JP5220134B2

JP5220134B2 - 光電変換セルおよび光電変換モジュール

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Description

本発明は、光を吸収して電力を生じさせる光電変換セル、およびそれを複数具備して成る光電変換モジュールに関するものである。

太陽電池等の光電変換モジュールとして、受光面に線状の集電電極を有する光電変換セルを構成単位とし、この光電変換セルをガラス等の基板上で複数直列接続したものが知られている。また、特許文献１の太陽電池は、その受光面に複数の集電電極およびこれに直交する補助電極が設けられている。このような集電電極および補助電極は、スクリーン印刷法により、金属ペーストを所望のパターン状に一括して印刷することにより形成される。

しかし、特許文献１の太陽電池の構成では、太陽光の照射等により高温となり、金属ペーストで形成した補助電極に応力が生じて補助電極が剥離しやすくなる。その結果、電気的な接続信頼性が低下し、光電変換効率が低下する傾向がある。

そのため、接続信頼性に優れ、光電変換効率を高く維持することが可能な光電変換セルおよび光電変換モジュールが求められている。

特開２００２−３７３９９５号公報

本発明の一実施形態にかかる光電変換セルは、互いに間隔をあけて位置する、第１の電極層および第２の電極層と、前記第１の電極層上に位置し、第１の導電型を有する第１半導体層と、前記第１半導体層上に位置し、前記第１半導体層とｐｎ接合する第２の導電型を有する第２半導体層と、前記第２半導体層と前記第２の電極層とを電気的に接続する接続部と、前記接続部上から前記第２半導体層上の前記第２半導体層の端部に向けて延びた線状部と、少なくとも一部が上面透過視において前記接続部と重なり且つ前記線状部の短手方向の両端部の少なくとも一方から突出した突出部と、を有する複数の集電電極と、を具備し、前記複数の集電電極のうち隣接する２つは、それぞれの前記突出部どうしが離隔している。

本発明の一実施形態にかかる光電変換モジュールは、上記の光電変換セルを複数備え、前記複数の光電変換セルは第１の光電変換セルと第２の光電変換セルとを有し、前記第１および第２の光電変換セルは、それぞれの前記第１および第２の電極層が同じ方向に向いて位置し、且つ、前記第１の光電変換セルの前記第２の電極層と前記第２の光電変換セルの前記第１の電極層とが電気的に接続している。

本発明の第１の実施形態に係る光電変換セルおよび光電変換モジュールを示す斜視図である。図１に示す光電変換セルおよび光電変換モジュールの断面図である。図１に示す光電変換セルおよび光電変換モジュールの平面図である。図１に示す光電変換セルおよび光電変換モジュールの製造方法を示す工程ごとの断面図である。本発明の第２の実施形態に係る光電変換セルおよび光電変換モジュールを示す斜視図である。図５に示す光電変換セルおよび光電変換モジュールの断面図である。図５に示す光電変換セルおよび光電変換モジュールの製造方法を示す工程ごとの断面図である。本発明の第３の実施形態に係る光電変換セルおよび光電変換モジュールを示す斜視図である。図８に示す光電変換セルおよび光電変換モジュールの平面図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、本発明の第１の実施形態に係る光電変換セルおよび光電変換モジュールについて説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る光電変換セル２０およびそれを用いた光電変換モジュール２１の構成を示す図である。また、図２は、光電変換セル２０および光電変換モジュール２１の断面図であり、図３はその平面図である。光電変換セル２０は、基板１と、第１の電極層２と、第２の電極層８と、第１半導体層３と、第２半導体層４と、導電層５と、集電電極の線状部６と、集電電極の突出部９と、接続部７とを含んで構成される。なお、第１半導体層３と第２半導体層４とで光電変換層ＰVを構成している。また、線状部６と突出部９とで集電電極を構成している。

光電変換モジュール２１は、光電変換セル２０を複数並べて成る。そして、隣接する光電変換セル２０のうち、一方の光電変換セル２０の第２の電極層８と、他方の光電変換セル２０の第１の電極層２とが電気的に接続されている。この構成により、隣接する光電変換セル２０同士を容易に直列接続することができる。なお、一つの光電変換セル２０内において、接続部７は光電変換層ＰVを分断するように設けられている。すなわち、図１において、接続部７は、光電変換セル２０の手前側の側面からそれに対向する奥側の側面にかけて線路状に形成されており、この接続部７の左側に位置する第１の電極層２と導電層５とで挟まれた光電変換層ＰVで光電変換が行なわれる。

基板１は、光電変換セル２０を支持するためのものである。基板１に用いられる材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂、および金属等が挙げられる。光電変換モジュール２１を構成する場合、複数の基板１のそれぞれに光電変換セル２０を設け、これらを並べて互いに直列接続してもよく、または、１つの基板１に複数の光電変換セル２０を設けてもよい。このように１つの基板１に複数の光電変換セル２０を設けた場合、光電変換モジュール２１の作製が容易となる。

第１の電極層２および第２の電極層８は、Ｍｏ、Ａｌ、ＴｉまたはＡｕ等の導電体が用いられ、基板１上にスパッタリング法または蒸着法等で形成される。なお、図１では隣接する光電変換セル２０において、一方の光電変換セル２０の第２の電極層８と他方の光電変換セル２０の第１の電極層２とが一体構造となっている。

光電変換層ＰVは、第１半導体層３と第２半導体層４とを含み、光を吸収して電力に変換することのできるものであり、シリコン系および化合物半導体系等の半導体材料が用いられる。シリコン系としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、およびアモルファスシリコン等が挙げられる。化合物半導体系としては単結晶系および多結晶系が挙げられ、例えば、III−Ｖ族化合物半導体、II−VI族化合物半導体、およびカルコパイライト系（ＣＩＳ系ともいう）化合物半導体等がある。

このような薄膜の光電変換層ＰＶのうち、カルコパイライト系化合物半導体を用いた光電変換層ＰＶは、変換効率が高いことから、薄膜でも従来の単結晶シリコンと同程度の光電変換効率を達成することができ、特に好ましい。また、有害なカドミウムを含まないという点からも好ましい。このようなカルコパイライト系化合物半導体としては、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ_２（ＣＩＧＳともいう）、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）_２（ＣＩＧＳＳともいう）、およびＣｕＩｎＳ_２（ＣＩＳともいう）が挙げられる。光電変換層ＰVは、例えば、薄膜で作製する場合、スパッタリング法、蒸着法または塗布法等で形成される。なお、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ_２とは、ＣｕとＩｎとＧａとＳｅとから主に構成された化合物をいう。また、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）_２とは、ＣｕとＩｎとＧａとＳｅとＳとから主に構成された化合物をいう。

第１半導体層３および第２半導体層４は、一方がｎ型で他方がｐ型の異なる導電型を有しており、これらがｐｎ接合している。第１半導体層３がｐ型であり第２半導体層４がｎ型であってもよく、逆の関係であってもよい。なお、第１半導体層３および第２半導体層４によるｐｎ接合は第１半導体層３と第２半導体層４とが直接接合しているものに限らない。例えば、これらの間に第１半導体層３と同じ導電型の他の半導体層かまたは第２半導体層４と同じ導電型の他の半導体層をさらに有していてもよい。また、第１半導体層３と第２半導体層４との間に、ｉ型の半導体層を有するｐｉｎ接合であってもよい。

第１半導体層３と第２半導体層４とはホモ接合であってもよく、ヘテロ接合であってもよい。ヘテロ接合の例としては、例えば第１半導体層３がＣＩＧＳ等のカルコパイライト系化合物半導体（一般に光吸収層と称されるもの）である場合、第２半導体層４としては、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｓｅ_３、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）、（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）、および（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏ等（一般にバッファ層と称されるもの）が挙げられ、例えばケミカルバスデポジション（ＣＢＤ）法等で形成される。なお、Ｉｎ（ＯＨ，Ｓ）とは、ＩｎとＯＨとＳとから主に構成された化合物をいう。（Ｚｎ，Ｉｎ）（Ｓｅ，ＯＨ）は、ＺｎとＩｎとＳｅとＯＨとから主に構成された化合物をいう。（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏは、ＺｎとＭｇとＯとから主に構成された化合物をいう。

第２半導体層４上には、図１に示すように導電層５を設けてもよい。これにより光電変換層ＰＶで発生した電荷をより良好に取り出すことができ、発電効率がより向上する。導電層５は、ＩＴＯまたはＺｎＯ：Ａｌ等の導電体が用いられ、スパッタリング法、蒸着法または化学的気相成長（ＣＶＤ）法等で形成される。導電層５側を受光面として使用する場合、導電層５は光電変換層ＰＶの吸収効率を高めるため、光電変換層ＰＶの吸収光に対して光透過性を有するものが好ましい。光透過性を高めると同時に光電変換によって生じた電流を良好に集電電極へ伝送するという観点からは、導電層５は０．０５〜０．５μｍの厚さとするのが好ましい。

光電変換セル２０は、複数個を並べてこれらを電気的に接続し、光電変換モジュール２１とすることができる。隣接する光電変換セル２０同士を容易に直列接続するために、図１、図２に示すように、光電変換セル２０は、光電変換層ＰＶに設けられた接続部７によって、第２半導体層４と第２の電極層８とが電気的に接続されている。なお、図１では導電層５を設けることにより第２半導体層４と第２の電極層８との電気的な接続をさらに導通性の高いものとしているが、これに限定されず、導電層５を形成しない構成としてもよい。

接続部７は、導電層５を形成する際に同時形成して一体化することが好ましい。言い換えれば、導電層５は第２半導体層４から第２の電極層８に向かって延びる延長部を有し、延長部が第２の電極層８と接続することにより導電層５が接続部７を構成している。これにより、工程を簡略化できるとともに電気的な接続信頼性を高めることができる。

光電変換層ＰＶの端部のうち、１つの端部を第１の端部Ａとし、その第１の端部Ａに対向する他の端部を第２の端部Ｂとしたときに、集電電極の線状部６が第１の端部Ａから第２の端部Ｂに向かって延びている場合、接続部７は、平面視して光電変換層ＰＶの第１の端部Ａよりも第２の端部Ｂの側に位置している、すなわち第２の端部Ｂの近傍に設けられていることが好ましい。より好ましくは、接続部７は、平面視して光電変換層ＰＶの第２の端部Ｂに略平行で、且つ、直線状に延びていることが好ましい。このような構成により、接続部７を第２の端部Ｂへ接近させて、発電に寄与しないデッドスペースとなる接続部７と第２の端部Ｂとの間の領域を小さくすることができ、光電変換効率を向上することができる。

集電電極の線状部６は、第２半導体層４上に形成されており、電気抵抗を小さくして第２半導体層４で発生した電荷を良好に取り出すためのものである。線状部６は光電変換層ＰＶへの光を遮るのを抑制するために線路状に設けられている。そして、この線路状の線状部６は、平面視して第２半導体層４の第１の端部Ａ、すなわち光電変換層ＰＶの第１の端部Ａまで達するように設けられているのが好ましい。このような構成により、線状部６が光電変換層ＰＶの外周部を保護し、光電変換層ＰＶの外周部での欠けを抑制して光電変換層ＰＶの外周部においても光電変換を良好に行うことができる。また、この光電変換層ＰＶの外周部で発生した電流を第１の端部Ａまで達する線状部６によって効率よく取り出すことができる。その結果、発電効率を高めることができる。

このように第１の端部Ａに達する線状部６によって光電変換層ＰＶの外周部の保護することができるため、第１の電極層２と第線状部６との間に設けられた部材の合計厚みを小さくすることができる。よって、部材の削減をすることができるとともにこれらの作製工程も短縮化することができる。好ましくは、第１の電極層２と線状部６との間に設けられた部材の合計厚み（図１および図２の例では、第１半導体層３と第２半導体層４と導電層５との合計厚み）を１．５６〜２．７μｍと薄くするのがよい。具体的には、図１および図２の例では、第１半導体層３の厚みを１．５〜２．０μｍ、第２半導体層４の厚みを０．０１〜０．２μｍ、導電層５の厚みを０．０５〜０．５μｍとすればよい。

また、好ましくは、線状部６が達している光電変換層ＰＶの第１の端部Ａ側において、線状部６の端面、導電層５の端面および光電変換層ＰＶの端面が同一面を成していることが好ましい。これにより、光電変換層ＰＶの第１の端部Ａで光電変換した電流を良好に取り出すことができる。

なお、線状部６が平面視して光電変換層ＰＶの第１の端部Ａまで達しているというのは、線状部６が完全に光電変換層ＰＶの最も外側の第１の端部Ａまで達していることが好ましいが、それに限定されない。すなわち、光電変換層ＰＶの第１の端部Ａを基点としてクラックが進行するのを有効に抑制して、欠けを抑制するという観点からは、光電変換層ＰＶの最も外側の第１の端部Ａと線状部６の端部との距離が１０００μｍ以下の場合も含む。第１の端部Ａでの線状部６による集電効果を高めるという観点からは、第１の端部Ａと線状部６の端部との距離が５００μｍ以下であることが好ましい。

線状部６は光電変換層ＰＶへの光を遮るのを抑制するとともに光電変換層ＰＶの外周部の欠けを抑制するという観点からは、５０〜４００μｍの幅を有するのが好ましい。また、線状部６は、枝分かれした複数の分岐部を有していてもよい。

集電電極の突出部９は、上面透視において、接続部７と重なり且つ線状部６の短手方向の両端部の少なくとも一方から突出している。図１においては、接続部７と重なるとともに接続部７の線路方向に沿って、線状部６から突出している。突出部９は、線状部６と第２の電極層８との電気的な接続の接続抵抗を小さくして、導電性を高めるためのものである。

また、隣接する集電電極のそれぞれの突出部９は離隔している。すなわち、隣接する集電電極のうち、一方の集電電極の突出部９の先端部が、他方の集電電極の線状部６および突出部９のどちらにも接続されずに開放端となっている。これにより、突出部９は線路状に連続することなく、隣接する集電電極間で途切れた状態となる。このような構成とすることで、光電変換セル２０が使用中に高温となった場合でも、突出部９に生じる応力をこの途切れた部位で緩和し、突出部９が剥離するのを抑制できる。その結果、電気的な接続信頼性を高め、光電変換効率を高く維持することができる。また、突出部９によって、線状部６と第２の電極層８とを良好に通電することができ、光電変換効率も高めることができる。

さらに、このような突出部９とすることで、線状部６および突出部９を、金属ペーストを用いてスクリーン印刷法で形成する場合の製造歩留まりも高めることが可能となる。これは以下の理由による。スクリーン印刷法は、スクリーン上で金属ペーストをスキージと呼ばれるゴム状のヘラでこすりつけて金属ペーストの印刷を行なうものである。スクリーンには、金属ペーストが押し出されるように、所望のパターン状の開口が形成されているが、スキージがこの開口からスクリーン部に移動する際、開口の縁部にスキージが衝突することにより、スクリーンが傷みやすくなる。特許文献１に示すような従来の構造では、複数の線状部に直交し、連続した長い線状の補助電極が配置した構造となっており、スキージを移動させると、スクリーンの補助電極形成用の開口の縁部全体にスキージの衝撃が加わり、スクリーンが損傷しやすくなる。その結果、特許文献１の構造では、精度良くスクリーン印刷を行なうことができず製造歩留まりが低下する。一方、上記光電変換セル２０のような突出部９とすると、スキージを移動させても、スクリーンの突出部９形成用開口の縁部に加わるスキージの衝撃を有効に抑制することができる。これにより、スキージの損傷を抑制し、製造歩留まりを高めることができる。

このとき、線状部６の線路方向を、スクリーン印刷の印刷方向に平行にすることにより、線状部６の線幅を安定に細く形成できる。これにより、線状部６による遮光を抑えることができ、光電変換効率も高めることができる。すなわち、スキージの移動方向は線状部６の線路方向とほぼ同じ方向が良い。

突出部９は、図１、図３に示すように、線状部６を軸として両側に略線対称に延びていることが好ましい。これにより、線状部６と第２の電極層８とを効率よく通電することができる。

また、図１〜図３に示すように、接続部７は、その上面に凹部１０を有することが好ましい。すなわち、図１では導電層５の主面が接続部７に沿って、溝状に窪んでおり、この溝状の凹部１０に突出部９が入り込んでいる。このような構成により、突出部９と接続部７との接触面積が増え、突出部９の剥離をより有効に抑制でき、電気的な接続信頼性をより高めることができる。さらに、スクリーン印刷をする際、凹部１０において金属ペーストがスクリーンの下に潜り込むように広がり、金属ペーストをスクリーンの開口よりも、凹部１０に沿って長く形成することができる。その結果、突出部９に対応するスクリーンの開口をある程度小さくすることができ、スクリーンの開口の縁部へのスキージの衝撃をより小さくすることができる。

凹部１０の深さは、スクリーン印刷時に金属ペーストをスクリーンの下に良好に潜り込ませつつ、所望のパターン形状を良好に形成するという観点からは、凹部１０の幅に対して１％〜１０％（例えば、凹部１０の幅が１００μｍの場合に１μｍ〜１０μｍ）が好ましい。

凹部１０は、導電層５を接続部７と同時に薄膜形成方法で形成する際、薄膜形成の条件を調整して、表面が窪んだ状態で導電層５の形成を終了させることによって形成できる。または、導電層５の表面をエッチング等で除去して形成してもよい。また、凹部１０の底部は光電変換層ＰＶの上面よりも深く形成されているのがよい。この場合、凹部１０に入り込んだ突出部９が、第２の電極層８とより接近するため、電気抵抗が抑えられて光電変換した電流を良好に取り出すことができる。

突出部９の接続部７に沿った方向の長さＬは、線状部６と第２の電極層８と導通性を良好にするという観点からは、５μｍ以上であるのがよく、さらに好適な値としては４００μm以上であるのがよい。また、応力を緩和して剥離を抑制するとい観点からは、対向する突出部９間の間隔Ｍは５０μｍ以上であるのがよい。なお、図３では、隣接する線状部６の両側に突出部９が延出されており、線状部６間において、それぞれの突出部９の先端が互いに対向するように形成されているが、線状部６の短手方向の一方だけに突出部９が延出されている場合は、上記間隔Ｍは突出部９の先端と隣接する線状部６との間隔を意味する。

また、線状部６間の間隔Ｎに対し、長さＬは間隔Ｎの０．１５〜０．４０倍であるのがよい。この構成により、線状部６と第２の電極層８との電気的な接続を良好にすることができる。また、良好な印刷性を確保するとともにスキージの衝撃を小さくするという効果もある。具体的には間隔Ｎを１．５〜２．５ｍｍとし、長さＬを２２５〜１０００μｍとするのがよい。

線状部６および突出部９は、例えば、Ａｇ等の金属ペースト（金属粒子と樹脂との混合物）をパターン状に印刷し、これを硬化することによって形成される。すなわち、線状部６は金属粒子と樹脂とを含むことが好ましい。これにより、硬化後の線状部６の曲げ応力に対する耐性が高くなる。

好ましくは、線状部６および突出部９は、半田を含むことが好ましい。これにより、曲げ応力に対する耐性を高めることができるとともに、抵抗をより低下させることができる。より好ましくは、融点の異なる金属を２種以上含み、少なくとも１種の金属を溶融させ、他の少なくとも１種の金属は溶融しない温度で加熱して硬化したものがよい。これにより、低い融点の金属が溶融して線状部６および突出部９を緻密化し、抵抗を下げることができるとともに、加熱して硬化させる際に溶融した金属が広がろうとするのを高い融点の金属によって抑制することができる。

上記光電変換セル２０は以下のようにして製造することができる。図４（ａ）〜（ｅ）は光電変換セル２０の製造工程を示す工程ごとの断面図である。

まず、図４（ａ）に示すように、基板１上に所望のパターンの第１の電極層２および第２の電極層８を形成する。パターン状の第１の電極層２および第２の電極層８は、スパッタリング法等の薄膜形成方法、スクライブ加工またはエッチング等のパターン形成方法を用いて形成することができる。

次に、図４（ｂ）に示すように、基板１、第１の電極層２および第２の電極層８上に、スパッタリング法またはＣＢＤ法等の薄膜形成方法を用いて第１半導体層３および第２半導体層４を積層する。そして、第１半導体層３および第２半導体層４に、接続部７を形成するための貫通溝Ｐ２を、スクライブ加工またはエッチング等により形成する。

次に、図４（ｃ）に示すように、第２半導体層４上に導電層５を形成すると同時に、貫通溝Ｐ２内に接続部７としての延長部を形成する。導電層５および接続部７は、スパッタリング法等の薄膜形成方法により、形成することができる。

次に、図４（ｄ）に示すように、導電層５上にスクリーン印刷等の方法によって、金属ペーストをパターン状に印刷し、これを加熱して硬化することにより、線状部６および突出部９を形成する。

最後に、図４（ｅ）に示すように、第２の電極層８を残し、第１半導体層３、第２半導体層４、導電層５、および線状部６を、スクライブ加工等により一括して切断する。このような方法により、線状部６が平面視で光電変換層ＰＶの第１の端部Ａに達した構造の光電変換セル２０を容易に作製することができる。また、隣接する光電変換セル２０は、一方の光電変換セル２０の第１の電極２と他方の光電変換セル２０の第２の電極８とが一体となったものとなる。これにより、隣接する光電変換セル２０同士が直列接続されることとなり、複数の光電変換セル２０を直列接続で並べて成る光電変換モジュール２１を容易に作製することができる。

次に本発明の第２の実施形態に係る光電変換セルおよび光電変換モジュールについて説明する。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る光電変換セル１２０および光電変換モジュール１２１の構成を示す図である。また、図６は、光電変換セル１２０および光電変換モジュール１２１の断面図であり、図７はその製造方法を示す工程ごとの断面図である。図５〜図７において、図１〜４に示す第１の実施形態に係る光電変換セル２０および光電変換モジュール２１と同じ構成の部位には同じ符号を付しており、上述した各構成と同様のものを適用できる。

第２の実施形態に係る光電変換セル１２０および光電変換モジュール１２１は、突出部９が第２の電極層８に向かって延びて第２の電極層８と接続することによって、突出部９が接続部１７を構成している点で第１の実施形態に係る光電変換セル２０および光電変換モジュール２１と異なっている。このように突出部９が第２の電極層８と接続することによって接続部１７を構成した場合、接続がより確実となり、接続信頼性を高めることができる。

このような光電変換セル１２０および光電変換モジュール１２１は以下のようにして作製できる。まず、図７（ａ）に示すように、基板１上に所望のパターンの第１の電極層２および第２の電極層８を形成する。次に、図７（ｂ）に示すように、基板１、第１の電極層２および第２の電極層８上に、第１半導体層３および第２半導体層４を積層する。次に、図７（ｃ）に示すように、第２半導体層４上に導電層５を形成する。次に、図７（ｄ）に示すように、接続部１７を形成するための貫通溝Ｐ２および光電変換セル１２０間を分離するための貫通溝Ｐ３を、スクライブ加工またはエッチング等により形成する。最後に図７（ｅ）に示すように、導電層５上および貫通溝Ｐ２の一部にスクリーン印刷等の方法によって、金属ペーストをパターン状に印刷する。そして、これを加熱して硬化し、線状部６および突出部９を形成することにより、接続部１７を有する光電変換装置１２０および光電変換モジュール１２１が完成する。

このように第１半導体層３、第２半導体層４および導電層５を続けて形成し、その後、接続部１７を形成するための貫通溝Ｐ２および光電変換セル１２０間を分離するための貫通溝Ｐ３を同時に形成することにより、溝加工工程が簡略化でき、生産性が向上する。

次に本発明の第３の実施形態に係る光電変換セルおよび光電変換モジュールについて説明する。

図８は、本発明の第３の実施形態に係る光電変換セル２２０および光電変換モジュール２２１の構成を示す図である。また、図９は、光電変換セル２２０および光電変換モジュール２２１の平面図である。図８〜図９において、図１〜４に示す第１の実施形態に係る光電変換セル２０および光電変換モジュール２１と同じ構成の部位には同じ符号を付しており、上述した各構成と同様のものを適用できる。

第３の実施形態に係る光電変換セル２２０および光電変換モジュール２２１は、接続部７の凹部１０が第２半導体層４の上側主面よりも深く形成されており、この凹部１０内に設けられた突出部２９が入り込み、さらに突出部２９の先端面Ｓ（図９では先端面Sを太線で示している）は、第1半導体層３の側面または第２半導体層４の側面の少なくとも一方に対して傾斜した状態で対向している。このような構成により、入射された光をこの先端面Ｓで反射させ、光電変換層ＰＶへ側面側から入射させることができ、光電変換効率を高めることができる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。

２：第１の電極層
３：第１半導体層
４：第２半導体層
５：導電層
６：線状部
７、１７：接続部
８：第２の電極層
９、２９：突出部
２０、１２０、２２０：光電変換セル
２１、１２１、２２１：光電変換モジュール

Claims

互いに間隔をあけて位置する、第１の電極層および第２の電極層と、
前記第１の電極層上に位置し、第１の導電型を有する第１半導体層と、
前記第１半導体層上に位置し、前記第１半導体層とｐｎ接合する第２の導電型を有する第２半導体層と、
前記第２半導体層と前記第２の電極層とを電気的に接続する接続部と、
前記接続部上から前記第２半導体層上の前記第２半導体層の端部に向けて延びた線状部と、少なくとも一部が上面透過視において前記接続部と重なり且つ前記線状部の短手方向の両端部の少なくとも一方から突出した突出部と、を有する複数の集電電極と、を具備し、
前記複数の集電電極のうち隣接する２つは、それぞれの前記突出部どうしが離隔している、光電変換セル。
前記突出部は、前記両端部の一方から突出した第1突出部と他方から突出した第２突出部とを有し、
前記第1突出部及び前記第２突出部は、前記線状部を軸として略線対称である、請求項１記載の光電変換セル。
前記第２半導体層と前記複数の集電電極の少なくとも１つとの間に位置する導電層をさらに備える、請求項１記載の光電変換セル。
前記導電層は前記第２半導体層から前記第２の電極層に向かって延びる延長部を有し、前記延長部は前記第２の電極層と接続することにより前記導電層が前記接続部を構成する、請求項３記載の光電変換セル。
前記接続部は凹部を有し、前記複数の集電電極の少なくとも１つの前記突出部の少なくとも一部が前記凹部の内部に位置する、請求項1記載の光電変換セル。
前記複数の集電電極の少なくとも１つの前記突出部が前記第２の電極層と接続することにより前記接続部を構成する、請求項１記載の光電変換セル。
前記複数の集電電極の少なくとも１つの前記突出部の先端面は、前記第1半導体層の側面及び前記第２半導体層の側面の少なくとも一方に対して傾斜した状態で対向している、請求項１記載の光電変換セル。
請求項１記載の光電変換セルを複数備え、
前記複数の光電変換セルは第１の光電変換セルと第２の光電変換セルとを有し、
前記第１および第２の光電変換セルは、それぞれの前記第１および第２の電極層が同じ方向に向いて位置し、且つ、前記第１の光電変換セルの前記第２の電極層と前記第２の光電変換セルの前記第１の電極層とが電気的に接続している、
光電変換モジュール。