JP2007227577A - 光起電力装置およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の光電変換部の間に導電性を有する中間層を備える場合にも、背面電極と中間層との電気的短絡を抑制することが可能な光起電力装置を提供する。
【解決手段】この光起電力装置１は、基板２と、開溝部３ｃにより分離された基板側電極３ａおよび３ｂと、光電変換ユニット４と、導電性を有する中間層５を介して形成された光電変換ユニット６と、開溝部７ｄにより分離された背面電極７ａおよび７ｂと、中間層５を切断するように形成された開溝部２０ｂと、開溝部２０ｂに埋め込まれた絶縁部材８と、開溝部２０ａと開溝部２０ｂとの間の領域に形成された開溝部２０ｃと、開溝部２０ｃ内に露出された基板側電極３ａの表面に接触するように埋められるとともに、絶縁部材８を跨いで背面電極７ｂに電気的に接続される接続電極９とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、光起電力装置およびその製造方法に関し、特に、複数の光電変換部の間に導電性を有する中間層を備えた光起電力装置およびその製造方法に関する。
従来、複数の光電変換ユニット（光電変換部）の間に導電性を有する中間層を備えた光起電力装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
上記特許文献１に開示された光起電力装置では、基板上に所定の間隔を隔てて第１透明電極および第２透明電極が形成されているとともに、第１透明電極および第２透明電極上に、第１光電変換ユニットが形成されている。そして、第１光電変換ユニット上に、導電性を有する中間層を介して第２光電変換ユニットが形成されている。そして、第２光電変換ユニット上には、上記第１透明電極および第２透明電極にそれぞれ対応するように第１背面電極および第２背面電極が配置されている。また、第１背面電極は、第２光電変換ユニット、中間層および第１光電変換ユニットを貫通するように形成された開溝部を介して、第２透明電極に電気的に接続されている。
特開２００２−１１８２７３号公報
しかしながら、上記特許文献１に開示された光起電力装置では、第１背面電極が開溝部内で導電性を有する中間層と接触しているので、第１背面電極と中間層との間で電気的短絡（ショート）が発生するという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、複数の光電変換部の間に導電性を有する中間層を備える場合にも、背面電極と中間層との電気的短絡を抑制することが可能な光起電力装置およびその製造方法を提供することである。
課題を解決するための手段および発明の効果
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における光起電力装置は、絶縁性表面を有する基板と、基板の絶縁性表面上に形成され、第１開溝部により分離された第１基板側電極および第２基板側電極と、第１基板側電極および第２基板側電極を覆うように形成された第１光電変換部と、第１光電変換部の表面上に導電性を有する中間層を介して形成された第２光電変換部と、第２光電変換部の表面上に形成され、第１基板側電極および第２基板側電極にそれぞれ対応する第１背面電極および第２背面電極と、第１背面電極と第２背面電極とを電気的に分離するための第２開溝部と、第１開溝部と第２開溝部との間の領域において、第２背面電極の上面から少なくとも中間層を切断するように形成された第３開溝部と、第３開溝部内に、少なくとも中間層の切断部を覆うように埋め込まれた第１絶縁部材と、第２開溝部と第３開溝部との間の領域において、第１基板側電極に電気的に接続されるとともに、第３開溝部を跨いで第２背面電極に電気的に接続される導電性部材とを備える。
この第１の局面による光起電力装置では、上記のように、第１基板側電極および第２基板側電極を電気的に分離するための第１開溝部と、第１背面電極および第２背面電極を電気的に分離するための第２開溝部との間の領域において、第２背面電極の上面から少なくとも中間層を切断するように形成された第３開溝部を設けるとともに、第３開溝部内に、少なくとも中間層の切断部を覆うように埋め込まれた第１絶縁部材を設けることによって、その第１絶縁部材により、第３開溝部に対して第１開溝部側の中間層と、第３開溝部に対して第２開溝部側の中間層とを電気的に絶縁することができる。また、第１背面電極および第２背面電極を電気的に分離するための第２開溝部と、第１絶縁部材が埋め込まれた第３開溝部との間の領域において、第１基板側電極に電気的に接続されるとともに、第３開溝部を跨いで第２背面電極に電気的に接続される導電性部材を設けることによって、その導電性部材は、上記第１絶縁部材により、第３開溝部に対して第１開溝部側の中間層と電気的に絶縁されるので、導電性部材が第３開溝部に対して第１開溝部側の中間層と電気的に短絡するのを抑制することができる。また、導電性部材を背面電極とは別に設けることによって、第２光電変換部を形成した後に連続して背面電極を形成し、その後、導電性部材を形成する製造プロセスを採用することができるので、光起電力装置の製造プロセスにおいて最も汚染されるのを抑制したい第２光電変換部の表面が大気に曝されることを防止することができる。
上記構成において、好ましくは、第２開溝部と第３開溝部との間の領域において、第２背面電極、第２光電変換部、中間層および第１光電変換部を貫通するとともに、第１基板側電極の表面を露出するように形成された第４開溝部をさらに備え、導電性部材は、第４開溝部内に露出された第１基板側電極の表面に接触するように第４開溝部に埋められるとともに、第３開溝部内に埋め込まれた第１絶縁部材を跨いで第２背面電極に電気的に接続されるように形成されている。
上記構成において、好ましくは、導電性部材は、第２開溝部と第３開溝部との間の領域に、第２背面電極、第２光電変換部、中間層および第１光電変換部を溶融させることにより得られ、第１基板側電極に電気的に接続される導電性を有する溶融部と、溶融部と電気的に接続されるとともに、第３開溝部内に埋め込まれた第１絶縁部材を跨いで第２背面電極に電気的に接続されるように形成された接続部とを含む。
上記構成において、好ましくは、第２開溝部内に埋め込むように形成された第２絶縁部材をさらに備える。
この発明の第２の局面における光起電力装置の製造方法は、絶縁性表面を有する基板の絶縁性表面上に基板側電極を形成する工程と、基板側電極に第１開溝部を形成することによって、第１開溝部により分離された第１基板側電極および第２基板側電極を形成する工程と、第１基板側電極および第２基板側電極を覆うように第１光電変換部を形成する工程と、第１光電変換部の表面上に導電性を有する中間層を介して第２光電変換部を形成する工程と、第２光電変換部の表面上に背面電極を形成する工程と、その後、背面電極を第１背面電極および第２背面電に分離するための第２開溝部を形成するとともに、第１開溝部と第２開溝部との間の領域において、第２背面電極の上面から少なくとも中間層を貫くように第３開溝部を形成する工程と、第３開溝部内に、少なくとも中間層の切断部を覆うように第１絶縁部材を形成する工程と、第２開溝部と第３開溝部との間の領域において、第１基板側電極に電気的に接続されるとともに、第３開溝部を跨いで第２背面電極に電気的に接続される導電性部材を形成する工程とを備える。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による光起電力装置の構成を示した断面図である。まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態による光起電力装置の構成について説明する。
第１実施形態による光起電力装置１では、図１に示すように、基板２と、基板側電極３ａおよび３ｂと、光電変換ユニット４と、中間層５と、光電変換ユニット６と、背面電極７ａおよび７ｂと、絶縁部材８と、接続電極９とを備えている。この第１実施形態による光起電力装置１は、基板２の主表面に沿った方向に複数のユニットを接続電極９を介して直列接続した構造を有する。以下、詳細に説明する。
基板２は、絶縁性表面を有するとともに、透光性を有するガラスからなる。この基板２は、約１ｍｍ〜約５ｍｍの厚みを有している。また、基板２の上面上には、開溝部３ｃにより分離された基板側電極３ａおよび３ｂが形成されている。この基板側電極３ａおよび３ｂは、約８００ｎｍの厚みを有するとともに、導電性および透光性を有する酸化錫（ＳｎＯ２）などのＴＣＯ（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ：透明酸化物導電体）からなる。なお、基板側電極３ａおよび３ｂは、それぞれ、本発明の「第１基板側電極」および「第２基板側電極」の一例であり、開溝部３ｃは、本発明の「第１開溝部」の一例である。
また、基板側電極３ａおよび３ｂの上面上に、ｐｉｎ型の非晶質（アモルファス）シリコン系半導体からなる光電変換ユニット４が形成されている。このｐｉｎ型のアモルファスシリコン系半導体からなる光電変換ユニット４は、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有するｐ型水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）層と、約２５０ｎｍ〜約３５０ｎｍの厚みを有するｉ型水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層と、約２０ｎｍ〜約３０ｎｍの厚みを有するｎ型水素化アモルファスシリコン層とにより構成されている。また、光電変換ユニット４は、基板側電極３ａの上面上に、開溝部４ａ、４ｂおよび４ｃを有するとともに、開溝部３ｃを埋め込むように形成されている。このアモルファスシリコン系半導体からなる光電変換ユニット４は、比較的短波長の光を吸収するために形成されている。なお、光電変換ユニット４は、本発明の「第１光電変換部」の一例である。
また、光電変換ユニット４の上面上に、開溝部４ａ、４ｂおよび４ｃにそれぞれ対応する領域に開溝部５ａ、５ｂおよび５ｃを有する中間層５が形成されている。また、中間層５は、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚みを有している。この中間層５は、導電性を有するとともに、基板２側から入射する光を部分的に反射し、かつ、透過する機能を有する酸化亜鉛（ＺｎＯ）などのＴＣＯからなる。また、中間層５は、基板２側から入射する光を部分的に反射することにより光電変換ユニット４を通過する光の量を増加させる機能を有している。このため、光電変換ユニット４の厚みを大きくすることなく、光電変換ユニット４の出力電流を増加させることが可能である。すなわち、アモルファスシリコン系半導体からなる光電変換ユニット４の厚みに応じて顕著になる光劣化を抑制しながら光電変換ユニット４の出力電流を増加させることが可能である。これにより、光電変換ユニット４および６の出力電流の均衡を図ることが可能である。
また、中間層５の上面上に、開溝部５ａ、５ｂおよび５ｃに対応する領域に開溝部６ａ、６ｂおよび６ｃを有するｐｉｎ型の微結晶シリコン系半導体からなる光電変換ユニット６が形成されている。このｐｉｎ型の微結晶シリコン系半導体からなる光電変換ユニット６は、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有するｐ型水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）層と、約１５００ｎｍ〜約２０００ｎｍの厚みを有するｉ型水素化微結晶シリコン層と、約２０ｎｍ〜約３０ｎｍの厚みを有するｎ型水素化微結晶シリコン層とにより構成されている。また、この微結晶シリコン系半導体からなる光電変換ユニット６は、比較的長波長の光を吸収するために形成されている。なお、光電変換ユニット６は、本発明の「第２光電変換部」の一例である。
また、光電変換ユニット６の上面上には、開溝部６ｂに対応する領域に形成された開溝部７ｄにより分離された背面電極７ａおよび７ｂが形成されている。また、背面電極７ｂは、開溝部６ａおよび６ｃにそれぞれ対応する領域に開溝部７ｃおよび７ｅを有する。また、背面電極７ａおよび７ｂは、約２００ｎｍ〜約４００ｎｍの厚みを有するとともに、銀（Ａｇ）を主成分とする金属材料からなる。また、背面電極７ａおよび７ｂは、基板２の下面側から入射して背面電極７ａおよび７ｂに到達した光を反射することにより、光電変換ユニット４および６に再度入射させる機能を有している。なお、背面電極７ａおよび７ｂは、それぞれ、本発明の「第１背面電極」および「第２背面電極」の一例である。
ここで、第１実施形態では、開溝部４ｂ、５ｂ、６ｂおよび７ｄによって、背面電極７ａと背面電極７ｂとを電気的に分離するための開溝部２０ａが構成されており、開溝部４ｃ、５ｃ、６ｃおよび７ｅによって、中間層５を電気的に分離するための開溝部２０ｂが構成されている。また、開溝部４ａ、５ａ、６ａおよび７ｃによって、背面電極７ｂと基板側電極３ａとを電気的に接続するための開溝部２０ｃが構成されている。なお、開溝部２０ａ、２０ｂおよび２０ｃは、それぞれ、本発明の「第２開溝部」、「第３開溝部」および「第４開溝部」の一例である。
また、第１実施形態では、絶縁部材８は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）粒子を含有するエポキシ樹脂からなるとともに、開溝部２０ｂ内を充填するように埋め込まれている。すなわち、中間層５の開溝部５ｃの開溝部３ｃ側に位置する部分と、中間層５の開溝部５ｃの開溝部５ａ側に位置する部分とを電気的に絶縁するように、絶縁部材８が埋め込まれている。なお、絶縁部材８は、本発明の「第１絶縁部材」の一例である。
また、第１実施形態では、接続電極９は、導電性ペースト（銀ペースト）からなる。この接続電極９は、開溝部２０ｃ内に露出された基板側電極３ａの表面に接触するように、開溝部２０ｃ内に埋め込まれるとともに、絶縁部材８を跨いで隣接するユニットの背面電極７ｂの上面に電気的に接続されるように形成されている。これにより、基板側電極３ａと隣接するユニットの背面電極７ｂとが直列に接続される。なお、接続電極９は、本発明の「導電性部材」の一例である。
図２〜図６は、図１に示した第１実施形態による光起電力装置の製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態による光起電力装置１の製造プロセスについて説明する。
まず、図２に示すように、絶縁性表面を有する基板２の上面上に、熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、約８００ｎｍの厚みを有する酸化錫からなる基板側電極３を形成する。
次に、図３に示すように、基板側電極３に、波長約１０６４ｎｍ、発振周波数約２０ｋＨｚ、平均パワー約１４．０ＷのＮｄ：ＹＡＧレーザの基本波（図３のＬＢ１）を基板側電極３側から走査することにより、開溝部３ｃを形成する。これにより、開溝部３ｃにより分離された基板側電極３ａおよび３ｂが形成される。
次に、図４に示すように、基板側電極３ａおよび３ｂの上面上に、プラズマＣＶＤ法により、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有するｐ型水素化アモルファスシリコンカーバイド層と、約２５０ｎｍ〜約３５０ｎｍの厚みを有するｉ型水素化アモルファスシリコン層と、約２０ｎｍ〜約３０ｎｍの厚みを有するｎ型水素化アモルファスシリコン層とを順次形成することにより、アモルファスシリコン系半導体からなる光電変換ユニット４が形成される。その後、光電変換ユニット４の上面上に、スパッタリング法により、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚みを有する酸化亜鉛からなる中間層５を形成する。そして、中間層５の上面上に、プラズマＣＶＤ法により、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍの厚みを有するｐ型水素化微結晶シリコン層と、約１５００ｎｍ〜約２０００ｎｍの厚みを有するｉ型水素化微結晶シリコン層と、約２０ｎｍ〜約３０ｎｍの厚みを有するｎ型水素化微結晶シリコン層とを順次形成することにより、微結晶シリコン系半導体からなる光電変換ユニット６が形成される。
その後、光電変換ユニット６の上面上に、スパッタリング法により、約２００ｎｍ〜約４００ｎｍの厚みを有するとともに、銀を主成分とする金属材料からなる背面電極７が形成される。
ここで、第１実施形態では、光電変換ユニット４、中間層５、光電変換ユニット６および背面電極７が連続して形成されるので、光電変換ユニット４、中間層５、光電変換ユニット６の表面が大気に曝されることなく形成される。
次に、図５に示すように、開溝部３ｃに隣接するように、波長約５３２ｎｍ、発振周波数約１２ｋＨｚ、平均パワー約２３０ｍＷのＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波（図５のＬＢ２）を基板２側から走査することにより、開溝部４ｂ、５ｂ、６ｂおよび７ｄからなる開溝部２０ａと、開溝部４ｃ、５ｃ、６ｃおよび７ｅからなる開溝部２０ｂと、開溝部４ａ、５ａ、６ａおよび７ｃからなる開溝部２０ｃとを同時に形成する。これにより、開溝部２０ａにより分離された背面電極７ａおよび７ｂが形成される。
そして、図６に示すように、スクリーン印刷法により、酸化アルミニウム粒子を含有するエポキシ樹脂からなる絶縁部材８を開溝部２０ｂを充填するとともに、背面電極７ｂの上に乗り上げるように塗布する。その後、図１に示したように、スクリーン印刷法により、銀ペーストからなる接続電極９を開溝部２０ｃを充填するとともに、絶縁部材８を跨いで背面電極７ｂと電気的に接続されるように塗布する。
第１実施形態では、上記のように、基板側電極３ａおよび基板側電極３ｂを電気的に分離するための開溝部３ｃと、背面電極７ａおよび背面電極７ｂを電気的に分離するための開溝部２０ａとの間の領域において、中間層５を切断するように形成された開溝部２０ｂを設けるとともに、開溝部２０ｂ内に埋め込まれた絶縁部材８を設けることによって、その絶縁部材８により、開溝部２０ｂに対して開溝部３ｃ側の中間層５と、開溝部２０ｂに対して開溝部２０ｃ側の中間層５とを電気的に絶縁することができる。また、背面電極７ａおよび背面電極７ｂを電気的に分離するための開溝部２０ａと、絶縁部材８が埋め込まれた開溝部２０ｂとの間の領域において、開溝部２０ｃを設けるとともに、開溝部２０ｃ内に露出された基板側電極３ａの表面に電気的に接続されるとともに、絶縁部材８を跨いで隣接するユニットの背面電極７ｂに電気的に接続される接続電極９を設けることによって、その接続電極９は、上記絶縁部材８により、開溝部２０ｂに対して開溝部３ｃ側の中間層５と電気的に絶縁されるので、接続電極９が開溝部２０ｂに対して開溝部３ｃ側の中間層５と電気的に短絡するのを抑制することができる。
また、第１実施形態では、接続電極９を背面電極７とは別に設けることによって、光電変換ユニット６を形成した後に連続して背面電極７を形成し、その後、開溝部２０ｃを形成するとともに、その形成された開溝部２０ｃに接続電極９を形成する製造プロセスを採用することができるので、光起電力装置１の製造プロセスにおいて最も汚染されるのを抑制したい光電変換ユニット６の表面が大気に曝されることを防止することができる。
次に、上記した第１実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この確認実験では、以下の実施例１による光起電力装置１および比較例１による光起電力装置１０１を作製した。
まず、実施例１による光起電力装置１を第１実施形態の製造プロセスを用いて図１に示すように作製した。また、比較例１による光起電力装置１０１を図７に示すような構造を有するように作製した。このとき、光起電力装置１０１の光電変換ユニット１０４、中間層１０５、光電変換ユニット１０６、背面電極１０７ａおよび１０７ｂは、実施例１の光起電力装置１の光電変換ユニット４、中間層５、光電変換ユニット６、背面電極７ａおよび７ｂと同じ厚みおよび組成を有するように形成した。また、比較例１では、実施例１の開溝部２０ａ、２０ｂおよび２０ｃのうち、開溝部２０ａおよび２０ｃに対応する開溝部１２０ａおよび１２０ｃのみ形成した。そして、比較例１では、開溝部１２０ｃ内に背面電極１０７ｂを直接埋め込むことにより、基板側電極３ａと電気的に接続した。
上記実施例１による光起電力装置１および比較例１による光起電力装置１０１を用いて、その作製した光起電力装置１および１０１について、開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流（Ｉｓｃ）、曲線因子（Ｆ．Ｆ．）、最大出力（Ｐｍａｘ）および変換効率（Ｅｆｆ．）を測定し、その各測定結果を光電変換装置１０１の各測定結果により規格化した。この結果を以下の表１に示す。
Figure 2007227577
 上記表１を参照して、実施例１の開放電圧は、比較例１の開放電圧と同じ値であることが判明した。その一方、実施例１の短絡電流は、比較例１の短絡電流に対して４％向上するとともに、実施例１の曲線因子は、比較例１の曲線因子に対して１％向上することが判明した。また、実施例１の最大出力は、比較例１の最大出力に対して５％向上するとともに、実施例１の変換効率は、比較例１の変換効率に対して５％向上することが判明した。
上記の結果は、以下の理由によると考えられる。すなわち、図１に示した実施例１では、絶縁部材８により、接続電極９が開溝部２０ｂに対して開溝部３ｃ側の中間層５と電気的に絶縁されるので、接続電極９が開溝部２０ｂに対して開溝部３ｃ側の中間層５と電気的に短絡するのが抑制され、その結果、変換効率が向上したと考えられる。その一方、図７に示した比較例１では、開溝部１２０ｃ内に背面電極１０７ｂが埋め込まれていることにより、背面電極１０７ｂが開溝部１２０ｃ内で中間層５と接触しているので、背面電極１０７ｂが中間層１０５と電気的に短絡し、その結果、変換効率が低くなったと考えられる。
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態による光起電力装置の構成を示した断面図である。図８を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、基板側電極３ａと背面電極７ｂとがシリコン溶融物２２と接続電極２３とにより電気的に接続された光起電力装置２１について説明する。
すなわち、この第２実施形態による光起電力装置２１は、図８に示すように、開溝部２０ａと、開溝部２０ｂとの間の領域に、光電変換ユニット４と、中間層５と、光電変換ユニット６と、背面電極７ｂとを溶融させることによりシリコン溶融物２２が形成されている。このシリコン溶融物２２は、導電性を有するとともに、基板側電極３ａに電気的に接続されている。なお、シリコン溶融物２２は、本発明の「溶融部」および「導電性部材」の一例である。
また、第２実施形態では、シリコン溶融物２２と電気的に接続されるとともに、開溝部２０ｂに埋め込まれた絶縁部材８を跨いで背面電極７ｂに電気的に接続される接続電極２３が形成されている。なお、接続電極２３は、本発明の「接続部」および「導電性部材」の一例である。
図９〜図１１は、図８に示した第２実施形態による光起電力装置の製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図８〜図１１を参照して、本発明の第２実施形態による光起電力装置２１の製造プロセスについて説明する。なお、背面電極７を形成するまでの製造プロセスは、図２〜図４に示した第１実施形態による光起電力装置１の製造プロセスと同様である。
第２実施形態では、図９に示すように、開溝部３ｃに隣接するように、波長約５３２ｎｍ、発振周波数約１２ｋＨｚ、平均パワー約２３０ｍＷのＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波（図９のＬＢ３）を基板２側から走査することにより、開溝部４ｂ、５ｂ、６ｂおよび７ｄからなる開溝部２０ａと、開溝部４ｃ、５ｃ、６ｃおよび７ｅからなる開溝部２０ｂとを同時に形成する。これにより、開溝部２０ａにより分離された背面電極７ａおよび７ｂが形成される。
そして、図１０に示すように、開溝部２０ａと、開溝部２０ｂとの間の領域に、波長約１０６４ｎｍ、発振周波数約２０ｋＨｚ、平均パワー約８ＷのＮｄ：ＹＡＧレーザの基本波（図１０のＬＢ４）を背面電極７ｂ側から走査することにより、光電変換ユニット４と、中間層５と、光電変換ユニット６と、背面電極７ｂとが溶融される。これにより、シリコン溶融物２２が形成される。その後、図１１に示すように、スクリーン印刷法により、酸化アルミニウム粒子を含有するエポキシ樹脂からなる絶縁部材８を開溝部２０ｂを充填するとともに、背面電極７ｂの上に乗り上げるように塗布する。
そして、スクリーン印刷法により、銀ペーストからなる接続電極２３をシリコン溶融物２２の表面に接触するとともに、絶縁部材８を跨いで背面電極７ｂと電気的に接続されるように塗布する。
第２実施形態では、上記のように、基板側電極３ａと背面電極７ｂとをシリコン溶融物２２と接続電極２３とにより電気的に接続することによって、基板側電極３ａと背面電極７ｂとを接続電極９のみで接続する第１実施形態の場合に比べて、銀ペーストからなる接続電極の使用量を減少させることができる。
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記第１実施形態および第２実施形態では、開溝部７ｄにより、背面電極７ａおよび７ｂを分離する例を示したが、本発明はこれに限らず、図１２に示した第１実施形態の変形例のように、開溝部７ｄにより、背面電極７ａおよび７ｂを分離するとともに、開溝部４ｂ、５ｂ、６ｂおよび７ｄからなる開溝部２０ａに絶縁部材１０を埋め込むようにしてもよい。このように構成すれば、接続電極９または２３をスクリーン印刷する際に、銀ペーストが開溝部２０ａに侵入することに起因して電気的短絡が発生するのを抑制することができる。なお、絶縁部材１０は、本発明の「第２絶縁部材」の一例である。
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、開溝部４ｃ、５ｃ、６ｃおよび７ｅからなる開溝部２０ｂを形成して絶縁部材８を埋め込む例を示したが、本発明はこれに限らず、少なくとも開溝部５ｃを形成するとともに、少なくとも開溝部５ｃの切断部分を覆うように絶縁部材８を埋め込めばよい。
本発明の第１実施形態による光起電力装置の構成を示した断面図である。 図１に示した第１実施形態による光起電力装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 図１に示した第１実施形態による光起電力装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 図１に示した第１実施形態による光起電力装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 図１に示した第１実施形態による光起電力装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 図１に示した第１実施形態による光起電力装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態の比較例１による光起電力装置の構成を示した断面図である。 本発明の第２実施形態による光起電力装置の構成を示した断面図である。 図７に示した第２実施形態による光起電力装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 図７に示した第２実施形態による光起電力装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 図７に示した第２実施形態による光起電力装置の製造プロセスを説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例による光起電力装置の構成を示した断面図である。
符号の説明
１、２１ 光起電力装置
２ 基板
３ 基板側電極
３ａ 基板側電極（第１基板側電極）
３ｂ 基板側電極（第２基板側電極）
３ｃ 開溝部（第１開溝部）
４ 光電変換ユニット（第１光電変換部）
４ａ、５ａ、６ａ、７ｃ、２０ｃ 開溝部（第４開溝部）
４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｄ、２０ａ 開溝部（第２開溝部）
４ｃ、５ｃ、６ｃ、７ｅ、２０ｂ 開溝部（第３開溝部）
５ 中間層
６ 光電変換ユニット（第２光電変換部）
７ 背面電極
７ａ 背面電極（第１背面電極）
７ｂ 背面電極（第２背面電極）
８ 絶縁部材（第１絶縁部材）
９ 接続電極（導電性部材）
１０ 絶縁部材（第２絶縁部材）
２２ シリコン溶融物（溶融部、導電性部材）
２３ 接続電極（接続部、導電性部材）

Claims (5)

  1. 絶縁性表面を有する基板と、
    前記基板の絶縁性表面上に形成され、第１開溝部により分離された第１基板側電極および第２基板側電極と、
    前記第１基板側電極および前記第２基板側電極を覆うように形成された第１光電変換部と、
    前記第１光電変換部の表面上に導電性を有する中間層を介して形成された第２光電変換部と、
    前記第２光電変換部の表面上に形成され、前記第１基板側電極および前記第２基板側電極にそれぞれ対応する第１背面電極および第２背面電極と、
    前記第１背面電極と前記第２背面電極とを電気的に分離するための第２開溝部と、
    前記第１開溝部と前記第２開溝部との間の領域において、前記第２背面電極の上面から少なくとも前記中間層を切断するように形成された第３開溝部と、
    前記第３開溝部内に、少なくとも前記中間層の切断部を覆うように埋め込まれた第１絶縁部材と、
    前記第２開溝部と前記第３開溝部との間の領域において、前記第１基板側電極に電気的に接続されるとともに、前記第３開溝部を跨いで前記第２背面電極に電気的に接続される導電性部材とを備える、光起電力装置。
  2. 前記第２開溝部と前記第３開溝部との間の領域において、前記第２背面電極、前記第２光電変換部、前記中間層および前記第１光電変換部を貫通するとともに、前記第１基板側電極の表面を露出するように形成された第４開溝部をさらに備え、
    前記導電性部材は、前記第４開溝部内に露出された前記第１基板側電極の表面に接触するように前記第４開溝部に埋められるとともに、前記第３開溝部内に埋め込まれた前記第１絶縁部材を跨いで前記第２背面電極に電気的に接続されるように形成されている、請求項１に記載の光起電力装置。
  3. 前記導電性部材は、前記第２開溝部と前記第３開溝部との間の領域に、前記第２背面電極、前記第２光電変換部、前記中間層および前記第１光電変換部を溶融させることにより得られ、前記第１基板側電極に電気的に接続される導電性を有する溶融部と、前記溶融部と電気的に接続されるとともに、前記第３開溝部内に埋め込まれた前記第１絶縁部材を跨いで前記第２背面電極に電気的に接続されるように形成された接続部とを含む、請求項１に記載の光起電力装置。
  4. 前記第２開溝部内に埋め込むように形成された第２絶縁部材をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光起電力装置。
  5. 絶縁性表面を有する基板の前記絶縁性表面上に基板側電極を形成する工程と、
    前記基板側電極に第１開溝部を形成することによって、前記第１開溝部により分離された第１基板側電極および第２基板側電極を形成する工程と、
    前記第１基板側電極および前記第２基板側電極を覆うように第１光電変換部を形成する工程と、
    前記第１光電変換部の表面上に導電性を有する中間層を介して第２光電変換部を形成する工程と、
    前記第２光電変換部の表面上に背面電極を形成する工程と、
    その後、前記背面電極を第１背面電極および第２背面電に分離するための第２開溝部を形成するとともに、前記第１開溝部と前記第２開溝部との間の領域において、前記第２背面電極の上面から少なくとも前記中間層を貫くように第３開溝部を形成する工程と、
    前記第３開溝部内に、少なくとも前記中間層の切断部を覆うように第１絶縁部材を形成する工程と、
    前記第２開溝部と前記第３開溝部との間の領域において、前記第１基板側電極に電気的に接続されるとともに、前記第３開溝部を跨いで前記第２背面電極に電気的に接続される導電性部材を形成する工程とを備える、光起電力装置の製造方法。
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