JP4868746B2

JP4868746B2 - 薄膜化合物太陽電池およびその製造方法

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Publication number: JP4868746B2
Application number: JP2005039555A
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Inventors: 達也高本; 英俊鷲尾
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Publication date: 2012-02-01
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Description

本発明は薄膜化合物太陽電池およびその製造方法に関し、特に、エピタキシャル成長によって形成されるセル本体を含む太陽電池本体を備えた薄膜化合物太陽電池と、その製造方法に関するものである。

太陽電池の中で発電効率が高く、宇宙空間における電源として使用される太陽電池として薄膜化合物太陽電池がある。図１７に示すように、従来の薄膜化合物太陽電池の太陽電池本体１０２では、半導体基板１０４において太陽光線が入射する側の表面にセル本体１０３が形成され、そのセル本体１０３の表面に一方の極性の表面電極１０８が形成されている。一方、半導体基板１０４において太陽光線が入射する側とは反対側の表面に裏面電極１０６が形成されている。薄膜化合物太陽電池１０１ではこのような太陽電池本体１０２が複数配設されて、図１８に示すように、一つの太陽電池本体１０２の表面電極１０８と他の太陽電池本体１０２の裏面電極１０６とが所定の銀（Ａｇ）リボン１１０によって直列に電気的に接続されている。
ＵＳＰ６,３５９,２１０

しかしながら、従来の薄膜化合物太陽電池１０１では次のような問題点があった。上述したように、薄膜化合物太陽電池１０１では太陽電池本体１０２の表面における所定の位置に表面電極１０８が形成されるため、太陽電池本体１０２の表面には凹凸が生じることになる。銀リボン１１０を裏面電極１０６に接続させる際には、表面電極１０８が形成されて凹凸が形成された側を下に向けて太陽電池本体１０２を所定の定盤に載置した状態で、銀リボン１１０が裏面電極１０６に溶接される。このとき、凹凸の生じた表面電極１０８の側が定盤に接触するとともに、溶接のための電極と裏面電極との間に銀リボンを挟み込んで、上方からその電極によって太陽電池本体１０２が押えられることになる。そのため、太陽電池本体１０２が損傷を受けたり、あるいは、割れてしまうという問題点があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は銀リボンなどの所定の配線材料を表面電極または裏面電極に接続する際に損傷が抑制される薄膜化合物太陽電池を提供することであり、他の目的は、そのような薄膜化合物太陽電池の製造方法を提供することである。

本発明に係る薄膜化合物太陽電池は、複数の太陽電池本体を有する薄膜化合物太陽電池であり、その複数の太陽電池本体のそれぞれは、セル本体と第１の極性となる第１電極と第２の極性となる第２電極とを備えている。セル本体は、単結晶薄膜によるセルを少なくとも含んでいる。第１の極性となる第１電極は、セル本体において太陽光線が入射する側の表面に形成されている。第２の極性となる第２電極は、セル本体において太陽光線が入射する側とは反対側のセル本体の表面に直接接するように形成されるとともに、太陽光線が入射する側に所定の領域を露出するように形成されている。複数の太陽電池本体の、第１の太陽電池本体における第２電極の所定の領域と第２の太陽電池本体の第１電極とが、所定の配線材料により電気的に接続されている。

この構成によれば、第２の極性となる第２電極は、セル本体において太陽光線が入射する側とは反対側のセル本体の表面に、直接接するように形成されており、しかも、その第２電極には、太陽光線が入射する側に露出するように所定の領域が形成されている。このため、所定の配線材料によって複数の太陽電池本体を接続する際に、配線材料を第２電極に接続するには、第２電極を下側にした状態でその所定の領域に配線材料の一端側を載置し、そして、その状態で配線材料を第２電極に接続することができる。これにより、配線材料を第１電極へ接続する作業に加えて配線材料を第２電極へ接続する作業も、第２電極が形成された平坦な側を下方にして太陽電池本体を定盤などの平坦な面に載置した状態で接続作業を行なうことができる。その結果、接続作業に伴って太陽電池本体を上方から押さえつけるようなことがあっても、太陽電池本体が損傷を受けたり破損したりするのを防止することができる。

また、複数の太陽電池本体が直列に接続されている場合に、そのうちの一つの太陽電池本体が日陰に入ってしまうような場合に、その太陽電池本体のセル本体に対して他の太陽電池本体で発生する起電圧が逆方向に印加されて、その太陽電池本体が破壊されないようにするために、セル本体は、第１電極が形成される第１の部分と、第１の部分と距離を隔てられてダイオードとなる第２の部分と、第２の部分において太陽光線が入射する側の表面に形成された第３電極とを含み、第１の太陽電池本体の第３電極と第２の太陽電池本体における第２電極の所定の領域とが、所定の配線材料により電気的に接続されていることが好ましい。

これにより、日陰に入った太陽電池本体では、電流が所定の素子を経て隣接する太陽電池本体に流れて日陰に入った太陽電池本体が破壊されるのを防止することができる。

さらに、セル本体は禁制帯幅が互いに異なる複数のセルを含み、複数のセルのそれぞれは、太陽光線が入射する第１電極の側から第２電極の側に向かって禁制帯幅が低くなるように配設されていることが好ましい。

これにより、セルにおいて禁制帯幅に応じた所定の波長の太陽光線の成分が吸収されて、変換効率を向上することができる。

本発明に係る薄膜化合物太陽電池の製造方法は、複数の太陽電池本体を互いに電気的に接続させて薄膜化合物太陽電池を製造するための薄膜化合物太陽電池の製造方法であり、その太陽電池本体を製造する工程は以下の工程を備えている。まず、エピタキシャル成長のための所定の半導体基板の表面上に単結晶薄膜によるセルを含むセル本体を形成する。所定の半導体基板をセル本体から取り除く。セル本体において太陽光線が入射する側の表面であって、所定の半導体基板を取り除くことにより露出した表面に、第１の極性となる第１電極を形成する。セル本体において太陽光線が入射する側とは反対側の表面に、第２の極性となる第２電極を形成する。第２電極において太陽光線が入射する側の表面を露出する所定の領域を形成する。複数の太陽電池本体を互いに電気的に接続する工程は、一つの太陽電池本体と他の太陽電池本体とを第２電極を下側にして所定のステージ上に載置する工程と、一つの太陽電池本体において太陽光線が入射する側に露出している第２電極の所定の領域に所定の配線材料の一端側を接続するとともに、所定の配線材料の他端側を他の太陽電池本体の第１電極に接続する工程とを備えている。

この製造方法によれば、第２の極性となる第２電極は、セル本体において太陽光線が入射する側とは反対側の表面に形成され、しかも、その第２電極には、太陽光線が入射する側の表面を露出するように所定の領域が形成される。このため、所定の半導体基板がそれぞれ取り除かれた複数の太陽電池本体を互いに電気的に接続する工程において、一つの太陽電池本体と他の太陽電池本体とを所定の配線材料によって接続する際には、一つの太陽電池本体を第２電極を下側にした状態で、露出している第２電極の所定の領域に所定の配線材料の一端側を接続するとともに、所定の配線材料の他端側を他の太陽電池本体の第１電極に接続することができる。これにより、配線材料を第１電極へ接続する作業に加えて配線材料を第２電極へ接続する作業も、第２電極が形成された平坦な側を下方にして太陽電池本体をステージ上に載置した状態で接続作業を行なうことができる。その結果、接続作業に伴って太陽電池本体を上方から押さえつけるようなことがあっても、太陽電池本体が損傷を受けたり破損したりするのを防止することができる。

また、太陽電池本体を形成する工程は、セル本体を、第１電極が形成される第１の部分と第１の部分とは距離を隔てられたダイオードとなる第２の部分とに区画する工程と、第２の部分において太陽光線が入射する側に第３電極を形成する工程とを含み、複数の太陽電池本体を互いに電気的に接続する工程は、一つの太陽電池本体の第３電極に所定の配線材料の一端側を接続するとともに、所定の配線材料の他端側を他の太陽電池本体において太陽光線が入射する側に露出している第２電極の所定の領域に接続する工程を含んでいることが好ましい。

この場合には、日陰に入った太陽電池本体では、電流が第２の部分を経て隣接する太陽電池本体に流れて日陰に入った太陽電池本体が破壊されるのを防止することができる。

より具体的には、複数の太陽電池本体を互いに電気的に接続する工程では、所定の配線材料として金属リボンおよびワイヤのいずれかが使用され、金属リボンおよびワイヤのいずれかは、溶接およびボンディングのいずれかによって接続される態様が好ましい。

本発明の実施の形態に係る薄膜化合物太陽電池の製造方法について説明する。まず、エピタキシャル成長のための基板として、ＧａＡｓ基板（１×１０¹⁸cm^-3, Ｓｉドープ、直径１００ｍｍ）を用意する。そのＧａＡｓ基板は、たとえば縦型ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置に投入される。次に、図１に示すように、ＧａＡｓ基板５０の表面に、エピタキシャル成長法によって膜厚約０．５μｍのｎ型のＩｎＧａＰ層５１が形成される。このＩｎＧａＰ層５１は、ＩｎＧａＰ層５１の上に形成されるセル本体３とＧａＡｓ基板５０との間の中間層となる。

次に、そのＩｎＧａＰ層５１上に、エピタキシャル成長法によってｎ型のＧａＡｓ層５２、ｎ型のＡｌＩｎＰ層５３、ｎ型のＩｎＧａＰ層５４、ｐ型のＩｎＧａＰ層５５およびｐ型のＡｌＩｎＰ層５６が順次形成される。これらの層は完成した状態で太陽光線が入射する側に位置することになるトップセル４となる。次に、ＡｌＩｎＰ層Ｔ５６上に、トンネル接合としてエピタキシャル成長法によってｐ型のＡｌＧａＡｓ層５７およびｎ型のＩｎＧａＰ層５８が順次形成される。

次に、ｎ型のＩｎＧａＰ層５８上に、エピタキシャル成長法によってｎ型のＡｌＩｎＰ層５９、ｎ型のＧａＡｓ層６０、ｐ型のＧａＡｓ層６１、ｐ型のＩｎＧａＰ層６２およびｐ型のＧａＡｓ層６３が順次形成される。これらの層は完成した状態で太陽光線が入射する側とは反対側に位置することになるボトムセル５となる。なお、エピタキシャル成長の条件として、温度は約７００℃とされる。ＧａＡｓ層を成長させるための原料として、ＴＭＧ(トリメチルガリウム)とＡｓＨ₃（アルシン）が用いられる。

ＩｎＧａＰ層を成長させるための原料として、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＴＭＧおよびＰＨ₃（ホスフィン）が用いられる。ＡｌＩｎＰ層を成長させるための原料として、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＩおよびＰＨ₃が用いられる。また、それぞれｎ型のＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層およびＡｌＩｎＰ層を形成するための不純物として、ＳｉＨ₄（モノシラン）が用いられる。一方、それぞれｐ型のＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層およびＡｌＩｎＰ層を形成するための不純物としてＤＥＺｎ（ジエチル亜鉛）が用いられる。

さらに、ＡｌＧａＡｓ層を成長させるための原料として、ＴＭＩ、ＴＭＧおよびＡｓＨ₃が用いられ、ｐ型のＡｌＧａＡｓ層を形成するための不純物として、ＣＢｒ₄（四臭化炭素）が用いられる。このようにして、図２に示すように、トップセル４およびボトムセル５からなるセル本体３が形成される。

次に、セル本体３の表面（ボトムセルのｐ型ＧａＡｓ層）上にＡｕ−Ｚｎ膜（図示せず）が蒸着されて、所定の熱処理が施される。次に、電界メッキ法によってＡｕ−Ｚｎ膜の上に、膜厚約５μｍのＡｕメッキ膜が形成される。このようにして、図３に示すように、セル本体３にＡｕメッキ膜による裏面電極６が形成される。この裏面電極６は、後述する表面電極と比べると、太陽光線を入射させることを考慮する必要はないので、セル本体３の裏面の全面にわたって形成されることになる。このように、裏面電極６がセル本体３の裏面の全面にわたって形成されることで、太陽電池本体の裏面は平坦になる。

次に、図４に示すように、ワックス７を裏面電極６上に塗布することによって、裏面電極６を保護する。その状態で、ＧａＡｓ基板５０を、たとえばアンモニア水のようなアルカリ溶液に浸漬することによってＧａＡｓ基板５０が除去される。ここで、たとえば厚さ約３５０μｍのＧａＡｓ基板５０は、アルカリ溶液に約３００分間浸漬することによって完全にエッチングされて除去されることになる。なお、エッチングは中間層であるＩｎＧａＰ層５１が露出した時点でストップされる。

次に、酸溶液によるエッチングを施すことによって、露出した中間層としてのＩｎＧａＰ層５１が除去されて、トップセル４のｎ型のＧａＡｓ層が露出する。このようにして、図５に示すように、セル本体３のトップセル３の表面が露出することになる。次に、フォトリソグラフィー法によって、露出したセル本体３のトップセル４の表面に、表面電極を形成するための所定のレジストパターン（図示せず）が形成される。

次に、そのレジストパターンを覆うように、抵抗加熱法により膜厚約１００ｎｍのＡｕ（１２重量％のＧｅを含有）膜（図示せず）が形成される。その後、ＥＢ（Electron Beam）蒸着法により、膜厚約２０ｎｍのＮｉ層と膜厚約５０００ｎｍのＡｕ層（いずれも図示せず）が連続して形成される。次に、リフトオフ法によって、レジストパターンおよびレジストパターン上に形成されたＡｕ膜等が除去される。このようにして、図６に示すように、表面電極８が形成される。その後、ワックス７が除去される。このように、表面電極８は太陽光線が入射する側に形成されるため、セル本体３が受光する太陽光線を遮らないように表面電極８が形成される領域は必然的に制約されることになる。そのため、太陽光線が入射する側では、表面電極８に起因する凹凸が生じることになる。

次に、その表面電極８をマスクとして、アルカリ水溶液によるエッチングを施すことにより、表面電極８が形成されずに露出しているＧａＡｓ層が除去される。次に、表面電極１５を覆うように、メサエッチングのための所定のレジストパターン（図示せず）が形成される。そのレジストパターンをマスクとして、セル本体の部分にアルカリ水溶液および酸溶液によるエッチングを施すことにより、太陽光線が入射する側に裏面電極６が露出する。

この後、さらに、ＥＢ蒸着法により、太陽光入射する側の面（表面）に反射防止膜として、膜厚約５５ｎｍのＴｉＯ₂膜および膜厚約１００ｎｍのＭｇＦ₂膜（いずれも図示せず）を連続的に形成してもよい。その後、露出した裏面電極６に沿って裏面電極６を切断することにより、図７に示すように、たとえば大きさ３２ｍｍ×６４ｍｍの太陽電池本体２が２枚作製される。

このようにして作製される太陽電池本体２では、図７および図８に示すように、セル本体３において、太陽光線が入射する側の表面には表面電極８，８ａが形成され、太陽光線が入射する側とは反対側の裏面には全面にわたって裏面電極６が形成されている。その裏面電極６では、太陽光線が入射する側に露出する領域６ａが設けられている。また、太陽電池本体２では、図７および図９に示すように、セル本体３とは距離を隔てられ、セル本体３と同じ層からなる所定の素子（ダイオード）３３が形成され、その素子３３における太陽光線が入射する側の表面には表面電極８ｂが形成されている。それぞれ太陽光線が入射する側に位置する裏面電極６の領域６ａと表面電極８ｂには、所定の幅の銀リボンを溶接するための領域として、たとえば約３ｍｍ×１ｍｍ程度の領域が確保されている。なお、銀リボンの厚さは約２５μｍ程度であり、銀リボンの幅は流れる電流によって決められることになる。

次に、個々に切断された太陽電池本体２は、銀リボン１０によって互いに電気的に接続される。図１０および図１１に示すように、第１の太陽電池本体２（紙面に向かって右側）の表面電極８ａと第２の太陽電池本体２（紙面に向かって左側）において太陽光線が入射する側に露出した裏面電極６の領域６ａとが、銀リボン１０によって電気的に接続される。また、図１０および図１２に示すように、第１の太陽電池本体２において太陽光線が入射する側に露出した裏面電極６の領域６ａと第２の太陽電池本体２に形成された素子３３の表面電極８ｂとが、銀リボン１０によって電気的に接続される。

このとき、たとえば厚さ約２５μｍの銀リボンに対して、モリブデン（Ｍｏ）の電極の先端部（サイズ０．５ｍｍ×１ｍｍ角）に約１ｋｇの加重をかけ、電流０．５ｋＡ、電圧１．１Ｖ、通電時間１／６０秒にて、１５サイクルで１つの溶接が行なわれ、銀リボン１０と各電極６，８ｂとの接続部分１箇所につき、５箇所の溶接が行なわれる。

このようにして、複数の太陽電池本体２は銀リボン１０によって順次接続される。その後、図１３に示すように、接続された一連の太陽電池本体２は、フィルム１１と透明フィルム１２との間に挟み込まれ、所定の接着剤１３が充填される。このようにして薄膜化合物太陽電池１が完成する。

次に、上述した薄膜化合物太陽電池の製造方法による効果を従来の方法と比較して説明する。まず、従来の薄膜化合物太陽電池１０１では、図１８に示すように、裏面電極１０６に対して銀リボン１１０は、裏面電極１０６における太陽光線が入射する側とは反対側の表面に溶接される。このため、図１４に示すように、銀リボン１１０を裏面電極１０６に接続する際には、表面電極１０８が形成された側を下方にして太陽電池本体１０２が所定の定盤２１上に載置され、溶接のための電極２２と裏面電極１０６との間に銀リボン１１０を挟み込んだ状態で、上方から電極２２によって太陽電池本体１０２が押さえつけられる。このとき、定盤２１側に接触している太陽電池本体１０２の表面は所定の形状にパターニングされた表面電極１０８によって凹凸となっているために、局所的に加重が作用して、図１５に示すように、太陽電池本体１０２が損傷を受けたり破損してしまうことがあった。

これに対して、上述した薄膜化合物太陽電池の製造方法では、図１６に示すように、特に、銀リボン１０を裏面電極６に溶接する際には、裏面電極６において太陽光線が入射する側に露出した領域６ａに銀リボン１０の一端側が置かれて電極２２によりその一端側が裏面電極６に溶接されることになる。これにより、銀リボン１０を表面電極８ａへ接続する作業に加えて銀リボン１０を裏面電極６へ接続する作業も、裏面電極６が形成された平坦な側を下方にして太陽電池本体２を定盤２１上に載置した状態で溶接作業を行なうことができる。その結果、溶接作業に伴って電極２２が太陽電池本体２を上方から押さえつけるようなことがあっても、太陽電池本体２が損傷を受けたり破損したりするのを防止することができる。

このようにして複数の太陽電池本体２が銀リボン１０によって直列に接続された薄膜化合物太陽電池１に太陽光線７１が照射されると、図１１に示すように、薄膜化合物太陽電池１では矢印７２に示す方向に電流が流れることになる。

ところで、複数の太陽電池本体が直列に接続された従来の薄膜化合物太陽電池１０１（図１８参照）では、太陽光線が雲等によって遮られることによって、複数の太陽電池本体のうちの一部の太陽電池本体が日陰に入ってしまう場合がある。そのような場合には、太陽光線が照射されない太陽電池本体のセル本体に対して他の太陽電池本体で発生する起電圧が逆方向に印加されてしまうことになって、その太陽電池本体が破壊されてしまうことがある。

上述した薄膜化合物太陽電池１のそれぞれの太陽電池本体２には、図１０および図１２に示すように、太陽電池本体２が日陰に入った場合にそのセル本体３に他の太陽電池本体２で発生する起電圧が逆方向に印加されないように、電流をバイパスさせる素子（ダイオード）３３が形成されている。これにより、日陰に入った太陽電池本体２では、電流が矢印７３に示すようにその素子３３を経て隣接する太陽電池本体２に流れて、日陰に入った太陽電池本体２が破壊されるのを防止することができる。そのような素子３３もセル本体３を製造する過程でパターニングにより同時に形成することができる。

また、そのセル本体３のトップセル４およびボトムセル５として、禁制帯幅の異なるセルを適用し、太陽光線が入射する側からその反対側に向かって禁制帯幅が低くなるようにセルを配設することによって、セル本体３において禁制帯幅に応じた所定の波長の太陽光線の成分が吸収されて変換効率を向上することができる。

次に、上述した薄膜化合物太陽電池として、２つの太陽電池本体２を直列接続させた薄膜化合物太陽電池１（図１０参照）について行なったソーラシミュレータによる評価について説明する。ソーラシミュレータとは、太陽電池の特性試験、信頼性試験を屋内で行なうために使用される照射光源をいい、試験目的に応じて要求される放射照度、均一性およびスペクトル合致度が満足される。

まず、照射光源としてエアマス（ＡＭ）０の基準太陽光線を用いた。そして、照射時の電流電圧特性を測定した。電流電圧特性に基づいて短絡電流Ｉｓｃ、開放電圧Ｖｏｃ、曲線因子ＦＦおよび変換効率Ｅｆｆを求めた。その結果、短絡電流Ｉｓｃは３４０ｍＡ、開放電圧Ｖｏｃは４．８Ｖ、曲線因子ＦＦは０．８２、変換効率Ｅｆｆは２３．７％であり、薄膜化合物太陽電池として良好な特性が得られることが確認された。

なお、エアマスとは標準状態の大気（標準気圧１０１３ｈＰａ）に太陽光が垂直に入射した場合の路程に対する、地球に入射する直達太陽光が通過する路程の比をいうが、ＡＭ０は地球の大気圏外（宇宙空間）を意味する。短絡電流とは、太陽電池セル（モジュール）の出力端子を短絡させたときの両出力端子間に流れる電流をいう。開放電圧とは、太陽電池セル（モジュール）の出力端子を解放したときの両出力端子間の電圧をいう。曲線因子とは、最大出力を開放電圧と短絡電流の積で除した値をいう。変換効率とは、最大出力を太陽電池セル（モジュール）の面積と放射照度の積で除した値（％）をいう。

なお、上述した実施の形態では、配線材料として銀リボンを例に挙げて説明したが、銀リボンの他に、たとえば金（Ａｕ）、金を被覆した銅（Ｃｕ）あるいは銀を被覆した銅等も適用することができる。また、配線材料としては、リボンの態様の他にワイヤーであってもよい。ワイヤーの場合には、溶接の他に超音波を利用して複数のワイヤを各電極に接続するようにしてもよく、材質としては銀が好ましい。ワイヤーの径としては２５μｍ以下であることが好ましい。また、セル本体としてトップセルとボトムセルを有する２接合型のセル本体を例に挙げて説明したが、接合数としては、２接合に限られるものではなく、３接合以上であってもよいし、１接合であってもよい。

今回開示された実施の形態は例示にすぎず、これに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る薄膜化合物太陽電池の製造方法の一工程を示す断面図である。同実施の形態において、図１に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。同実施の形態において、図２に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。同実施の形態において、図３に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。同実施の形態において、図４に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。同実施の形態において、図５に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。同実施の形態において、薄膜化合物太陽電池の太陽電池本体を示す平面図である。同実施の形態において、図７に示す断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面図である。同実施の形態において、図７に示す断面線ＩＸ−ＩＸにおける断面図である。同実施の形態において、図７に示す太陽電池本体を直列に接続した薄膜化合物太陽電池を示す平面図である。同実施の形態において、図１０に示す断面線ＸＩ−ＸＩにおける断面図である。同実施の形態において、図１０に示す断面線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面図である。同実施の形態において、樹脂に封止された薄膜化合物太陽電池を示す断面図である。同実施の形態において、比較例に係る製造方法の一工程を示す部分拡大断面図である。同実施の形態において、比較例に係る製造方法の問題点を示す断面図である。同実施の形態において、本発明に係る製造方法の効果を説明するための一工程を示す断面図である。従来の薄膜化合物太陽電池における太陽電池本体を示す断面図である。図１７に示す太陽電池本体を直列に接続した薄膜化合物太陽電池を示す断面図である。

符号の説明

１薄膜化合物太陽電池、２太陽電池本体、３セル本体、４トップセル、５ボトムセル、６裏面電極、７ワックス、８表面電極、１０銀リボン、１１フィルム、１２透明フィルム、１３接着剤、２１定盤、２２，２２ａ，２２ｂ溶接電極、５０ＧａＡｓ基板、５１ＩｎＧａＰ層、５２ＧａＡｓ層、５３ＡｌＩｎＰ層、５４ＩｎＧａＰ層、５５ＩｎＧａＰ層、５６ＡｌＩｎＰ層、５７ＡｌＧａＡｓ層、５８ＩｎＧａＰ層、５９ＡｌＩｎＰ層、６０ＧａＡｓ層、６１ＧａＡｓ層、６２ＩｎＧａＰ層、６３ＧａＡｓ層。

Claims

複数の太陽電池本体を有する薄膜化合物太陽電池であって、
複数の前記太陽電池本体のそれぞれは、
単結晶薄膜によるセルを少なくとも含むセル本体と、
前記セル本体において太陽光線が入射する側の表面に形成された、第１の極性となる第１電極と、
前記セル本体において太陽光線が入射する側とは反対側の前記セル本体の表面に、直接接するように形成されるとともに、太陽光線が入射する側に所定の領域を露出するように形成された、第２の極性となる第２電極と
を備え、
複数の前記太陽電池本体の、第１の太陽電池本体における前記第２電極の前記所定の領域と第２の太陽電池本体の第１電極とが、所定の配線材料により電気的に接続された、薄膜化合物太陽電池。
前記セル本体は、
前記第１電極が形成される第１の部分と、
前記第１の部分と距離を隔てられてダイオードとなる第２の部分と、
前記第２の部分において太陽光線が入射する側の表面に形成された第３電極と
を含み、
前記第１の太陽電池本体の前記第３電極と前記第２の太陽電池本体における前記第２電極の前記所定の領域とが、所定の配線材料により電気的に接続された、請求項１記載の薄膜化合物太陽電池。
前記セル本体は、
禁制帯幅が互いに異なる複数のセルを含み、
複数の前記セルのそれぞれは、太陽光線が入射する前記第１電極の側から前記第２電極の側に向かって禁制帯幅が低くなるように配設された、請求項１または２に記載の薄膜化合物太陽電池。
複数の太陽電池本体を互いに電気的に接続させて薄膜化合物太陽電池を製造するための薄膜化合物太陽電池の製造方法であって、
前記太陽電池本体を製造する工程は、
エピタキシャル成長のための所定の半導体基板の表面上に単結晶薄膜によるセルを含むセル本体を形成する工程と、
所定の前記半導体基板を前記セル本体から取り除く工程と、
前記セル本体において太陽光線が入射する側の表面であって、所定の前記半導体基板を取り除くことにより露出した表面に、第１の極性となる第１電極を形成する工程と、
前記セル本体において太陽光線が入射する側とは反対側の表面に、第２の極性となる第２電極を形成する工程と、
前記第２電極において太陽光線が入射する側の表面を露出する所定の領域を形成する工程と
を備え、
複数の前記太陽電池本体を互いに電気的に接続する工程は、
一つの太陽電池本体と他の太陽電池本体とを前記第２電極を下側にして所定のステージ上に載置する工程と、
一つの太陽電池本体において太陽光線が入射する側に露出している前記第２電極の前記所定の領域に所定の配線材料の一端側を接続するとともに、所定の配線材料の他端側を他の太陽電池本体の第１電極に接続する工程と
を備えた、薄膜化合物太陽電池の製造方法。
前記太陽電池本体を形成する工程は、
前記セル本体を、前記第１電極が形成される第１の部分と、前記第１の部分とは距離を隔てられたダイオードとなる第２の部分とに区画する工程と、
前記第２の部分において太陽光線が入射する側に第３電極を形成する工程と
を含み、
複数の前記太陽電池本体を互いに電気的に接続する工程は、
一つの太陽電池本体の前記第３電極に所定の配線材料の一端側を接続するとともに、所定の配線材料の他端側を他の太陽電池本体において太陽光線が入射する側に露出している前記第２電極の前記所定の領域に接続する工程を含む、請求項４記載の薄膜化合物太陽電池の製造方法。
複数の前記太陽電池本体を互いに電気的に接続する工程では、前記所定の配線材料として金属リボンおよびワイヤのいずれかが使用され、前記金属リボンおよび前記ワイヤのいずれかは、溶接およびボンディングのいずれかによって接続される、請求項４または５に記載の薄膜化合物太陽電池の製造方法。