JP2019125658A - 光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】光電変換効率が高く製造が容易な光電変換素子、ならびに、かかる光電変換素子を備える信頼性の高い光電変換モジュールおよび電子機器を提供する。【解決手段】曲線を含む基板外縁８００ａと、基板外縁の内側に位置し曲線を含む基板内縁８００ｂと、を有する半導体基板８００と、半導体基板の一方の面に設けられている複数の第１電極８０４ｐと、を備え、第１電極８０４は、基板外縁８００ａが含む曲線の垂線方向に延在していることを特徴とする。また、複数の第１電極８０４と接続されている第２電極８０５を備え、第２電極８０５の延在方向は、第１電極８０４の延在方向と交差している。【選択図】図８

Description

本発明は、光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器に関するものである。

ＧＰＳ（Global Positioning System）等の測位システムに用いられる位置情報衛星からの電波を受信し、測位信号に含まれる時刻を取得したり、現在位置を検出したりする装着型電子機器（腕時計）が提案されている。

例えば、特許文献１には、腕時計ケースと、文字板と、文字板の下側に配置され位置情報衛星からの電波を受信するアンテナを含む時計モジュールと、文字板と時計モジュールとの間に設けられたソーラーパネルと、を有する腕時計が開示されている。このような腕時計によれば、文字板が光透過性を有しているため、文字板を透過した外部光をソーラーパネルに照射することにより、時計モジュールの動作に必要な電力を発電することができる。

一方、位置情報衛星から送出される電波には極超短波が使用されているが、この極超短波を受信するためには高周波回路を作動させる必要がある。このため、腕時計の消費電力が大きくなるという問題がある。

特に、近年は、現在位置を検出する動作を高頻度に行うことで移動経路を記録する機能（データロガー）を搭載することが求められている。このような機能が搭載されると、高周波回路の作動時間も長くなるため、消費電力のさらなる増大が懸念される。そうなると、消費電力がソーラーパネルの発電電力を上回ってしまい、二次電池を外部電源から充電するための部品を別途用意せざるを得なくなったり、二次電池の容量を高める必要が生じたりする。その結果、腕時計の小型化および軽量化が妨げられることとなる。

他方、特許文献１に記載の腕時計では、外部光が文字板を透過する際、光量が減少してしまう。このため、ソーラーパネルにおいて十分な電力を発電することができないという問題がある。また、電力を確保するためにソーラーパネルを大型化した場合、それに伴って時計モジュールのような主要部位のサイズが制限されたり、腕時計の大型化を招いたりするという問題がある。

そこで、外形形状を円弧状にすることで、腕時計のような円形の搭載空間を有する電子機器にも適用可能な太陽電池セルが検討されている。

特許文献２には、円板状の単結晶ウエハーの形状を利用し、そこから分割された弓形セルを配列した太陽光発電用モジュールが開示されている。これにより、外形形状の一部が円弧状になった太陽電池セルを容易に製造することができる。

特開２０１６−１７６９５７号公報 特開２００６−０７３９８５号公報

しかしながら、このような弓形セルでは、電極の配置を考慮する必要がある。
図１５は、特許文献２に記載された太陽電池セルを示す図であって、中心角が９０°である円弧９０１とこの円弧９０１に接続された弦９０２とで囲まれた弓形をなす半導体基板９００と、弦９０２と平行に延在するフィンガー電極９０４（グリッド電極）と、フィンガー電極９０４と直交するバスバー電極９０５と、を備える従来例の太陽電池セル９０ａの受光面を示す平面図である。

図１５に示す太陽電池セル９０ａでは、フィンガー電極９０４とバスバー電極９０５とが交差しない領域が生じるため、バスバー電極９０５から延長された補助電極９０６がさらに設けられている。この補助電極９０６は、円弧９０１に沿って延在するように設けられている。

一方、図１５に示す太陽電池セル９０ａは、半導体基板９００の受光面と裏面（図示せず）の双方に電極が設けられた構造を有している。すなわち、図１５に示すフィンガー電極９０４やバスバー電極９０５は、受光面に設けられている。このため、受光面側から太陽電池セル９０ａを見たとき、電極が見えてしまうことになり、電子機器の意匠性の低下を招くおそれがある。

また、図１５に示すフィンガー電極９０４と補助電極９０６との接続部９０７では、円弧９０１上の位置に応じてフィンガー電極９０４と補助電極９０６との交差角が異なっている。このため、円弧９０１上の位置によっては、この交差角が極めて小さくなる場合がある。このような小さな交差角を有する接続部９０７は、例えばフォトリソグラフィー技術や印刷技術を用いて電極を形成する際の難易度を高めることになる。その結果、太陽電池セル９０ａの製造歩留まりの低下が懸念される。

そこで、受光面には電極を設けず、裏面に電極を設けた裏面電極型の太陽電池セルが実用化されている。

図１６は、中心角が９０°である円弧９０１とこの円弧９０１に接続された弦９０２とで囲まれた弓形をなす半導体基板９００を備えた、裏面電極型の構造を有する従来例の太陽電池セル９０ｂの裏面を示す平面図である。なお、図１６では、説明の便宜上、フィンガー電極のみを図示し、バスバー電極の図示を省略している。

このような裏面電極型の太陽電池セル９０ｂでは、受光面側に半導体基板９００のみが見えることになるため、見た目の均一性が高く、意匠性の向上が図られる。

一方、裏面電極型の太陽電池セル９０ｂでは、正極と負極の双方を裏面に形成する必要がある。すなわち、図１６に示す裏面電極型の太陽電池セル９０ｂは、それぞれ裏面に設けられた、正極となるｐ型フィンガー電極９０４ｐと、負極となるｎ型フィンガー電極９０４ｎと、を有するものとなる。

このような裏面電極型の太陽電池セル９０ｂでは、双方の電極を分離するための絶縁膜を設けるとともに、適宜、絶縁膜にコンタクトホールを設けることによって、ドーパント領域と電極との電気的接続を図っている。

図１７は、図１６に示す太陽電池セル９０ｂの断面図である。
図１７に示す太陽電池セル９０ｂは、半導体基板９００と、半導体基板９００に形成されたｐ＋不純物領域９０３ｐおよびｎ＋不純物領域９０３ｎと、ｐ＋不純物領域９０３ｐに接続されたｐ型フィンガー電極９０４ｐと、ｎ＋不純物領域９０３ｎに接続されたｎ型フィンガー電極９０４ｎと、を有する。

このような裏面電極型の太陽電池セル９０ｂでは、ｐ＋不純物領域９０３ｐがｐ＋コンタクト９０８ｐを介してｐ型フィンガー電極９０４ｐと電気的に接続されており、ｎ＋不純物領域９０３ｎがｎ＋コンタクト９０８ｎを介してｎ型フィンガー電極９０４ｎと電気的に接続されている。

また、ｐ型フィンガー電極９０４ｐおよびｎ型フィンガー電極９０４ｎは、層間絶縁膜９０９で覆われているとともに、その上にはｐ型バスバー電極９１０ｐおよびｎ型バスバー電極（図示せず）が設けられている。そして、ｐ型フィンガー電極９０４ｐとｐ型バスバー電極９１０ｐとの間がｐ型ビア配線９１１ｐを介して電気的に接続されており、ｎ型フィンガー電極９０４ｎとｎ型バスバー電極（図示せず）との間がｎ型ビア配線９１１ｎを介して電気的に接続されている。

さらに、ｐ型バスバー電極９１０ｐおよびｎ型バスバー電極は、パッシベーション膜９１２で覆われている。

以上のような積層構造をとることにより、ｐ型バスバー電極９１０ｐおよびｎ型バスバー電極を、いずれも裏面側から外部に接続させることができる。

ここで、図１８は、図１７に示す太陽電池セル９０ｂの円弧９０１近傍の部分拡大図である。

図１８に示す太陽電池セル９０ｂでは、前述したように、ｐ型フィンガー電極９０４ｐおよびｎ型フィンガー電極９０４ｎがそれぞれ弦と平行に延在している。このため、ｐ型フィンガー電極９０４ｐおよびｎ型フィンガー電極９０４ｎの各両端では、電極の形状が円弧９０１に沿って先細りする形状にならざるを得ない。その結果、この部分には前述したｐ＋コンタクト９０８ｐやｎ＋コンタクト９０８ｎを配置することができず、受光によって発生したキャリアを取り出すことができない領域（図１８の網掛け部）が生じることになる。そうなると、その分、太陽電池セル９０ｂの光電変換効率が低下することとなる。

加えて、このような先細りの形状を有する電極は、例えばフォトリソグラフィー技術や印刷技術を用いて電極を形成する際の難易度が高いという問題がある。

また、図１９は、図１８に示す太陽電池セル９０ｂの変形例である。
図１９に示す太陽電池セル９０ｃは、ｐ型バスバー電極９１０ｐおよびｎ型バスバー電極（図示せず）が、ｐ型フィンガー電極９０４ｐおよびｎ型フィンガー電極９０４ｎと同一平面上に形成されている以外、図１８に示す太陽電池セル９０ｂと同様である。また、ｐ型バスバー電極９１０ｐは、円弧９０１に沿って延在しており、ｐ型フィンガー電極９０４ｐの端部で接続されている。

このような太陽電池セル９０ｃにおいても、前述したように、ｐ型フィンガー電極９０４ｐとｐ型バスバー電極９１０ｐとの接続部９０７ｐにおいて、円弧９０１上の位置に応じてｐ型フィンガー電極９０４ｐとｐ型バスバー電極９１０ｐとの交差角が異なっている。このため、円弧９０１上の位置によっては、この交差角が極めて小さくなる場合がある。このような小さな交差角を有する接続部９０７ｐは、前述したように電極を形成する際の難易度を高めることになり、太陽電池セル９０ｃの製造歩留まりの低下を招く。

本発明の目的は、光電変換効率が高く製造が容易な光電変換素子、ならびに、かかる光電変換素子を備える信頼性の高い光電変換モジュールおよび電子機器を提供することにある。

上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光電変換素子は、曲線を含む基板外縁と、前記基板外縁の内側に位置し曲線を含む基板内縁と、を有する半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面に設けられている複数の第１電極と、
を備え、
前記第１電極は、前記基板外縁が含む曲線の垂線方向に延在していることを特徴とする。

これにより、第１電極がその端部において先細りの形状になるおそれがなく、端部までドーパント領域を配置することができるので、受光によって発生したキャリアを無駄なく取り出すことができ、光電変換効率が高い光電変換素子が得られる。また、第１電極を例えばフォトリソグラフィー技術や印刷技術等で形成するとき、その難易度を下げることができるので、製造が容易な光電変換素子が得られる。

本発明の光電変換素子では、前記第１電極は、前記基板外縁に臨む第１電極外縁と、前記基板内縁に臨む第１電極内縁と、を有しており、
前記第１電極外縁の長さは、前記第１電極内縁の長さより長いことが好ましい。

これにより、第１電極同士の隙間を一定にしながら、第１電極を半導体基板に対してできるだけ隙間なく敷き詰めることができる。このため、第１電極同士の絶縁性を確保しつつ、第１電極による反射膜としての機能をより高めることができる。

本発明の光電変換素子では、複数の前記第１電極は、前記基板外縁に沿って配列されていることが好ましい。

これにより、各第１電極の形状や面積を均一化することができ、光電変換素子の構造の均一化を図ることができるので、光電変換素子における反り等の変形が発生しにくくなる。

本発明の光電変換素子では、複数の前記第１電極と接続されている第２電極を備え、
前記第２電極の延在方向は、前記第１電極の延在方向と交差していることが好ましい。

これにより、複数の第１電極を跨ぐように第２電極が配置されることになるので、双方の交差部に電極間ビア配線が配置された場合、第２電極が効果的な集電体となる。

本発明の光電変換素子では、前記第２電極は、前記半導体基板の厚さ方向において前記第１電極と重なっていることが好ましい。

これにより、第２電極の配置に必要なスペースを確保する必要がないため、半導体基板において第１電極やドーパント領域を配置するスペースをより広く確保することができる。その結果、取り出せるキャリアの数が増えるとともに、第１電極の反射膜としての機能が向上するため、光電変換効率をより高めることができる。

本発明の光電変換素子では、前記第２電極は、前記基板外縁に臨む第２電極外縁と、前記基板内縁に臨む第２電極内縁と、を有しており、
前記第２電極外縁の長さは、前記第２電極内縁の長さより長いことが好ましい。

これにより、第２電極は、半導体基板と同様の形状となり、複数の第１電極に対して交差させやすくなる。

本発明の光電変換素子では、前記第２電極の端子を複数備えており、
複数の前記端子は、前記基板外縁に沿って配列されていることが好ましい。

これにより、光電変換素子と配線基板との間を、電気的かつ機械的により確実に接続することができる。

本発明の光電変換素子では、前記基板外縁および前記基板内縁は、互いに同心の円弧を含むことが好ましい。

これにより、第１電極の設計が容易になるとともに、光電変換素子の構造のバランスが最適化される。その結果、光電変換素子における反り等の変形が発生しにくくなる。

本発明の光電変換素子では、前記半導体基板は、単結晶性を有することが好ましい。
これにより、光電変換効率が特に高い光電変換素子が得られる。また、光電変換素子の省スペース化が図られることにより、電子機器の意匠性をより高めることができる。さらに、室内光のような低照度光においても光電変換効率が低下しにくい光電変換素子が得られる。

本発明の光電変換モジュールは、本発明の光電変換素子と、
前記光電変換素子と重なるように設けられている配線基板と、
を有することを特徴とする。
これにより、信頼性の高い光電変換モジュールが得られる。

本発明の電子機器は、本発明の光電変換素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。

本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計を示す斜視図である。 本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計を示す斜視図である。 図１、２に示す電子時計の平面図である。 図１、２に示す電子時計の縦断面図である。 図４に示す電子時計のうち光電変換モジュールのみを図示した平面図である。 図５に示す光電変換モジュールの分解斜視図である。 図５に示す光電変換モジュールのＡ−Ａ線断面図である。 図６に示す光電変換素子の電極面を示す平面図である。 図８に示す平面図のうち第１電極を選択的に示す図である。 図８に示す平面図のうち第２電極および電極パッドを選択的に示す図である。 第２実施形態に係る光電変換モジュールを示す平面図である。 第３実施形態に係る光電変換モジュールを示す展開平面図である。 図７に示す光電変換モジュールを製造する方法の一例を説明するための図である。 図７に示す光電変換モジュールを製造する方法の一例を説明するための図である。 中心角が９０°である円弧とこの円弧に接続された弦とで囲まれた弓形をなす半導体基板と、弦と平行に延在するフィンガー電極（グリッド電極）と、フィンガー電極と直交するバスバー電極と、を備える従来例の太陽電池セルの受光面を示す平面図である。 中心角が９０°である円弧とこの円弧に接続された弦とで囲まれた弓形をなす半導体基板を備えた、裏面電極型の構造を有する従来例の太陽電池セルの裏面を示す平面図である。 図１６に示す太陽電池セルの断面図である。 図１７に示す太陽電池セルの円弧近傍の部分拡大図である。 図１８に示す太陽電池セルの変形例である。

以下、本発明の光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜電子機器＞
まず、本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計について説明する。かかる電子時計は、受光面に光が照射されると、内蔵する太陽電池（光電変換モジュール）によって発電（光電変換）し、発電により得られた電力を駆動電力として利用するように構成されている。

図１、２は、それぞれ、本発明の電子機器の実施形態を適用した電子時計を示す斜視図である。このうち、図１は、電子時計の表側（受光面側）から見たときの外観を表す斜視図であり、図２は、電子時計の裏側から見たときの外観を表す斜視図である。また、図３は、図１、２に示す電子時計の平面図であり、図４は、図１、２に示す電子時計の縦断面図である。

電子時計２００は、ケース３１と太陽電池８０（光電変換モジュール）と表示部５０と光センサー部４０を含む機器本体３０と、ケース３１に取り付けられた２つのバンド１０と、を有している。

なお、以下の説明では、太陽電池８０の受光面に直交する方向に延在する方向軸をＺ軸とする。また、電子時計の裏側から表側への向きを「＋Ｚ方向」とし、その反対向きを「−Ｚ方向」とする。

一方、Ｚ軸に直交する２つの軸を「Ｘ軸」および「Ｙ軸」とする。このうち、２つのバンド１０同士を結ぶ方向軸をＹ軸とし、Ｙ軸に直交する方向軸をＸ軸とする。また、表示部５０の上向きを「＋Ｙ方向」とし、下向きを「−Ｙ方向」とする。また、太陽電池８０の受光面を平面視したとき、右向きを「＋Ｘ方向」とし、左向きを「−Ｘ方向」とする。
以下、電子時計２００の構成について順次説明する。

（機器本体）
機器本体３０は、表側および裏側に開口したケース３１と、表側の開口部を塞ぐように設けられた風防板５５と、ケース３１の表面と風防板５５の側面とを覆うように設けられたベゼル５７と、裏側の開口部を塞ぐように設けられた透明カバー４４と、を備える筐体を有している。この筐体内には、後述する種々の構成要素が収容される。

筐体のうち、ケース３１は円環状をなしており、表側には風防板５５を嵌め込み可能な開口部３５を備え、裏側には透明カバー４４を嵌め込み可能な開口部（測定窓部４５）を備えている。

また、ケース３１の裏側の一部は、突出するように成形された凸状部３２になっている。この凸状部３２の頂部が開口しており、この開口部に透明カバー４４が嵌め込まれているとともに、透明カバー４４の一部が開口部から突出している。

ケース３１の構成材料としては、例えばステンレス鋼、チタン合金のような金属材料の他、樹脂材料、セラミック材料等が挙げられる。また、ケース３１は、複数の部位の組み立て体であってもよく、その場合、部位同士で構成材料が異なっていてもよい。
また、ケース３１の外側面には、複数の操作部５８（操作ボタン）が設けられている。

また、ケース３１の表側に設けられた開口部３５の外縁には、＋Ｚ方向に突出する突起部３４が形成されている。そして、この突起部３４を覆うように、円環状をなすベゼル５７が設けられている。

さらに、ベゼル５７の内側には風防板５５が設けられている。そして、風防板５５の側面とベゼル５７との間が、パッキンや接着剤のような接合部材５６を介して接着されている。

風防板５５および透明カバー４４の構成材料としては、例えばガラス材料、セラミック材料、樹脂材料等が挙げられる。また、風防板５５は透光性を有し、風防板５５を介して表示部５０の表示内容を視認することができるようになっている。さらに、透明カバー４４も透光性を有し、光センサー部４０を生体情報測定部として機能させることができる。

また、筐体の内部空間３６は、後述する種々の構成要素を収容可能な閉空間になっている。

機器本体３０は、それぞれ内部空間３６に収容される要素として、回路基板２０と、方位センサー２２（地磁気センサー）と、加速度センサー２３と、ＧＰＳアンテナ２８と、光センサー部４０と、表示部５０を構成する電気光学パネル６０および照明部６１と、二次電池７０と、太陽電池８０と、を備えている。また、機器本体３０は、これらの要素の他にも、標高や水深等を算出するための圧力センサー、温度を測定する温度センサー、角速度センサーのような各種センサー、バイブレーター等を備えていてもよい。

回路基板２０は、前述した要素同士を電気的に接続する配線を含む基板である。また、回路基板２０には、前述した要素の動作を制御する制御回路や駆動回路等を含むＣＰＵ２１（Central Processing Unit）および他の回路素子２４が搭載されている。

また、太陽電池８０、電気光学パネル６０、回路基板２０および光センサー部４０は、風防板５５側からこの順で配置されている。これにより、太陽電池８０は、風防板５５に近接して配置されることになり、多くの外部光が太陽電池８０に効率よく入射する。その結果、太陽電池８０における発電効率を最大限に高めることができる。

以下、機器本体３０に収容される要素についてさらに詳述する。
回路基板２０は、その端部が回路ケース７５を介してケース３１に取り付けられている。

また、回路基板２０には、接続配線部６３および接続配線部８１が電気的に接続されている。このうち、接続配線部６３を介して回路基板２０と電気光学パネル６０とが電気的に接続されている。また、接続配線部８１を介して回路基板２０と太陽電池８０とが電気的に接続されている。これらの接続配線部６３、８１は、例えばフレキシブル回路基板で構成され、内部空間３６の隙間に効率よく引き回される。

方位センサー２２および加速度センサー２３は、電子時計２００を装着したユーザーの体の動きに係る情報を検出することができる。方位センサー２２および加速度センサー２３は、ユーザーの体動に応じて変化する信号を出力し、ＣＰＵ２１に送信する。

ＣＰＵ２１は、ＧＰＳアンテナ２８を含むＧＰＳ受信部（図示せず）を制御する回路、光センサー部４０を駆動しユーザーの脈波等を測定する回路、表示部５０を駆動する回路、太陽電池８０の発電を制御する回路等を含む。

ＧＰＳアンテナ２８は、複数の位置情報衛星から電波を受信する。また、機器本体３０は、図示しない信号処理部を備えている。信号処理部は、ＧＰＳアンテナ２８が受信した複数の測位信号に基づいて測位計算を行い、時刻および位置情報を取得する。信号処理部は、これらの情報をＣＰＵ２１に送信する。

光センサー部４０は、ユーザーの脈波等を検出する生体情報測定部である。図４に示す光センサー部４０は、受光部４１と、受光部４１の外側に設けられた複数の発光部４２と、受光部４１および発光部４２が搭載されたセンサー基板４３と、を含む光電センサーである。また、受光部４１および発光部４２は、前述した透明カバー４４を介して、ケース３１の測定窓部４５に臨んでいる。また、機器本体３０が備える接続配線部４６を介して回路基板２０と光センサー部４０とが電気的に接続されている。

このような光センサー部４０は、発光部４２から射出した光を被検体（例えばユーザーの皮膚）に対して照射し、その反射光を受光部４１で受光することにより、脈波を検出する。光センサー部４０は、検出した脈波の情報をＣＰＵ２１に送信する。

なお、光電センサーに代えて、心電計、超音波センサーのような他のセンサーを用いるようにしてもよい。

また、機器本体３０は、図示しない通信部を備えている。この通信部は、機器本体３０が取得した各種の情報や記憶している情報、ＣＰＵ２１による演算結果等を外部に送信する。

表示部５０は、風防板５５を介して、電気光学パネル６０の表示内容をユーザーに視認させる。これにより、例えば前述した要素から取得した情報を、文字や画像として表示部５０に表示し、ユーザーに認識させることができる。

電気光学パネル６０としては、例えば、液晶表示素子、有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence）表示素子、電気泳動表示素子、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示素子等が挙げられる。

図４では、一例として、電気光学パネル６０が反射型の表示素子（例えば反射型液晶表示素子、電気泳動表示素子等）である場合を図示している。このため、表示部５０は、電気光学パネル６０が備える導光板（図示せず）の光入射面に設けられた照明部６１を備えている。照明部６１としては、例えばＬＥＤ素子が挙げられる。このような照明部６１および導光板は、反射型表示素子のフロントライトとして機能する。

なお、電気光学パネル６０が透過型の表示素子（例えば透過型液晶表示素子等）である場合には、フロントライトに代えてバックライトを設けるようにすればよい。

また、電気光学パネル６０が自発光型の表示素子（例えば有機ＥＬ表示素子、ＬＥＤ表示素子等）である場合や、自発光型ではないものの外光を利用する表示素子である場合には、フロントライトやバックライトを省略することができる。

二次電池７０は、図示しない配線を介して回路基板２０に接続されている。これにより、二次電池７０から出力される電力を、前述した要素の駆動に用いることができる。また、太陽電池８０で発電した電力によって、二次電池７０を充電することができる。

以上、電子時計２００について説明したが、本発明の電子機器の実施形態は電子時計に限定されず、例えば携帯電話端末、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末、カメラ等であってもよい。

（太陽電池）
≪第１実施形態≫
次に、本発明の光電変換モジュールの第１実施形態を適用した太陽電池８０について詳述する。

太陽電池８０は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換モジュールである。

図５は、図４に示す電子時計２００のうち太陽電池８０のみを図示した平面図である。また、図６は、図５に示す太陽電池８０の分解斜視図である。

図５に示す太陽電池８０（光電変換モジュール）は、風防板５５と電気光学パネル６０との間に設けられ、結晶性を有する半導体基板からなる４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ（光電変換素子）と、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄと電気的に接続された配線基板８２と、を備えている。

セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄは、それぞれ板状をなしており、その主面はＺ軸方向に向いている。また、セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの各主面のうち、風防板５５に臨む主面は、外部光を受光する受光面８４となる。一方、電気光学パネル６０に臨む主面は、発電した電力を取り出す電極パッドが設けられた電極面８５となる。

図５に示す太陽電池８０の平面視形状は、円環になっている。換言すれば、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄがわずかな隙間を介して並ぶことにより、全体の平面視形状は、内縁形状（内形形状）および外縁形状（外形形状）がそれぞれ円形である円環になっている。

一方、前述したケース３１の開口部３５は、円形をなしていることから、その内縁は曲線を含んでいる。

このような電子時計２００によれば、円形の開口部３５を有するケース３１に対して、表示部５０のような主要部位のスペースを確保しつつ、太陽電池８０を効率的に配置することができる。これにより、太陽電池８０を風防板５５に近接して配置することができるので、太陽電池８０の発電効率を十分に高めることができる。一方、表示部５０の配置スペースを、開口部３５の中心部に確保することができるので、表示部５０の視認性が良好になるとともに、表示部５０と太陽電池８０との配置のバランスも良好になる。その結果、太陽電池８０の発電効率と全体的な意匠性とを両立した電子時計２００が得られる。

なお、ケース３１の開口部３５（の内縁）は、少なくとも一部に曲線を含んでいればよく、例えば直線と曲線とを含んでいてもよい。

また、「太陽電池８０の外縁」とは、太陽電池８０の輪郭のうち、開口部３５の外側に臨む部分のことをいい、「太陽電池８０の内縁」とは、太陽電池８０の輪郭のうち、開口部３５の中心側に臨む部分のことをいう。

また、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄにおいて、それぞれの内縁および外縁は、互いに同じ中心を持つ円（同心円）の一部であることが好ましい。換言すれば、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの集合体が円環をなすとき、その円環の内円と外円とが同心円であることが好ましい。これにより、とりわけ意匠性が高い電子時計２００を実現することができる。

なお、図３に示すように、太陽電池８０の内縁側には、表示部５０（電気光学パネル６０）が設けられるが、この表示部５０の外形形状は、太陽電池８０の内縁に沿っている。換言すれば、電子時計２００は、太陽電池８０の内縁に沿う外形形状を含む電気光学パネル６０を有する。このように配置することで、例えば太陽電池８０の内側に配される表示部５０の外形形状を円形にすることができるので、意匠性が高い電子時計２００を実現することができる。

また、太陽電池８０の少なくとも一部は、電気光学パネル６０の画素領域より外側と重なるように配置されている。これにより、例えば、太陽電池８０の受光面８４を正視するように電子時計２００を見たとき、太陽電池８０よりも遠い位置に表示部５０（電気光学パネル６０）が配置されれば、太陽電池８０は、電気光学パネル６０の画素領域の外側を覆う、いわゆる見切り板として機能することができる。

なお、本実施形態では、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの集合体によって太陽電池８０が構成されているが、セルの数は、１つであってもよく、２つ以上の任意の数であってもよい。

また、本実施形態では、太陽電池８０の平面視形状が円環になっているが、多重の円環であってもよい。

また、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄのうち、１つ以上が省略されてもよく、セル同士の形状が互いに異なっていてもよい。

また、太陽電池８０が含む半導体基板は、前述したように結晶性を有している。この結晶性とは、単結晶性または多結晶性のことをいう。このような結晶性を有する半導体基板を含むことにより、非晶質性を有する半導体基板を含む場合に比べて、より発電効率の高い太陽電池８０が得られる。かかる太陽電池８０は、仮に同じ電力を発電する場合、より面積を小さくすることを可能にする。このため、結晶性を有する半導体基板を含むことにより、発電効率と意匠性とをより高度に両立させた電子時計２００が得られる。

特に、半導体基板は、単結晶性を有するものが好ましい。これにより、太陽電池８０の発電効率が特に高められる。したがって、発電効率と意匠性との両立を最大限に図ることができる。また、特に、太陽電池８０の省スペース化が図られることにより、電子時計２００の意匠性をより高めることができる。さらに、室内光のような低照度光においても発電効率が低下しにくいという利点もある。

半導体基板としては、例えばシリコン基板の他、化合物半導体基板（例えばＧａＡｓ基板）等が挙げられる。

なお、単結晶性を有するとは、半導体基板全体が単結晶である場合の他、一部が多結晶または非晶質である場合も含む。後者の場合、単結晶の体積が相対的に大きい（例えば全体の９０体積％以上である）ことが好ましい。

また、太陽電池８０は、好ましくは裏面電極型とされる。具体的には、図６に示すように、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの電極面８５に、それぞれ電極パッド８６、８７が設けられている。このうち、電極パッド８６は正極であり、一方、電極パッド８７は負極である。したがって、電極パッド８６および電極パッド８７から配線を介して電力を取り出すことができる。

裏面電極型では、全ての電極パッドを電極面８５（裏面）側に配置することができる。このため、受光面８４を最大限に大きくすることができ、受光面積の最大化に伴う発電効率の向上を図ることができる。加えて、受光面８４側に電極パッドを設けることによる意匠性の低下を防止することができる。このため、電子時計２００の意匠性をさらに高めることができる。

また、太陽電池８０は、図５に示すように、電極パッド８６および電極パッド８７をそれぞれ複数含んでいるのが好ましい。これにより、セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄと配線基板８２との間を、電気的かつ機械的により確実に接続することができる。

また、複数の電極パッド８６は、太陽電池８０の外縁に沿って配置されている。一方、複数の電極パッド８７は、太陽電池８０の内縁に沿って配置されている。このような配置をとることにより、太陽電池８０の延在方向（周方向）に沿って接続点を確保することができる。このため、太陽電池８０をより確実に固定することができ、かつ、太陽電池８０と配線基板８２との間の接続抵抗を十分に低減させることができる。

なお、電極パッド８６、８７の配置は、図示のものに限定されず、例えば電極パッド８６の列の位置と電極パッド８７の列の位置とが入れ替わっていてもよい。

また、１つのセル当たりの電極パッド８６、８７の数も、特に限定されず、それぞれ１つであっても、任意の複数であってもよい。また、電極パッド８６、８７の形状も、特に限定されず、いかなる形状であってもよい。

図７は、図５に示す太陽電池８０のＡ−Ａ線断面図である。なお、図７では、半導体基板としてＳｉ基板８００を用いた例を図示している。

図７に示す太陽電池８０は、セル８０ａと配線基板８２とを備えている。
このうち、セル８０ａは、Ｓｉ基板８００と、Ｓｉ基板８００に形成されたｐ＋不純物領域８０１およびｎ＋不純物領域８０２と、ｐ＋不純物領域８０１およびｎ＋不純物領域８０２に接続されているフィンガー電極８０４（第１電極）と、フィンガー電極８０４に接続されているバスバー電極８０５（第２電極）と、を備えている。なお、図７では、図示の便宜上、ｐ＋不純物領域８０１に接続されているバスバー電極８０５および電極パッド８６（正極）のみを図示し、ｎ＋不純物領域８０２に接続されているバスバー電極および電極パッド（負極）の図示を省略している。また、図７では、ｎ＋不純物領域８０２に接続されているフィンガー電極８０４について破線で示しており、このフィンガー電極８０４がバスバー電極８０５と電気的に接続されていないことを表している。

Ｓｉ基板８００としては、例えばＳｉ（１００）基板等が用いられる。なお、Ｓｉ基板８００の結晶面は、特に限定されず、Ｓｉ（１００）面以外の結晶面であってもよい。

Ｓｉ基板８００（半導体基板）の主要構成元素以外の不純物元素濃度は、できるだけ低いことが好ましいが、それぞれ１×１０^１１［ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２］以下であるのがより好ましく、１×１０^１０［ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２］以下であるのがさらに好ましい。不純物元素濃度が前記範囲内であることにより、Ｓｉ基板８００の不純物が光電変換に及ぼす影響を十分に小さく抑えることができる。これにより、小面積であっても十分な電力を発生させ得る太陽電池８０を実現することができる。さらに、室内光のような低照度光においても発電効率が低下しにくくなるという利点もある。

なお、Ｓｉ基板８００の不純物元素濃度は、例えばＩＣＰ−ＭＳ（Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry）法により測定することができる。

また、ｐ＋不純物領域８０１に接続されているバスバー電極８０５の一部が露出し、前述した電極パッド８６を構成している。一方、ｎ＋不純物領域８０２に接続されているバスバー電極（図示せず）の一部が露出し、前述した電極パッド８７を構成している。

また、電極パッド８６は、図７に示すように、導電接続部８３を介して、配線基板８２と接続されている。同様に、電極パッド８７も、図示しない導電接続部を介して、配線基板８２と接続されている。

導電接続部８３としては、例えば導電ペースト、導電シート、金属材料、はんだ、ろう材等が挙げられる。

Ｓｉ基板８００の受光面８４には、テクスチャーが形成されている。このテクスチャーは、例えば任意の形状をなす凹凸形状のことをいう。具体的には、例えば受光面８４に形成された多数のピラミッド状突起で構成される。このようなテクスチャーを設けることにより、受光面８４における外部光の反射を抑制し、Ｓｉ基板８００に入射する光量の増大を図ることができる。

なお、Ｓｉ基板８００が例えばＳｉ（１００）面を主面とする基板である場合、Ｓｉ（１１１）面を傾斜面とするピラミッド状突起がテクスチャーとして好適に用いられる。

また、太陽電池８０は、受光面８４に設けられた、図示しないパッシベーション膜を備えている。なお、このパッシベーション膜は、反射防止膜の機能を有していてもよい。一方、太陽電池８０は、電極面８５に設けられたパッシベーション膜８０６を備えている。

また、フィンガー電極８０４とＳｉ基板８００との間、および、バスバー電極８０５とフィンガー電極８０４との間は、それぞれ層間絶縁膜８０７を介して絶縁されている。

パッシベーション膜８０６や層間絶縁膜８０７の構成材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム等が挙げられる。

フィンガー電極８０４やバスバー電極８０５の構成材料としては、例えば、アルミニウム、チタン、銅のような金属の単体または合金等が挙げられる。

配線基板８２は、絶縁基板８２１と、その上に設けられた導電膜８２２と、を備えている。

絶縁基板８２１としては、例えばポリイミド基板、ポリエチレンテレフタレート基板のような各種樹脂基板が挙げられる。導電膜８２２の構成材料としては、例えば銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銀または銀合金等が挙げられる。

また、各セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ同士の隙間の長さｄ（図３参照）は、特に限定されないが、０．０５ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのがより好ましい。隙間の長さｄを前記範囲内に設定することにより、受光面８４側から太陽電池８０を見たとき、図７に示す端面８０８がより見えにくくなる。また、隙間の長さｄが短すぎることによる、太陽電池８０の組み立てにくさやセル同士が接触しやすくなるという問題を回避するという観点からも有用である。

また、各セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの厚さは、特に限定されないが、５０μｍ以上５００μｍ以下であるのが好ましく、１００μｍ以上３００μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、太陽電池８０の光電変換効率と機械的特性との両立を図ることができる。また、電子時計２００の薄型化にも貢献することができる。

配線基板８２は、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄと重なるように設けられている。このような配線基板８２は、絶縁基板８２１と、その上に設けられた導電膜８２２と、導電膜８２２と重なる部分に開口部８２４を含む絶縁膜８２３と、を備えている。

なお、「配線基板８２が４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄと重なる」とは、配線基板８２の平面視において、配線基板８２が少なくとも１つのセルと重なって見える状態をいう。また、その場合、１つのセルの全体と重なっている必要はなく、その少なくとも一部と重なっていればよい。

なお、本実施形態では、配線基板８２が４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄと重なっている。

絶縁基板８２１としては、例えばポリイミド基板、ポリエチレンテレフタレート基板のような各種樹脂基板が挙げられる。

導電膜８２２の構成材料としては、例えば銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銀または銀合金等が挙げられる。

絶縁膜８２３の構成材料としては、例えばポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂のような各種樹脂材料が挙げられる。

また、絶縁基板８２１と絶縁膜８２３との間は、接着層８２５を介して接着されている。

接着層８２５の構成材料としては、例えばエポキシ系接着材、シリコーン系接着材、オレフィン系接着材、アクリル系接着材等が挙げられる。

ここで、図８は、図６に示すセル８０ａの電極面８５を示す平面図である。なお、図８では、前述したパッシベーション膜８０６に覆われているフィンガー電極８０４やバスバー電極８０５を透視するように図示している。

また、図９は、図８に示す平面図のうちフィンガー電極８０４を選択的に示す図であり、図１０は、図８に示す平面図のうちバスバー電極８０５および電極パッド８６、８７を選択的に示す図である。フィンガー電極８０４およびバスバー電極８０５は、互いに階層が異なるため、図９および図１０において階層別に分けて図示している。

なお、以下の説明では、セル８０ａを代表として説明するが、その説明はセル８０ｂ、８０ｃ、８０ｄについても同様である。

セル８０ａは、図８〜図１０に示すように、Ｓｉ基板８００を備えている。このＳｉ基板８００は、輪郭に２つの円弧を含んでいる。このうち、図５に示す円環の外縁の一部に相当する円弧が基板外縁８００ａであり、円環の内縁の一部に相当する円弧が基板内縁８００ｂである。

また、図８〜図１０に示すセル８０ａは、Ｓｉ基板８００に形成されたｐ＋不純物領域８０１（図７参照）を覆うように設けられたｐ型フィンガー電極８０４ｐと、ｐ＋不純物領域８０１とｐ型フィンガー電極８０４ｐとの間を電気的に接続するｐ＋コンタクト８１１ｐと、を備えている。

また、図８〜図１０に示すセル８０ａは、Ｓｉ基板８００に形成されたｎ＋不純物領域８０２（図７参照）を覆うように設けられたｎ型フィンガー電極８０４ｎと、ｎ＋不純物領域８０２とｎ型フィンガー電極８０４ｎとの間を電気的に接続するｎ＋コンタクト８１１ｎと、を備えている。

そして、ｐ＋コンタクト８１１ｐは、１つのｐ型フィンガー電極８０４ｐに対して複数設けられている。したがって、それに応じて、図７に示すｐ＋不純物領域８０１も、１つのｐ型フィンガー電極８０４ｐに対して複数設けられている。これにより、受光によって発生した正孔（キャリア）を効率よく取り出すことができる。

同様に、ｎ＋コンタクト８１１ｎは、１つのｎ型フィンガー電極８０４ｎに対して複数設けられている。したがって、それに応じて、図７に示すｎ＋不純物領域８０２も、１つのｎ型フィンガー電極８０４ｎに対して複数設けられている。これにより、受光によって発生した電子（キャリア）を効率よく取り出すことができる。

ｐ＋コンタクト８１１ｐおよびｎ＋コンタクト８１１ｎの構成材料は、例えば、前述したフィンガー電極８０４の構成材料と同様のものから適宜選択される。

なお、前述したフィンガー電極８０４は、ｐ型フィンガー電極８０４ｐおよびｎ型フィンガー電極８０４ｎの双方を指している。

また、図８および図９では、ｐ＋コンタクト８１１ｐおよびｎ＋コンタクト８１１ｎに対して相対的に密なドットを付し、フィンガー電極８０４に対して相対的に疎なドットを付している。

ここで、フィンガー電極８０４は、図９に示すように、基板外縁８００ａが含む曲線の垂線ＰＬの延伸方向に延在している。すなわち、セル８０ａ（光電変換素子）は、曲線を含む基板外縁８００ａと、基板外縁８００ａの内側（曲線の内側）に位置し曲線を含む基板内縁８００ｂと、を有するＳｉ基板８００（半導体基板）と、Ｓｉ基板８００の一方の面に設けられている複数のフィンガー電極８０４（第１電極）と、を備え、フィンガー電極８０４は、基板外縁８００ａが含む曲線の垂線方向に延在している。このため、基板外縁８００ａが円弧である場合、フィンガー電極８０４は、その円弧の中心から放射状に延伸する直線に沿って延在することとなる。

フィンガー電極８０４がこのように配置されることで、フィンガー電極８０４は、基板外縁８００ａ側の端部において先細りの形状になるおそれがない。すなわち、フィンガー電極８０４の延在方向が基板外縁８００ａに対してほぼ垂直になるため、フィンガー電極８０４は、基板外縁８００ａ側の端部に至るまでほぼ一定の幅を確保することができる。このため、例えばｐ型フィンガー電極８０４ｐに対しては、その端部にもｐ＋コンタクト８１１ｐを配置することができる。同様に、ｎ型フィンガー電極８０４ｎに対しては、その端部にもｎ＋コンタクト８１１ｎを配置することができる。これにより、受光によって発生したキャリアを無駄なく取り出すことができ、光電変換に寄与しない面積を縮小することができる。その結果、基板外縁８００ａに曲線を含む場合であっても、従来のように光電変換に寄与しない領域が多く発生することが防止されることとなり、光電変換効率が高いセル８０ａを実現することができる。

また、先細りの形状にする必要がないことから、フィンガー電極８０４の導通抵抗の低下を避けることができる。このため、かかる観点からもセル８０ａの光電変換効率の向上に寄与することができる。

さらに、先細りの形状にする必要がないことから、フィンガー電極８０４を例えばフォトリソグラフィー技術や印刷技術等で形成するとき、その難易度を下げることができる。すなわち、製造技術の精細度によっては、先細りの形状の先端に向かうにつれて、形状の精度が低下しやすいが、上記のようなフィンガー電極８０４によれば、その懸念を低減することができる。このため、上記のような形状のフィンガー電極８０４は、太陽電池８０の製造効率（製造歩留まり）や低コスト化の観点からも有用である。

なお、基板内縁８００ｂは、その少なくとも一部が基板外縁８００ａの曲線の内側に位置していればよい。そして、曲線の内側とは、曲線の両端から、それぞれその曲線に直交する直線（垂線）を引き、その直線同士が交差する交差点を求めたとき、曲線と２本の直線とで囲まれた範囲のことをいう。

そして、太陽電池８０（光電変換モジュール）は、このようなセル８０ａ（光電変換素子）と、このセル８０ａと重なるように設けられている配線基板８２と、を有する。したがって、太陽電池８０は、電子時計２００の各要素に必要な電力を十分に発生させることができ、信頼性の高いものとなる。

また、電子時計２００（電子機器）は、このような太陽電池８０を備えている。このため、外光によって安定的に駆動し得る信頼性の高い電子時計２００が得られる。

一方、本実施形態に係るセル８０ａでは、前述した垂線ＰＬが基板内縁８００ｂにも直交している。このため、フィンガー電極８０４は、基板内縁８００ｂ側の端部においても先細りの形状になるおそれがない。このため、例えばｐ型フィンガー電極８０４ｐに対しては、基板内縁８００ｂ側の端部にもｐ＋コンタクト８１１ｐを配置することができ、同様に、ｎ型フィンガー電極８０４ｎに対しては、基板内縁８００ｂ側の端部にもｎ＋コンタクト８１１ｎを配置することができる。これにより、セル８０ａの光電変換効率をより高めることができる。

なお、前述した垂線ＰＬは、基板外縁８００ａの円弧の中心Ｏを通過していることが好ましい。これにより、フィンガー電極８０４の設計が容易になるとともに、セル８０ａの構造のバランスが最適化される。その結果、セル８０ａにおける反り等の変形が発生しにくくなる。

また、基板外縁８００ａおよび基板内縁８００ｂは、互いに同心の円弧を含むことが好ましい。これにより、上記と同様、フィンガー電極８０４の設計が容易になるとともに、セル８０ａの構造のバランスが最適化される。その結果、セル８０ａにおける反り等の変形が発生しにくくなる。

なお、基板外縁８００ａおよび基板内縁８００ｂは、それぞれ曲線を含んでいればよく、例えば、一部が直線であってもよいし、円弧以外の曲線を含んでいてもよい。

また、セル８０ａには、複数のフィンガー電極８０４が設けられている。このため、これらのフィンガー電極８０４は、基板外縁８００ａに沿って配列される（並ぶ）こととなる。換言すれば、配列軸が基板外縁８００ａとほぼ平行であるということができる。このように配列させることで、各フィンガー電極８０４の形状や面積を均一化することができ、セル８０ａの構造の均一化を図ることができる。その結果、セル８０ａにおける反り等の変形が発生しにくくなる。加えて、フィンガー電極８０４を、Ｓｉ基板８００に対してできるだけ隙間なく敷き詰めることができる。これにより、フィンガー電極８０４は、セル８０ａの電極面８５側において、受光面８４から入射した光を反射するための反射膜としても機能する。すなわち、フィンガー電極８０４が隙間なく敷き詰められることにより、受光面８４から入射しＳｉ基板８００を透過してしまった光を、フィンガー電極８０４においてより高い確率で反射させることができる。これにより、光電変換に寄与する光量を増やすことでき、光電変換効率の向上を図ることができる。

さらに、少なくとも互いに隣り合うフィンガー電極８０４同士は、互いに同一形状であり、かつ、互いに同一面積であることが好ましい。これにより、セル８０ａの構造のさらなる均一化が図られることとなる。

なお、同一形状および同一面積とは、それぞれ、製造時に発生する誤差を許容する概念である。

また、配列軸が基板外縁８００ａとほぼ平行であるとは、これらのなす角度が１０°以下の状態を指す。

また、フィンガー電極８０４が基板外縁８００ａに沿って配列される場合、ｐ型フィンガー電極８０４ｐとｎ型フィンガー電極８０４ｎとが交互に並んでいるのが好ましいが、このような配列パターンに限定されるものではなく、一部または全部が異なる配列パターンであってもよい。例えば、図８では、ｐ型フィンガー電極８０４ｐ同士の間、または、ｎ型フィンガー電極８０４ｎ同士の間に、電極パッド８６、８７が配置されているが、光電変換効率の観点からは、ｐ型フィンガー電極８０４ｐとｎ型フィンガー電極８０４ｎとの間に電極パッド８６、８７が配置されているのが好ましい。

また、フィンガー電極８０４の輪郭は、いかなる形状であってもよいが、図９では、基板外縁８００ａに臨む第１電極外縁８１２と、基板内縁８００ｂに臨む第１電極内縁８１３と、を有している。そして、第１電極外縁８１２の長さは、第１電極内縁８１３の長さより長くなっている。つまり、図９に示すフィンガー電極８０４は、基板外縁８００ａの延在方向における長さを「幅」とするとき、第１電極内縁８１３から第１電極外縁８１２に向かうにつれて徐々に幅が広くなっている。

このような輪郭形状を有するフィンガー電極８０４によれば、フィンガー電極８０４同士の隙間を一定にしながら、フィンガー電極８０４をＳｉ基板８００に対してできるだけ隙間なく敷き詰めることが可能になる。このため、フィンガー電極８０４同士の絶縁性を確保しつつ、フィンガー電極８０４による反射膜としての機能をより高めることができる。

なお、第１電極外縁８１２が基板外縁８００ａに臨むとは、双方がほぼ一定の距離を保ちながら変位している状態を指す。そして、「一定の距離を保ちながら」とは、第１電極外縁８１２の全長にわたって、双方の離間距離の変化幅が、離間距離の最大値の１００％以下（好ましくは離間距離の平均値の１０％以下）である状態を指す。

同様に、第１電極内縁８１３が基板内縁８００ｂに臨むとは、双方がほぼ一定の距離を保ちながら変位している状態を指す。そして、「一定の距離を保ちながら」とは、第１電極内縁８１３の全長にわたって、双方の離間距離の変化幅が、離間距離の最大値の１００％以下（好ましくは離間距離の平均値の１０％以下）である状態を指す。

なお、図９に示す２本の垂線ＰＬは、互いに隣り合う２つのフィンガー電極８０４の幅の中心を通過している。また、前述したように各垂線ＰＬは、基板外縁８００ａの円弧の中心Ｏを通過している。したがって、２本の垂線ＰＬ同士がなす角度θは、隣り合うフィンガー電極８０４同士のピッチに相当する。この角度θは、Ｓｉ基板８００におけるキャリア移動度等に応じて適宜設定されるが、一例として０．０５°以上１°以下であるのが好ましく、０．１°以上０．５°以下であるのがより好ましい。これにより、各フィンガー電極８０４に対応して設けられるコンタクト同士のピッチやドーパント領域同士のピッチが最適化されるため、受光により発生したキャリアの取り出し効率が向上するとともに、キャリアの再結合確率を低下させることができる。その結果、光電変換効率が特に高いセル８０ａが得られる。

また、フィンガー電極８０４の幅は、上記と同様の観点から、３μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下であるのがより好ましい。

一方、フィンガー電極８０４同士の間隔は、１μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましく、３μｍ以上３０μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、フィンガー電極８０４同士の絶縁を図りつつ、フィンガー電極８０４が占める面積を十分に大きくすることができる。

一方、セル８０ａは、図８および図１０に示すように、複数のフィンガー電極８０４を跨ぐように、かつ、これらのフィンガー電極８０４を覆うように設けられたｐ型バスバー電極８０５ｐおよびｎ型バスバー電極８０５ｎを備えている。そして、ｐ型バスバー電極８０５ｐは、ｐ型ビア配線８１４ｐを介して複数のｐ型フィンガー電極８０４ｐと電気的に接続されており、ｎ型バスバー電極８０５ｎは、ｎ型ビア配線８１４ｎを介して複数のｎ型フィンガー電極８０４ｎと電気的に接続されている。

また、ｐ型ビア配線８１４ｐは、１つのｐ型バスバー電極８０５ｐに対して複数設けられている。同様に、ｎ型ビア配線８１４ｎも、１つのｎ型バスバー電極８０５ｎに対して複数設けられている。

ｐ型ビア配線８１４ｐおよびｎ型ビア配線８１４ｎの構成材料は、例えば、前述したバスバー電極８０５の構成材料と同様のものから適宜選択される。

なお、前述したバスバー電極８０５は、ｐ型バスバー電極８０５ｐおよびｎ型バスバー電極８０５ｎの双方を指している。

また、図１０では、ｐ型ビア配線８１４ｐおよびｎ型ビア配線８１４ｎに対して相対的に密なドットを付し、バスバー電極８０５に対して相対的に疎なドットを付している。

ここで、バスバー電極８０５の延在方向は、図８および図１０に示すように、フィンガー電極８０４の延在方向と交差している。すなわち、前述したように、フィンガー電極８０４が基板外縁８００ａの垂線方向に延在しているのに対し、バスバー電極８０５は、基板外縁８００ａと平行な方向に延在している。したがって、図８に示すようにＳｉ基板８００を平面視したとき、フィンガー電極８０４とバスバー電極８０５とがほぼ直交することとなる。これにより、複数のフィンガー電極８０４を跨ぐようにバスバー電極８０５が配置されることになるので、双方の交差部にｐ型ビア配線８１４ｐおよびｎ型ビア配線８１４ｎが配置された場合、バスバー電極８０５が効果的な集電体となる。

なお、「平行な方向」とは、バスバー電極８０５と基板外縁８００ａとがほぼ一定の距離を保ちながら変位している状態を指す。そして、「一定の距離を保ちながら」とは、バスバー電極８０５の全長にわたって、双方の離間距離の変化幅が、離間距離の最大値の１００％以下（好ましくは離間距離の平均値の１０％以下）である状態を指す。

また、フィンガー電極８０４とバスバー電極８０５との交差角度は、９０°に限定されず、鋭角側の角度が３０°以上９０°未満程度であってもよい。また、バスバー電極８０５は、必ずしも基板外縁８００ａと平行でなくてもよく、直線状に延在するものであってもよい。

また、前述したように、本実施形態に係るバスバー電極８０５は、Ｓｉ基板８００の厚さ方向においてフィンガー電極８０４と重なっている。これにより、バスバー電極８０５の配置に必要なスペースを確保する必要がないため、Ｓｉ基板８００においてフィンガー電極８０４やｐ＋不純物領域８０１およびｎ＋不純物領域８０２を配置するスペースをより広く確保することができる。その結果、取り出せるキャリアの数が増えるとともに、フィンガー電極８０４の反射膜としての機能が向上するため、光電変換効率をより高めることができる。

なお、バスバー電極８０５は、図示しない層間絶縁膜を介してフィンガー電極８０４と絶縁されている一方、層間絶縁膜を貫通するｐ型ビア配線８１４ｐおよびｎ型ビア配線８１４ｎを介してフィンガー電極８０４と電気的に接続されている。

このとき、Ｓｉ基板８００の平面視におけるｐ型ビア配線８１４ｐの位置は、ｐ＋コンタクト８１１ｐの位置と重なっていてもよいが、ずれていることが好ましい。同様に、Ｓｉ基板８００の平面視におけるｎ型ビア配線８１４ｎの位置は、ｎ＋コンタクト８１１ｎの位置と重なっていてもよいが、ずれていることが好ましい。これにより、ｐ型ビア配線８１４ｐおよびｎ型ビア配線８１４ｎの下地の平坦性が高くなるため、形成位置のずれ等が生じにくくなる。このため、セル８０ａの製造歩留まりの低下を抑制することができる。

なお、好ましくは、ｐ型ビア配線８１４ｐの位置は、ｐ＋コンタクト８１１ｐ同士の中間に設けられ、ｎ型ビア配線８１４ｎの位置は、ｎ＋コンタクト８１１ｎ同士の中間に設けられる。

また、バスバー電極８０５の輪郭は、いかなる形状であってもよいが、図１０では、基板外縁８００ａに臨む第２電極外縁８１５と、基板内縁８００ｂに臨む第２電極内縁８１６と、を有している。そして、第２電極外縁８１５の長さは、第２電極内縁８１６の長さより長くなっている。つまり、図１０に示すバスバー電極８０５は、基板外縁８００ａの延在方向における長さを「幅」とするとき、第２電極内縁８１６から第２電極外縁８１５に向かうにつれて徐々に幅が広くなっている。

このような輪郭形状を有するバスバー電極８０５によれば、Ｓｉ基板８００と同様の形状、すなわち、円環の一部を切り出したような形状となる。このため、Ｓｉ基板８００の全体に敷き詰められている複数のフィンガー電極８０４に対して、バスバー電極８０５を交差させやすくなるとともに、ｐ型バスバー電極８０５ｐとｎ型バスバー電極８０５ｎの複数本を配置しやすくなる。

また、かかるバスバー電極８０５は、前述したように、フィンガー電極８０４とバスバー電極８０５とがほぼ直交することになる。このため、双方の交差部にｐ型ビア配線８１４ｐおよびｎ型ビア配線８１４ｎが配置されやすくなるといった効果を享受することができる。

なお、第２電極外縁８１５が基板外縁８００ａに臨むとは、双方がほぼ一定の距離を保ちながら変位している状態を指す。そして、「一定の距離を保ちながら」とは、第２電極外縁８１５の全長にわたって、双方の離間距離の変化幅が、離間距離の最大値の１００％以下（好ましくは離間距離の平均値の１０％以下）である状態を指す。

同様に、第２電極内縁８１６が基板内縁８００ｂに臨むとは、双方がほぼ一定の距離を保ちながら変位している状態を指す。そして、「一定の距離を保ちながら」とは、第２電極内縁８１６の全長にわたって、双方の離間距離の変化幅が、離間距離の最大値の１００％以下（好ましくは離間距離の平均値の１０％以下）である状態を指す。

また、ｐ型バスバー電極８０５ｐおよびｎ型バスバー電極８０５ｎは、それぞれ図７に示すパッシベーション膜８０６に覆われている。これにより、外部環境から電極が保護されている。

一方、パッシベーション膜８０６の一部にはビアホールが設けられ、ｐ型バスバー電極８０５ｐおよびｎ型バスバー電極８０５ｎの一部が露出している。このうち、ｐ型バスバー電極８０５ｐの露出面が前述した電極パッド８６（正極端子）となり、ｎ型バスバー電極８０５ｎの露出面が前述した電極パッド８７（負極端子）となる。

また、本実施形態に係るセル８０ａは、図１０に示すように、電極パッド８６（正極端子）および電極パッド８７（負極端子）をそれぞれ複数含んでいるのが好ましい。これにより、セル８０ａと配線基板８２との間を、電気的かつ機械的により確実に接続することができる。

また、複数の電極パッド８６は、基板外縁８００ａに沿って配列されている。一方、複数の電極パッド８７は、基板内縁８００ｂに沿って配列されている。このような配置をとることにより、セル８０ａの延在方向（基板外縁８００ａに含まれる円弧の周方向）に沿って配線基板８２との接続点を確保することができる。このため、セル８０ａを配線基板８２に対してより確実に固定することができ、かつ、セル８０ａと配線基板８２との間の接続抵抗を十分に低減させることができる。

なお、電極パッド８６、８７の配置は、図示のものに限定されず、例えば電極パッド８６の列の位置と電極パッド８７の列の位置とが入れ替わっていてもよい。

また、１つのセル当たりの電極パッド８６、８７の数も、特に限定されず、それぞれ１つであっても、任意の複数であってもよい。また、電極パッド８６、８７の形状も、特に限定されず、いかなる形状であってもよい。

また、本実施形態では、電極パッド８６、８７が設けられている部分には、ｐ＋コンタクト８１１ｐ、ｎ＋コンタクト８１１ｎ、ｐ型ビア配線８１４ｐおよびｎ型ビア配線８１４ｎが平面視で重ならないように配置されている（図８参照）。すなわち、電極パッド８６、８７とｐ＋コンタクト８１１ｐ、ｎ＋コンタクト８１１ｎ、ｐ型ビア配線８１４ｐおよびｎ型ビア配線８１４ｎとは、図８に示すように、平面視で互いにずれている。これにより、電極パッド８６、８７は、その平坦性等の形状においてこれらのコンタクトの影響を受けることがない。このため、平坦性が高く、接触不良を発生させにくい電極パッド８６、８７が得られる。

なお、本発明はこのような構造に限定されず、電極パッド８６、８７は、ｐ＋コンタクト８１１ｐ、ｎ＋コンタクト８１１ｎ、ｐ型ビア配線８１４ｐおよびｎ型ビア配線８１４ｎのいずれかと平面視で重なっていてもよい。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の光電変換モジュールの第２実施形態を適用した太陽電池８０について詳述する。

図１１は、第２実施形態に係る光電変換モジュールを示す平面図である。
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第２実施形態に係る太陽電池８０は、フィンガー電極８０４とバスバー電極８０５とを同一の階層に設けるようにした以外は、第１実施形態に係る太陽電池８０と同様である。

具体的には、ｐ型バスバー電極８０５ｐは、フィンガー電極８０４よりも基板外縁８００ａ側に配置されている。

そして、ｐ型フィンガー電極８０４ｐとｐ型バスバー電極８０５ｐとが接続されている一方、ｎ型フィンガー電極８０４ｎとｐ型バスバー電極８０５ｐとの間は離間し絶縁されている。

一方、ｎ型バスバー電極８０５ｎは、フィンガー電極８０４よりも基板内縁８００ｂ側に配置されている。

そして、ｎ型フィンガー電極８０４ｎとｎ型バスバー電極８０５ｎとが接続されている一方、ｐ型フィンガー電極８０４ｐとｎ型バスバー電極８０５ｎとの間は離間し絶縁されている。

したがって、図１１に示すフィンガー電極８０４およびバスバー電極８０５は、いわゆる櫛歯電極の形状をなしている。

また、電極パッド８６は、ｐ型バスバー電極８０５ｐの延在方向における一端部に設けられ、電極パッド８７は、ｎ型バスバー電極８０５ｎの延在方向における一端部に設けられている。

このような第２実施形態によれば、フィンガー電極８０４とバスバー電極８０５とを同一の階層に設けることができるので、太陽電池８０の構造の簡素化および低コスト化を図ることができる。

また、第２実施形態では、フィンガー電極８０４とバスバー電極８０５との接続部８１７において、フィンガー電極８０４とバスバー電極８０５との交差角がほぼ９０°になっている。これにより、接続部８１７を例えばフォトリソグラフィー技術や印刷技術等で形成するとき、その難易度を下げることができる。すなわち、製造技術の精細度によっては、交差角が小さい場合、形状の精度が低下しやすいが、交差角が９０°であれば、その懸念を低減することができる。このため、このような形状の接続部８１７は、太陽電池８０の製造効率（製造歩留まり）や低コスト化の観点からも有用である。

なお、フィンガー電極８０４とバスバー電極８０５との交差角度は、９０°に限定されず、鋭角側の角度が３０°以上９０°未満程度であってもよい。このような角度範囲であっても、上述した問題は顕在化しにくいため、製造効率を高めたり、低コスト化を図ったりすることができる。
以上のような第２実施形態においても前述した第１実施形態と同様の効果が奏される。

≪第３実施形態≫
次に、本発明の光電変換モジュールの第３実施形態を適用した太陽電池８０について詳述する。

図１２は、第３実施形態に係る光電変換モジュールを示す展開平面図である。すなわち、図１２に示す展開平面図は、第３実施形態に係る光電変換モジュールのセル８０ａと配線基板８２との界面を剥離し、展開して両界面を平面視した図である。

以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

第３実施形態に係る太陽電池８０は、バスバー電極８０５を配線基板８２に設けるようにした以外は、第１実施形態に係る太陽電池８０と同様である。

すなわち、図１２に示す太陽電池８０は、フィンガー電極８０４がＳｉ基板８００の裏面に設けられている一方、バスバー電極８０５は配線基板８２に設けられている。すなわち、第１実施形態に係る導電膜８２２が、バスバー電極８０５の機能を兼ねている。

また、第１実施形態に係る導電接続部８３が、ｐ型コンタクト８１４ｐおよびｎ型コンタクト８１４ｎの機能を兼ねている。

このような第３実施形態においても前述した第１、第２実施形態と同様の効果が奏される。

＜光電変換モジュールの製造方法＞
次に、太陽電池８０（光電変換モジュール）を製造する方法の一例について説明する。

図１３および図１４は、それぞれ図７に示す太陽電池（光電変換モジュール）を製造する方法の一例を説明するための図である。

［１］まず、セル８０ａを準備する。このセル８０ａは、例えば、半導体ウエハーに不純物拡散領域等を形成した後、電極やコンタクト、絶縁膜を成膜することにより形成し、その後、個片化することにより製造される。電極やコンタクト、絶縁膜等の形成には、例えば各種蒸着技術、および、それにより形成された膜をパターニングするフォトリソグラフィー技術が用いられる。

［２］次に、セル８０ａおよび開口部８２４の少なくとも一方に、導電性の導電接続部８３を配置する。具体的には、図１３に示すように、セル８０ａの電極パッド８６に導電接続部８３を配置するようにしてもよく、図１４に示すように、配線基板８２の開口部８２４に導電接続部８３を配置するようにしてもよい。

図１３に示す導電接続部８３は、セル８０ａの電極パッド８６に接するように配置される。一方、図１４に示す導電接続部８３は、配線基板８２の開口部８２４に接するように配置される。このようにして配置された導電接続部８３は、後述する積層工程においてセル８０ａの電極パッド８６と配線基板８２の開口部８２４との間を電気的に接続する。

［３］次に、図１３または図１４に示すように、導電接続部８３を介して、セル８０ａと配線基板８２とを重ね合わせる（積層工程）。

具体的には、セル８０ａと配線基板８２とを重ね合わせた後、セル８０ａと絶縁膜８２３とが接するまで互いに近づける。これにより、導電接続部８３は、荷重を受けて変形し、開口部８２４の内部に広がる。その結果、導電接続部８３は、セル８０ａの電極パッド８６と配線基板８２の導電膜８２２の双方に接触し、双方の間を電気的に接続することができる。
以上のようにして太陽電池８０が得られる。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、本発明の光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器は、前記実施形態の要素の一部が、同等の機能を有する任意の要素に代替されたものであってもよく、また、前記実施形態に任意の要素が付加されたものであってもよい。

１０…バンド、２０…回路基板、２１…ＣＰＵ、２２…方位センサー、２３…加速度センサー、２４…回路素子、２８…ＧＰＳアンテナ、３０…機器本体、３１…ケース、３２…凸状部、３４…突起部、３５…開口部、３６…内部空間、４０…光センサー部、４１…受光部、４２…発光部、４３…センサー基板、４４…透明カバー、４５…測定窓部、４６…接続配線部、５０…表示部、５５…風防板、５６…接合部材、５７…ベゼル、５８…操作部、６０…電気光学パネル、６１…照明部、６３…接続配線部、７０…二次電池、７５…回路ケース、８０…太陽電池、８０ａ…セル、８０ｂ…セル、８０ｃ…セル、８０ｄ…セル、８１…接続配線部、８２…配線基板、８３…導電接続部、８４…受光面、８５…電極面、８６…電極パッド、８７…電極パッド、９０ａ…太陽電池セル、９０ｂ…太陽電池セル、９０ｃ…太陽電池セル、２００…電子時計、８００…Ｓｉ基板、８００ａ…基板外縁、８００ｂ…基板内縁、８０１…ｐ＋不純物領域、８０２…ｎ＋不純物領域、８０４…フィンガー電極、８０４ｎ…ｎ型フィンガー電極、８０４ｐ…ｐ型フィンガー電極、８０５…バスバー電極、８０５ｎ…ｎ型バスバー電極、８０５ｐ…ｐ型バスバー電極、８０６…パッシベーション膜、８０７…層間絶縁膜、８０８…端面、８１１ｎ…ｎ＋コンタクト、８１１ｐ…ｐ＋コンタクト、８１２…第１電極外縁、８１３…第１電極内縁、８１４ｎ…ｎ型ビア配線、８１４ｐ…ｐ型ビア配線、８１５…第２電極外縁、８１６…第２電極内縁、８１７…接続部、８２１…絶縁基板、８２２…導電膜、８２３…絶縁膜、８２４…開口部、８２５…接着層、９００…半導体基板、９０１…円弧、９０２…弦、９０３ｎ…ｎ＋不純物領域、９０３ｐ…ｐ＋不純物領域、９０４…フィンガー電極、９０４ｎ…ｎ型フィンガー電極、９０４ｐ…ｐ型フィンガー電極、９０５…バスバー電極、９０６…補助電極、９０７…接続部、９０７ｐ…接続部、９０８ｎ…ｎ＋コンタクト、９０８ｐ…ｐ＋コンタクト、９０９…層間絶縁膜、９１０ｐ…ｐ型バスバー電極、９１１ｎ…ｎ型ビア配線、９１１ｐ…ｐ型ビア配線、９１２…パッシベーション膜、Ｏ…中心、ＰＬ…垂線、θ…角度

Claims (11)

1. 曲線を含む基板外縁と、前記基板外縁の内側に位置し曲線を含む基板内縁と、を有する半導体基板と、
   前記半導体基板の一方の面に設けられている複数の第１電極と、
   を備え、
   前記第１電極は、前記基板外縁が含む曲線の垂線方向に延在していることを特徴とする光電変換素子。
2. 前記第１電極は、前記基板外縁に臨む第１電極外縁と、前記基板内縁に臨む第１電極内縁と、を有しており、
   前記第１電極外縁の長さは、前記第１電極内縁の長さより長い請求項１に記載の光電変換素子。
3. 複数の前記第１電極は、前記基板外縁に沿って配列されている請求項１または２に記載の光電変換素子。
4. 複数の前記第１電極と接続されている第２電極を備え、
   前記第２電極の延在方向は、前記第１電極の延在方向と交差している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光電変換素子。
5. 前記第２電極は、前記半導体基板の厚さ方向において前記第１電極と重なっている請求項４に記載の光電変換素子。
6. 前記第２電極は、前記基板外縁に臨む第２電極外縁と、前記基板内縁に臨む第２電極内縁と、を有しており、
   前記第２電極外縁の長さは、前記第２電極内縁の長さより長い請求項４または５に記載の光電変換素子。
7. 前記第２電極の端子を複数備えており、
   複数の前記端子は、前記基板外縁に沿って配列されている請求項４ないし６のいずれか１項に記載の光電変換素子。
8. 前記基板外縁および前記基板内縁は、互いに同心の円弧を含む請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光電変換素子。
9. 前記半導体基板は、単結晶性を有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光電変換素子。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光電変換素子と、
    前記光電変換素子と重なるように設けられている配線基板と、
    を有することを特徴とする光電変換モジュール。
11. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光電変換素子を備えることを特徴とする電子機器。

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