JP2012033678A

JP2012033678A - 光電変換装置

Info

Publication number: JP2012033678A
Application number: JP2010171492A
Authority: JP
Inventors: Koji Miyauchi; 宏治宮内
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2012-02-16

Abstract

【課題】従来と同様の層構成を有しつつ光電変換効率が高められた光電変換装置を提供する。
【解決手段】光電変換装置は、第１下部電極層および第２下部電極層が一方向に離隔されて平面配置されている複数の下部電極層と、第１下部電極層上から第２下部電極層上にかけて設けられた、第１導電型の第１半導体層と第２導電型の第２半導体層とが順に積層されている第１積層部と、第２下部電極層上に設けられた、第１導電型の第３半導体層と第２導電型の第４半導体層とが順に積層されている第２積層部と、第２半導体層と第２下部電極層とを電気的に接続している接続導体とを備えている。そして、第１積層部の一方向に突出している凸部の一部が、第２積層部の一方向に窪んでいる凹部に入り込んでおり、接続導体が、凸部が位置する第１領域、および凸部の近傍に位置する第２領域の少なくとも一方の領域において、第１積層部を貫通している。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の光電変換セルが接続された光電変換装置に関する。

太陽光発電等に使用される光電変換装置として、光吸収係数が高いＣＩＧＳ等といったカルコパイライト系のI-III−VI族化合物半導体にて光吸収層が形成されたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。ＣＩＧＳは、光吸収係数が高く、光電変換装置の薄膜化と大面積化と低コスト化とに適しており、ＣＩＧＳが適用された次世代太陽電池の研究開発が進められている。

このようなカルコパイライト系の光電変換装置は、ガラス等の基板の上に、金属電極等の下部電極と、光吸収層およびバッファ層等を含む半導体層である光電変換層と、透明電極および金属電極等の上部電極とが、この順に積層された光電変換セルが、平面的に複数並設された構成を有する。複数の光電変換セルは、隣り合う一方の光電変換セルの上部電極と他方の光電変換セルの下部電極とが接続導体で接続されることで、電気的に直列に接続されている。また、Ｓｉ系等他の材料が光吸収層（光電変換層）に用いられた光電変換装置にも、同様の構成を有するものがある。

特開２０００−２９９４８６号公報特開２００２−３７３９９５号公報

光電変換装置の光電変換効率は、各光電変換セルにおいて実際に光電変換に寄与する領域（発電寄与領域とも言う）の受光面積に左右される。全受光面積に対する発電寄与領域の受光面積の比率が大きい光電変換装置ほど、光電変換効率は高くなる。

上記構成を有する光電変換装置では、接続導体の形成箇所、および個々の光電変換セルの下部電極同士を分離、絶縁するための分離溝の形成箇所等が、光電変換には寄与しない領域（非発電寄与領域とも言う）となる。このため、各光電変換セルにおける非発電寄与領域の比率ができるだけ削減されれば、光電変換効率が向上する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、従来と同様の層構成を有しつつ光電変換効率が高められた光電変換装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の態様に係る光電変換装置は、第１下部電極層と第２下部電極層とが一方向に離隔されて平面配置されている複数の下部電極層と、前記第１下部電極層上から前記第２下部電極層上にかけて設けられた、第１導電型の第１半導体層と第２導電型の第２半導体層とが順に積層されている第１積層部と、を備えている。また、該光電変換装置は、前記第２下部電極層上に設けられた、前記第１導電型の第３半導体層と前記第２導電型の第４半導体層とが順に積層されている第２積層部と、前記第２半導体層と前記第２下部電極層とを電気的に接続している接続導体とを備えている。そして、該光電変換装置では、前記第１積層部は、前記一方向に突出している凸部を有し、前記第２積層部は、前記一方向に窪んでいて前記凸部の一部が入り込んでいる凹部を有しており、前記接続導体は、前記凸部が位置する第１領域および前記凸部の近傍に位置する第２領域の少なくとも一方の領域において、前記第１積層部を貫通して前記第２半導体層と前記第２下部電極層とを電気的に接続している。

本発明によれば、光電変換装置において光電変換に寄与する領域の面積比率が高められる。その結果、光電変換装置の発電効率がより向上する。

光電変換装置の構成を示す上面図である。図１にて破線II-IIにて示した位置におけるＸＺ断面図である。図１にて破線III-IIIにて示した位置におけるＸＺ断面図である。光電変換装置の上面に分離溝部Ｐ１の形成位置を破線にて投影した図である。対比のために示される光電変換装置の上面図である。図５にて破線VI-VIにて示した位置におけるＸＺ断面図である。光電変換装置の製造途中の様子を模式的に示す斜視図である。光電変換装置の製造途中の様子を模式的に示す斜視図である。光電変換装置の製造途中の様子を模式的に示す斜視図である。光電変換装置の製造途中の様子を模式的に示す斜視図である。光電変換装置の製造途中の様子を模式的に示す斜視図である。光電変換装置の構成を模式的に示す斜視図である。一変形例に係る光電変換装置の上面図である。一変形例に係る光電変換装置の上面図である。一変形例に係る光電変換装置の上面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。

＜(１)光電変換装置の構成＞
図１は、光電変換装置１００の構成を示す上面図である。図２は、図１の切断面線II−IIにおける光電変換装置１００の断面図、つまり図１で一点鎖線にて示された位置における光電変換装置１００のＸＺ断面図である。図３は、図１の切断面線III−IIIにおける光電変換装置１００の断面図、つまり図１で二点鎖線にて示された位置における光電変換装置１００のＸＺ断面図である。なお、図１から図１５には、光電変換セル１０の配列方向（図１の図面視左右方向）をＸ軸方向とする右手系のＸＹＺ座標系が付されている。

光電変換装置１００は、基板１の上に複数の光電変換セル１０が並設された構成を有している。図１では、図示の都合上、３つの光電変換セル１０の一部のみが示されているが、光電変換装置１００には、図面の左右方向に、多数（例えば、８個）の光電変換セル１０が平面的に（二次元的に）配列されている。また、各光電変換セル１０は、上面が概ね長方形の板状のものであり、光電変換装置１００は、上面が概ね正方形の板状のものである。そして、光電変換装置１００のＸ軸方向の両端部には、発電による電圧および電流を得るための電極が設けられている。

なお、光電変換装置１００には、図面の左右方向だけでなく、更にこれに垂直な図面の上下方向も含めて、多数の光電変換セル１０が平面的に（二次元的に）配列されることで、例えば、多数の光電変換セル１０がマトリックス状に配置されていても良い。また、各光電変換セル１０の上面は概ね長方形である必要はなく、その他の形状を有していても良い。更に、光電変換装置１００の上面は概ね正方形である必要はなく、その他の形状を有していても良い。但し、光電変換装置１００は、多数の光電変換セル１０が高密度に平面配置されてなることが好ましい。

各光電変換セル１０は、下部電極層２、光電変換層３、上部電極層４、およびグリッド電極５を主に備えている。光電変換装置１００では、上部電極層４およびグリッド電極５が設けられた側の主面が受光面となっている。また、光電変換装置１００には、分離溝部Ｐ１と、接続孔部Ｐ２と、分離溝部Ｐ３とが設けられている。ここでは、接続孔部Ｐ２が離散的に設けられ、接続孔部Ｐ２が設けられていない部分では、分離溝部Ｐ３の配設経路が−Ｘ方向に膨らむように曲がっている。これにより、光電変換セル１０において光電変換に寄与しない領域（非発電寄与領域とも言う）が削減され、光電変換に寄与する領域（発電寄与領域とも言う）が拡大されている。

基板１は、複数の光電変換セル１０を支持するものであり、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂、または金属等の材料で構成されている。ここでは、基板１が、１〜３ｍｍ程度の厚さを有する青板ガラス（ソーダライムガラス）で構成されているものとする。

下部電極層２は、基板１の＋Ｚ側の主面（一主面とも言う）の上に設けられた導電層であり、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、または金（Ａｕ）等の金属、あるいはこれらの金属の積層構造体からなる。また、下部電極層２は、０．２〜１μｍ程度の厚さを有し、例えば、スパッタリング法または蒸着法等の公知の薄膜形成方法によって形成される。

光電変換層３は、光吸収層３１とバッファ層３２とが積層された構成を有している。

光吸収層３１は、下部電極層２の＋Ｚ側の主面（一主面とも言う）の上に設けられた、第１の導電型（ここではｐ型の導電型）を有する半導体層であり、１〜３μｍ程度の厚さを有している。光吸収層３１は、薄層化によって少ない材料で安価に変換効率が高められる観点から、カルコパイライト系（ＣＩＳ系とも言う）の化合物半導体であるI-III-VI族化合物からなる半導体（I-III-VI族化合物半導体とも言う）によって主として構成されていることが好ましい。なお、ここでは、光吸収層３１が、ｐ型の導電型を有するＣＩＳ系のI-III-VI族化合物半導体によって主として構成されているものとする。

ここで、I-III-VI族化合物は、I-Ｂ族元素（１１族元素とも言う）とIII-Ｂ族元素（１３族元素とも言う）とVI-Ｂ族元素（１６族元素とも言う）との化合物である。そして、I-III-VI族化合物としては、例えば、ＣｕＩｎＳｅ₂（二セレン化銅インジウム、ＣＩＳとも言う）、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ₂（二セレン化銅インジウム・ガリウム、ＣＩＧＳとも言う）、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）₂（二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム、ＣＩＧＳＳとも言う）等が挙げられる。なお、光吸収層３１は、薄膜の二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム層を表面層として有する二セレン化銅インジウム・ガリウム等の多元化合物半導体の薄膜によって構成されていても良い。なお、ここでは、光吸収層３１が、ＣＩＧＳによって構成されているものとする。

また、光吸収層３１は、II-VI族化合物からなる半導体によって構成されていても良い。II-VI族化合物とは、II-Ｂ族（１２族元素ともいう）とVI-Ｂ族元素との化合物である。但し、光電変換効率が高められる観点から、光吸収層３１は、カルコパイライト系化合物半導体であるＩ-III-VI化合物半導体によって構成されていることが好ましい。

光吸収層３１は、スパッタリング法、蒸着法等のいわゆる真空プロセスによって形成され得る。また、光吸収層３１は、光吸収層３１の構成元素の錯体溶液が下部電極層２の上に塗布され、その後、乾燥および熱処理が行われる、いわゆる塗布法あるいは印刷法と称されるプロセスによっても形成され得る。光電変換装置１００の製造コストが抑制される観点から、塗布法あるいは印刷法と称されるプロセスが用いられることが好ましい。

バッファ層３２は、光吸収層３１の＋Ｚ側の主面（一主面とも言う）の上に設けられた半導体層である。この半導体層は、光吸収層３１の第１の導電型とは異なる第２の導電型（ここではｎ型の導電型）を有している。また、バッファ層３２は、I-III-VI族化合物半導体によって主に構成されている光吸収層３１とヘテロ接合する態様で設けられている。光電変換セル１０では、ヘテロ接合を構成する光吸収層３１とバッファ層３２とにおいて光電変換が生じるため、光吸収層３１とバッファ層３２とが積層されて光電変換層３として機能している。

なお、導電型が異なる半導体とは、伝導担体（キャリア）が異なる半導体のことである。また、光吸収層３１の導電型がｎ型であり、バッファ層３２の導電型がｐ型である態様も有り得る。

バッファ層３２は、例えば、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化インジウム（Ｉｎ₂Ｓ₃）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、セレン化インジウム（Ｉｎ₂Ｓｅ₃）、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）、（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）、および（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏ等の化合物半導体によって構成されている。そして、リーク電流が低減される観点から、バッファ層３２は、１Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有することが好ましい。なお、バッファ層３２は、例えばケミカルバスデポジション（ＣＢＤ）法等で形成され得る。

また、バッファ層３２は、光吸収層３１の一主面の法線方向に厚さを有する。この厚さは、１０〜２００ｎｍに設定され、バッファ層３２上に上部電極層４がスパッタリング等で製膜される際のダメージが抑制される観点から言えば、１００〜２００ｎｍであることが好ましい。

上部電極層４は、バッファ層３２の＋Ｚ側の主面（一主面とも言う）の上に設けられた、ｎ型の導電型を有する透明の導電膜（透明導電膜とも言う）であり、光電変換層３において生じた電荷を取り出す電極（取出電極とも言う）である。上部電極層４は、バッファ層３２よりも低い抵抗率を有する物質によって構成されている。上部電極層４には、いわゆる窓層と呼ばれるものも含まれ、この窓層に加えて更に透明導電膜が設けられる場合には、これらが一体の上部電極層４とみなされても良い。

上部電極層４は、禁制帯幅が広く且つ透明で低抵抗の物質、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛の化合物（アルミニウム（Ａｌ）、ボロン（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、およびフッ素（Ｆ）のうちの何れか一つの元素等が含まれたもの）、錫（Ｓｎ）が含まれた酸化インジウム（ＩＴＯ）、および酸化錫（ＳｎＯ₂）のうちの少なくとも一つからなる金属酸化物半導体等によって構成されている。

上部電極層４は、スパッタリング法、蒸着法、または化学的気相成長（ＣＶＤ）法等によって、０．０５〜３．０μｍの厚さを有するように形成される。ここで、光電変換層３から電荷が良好に取り出される観点から、上部電極層４は、１Ω・ｃｍ未満の抵抗率と、５０Ω／□以下のシート抵抗とを有することが好ましい。

バッファ層３２および上部電極層４は、光吸収層３１が吸収する光の波長領域に対して光を透過させ易い性質（光透過性とも言う）を有する材料によって構成されていることが好ましい。これにより、バッファ層３２と上部電極層４とが設けられることで生じる、光吸収層３１における光の吸収効率の低下が抑制される。

また、光透過性が高められると同時に、光電変換によって生じた電流が良好に伝送される観点から、上部電極層４は、０．０５〜０．５μｍの厚さを有することが好ましい。更に、上部電極層４とバッファ層３２との界面で光反射のロスが低減される観点から、上部電極層４とバッファ層３２との間で絶対屈折率が略同一であることが好ましい。

接続導体としてのグリッド電極５は、上部電極層４の＋Ｚ側の主面（一主面とも言う）の上に設けられてＸ軸方向に延在するように配設されている集電部５ａと、集電部５ａから接続孔部Ｐ２内に垂下して隣の光電変換セル１０の下部電極層２まで至るように設けられている接続部５ｂとを備えている、導電性の電極である。グリッド電極５は、例えば、Ａｇ等の金属からなる。なお、グリッド電極５の製造が容易になる観点から、Ｘ軸方向に順に平面的に配置されている複数の光電変換セル１０の間で、複数のグリッド電極５が略一直線上に設けられていることが好ましい。

集電部５ａは、光電変換層３で発生し上部電極層４によって取り出された電荷を集める役割を担う。集電部５ａが設けられることで、上部電極層４の薄層化が可能となる。ここでは、上部電極層４は、光吸収層３１よりも受光面側に設けられるので、出来るだけ薄く形成されて光透過性が高められることが望ましいが、薄くなれば薄くなるほど電気抵抗が高くなるため、電荷の取り出し効率が低下する。そこで、集電部５ａが設けられることで、電荷の取り出し効率の確保と、上部電極層４の光透過性の向上とが両立し得る。

上部電極層４によって集められた電荷は、集電部５ａによって更に集められ、接続孔部Ｐ２に設けられた接続部５ｂを通じて隣の光電変換セル１０に伝達される。これにより、光電変換装置１００においては、隣り合う光電変換セル１０の一方の上部電極層４と、他方の下部電極層２とが、グリッド電極５によって電気的に直列に接続されている。

良好な導電性が確保されつつ光吸収層３１への光の入射量の低下が最小限に留められる観点から、集電部５ａは、５０〜４００μｍの幅を有することが好ましい。また、複数のグリッド電極５が設けられる位置のＹ軸方向における間隔は、例えば、２．５ｍｍ程度であることが好ましい。

なお、集電部５ａの表面は、光吸収層３１が吸収する波長領域の光を反射する材質で形成されることが好ましい。このような表面は、例えば、透光性の樹脂に光反射率の高い銀等の金属粒子が添加されたものが乾燥および固化されて集電部５ａが形成されること、または、アルミニウム等の光反射率の高い金属が集電部５ａの表面に蒸着されること等によって形成される。このような表面によれば、光電変換装置１００がモジュール化された際、集電部５ａにて反射した光が、モジュール内で再び反射して光吸収層３１に再度入射し得るため、光電変換装置１００における光電変換効率が向上する。

＜(２)分離溝部および接続孔部の配置と発電寄与領域の拡大＞
図４は、光電変換装置１００の上面のうち、１つの接続孔部Ｐ２の周辺に着目した図である。図４では、分離溝部Ｐ１の形成位置が破線にて投影されて示されている。

分離溝部Ｐ１は、下部電極層２に設けられており、Ｙ軸方向に直線状に延在している。この分離溝部Ｐ１により、隣り合う一方の光電変換セル１０と他方の光電変換セル１０との間で、下部電極層２がＸ軸方向に分離されている。このように、分離溝部Ｐ１が１以上設けられることで、下部電極層２が一方向としての＋Ｘ方向に分離されて複数の下部電極層とされる。これにより、第１下部電極層としての下部電極層２と、第２下部電極層としての下部電極層２とが一方向としての＋Ｘ方向に分離されて平面的に配置された状態となっている。

また、分離溝部Ｐ１には、直上に設けられた光吸収層３１の延在部分が埋入している。これにより、隣り合う一方の光電変換セル１０の下部電極層２と、他方の光電変換セル１０の下部電極層２との間が、電気的に分離されている。分離溝部Ｐ１の幅は、例えば、グリッド電極５と同程度の５０〜４００μｍ程度であれば良い。

分離溝部Ｐ３は、光電変換セル１０の上面部分から下部電極層２の上面に至るまで設けられており、光電変換セル１０の両端部間に延在されている。このため、分離溝部Ｐ３は、隣り合う一方の光電変換セル１０と他方の光電変換セル１０との間で、光電変換層３および上部電極層４をＸ軸方向に分離している。なお、光電変換装置１００がモジュール化された際、分離溝部Ｐ３には樹脂等の絶縁材料が充填されているため、分離溝部Ｐ３は、電気的な接続を絶縁する領域（絶縁領域とも言う）となる。

詳細には、隣り合う一方の光電変換セル１０と他方の光電変換セル１０とにおいて、一方の光電変換セル１０を構成している第１半導体層としての光吸収層３１と第２半導体層としてのバッファ層３２と上部電極層４とがこの順に積層されて成る第１積層部としての積層部４３が形成されている。また、他方の光電変換セル１０を構成している第３半導体層としての光吸収層３１と第４半導体層としてのバッファ層３２と上部電極層４とがこの順に積層されて成る第２積層部としての積層部４３が形成されている。そして、一方の光電変換セル１０の積層部４３と他方の光電変換セル１０の積層部４３とが、絶縁領域としての分離溝部Ｐ３を挟むように平面的に配置されている。

また、分離溝部Ｐ３は、隣り合う一方の光電変換セル１０と他方の光電変換セル１０との間で、集電部５ａをＸ軸方向に分離している。

また、図１および図４で示されるように、分離溝部Ｐ３は、途中でＸ軸方向に屈曲する部分を有しているが、概ねＹ軸方向に延在する態様にて設けられている。これにより、隣り合う光電変換セル１０がＸ軸方向に分離されている。分離溝部Ｐ３の幅は、例えば、４０〜１０００μｍ程度である。

分離溝部Ｐ３は、図１および図４で示されるように、Ｙ軸方向に対して平行に延在する２つの部分（平行部とも言う）Ｐ３ａ，Ｐ３ｃと、Ｙ軸方向にある程度の角度を成して延在する２つの部分（斜行部）Ｐ３ｂ，Ｐ３ｄとを有する。そして、分離溝部Ｐ３は、平行部Ｐ３ａ、斜行部Ｐ３ｂ、平行部Ｐ３ｃ、および斜行部Ｐ３ｄがこの順番に繰り返して連結してなる。

具体的には、図１および図４で示されるように、平行部Ｐ３ｃが、Ｙ軸方向に平行な略一直線上に設けられている。また、複数の平行部Ｐ３ａが、複数の平行部Ｐ３ｃを仮想的に結ぶ直線（仮想直線とも言う）よりも、−Ｘ方向に略所定距離（例えば、０．２ｍｍ）シフトされた略一直線上の位置に設けられている。そして、斜行部Ｐ３ｂが延びる方向は、Ｘの値が負、Ｙの値が正となるベクトルで表され、斜行部Ｐ３ｄが延びる方向は、Ｘの値が負、Ｙの値が負となるベクトルで表される。すなわち、分離溝部Ｐ３では、複数の平行部Ｐ３ｃが配設される位置に相当する仮想直線が基準とされて、斜行部Ｐ３ｂ，Ｐ３ｄおよび平行部Ｐ３ａによって、−Ｘ方向に出っ張るように曲がった部分（屈曲部とも言う）が形成されている。

図１から図４で示されるように、平行部Ｐ３ｃは、分離溝部Ｐ１から＋Ｘ方向に距離Ｌ１離隔した位置に延在しており、平行部Ｐ３ａは、分離溝部Ｐ１から＋Ｘ方向に距離Ｌ１よりも短い距離Ｌ２離隔した位置に延在している。このように、屈曲部の存在により、分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３とのＸ軸方向における離隔距離は、最長で距離（最長距離とも言う）Ｌ１となり、最短で距離（最短距離とも言う）Ｌ２となっている。

また、分離溝部Ｐ３は、分離溝部Ｐ１よりも＋Ｘ方向にずれた位置に延在している。このため、隣り合う一方および他方の光電変換セル１０において、一方の光電変換セル１０の積層部４３が、一方の光電変換セル１０の下部電極層２上から他方の光電変換セル１０の下部電極層２上にかけて設けられている。

そして、分離溝部Ｐ３が屈曲部を有することで、一方の光電変換セル１０の積層部４３において平行部Ｐ３ｃの−Ｘ側の外縁よりも−Ｘ方向に窪んでいる部分（凹部とも言う）が形成されている。また、他方の光電変換セル１０の積層部４３において平行部Ｐ３ｃの＋Ｘ側の外縁よりも＋Ｘ方向に突出している部分（凸部とも言う）が形成されている。そして、一方の光電変換セル１０の凹部と、他方の光電変換セル１０の凸部とが、Ｘ軸方向（例えば、＋Ｘ方向）に対向しつつ平面的に並ぶように配置されており、凸部の一部が凹部に入り込んでいる。

逆の観点から言えば、一方の光電変換セル１０の積層部４３において平行部Ｐ３ａの−Ｘ側の外縁よりも＋Ｘ方向に突出している部分（凸部とも言う）４３ｐが形成されている。また、他方の光電変換セル１０の積層部４３において平行部Ｐ３ａの＋Ｘ側の外縁よりも＋Ｘ方向に窪んでいる部分（凹部とも言う）４３ｄが形成されている。そして、一方の光電変換セル１０の凸部４３ｐと、他方の光電変換セル１０の凹部４３ｄとが、Ｘ軸方向（例えば、＋Ｘ方向）に対向しつつ、平面的に並ぶように配置されており、凸部４３ｐの一部が凹部４３ｄに入り込んでいる。

ここで、凸部４３ｐおよび凹部４３ｄにおいて、光吸収層３１、バッファ層３２、および上部電極層４の剥がれが抑制される観点から、分離溝部Ｐ３の屈曲部が、曲線状に滑らかに曲がる態様を有していることが好ましい。すなわち、分離溝部Ｐ３の外周が曲線状の絶縁領域を形成していることが好ましい。

接続孔部Ｐ２は、凸部４３ｐが位置する領域（第１領域とも言う）において積層部４３をＺ軸方向に貫通している貫通孔である。接続孔部Ｐ２には、導電材料が充填されて接続部５ｂが形成されている。そして、集電部５ａと接続部５ｂとからなるグリッド電極５が、隣り合う一方および他方の光電変換セル１０の間で、一方の光電変換セル１０の凸部４３ｐを貫通している。これにより、一方の光電変換セル１０のバッファ層３２と、他方の光電変換セル１０の下部電極層２とが電気的に接続されている。また、集電部５ａが、上部電極層４上においてＸ軸方向に延在して、接続孔部Ｐ２の開口まで至り、接続部５ｂに連結している。

接続孔部Ｐ２の開口部におけるＹ軸方向の長さは、集電部５ａのＹ軸方向の幅よりも長いことが好ましい。これにより、集電部５ａが形成される際の位置ズレがある程度許容される。但し、接続孔部Ｐ２の開口部の大型化は非発電寄与領域１０ＮＥの拡大を招くため、接続孔部Ｐ２の開口部におけるＹ軸方向の長さが長く成り過ぎないことが好ましい。

そこで、図４で示されるように、接続孔部Ｐ２は、ＸＹ断面がＸ軸方向の長さよりもＹ軸方向の長さの方が長い形状を有しており、その開口部も同様に、Ｘ軸方向の長さ（例えば、０．１５ｍｍ程度）よりもＹ軸方向の長さ（例えば、０．５ｍｍ程度）の方が長い形状を有している。このような接続孔部Ｐ２の開口およびＸＹ断面の形状としては、例えば、楕円形状、角が丸められた正方形状等といったものが挙げられる。なお、接続孔部Ｐ２の内部領域および接続部５ｂは、ＸＹ断面のサイズが略一定の柱状の形状を有している。

また、凸部４３ｐにおける光吸収層３１、バッファ層３２、および上部電極層４の剥がれが抑制される観点から、接続孔部Ｐ２は、分離溝部Ｐ３からある程度の距離（例えば、０．１５ｍｍ程度）離隔されることが望ましい。更に、接続孔部Ｐ２は、分離溝部Ｐ１からある程度の距離（例えば、０．１５ｍｍ程度）離隔されることが望ましい。これにより、隣り合う一方および他方の光電変換セル１０において、他方の光電変換セル１０に接続されるべき接続部５ｂが、製造時における位置ズレによって分離溝部Ｐ１上等に形成される不具合が抑制され得る。そして、電気的な接続の不良および短絡等といった不具合の発生も抑制され得る。

分離溝部Ｐ１、接続孔部Ｐ２、および分離溝部Ｐ３が以上のような形状および配置とされたのは、光電変換装置１００が受光面側から平面視された場合に、実際に光電変換に寄与する発電寄与領域１０ＥＧの面積がより広く確保されるためである。逆に言えば、光電変換装置１００が受光面側から平面視された場合に、実際に光電変換に寄与しない非発電寄与領域１０ＮＥの面積がより縮小されるためである。

図２および図３には、Ｘ軸方向について、発電寄与領域１０ＥＧに相当する区間と、非発電寄与領域１０ＮＥに相当する区間とが示されている。また、図４では、発電寄与領域１０ＥＧに多数の細かいドットからなるハッチングが付されている。特に図２および図３で示されるように、Ｘ軸方向について、発電寄与領域１０ＥＧに相当する区間は、積層部４３が設けられている区間であって、分離溝部Ｐ３から分離溝部Ｐ１に至るまでの区間である。また、Ｘ軸方向について、非発電寄与領域１０ＮＥに相当する区間は、分離溝部Ｐ１が設けられている区間と、接続部５ｂを包含する分離溝部Ｐ１から分離溝部Ｐ３に至るまでの区間と、分離溝部Ｐ３が設けられている区間とからなる。そして、複数の発電寄与領域１０ＥＧが、Ｘ方向に配列され、その各合間に非発電寄与領域１０ＮＥが配置されている。換言すれば、発電寄与領域１０ＥＧと非発電寄与領域１０ＮＥとがＸ方向に交互に配列されている。

別の観点から言えば、光電変換装置１００が受光面側（＋Ｚ側）から平面透視された場合、積層部４３が設けられている領域には、接続部５ｂを包含して分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３とに挟まれた領域（接続用領域とも言う）と、分離溝部Ｐ１が設けられている領域と、残余の領域とがある。そして、この残余の領域が、発電寄与領域１０ＥＧに相当する。一方で、接続用領域と、分離溝部Ｐ１および分離溝部Ｐ３が設けられている領域とからなる領域が、非発電寄与領域１０ＮＥに相当する。

図５は、対比のために示される光電変換装置の上面図であり、図６は、図５の切断面線IV−IVにおける光電変換装置の断面図、つまり図５で一点鎖線にて示された位置における光電変換装置のＸＺ断面図である。

図５および図６で示されている光電変換装置は、上述した光電変換装置１００と比較して、分離溝部Ｐ３が分離溝部Ｐ１３に置換され、接続孔部Ｐ２が分離溝部Ｐ１２に置換され、グリッド電極５がグリッド電極１５に置換されることで、複数の光電変換セル１０が複数の光電変換セル１１０に置換されたものである。具体的には、分離溝部Ｐ３が屈曲部を有していない分離溝部Ｐ１３に置換されることで、分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３とのＸ軸方向における離隔距離が距離Ｌ１で略一定とされている。また、接続孔部Ｐ２が分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３との間においてＹ軸方向に延在している分離溝部Ｐ１２に置換されている。更に、集電部５ａおよび接続部５ｂからなるグリッド電極５が、集電部１５ａおよび接続部１５ｂからなるグリッド電極１５に置換されている。

なお、対比のために示されている光電変換装置の各部については、接続孔部Ｐ２、分離溝部Ｐ３、およびグリッド電極５が、分離溝部Ｐ１２、分離溝部Ｐ１３、およびグリッド電極１５にそれぞれ置換されている部分を除いて、光電変換装置１００と全く同じであるものとする。また、図５においても、発電寄与領域１１０ＥＧに多数の細かいドットからなるハッチングが付されている。

図４と図５が対比されると、分離溝部Ｐ３が、−Ｘ方向に凹んだ部分だけ、対比のために示される光電変換装置の発光寄与領域１１０ＥＧの面積よりも光電変換装置１００の発電寄与領域１０ＥＧの面積の方が明らかに大きくなっている。図４では、太い破線で囲まれた領域が、発電寄与領域１０ＥＧと、図５で対比のために示された発光寄与領域１１０ＥＧとの差分（すなわち増大した領域）として示されている。ここでは、分離溝部Ｐ３が屈曲することで、分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３との間の領域が狭くなり、非発電寄与領域１０ＮＥが削減され、光電変換装置１００における発電寄与領域１０ＥＧの面積比率が高まっている。これにより、光電変換装置１００の発電効率がより向上する。

光電変換装置１００の非発電寄与領域１０ＮＥは、接続孔部Ｐ２が小さくなり、分離溝部Ｐ３の平行部Ｐ３ａが長くなれば長くなるほど削減される。但し、例えば、１つの光電変換セル１０のＸ軸方向およびＹ軸方向のサイズがそれぞれＬ１、Ｌ２とされるとき、Ｌ１、Ｌ２が大きくなるにつれて集められる電荷量が増大し、接続孔部Ｐ２に設けられた接続部５ｂを流れる電流が大きくなる。このため、接続部５ｂを流れる電流の電流密度が過大にならない程度のサイズに接続孔部Ｐ２が形成されることが望ましい。

以上のように、本実施形態に係る光電変換装置１００では、隣り合う光電変換セル１０を電気的に接続する部分（ここでは、接続部５ｂ）が避けられつつ、分離溝部Ｐ３の屈曲によって分離溝部Ｐ３が分離溝部Ｐ１に近づけられている。これにより、光電変換装置１００において発電寄与領域１０ＥＧの面積比率が高められる。その結果、光電変換装置１００の発電効率がより向上する。

＜(３)光電変換装置の具体例と比較例＞
図５および図６において対比のために示された光電変換装置の構成において、分離溝部Ｐ１，Ｐ３の幅がともに約０．０６ｍｍとされ、分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ１３とのＸ軸方向における離隔距離が約０．４４ｍｍで一定とされたものが比較例とされた。この比較例では、各集電部１５ａの幅が０．０９ｍｍとされ、複数の集電部１５ａが設けられる位置のＹ軸方向における間隔が約２．５ｍｍで一定とされた。そして、この比較例では、分離溝部Ｐ１３が７本設けられ、８つの光電変換セル１１０によって一辺が約１００ｍｍの略正方形の上面を有する光電変換装置が形成された。

一方、図１から図４で示される光電変換装置１００の構成において、分離溝部Ｐ１，Ｐ３の幅がともに約０．０６ｍｍとされ、分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３とのＸ軸方向における最長距離Ｌ１が０．４４ｍｍとされ、分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３とのＸ軸方向における最短距離Ｌ２が０．２４ｍｍとされたものが本実施形態に係る具体例とされた。この具体例では、平行部Ｐ３ｃが約１．０ｍｍとされ、斜行部Ｐ３ｂ，Ｐ３ｄが、平行部Ｐ３ｃに対して概ね４５°を成しており、非発電寄与領域１０ＮＥの面積が、比較例における非発電寄与領域１１０ＮＥの面積よりも約５３％削減された。

なお、この具体例では、各集電部５ａの幅が０．０９ｍｍとされ、複数の集電部５ａが設けられる位置のＹ軸方向における間隔が約２．５ｍｍで一定とされた。更に、この具体例では、接続孔部Ｐ２の開口部が、短径が約０．１５ｍｍであり且つ長径が約０．６ｍｍである楕円形状のものとされ、接続孔部Ｐ２と分離溝部Ｐ３との離隔距離が０．１９５ｍｍとされた。そして、この具体例では、分離溝部Ｐ３が７本設けられ、８つの光電変換セル１０によって一辺が約１００ｍｍの略正方形の上面を有する光電変換装置１００が形成された。

このような具体例では、上記比較例と比べて、発電寄与領域の面積が約１．６５％増加し、その結果として、発電によって得られる電流（いわゆる短絡電流）が１％程度上昇した。

＜(４)光電変換装置の製造プロセス＞
次に、上記構成を有する光電変換装置１００の製造プロセスの一例について説明する。以下では、I-III-VI族化合物半導体からなる光吸収層３１が塗布法あるいは印刷法が用いられて形成され、更にバッファ層３２が形成される場合を例として説明する。図７から図１１は、光電変換装置１００の製造途中の様子を模式的に示す斜視図であり、図１２は、光電変換装置１００の構成を模式的に示す斜視図である。なお、図７から図１２の何れにおいても、光電変換装置１００の一部に相当する部分が模式的に示されている。

まず、図７で示されるように、洗浄された基板１の略全面に、スパッタリング法等が用いられて、Ｍｏ等からなる下部電極層２が成膜される。そして、下部電極層２の上面のうち、図７において破線で示される形成対象位置Ｐ１αからその直下の基板１の上面にかけて、直線状の分離溝部Ｐ１が形成される。分離溝部Ｐ１は、ＹＡＧレーザーまたはその他のレーザー光が走査されつつ形成対象位置Ｐ１αに照射されることで溝加工が行われる、スクライブ加工によって、形成されることが好適である。

図８は、分離溝部Ｐ１が形成された後の状態を示す図である。分離溝部Ｐ１が形成された後、下部電極層２の上に、光吸収層３１とバッファ層３２と上部電極層４とが順次に形成される。

光吸収層３１は、カルコゲン元素含有有機化合物と塩基性有機溶剤とを含む溶媒（混合溶媒とも言う）に、Ｉ-Ｂ族金属とIII-Ｂ族金属とが直接溶解させられて作製された溶液が、下部電極層２の表面に塗布された後、乾燥および熱処理が順に施されて形成される。ここで作製された溶液では、例えば、Ｉ-Ｂ族金属とIII-Ｂ族金属との合計濃度が１０ｗｔ％以上となる。そして、溶液の塗布には、スピンコータ、スクリーン印刷、ディッピング、スプレー、ダイコータ等の種々の手法が適用可能である。

カルコゲン元素含有有機化合物とは、カルコゲン元素を含む有機化合物である。カルコゲン元素とは、VI-Ｂ族元素のうちのＳ、Ｓｅ、Ｔｅをいう。カルコゲン元素含有有機化合物としては、例えば、チオール、スルフィド、ジスルフィド、セレノール、セレニド、ジセレニド等が挙げられる。

例えば、光吸収層３１の好適な形成方法としては、主に下記工程(ｉ)〜(iii)が順に行われるものが挙げられる。(ｉ)ベンゼンセレノールが、ピリジンに対し１００ｍｏｌ％となるように溶解させられて混合溶媒が作製される。(ii)この混合溶媒に、地金の銅、地金のインジウム、地金のガリウム、および地金のセレンが直接溶解させられて溶液が作製される。(iii)この溶液が、下部電極層２の表面にブレード法にて塗布され、乾燥されて皮膜が形成された後、この皮膜に対して水素ガスの雰囲気下で熱処理が施される。

なお、金属が混合溶媒に直接溶解させられるというのは、単体金属または合金の地金が、直接、混合溶媒に混入され、溶解させられることをいう。乾燥は、還元雰囲気下で行われることが望ましい。乾燥温度は、例えば、５０〜３００℃である。熱処理は、酸化が防止されて良好なI-III-VI化合物半導体が得られるように、還元雰囲気で行われることが好ましい。還元雰囲気は、窒素雰囲気、フォーミングガス雰囲気、および水素雰囲気のうち何れかであることが望ましい。熱処理温度は、例えば、４００〜６００℃であれば良い。

バッファ層３２は、溶液成長法（ＣＢＤ法）によって形成される。例えば、酢酸カドミウムとチオ尿素とがアンモニアに溶解させられ、これに光吸収層３１の形成までが行われた基板１が浸漬され、光吸収層にＣｄＳからなるバッファ層３２が形成されるのが好適な一例である。

上部電極層４は、スパッタリング法、蒸着法、または化学的気相成長（ＣＶＤ）法等で形成される。例えば、バッファ層３２の上に、Ａｌドープ酸化亜鉛膜からなる透明の上部電極層４が形成される。

図９は、光吸収層３１とバッファ層３２と上部電極層４とが形成された後の状態を示す図である。光吸収層３１とバッファ層３２と上部電極層４とが形成された後、上部電極層４の上面のうち、図９において破線で示される形成対象位置Ｐ２αから下部電極層２の上面に至る領域に、接続孔部Ｐ２が形成される。接続孔部Ｐ２は、スクライブ針が用いられたメカニカルスクライビングによって形成されるのが好適である。なお、接続孔部Ｐ２は、分離溝部Ｐ１と同様に、レーザー光によっても形成可能である。

図１０は、接続孔部Ｐ２が形成された後の状態を示す図である。接続孔部Ｐ２が形成された後、形成対象位置５αにグリッド電極５が形成される。グリッド電極５は、例えば、Ａｇ等の金属粉が樹脂バインダー等に分散させられた金属ペーストがパターン状に印刷され、これが乾燥によって固化されることで形成され得る。このとき、集電部５ａが形成されるとともに、接続孔部Ｐ２に金属ペーストが充填されて乾燥によって固化されることで接続部５ｂが形成される。なお、ここで言う固化には、導電ペーストに用いられるバインダーが熱可塑性樹脂である場合における熔融後の固化と、バインダーが熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂等の硬化性樹脂である場合における硬化による固化とが含まれる。

図１１は、グリッド電極５が形成された後の状態を示す図である。グリッド電極５が形成された後、上部電極層４およびグリッド電極５の上面のうち、図１１において破線で示される形成対象位置Ｐ３αから下部電極層２の上面に至る領域に、分離溝部Ｐ３が形成される。分離溝部Ｐ３の幅は、例えば、４０〜１０００μｍ程度であることが好適である。また、分離溝部Ｐ３は、接続孔部Ｐ２と同様に、スクライブ針が用いられたメカニカルスクライビングによって好適に形成される。

分離溝部Ｐ３の形成によって、図１２で示された光電変換装置１００が得られる。

＜(５)変形例＞
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

◎例えば、上記一実施形態では、図１から図４で示されたように、接続孔部Ｐ２の全てが凸部４３ｐ内を貫通していたが、これに限られない。例えば、接続孔部Ｐ２の形成位置が、上方から平面透視された場合における分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３との間の領域において、接続孔部Ｐ２の一部が凸部４３ｐから外れた領域を貫通していても良いし、接続孔部Ｐ２の全部が凸部４３ｐから外れた領域を貫通していても良い。このような構成は、例えば、接続孔部Ｐ２の形成位置が−Ｘ方向にずらされること、および分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３との最短距離Ｌ２が微妙に拡げられることの何れか一方、または双方が採用されることで、実現され得る。

図１３は、上記一実施形態に係る光電変換装置１００がベースとされて、接続孔部Ｐ２および接続部５ｂの全てが凸部４３ｐから外れた領域を貫通するように変形された一例（第１変形例とも言う）に係る光電変換装置を示す図である。図１３では、図４で示される部分に対応する部分が示されている。

図１３で示されるように、第１変形例に係る光電変換装置は、上記一実施形態に係る光電変換装置１００と比較して、分離溝部Ｐ３が、蛇行の度合いが微妙に縮小された分離溝部Ｐ３Ａに置換され、接続孔部Ｐ２および接続部５ｂが、−Ｘ方向にずらされた接続孔部Ｐ２Ａおよび接続部５ｂＡに置換されることで、複数の光電変換セル１０が、複数の光電変換セル１０Ａに置換された構成を有している。

詳細には、分離溝部Ｐ３Ａは、分離溝部Ｐ３と比較して、蛇行の度合いが微妙に縮小されたため、分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３Ａとの最短距離Ｌ２Ａが、上記実施形態に係る分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３との最短距離Ｌ２よりも微妙に拡がっている。これにより、上記一実施形態に係る積層部４３は、凸部４３ｐおよび凹部４３ｄが、凹凸の度合いが微妙に縮小された凸部４３ｐＡおよび凹部４３ｄＡを有する積層部４３Ａに置換されたものとなっている。但し、第１変形例に係る発電寄与領域１０ＥＧＡは、上記一実施形態に係る発電寄与領域１０ＥＧよりも微妙に狭くなっているものの、図５で示された発電寄与領域１１０ＥＧよりも広くなっている。なお、グリッド電極５は、接続部５ｂが接続部５ｂＡに置換されたことで、グリッド電極５Ａに置換されたものとなっている。また、非発電寄与領域１０ＮＥが、非発電寄与領域１０ＮＥＡに置換されている。

上記構成により、隣接する一方および他方の光電変換セル１０Ａにおいて、接続導体であるグリッド電極５Ａが、一方の光電変換セル１０Ａの積層部４３Ａのうち、凸部４３ｐＡの近傍に位置する領域（第２領域とも言う）４３ＳＡを貫通して、一方の光電変換セル１０Ａのバッファ層３２と他方の光電変換セル１０Ａの下部電極層２とを電気的に接続している。図１３では、第２領域４３ＳＡが、太い破線で囲まれた領域として示されている。図１３で示されるように、第２領域４３ＳＡは、凸部４３ｐＡの−Ｘ側に位置する領域であり、その凸部４３ｐＡが設けられている分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３Ａとの間の領域に位置している。このような構成であっても、上記一実施形態と同様な効果が得られる。

図１４は、上記一実施形態に係る光電変換装置１００がベースとされて、接続孔部Ｐ２および接続部５ｂの一部が凸部４３ｐから外れた領域を貫通するように変形された一例（第２変形例とも言う）に係る光電変換装置を示す図である。図１４では、図４で示される部分に対応する部分が示されている。

図１４で示されるように、第２変形例に係る光電変換装置は、上記一実施形態に係る光電変換装置１００と比較して、接続孔部Ｐ２および接続部５ｂが、−Ｘ方向にずらされた接続孔部Ｐ２Ｂおよび接続部５ｂＢに置換されることで、グリッド電極５がグリッド電極５Ｂに置換されるとともに、複数の光電変換セル１０が、複数の光電変換セル１０Ｂに置換された構成を有している。

上記構成により、隣接する一方および他方の光電変換セル１０Ｂにおいて、接続導体であるグリッド電極５Ｂが、一方の光電変換セル１０Ｂの積層部４３のうち、凸部４３ｐが位置する第１領域および凸部４３ｐの近傍に位置する第２領域４３Ｓの双方を貫通して、一方の光電変換セル１０Ｂのバッファ層３２と他方の光電変換セル１０Ｂの下部電極層２とを電気的に接続している。図１４では、第２領域４３Ｓが、太い破線で囲まれた領域として示されている。図１４で示されるように、第２領域４３Ｓは、凸部４３ｐの−Ｘ側に位置する領域であり、その凸部４３ｐが設けられている分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３との間の領域に位置している。このような構成であっても、上記一実施形態と同様な効果が得られる。

したがって、隣り合う一方および他方の光電変換セル１０，１０Ａ，１０Ｂの間で、接続導体としてのグリッド電極５，５Ａ，５Ｂが、一方の光電変換セル１０，１０Ａ，１０Ｂの第１領域および第２領域４３Ｓ，４３ＳＡのうちの少なくとも一方の領域を貫通して、一方の光電変換セル１０，１０Ａ，１０Ｂのバッファ層３２と、他方の光電変換セル１０の下部電極層２とを電気的に接続していれば良い。

但し、分離溝部Ｐ３，Ｐ３Ａがより分離溝部Ｐ１に近づけられて非発電寄与領域の削減が図られ得る観点から言えば、接続導体によって、一方の光電変換セル１０の第１領域が貫通されて、一方の光電変換セル１０のバッファ層３２と、他方の光電変換セル１０の下部電極層２とが接続されている方が好ましい。

◎また、上記一実施形態では、各分離溝部Ｐ３が、３箇所以上において屈曲されることで、分離溝部Ｐ１に近づけられたが、これに限られない。例えば、少なくとも一本の分離溝部Ｐ３が、１箇所以上において屈曲されることで、分離溝部Ｐ１に近づけられても、非発電寄与領域の削減と発電寄与領域の増大とが図られ得る。

例えば、図１５で示されるように、各分離溝部Ｐ３Ｃの両端近傍において、その分離溝部Ｐ３Ｃが分離溝部Ｐ１に近づくようにＹ軸方向に対して傾きを有して斜行する部分を有していても良い。このような構成では、複数の光電変換セル１０Ｃが平面配列された光電変換装置１００Ｃとなる。この光電変換装置１００Ｃでは、上記一実施形態に係る光電変換装置１００と比較して、凸部４３ｐおよび凹部４３ｄが、形態の異なる凸部４３ｐＣおよび凹部４３ｄＣに置換されて、上記一実施形態に係る積層部４３が、積層部４３Ｃに置換されたものとなっている。そして、各分離溝部Ｐ３Ｃの両端近傍が斜行することで生じた領域１０ＰＬの分だけ発電寄与領域の面積が増加する。図１５では、領域１０ＰＬに多数のドットからなるハッチングが付されている。

◎また、上記一実施形態では、分離溝部Ｐ３が屈曲されることで、分離溝部Ｐ３と分離溝部Ｐ１とが近づけられたが、これに限られず、分離溝部Ｐ１および分離溝部Ｐ３のうちの少なくとも一方が屈曲されることで、分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３とが近づけられれば良い。換言すれば、光電変換装置が受光面側から平面透視された場合に、分離溝部Ｐ１および分離溝部Ｐ３のうちの少なくとも一方が屈曲されることで、分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３とが近づけられれば良い。そして、光電変換装置が受光面側から平面透視された場合に、分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３との間の領域であって、分離溝部Ｐ１と分離溝部Ｐ３とのＸ軸方向における離隔距離が相対的に短くなっている領域において、接続部が設けられれば良い。

このような構成であっても、上記一実施形態と同様に、光電変換装置において発電寄与領域の面積比率が高められ、光電変換装置の発電効率がより向上する。

◎また、上記一実施形態では、上部電極層４が形成された後に接続孔部Ｐ２が形成されたため、接続孔部Ｐ２内のほぼ全域にわたって、グリッド電極５の一部である接続部５ｂが形成されたが、これに限られない。例えば、上部電極層４が形成される前に接続孔部Ｐ２が形成され、その後、上部電極層４およびグリッド電極５が順次に形成されることで、接続孔部Ｐ２内に、上部電極層４の一部とグリッド電極５の一部とが積層されてなる接続部が形成されても良い。

但し、上部電極層４の材料よりもグリッド電極５の材料の方が抵抗率が低い場合、接続孔部Ｐ２内には、上部電極層４の一部としての薄膜は形成されず、グリッド電極５の一部である接続部５ｂが形成される方が好ましい。これにより、接続孔部Ｐ２の径が縮小され得る。そして、その結果、非発電寄与領域が縮小され得る。

また、上部電極層４が形成された後に接続孔部Ｐ２が形成されれば、メカニカルスクライビングによって接続孔部Ｐ２が形成される際に発生する削りカス等で、バッファ層３２の表面が汚染されない。このため、バッファ層３２の表面の劣化が抑制され、光電変換装置１００における光電変換効率がより高められる。

◎また、上記一実施形態では、積層部４３は、光吸収層３１、バッファ層３２、および上部電極層４が積層されることで形成されたが、これに限られない。例えば、上部電極層４が除かれて、光吸収層３１とバッファ層３２とが積層されることで積層部４３が形成される態様も考えられる。但し、集電効率の観点から言えば、上部電極層４が設けられる方が好ましい。

◎また、上記一実施形態では、接続導体としてのグリッド電極５が集電部５ａと接続部５ｂとによって構成されていたが、これに限られない。例えば、上部電極層４における導電性が向上される前提で、集電部５ａが省略されても良い。

◎また、上記一実施形態では、主として、光電変換を担う層が、カルコパイライト系のI-III-VI族化合物にて構成された場合について説明しているが、非晶質のシリコン等が用いられて構成されても良い。

◎なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。

１基板
２下部電極層
３光電変換層
４上部電極層
５，５Ａ，５Ｂ，１５グリッド電極
５ａ，１５ａ集電部
５ｂ，５ｂＡ，５ｂＢ，１５ｂ接続部
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１１０光電変換セル
１０ＥＧ，１０ＥＧＡ，１１０ＥＧ発電寄与領域
１０ＮＥ，１０ＮＥＡ，１１０ＮＥ非発電寄与領域
３１光吸収層
３２バッファ層
４３，４３Ａ，４３Ｃ積層部
４３ｄ，４３ｄＡ，４３ｄＣ凹部
４３ｐ，４３ｐＡ，４３ｐＣ凸部
１００，１００Ｃ光電変換装置

Claims

第１下部電極層と第２下部電極層とが一方向に離隔されて平面配置されている複数の下部電極層と、
前記第１下部電極層上から前記第２下部電極層上にかけて設けられた、第１導電型の第１半導体層と第２導電型の第２半導体層とが順に積層されている第１積層部と、
前記第２下部電極層上に設けられた、前記第１導電型の第３半導体層と前記第２導電型の第４半導体層とが順に積層されている第２積層部と、
前記第２半導体層と前記第２下部電極層とを電気的に接続している接続導体とを備え、
前記第１積層部は、前記一方向に突出している凸部を有し、
前記第２積層部は、前記一方向に窪んでいて前記凸部の一部が入り込んでいる凹部を有しており、
前記接続導体は、前記凸部が位置する第１領域および前記凸部の近傍に位置する第２領域の少なくとも一方の領域において、前記第１積層部を貫通して前記第２半導体層と前記第２下部電極層とを電気的に接続している光電変換装置。
前記接続導体は、前記第１領域において、前記第１積層部を貫通して前記第２半導体層と前記第２下部電極層とを電気的に接続している請求項１に記載の光電変換装置。
前記第１積層部は、前記第２半導体層上に設けられている第１上部電極層を有し、
前記接続導体は、前記第１上部電極層上に設けられている集電部と、該集電部から前記第２下部電極層に至るように設けられている接続部とを有しており、
前記集電部と前記接続部とが、前記第１上部電極層よりも抵抗率が低い材料で構成されている請求項１または請求項２に記載の光電変換装置。
前記第１積層部は、前記第２半導体層上に設けられている第１上部電極層を有し、
前記接続導体は、前記第１上部電極層上において前記一方向に延在するように設けられている集電部と、前記第１積層部を貫通する貫通孔を介して前記集電部から前記第２下部電極に至るように設けられて、前記第２半導体層と前記第２下部電極とを電気的に接続している接続部とを有しており、
前記貫通孔は、前記一方向の長さよりも前記一方向と直交する他方向の長さの方が長い開口部を有している請求項１に記載の光電変換装置。
前記第１積層部と前記第２積層部とが曲線状の絶縁領域を挟んで前記一方向に対向するように平面配置されている請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載の光電変換装置。