JP2013251288A - フィルムダイオード装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のバイパスダイオード装置では、光起電力装置の各セルに対して、ダイオードを個別に取り付けるため、作業性が悪く、作業時間が短縮され難いという問題があった。
【解決手段】本発明のフィルムダイオード装置１では、フィルム材料から成る支持基板２上面には複数のダイオード５ａ〜５ｉが形成され、直列接続される。そして、ダイオード５ａ〜５ｉと接続する複数の端子接続部４は、光起電力装置の各セルの外接続用電極に対応して配置される。この構造により、一度の取り付け作業にて、光起電力装置の各セルに対して複数のダイオード５ａ〜５ｉが接続され、その取り付け作業性が向上し、取り付け時間の短縮が実現される。また、フィルムダイオード装置１の可撓性が実現される。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルム基板上面に複数のダイオードが配置されるフィルムダイオード装置の製造方法に関する。

従来のバイパスダイオード装置の一実施例として、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す構造が知られている。先ず、図７（Ａ）に示す如く、太陽電池モジュール３１は、複数の太陽電池セル３２を直列接続し、その直列接続された太陽電池セルの両端に出力電極（図示せず）が接続し、出力電極から電力が取り出される。一方、端子ボックス３３は、外部接続ケーブル３４、３５を有し、それぞれの外部接続ケーブル３４、３５の先端にはコネクタ３６、３７が接続される。そして、個々の太陽電池セル３２に接続された端子ボックス３３は、コネクタ３６、３７を介して電気的に接続される。尚、端子ボックス３３は、太陽電池セル３２の裏面中央部や周縁部に配置される。

次に、図７（Ｂ）に示す如く、端子ボックス３３の筐体３８には、Ｎ型の外部接続端子板３９、中間端子板４０、４１及びＰ型の部接続端子板４２が配置される。そして、太陽電池セル３２の出力電極４３は、それらの端子板３９〜４２に接続し、外部接続端子３９、４２の端部にはそれぞれ外部接続ケーブル３４、３５が接続される。また、Ｎ型の外部接続端子板３９と中間端子板４０との間には２個のダイオード４４が接続され、中間端子板４０、４１との間にも２個のダイオード４５が接続され、中間端子板４１とＰ型の外部接続端子板４２との間にも２個のダイオード４６が接続される（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−３２９３１９号公報（第５−７頁、第１−２図）

前述したように、図７（Ａ）に示す太陽電池モジュール３１では、複数の太陽電池セル３２が直列接続され、個々の太陽電池セル３２毎に、バイパスダイオード装置が構成された端子ボックス３３が接続される。この構造により、端子ボックス３３は、太陽電池セル３２と同じ数だけ必要であり、端子ボックス３３は個別に製作されるため、端子ボックス３３の製作コストが低減され難いという問題がある。更に、端子ボックス３３は、個々の太陽電池セル３２に対して個別に設置作業が必要となるため、設置作業時間が短縮され難く、作業コストも低減され難いという問題がある。

また、端子ボックス３３は、太陽電池セル３２の裏面側に設置されることで、端子ボックス３３は、太陽電池セル３２の裏面に対して突出する。この構造により、太陽電池モジュール３１を建物の屋根等に設置する際に、突出した端子ボックス３３が邪魔となり作業性が悪化するという問題もある。例えば、太陽電池モジュール３１の設置作業中に、端子ボックス３３が、作業員や作業道具等に引っ掛かり、太陽電池セル３２から外れてしまうという問題がある。同様に、端子ボックス３３同士を電気的に接続する外部接続ケーブル３４、３５が、太陽電池モジュール３１外へ露出する構造により、設置作業中等に、外部接続ケーブル３４、３５が、断線したり、外れてしまう問題がある。

そこで、より薄型のバイパスダイオード装置を形成するために、薄膜太陽電池とバイパスダイオードを一体化することも検討された。

以下にその製造方法を説明する。先ず、図８（Ａ）に示す如く、透明基板５１を準備し、透明基板５１上面に透明電極５２を形成する。次に、例えば、レーザースクライブ法により、透明電極５２に溝５３を形成し、透明電極５２をセル毎に区分する。そして、透明電極５２を被覆するように、透明基板５１上に光電変換層５４を形成する。ここで、光電変換層５４は、例えば、シリコン材料からなる半導体層が用いられ、透明電極５２を区分する溝５３内も埋設する。

次に、図８（Ｂ）に示す如く、例えば、レーザースクライブ法により、光電変換層５４に溝５５を形成し、光電変換層５４をセル毎に区分する。そして、光電変換層５４を被覆するように、透明基板５１上に第１裏面電極５６を形成し、第１裏面電極５６は光電変換層５４を区分する溝５５内も埋設する。

次に、図８（Ｃ）に示す如く、例えば、レーザースクライブ法により、第１裏面電極５６及び光電変換層５４に溝５７を形成し、透明基板５１上に形成された薄膜太陽電池５８をセル毎に区分する。次に、薄膜太陽電池５８を被覆するように、透明基板５１上に薄膜ダイオード５９を形成する。ここで、薄膜ダイオードはＰＮ接合ダイオードから成り、薄膜太陽電池５８を区分する溝５７内も埋設する。

次に、図８（Ｄ）に示す如く、例えば、レーザースクライブ法により、薄膜ダイオード５９に溝６０を形成し、薄膜ダイオード５９は、個々の薄膜太陽電池５８のセルに対応するように区分される。そして、薄膜ダイオード５９を被覆するように、透明基板５１上に第２裏面電極６１を形成し、第２裏面電極６１は薄膜ダイオード５９を区分する溝６０内も埋設する。

最後に、図８（Ｅ）に示す如く、例えば、レーザースクライブ法により、第２裏面電極６１に溝６２を形成し、バイパスダイオード６３は、個々の薄膜太陽電池５８に対応するように区分される（例えば、特開２００５−２６８７１９号公報（第７−９頁、第１−２図参照。）。

その結果、図８（Ｅ）に示すように、同一の透明基板５１上面に薄膜太陽電池５８とバイパスダイオード６３とが積層して一体に形成される。そして、バイパスダイオード６３が、薄膜太陽電池５８のセル毎に対応して配置されるために、レーザースクライブ法により、溝６０、６２が形成される。そのため、例えば、レーザーの出力量やスクライブ時間等の調整ミスにより、この溝６０、６２下面に配置される透明電極５２まで切断されると、薄膜太陽電池５８のセル間の直列接続構造が破壊されてしまう。その結果、バイパスダイオード６３形成時に薄膜太陽電池５８の一部が破壊されることで、透明基板５１上の全ての薄膜太陽電池５８とバイパスダイオード６３とが不良品として取り扱われるという問題がある。同様に、薄膜太陽電池５８とバイパスダイオード６３とは、一貫の製造ラインにて同一の透明基板５１上面に形成されるため、バイパスダイオード６３の形成時に不具合が生じた場合には、薄膜太陽電池５８まで不良品として取り扱われる。

また、薄膜太陽電池５８とバイパスダイオード６３とが一体型として形成されることで、使用時にどちらか一方が故障した際には、装置全体として交換する必要があり、コスト的な問題もある。

本発明のフィルムダイオード装置の製造方法では、フィルム基板の一主面上に直列接続された複数のダイオードを形成するフィルムダイオード装置の製造方法において、補助基板を用意し、前記補助基板の一主面上に樹脂膜を形成する工程と、隣り合う一方の前記ダイオードの形成領域から隣り合う他方の前記ダイオードとの直列接続領域まで被覆する第１の配線層を前記樹脂膜上面に複数形成する工程と、前記樹脂膜上にダイオードとして機能する接合領域を有する半導体層を形成した後、前記直列接続領域から前記他方のダイオードの形成領域まで被覆する第２の配線層を前記半導体層上面に複数形成する工程と、前記直列接続領域に位置する前記第１の電極層、前記半導体層及び前記第２の電極層を開口するスリットを形成し、前記スリット内を埋設し、且つ前記第２の電極層上面に第１の導電部材を形成する工程と、前記半導体層上面に遮光性樹脂膜を形成し、前記遮光性樹脂膜に形成された開口領域を介して前記第２の電極層と電気的に接続する外部接続端子を形成する工程と、前記樹脂膜から前記補助基板を剥離し、前記樹脂膜にフィルム基板を貼り付ける工程とを有することを特徴とする。

本発明では、フィルムダイオード装置が光起電力装置とは別に形成され、フィルムダイオード装置には直列接続された複数のダイオードが形成されることで、フィルムダイオード装置の取り扱い性が向上される。

また、本発明では、フィルムダイオード装置の端子接続部は、光起電力装置のセルに対して位置精度良く配置され、一度の取り付け作業にて複数のセルに対してダイオードが設置され、その取り付け作業時間が大幅に短縮される。

また、本発明では、支持基板がフィルム材料を用いて形成され、フィルムダイオード装置の薄膜化が実現され、光起電力装置のフィルムダイオード装置の取り付け性が向上し、その取り付け面の平坦性が実現される。

また、本発明では、隣接するダイオードを直列接続させるスリットの形成領域に導電層が配置されることで、スリットが支持基板まで到達することが防止される。

また、本発明では、スリットを埋設する材料と導電層とが同一材料から成ることで、両者の接続性が向上し、ダイオードの電極部のコンタクト性が向上される。

また、本発明では、フィルムダイオード装置が、遮光性樹脂により被覆されることで、太陽光等によりダイオードが独自に動作することが防止される。

また、本発明では、支持基板上に選択的に導電層を配置し、導電層上面にダイオードを形成した後にダイオードを区分するスリットを形成することで、スリットにより支持基板が切断されることが防止される。

また、本発明では、ポリイミド層の表面側に複数のダイオードを形成した後に、ポリイミド層の裏面側にフィルム基板を貼り合わせることで、フィルムダイオード装置の耐湿性が向上される。

本発明の実施の形態におけるフィルムダイオード装置を説明する平面図である。 本発明の実施の形態におけるフィルムダイオード装置を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）平面図である。 本発明の実施の形態におけるフィルムダイオード装置の（Ａ）設置状況を説明する断面図、（Ｂ）回路図である。 本発明の実施の形態におけるフィルムダイオード装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の実施の形態におけるフィルムダイオード装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の実施の形態におけるフィルムダイオード装置の製造方法を説明する断面図である。 従来の実施の形態におけるバイパスダイオード装置を説明する（Ａ）斜視図、（Ｂ）平面図である。 従来の実施の形態におけるバイパスダイオード装置の製造方法を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図、（Ｃ）断面図、（Ｄ）断面図、（Ｅ）断面図である。

以下に、本発明の一実施の形態であるフィルムダイオード装置について説明する。図１は、本実施の形態のフィルムダイオード装置を説明する平面図である。図２（Ａ）は、図１に示すフィルムダイオード装置のＡ−Ａ線方向の断面図である。図２（Ｂ）は、図１に示すフィルムダイオード装置の各ダイオードの電極構造を説明する平面図である。図３（Ａ）は、フィルムダイオード装置が光起電力装置へと設置された状況を説明する断面図である。図３（Ｂ）は、フィルムダイオード装置が光起電力装置へと設置された回路図である。

先ず、図１に示す如く、フィルムダイオード装置１は、支持基板２上に複数のダイオードがマトリックス状に配置されたモジュールとして構成される。詳細は後述するが、フィルムダイオード装置１は、太陽電池等の光起電力装置に貼り合わせることで、光起電力装置のセルが、例えば、ホットスポット現象により破壊されることが防止される。

具体的には、図１は、フィルムダイオード装置１の光起電力装置と貼り合わせる面を示し、支持基板２上面に遮光性の樹脂層３が形成される。そして、支持基板２上の樹脂層３からは、３行（紙面Ｘ軸方向）１０列（紙面Ｙ軸方向）の３０個の端子接続部４が露出する。フィルムダイオード装置１では、例えば、紙面Ｙ軸方向の端子接続部４間にそれぞれ１つのダイオード５ａ〜５ｉが形成され、紙面Ｙ軸方向に配置された１列の１０個のダイオード５ａ〜５ｉは、電極構造により直列接続される。同様に、その他の２列においても、それぞれ紙面Ｙ軸方向に配置された１０個のダイオードが直列接続される。尚、一点鎖線にて示すように、このフィルムダイオード装置１には、例えば、紙面Ｙ軸方向に直列接続されたダイオードが１つのモジュールであり、３つのモジュールが形成されている。そして、フィルムダイオード装置１の各ダイオード５ａ〜５ｉの形状は、光起電力装置の各セルの形状に合わせて形成される。また、フィルムダイオード装置１は、例えば、０．４ｍｍ程度の厚みを有するシート状になっており、可撓性に優れる。

この構造により、フィルムダイオード装置１の各ダイオードの端子接続部４と光起電力装置の各セルの外部接続用電極の間隔を対応させることで、位置を合わせることができ、フィルムダイオード装置１を光起電力装置側へと貼り合わせることで、フィルムダイオード装置１の取り付け作業が終了する。従来のように、光起電力装置の個々のセルに対して個別にダイオードを取り付ける作業が省略でき、その作業性が向上される。更に、光起電力装置との貼り合わせ面が、曲面から成る場合でも、フィルムダイオード装置１が可撓性を有するため、フィルムダイオード装置１は、その曲面形状に合わせて貼り合わせることができる。そして、フィルムダイオード装置１の各端子接続部４は、光起電力装置の各セルの外部接続用電極に対し位置精度良く配置されることで、フィルムダイオード装置１と光起電力装置との良好な接続構造が実現される。

尚、フィルムダイオード装置１の各ダイオードは、図１に示す長方形形状に形成される場合に限定されるものではなく、光起電力装置のセル形状に応じて任意の形状へ変更することが可能である。例えば、光起電力装置のセル形状が丸形状や多角形形状等からなる場合は、フィルムダイオード装置１の各ダイオードも同様な形状として形成され、端子接続部４も各セルの外部接続用電極の位置に合わせて配置される。また、フィルムダイオード装置１では、例えば、紙面Ｘ軸方向に配置された３つのダイオードを直列接続し、１つのモジュールとする場合でも良く、光起電力装置のセルの配列に応じて任意の設計変更が可能である。また、端子接続部４は、各ダイオード５ａ〜５ｉが直列接続される領域に配置され、矢印にて図示したように、直列接続領域は、隣り合うダイオード５ａ〜５ｉ同士の形成領域が重なり合う領域である。

次に、図２（Ａ）では、フィルムダイオード装置１内のダイオード５ａを示す。

先ず、支持基板２は、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルプチラール等の耐熱性に優れたフィルム基板６上面に例えば、ポリイミドコート膜からなる絶縁層７が貼り合わされ、形成される。

次に、例えば、銀ペーストからなる導電樹脂層８が、支持基板２上面に形成され、その膜厚は、例えば、１０〜３０μｍ程度である。導電樹脂層８は、隣接するダイオード５ａ、５ｂの電極同士のコンタクト性を向上させるために設けられ、端子接続部４の形成領域の下方に配置される。具体的には、導電樹脂層８は、図１に示すように、例えば、３０箇所の端子接続部４の下方に、同形状にて配置される。尚、導電樹脂層８は、スリット１２を形成する際のレーザー加工の突き抜け防止層としても利用される。

次に、アノード電極層９が、導電樹脂層８を被覆し、隣り合うダイオード５ｂの形成領域側へ延在するように、支持基板２上に形成される。アノード電極層９の膜厚は、例えば、２００ｎｍ程度であり、導電樹脂層８よりも広い領域に渡り配置される。そして、アノード電極層９は、タングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等の金属膜からなる。尚、アノード電極層９は、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）等の透明材料から成る場合でもよい。

次に、半導体層１０が、アノード電極層９を被覆するように、支持基板２上に形成される。半導体層１０の膜厚は、例えば、５００ｎｍ程度である。そして、半導体層１０は、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウム等を用いて形成され、半導体層１０には、ＰＮ接合やＰＩＮ接合が形成される。

次に、カソード電極層１１が、ダイオード５ａのアノード電極層９と対向し、直列接続領域まで延在するように、半導体層１０上に形成される。カソード電極層１１の膜厚は、例えば、１００ｎｍ程度である。そして、カソード電極層１１は、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ、酸化スズ等からなる。尚、前述したように、直列接続領域は、ダイオード５ａ、５ｂの重なり合う領域であり、端子接続部４の形成領域に対応する。

次に、スリット１２が、例えば、レーザースクライブ法により、アノード電極層９、半導体層１０及びカソード電極層１１を貫通するように形成される。図２（Ｂ）に示すように、スリット１２は、例えば、カソード電極層１１を紙面Ｘ軸方向へと延在する。そして、カソード電極層１１の形成領域の下方には、隣接するダイオードのアノード電極層９の一部が配置され、両者はスリット１２構造を介して電気的に接続する。

次に、例えば、銀ペーストからなる導電樹脂層１３が、カソード電極層１１上面に形成され、導電樹脂層８と同様に、端子接続部４（図１参照）の形成領域の下方に配置される。そして、導電樹脂層１３は、スリット１２内も埋設し、スリット１２から露出するアノード電極層９及び導電樹脂層８と接続する。この構造により、導電樹脂層１３は、導電樹脂層８とも接続し、導電電極層８は、アノード電極層９の一部として機能する。そして、図示したように、ダイオード５ａのカソード電極層１１は、導電樹脂１３を介して隣接するダイオード５ｂのアノード電極層９と電気的に接続する。図１を用いて前述したように、紙面Ｙ軸方向に配置された１列の１０個のダイオード５ａ〜５ｉは、この電極構造により直列接続される。

ここで、図２（Ｂ）では、アノード電極層９、カソード電極層１１、導電樹脂層１３の配置を示す。実線は、導電樹脂層１３の配置領域を示し、一点鎖線はアノード電極層９の配置領域を、二点鎖線はカソード電極層１１の配置領域を示す。実線で示すように、導電樹脂層１３は、端子接続部４（図１参照）の形成領域下方に配置される主電極部１３ａと、その主電極部１３ａから紙面Ｙ軸方向へと櫛歯状態に配置される枝電極部１３ｂとから構成される。導電樹脂層１３とカソード電極１１を積層することにより、カソード電極層１１からの電流をより効率的に流すことができ、フィルムダイオード装置１の電流特性が向上される。

一方、一点鎖線及び二点鎖線にて示すように、アノード電極層９及びカソード電極層１１は、板状体であり、アノード電極層９とカソード電極層１１の対向領域が、主に、ダイオードとして機能する領域となる。この構造により、後述するように、フィルムダイオード装置１の検査を行い易くすることができる。

次に、樹脂層３が、カソード電極層１１及び半導体層１０を被覆するように形成される。樹脂層３は、遮光性に優れたエポキシ樹脂等により形成され、樹脂層３の膜厚は、例えば、１５〜２０μｍ程度である。矢印にて図示したように、樹脂層３は、光起電力装置側から入射した太陽光等が半導体層１０へと入射することを防止し、太陽光等の入射によりダイオードが光起電力装置のように動作することを防止する。そして、樹脂層３の端子接続部４の形成領域には、開口部１４が形成される。

次に、端子接続部４が、開口部１４内を埋設し、導電樹脂層１３上面に形成される。端子接続部４は、例えば、Ｃｕペーストをスクリーン印刷した後、熱硬化させることで形成される。そして、端子接続部４が、光起電力装置の各セルの外部接続用電極と電気的に接続することで、フィルムダイオード装置１が、光起電力装置へと設置される。

次に、図３（Ａ）は、光起電力装置１５にフィルムダイオード装置１が設置された構造を示す。

光起電力装置１５は、主に、ガラス基板１６、透明電極層１７、半導体光活性層１８及び金属電極層１９から構成される。尚、光起電力装置１５のセル内にて透明電極層１７と金属電極層１９との対向領域が、主に、ダイオードとして機能する。

具体的には、透明電極層１７は、ガラス基板１６上面に選択的に形成され、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ、酸化スズやスズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）等から形成される。そして、半導体光活性層１８は、透明電極層１７を被覆するように、ガラス基板１６上面に形成される。半導体光活性層１８は、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウム等を用いて形成され、半導体光活性層１８には、ＰＮ接合やＰＩＮ接合が形成される。

次に、半導体光活性層１８は、スリット２０によりセル毎に区分され、スリット２０からは透明電極層１７の一部が露出する。そして、金属電極層１９は、半導体光活性層１８上面に選択的に形成され、金属電極層１９は、スリット２０内を埋設し、隣接するダイオードの透明電極層１７と電気的に接続する。金属電極層１９は、例えば、タングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等から形成される。尚、図示した光起電力装置１５では、スリット２０により区画された３つのセルが図示され、前述した電極構造により直列接続される。

図示したように、フィルムダイオード装置１の各ダイオードの端子接続部４が、光起電力装置１５の各セルの金属電極層１９に対応して接続され、光起電力装置１５の各セルが、ダイオードにより個別に保護される構造が実現される。そして、フィルムダイオード装置１の端子接続部４と光起電力装置１５の金属電極層１９とは、両者を位置合わせした後、加熱することで接続する。この構造により、光起電力装置１５の複数のセルに対して、一度にフィルムダイオード装置１のダイオードを接続させることが可能となり、その取り付け作業性が大幅に向上され、作業時間も大幅に短縮される。

次に、図３（Ｂ）では、図３（Ａ）に示す構造の回路図を示し、一点鎖線にて示す領域がフィルムダイオード装置１であり、二点鎖線にて示す領域が光起電力装置１５である。光起電力装置１５のセルは、例えば、薄膜光電変換セルであり、光起電力装置１５は、その複数のセルが直列接続し、集積される。そして、光起電力装置１５では、例えば、セルの受光面であるガラス基板１６に鳥の糞や木の葉等が付着し、遮光されることで、その遮光されたセルでの光起電力量が低下する。この場合、光起電力量の低下したセルは、矢印にて示す発電電流方向に対し、逆方向に接続されたダイオードとなり、極めて大きな抵抗体として作用する。その結果、集積段数が多い光起電力装置１５では、その光起電力量の低下したセルには、大きな逆方向電圧が印加され、ホットスポット現象が発生し、局所的な破壊が発生する。

しかしながら、光起電力装置１５の点線２１にて示すセルにて光起電力量が低下した場合には、そのセルと並列接続されたフィルムダイオード装置１のダイオード側に発電電流が流れ、ホットスポット現象の発生が防止される。

尚、本実施の形態のフィルムダイオード装置１では、支持基板２としてフィルム基板６上面にポリイミドコート膜からなる絶縁層７が貼り合わされる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、支持基板２として、ガラス基板や樹脂膜等の絶縁膜により表面が被覆された金属基板等が用いられる場合でも良く、絶縁層７もポリイミドコート膜だけではなく、支持基板２が可撓性を有すれば、液晶ポリマーなど他の絶縁性樹脂を形成しても良い。

また、図２では、導電樹脂層１３とカソード電極層１１を積層させる構造を示したが、カソード電極１１をタングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅などの金属膜で形成することも可能である。

更に、本実施の形態のフィルムダイオード装置１では、図３に示すように、光起電力装置１５のセルとフィルムダイオード装置１の端子接続部４が１対１で対応しているが、複数のセルに対し１つのフィルムダイオードを対応させることも可能である。つまり、フィルムダイオード装置１の端子接続部４の間隔は、光起電力装置のセルの間隔の整数倍であればよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

次に、本発明の他の実施の形態であるフィルムダイオード装置の製造方法について説明する。図４〜図６は、フィルムダイオード装置の製造方法を説明するための断面図である。尚、本実施の形態では、図１〜図３に示すフィルムダイオード装置の製造方法を説明するため、同一の構成部材には同一の符番を付し、また、適宜、図１〜図３を参照する。

先ず、図４に示す如く、例えば、ガラス基板やステンレス基板から成る補助基板２２を準備し、補助基板２２の表面側に、例えば、塗布法により、ポリイミドコート膜からなる絶縁層７を形成する。次に、補助基板２２の表面側（絶縁層７側）に導電樹脂層８をスクリーン印刷し、図１に示すように、例えば、３行（紙面Ｘ軸方向）１０列（紙面Ｙ軸方向）の３０箇所に導電樹脂層８を形成する。

次に、補助基板２２の表面側に導電樹脂層８を被覆するように、例えば、スパッタリング法により、アノード電極層９を形成する。そして、レーザー加工、エッチングなどの方法により溝２３を形成し、隣接するダイオード５ａ、５ｂ間を離間する形状へと加工する。尚、アノード電極層９の材料としては、タングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等が用いられ、その膜厚は、例えば、２００ｎｍ程度である。

次に、図５に示す如く、アノード電極層９を被覆するように、補助基板２２の表面側に、例えば、ＣＶＤ法により、半導体層１０を形成する。半導体層１０として、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウム等を堆積する。半導体層１０には、例えば、不純物を注入し、拡散することで、ＰＮ接合やＰＩＮ接合が形成される。そして、半導体層１０の膜厚は、例えば、５００ｎｍ程度である。

次に、補助基板２２の表面側に半導体層１０を被覆するように、例えば、スパッタ法により、カソード電極層１１を形成する。そして、レーザー加工、エッチングなどの方法により溝２４を形成し、カソード電極層１１は図２（Ｂ）の二点鎖線にて示す板状体へと加工される。更に、レーザースクライブ法を用い、端子接続部４（図６参照）の形成領域下方にスリット１２を形成する。スリット１２は、アノード電極層９、半導体層１０及びカソード電極層１１を貫通して形成される。そして、導電樹脂層８は、スリット１２を形成する際のレーザー光の突き抜け防止層として用いられ、絶縁層７がレーザー光により切断されることを防止する。

次に、図６に示す如く、補助基板２２の表面側にスクリーン印刷により、例えば、銀ペーストからなる導電樹脂層１３を形成する。導電樹脂層１３は、隣接するダイオードのカソード電極層１１とアノード電極層９とを電気的に接続するために用いられる。そのため、導電樹脂層１３は、導電樹脂層８と同様に、端子接続部４の形成領域の下方に配置され、スリット１２内も埋設する。

次に、補助基板２２の表面側にスクリーン印刷により樹脂層３を形成する。樹脂層３は、例えば、遮光性に優れたエポキシ樹脂であり、その膜厚は、例えば、３００ｎｍ程度である。そして、樹脂層３には、導電樹脂層１３が露出するように開口部１４が形成され、開口部１４内を埋設するように、補助基板２２の表面側にＣｕペーストをスクリーン印刷し、端子接続部４を形成する。

次に、補助基板２２を絶縁層７との界面から剥離する。そして、絶縁層７と同等の大きさ、あるいはそれ以上の大きさのフィルム基板６を準備し、フィルム基板６と絶縁層７とを貼り合わせ、フィルムダイオード装置１の支持基板２が形成される。その後、支持基板２等を所望の形状に切断し、フィルムダイオード装置１が完成する。尚、図１の一点鎖線にて示すように、支持基板２上に複数のモジュールが形成されている場合には、その切断ラインにてフィルムダイオード装置１を切断し、個々のフィルムダイオード装置１へと区分しても良い。尚、フィルム基板６の材料としては、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルプチラール等の耐熱性に優れたフィルム材料が用いられる。

ここで、本発明に係るフィルムダイオード装置１の検査方法について説明する。フィルムダイオード装置１は、樹脂層３がない状態では、アノード電極層９、半導体層１０、カソード電極層１１からなっており、透明なカソード電極層１１側から光を当てると、半導体層１０が光電変換層の役割を果たし、太陽電池として動作する。そこで、図２（Ｂ）に示すように、導電樹脂層１３に櫛歯状の枝電極部１３ｂを形成した後、樹脂層３を形成する前に、カソード電極１１の側から光を入射させ、電流、電圧特性を測定することで、半導体層１０の特性を測定し、フィルムダイオード装置１の検査を行うことができる。つまり、製造工程の多くの装置を兼用するフィルム型太陽電池と同じ測定装置で、フィルムダイオード装置１の特性を測定することが可能になる。

前述したように、フィルムダイオード装置１は、光起電力装置１５とは別構造として形成された後、光起電力装置１５に対して貼り合わせる。この構成により、光起電力装置とフィルムダイオード装置を同一基板上に形成する場合と比較すると、フィルムダイオード装置の形成時に光起電力装置が不良品となることはない。また、光起電力装置として使用される際に、フィルムダイオード装置が壊れた場合にも、フィルムダイオード装置のみを交換することで対応でき、製品維持コストが抑えられる。

１ フィルムダイオード装置
２ 支持基板
３ 樹脂層
４ 端子接続部
５ａ ダイオード
６ フィルム材
７ 絶縁層
８、１３ 導電樹脂層
９ アノード電極層
１０ 半導体層
１１ カソード電極層
１２ スリット
１５ 光起電力装置
２２ 補助基板
２３、２４ スリット

Claims (5)

1. フィルム基板の一主面上に直列接続された複数のダイオードを形成するフィルムダイオード装置の製造方法において、
   補助基板を用意し、前記補助基板の一主面上に絶縁膜を形成する工程と、
   前記樹脂膜上面に複数の第１の配線層を形成する工程と、
   前記樹脂膜上に少なくともＰＮ接合を有する半導体層を形成する工程と、
   前記第１の配線層と隣接する前記第１の配線層の一部と、前記半導体層を介して重畳する第２の配線層を前記半導体層上面に複数形成する工程と、
   前記第１の配線層、前記半導体層及び前記第２の配線層が重畳している領域の一部を開口するスリットを形成する工程と、
   前記スリット内を埋設し、且つ前記第２の配線層上面に第１の導電部材を形成する工程と、
   前記半導体層及び前記第２の配線層の上面に、前記スリット上に開口領域を有するように遮光性樹脂膜を形成し、前記開口領域を介して前記第２の配線層と電気的に接続する外部接続端子を形成する工程と、
   前記絶縁膜から前記補助基板を剥離し、前記絶縁膜にフィルム基板を貼り付ける工程とを有することを特徴とするフィルムダイオード装置の製造方法。
2. 前記絶縁膜と前記第１の配線層の間には前記開口領域に対応する位置に第２の導電部材が配置され、前記第２の導電部材は、前記スリットを形成する際のレーザー光の突き抜け防止膜として用いられることを特徴とする請求項１に記載のフィルムダイオード装置の製造方法。
3. 前記第１及び第２の導電部材は、銀ペーストを硬化させた導電樹脂膜であることを特徴とする請求項２に記載のフィルムダイオード装置の製造方法。
4. 前記ダイオードは、前記フィルム基板上にマトリックス状に形成され、前記フィルム基板を貼り付けた後に直列接続された前記ダイオード毎に分割されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のフィルムダイオード装置の製造方法。
5. 前記フィルム基板は、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートまたはポリビニルプチラールからなることを特徴とする請求項４に記載のフィルムダイオード装置の製造方法。

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