JP2011060857A - 集光型光発電モジュール及び集光型光発電モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】化合物半導体を用いる化合物太陽電池セルを備えた集光型光発電モジュールを構成する際に、化合物半導体を含む半導体層に熱による欠陥が生じることを防ぐ。
【解決手段】太陽光を集光する集光レンズと、集光レンズにより集光された太陽光を受光する光発電素子２０と、を備え、光発電素子２０は、基板２１上に形成され、外部配線２８ａとの接続が可能な第１の電極取り出し部２２ａを設けた裏面電極層（第１の電極層）２２と、裏面電極層２２上に順に形成された半導体層２３及び透明電極層（第２の電極層）２４と、透明電極層２４上に所定の間隔を設けて並列に形成され、外部配線２８ｂとの接続が可能な第２の電極取り出し部２５ａを有する複数の集電電極２５と、裏面電極層２２と集電電極２５の第２の電極取り出し部２５ａとの間を電気的に絶縁する絶縁部２６と、を有することを特徴とする集光型光発電モジュール。
【選択図】図３

Description

本発明は、集光型光発電モジュール及び集光型光発電モジュールの製造方法に関する。

化合物半導体を用いる化合物太陽電池セル（光発電素子）を備えた光発電モジュールは、低コスト化及び高効率化を図るため、集光型光発電モジュールの形態が採用される。集光型光発電モジュールには、例えば、ケースの開口部に取り付けられたフレネルレンズとロッドレンズにより集光された太陽光が太陽電池セルの受光面に照射される透過型と、ロッドレンズによる反射光を非球面ミラーにより集光された太陽光が太陽電池セルの受光面に照射される反射型とが挙げられる。
このような集光型光発電モジュール（集光型太陽電池モジュール）としては、特許文献１に、表面と裏面に電極を有する太陽電池セルと、太陽電池セルの裏面電極と導電性ペーストによって電気的に接合される電極板と、放熱電気絶縁層を介して電極板を支持する支持板を備えた集光型太陽電池モジュールが記載されている。

特開２００６−３３２５３５号公報

ところで、集光型光発電モジュールでは、フレネルレンズ等の集光レンズにより集光されたエネルギ密度が高い太陽光が光発電素子の受光面に照射される。このとき、太陽光の集光倍率は数十倍〜数百倍である。そして、このような高エネルギ密度の太陽光の照射により、光発電モジュールの発電効率が増大するとともに、高電流密度に対応したデバイスの構成が必要とされる。例えば、個々の光発電素子により変換された電気エネルギは、電極に半田付けで取り付けた外部取り出し線により、外部へ取り出される。
しかし、化合物太陽電池セルの場合、例えば、ＣＩＳ系等の化合物半導体を含む発電層としての半導体層は、電極に外部取り出し線を半田付けする際の熱により欠陥が生じ、そのために、発電層としての機能が低下するという問題がある。
本発明の目的は、化合物半導体を用いる化合物太陽電池セルを備えた集光型光発電モジュールを構成する際に、化合物半導体を含む半導体層に熱による欠陥が生じることを防ぐことにある。

本発明によれば、以下の（１）〜（９）に係る集光型光発電モジュール及び集光型光発電モジュールの製造方法が提供される。
（１）太陽光を集光する集光レンズと、前記集光レンズにより集光された太陽光を受光する光発電素子と、を備え、前記光発電素子は、基板上に形成され、外部配線との接続が可能な第１の電極取り出し部を設けた第１の電極層と、前記第１の電極層上に順に形成された半導体層及び第２の電極層と、前記第２の電極層上に所定の間隔を設けて並列に形成され、外部配線との接続が可能な第２の電極取り出し部を有する複数の集電電極と、前記第１の電極層と前記集電電極の前記第２の電極取り出し部との間を電気的に絶縁する絶縁部と、を有することを特徴とする集光型光発電モジュール。
（２）前記絶縁部は、前記半導体層及び前記第２の電極層の片側外側部を覆うように形成されることを特徴とする（１）に記載の集光型光発電モジュール。
（３）前記絶縁部は、絶縁性ペーストから構成されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の集光型光発電モジュール。
（４）前記絶縁性ペーストは、ガラス粉末と有機バインダとを含むガラスペーストであることを特徴とする（３）に記載の集光型光発電モジュール。
（５）前記半導体層は、ＩＢ族元素、ＩＩＩＢ族元素、ＶＩＢ族元素から選ばれるいずれか１種を含むことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の集光型光発電モジュール。
（６）前記半導体層は、カルコパイライト構造を有するＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系半導体を含むことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の集光型光発電モジュール。

（７）光発電素子を備えた集光型光発電モジュールの製造方法であって、基板上に裏面電極層を成膜する裏面電極層成膜工程と、成膜された前記裏面電極層上に、外部配線との接続が可能な第１の電極取り出し部を残し、半導体層を成膜する半導体層成膜工程と、成膜された前記半導体層上に透明電極層を成膜する透明電極層成膜工程と、成膜された前記裏面電極層の表面の一部と前記半導体層及び前記透明電極層の片側外側部を覆うように絶縁性材料を含む絶縁部を形成する絶縁部形成工程と、成膜された前記透明電極層上に所定の間隔を設けて並列に配置され、且つ、前記絶縁部上に外部配線との接続が可能な第２の電極取り出し部が設けられるように集電電極を形成する集電電極形成工程と、を有することを特徴とする集光型光発電モジュールの製造方法。
（８）前記半導体層は、カルコパイライト構造を有するＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系半導体を含むことを特徴とする（７）に記載の集光型光発電モジュールの製造方法。
（９）前記絶縁部の前記絶縁性材料が、無鉛ガラスを含むことを特徴とする（７）又は（８）に記載の集光型光発電モジュールの製造方法。

本発明によれば、化合物半導体を用いる化合物太陽電池セルを備えた集光型光発電モジュールを構成する際に、化合物半導体を含む半導体層に熱による欠陥が生じることを防ぐことができる。

本実施の形態が適用される集光型光発電モジュールの一例を説明する概略図である。 図１に示す集光型光発電モジュールの一例の概略断面図である。 集光型光発電モジュールを構成する光発電素子の一例を説明する概略断面図である。 図３に示す光発電素子の平面図である。 集積型光発電モジュールの製造方法を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。

本発明が適用される集光型光発電モジュールを構成する光発電素子には、化合物半導体を用いる化合物太陽電池が挙げられ、一般に薄膜系太陽電池の一種として分類される。化合物太陽電池としては、ＧａＡｓ系太陽電池、ＣＩＳ系（カルコパイライト系）太陽電池、Ｃｕ_２ＺｎＳｎＳ_４（ＣＺＴＳ）太陽電池、ＣｄＴｅ−ＣｄＳ系太陽電池等が挙げられる。

これらの中でも、ＣＩＳ系（カルコパイライト系）太陽電池は、光吸収層（発電層）の材料として、シリコンの代わりに、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｅ、Ｓ等から成るカルコパイライト系と呼ばれるＩＢ−ＩＩＩＢ−ＶＩＢ族化合物を用いる。代表的なものとしては、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ_２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）_２、ＣｕＩｎＳ_２等が挙げられ、それぞれＣＩＧＳ、ＣＩＧＳＳ、ＣＩＳと略称される。
ＣＩＳ系（カルコパイライト系）太陽電池は、製造法や材料の組み合わせが豊富であり、また多結晶であるため、大面積化や量産化に好適であり、フレキシブルな製品が得られやすい。

以下、本実施の形態では、ＣＩＳ系（カルコパイライト系）太陽電池を光発電素子として用いた集光型光発電モジュールに基づき説明する。
図１は、本実施の形態が適用される集光型光発電モジュールの一例を説明する概略図である。図１に示すように、集光型光発電モジュール１は、直方体形状のケース１０と、ケース１０の太陽光２の入射側に設置された複数個の集光レンズ１１とを有している。集光レンズ１１は、ケース１０の表面に等間隔で配列するように配置されている。後述するように、ケース１０の内部には、個々の集光レンズ１１のそれぞれに対応する光発電素子が設置されている。尚、図示しないが、集光型光発電モジュール１は、モータ又は油圧駆動を有する駆動系を制御することにより太陽の追尾が行われる。

図２は、図１に示す集光型光発電モジュール１のＩＩ−ＩＩ概略断面図である。図２に示すように、集光型光発電モジュール１は、直方体形状のケース１０の太陽光２の入射側に設置された集光レンズ１１と、ケース１０の集光レンズ１１に対向する支持板部１２に配置され、個々の集光レンズ１１に対応するように設置された複数個の光発電素子２０とを有している。個々の光発電素子２０は、外部配線２８により直列に接続されている。

太陽光２が集光レンズ１１により集光された集光束３は、集光レンズ１１と対向するケース１０の一面で支持板部１２に設置された光発電素子２０に照射される。光発電素子２０は、集光レンズ１１の略焦点距離の位置に設置されている。集光レンズ１１により集光される太陽光２の集光倍率は数十倍〜数百倍であり、光発電素子２０上には、大きなエネルギ密度の太陽光２が照射される。

集光レンズ１１としてはフレネルレンズが挙げられる。フレネルレンズは複数枚がそれぞれ固定される場合でも良く、一面の中に多数のフレネルレンズパターンが形成されているものでも良い。複数のフレネルレンズパターンが一枚に形成されている場合、レンズごとのずれが生じ難いため、フレネルレンズと光発電素子２０とのアライメントずれを抑えることができる。フレネルレンズの材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス等の透光性材料が挙げられる。
ケース１０を構成する材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス板、鋼板等が挙げられる。さらに、鋼板に亜鉛、アルミニウム、シリコン等の合金をめっきしたもの等が挙げられる。
集光レンズ１１の大きさは、レンズの焦点距離や光発電素子２０の大きさ、容量等により適宜選択され特に限定されないが、本実施の形態では、１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍｔ、焦点距離５０ｍｍのフレネルレンズを使用している。

図３は、集光型光発電モジュール１を構成する光発電素子２０の一例を説明する概略断面図である。光発電素子２０は、ケース１０（図２参照）の支持板部１２に取り付けられた基板２１と、基板２１上に形成され、外部配線２８ａとの接続が可能な第１の電極取り出し部２２ａを設けた第１の電極層としての裏面電極層２２と、裏面電極層２２上に順に形成された発電層としての半導体層２３及び第２の電極層としての透明電極層２４とを有している。
透明電極層２４上には、外部配線２８ｂとの接続が可能な第２の電極取り出し部２５ａを有する集電電極２５が形成されている。第２の電極取り出し部２５ａは、集電電極２５の前述した裏面電極層２２に設けた第１の電極取り出し部２２ａとは反対側の端部に設けられている。後述するように、集電電極２５は、複数個の集電電極２５が透明電極層２４上に所定の間隔を設けて並列に形成されている。

さらに、絶縁材料から構成され、集電電極２５の第２の電極取り出し部２５ａが設けられた側の端部の下面と裏面電極層２２の表面の一部との両方に接するように形成された絶縁部２６が設けられている。絶縁部２６は、裏面電極層２２の表面の一部と第２の電極取り出し部２５ａとの間を電気的に絶縁している。また、絶縁部２６は、半導体層２３及び透明電極層２４の、前述した裏面電極層２２に設けた第１の電極取り出し部２２ａとは反対側の片側外側部を覆うように形成されている。
裏面電極層２２上に設けた第１の電極取り出し部２２ａには、半田２７ａにより外部配線２８ａが接続され、集電電極２５の端部に設けた第２の電極取り出し部２５ａには、半田２７ｂにより外部配線２８ｂが接続されている。

図４は、図３に示す光発電素子２０のＩＶ側から見た平面図である。図４に示すように、光発電素子２０は、矩形状の基板２１（図３参照）上に形成された裏面電極層２２の表面に、外部配線２８ａとの接続が可能な第１の電極取り出し部２２ａを有している。本実施の形態では、第１の電極取り出し部２２ａは、裏面電極層２２の片側端部の表面を略全体に亘り露出させるように形成されている。
本実施の形態では、第１の電極取り出し部２２ａの表面の略全体を覆うように半田２７ａが形成され、外部配線２８ａと裏面電極層２２とを接続している。
次に、絶縁部２６は、裏面電極層２２のもう一方の片側端部の表面を略全体に亘り覆うように形成されている。本実施の形態では、絶縁部２６の一部が透明電極層２４の表面の一部を覆うように形成される。

図４に示すように、透明電極層２４上には、複数個の集電電極２５が所定の間隔を設けて並列に形成されている。さらに、絶縁部２６の表面に形成された半田２７ｂによって、複数個の集電電極２５の端部に設けた第２の電極取り出し部２５ａ（図３参照）が結合され、外部配線２８ｂと接続している。
透明電極層２４上に設けられる複数個の集電電極２５の間隔は、光発電素子２０の大きさ、容量、透明電極層２４の大きさ等により適宜選択され特に限定されないが、本実施の形態では、４ｍｍである。

次に、光発電素子２０の構成要素について説明する。
基板２１を構成する材料としては、例えば、ステンレス等の金属フィルム、有機フィルム、ガラス等が挙げられる。基板２１の大きさは特に限定されないが、本実施の形態では縦×横が２０ｍｍ×２０ｍｍであり、厚さは、０．１ｍｍである。
裏面電極層２２を構成する材料としては、金属が好ましく、例えば、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、ＣｕおよびＰｔから選択された少なくとも１つの金属またはこれらの合金が挙げられる。裏面電極層２２は、本実施の形態では、厚さ０．３μｍ程度の金属薄膜である。裏面電極層２２は、例えば、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法（化学気相成長法：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等によって基板２１上に成膜される。

半導体層２３は、例えば、周期表ＩＢ族、ＩＩＩＢ族、ＶＩＢ族の元素を含むカルコパイライト型化合物半導体が挙げられる。本実施の形態では、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）及びセレン（Ｓｅ）を含むカルコパイライト構造を有するＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系半導体材料により構成されることが好ましい。
半導体層２３の厚さは、本実施の形態では、１μｍ〜３μｍの範囲内である。

透明電極層２４を構成する金属材料は特に限定されず、例えば、Ｉｎ_２Ｏ_３にＳｎをドーパントとして添加したＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の酸化インジウム系金属材料；ドーパントを添加したＳｎＯ_２等の酸化スズ系金属材料；ＺｎＯにＡｌをドーパントとして添加したＡＺＯ、ＺｎＯにＧａをドーパントとして添加したＧＺＯ、ＺｎＯにＩｎをドーパントとして添加したＩＺＯ等の酸化亜鉛系金属材料等が挙げられる。
本実施の形態では、ＩＴＯ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯから選択された少なくとも１つを含む金属材料を用い、スパッタリングまたは蒸着法により成膜することが好ましい。透明電極層２４の厚さは、本実施の形態では、約０．６μｍである。

絶縁部２６を構成する材料は、少なくとも、裏面電極層２２と集電電極２５の第２の電極取り出し部２５ａとの間を電気的に絶縁することが可能な材料であれば特に限定されない。本実施の形態では、後述するように、絶縁部２６は裏面電極層２２上に絶縁性ペーストを塗布することにより形成される。
ここで絶縁性ペーストとしては、例えば、ガラス粉末と紫外線硬化樹脂等の有機バインダと溶剤を加えてなるガラスペースト；セラミック粉末と有機バインダと溶剤を加えてなるセラミックペースト等が挙げられる。

ガラスペーストにおけるガラス粉末としては、例えば、ＳｉＯ_２−ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系ガラス粉末、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス粉末、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系ガラス粉末、ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−アルカリ金属酸化物系ガラス粉末等が挙げられる。さらに、これらのガラス粉末に、アルカリ金属酸化物、ＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｐｂ、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２等を配合した組成物が挙げられる。また、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、及びＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等が所定の組成比で混合されたビスマス系無鉛ガラス等が挙げられる。

セラミックペーストにおけるセラミック粉末としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、フォルステライト、コージェライト、ムライト、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、ＭｇＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３等が挙げられる。さらに、少なくともＳｉＯ_２及びＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯ等のアルカリ土類金属酸化物を含有する金属酸化物の混合物を、約１，１００℃以下で焼成して得られるセラミック材料等が挙げられる。

有機バインダとしては、例えば、少なくとも１個の不飽和結合を有するオリゴマー又はポリマーが挙げられる。具体的には、例えば、ポリエステルアクリレート、ポリエステルメタクリレート、エポキシアクリレート、エポキシメタクリレート等が挙げられる。
有機溶剤としては、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、
ブチルセルソルブ、３−メトキシブチルアセテート等が挙げられる。
このような絶縁性ペーストとしては、市販されている従来公知のものを使用することができる。本実施の形態では、例えば、無鉛ガラスペーストＬＹ３２（日本山村硝子株式会社製）を使用している。

複数個の集電電極２５は、通常、透明電極層２４の表面に銀ペーストをスクリーン印刷し、５００℃〜７００℃程度で銀ペーストを加熱焼成することにより形成される。また、近年、高温焼成タイプのものと同等の電気抵抗を有し、１００℃〜２００℃程度の、比較的低温で焼成できる銀ペーストも開発されており、このようなものを使用することができる。

尚、本実施の形態では、半導体層２３と透明電極層２４との間にバッファー層を設けることもできる。この場合、バッファー層を構成する材料は特に限定されないが、本実施の形態では、ＩｎＳ_３、ＺｎＳ等の硫化物を用いることが好ましい。半導体層２３と透明電極層２４の間にバッファー層を設けることにより、半導体層２３と透明電極層２４との界面で発生する欠陥を抑制することができる。

次に、集光型光発電モジュールの製造方法について説明する。
図５は、集光型光発電モジュール１の製造方法を説明する図である。図１と同じ構成については同じ符号を用い、その説明を省略する。
先ず、図５（ａ）に示すように、前述した材料からなる基板２１上に、スパッタリングにより金属薄膜からなる裏面電極層２２を成膜する（裏面電極層成膜工程）。
続いて、裏面電極層２２上に、第１の電極取り出し部２２ａと後述する絶縁部２６を形成する部分以外の裏面電極層２２の表面を覆いつつ、半導体層２３を成膜し（半導体層成膜工程）、続いて、成膜された半導体層２３上に透明電極層２４を成膜する（透明電極層成膜工程）。

ここで、本実施の形態では、半導体層２３は、複数のｐ型半導体形成用前駆体層とｎ型半導体形成用前駆体層とを積層させて成膜することが好ましい。即ち、本実施の形態では、化合物半導体としてＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系半導体材料を採用し、裏面電極層２２側にｐ型半導体を形成しやすいＣｕとＳｅとの混合物からなるｐ型半導体形成用前駆体層を成膜し、次に、透明電極層２４側にｎ型半導体を形成しやすいＩｎとＳｅとの混合物からなるｎ型半導体形成用前駆体層を成膜することが好ましい。ｐ型半導体形成用前駆体層とｎ型半導体形成用前駆体層とは、加熱処理により相互に溶融拡散し、良好な結晶性を有する半導体からなる半導体層２３が生成し、ｐｎ接合が形成される。
半導体層２３の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、気相セレン化法、スパッタリング法、ハイブリッドスパッタ法等が知られている。透明電極層２４の成膜方法は、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法等が挙げられる。

続いて、図５（ｂ）に示すように、成膜された裏面電極層２２の表面の一部と半導体層２３及び透明電極層２４の片側外側部を覆うように絶縁性材料を含む絶縁ペーストを塗布し、絶縁性ペースト層２６ａを形成する。本実施の形態では、絶縁性ペースト層２６ａの一部は、透明電極層２４の片側端部の表面を覆うように形成される。絶縁ペーストは、例えば、スクリーン印刷法により塗布される。続いて、絶縁性ペースト層２６ａを加熱し、絶縁性材料を含む絶縁部２６を形成する。
絶縁性ペースト層２６ａを加熱処理する温度は、特に限定されないが、本実施の形態では、通常、２００℃〜５００℃、好ましくは、３００℃〜４００℃である。また、加熱処理の時間は、約１０時間である。

次に、図５（ｃ）に示すように、成膜された透明電極層２４上に、スクリーン印刷により銀ペーストを塗布し、前述した絶縁部２６上に外部配線との接続が可能な第２の電極取り出し部２５ａが設けられるように集電電極２５を形成する（集電電極形成工程）。本実施の形態では、集電電極２５には、透明電極層２４の表面端部から突き出るように形成された部分に、第２の電極取り出し部２５ａが設けられ、第２の電極取り出し部２５ａは、絶縁部２６の表面の一部を覆っている。尚、図４において説明したように、本実施の形態では、複数個の集電電極２５が、成膜された透明電極層２４上に所定の間隔を設けて並列に配置された光発電素子２０が得られる。

続いて、図５（ｄ）に示すように、光発電素子２０をケース１０（図２参照）の支持板部１２に取り付け、固定する。この場合、支持板部１２の上面に、電気絶縁性を有する熱伝導材料からなる放熱板（図示せず）を取り付けてもよい。次に、外部配線２８ａを半田２７ａによって裏面電極層２２の第１の電極取り出し部２２ａに半田付けする。
一方、外部配線２８ｂを半田２７ｂによって集電電極２５の第２の電極取り出し部２５ａに半田付けし、光発電素子２０を電気的に接合する。

本実施の形態では、集電電極２５の端部に設けた第２の電極取り出し部２５ａと裏面電極層２２とが、絶縁部２６により電気的に絶縁されているので、集電電極２５と裏面電極層２２とが短絡することなく、第２の電極取り出し部２５ａにおいて半田２７ｂによって外部配線２８ｂを半田付けされる。
このとき、第２の電極取り出し部２５ａは、集電電極２５の透明電極層２４の表面端部から突き出るように形成された部分に設けられているので、半導体層２３の上側の部分を避け、外部配線２８ｂの半田付けを絶縁部２６の上で行うことができる。このため、外部配線２８ｂを接合する際に、透明電極層２４の下層に成膜されている半導体層２３に、熱的ダメージを与えることなく半田付けが行われる。これによって、化合物半導体を含む半導体層２３に熱による欠陥が生じることが防止される。
また、絶縁部２６によって半導体層２３及び透明電極層２４の片側外側部が覆われるので、これらの層も、外部配線２８ｂを半田付けする際の熱的ダメージを受けない。

尚、以上の説明は、本発明の実施の形態を説明するための一例に過ぎず、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。
本発明は複数の元素から構成される化合物半導体層と、これを挟む２つの電極層を備える光発電素子や、このような構造を有する光発電素子を備える集光型光発電モジュールの製造方法に応用することができる。例えば、Ｃｄ−Ｔｅ系に代表されるＩＩＩ−Ｖ族半導体、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系に代表されるＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｓｎ−Ｓ系化合物に代表されるＩ−ＩＩ−ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＩ−ＩＶ−Ｖ族半導体、Ｓｉ−Ｇｅ系等の２種類以上の元素からなるＩＶ族半導体に適用することも可能である。

１…集光型光発電モジュール、２…太陽光、３…集光束、１０…ケース、１１…集光レンズ、１２…支持板部、２０…光発電素子、２１…基板、２２…裏面電極層、２２ａ…第１の電極取り出し部、２３…半導体層、２４…透明電極層、２５…集電電極、２５ａ…第２の電極取り出し部、２６…絶縁部、２７ａ，２７ｂ…半田、２８，２８ａ，２８ｂ…外部配線

Claims (9)

1. 太陽光を集光する集光レンズと、
   前記集光レンズにより集光された太陽光を受光する光発電素子と、を備え、
   前記光発電素子は、
   基板上に形成され、外部配線との接続が可能な第１の電極取り出し部を設けた第１の電極層と、
   前記第１の電極層上に順に形成された半導体層及び第２の電極層と、
   前記第２の電極層上に所定の間隔を設けて並列に形成され、外部配線との接続が可能な第２の電極取り出し部を有する複数の集電電極と、
   前記第１の電極層と前記集電電極の前記第２の電極取り出し部との間を電気的に絶縁する絶縁部と、
   を有することを特徴とする集光型光発電モジュール。
2. 前記絶縁部は、前記半導体層及び前記第２の電極層の片側外側部を覆うように形成されることを特徴とする請求項１に記載の集光型光発電モジュール。
3. 前記絶縁部は、絶縁性ペーストから構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の集光型光発電モジュール。
4. 前記絶縁性ペーストは、ガラス粉末と有機バインダとを含むガラスペーストであることを特徴とする請求項３に記載の集光型光発電モジュール。
5. 前記半導体層は、ＩＢ族元素、ＩＩＩＢ族元素、ＶＩＢ族元素から選ばれるいずれか１種を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の集光型光発電モジュール。
6. 前記半導体層は、カルコパイライト構造を有するＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系半導体を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の集光型光発電モジュール。
7. 光発電素子を備えた集光型光発電モジュールの製造方法であって、
   基板上に裏面電極層を成膜する裏面電極層成膜工程と、
   成膜された前記裏面電極層上に、外部配線との接続が可能な第１の電極取り出し部を残し、半導体層を成膜する半導体層成膜工程と、
   成膜された前記半導体層上に透明電極層を成膜する透明電極層成膜工程と、
   成膜された前記裏面電極層の表面の一部と前記半導体層及び前記透明電極層の片側外側部を覆うように絶縁性材料を含む絶縁部を形成する絶縁部形成工程と、
   成膜された前記透明電極層上に所定の間隔を設けて並列に配置され、且つ、前記絶縁部上に外部配線との接続が可能な第２の電極取り出し部が設けられるように集電電極を形成する集電電極形成工程と、
   を有することを特徴とする集光型光発電モジュールの製造方法。
8. 前記半導体層は、カルコパイライト構造を有するＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系半導体を含むことを特徴とする請求項７に記載の集光型光発電モジュールの製造方法。
9. 前記絶縁部の前記絶縁性材料が、無鉛ガラスを含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の集光型光発電モジュールの製造方法。

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