JP2016039199A - 太陽電池、電子機器および太陽電池の製造方法 - Google Patents

太陽電池、電子機器および太陽電池の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】太陽電池を形状精度良く且つ生産性良く製造する方法を提供する。
【解決手段】基板２の第１面２ａに発電膜３を設置し、発電膜３に重ねて透明導電膜４を設置し、透明導電膜４上及び第１面２ａと反対側の第２面２ｂに第１表レジスト膜２２及び第１裏レジスト膜２３を設置し、第１裏レジスト膜２３を所定の形状にパターニングし、第２面２ｂ側からエッチング液２６を基板２に噴射して基板２を所定の形状に形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、太陽電池、電子機器および太陽電池の製造方法に関するものである。
太陽光等の光を受光して発電する太陽電池が広く用いられている。太陽電池は基板上に発電膜及び透明導電膜が設置されている。そして、基板の切断方法が特許文献１に開示されている。それによると、切断装置は三角柱状の刃物の先端で基板を削るように刃物を一方向に揺動していた。
この方法は発電膜及び透明導電膜を直線に沿って凹凸なしに切断することができる。しかし、形状が曲線により構成されるときには刃物を揺動する方向を複雑に制御しなければならない。従って、生産性良く太陽電池を形成するのが難しい。
エッチング法を用いて太陽電池の形状を形成するときには形状に曲線が含まれていても容易に形成することができる。そして、マスクの精度を良くすることにより形状の精度が良くなる。エッチング法ではエッチング液を基板に吹きかけてエッチングするので、特許文献１に示す方法のように刃物で削る方法に比べて生産性良く製造することができる。従って、太陽電池の形状にエッチング法を用いることにより複雑な形状でも位置精度良く、生産性良く製造することができる。
基板、発電膜及び透明導電膜は異なる材質からなり、各材質に対応するエッチング液が用いられる。太陽電池の外形を形成するとき、先ず、透明導電膜をエッチングするためのマスクを設置して透明導電膜をエッチングする。次に、発電膜をエッチングする。続いて、基板において透明導電膜が設置された面の反対側の面にマスクを設置して、基板を両面からエッチングする。この方法により基板、発電膜及び透明導電膜をエッチングして太陽電池の外形を形成することができる。
特開２０１０−２４５２５５号公報
基板をエッチングするエッチング液は発電膜をエッチングすることができない。そこで、基板を第１面及び第２面の両面からエッチング液を噴射する方法では、まず、第１面及び第２面にレジスト膜を設置してパターニングする。発電膜をエッチングして所定の形状にパターニングする。次に、続いて、基板の両面からエッチング液を噴射する。従って、エッチング液を変えてエッチングを２回おこなう必要がある。そこで、さらに生産性良く製造できる太陽電池の製造方法が望まれていた。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例にかかる太陽電池の製造方法であって、基板の第１面に発電膜を設置し、前記第１面側と前記第１面の反対側の第２面とに第１レジスト膜を設置し、前記第１レジスト膜を所定の形状にパターニングし、前記第２面側からエッチング液を前記基板に噴射して前記基板を所定の形状に形成することを特徴とする。
本適用例によれば、基板の第１面に発電膜が設置される。基板の第１面と反対側の第２面に第１レジスト膜が設置され、第１レジスト膜を所定の形状にパターニングしている。そして、第１レジスト膜をマスクにして第２面側からエッチング液を基板に噴射して基板を所定の形状に形成している。
エッチング液は基板をエッチングすることが可能であり、発電膜を溶かすことはできない。第２面側からエッチングするとき、第１レジスト膜が無い場所では基板が所定の形状に除去されて薄くなる。そして、発電膜は薄い膜でありエッチング液の噴射により飛ばされて除去される。従って、発電膜はエッチングされた基板と同じ形状に形成することができる。つまり、１回のエッチングで発電膜及び基板のエッチングが行われる。
基板を第１面及び第２面の両面からエッチング液を噴射する方法では、まず、発電膜をエッチングして所定の形状にパターニングする。次に、第２面に第１レジスト膜を設置してパターニングする。続いて、基板を両面からエッチング液を噴射してエッチングする。従って、発電膜と基板との２回のエッチングが行われる。この方法に比べて、第２面からのみエッチング液を噴射する方法では、エッチングが１回であるので２回のエッチングに比べて生産性良く太陽電池を形成することができる。
［適用例２］
上記適用例にかかる太陽電池の製造方法において、前記第１レジスト膜を設置する前に前記発電膜に重ねて透明導電膜を設置し、前記第１レジスト膜は前記透明導電膜上に設置され、前記第１レジスト膜をパターニングした後で前記透明導電膜をエッチングし、前記透明導電膜の側面を覆って第２レジスト膜を設置することを特徴とする。
本適用例によれば、基板をエッチングする前に透明導電膜がパターニングされる。そして、透明導電膜上が第１レジスト膜に覆われ、透明導電膜の側面が第２レジスト膜に覆われる。従って、透明導電膜が第１レジスト膜及び第２レジスト膜に覆われた形態で基板がエッチングされる。その結果、透明導電膜がエッチング液に腐食されることを防止することができる。
［適用例３］
上記適用例にかかる太陽電池の製造方法において、前記エッチング液を前記基板に噴射するとき、前記第２面を重力加速度方向に向けることを特徴とする。
本適用例によれば、基板の第２面を重力加速度方向に向けて第２面にエッチング液が噴射される。第２面に到達したエッチング液は基板と反応し基板の材料を含んだ状態となる。そして、第２面に位置するエッチング液は重力の作用により第２面から離脱する。従って、基板の第２面では基板の材料を含んだエッチング液の除去と基板の材料を含まないエッチング液の供給が並行して行われる。その結果、効率よく基板をエッチングすることができる。
［適用例４］
本適用例にかかる太陽電池であって、第１面と前記第１面と対向する第２面を有する基板の前記第１面に発電膜が設置され、前記基板の側面が前記第１面に対して斜面になっており、前記第２面に対して前記第１面が突出することを特徴とする。
本適用例によれば、基板は第１面と第２面とを有し、第１面と第２面とは対向して配置している。そして、基板の第１面には発電膜が設置されている。基板の側面は第１面に対して斜面となっている。そして、第２面に対して第１面が突出する。基板の側面が第１面に対して斜面になっていることから基板はエッチング液を噴射して形成されている。そして、発電膜が設置されている第１面が第２面より突出していることから、第２面にレジスト膜を設置して第２面側からエッチング液を噴射している。このとき、第２面からのみエッチング液を噴射する方法となっている。従って、本適用例の太陽電池はパターニングが１回の為、パターニングの位置ずれを生じない電池である。また、基板及び発電膜のエッチングが１回で行われるので２回に分けてエッチングする方法に比べて生産性良く形成された太陽電池とすることができる。
［適用例５］
本適用例にかかる電子機器は、太陽電池を備えた電子機器であって、前記太陽電池は、第１面と前記第１面と対向する第２面を有する基板の前記第１面に発電膜が設置され、前記基板の側面が前記第１面に対して斜面となっており、前記第２面に対して前記第１面が突出することを特徴とする。
本適用例によれば、電子機器は太陽電池を備えている。該太陽電池の基板は第１面と第２面とを有し、第１面と第２面とは対向して配置している。そして、基板の第１面には発電膜が設置されている。基板の側面は第１面に対して斜面となっている。そして、第２面に対して第１面が突出する。基板の側面が第１面に対して斜面になっていることから基板はエッチング液を噴射して形成されている。そして、発電膜が設置されている第１面が第２面より突出していることから、第２面にレジスト膜を設置して第２面側からエッチング液を噴射している。このとき、第２面からのみエッチング液を噴射する方法となっている。
従って、本適用例の太陽電池はパターニングが１回の為、パターニングの位置ずれを生じない電池であり、形状が精度良く形成された電池である。また、基板及び発電膜のエッチングが１回で行われるので２回に分けてエッチングする方法に比べて生産性良く形成された太陽電池とすることができる。その結果、電子機器は形状が精度良く形成され生産性良く形成された太陽電池を備える機器とすることができる。
第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、太陽電池の構造を示す概略斜視図、（ｂ）は太陽電池の回路図、（ｃ）は発電膜の構造を示す要部模式側断面図。 （ａ）は、発電膜及び透明導電膜の構造を示す模式平面図、（ｂ）は、基板、発電膜及び透明導電膜の構造を示す模式側断面図。 太陽電池の製造方法のフローチャート。 太陽電池の製造方法を説明するための模式図。 太陽電池の製造方法を説明するための模式図。 太陽電池の製造方法を説明するための模式図。 太陽電池の製造方法を説明するための模式図。 太陽電池の製造方法を説明するための模式図。 太陽電池の製造方法を説明するための模式図。 第２の実施形態にかかわり、（ａ）は、時計の構造を示す模式側面図、（ｂ）は、太陽電池の構造を示す模式平面図。 太陽電池集合基板の模式平面図。
本実施形態では、太陽電池と太陽電池の製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかわる太陽電池について図１〜図９に従って説明する。図１（ａ）は、太陽電池の構造を示す概略斜視図である。図１（ａ）に示すように、太陽電池１は四角形の基板２を備えている。基板２は導電性のある板部材であれば良く、各種の金属板を用いることができる。本実施形態では、例えば、基板２にステンレス板を用いている。ステンレス板は耐食性に優れているので製造工程で使用される環境で酸化し難い。基板２の厚み方向をＺ方向とし、基板２の直交する２辺が延在する方向をＸ方向及びＹ方向とする。
基板２の＋Ｚ方向側の面には発電膜３、透明導電膜４及び第１絶縁膜５がこの順に重ねて設置されている。発電膜３は光を受光して電流を流す起電力のある膜である。透明導電膜４は光透過性及び導電性がある膜である。透明導電膜４の種類は特に限定されず、例えば、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｇａｌｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＣＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｃｅｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）を用いることができる。本実施形態では、例えば、透明導電膜４にＩＴＯを採用している。第１絶縁膜５は透明導電膜４を保護し電気的に絶縁する膜である。第１絶縁膜５の種類は特に限定されず、例えば、アクリル樹脂等の樹脂膜を用いることができる。
第１絶縁膜５はＸ方向且つ−Ｙ方向の角が四角形に欠けた切欠部５ａとなっている。従って、切欠部５ａでは透明導電膜４が露出する。そして、切欠部５ａでは透明導電膜４上に導電性ペースト６及び異方性導電膜７が重ねて設置され、異方性導電膜７上には配線部材８が設置されている。
導電性ペースト６は導電性粒子を樹脂材料に分散させたものであり、樹脂材料を固化して用いられる。導電性ペーストの導電性粒子の材料は特に限定されず、銀、銅等の金属の他カーボンブラックと称される炭素粒子等を用いることができる。本実施形態では、例えば、導電性ペーストの導電性粒子の材料に炭素粒子を用いている。
異方性導電膜７は異方性導電膜である。異方性導電膜７は導電性粒子を樹脂材料からなる接着材に分散させたものであり、樹脂材料を固化して用いられる。異方性導電膜７の導電性粒子は特に限定されないが、例えば、ポリスチレン等の樹脂の球体に内側からニッケル層、金メッキ層、を重ねた直径３〜５μｍの球体を用いることができる。他にも金属粒子を用いることもできる。
配線部材８は可撓性基板８ａに金属膜８ｂが設置され、金属膜８ｂが異方性導電膜７と接続されている。可撓性基板８ａはフィルム状の絶縁体であり、カバーレイと呼ばれるポリイミド膜もしくはフォトソルダーレジスト膜、ポリエチレンテレフタラート樹脂（ＰＥＴ）等を用いることができる。金属膜８ｂは銅箔等の金属箔であり可撓性基板８ａに接着されている。他にも金属膜８ｂにはカーボンペースト、銀ペースト等を固化した導電膜を用いることができる。
基板２の−Ｚ方向側の面には第２絶縁膜９が設置されている。第２絶縁膜９は絶縁性があれば良く特に限定されず樹脂材料を用いることができる。本実施形態では、例えば、第２絶縁膜９にポリエステルフィルムを用いている。
各部材の厚みは特に限定されないが、本実施形態では、例えば、次の厚みになっている。基板２の厚みは５０μｍ〜２００μｍ、発電膜３の厚みは３００ｎｍ〜７００ｎｍになっている。透明導電膜４の厚みは４０ｎｍ〜１００ｎｍになっている。
図１（ｂ）は太陽電池の回路図である。図１（ｂ）に示すように、太陽電池１は配線部材８が（＋）極となり、基板２が（−）極となる。配線部材８は蓄電池１０の（＋）極と接続される。基板２は逆流防止ダイオード１１を介して蓄電池１０の（−）極と接続されている。逆流防止ダイオード１１は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、ショットキーバリアダイオードが用いられている。
蓄電池１０の（＋）極はスイッチ１２を介して負荷回路１３と接続され、蓄電池１０の（−）極も負荷回路１３と接続されている。回路はスイッチ１２を閉じるとき負荷回路１３に通電する回路となっている。
図１（ｃ）は発電膜３の構造を示す要部模式側断面図である。図１（ｃ）に示すように、発電膜３は基板２側からアルミニウム層１４（Ａｌ層）、酸化亜鉛層１５（ＺｎＯ層）、半導体層１６がこの順で積層された構造になっている。太陽電池１には透明導電膜４側（＋Ｚ側）から光が入射する。透明導電膜４は正極として機能する。基板２は負極として機能する。
アルミニウム層１４の表面には凹凸が形成され透明導電膜４側から入射した光のうち、半導体層１６及び酸化亜鉛層１５を透過した光を散乱して反射する層である。酸化亜鉛層１５は半導体層１６とアルミニウム層１４との間の光の屈折率を調整する層である。
半導体層１６は特に限定されないが本実施形態においては例えば３層構造の多接合型の発電層になっている。この構造をトリプルジャンクション構造と称す。半導体層１６は、酸化亜鉛層１５側から順に第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７、第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８、アモルファスシリコン層２１がこの順で積層された構造になっている。
第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７及び第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８はアモルファスシリコンにゲルマニウムがドープされることによって形成されている。第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７と第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８とにドープされているゲルマニウムの量は異なっている。第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７のドープ量は第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８のドープ量より多くなっている。第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７と、第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８と、アモルファスシリコン層２１とは、それぞれ吸収波長域が異なるように設定されている。
図２（ａ）は、発電膜及び透明導電膜の構造を示す模式平面図である。図２（ｂ）は、基板、発電膜及び透明導電膜の構造を示す模式側断面図である。図２に示すように、透明導電膜４は中央に位置する四角形の有効領域４ａを備えている。有効領域４ａの周囲には溝部４ｃが設置され、溝部４ｃでは発電膜３が露出している。溝部４ｃの周囲には無効領域４ｂが設置されている。そして、無効領域４ｂの外形形状と発電膜３の外形形状と基板２の外形形状は同じ形状になっている。
有効領域４ａは太陽電池１の（＋）極の電極として機能する部分である。無効領域４ｂは基板２と一部分が接触する可能性があり、無効領域４ｂの電位は基板２と同じかまたは浮遊電位となっている。溝部４ｃ及び無効領域４ｂの幅は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、溝部４ｃの幅が５０μｍ〜２００μｍであり、無効領域４ｂの幅が１００μｍ〜６００μｍになっている。
基板２において発電膜３が設置された面を第１面２ａとし、第２絶縁膜９が設置された面を第２面２ｂとする。基板２の側面は第１面２ａに対して斜面となっている。そして、第２面２ｂに対して第１面２ａが突出している。太陽電池１の製造工程において第２面２ｂ側からエッチング液を噴射して基板２の形状を形成している。このため、第２面２ｂ側が第１面２ａ側より多くエッチングされた形状となっている。
次に上述した太陽電池１の製造方法について図３〜図９にて説明する。図３は、太陽電池の製造方法のフローチャートであり、図４〜図９は太陽電池の製造方法を説明するための模式図である。図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１は発電膜設置工程に相当する。この工程は基板２上に発電膜３を設置する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は、導電膜設置工程に相当する。この工程は発電膜３上に透明導電膜４を設置する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は、導電膜パターニング工程に相当する。この工程は透明導電膜４を所定の形状にパターニングする工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は、レジスト膜設置工程に相当する。この工程は基板２の両面にレジスト膜を設置しレジスト膜の所定の形状にパターニングする工程である。次にステップＳ５に移行する。
ステップＳ５は、基板エッチング工程に相当する。この工程はレジスト膜をマスクにして基板２をエッチングする工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は、導電性ペースト設置工程に相当する。この工程は切欠部５ａにおける透明導電膜４上に導電性ペースト６を設置する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は、第１絶縁膜設置工程に相当する。この工程は透明導電膜４上に第１絶縁膜５を設置する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は、第２絶縁膜設置工程に相当する。この工程は基板２上に第２絶縁膜９を設置する工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は、個片化工程に相当する。この工程は基板２を分離して個片化する工程である。次にステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０は、配線部材設置工程に相当する。この工程は導電性ペースト６を設置した場所に配線部材８を設置する工程である。以上の工程により太陽電池１を製造する工程を終了する。
次に、図４〜図９を用いて、図３に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図４（ａ）はステップＳ１の発電膜設置工程に対応する図である。図４（ａ）に示すように、基板２上に発電膜３を設置する。まず、基板２上にアルミニウムを用いてアルミニウム層１４を成膜する。成膜条件を調整してアルミニウム層１４の表面に凹凸を形成する。次に、アルミニウム層１４上に酸化亜鉛層１５を成膜する。
次に、酸化亜鉛層１５上にゲルマニウムがドープされたアモルファスシリコンの膜を成膜する。これにより第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７が形成される。さらに、第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７上にゲルマニウムがドープされたアモルファスシリコンの膜を成膜する。これにより第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８が形成される。第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８を形成するときには第１アモルファスシリコンゲルマニウム層１７よりゲルマニウムのドープ量を少なくする。
次に、第２アモルファスシリコンゲルマニウム層１８上にアモルファスシリコンの膜を成膜してアモルファスシリコン層２１とする。以上で、発電膜３が成膜される。各層の膜は化学気相成長法または蒸着法やスパッタ法などの物理気相成長法等を用いて製造することができる。
図４（ｂ）はステップＳ２の導電膜設置工程に対応する図である。図４（ｂ）に示すように、ステップＳ２において、発電膜３上に透明導電膜４を設置する。透明導電膜４はＩＴＯからなり、発電膜３に重ねてＩＴＯの膜を成膜する。ＩＴＯの膜は化学気相成長法または蒸着法やスパッタ法などの物理気相成長法等を用いて製造することができる。
図４（ｃ）〜図５（ｂ）はステップＳ３の導電膜パターニング工程に対応する図である。図４（ｃ）に示すように、透明導電膜４上に第１レジスト膜としての第１表レジスト膜２２を設置し、基板２の第２面２ｂに第１レジスト膜としての第１裏レジスト膜２３を設置する。第１表レジスト膜２２及び第１裏レジスト膜２３は同じレジスト材料からなり、感光性の樹脂材料を用いることができる。第１表レジスト膜２２及び第１裏レジスト膜２３の設置方法は特に限定されない。本実施形態では、例えば、第１表レジスト膜２２及び第１裏レジスト膜２３にドライフィルムレジストラミネートを使用し、基板２に貼り付けている。次に、第１表レジスト膜２２及び第１裏レジスト膜２３を両面一括露光する。これにより、第１表レジスト膜２２及び第１裏レジスト膜２３のパターンの相対位置を位置精度良く形成することができる。次に、第１表レジスト膜２２及び第１裏レジスト膜２３を感光性樹脂用の現像液にて現像する。
図４（ｄ）は第１表レジスト膜２２のパターンである。第１表レジスト膜２２には有効領域パターン２２ａ、無効領域パターン２２ｂ、溝部パターン２２ｃが形成される。有効領域パターン２２ａは透明導電膜４の有効領域４ａに対応し、無効領域パターン２２ｂは透明導電膜４の無効領域４ｂに対応するパターンである。溝部パターン２２ｃは溝部４ｃに対応するパターンである。他にも、第１表レジスト膜２２には外周に位置する枠表パターン２２ｄの他、枠表パターン２２ｄと無効領域パターン２２ｂとを区切る分離表パターン２２ｅが形成される。さらに、第１表レジスト膜２２には位置決め用のマークである位置決め表パターン２２ｆが形成される。
図５（ａ）は第１裏レジスト膜２３のパターンである。第１裏レジスト膜２３には基板２の平面形状を規定する底面パターン２３ａが形成される。さらに、第１裏レジスト膜２３には分離表パターン２２ｅと対向する場所に分離表パターン２２ｅと同形状の分離裏パターン２３ｅが形成される。さらに、第１裏レジスト膜２３には位置決め表パターン２２ｆと対向する場所に位置決め表パターン２２ｆと同形状の位置決め裏パターン２３ｆが形成される。さらに、第１裏レジスト膜２３には枠表パターン２２ｄと対向する場所に枠表パターン２２ｄと同形状の枠裏パターン２３ｄが形成される。
図５（ｂ）に示すように、次に、透明導電膜４をエッチングする。透明導電膜４がＩＴＯまたはＩＧＯのとき、透明導電膜４はシュウ酸系エッチング液を用いてエッチングする。尚、透明導電膜４用のエッチング液で基板２の第２面２ｂが腐食されるとき、第２面２ｂに保護フィルムを貼っても良い。そして、エッチング後に保護フィルムを除去する。
図５（ｃ）はステップＳ４のレジスト膜設置工程に対応する図である。ステップＳ４では第１表レジスト膜２２に形成された溝部パターン２２ｃ、分離表パターン２２ｅ及び位置決め表パターン２２ｆを第２レジスト膜２４で覆う。これにより、透明導電膜４の側面を覆って第２レジスト膜が設置される。これにより、ステップＳ５の基板エッチング工程では透明導電膜４が第１表レジスト膜２２及び第２レジスト膜２４に覆われた形態で基板２がエッチングされる。その結果、透明導電膜４がエッチング液に腐食されることを防止することができる。
第２レジスト膜２４は塩化第２鉄水溶液に耐性があれば良く特に限定されず、各種の樹脂材料を用いることができる。第２レジスト膜２４には非自立型のレジスト膜を用いることができる。第２レジスト膜２４の設置方法は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、第２レジスト膜２４の設置方法に電着塗装法を用いている。
図６（ａ）〜図７（ｂ）はステップＳ５の基板エッチング工程に対応する図である。図６（ａ）に示すように、基板２の第２面２ｂ側にノズル２５からエッチング液２６を基板２に噴射する。基板２がステンレスであるのでエッチング液２６には塩化第２鉄水溶液が用いられる。基板２をＸ方向に移動または揺動しながらエッチング液２６を噴射するこれにより第２面２ｂに万遍なく吹き付けることができる。基板２の第１面２ａ側は第１表レジスト膜２２及び第２レジスト膜２４により覆われているので透明導電膜４がエッチング液２６に腐食されないようになっている。
第２面２ｂを重力加速度方向３１に向けてエッチング液２６が噴射される。第２面２ｂに到達したエッチング液２６は基板２と反応し基板２の材料を含んだ状態となる。そして、第２面２ｂに位置するエッチング液２６は重力の作用により第２面２ｂから離脱する。従って、基板２の第２面２ｂでは基板２の材料を含んだエッチング液２６の除去と基板２の材料を含まないエッチング液２６の供給が並行して行われる。その結果、効率よく基板２をエッチングすることができる。
第２面２ｂには第１裏レジスト膜２３によりマスクされているので、分離裏パターン２３ｅ及び位置決め裏パターン２３ｆの形状で基板２がエッチングされる。
図６（ｂ）に示すように、エッチング液２６により基板２のエッチングが進行する。そして、エッチングにより基板２に形成された孔２ｃは深くなり発電膜３に到達する。
図６（ｃ）に示すように、エッチング液２６により基板２のエッチングがさらに進行する。発電膜３及び第２レジスト膜２４は薄い膜であるので、孔２ｃではエッチング液２６の水圧により発電膜３及び第２レジスト膜２４が破られて除去される。そして、孔２ｃは第１面２ａと第２面２ｂとを貫通する貫通孔となる。孔２ｃでは第２面２ｂ側からエッチングが進行したので、基板２の側面が第１面２ａに対して斜面となっており、第２面２ｂに対して第１面２ａが突出した断面形状となっている。
孔２ｃの側面は太陽電池１における基板２の側面になる場所である。従って、太陽電池１は、基板２の側面が第１面２ａに対して斜面となり、第２面２ｂに対して第１面２ａが突出した断面形状となる。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、基板２から第１表レジスト膜２２、第１裏レジスト膜２３及び第２レジスト膜２４を剥離する。分離表パターン２２ｅ及び分離裏パターン２３ｅが位置していた場所には分離孔２７ａが形成されている。位置決め表パターン２２ｆ及び位置決め裏パターン２３ｆが位置していた場所には位置決め孔２７ｂが形成されている。
枠表パターン２２ｄ及び枠裏パターン２３ｄが位置していた場所を枠体２８とする。枠体２８と無効領域４ｂとは接続部２９により繋がっている。図中２つ設置された無効領域４ｂ同士も接続部２９により繋がっている。これにより、各無効領域４ｂには４か所の接続部２９が設置される。
図７（ｃ）及び図７（ｄ）はステップＳ６の導電性ペースト設置工程に対応する図である。図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、ステップＳ６において、有効領域４ａの１つの角に導電性ペースト６を設置する。導電性ペースト６は各種の印刷方法にて設置することが可能であり印刷方法は特に限定されない。本実施形態では、例えば、スクリーン印刷法を用いて導電性ペースト６を設置する。次に、導電性ペースト６を加熱乾燥して固化する。加熱温度及び乾燥時間は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、加熱温度が約１５０℃であり、乾燥時間は約３０分になっている。
図８（ａ）及び図８（ｂ）はステップＳ７の第１絶縁膜設置工程に対応する図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、ステップＳ７において、透明導電膜４上に第１絶縁膜５を設置する。第１絶縁膜５は導電性ペースト６を露出させて有効領域４ａを覆うように設置される。第１絶縁膜５の材料は各種の印刷方法にて設置することが可能であり印刷方法は特に限定されない。本実施形態では、例えば、スクリーン印刷法を用いて第１絶縁膜５の材料を設置する。第１絶縁膜５の材料は加熱乾燥して固化される。加熱温度及び乾燥時間は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、加熱温度が約１５０℃であり、乾燥時間は約３０分になっている。
図８（ｃ）及び図８（ｄ）はステップＳ８の第２絶縁膜設置工程に対応する図である。図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示すように、ステップＳ８において、基板２の第２面２ｂに第２絶縁膜９を設置する。第２絶縁膜９は導電性ペースト６と対向する場所が除かれており、切欠部９ａになっている。切欠部９ａは基板２を（−）極の接点にする場所になっている。第２絶縁膜９は切欠部９ａ以外の基板２の第２面２ｂを覆うように設置される。
第２絶縁膜９は接着材が塗布されたポリエステルフィルムである。接着材が塗布された面を基板２に向けて第２絶縁膜９を基板２上に置く。第２絶縁膜９を押圧して第２絶縁膜９と基板２とを接着する。第２絶縁膜９の接着材は自然乾燥でも良く加熱乾燥して接着しても良い。
図９（ａ）はステップＳ９の個片化工程に対応する図である。図９（ａ）に示すように、ステップＳ９において、接続部２９を切断して、太陽電池セル３０を枠体２８から分離する。接続部２９の切断方法は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、振動切断機を用いている。接続部２９を振動により金属疲労させて容易に接続部２９を切断することができる。
図９（ｂ）及び図９（ｃ）はステップＳ１０の配線部材設置工程に対応する図である。図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、ステップＳ１０において、太陽電池セル３０に配線部材８を設置する。まず、配線部材８の金属膜８ｂに異方性導電膜７を接着する。この接着には、例えば、導電性接着材を用いることができる。
次に、導電性ペースト６に異方性導電膜７を重ねて基板２と配線部材８を押圧したまま、異方性導電膜７を加熱する。異方性導電膜７には熱硬化性の接着材が含まれており、配線部材８を太陽電池セル３０に接着させることができる。以上の工程により太陽電池１が完成する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第１裏レジスト膜２３をマスクにして第２面２ｂ側からエッチング液２６を基板２に噴射して基板２を所定の形状に形成している。基板２を第１面２ａ及び第２面２ｂの両面からエッチング液２６を噴射する方法では、まず、発電膜３を所定の形状にパターニングし、次に、第２面２ｂにレジスト膜を設置してパターニングする。続いて、基板２を両面からエッチング液２６を噴射する。発電膜３のパターンと第１裏レジスト膜２３のパターンは同じ形状にすることが好ましい。
しかし、パターニングが位置ずれするときエッチング後の基板２の形状精度が低くなる。また、パターニングの回数が２回となる。この方法に比べて、第２面２ｂからのみエッチング液２６を噴射する方法では、パターニングが１回の為、パターニングの位置ずれを生じない。また、基板２及び発電膜３のエッチングが１回で行われるのでエッチングを２回行う方法に比べて生産性良く太陽電池１を形成することができる。
（２）本実施形態によれば、基板２をエッチングする前に透明導電膜４がパターニングされる。そして、透明導電膜４の側面を覆って第２レジスト膜２４が設置される。従って、透明導電膜４が第１表レジスト膜２２及び第２レジスト膜２４に覆われた形態で基板２がエッチングされる。その結果、透明導電膜４がエッチング液２６に腐食されることを防止することができる。
（３）本実施形態によれば、基板２の第２面２ｂを重力加速度方向３１に向けて第２面２ｂにエッチング液２６が噴射される。第２面２ｂに到達したエッチング液２６は基板２と反応し基板２の材料を含んだ状態となる。そして、第２面２ｂに位置するエッチング液２６は重力の作用により第２面２ｂから離脱する。従って、基板２の第２面２ｂでは基板２の材料を含んだエッチング液２６の除去と基板２の材料を含まないエッチング液２６の供給が並行して行われる。その結果、効率よく基板２をエッチングすることができる。
（４）本実施形態によれば、基板２の側面は第１面２ａに対して斜面となっている。そして、第２面２ｂに対して第１面２ａが突出する。基板２の側面が第１面２ａに対して斜面になっていることから基板２はエッチング液２６を噴射して形成されている。そして、発電膜３が設置されている第１面２ａが第２面２ｂより突出していることから、第２面２ｂにレジスト膜を設置して第２面２ｂ側からエッチング液２６を噴射している。このとき、第２面２ｂからのみエッチング液２６を噴射する方法となっている。従って、本実施形態の太陽電池１はパターニングが１回の為、パターニングの位置ずれを生じない電池である。また、エッチングが１回であるのでエッチングを２回行う方法に比べて生産性良く形成された太陽電池１とすることができる。
（５）本実施形態によれば、太陽電池１はエッチングにて形成されている。プレス金型にてブランキングするときには太陽電池１が大きくなると形状精度が低下する。エッチングのときには、露光装置の精度で形状精度が決まるのでブランキングに比べて精度よく形状を形成することができる。
（第２の実施形態）
次に、太陽電池の一実施形態について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０（ａ）は、時計の構造を示す模式側面図であり、図１０（ｂ）は、太陽電池の構造を示す模式平面図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は時計の外装を省略した図になっている。本実施形態における時計は第１の実施形態と同様の構造の太陽電池を備えている。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図１０に示すように、電子機器としての時計３５はムーブメント３６を備え、ムーブメント３６には輪列３７、駆動回路３８、電源部３９等が設置されている。ムーブメント３６は時計３５において外装及び針等を除いた部分を示す。輪列３７は複数の歯車により構成され、各歯車が異なる回転数で回転する。輪列３７からは秒針軸４０、分針軸４１、時針軸４２が突出している。秒針軸４０には秒針４３が設置され、分針軸４１には分針４４が設置されている。時針軸４２には時針４５が設置されている。
ムーブメント３６の時針４５側にはムーブメント３６上に太陽電池４６及び文字板４７重ねて設置されている。文字板４７には時、分、秒を示す目盛が設置されている。文字板４７は光透過性の材質から構成されており、時計３５を照射した光は太陽電池４６に照射される。そして、太陽電池４６は受光して発電する。太陽電池４６は図示しない配線により駆動回路３８に接続されている。
太陽電池４６が発電した電力は駆動回路３８を通過して電源部３９に通電する。電源部３９は蓄電器を備え、電源部３９は太陽電池４６が発電した電力を蓄電する。駆動回路３８には図示しないモーターが設置され、駆動回路３８はモーターを駆動する。このとき、駆動回路３８は電源部３９に蓄電された電力を使用する。モーターにより輪列３７内の歯車が回転され、秒針軸４０、分針軸４１及び時針軸４２が回転する。その結果、秒針４３、分針４４及び時針４５が回転する。
図１０（ｂ）に示すように、太陽電池４６は第１太陽電池４６ａ及び第２太陽電池４６ｂを有し、第１太陽電池４６ａと第２太陽電池４６ｂとは配線部材４８により直列接続されている。
太陽電池４６は第１の実施形態の太陽電池１と同様な構造となっている。太陽電池４６は基板２を備えており、基板２の第１面２ａに発電膜３が設置されている。基板２の側面が第１面２ａに対して斜面となっており、第２面２ｂに対して第１面２ａが突出している。つまり、太陽電池４６はエッチングにて形成され、第２面２ｂ側からエッチング液２６を噴射されて形成されている。
図１１は太陽電池集合基板の模式平面図であり、ステップＳ５の基板エッチング工程を説明するための図である。図１１に示すように太陽電池集合基板４９は枠体５０を備えている。太陽電池セル３０には６個の第１太陽電池４６ａ及び第２太陽電池４６ｂが形成されている。第１太陽電池４６ａは枠体５０と接続部５１により接続され、第２太陽電池４６ｂも枠体５０と接続部５１により接続されている。第１太陽電池４６ａと第２太陽電池４６ｂとは接続部５１により接続されている。
太陽電池集合基板４９は、第１の実施形態と同様に発電膜３が設置されていない側の面にノズル２５からエッチング液２６を噴射されてエッチングされている。つまり、太陽電池４６は１回のエッチングで発電膜３及び太陽電池集合基板４９の形状が形成されている。従って、太陽電池４６は形状精度よく且つ生産性良く形成された電池になっている。その結果、時計３５は、形状精度よく且つ生産性良く形成された太陽電池を備えた電子機器とすることができる。
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、ステップＳ４のレジスト膜設置工程において第１表レジスト膜２２の溝部パターン２２ｃ、分離表パターン２２ｅ及び位置決め表パターン２２ｆを第２レジスト膜２４にて覆った。この方法に変えて、第１表レジスト膜２２を剥離し、分離表パターン２２ｅ及び位置決め表パターン２２ｆのパターンを有するレジスト膜を透明導電膜４上に設置しても良い。そして、溝部パターン２２ｃに対応する場所をレジスト膜で覆う。そして、第２面２ｂ側にノズル２５からエッチング液２６を噴射しても良い。この方法でも形状精度良く太陽電池１を形成することができる。
（変形例２）
前記第１の実施形態では、長方形の基板２から太陽電池１が形成された。基板２は長尺のコイル材でも良い。効率良く製造装置に供給することができる。尚、コイル材はリボン材またはフープ材とも称す。
（変形例３）
前記第１の実施形態では、半導体層１６は３層構造の多接合型の発電層になっていた。半導体層１６は光により発電する層であれば良く各種のｐｎ接合、ｐｉｎ接合を適用しても良い。
（変形例４）
前記第２の実施形態では、太陽電池４６を備える時計３５の例を示した。太陽電池を備える総ての電子機器において基板２の第２面２ｂ側からエッチング液２６を噴射して形成した太陽電池を設置することができる。その結果、形状精度が良く生産性良く形成された太陽電池を備えた電子機器にすることができる。例えば携帯電話、万歩計（登録商標）、ラジオ、テレビ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、温度計等の電子機器に上記の太陽電池１と同じ製造方法の太陽電池を設置することができる。
２…基板、２ａ…第１面、２ｂ…第２面、３…発電膜、４…透明導電膜、２２…第１レジスト膜としての第１表レジスト膜、２３…第１レジスト膜としての第１裏レジスト膜、２４…第２レジスト膜、２６…エッチング液、３１…重力加速度方向、３５…電子機器としての時計、４６…太陽電池。

Claims (5)

  1. 基板の第１面に発電膜を設置し、
    前記第１面側と前記第１面の反対側の第２面とに第１レジスト膜を設置し、
    前記第１レジスト膜を所定の形状にパターニングし、
    前記第２面側からエッチング液を前記基板に噴射して前記基板を所定の形状に形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
  2. 請求項１に記載の太陽電池の製造方法であって、
    前記第１レジスト膜を設置する前に前記発電膜に重ねて透明導電膜を設置し、
    前記第１レジスト膜は前記透明導電膜上に設置され、
    前記第１レジスト膜をパターニングした後で前記透明導電膜をエッチングし、
    前記透明導電膜の側面を覆って第２レジスト膜を設置することを特徴とする太陽電池の製造方法。
  3. 請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法であって、
    前記エッチング液を前記基板に噴射するとき、前記第２面を重力加速度方向に向けることを特徴とする太陽電池の製造方法。
  4. 第１面と前記第１面と対向する第２面を有する基板の前記第１面に発電膜が設置され、
    前記基板の側面が前記第１面に対して斜面になっており、
    前記第２面に対して前記第１面が突出することを特徴とする太陽電池。
  5. 太陽電池を備えた電子機器であって、
    前記太陽電池は、
    第１面と前記第１面と対向する第２面を有する基板の前記第１面に発電膜が設置され、
    前記基板の側面が前記第１面に対して斜面となっており、
    前記第２面に対して前記第１面が突出することを特徴とする電子機器。
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