JP2012234936A - 光電変換モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線導体と電極との接着部分で生じる応力を緩和し、信頼性の高い光電変換モジュールを提供する。
【解決手段】光電変換モジュールは、光電変換部１と、該光電変換部１に電気的に接続された、該光電変換部１の出力を外部に取り出す電極８とを有している。さらに、光電変換モジュールでは、複数の導体層１１Ａが積層されてなり、該導体層１１Ａの一部が電極８に接続された配線導体１１を備えている、そして、光電変換モジュールにおいて、配線導体１１は、導体層１１Ａの積層方向にわたって導体層１１Ａ同士が部分的に接着されている複数の接着部１１Ｂを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は光電変換モジュールとその製造方法に関する。

近年、エネルギー問題や環境問題の深刻化に伴い、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電が注目を集めている。

この太陽光発電に使用される光電変換モジュールでは、光電変換部から得られた電力を、配線導体等を介して外部に取り出している。このような光電変換モジュールでは、この光電変換モジュール内の光電変換セルの正極および負極にそれぞれ接続された配線導体が、光電変換モジュールの裏面に配置された端子ボックスの内部に導出されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２１６６０８号公報

光電変換モジュールは、主として屋外に設置されることが多く、周囲の環境に影響を受けやすい。そのため、このような光電変換モジュールでは、大きな温度変化が生じる環境下において、配線導体と電極との接着部分に応力が集中しやすかった。これにより、配線導体が電極から剥離する可能性があった。

本発明の一つの目的は、配線導体と電極との接続部分における応力の集中を緩和し、信頼性の高い光電変換モジュールを提供することにある。

本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールでは、光電変換部と、該光電変換部に電気的に接続された、該光電変換部の出力を外部に取り出す電極とを有している。さらに、本実施形態では、複数の導体層が積層されてなり、該導体層の一部が前記電極に接続された配線導体を備えている。そして、本実施形態において、前記配線導体は、前記導体層の積層方向にわたって前記導体層同士が部分的に接着されている複数の接着部を有する。

また、本発明の一実施形態に係る光電変換モジュール製造方法は、配線導体に、導体層の積層方向にわたって複数の導体層同士を部分的に接着して複数の接着部を形成する部分接着工程を備える。さらに、本実施形態では、前記配線導体を前記電極に固定する固定接続工程を備える。

本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールでは、導体層同士が接着されていない部位で導体層が比較的自由に動くことができるため、配線導体と電極との接続部における応力の集中を緩和することができる。これにより、光電変換モジュールの信頼性が向上する。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る光電変換モジュ−ルの光電変換部の一例を示す斜視図である。（ｂ）は上記光電変換部の断面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る光電変換モジュ−ルの受光面側からみた斜視図である。（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ部の断面図である。（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る光電変換モジュ−ルの裏面側からみた斜視図である。 図２（ａ）のＢ部のＹ方向における断面図である。 本発明の一実施形態に係る光電変換モジュ−ルを示すものであり、（ａ）は導体層の断面図、（ｂ）は配線導体と出力電極との接続状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る光電変換モジュ−ルの製造方法の一工程を説明するものであり、（ａ）は出力電極、配線導体および半田ごての配置を示す断面図、（ｂ）は半田ごてで配線導体を出力電極に接続したときの断面図である。

本発明の光電変換モジュ−ルの実施形態の一例について、図面を参照しつつ説明する。

まず、光電変換モジュ−ルの一部である光電変換部について説明する。なお、各図には、後述する光電変換セルの配列方向をＸ軸とする右手系のＸＹＺ座標が付している場合がある。

＜光電変換部＞
光電変換部１は、第１基板２の一主面上に設けられている。そして、この光電変換部１は、下部電極３と、光吸収層４およびバッファ層５を備えた光電変換層と、透光性導電層６および集電電極７を備えた上部電極とを有する。この光電変換部１では、下部電極３および上部電極で挟まれた光吸収層４およびバッファ層５によって光電変換が行なわれる。

この光電変換部１は、図１に示すように、複数の光電変換セル１ａ、１ｂが電気的に接続されるような態様を成している。具体的には、図１に示すように、一方の光電変換セル１ａの上部電極（集電電極７）と、一方の光電変換セル１ａに隣り合う他方の光電変換セル１ｂの下部電極３とが電気的に接続されている。これにより、隣接する光電変換セル１ａ、１ｂは、図１中のＸ方向に沿って直列接続され、第１基板２上で集積化されている。

また、光電変換部１には、この光電変換部１で得られた電気出力を外部に導出するための出力電極８（出力電極８ａ、８ｂ）がそれぞれ設けられている。

次に、光電変換部１の各部材について説明する。

下部電極３は、一方向（図１のＸ方向）に互いに間隔をあけて第１基板２の一主面上に複数配置されている。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、上記間隔に対応する分離溝Ｐ１によって互いに離間した３つの下部電極３が設けられている。なお、下部電極３の個数については、図１に示したものに限られない。このような下部電極３は、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）等の金属またはこれらの合金を含む薄膜であればよい。また、これらの金属が積層されてなる構造体であってもよい。この下部電極３は、例えば、第１基板２上にスパッタリング法または蒸着法等を利用して、厚さ０．２〜１μｍ程度に形成すればよい。

光吸収層４は、下部電極３上に配置されている。光吸収層４は、例えば、化合物半導体を含んでいる。このような化合物半導体としては、例えば、カルコゲン化合物半導体が挙げられる。カルコゲン化合物半導体は、カルコゲン元素である硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）またはテルル（Ｔｅ）を含むものである。カルコゲン化合物半導体としては、例えば、Ｉ−III−VI化合物半導体がある。I−III−VI化合物半導体とは、Ｉ−Ｂ族元素（１１族元素ともいう）、III−Ｂ族元素（１３族元素ともいう）およびVI−Ｂ族元素（１６族元
素ともいう）の化合物半導体である。そして、このようなI−III−VI化合物半導体は、カルコパイライト構造を有し、カルコパイライト系化合物半導体とも呼ばれる（ＣＩＳ系化合物半導体ともいう）。I−III−VI化合物半導体としては、例えば、二セレン化銅インジウム（ＣｕＩｎＳｅ_２）、二セレン化銅インジウム・ガリウム（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ_２）、二セレン・イオウ化銅インジウム・ガリウム（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）_２）、二イオウ化銅インジウム・ガリウム（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ_２）または薄膜の二セレン・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薄膜がある。なお、光吸収層４が含む化合物半導体は、上記したＩ−III−VI化合物半導体だけでなく、例えば、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、硫黄（Ｓ）を含む、ＣＺＴＳ系のものであってもよい。このようなＣＺＴＳ系化合物半導体としては、例えば、Ｃｕ_２ＺｎＳｎＳ_４が挙げられる。ＣＺＴＳ系化合物半導体は、I−III−VI化合物半導体のようにレアメタルを使用していないため、材料を確保しやすい。また、光吸収層４は、例えば、ｐ型の導電型を有し、厚さが１〜３μｍ程度である。

光吸収層４は、例えばスパッタリング法、蒸着法等といった真空プロセスによって形成される。また、光吸収層４は、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る。塗布法あるいは印刷法では、例えば、光吸収層４に主として含まれる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。

バッファ層５は、光吸収層４の＋Ｚ側の主面の上に設けられており、光吸収層４の第１導電型とは異なる第２導電型（ここではｎ型の導電型）を有する半導体を主に含む。なお、導電型が異なる半導体とは、伝導担体（キャリア）が異なる半導体である。また、光吸収層４の導電型がｎ型であり、バッファ層５の導電型がｐ型であってもよい。ここでは、バッファ層５と光吸収層４との間にヘテロ接合領域が形成されている。このため、各光電変換セルでは、ヘテロ接合領域を形成する光吸収層４とバッファ層５とにおいて光電変換が生じ得る。

バッファ層５は、化合物半導体を主に含む。バッファ層５に含まれる化合物半導体としては、例えば硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化インジウム（Ｉｎ_２Ｓ_３）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、セレン化インジウム（Ｉｎ_２Ｓｅ_３）、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）、（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）および（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏ等が挙げられる。また、バッファ層５が１Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有していれば、リ−ク電流の発生が低減され得る。なお、バッファ層５は、例えば、ケミカルバスデポジション（ＣＢＤ）法等によって形成され得る。

また、バッファ層５は、光吸収層４の一主面の法線方向（＋Ｚ方向）に厚さを有する。この厚さは、例えば、１０〜２００ｎｍに設定される。バッファ層５の厚さが１００〜２００ｎｍであれば、バッファ層５の上に透光性導電層６がスパッタリング法等で形成される際に、バッファ層５においてダメージが生じ難くなる。

透光性導電層６は、バッファ層５の＋Ｚ側の主面の上に設けられており、例えば、ｎ型の導電型を有する透明の導電層（透明導電層とも言う）である。この透光性導電層６は、光吸収層４において生じた電荷を取り出す電極（取出電極とも言う）として働く。透光性導電層６は、バッファ層５よりも低い抵抗率を有する材料を主に含む。透光性導電層６には、いわゆる窓層と呼ばれるものが含まれてもよいし、窓層と透明導電層とが含まれてもよい。

透光性導電層６は、禁制帯幅が広く且つ透明で低抵抗の材料を主に含んでいる。このような材料としては、例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛の化合物、錫が含まれた酸化イ
ンジウム（ＩＴＯ）および酸化錫（ＳｎＯ_２）等の金属酸化物半導体等が挙げられる。酸化亜鉛の化合物は、アルミニウム、ボロン、ガリウム、インジウム、およびフッ素のうちの何れか１つの元素等が含まれたものである。

透光性導電層６は、スパッタリング法、蒸着法または化学的気相成長（ＣＶＤ）法等によって形成され得る。透光性導電層６の厚さは、例えば、０．０５〜３．０μｍである。ここで、透光性導電層６が、１Ω・ｃｍ未満の抵抗率と、５０Ω／□以下のシート抵抗とを有していれば、透光性導電層６を介して光吸収層４から電荷が良好に取り出され得る。

バッファ層５および透光性導電層６は、光吸収層４が吸収し得る光の波長帯域に対して、光を透過させ易い性質（光透過性とも言う）を有していてもよい。これにより、光吸収層４における光の吸収効率の低下が低減され得る。また、透光性導電層６の厚さが０．０５〜０．５μｍであれば、透光性導電層６における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得る。さらに、透光性導電層６の絶対屈折率とバッファ層５の絶対屈折率とが略同一であれば、透光性導電層６とバッファ層５との界面で光が反射することで生じる入射光のロスが低減され得る。

集電電極７は、透光性導電層６の＋Ｚ側の主面（一主面とも言う）の上に設けられている線状部７ａと、接続部７ｂを有している。そして、例えば、光電変換セル１ａの透光性導電層６によって集められた電荷は、線状部７ａによってさらに集められ、接続部７ｂを介して隣接する光電変換セル１ｂに伝達され得る。

この線状部７ａが設けられることで、透光性導電層６における導電性が補われるため、透光性導電層６の薄層化が可能となる。これにより、電荷の取り出し効率の確保と、透光性導電層６における光透過性の向上とが両立し得る。なお、線状部７ａが、例えば、銀等の導電性が優れた金属を主に含んでいれば、光電変換部１における変換効率が向上し得る。なお、線状部７ａに含まれる金属としては、例えば銅、アルミニウムおよびニッケル等が挙げられる。

また、線状部７ａの幅は、５０〜４００μｍであれば、隣接する光電変換セル１ａおよび光電変換セル１ｂ間における良好な導電が確保されつつ、光吸収層４への光の入射量の低下が低減され得る。１つの光電変換セルに複数の線状部７ａが設けられる場合、該複数の線状部７ａの間隔は、例えば、２．５ｍｍ程度であればよい。

なお、線状部７ａの表面が、光吸収層４が吸収し得る波長領域の光を反射する性質を有していれば、光電変換部１がモジュ−ル化された際に、線状部７ａの表面で反射した光が、モジュール内で再び反射して光吸収層４に入射し得る。これにより、光電変換部１における変換効率が向上し得る。このような線状部７ａ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ペーストを用いて形成すればよい。また、アルミニウム等の光反射率の高い金属が線状部７ａの表面に蒸着されることによっても実現できる。

接続部７ｂは、光吸収層４およびバッファ層５を分離する分離溝Ｐ２内に配置されている。この接続部７ｂは、線状部７ａと電気的に接続している。そして、例えば、光電変換セル１ａ内に位置する接続部７ｂは、分離溝Ｐ２を通って隣の光電変換セル１ｂから延伸されている下部電極３に接続するような垂下部を有している。これにより接続部７ｂは、図１（ａ）において、光電変換セル１ａの上部電極（透光性導電層６および線状部７ａ）と、光電変換セル１ｂの下部電極３とを電気的に接続できる。なお、図１では、透光性導電層６に電気的に接続された光電変換セル１ａの線状部７ａと光電変換セル１ｂの下部電極３とを直に接続しているが、この形態に限られない。接続部７ｂは、例えば、分離溝Ｐ２に配置されるバッファ層５および透光性導電層６の少なくとも一方を介して光電変換セ
ル１ａの上部電極と光電変換セル１ｂの下部電極３とを電気的に接続する形態であってもよい。

接続部７ｂは、線状部７ａと同様の材質、方法で作製してもよい。そのため、接続部７ｂは、線状部７ａの形成と同時に行なってもよい。また、接続部７ｂは、線状部７ａの一部であってもよい。

出力電極８ａ、８ｂは、各光電変換セルで光から変換された電流を外部に出力するものである。出力電極８ａおよび出力電極８ｂは、一方が正極であり、他方が負極である。本実施形態では、光電変換部１の一端側に出力電極８ａ、他端側に出力電極８ｂがそれぞれ設けられている。すなわち、出力電極８ａおよび出力電極８ｂは、光電変換部１と電気的に接続されているといえる。具体的に、本実施形態において、出力電極８ａは、光電変換セル１ａの一端側（−Ｘ方向）に位置する下部電極３の一部が延在された部位に相当する。一方で、出力電極８ｂは、光電変換セル１ｂの他端側（＋Ｘ方向）に位置する下部電極３の一部が延在された部位に相当する。なお、本実施形態では、出力電極８ａおよび出力電極８ｂを下部電極３の一部を延在させて形成しているが、これに限られない。出力電極８ａおよび出力電極８ｂは、例えば、光電変換セルの上部電極の一部を延在させて形成してもよい。また、光電変換セルが３個以上配列されるような場合は、光電変換部１の一端に位置する光電変換セルに出力電極８ａが設けられ、光電変換部１の他端に位置する光電変換セルに出力電極８ｂが設けられる。

次に、光電変換部１の製造方法の一例について説明する。

まず、第1基板２の外周部から内側に３〜２０ｍｍ程度を除く略全面にモリブデン等の金属をスパッタリング法で成膜し、下部電極３を形成する。次いで、下部電極３の所望の位置にＹＡＧ（イットリウム、アルミニウム、ガーネット）レーザ等を照射して分割溝Ｐ１を形成し、下部電極３をパターニングする。次に、パターニングされた下部電極３上に光吸収層４をスパッタリング法、蒸着法または印刷法等を用いて成膜する。次いで、光吸収層４上にバッファ層５を溶液成長法（ＣＢＤ法）等で成膜する。

次に、スパッタリング法または有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）等でバッファ層５上に透光性導電層６を成膜する。次いで、メカニカルスクライビング等で分割溝Ｐ２を形成して、光吸収層４、バッファ層５および透光性導電層６をパターニングする。次に、透光性導電層６上にスクリーン印刷法等で金属ペーストを塗布した後、焼成して集電電極７を形成する。次いで、メカニカルスクライビング等でＹ方向に沿って分割溝Ｐ３を形成してパターニングを行なうことにより、Ｘ方向に配列する複数の光電変換セルを形成することによって、光電変換部１が形成される。

次に、Ｘ方向における両端に位置する光電変換セル（本実施形態では光電変換セル１ａおよび光電変換セル１ｂ）について、例えばブレードおよびホイールブラシ等などを用いて光吸収層４、バッファ層５、透光性導電層６および集電電極７等を２〜７ｍｍ程度の幅で削り取り、下部電極３の一部を延在させる。これにより、光電変換セル１ａの一端部に出力電極８ａを形成し、光電変換セル１ｂの他端部に出力電極８ｂが形成される。

＜光電変換モジュール＞
本発明の一実施形態に係る光電変換モジュールＭは、図２に示すように、光電変換部１と、第１基板２と、被覆層９と、第２基板１０と、配線導体１１と、端子ボックス１２とを備えている。

第１基板２は、光電変換部１を支持する機能を有している。この第１基板２の材質とし
ては、例えば厚さ１〜３ｍｍ程度の青板ガラス（ソーダライムガラス）およびポリイミド樹脂などの耐熱性プラスチック等が挙げられる。また、第１基板２としては、表面を酸化膜などの絶縁膜で被覆した厚さ１００〜２００μｍ程度のステンレスまたはチタン等の金属箔を用いてもよい。また、第１基板２の形状は、例えば矩形状、円形状等の平板状であればよい。

被覆層９は、図２（ｂ）に示すように、第１基板２および第２基板１０の互いに対向する一主面間に充填されている。この被覆層９は、主として光電変換部１を保護する機能を有しており、光電変換部１を覆うように配置されている。このような被覆層９としては、例えば共重合したエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を主成分とする樹脂が挙げられる。なお、ＥＶＡには、樹脂の架橋を促進すべく、トリアリルイソシアヌレート等の架橋剤が含まれていてもよい。また、ＥＶＡにより、第１基板２と第２基板１０とを接着し、これらが一体化されていてもよい。

第２基板１０は、被覆層９と接触するように設けられており、光電変換部１等を外部から保護する機能を有している。この第２基板１０の大きさおよび形状は、第１基板２とほぼ同等のものである。第２基板１０は、光透過率と必要な強度の点から、例えば、風冷強化した白板ガラス等を用いることができる。

配線導体１１は、出力電極８と電気的に接続されており、光電変換部１の出力を出力電極８を介して外部に導く機能を有している。本実施形態において、配線導体１１ａは、出力電極８ａと電気的に接続されている。一方で、配線導体１１ｂは、出力電極８ｂと電気的に接続されている。配線導体１１ａおよび配線導体１１ｂは、第１基板２に設けられた開口部２ａを介して第１基板２の裏面側に引き出され、端子ボックス１２内まで延びている。開口部２ａは、第１基板２の一主面から他主面に向かって形成された第１基板２を貫通する貫通孔である。開口部２ａは、光電変換部１を第１基板２上に形成する前に予め設けてもよいし、光電変換部１を形成した後に設けてもよい。なお、第１基板２がステンレス等の金属、ガラスまたはプラスチックである場合、開口部２ａは、ドリル等を用いた機械加工法およびＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザなどによるレーザ加工法等で形成できる。

配線導体１１は、図３に示すように、複数の導体層１１Ａが＋Ｚ方向に積層されて成る。また、配線導体１１は、導体層１１Ａの積層方向にわたって導体層１１Ａ同士が部分的に接着されている複数の接着部１１Ｂを有している。そのため、配線導体１１では、その長手方向（＋Ｙ方向）に沿って、複数の接着部１１Ｂが非接着部１１Ｃを介して配列されているともいえる。

この非接着部１１Ｃにおける導体層１１Ａは、変形しやすくなっている。すなわち、配線導体１１の導体層１１Ａは、非接着部１１Ｃにおいて互いに固定されていないため、例えば、図３中のＸ方向およびＺ方向に変形できる。それゆえ、本実施形態では、大きな温度変化が生じる環境下において、配線導体１１と出力電極８との接続部で生じる応力の集中を上述した導体層１１Ａの変形によって緩和することができる。これにより、配線導体１１の出力電極８からの剥離の発生が低減される。その結果、本実施形態では、信頼性を向上させることができる。

また、配線導体１１は、出力電極８と部分的に接続されていてもよい。すなわち、配線導体１１は、出力電極８のＹ方向に沿って複数箇所で接続されていてもよい。これにより、導体層１１Ａの非接着部１１Ｃを多くすることができるため、より応力を緩和しやすくなる。

また、配線導体１１は、接着部１１Ｂで出力電極８と固定するように接続されていてもよい。図３に示した形態では、接着部１１Ｂで配線導体１１ａと出力電極８ａとが固定されて接続されている。
このような形態では、複数の導体層１１Ａ同士が部分的に接着している接着部１１Ｂで出力電極８と固定されているため、非接着部１１Ｃにおける導体層１１Ａが変形しやすくなっている。

配線導体１１に含まれる導体層１１Ａは、例えば、厚さ０．０１〜０．０５ｍｍ程度であり、幅が１〜６ｍｍ程度のアルミニウム、銅および金等の金属箔であればよい。そして、配線導体１１において、導体層１１Ａの積層枚数については、特に限定されないが、例えば、３〜１０枚である。また、これらの導体層１１Ａは、全て同じ材質の金属箔で形成してもよいが、材質の異なる金属箔を交互に積層するようにしてもよい。また、主成分としてアルミニウムを含む導体層１１Ａでは、超音波を用いた溶着による固定接続を容易に行なうことができる。また、主成分として銅を含み、錫および亜鉛を含む金属層で覆われている導体層１１Ａでは、配線導体１１の抵抗を比較的低くすることができる。また、このような導体層１１Ａでは、加熱による半田付けが容易に行なうことができる。なお、上述した主成分とは、導体層１１Ａを構成する材質のうち、８０質量％以上含んでいることを意味する。

配線導体１１は、図３に示すように、非接着部１１Ｃにおける導体層１１Ａ間に空隙Ｓを設けてもよい。これにより、導体層１１Ａが空隙Ｓに向かって、より変形しやすくなるため、応力を緩和しやすくなる。なお、本実施形態では、非接着部１１Ｃにおいて、導体層１１Ａ同士が単に重なり合っているだけでもよい。このような形態であっても、導体層１１Ａ同士が互いに接着されていないため、上述したように変形し得る。

配線導体１１は、その接着部１１Ｂが出力電極８側に凸状となっていてもよい。このような配線導体１１は、例えば、図４（ａ）に示すような凸状部１１Ａａを有する導体層１１Ａを積層させて形成されている。凸状部１１Ａａは、出力電極８と接続される部位に対応する導体層１１Ａに設けられている。この凸状部１１Ａａの高さは、例えば、０．５〜２．０ｍｍ程度である。図４（ｂ）に示すように、配線導体１１は、複数の導体層１１Ａの凸状部１１Ａａ同士が重ねるようにして接着部１１Ｂを形成し、該接着部１１Ｂの部分で出力電極８と接続される。このような形態であれば、配線導体１１と出力電極８との間に間隙Ｓ１を設けやすくなる。これにより、導体層１１Ａが変形しやすくなる。なお、配線導体１１の凸部は、複数の導体層１１Ａを積層させた後、機械的に押圧することによって形成してもよい。

なお、図３および図４に示した形態では、複数の導体層１１Ａ同士が積層方向にわたって部分的に接着されてなる複数の接着部１１Ｂの部位で出力電極８と接続されているが、これに限られない。例えば、接着部１１Ｂ以外の部分で配線導体１１と出力電極８とを接続してもよい。また、接着部１１Ｂは、配線導体１１内でＺ方向に一直線上に位置しなくてもよく、多少ずれていてもよい。例えば、３枚の導体層（第１乃至第３導体層）が、第１導体層、第２導体層および第３導体層の順で積層することで配線導体１１が形成されている場合、第１導体層と第２導体層との接着部と、第３導体層と第２導体層の接着部とが、Ｙ方向に互いにずれるように配置されていてもよい。

端子ボックス１２は、光電変換部１の発電電力を外部に出力できるようにする役割を有する。このような端子ボックス１２は、ポリフェニレンエーテル樹脂やＡＢＳ樹脂等からなる箱体内に、銅およびステンレス等からなるターミナルを備えている。配線導体１１は、ターミナルに電気的に接続されている。また、ターミナルには、外部の機器と接続するための接続ケーブル（図示なし）が取り付けられている。

次に、光電変換モジュールＭの製造方法の一例について説明する。

まず、上述した製法により、一主面上に光電変換部１および出力電極８を形成した第１基板２を準備する。次に、半田が被覆された導体層１１Ａを複数積層させて作業台に載置する。次に、半田ごて等で導体層１１Ａを、その積層方向にわたって導体層１１Ａ同士を部分的に接着する。このような部分接着工程を経て接着部１１Ｂが形成される。なお、接着部１１Ｂで接着されている導体層は、互いに電気的に接続されている。

次に、接着部１１Ｂを形成した配線導体１１を、第１基板２上の出力電極８上に載置する。次いで、配線導体１１の接着部１１Ｂを半田ごてなどを用いて、出力電極８に接続する。このような固定接続工程を経て、配線導体１１は出力電極８に固定される。

上述した部分接着工程および固定接着工程は、同時に行なってもよい。このような場合は、例えば、図５（ａ）に示すように、出力電極８上に複数の導体層１１Ａを積層したものを載置する。次いで、導体層１１Ａの所定の位置に半田ごて２０を配置する。次に、図５（ｂ）に示すように、半田ごて２０を押し下げ、導体層１１Ａを出力電極８に押し付けながら、導体層１１Ａに接着部１１Ｂを形成するとともに、接着部１１Ｂを出力電極８に接続すればよい。

このような部分接着工程や固定接続工程では、上述した半田ごてだけに限定されない。例えば、上記工程では、超音波を用いた溶着方法を用いてもよい。これにより、半田やフラックス等を用いることなく、接着および接続工程が行なうことができる。

また、上記の固定接続工程は、配線導体１１を出力電極８に半田で接続する半田接続工程の前に、超音波によって出力電極８に半田を溶着する工程を設けてもよい。超音波は、超音波振動によるキャビテーション効果によって酸化皮膜を破壊することできる。そのため、超音波を用いた半田づけでは、半田に対して濡れ性が悪い材質に対する濡れ性を改善し、半田による接着または接続工程を容易にすることができる。

このような方法では、まず、モリブデン等形成された出力電極８上に、少なくとも錫および亜鉛を含む半田を超音波を用いて溶着する。次に、銅箔に少なくとも錫および亜鉛を含む半田あるいは錫および鉛を含む共晶半田をメッキなどを用いてコーティングした導体層１１Ａを複数積層した状態で、出力電極８上に載置する。次いで、半田ごてを用いて導体層１１Ａを部分的に加熱し、半田を溶融することで、配線導体１１を出力電極８に接続する。また、上記半田は、超音波を用いて溶かしてもよい。なお、接着部１１Ｂ以外の部分で配線導体１１と出力電極８とを接続する場合は、部分接着工程の後に固定接続工程を行なえばよい。

配線導体１１を出力電極８に接続した後、光電変換部１上に、ＥＶＡなどの被覆層９を配置するとともに、これらの上に第２基板１０を載置する。次いで、この積層された部材をラミネート装置にセットし、５０〜１５０Ｐａ程度の減圧下で１００〜２００℃程度の温度で１５〜６０分間程度加熱しながら加圧して一体化することにより、光電変換モジュールＭが形成される。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正及び変更を加えることができる。例えば光電変換モジュールは上述のＣＩＳ系などのカルコパイライト系光電変換モジュールに限定されるものではなく、アモルファスシリコンや微結晶シリコンを使用した薄膜太陽電池、シリコン基板を用いた結晶系シリコン太陽電池等の光電変換モジュールにも適用可能である。

Ｍ：光電変換モジュ−ル
１：光電変換部
２：第１基板
２ａ：開口部
３：下部電極
４：光吸収層
５：バッファ層
６：透光性導電層
７：集電電極
７ａ：線状部
７ｂ：接続部
８、８ａ、８ｂ：出力電極
９：被覆層
１０：第２基板
１１、１１ａ、１１ｂ：配線導体
１１Ａ：導体層
１１Ａａ：凸状部
１１Ｂ：接着部
１１Ｃ：非接着部
１２：端子ボックス
２０：半田ごて
Ｓ、Ｓ１：間隙

Claims (12)

1. 光電変換部と、
   該光電変換部に電気的に接続された、該光電変換部の出力を外部に取り出す電極と、
   複数の導体層が積層されてなり、該導体層の一部が前記電極に接続された配線導体とを備え、
   該配線導体は、前記導体層の積層方向にわたって前記導体層同士が部分的に接着されている複数の接着部を有している、光電変換モジュール。
2. 前記配線導体は、前記電極と部分的に接続されている、請求項１に記載の光電変換モジュール。
3. 前記配線導体は、前記接着部で前記電極に接続されている、請求項１または請求項２に記載の光電変換モジュール。
4. 前記配線導体は、前記複数の接着部の間の領域において前記導体層間に間隙を有している、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光電変換モジュール。
5. 前記導体層は、主成分としてアルミニウムを含む、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光電変換モジュール。
6. 前記導体層は、主成分として銅を含むとともに、錫および亜鉛を含む金属層で覆われている、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光電変換モジュール。
7. 前記配線導体は、前記接着部が前記電極側に凸状となっている、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光電変換モジュール。
8. 光電変換部と、
   該光電変換部に電気的に接続された、該光電変換部の出力を外部に取り出す電極と、
   複数の導体層が積層されてなり、該導体層の一部が前記電極に接続された配線導体とを備えた光電変換モジュールの製造方法であって、
   前記配線導体に、前記導体層の積層方向にわたって前記導体層同士を部分的に接着して複数の接着部を形成する部分接着工程と、
   前記配線導体を前記電極に固定する固定接続工程とを備える光電変換モジュールの製造方法。
9. 前記固定接続工程は、前記接着部を前記電極に固定して、該電極に前記配線導体を接続する、請求項８に記載の光電変換モジュールの製造方法。
10. 前記部分接着工程および前記固定接続工程を同時に行なう、請求項９に記載の光電変換モジュールの製造方法。
11. 前記部分接着工程および前記固定接続工程は、超音波を用いた溶着によって行なう、請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の光電変換モジュールの製造方法。
12. 前記固定接続工程は、前記配線導体を前記電極に半田で接続する半田接続工程を含み、該半田接続工程の前に、前記電極に前記半田を超音波を用いて溶着する工程を含む、請求項８、請求項９または請求項１１のいずれかに記載の光電変換モジュールの製造方法。

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