繋ぐように前記電気絶縁層上に導電性ペーストを塗布し、加熱して固化させる工程を含む請求項１５または１６に記載の光電変換装置の製造方法。
18. 前記工程（８）が、前記電気絶縁層に導電性金属シートを接合した後、前記光電変換素子の第１半導体の電極と前記導電性金属シートを電気的に接続する工程を含む請求項１５または１６に記載の光電変換装置の製造方法。
19. 前記支持体に装着された個々の光電変換素子について、前記工程（６）における検査結果に関するデータと前記支持体の凹部の位置に関するデータをメモリーに記憶し、前記工程（７）において、前記メモリーに記憶されたデータを読み出し、このデータに基づいて前記第１半導体に形成された電極を絶縁物で覆うか否かを決定する請求項１５または１６に記載の光電変換装置の製造方法。
20. 前記工程（６）において、前記支持体の裏面側から触針を前記第１半導体に形成された電極に接触させ、前記触針と前記支持体の間に流れる電流を測定することにより短絡の有無を検査する請求項１５または１６に記載の光電変換装置の製造方法。
    
    
    

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