JP2019125667A - 光電変換素子および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的特性が高い光電変換素子、および、かかる光電変換素子を備える信頼性の高い電子機器を提供する。【解決手段】結晶性を有し、一方の主面と、他方の主面と、一方の主面および他方の主面と交差する側面と、を備える半導体基板８００と、非へき開性を有し、少なくとも前記側面の一部を覆う保護膜８８と、を有することを特徴とする光電変換素子。また、保護膜は、有機材料、金属材料または無機材料を含むことが好ましく、無機材料は、シリコン材料を含むことが好ましい。また、半導体基板は、単結晶性を有することが好ましい。【選択図】図７

Description

本発明は、光電変換素子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。

このような腕時計にソーラーパネルを収めるためには、ソーラーパネルを目的とする形
状に切断する必要がある。

例えば、特許文献２には、半導体基板にレーザーを走査して局部的に溝を形成した後、
この溝を利用して半導体基板を分割する工程を有する太陽電池セルの製造方法が開示され
ている。この方法によれば、曲線状の溝も形成することができるため、目的とする形状を
有する太陽電池セルを製造することができる。

特開２０１６−１７６９５７号公報 特開２００５−２３６０１７号公報

ところが、レーザーで形成した溝を利用して半導体基板を分割する際には、いわゆるブ
レイクという作業により、溝を起点として半導体基板を割断する。特に半導体基板が結晶
性を有している場合には、結晶面に沿ったへき開が発生する。このため、割断面には結晶
面が露出することとなる。つまり、太陽電池セルの外縁に結晶面が露出することになる。

このような太陽電池セルが腕時計等の電子機器に搭載された場合、電子機器の使用態様
によっては、太陽電池セルに衝撃が加わることがある。このとき、特に適切な設計がなさ
れていない場合等には、外縁に露出している結晶面に新たに生じた欠けを起点として、太
陽電池セルがへき開し、割れが発生する確率が高くなる。

本発明の目的は、機械的特性が高い光電変換素子、および、かかる光電変換素子を備え
る信頼性の高い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、結晶性を有し、一方の主面と、他方の主面と、前記一方の主
面および前記他方の主面と交差する側面と、を備える半導体基板と、
非へき開性を有し、少なくとも前記側面の一部を覆う保護膜と、
を有することを特徴とする。

これにより、保護膜によって側面が保護されるため、機械的特性が高い光電変換素子が
得られる。

本発明の光電変換素子では、前記保護膜は、有機材料、金属材料または無機材料を含む
ことが好ましい。

これにより、有機材料によれば、必要に応じて良好な絶縁性を付与することができ、か
つ、弾性率が低い保護膜が得られる。また、金属材料によれば、良好な耐熱性を有し、か
つ、弾性率が低い保護膜が得られる。また、無機材料によれば、熱膨張率が半導体基板等
と近いため、温度変化等に対する耐久性が良好な保護膜が得られる。

本発明の光電変換素子では、前記無機材料は、シリコン材料を含むことが好ましい。
これにより、シリコン材料によれば、無機材料の特徴に加え、半導体基板との親和性、
密着性にすぐれ、保護能力が特に高い保護膜を実現することができる。

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。

本発明の光電変換素子では、前記一方の主面の面積は、前記他方の主面の面積より大き
いことが好ましい。

これにより、一方の主面が他方の主面よりも張り出すことになるため、一方の主面側か
ら見たとき、張り出した一方の主面の陰に隠れて保護膜が見えにくくなる。その結果、光
電変換素子の外観の均一性が高まる。

本発明の光電変換素子では、前記一方の主面は、受光面であることが好ましい。
これにより、受光面が裏面よりも張り出すことになるため、受光面側から見たとき、張
り出した受光面の陰に隠れて保護膜が見えにくくなる。その結果、光電変換素子の外観の
均一性が高まる。

本発明の光電変換素子では、前記一方の主面に直交するように前記側面を切断し、その
切断面における前記側面の長さを１００としたとき、
前記保護膜は、前記側面のうち、前記他方の主面を起点とし前記他方の主面からの長さ
５０以上の位置までの範囲を覆っていることが好ましい。

これにより、保護膜が側面の半分以上を覆うことになるため、側面を起点にした欠けや
割れ等の発生を抑制することができる。

本発明の光電変換素子では、前記保護膜は、前記側面のうち、前記他方の主面を起点と
し前記他方の主面から長さ９９．９９以下の位置までの範囲を覆っていることが好ましい
。

これにより、保護膜は、側面のうち一方の主面近傍には設けられないこととなる。その
結果、例えば一方の主面側から光電変換素子を見たとき、保護膜は一方の主面よりも奥に
後退していることになるため、保護膜が直接視認されにくくなる。したがって、保護膜を
視認することに伴う意匠性の低下を避けることができる。

本発明の光電変換素子では、前記半導体基板は、外形形状に曲線を含むことが好ましい
。

これにより、円形の開口部を有するケースに対して、主要部位のスペースを確保しつつ
、光電変換素子を効率的に配置することができる。

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７の部分拡大図である。 図７に示す光電変換モジュールの製造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の製造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の製造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の製造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の製造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の製造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の製造方法の一例を説明するための図である。

以下、本発明の光電変換素子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５
７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４
４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ＣＰＵ２
１（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２
３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 Lu
minescence）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）
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、８０
ｃ、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。

すなわち、電子時計２００（電子機器）は、輪郭に曲線を含む開口部３５を有するケー
ス３１と、ケース３１内に設けられ、結晶性を有する半導体基板を含む太陽電池８０と、
を備えている。これにより、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。

そして、太陽電池８０の外縁は、開口部３５に沿って円形をなしている。すなわち、太
陽電池８０の外縁は、開口部３５に沿って少なくとも一部が曲線で構成されている。また
、太陽電池８０の内縁は、太陽電池８０の外縁に沿って円形をなしている。すなわち、太
陽電池８０の内縁は、太陽電池８０の外縁に沿って少なくとも一部が曲線で構成されてい
る。換言すれば、太陽電池８０の外形形状は、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、「太陽電池８０の外縁が開口部３５に沿っている」とは、太陽電池８０の外縁と
開口部３５の内縁とが、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、太陽電池８０の外縁の全長にわたって、太陽電池８０の外
縁と開口部３５の内縁との離間距離の変化幅が、離間距離の最大値の１００％以下である
状態を指す。

また、「太陽電池８０の内縁が太陽電池８０の外縁に沿っている」とは、太陽電池８０
の内縁と太陽電池８０の外縁とが、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、太陽電池８０の内縁の全長にわたって、太陽電
池８０の内縁と太陽電池８０の外縁との離間距離の変化幅が、離間距離の最大値の１００
％以下である状態を指す。

また、図５に示すように、太陽電池８０の内縁の異なる２点Ｐ１、Ｐ２を通過する垂線
Ｌ１、Ｌ２を引いたとき、すなわち、内縁上の異なる２点を通過するようにそれぞれ内縁
に直交する直線を引いたとき、２本の垂線Ｌ１、Ｌ２同士が、開口部３５内において交差
することが好ましい。このような条件を満たすとき、太陽電池８０の内縁は、開口部３５
の内側により十分なスペースを確保し得る程度の曲率を持つものとなる。したがって、表
示部５０と太陽電池８０との配置のバランスがより良好になる。

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２０
０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６
０）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。

ここで、太陽電池８０についてさらに詳述する。
図７は、図５に示す太陽電池８０のＡ−Ａ線断面図である。また、図８は、図７の部分
拡大図である。なお、図７、８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。また、以下の説明では、説明の便宜上、図７、８の上方を「上」、下方を「下
」として説明する。さらに、セル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄやそれに含まれるＳｉ
基板８００のうち、電極面８５側の面のことを「裏面」ともいう。

図７に示す太陽電池８０は、Ｓｉ基板８００（半導体基板）を含むセル８０ｂ、８０ｄ
と、配線基板８２と、を有している。

このうち、セル８０ｂ、８０ｄは、それぞれ、Ｓｉ基板８００（半導体基板）と、フィ
ンガー電極８０４（第１電極）と、バスバー電極８０５（第２電極）と、パッシベーショ
ン膜８０６と、層間絶縁膜８０７と、保護膜８８と、を有している。以下、各部について
詳述する。なお、以下の説明では、セル８０ｂ、８０ｄを例に説明するが、全ての説明は
、セル８０ａ、８０ｃについても同様である。

図７に示すセル８０ｂ、８０ｄは、それぞれ、Ｓｉ基板８００と、Ｓｉ基板８００の下
面に形成されたｐ型不純物領域８０１およびｎ型不純物領域８０２と、ｐ型不純物領域８
０１およびｎ型不純物領域８０２に接続されているフィンガー電極８０４、フィンガー電
極８０４に接続されているバスバー電極８０５と、パッシベーション膜８０６と、層間絶
縁膜８０７と、を備えている。なお、図７では、図示の便宜上、ｐ型不純物領域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型不
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型不純物領域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 Couple
d Plasma - Mass Spectrometry）法により測定することができる。

また、Ｓｉ基板８００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Ｓｉ基板８００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、Ｓｉ基板８００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８
０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。

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、Ｓｉ基板８００は、化合物半導体基板（例えばＧａＡｓ基板）等で代替すること
が可能である。

また、太陽電池８０が４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ（複数の半導体基板
）を含み、各Ｓｉ基板８００が単結晶性を有している場合、４つのセル８０ａ、８０ｂ、
８０ｃ、８０ｄの主面の結晶方位（結晶軸）が互いに同じであるのが好ましい。これによ
り、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの外観が揃いやすくなるため、外観の均
一化が図られることとなり、太陽電池８０全体の意匠性もより高めることができる。また
、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの受光面８４にエッチング処理を施す場合
、エッチングレートが結晶方位に依存しやすいことを踏まえると、処理結果の差が自ずと
小さくなる。かかる観点からも、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの受光面に
おける光の反射率や反射方向等の特性が揃いやすくなり、太陽電池８０全体の意匠性がさ
らに高くなる。

また、ｐ型不純物領域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型不純物領域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。

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８
６、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。

なお、太陽電池８０の構造は、裏面電極型に限定されず、受光面８４側にも電極を設け
た構造であってもよい。

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８
６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。

以上のようなフィンガー電極８０４、バスバー電極８０５、パッシベーション膜８０６
および層間絶縁膜８０７は、例えば、後述するように、図７に示すＳｉ基板８００の下面
に対して順次成膜されることによって形成される。

一方、セル８０ｂ、８０ｄは、Ｓｉ基板８００の端面８０８（側面）に設けられた保護
膜８８を有している。すなわち、Ｓｉ基板８００は、結晶性を有し、受光面８４（一方の
主面）と電極面８５側の面（他方の主面）とこれらの受光面８４および電極面８５側の面
と交差する端面８０８（側面）とを備えている。そして、保護膜８８は、少なくとも端面
８０８の一部を覆うように設けられている。この保護膜８８は、非へき開性を有している
。

このようなセル８０ｂ、８０ｄは、保護膜８８によって端面８０８が補強されるため、
端面８０８を起点にした欠けや割れ等の発生を抑制することができる。特に、保護膜８８
は、非へき開性を有しており、へき開や転位しやすい結晶界面をほとんど含まないため、
へき開性を有するＳｉ基板８００に比べて耐衝撃性が相対的に高い。その結果、衝撃等か
らＳｉ基板８００の端面８０８を保護することができる。すなわち、機械的特性が高いセ
ル８０ｂ、８０ｄが得られる。

また、保護膜８８は、Ｓｉ基板８００の端面８０８のみならず、層間絶縁膜８０７、バ
スバー電極８０５およびパッシベーション膜８０６の積層体の端面８０９の一部を覆って
いるのが好ましい。これにより、保護膜８８は、端面８０９を保護する機能も有すること
になるため、例えば積層体の層間剥離を抑制することにも寄与する。

保護膜８８は、非へき開性を有するものであれば、いかなるものでもよいが、好ましく
は有機材料、金属材料または無機材料を含むことが好ましい。そして、保護膜８８では、
複数種の材料が混在していてもよい。このような広範囲の材料から、非へき開性のみなら
ず、その他の機械的特性（例えば弾性率等）、絶縁性や耐光性等を考慮して適当な材料を
選択することができる。

特に有機材料によれば、必要に応じて良好な絶縁性を付与することができ、かつ、弾性
率が低い保護膜８８が得られる。これにより、耐衝撃性が良好な保護膜８８が得られる。
なお、有機材料としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコー
ン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂等が挙げられる。

金属材料は、機械的強度が高いため、保護能力が特に高い保護膜８８を実現することが
できる。なお、金属材料としては、例えば、アルミニウム、マグネシウム、チタン、金、
銀、銅、鉄、ニッケル、コバルト等の単体、またはこれらの元素を含む合金等が挙げられ
る。

無機材料としては、例えば、シリコン材料、ガラス材料、炭素材料等が挙げられる。こ
のうち、シリコン材料が好ましく用いられる。無機材料によれば、熱膨張率がＳｉ基板８
００等と近いため、温度変化等に対する耐久性が良好な保護膜８８が得られる。なお、本
明細書では、無機非金属材料のことを「無機材料」という。

シリコン材料は、Ｓｉ基板８００や前述した積層体と熱膨張率が近いため、温度変化等
に対する耐久性が良好な保護膜８８を実現することができる。Ｓｉ基板８００や前述した
積層体に対する親和性が高いため、密着力が高く保護能力が高い保護膜８８を実現するこ
とができるという点でも有用である。さらに、Ｓｉ基板８００の一部を溶融することによ
って非晶質シリコン材料を生成することができるため、保護膜８８を容易に形成可能であ
るという利点もある。すなわち、保護膜８８は、Ｓｉ基板８００の溶融固化物を含んでい
るのが好ましい。なお、シリコン材料としては、例えばＳｉ単体の非晶質材料が挙げられ
るが、これに微量元素が添加されたものであってもよい。また、シリコンの非晶質材料に
は、一部に多結晶や単結晶が含まれていてもよいが、その場合、体積比で非晶質の占有率
が大きいことが好ましく、９０体積％以上であることがより好ましい。

また、保護膜８８は、前述したように、少なくとも端面８０８の一部を覆うように設け
られるが、図８に示すように、端面８０９も覆っているのが好ましく、さらに電極面８５
（裏面）の一部も覆っているのがより好ましい。保護膜８８が電極面８５にまで及んでい
ることにより、保護膜８８は、端面８０８と電極面８５との稜線に位置する角部８１０も
覆うことになる。このため、特に欠け等が発生し易い角部８１０を保護することができる
。その結果、耐衝撃性等の機械的特性がとりわけ高い太陽電池８０が得られる。

また、保護膜８８の最大厚さは、設けられる面積等に応じて適宜設定され、特に限定さ
れないが、１ｍｍ以下であるのが好ましく、１μｍ以上５００μｍ以下であるのがより好
ましく、５μｍ以上３００μｍ以下であるのがさらに好ましい。保護膜８８の最大厚さを
前記範囲内に設定することにより、保護膜８８に必要な機械的強度を確保しつつ、保護膜
８８が太陽電池８０の実装に影響を及ぼすのを避けることができる。

すなわち、保護膜８８の最大厚さが前記下限値を下回ると、保護膜８８の機械的強度が
低下し、端面８０８を十分に保護することができなくなるおそれがある。一方、保護膜８
８の最大厚さが前記上限値を上回ると、太陽電池８０を実装する際にケース３１等の接触
する確率が上昇するおそれがある。また、受光面８４側から太陽電池８０を見たとき、保
護膜８８がより広い範囲で見えてしまい、受光面８４との間で見え方が異なることに伴う
違和感を観察者に与えてしまうおそれがある。

なお、保護膜８８の最大厚さとは、受光面８４に直交するような面によって保護膜８８
を切断したとき、その切断面において測定される保護膜８８の最大厚さのことをいう。こ
のとき、保護膜８８の厚さは、下地である端面８０８の垂線に沿う長さのことをいう。な
お、図７に示す断面図は、かかる切断面に相当する。

また、前述した保護膜８８は、その縁に向かうにつれて厚さが徐々に薄くなっているの
が好ましい。つまり、図８の場合、保護膜８８が受光面８４に近づくにつれてその厚さが
薄くなっているのが好ましく、同様に、電極面８５においては角部８１０から離れるにつ
れてその厚さが薄くなっているのが好ましい。このような形状を有することにより、例え
ば保護膜８８とＳｉ基板８００との間で熱膨張率に差があったとしても、保護膜８８が剥
離しにくくなる。すなわち、保護膜８８の剥がれやすい部位である端部に応力が集中しに
くくなる。その結果、温度変化がある場合でも、太陽電池８０の信頼性を確保することが
できる。

ここで、端面８０８の断面において、端面８０８の長さＸ１を１００とすると、保護膜
８８は、電極面８５（他方の主面）を起点とし電極面８５から長さ５０以上の位置までの
範囲Ｅ１を覆っているのが好ましい。これにより、保護膜８８は、端面８０８の半分以上
を覆うことになるため、端面８０８を起点にした欠けや割れ等の発生を抑制するという効
果が十分に発揮される。

なお、範囲Ｅ１は、好ましく電極面８５から長さ６０以上の位置までの範囲とされ、よ
り好ましくは電極面８５から長さ７０以上の位置までの範囲とされる。

また、長さＸ１は、Ｓｉ基板８００や積層体の厚さに応じて異なるが、一例として５０
μｍ以上５００μｍ以下程度とされる。

一方、範囲Ｅ１は、好ましくは電極面８５から長さ９９．９９以下の位置までの範囲と
され、より好ましくは電極面８５から長さ９９以下の位置までの範囲とされ、さらに好ま
しくは電極面８５から長さ９０以下の位置までの範囲とされる。換言すれば、保護膜８８
は、電極面８５を起点とし電極面８５から長さ９９．９９以下の位置までの範囲Ｅ１を覆
っているのが好ましい。これにより、保護膜８８は、端面８０８のうち受光面８４近傍に
は設けられないことになる。その結果、受光面８４側から太陽電池８０を見たとき、保護
膜８８は受光面８４よりも奥に後退していることになるため、保護膜８８が直接視認され
にくくなる。保護膜８８は、受光面８４とは異なる光学特性を有するため、保護膜８８が
直接視認されにくくなることによって、保護膜８８を視認することに伴う意匠性の低下を
避けることができる。

また、保護膜８８が前述した角部８１０も覆っている場合、保護膜８８が電極面８５を
覆っている範囲Ｅ２は、１μｍ以上２０００μｍ以下であるのが好ましく、５μｍ以上１
０００μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、十分な広さで保護膜８８を密着さ
せることができるので、保護膜８８の信頼性を高めることができる。

また、セル８０ｂ、８０ｄにおいて、受光面８４（一方の主面）の面積は、電極面８５
（他方の主面）の面積より大きいことが好ましい。これにより、端面８０８や端面８０９
は、自ずと、受光面８４と直交するよりも小さな交差角となるように傾斜することとなる
。その結果、受光面８４は、電極面８５よりも張り出すこととなる。これにより、受光面
８４側から太陽電池８０を見たとき、張り出した受光面８４の陰に隠れて保護膜８８が見
えにくくなる。このため、見た目上、受光面８４が支配的になり、太陽電池８０の外観の
均一性が高まる。これにより、太陽電池８０および電子時計２００の意匠性をより高める
ことができる。

換言すれば、保護膜８８が見えてしまうと、受光面８４とは異なる色や模様、光反射率
を視認することになるため、太陽電池８０の外観が悪化するおそれがある。

なお、上記のような傾斜は、端面８０８や端面８０９の全体に施されているのが好まし
いが、一部のみであってもよい。その場合、少なくとも内縁に施されているのが好ましい
。これにより、表示部５０を視認したときの外観の悪化を抑制することができる。

図８に示す受光面８４の張り出し長さＸ２、すなわち、図８の受光面８４と電極面８５
とのずれ量は、０．１μｍ以上５００μｍ以下であるのが好ましく、０．５μｍ以上３０
０μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、張り出した受光面８４の陰に隠れて保
護膜８８が見えにくくなるという効果を享受しつつ、電極面８５が小さくなりすぎて光電
変換効率や機械的特性が低下するのを防止することができる。

なお、受光面８４の張り出し長さＸ２とは、図８に示すように、端面８０８の断面にお
いて、受光面８４と端面８０８との交差部を通過し半導体ウエハー８００Ｗの電極面８５
側の面に対して垂直な仮想線Ｌ５と、端面８０８と電極面８５との稜線に位置する角部８
１０と、の距離のことをいう。

また、上記と反対に、電極面８５の面積が、受光面８４の面積より大きくてもよいが、
その場合、保護膜８８が見えやすくなることから、例えば保護膜８８が意匠性を高める要
素になり得る場合には有用である。

また、保護膜８８が電極面８５を覆った結果、保護膜８８が電極面８５から盛り上がっ
た形状になっていてもよい。これにより、角部８１０をより確実に保護することができる
。

保護膜８８の電極面８５からの盛り上がり高さＸ３（図８参照）は、特に限定されない
が、１ｍｍ以下であるのが好ましく、１μｍ以上５００μｍ以下であるのがより好ましく
、５μｍ以上３００μｍ以下であるのがさらに好ましい。保護膜８８の盛り上がり高さＸ
３を前記範囲内に設定することにより、保護膜８８に必要な機械的強度を確保しつつ、保
護膜８８が太陽電池８０の実装に影響を及ぼすのを避けることができる。

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、０．０１ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましく、０．０２ｍｍ以上
０．５ｍｍ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、５０μ
ｍ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、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、図示しないものの、配線基板８２は、導電膜８２２のうち、導電接続部８３が設
けられる部分を除いてカバーフィルム等で覆われていてもよい。カバーフィルムとしては
、例えばポリイミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムのような各種樹脂フ
ィルムが挙げられる。

＜太陽電池の製造方法＞
次に、太陽電池８０の製造方法の一例について説明する。

図９〜１５は、それぞれ図７に示す太陽電池８０（光電変換モジュール）の製造方法の
一例を説明するための図である。

本実施形態に係る光電変換素子の製造方法は、結晶性を有する半導体ウエハーを用意す
る工程と、半導体ウエハーに電極および電極パッドを形成する工程と、半導体ウエハーに
レーザー加工を施し、外縁の少なくとも一部が曲線で構成され、内縁の少なくとも一部が
外縁に沿う曲線で構成されている半導体基板（セル）を切り出す工程と、を少なくとも有
する。以下、各工程について順次説明する。

［１］まず、半導体ウエハー８００Ｗを用意する。この半導体ウエハー８００Ｗは、最
終的に複数のセルを切り出すための母材として用いられる。

［２］次に、半導体ウエハー８００Ｗのうち、鏡面である一方の主面に、ｐ型不純物領
域８０１およびｎ型不純物領域８０２を形成する（図９参照）。ｐ型不純物領域８０１お
よびｎ型不純物領域８０２は、例えば半導体ウエハー８００Ｗに不純物イオンを注入した
後、活性化アニール処理を施すことにより形成される。

続いて、半導体ウエハー８００Ｗ上に、フィンガー電極８０４、バスバー電極８０５、
パッシベーション膜８０６および層間絶縁膜８０７を形成する（図９参照）。フィンガー
電極８０４およびバスバー電極８０５は、導電性材料を各種蒸着法等によって成膜した後
、得られた被膜をパターニングすることによって形成される。パッシベーション膜８０６
および層間絶縁膜８０７は、絶縁性材料を各種蒸着法等によって成膜した後、得られた被
膜をパターニングすることによって形成される。

［３］次に、半導体ウエハー８００Ｗのうち、前述した電極等を形成した主面の反対面
である表面８００Ｆを研削する（図１０参照）。これにより、半導体材料の清浄面を露出
させる。

［４］次に、半導体ウエハー８００Ｗの表面８００Ｆにテクスチャーを形成する（図１
１参照）。テクスチャーの形成には、例えばウェットエッチング法が用いられる。

その後、必要に応じて、表面８００Ｆに図示しないパッシベーション膜や反射防止膜を
成膜する。

その後、必要に応じて、加熱処理（シンター処理）を施す。これにより、半導体ウエハ
ー８００Ｗの特性を最適化させることができる。

［５］次に、半導体ウエハー８００Ｗの表面８００Ｆを粘着テープ９１に貼り付ける（
図１２参照）。粘着テープ９１の外周部には、ダイシングリング９２を貼り付けることに
より、粘着テープ９１およびそれに貼り付けた半導体ウエハー８００Ｗを支持し易くなる
。

［６］次に、半導体ウエハー８００Ｗの裏面８００ＢにレーザーＬを照射してレーザー
加工を施す。すなわち、半導体ウエハー８００Ｗのうち、フィンガー電極８０４、バスバ
ー電極８０５および電極パッド８６が形成されている面にレーザーＬを照射してレーザー
加工を施す（図１２参照）。これにより、半導体ウエハー８００Ｗから複数のセル８０ｂ
、８０ｄを切り出す（図１３参照）。

なお、半導体ウエハー８００Ｗの切断面は、レーザーＬの光源に近いほど切断カーフ（
切断溝の幅）が広く、光源から遠いほど切断カーフが狭いというビーム形状に応じた面に
なる。このため、レーザー加工による切断によって切り出されたセル８０ｂ、８０ｄの端
面８０８は、図１３に示すように、裏面８００Ｂよりも表面８００Ｆが張り出すように傾
斜した傾斜面になる。すなわち、電極パッド等が形成される電極面８５となる面よりもそ
の反対の受光面８４となる面が張り出すように傾斜した傾斜面となる。

また、レーザー加工に際しては、半導体ウエハー８００Ｗの表面８００Ｆを粘着テープ
９１に貼り付けることで、表面８００Ｆを保護することができる。これにより、レーザー
加工の際に発生する副生成物（気化物・飛散物等）が表面８００Ｆを汚染してしまうのを
抑制することができる。

また、レーザー加工では、レーザーＬで加熱された半導体ウエハー８００Ｗが溶融し、
気化したり飛散したりして照射部分が除去される。その際、半導体ウエハー８００Ｗの厚
さの全部をレーザー加工によって切断するのが好ましい。これにより、従来のようなブレ
イク作業をする必要がなくなるため、端面に結晶面が露出するのを防止することができる
。

このようにしてレーザー加工されると、レーザー加工の際に発生する副生成物が切断面
に付着する。このようにして前述した保護膜８８を形成することができる。すなわち、レ
ーザー加工による切断面は、図８に示すＳｉ基板８００の端面８０８および積層体の端面
８０９に相当する。これらの端面８０８、８０９に副生成物が付着すると、膜状に堆積し
て、保護膜８８が成膜されることとなる。

レーザーＬとしては、例えば、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ_４レーザー、Ｙｂレーザー、半
導体レーザーのような各種固体レーザー、ＣＯ_２レーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、エキシ
マーレーザーのような各種気体レーザー等が挙げられる。

また、レーザーＬの波長は、１５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下であるのが好ましく、４０
０ｎｍ以上６００ｎｍ以下であるのがより好ましい。レーザーＬの波長を前記範囲内に設
定することにより、レーザーＬの浸透深さや吸収率を最適化することができる。このため
、少ないエネルギー（照射時間）でも照射領域を気化させることができる。これにより、
高精度にかつ短時間でレーザー加工を施すことができる。

さらに、レーザーＬの波長が前記範囲内であれば、加工精度を低下させることなく、適
度な厚さの保護膜８８を適度な位置に形成することができる。すなわち、レーザーＬの波
長が前記下限値を下回ると、半導体ウエハー８００Ｗの厚さによっては、吸収率が高くな
りすぎて急激に気化が進むおそれがあり、それによって保護膜８８の膜厚が増大しすぎた
り、保護膜８８の加工精度が低下したりするおそれがある。一方、レーザーＬの波長が前
記上限値を上回ると、吸収率が低くなって加工に時間がかかったり、保護膜８８の位置を
最適化することができなかったりするおそれがある。

また、レーザーＬのパルス幅は、１ｎｓ以上１０００ｎｓ以下であるのが好ましく、１
５０ｎｓ以上４００ｎｓ以下であるのがより好ましい。レーザーＬのパルス幅を前記範囲
内に設定することにより、熱伝導による照射領域周辺への影響を最小限に留めることがで
きる。これにより、レーザー加工の影響範囲を最小限に留めることができ、光電変換効率
の低下を抑制することができる。

さらに、レーザーＬのパルス幅が前記範囲内であれば、光電変換効率を低下させること
なく、適度な厚さの保護膜８８を適度な位置に形成することができる。すなわち、レーザ
ーＬのパルス幅が前記下限値を下回ると、加工に時間がかかったり、保護膜８８の膜厚が
得られなかったりするおそれがある。一方、レーザーＬのパルス幅が前記上限値を上回る
と、保護膜８８の膜厚が増大しすぎたり、保護膜８８の形成位置の制御が難しくなったり
するおそれがある。

なお、レーザー加工で生成される副生成物には、半導体ウエハー８００Ｗの溶融固化物
が多く含まれる。この溶融固化物は、半導体ウエハー８００Ｗが溶融またはさらに気化し
、端面８０８、８０９または電極面８５に付着した後、冷却されて固化したものである。
このため、その大部分は非晶質になっている。したがって、半導体ウエハー８００Ｗが例
えばシリコンウエハーである場合には、非晶質シリコン材料を含む保護膜８８を効率よく
形成することができる。

以上のようにしてレーザー加工を施した後、必要に応じて洗浄処理を施す。
なお、レーザー加工に代えて、例えば電子線加工のような他の加工方法を用いるように
してもよく、レーザー加工と他の加工方法とを併用するようにしてもよい。

ここで、図１５は、前述したセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄを切り出すときの切
断パターンの一例を示す図である。図１５に示す切断パターンは、１つのセルにおける外
縁の中点Ｍ１と内縁の中点Ｍ２とを結ぶ直線Ｌ３を引いたとき、残りのセルについても、
この直線Ｌ３上に中点Ｍ１および中点Ｍ２が位置するような配置となるパターンである。
このような切断パターンを採用することにより、余白の面積を抑えつつセルを切り出すこ
とができる。

また、このような切断パターンによれば、４つのセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ
の前述した結晶方位が、自ずと、互いに等価な方位になる。このため、図３に示すように
、円環の中心を回転軸として９０°回転対称を満たすように４つのセル８０ａ、８０ｂ、
８０ｃ、８０ｄを配置することによって、前述したような顕著な意匠性を実現することが
できる。

なお、保護膜８８の形成は、上記の方法に限定されない。
例えば、レーザー加工やその他の加工方法（例えば、電子線加工、ダイシング加工、ウ
ォータージェット加工等）で半導体ウエハー８００Ｗを切断した後、別途、切断面に保護
膜８８を形成する工程を設けるようにしてもよい。

保護膜８８を形成する方法としては、例えば、保護膜形成用材料を切断面に供給する方
法が挙げられる。保護膜形成用材料は、例えば液状またはガス状の形態で用意され、液状
の場合には各種塗布法（例えばディッピング法、印刷法、スピンコート法等）で供給する
ことができ、ガス状の場合には各種成膜法（例えば蒸着法等）で供給することができる。

［７］次に、電極パッド８６と配線基板８２との間を、導電接続部８３を介して接続す
る。これにより、太陽電池８０（太陽電池モジュール）が得られる（図１４参照）。

以上、本発明について、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、８８…保護膜、９１…粘着テープ、９２…ダ
イシングリング、２００…電子時計、８００…Ｓｉ基板、８００Ｂ…裏面、８００Ｆ…表
面、８００Ｗ…半導体ウエハー、８０１…ｐ型不純物領域、８０２…ｎ型不純物領域、８
０４…フィンガー電極、８０５…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、８０９…端面、８１０…角部、８２１…絶縁基板、８２２…
導電膜、Ｅ１…範囲、Ｅ２…範囲、Ｌ…レーザー、Ｌ１…垂線、Ｌ２…垂線、Ｌ３…直線
、Ｌ５…仮想線、Ｍ１…中点、Ｍ２…中点、Ｘ１…長さ、Ｘ２…長さ、Ｘ３…盛り上がり
高さ

Claims (10)

1. 結晶性を有し、一方の主面と、他方の主面と、前記一方の主面および前記他方の主面と
   交差する側面と、を備える半導体基板と、
   非へき開性を有し、少なくとも前記側面の一部を覆う保護膜と、
   を有することを特徴とする光電変換素子。
2. 前記保護膜は、有機材料、金属材料または無機材料を含む請求項１に記載の光電変換素
   子。
3. 前記無機材料は、シリコン材料を含む請求項２に記載の光電変換素子。
4. 前記半導体基板は、単結晶性を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光電変
   換素子。
5. 前記一方の主面の面積は、前記他方の主面の面積より大きい請求項１ないし４のいずれ
   か１項に記載の光電変換素子。
6. 前記一方の主面は、受光面である請求項５に記載の光電変換素子。
7. 前記一方の主面に直交するように前記側面を切断し、その切断面における前記側面の長
   さを１００としたとき、
   前記保護膜は、前記側面のうち、前記他方の主面を起点とし前記他方の主面からの長さ
   ５０以上の位置までの範囲を覆っている請求項６に記載の光電変換素子。
8. 前記保護膜は、前記側面のうち、前記他方の主面を起点とし前記他方の主面から長さ９
   ９．９９以下の位置までの範囲を覆っている請求項６または７に記載の光電変換素子。
9. 前記半導体基板は、外形形状に曲線を含む請求項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を備えることを特徴とする電子
    機器。

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