JP5440439B2 - 薄膜光電変換装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、薄膜光電変換装置の製造方法に関するものであり、特に、セル間の電気的接続部分を形成する方法に関する。
従来の薄膜光電変換装置は、例えば基板の一面側に、透明電極と、光電変換層としての薄膜半導体層と、裏面電極としての反射導電膜と、が順次形成され、基板の他面側からの光入射により薄膜半導体層で光起電力を発生する薄膜太陽電池セルを備える。そして、このような複数の薄膜太陽電池セルが隣り合うセル同士で所定の距離を隔てて配置され、電気的に直列に接続されて薄膜光電変換装置(薄膜太陽電池モジュール)を形成している。また、隣り合う薄膜太陽電池セル間の光電変換層は分離溝により電気的に分離されている。
このような薄膜光電変換装置では、隣り合う薄膜太陽電池セル間の分離溝を介して行われる。たとえば、特許文献1には透光性絶縁基板上に透明導電膜、半導体薄膜および金属膜をそれぞれ全面被着後に分離溝を形成して積層する製造方法が示されている。各分離溝の位置を順次ずらすことによって、透明電極、半導体活性層および金属電極よりなり、互いに直列接続された複数の薄膜太陽電池セルが形成される。透明導電膜の分離溝と金属膜の分離溝に挟まれた半導体薄膜の分離溝で透明導電膜に金属膜が接することで隣接する薄膜太陽電池セルの透明電極と金属電極とが直列接続される。
また、特許文献2には、下部電極と、半導体層と、上部電極とを有する複数の太陽電池を接続した集積化太陽電池において、複数の太陽電池の端部を絶縁する絶縁物質を有し、隣接する太陽電池の一方の上部電極と他方の下部電極とが、絶縁物質をまたぐ導電性物質によって接続された構造が示されている。絶縁物質によってリーク電流がなく、半導体層と上部電極とを同時にパターン加工するので工程が簡単で、導電性物質を上部電極と独立に設けることで段差による断線をなくす等の効果がある。絶縁物質は膜形成後に部分除去する方法やスクリーン印刷で形成する方法により下部電極が露出するように形成される。導電性物質は、その下部電極の露出部に金属ペーストのスクリーン印刷やマスク蒸着を用いて形成される。
しかしながら、上記の特許文献1のように透明導電膜、半導体薄膜および金属膜のそれぞれに、互いにずれた分離溝を形成する方法では、各分離溝間に十分な間隔を確保することが必要である。これらの分離溝が形成される領域は光発電に寄与しない非発電領域であるので、間隔を開けて分離溝をあけて形成すると非発電領域が増加して、発電効率が低下する。
一方、特許文献2のように導体層と、上部電極とを同時にパターン加工すると分離溝の本数は少なくなる。しかしながら特許文献2では下部電極と上部電極とを接続する導電性物質をマスク蒸着やスクリーン印刷を用いているので、微細な接続構造を実現することは困難で、分離の溝の幅を十分に大きくしなければならなかった。このため非発電領域が増加するという問題がった。また写真製版を用いたプロセスを用いると微細な接続構造を実現できるが工程が非常に複雑となる。
そこで、本発明では分離溝の領域を狭くして非発電領域を減少するとともに、薄膜光電変換装置の製造を容易とすることを目的とする。
本発明の薄膜光電変換装置の製造方法は、基板上に、第1電極と光電変換層と第2電極とが順に積層された複数の薄膜光電変換セルが互いに直列接続された薄膜光電変換装置の製造方法であって、第1溝を有する前記第1電極上に前記光電変換層と前記第2電極とを積層する積層工程と、前記第1電極上の前記光電変換層と前記第2電極との一部を除去して第2溝を形成して複数の薄膜光電変換セルに分割する第2溝工程と、導電性転写膜と前記薄膜光電変換セルとが間隔をあけて対向するように前記導電性転写膜が形成された転写材料を保持した状態で、前記導電性転写膜にレーザを照射することにより前記第2溝の一方の側部に前記導電性転写膜をレーザ転写して前記第2電極の一部と前記第2溝の底部の前記第1電極と電気的に接続する接続工程と、を有する。
第2電極の一部と第2溝の底部の第2電極と電気的に接続する接続工程を、導電性転写膜にレーザを照射することにより前記第2溝の一方の側部にレーザ転写して行うので、分離溝の領域を狭くして非発電領域を減少するとともに、薄膜光電変換装置の製造を容易とすることができる。
以下に、本発明にかかる薄膜光電変換装置の製造方法の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、本発明は以下の記述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において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。さらに、実施の形態において同じ構成要素は同じ符号を付し、ある実施の形態において説明した構成要素については、別の実施の形態においてその詳細な説明を略すものとする。
<実施の形態1.>
図1は本発明の実施の形態1の方法で製造される薄膜光電変換装置の概略構成を示す斜視図である。この薄膜光電変換装置90は基板1上に、第1電極2と光電変換層4と第2電極6とが順に積層された複数の薄膜光電変換セル10が互いに直列接続された装置である。薄膜光電変換セル10は概ね短冊のような細長矩形状で、その短辺方向に多数の薄膜光電変換セル10が配列されている。図では基板1の辺に沿った方向(X軸方向)に配列されている。
図1は本発明の実施の形態1の方法で製造される薄膜光電変換装置の概略構成を示す斜視図である。この薄膜光電変換装置90は基板1上に、第1電極2と光電変換層4と第2電極6とが順に積層された複数の薄膜光電変換セル10が互いに直列接続された装置である。薄膜光電変換セル10は概ね短冊のような細長矩形状で、その短辺方向に多数の薄膜光電変換セル10が配列されている。図では基板1の辺に沿った方向(X軸方向)に配列されている。
第1電極2は、第1電極2の材料からなる層に第1溝3を形成することでセルごとに分割されて隣接する薄膜光電変換セル10間で分離されている。第1溝3は第1電極2の表面から基板1に達する溝である。このように分離された第1電極2の上に光電変換層4と第2電極6とが積層されている。光電変換層4および第2電極6のそれぞれの層は、第2溝9を形成することでセルごとに分割されて隣接する薄膜光電変換セル10間で分離されている。第2溝9は第2電極6の表面から第1電極2に達する溝である。なお、第2溝9において第2電極6の側部の位置と光電変換層4の側部の位置とは図のように完全に一致する必要はない。たとえば第2電極6の両側部の間隔が光電変換層4の両側部の間隔よりも大きくても良い。
基板1の主面に垂直なZ軸方向からみると第2溝9と第1溝3とは少しずれて、互いに概ね平行である。第2溝9の底部には、隣接する一方の薄膜光電変換セル10の第1電極2が光電変換層4の下部から延在する。
第2溝9の第1溝3に近い一方の側部を覆うように導電膜7が形成されている。導電膜7はその側部に加えて、隣接する他方の薄膜光電変換セル10の第2電極6の上の一部と第2溝9の底部の一方の薄膜光電変換セル10の第1電極2に接するように形成されている。この導電膜7によって隣接する薄膜光電変換セル10間の直列接続が実現される。また、導電膜7は第2溝9の一方の側部近傍に局所的に形成され、第2溝9の他方の側部に接しないように形成されている。
薄膜光電変換装置90のサイズは種々のものが可能であるが、屋外に設置する太陽電池では大型の基板1を使用して1辺が1〜2mなどである。薄膜光電変換セル10は、たとえば短辺が5〜10mmの細長矩形である。mサイズの大型の基板1上に5〜10mm程度の短冊状の多数のセルが5〜10mm間隔で第2溝9を挟んで平行に並ぶ構造などである。図には示さないが、薄膜光電変換セル10の上には透湿性の小さい樹脂シートなどが接着されて薄膜太陽電池モジュールとなる。
薄膜光電変換セル10の光電変換層4に光が入射すると自由キャリアが生成され、起電力が発生して第1電極2と第2電極6間に電流が発生する。直列接続した薄膜光電変換セル10の両端に図示しないリード線を接続して電力を外部に取り出す。
本発明ではレーザ転写を用いて局所的な導電膜7を形成するようにした。図2は本発明の実施の形態1のレーザ転写法を説明する断面図である。また、図3は本発明の実施の形態1のレーザ転写法を説明する斜視図である。
レーザ転写法では、被転写物に近接させた転写膜に被転写物と反対側からレーザ光Lを照射して、そのレーザ光Lのエネルギーを利用して被転写物上に転写膜を飛ばして付着させる。図2のように、透明基材22に転写膜21が形成された転写材料20を、転写膜21と被転写物である基板1とがわずかな間隔をあけて対向するように保持した状態で、透明基材22側から転写膜21にレーザを照射する。転写膜21と透明基材22との界面が高温となることにより、転写膜21は透明基材22から剥離して基板1側に付着する。
また、図2のように、転写膜21と透明基材22との間に、転写膜21よりもレーザ光の吸収率が高く、かつ、その発熱によって剥離や蒸発する剥離層23があるとよい。剥離層23によって転写に必要なレーザの出力を低下することができ、転写速度や精度の向上も可能となる。
図3は図1の薄膜光電変換セル10の第2溝9の一方の側部に転写膜21を形成する例を示している。なお、この図では透明基材22を省略して転写材料20のうち転写膜21のみを示した。図は金属などの導電材料からなる転写膜21をX軸方向に移動するとともに、薄膜光電変換セル10を第2溝9が延在するY軸方向に移動しながら、レーザ転写を繰り返すことで、第2溝9の一方の側部に導電膜7を形成する様子を示す。転写後には転写膜21に転写開口部25が形成される。ここでレーザ光Lの発振源としてYAGレーザのように繰り返しパルス照射するレーザを用いる。転写膜21および薄膜光電変換セル10の相対的な移動速度や、レーザ光Lのパルス周波数を調整することで、第2溝9の一方の側部に導電膜7が連続するように形成することができる。また、転写膜21にできる転写開口部25はパルスごとに間隔をおいて形成されようにした。このため、レーザ光Lが直接に薄膜光電変換セル10に照射されることはない。パルスの周期に比べて転写膜21の移動速度が遅いと、レーザ光Lは一旦できた転写開口部25の位置を通って、転写開口部25の下の薄膜光電変換セル10に照射されてしまう。レーザ光Lの出力にもよるが、薄膜光電変換セル10に高出力のレーザ光Lが照射されることは特性劣化の恐れがあり好ましくない。
なお、図3ではレーザ光Lが導電性の転写膜21に矩形に集光して、概ねその形状の導電膜7が転写される場合を示したが、転写の形状は円形や溝に沿った細長の形状でもよく、レーザ光Lは必ずしも集光されなくても良い。また第2溝9にできる導電膜7の形状が、レーザ光Lの集光形状と多少異なっていても良い。転写膜21の移動方向と薄膜光電変換セル10の移動方向とを交差するようにしたが、平行としても良い。転写膜21が図のようなテープ状でなくてもよく、幅広の平面を有する場合は、転写膜21上の第2溝9の延在方向(Y軸方向)に複数の転写開口部25が開くようにしても良い。複数箇所のレーザ転写を同時に行うようにしても良い。
図4は本発明の実施の形態1の方法に使用するレーザ転写装置60の構成を説明する概略図である。なお、図の装置は1例であって、種々の変更が可能である。このレーザ転写装置は透明基材22が透明テープ状の転写材料20を使用する。たとえば透明樹脂テープの片面に金属膜が形成された転写材料20が使用できる。
レーザ光源32からのレーザ光を集光レンズ33で集光して透明基材22側から転写材料20に照射する。1回のレーザ照射が済むと次の照射時に照射位置に未照射の転写膜21が来るように、転写材料20が連続的に移動される。2個のテープローラ38、39間に巻かれた転写材料20は所定の速度で走行する。転写材料20はレーザ照射位置に開口部36を有するガイド35表面に沿って走行するようにテンションがかけられ、開口部36ではほぼ平面に保たれている。ガイド35の開口部36から外れた部分の表面は滑らかな凸曲面を有する。転写材料20はガイド35の凸曲面に沿って転写膜21が外側になるように走行する。開口部36の位置にレーザ光が透過する透明な窓を設けて、その窓に転写材料20が接するようにしても良い。ガイド35と集光レンズ33の位置が所定の間隔に固定されるので、距離が一定となり、繰り返し照射精度に優れる。
ガイド35の開口部36と距離をおいて被転写物である基板1がXYステージ46に保持される。基板1は1回のレーザ転写が完了するとXYステージ46によって次の転写位置に移動される。転写位置の制御のためにXYステージ46の下部のベース45に位置検出器43が設置される。このベース45はレーザ照射位置に対して固定されている。位置検出器43は基板1を通して薄膜光電変換セル10の第2溝9の位置を反射率の変化などで光学的に検出する。この検出結果をもとにXYステージ46を移動して基板1の位置調整を行う。
基板1上には薄膜光電変換セル10が形成され、レーザ照射位置の転写膜21と僅かな隙間を保つようにされる。ガイド35の開口部36の転写材料20と基板1とは概ね平行である。本発明の実施の形態1では薄膜光電変換セル10の上に接触ヘッド40を当接させて薄膜光電変換セル10と転写膜21との間隔を一定に保つようにした。接触ヘッド40はレーザ転写位置の周囲に配置される。接触ヘッド40の先端はたとえば樹脂製の滑らかな表面を持つ材料からなる。本実施の形態1ではレーザ転写時において薄膜光電変換セル10の最上面は第2電極6であるので、転写時に接触ヘッド40の先端は第2電極6に接する。ガイド35の開口部の位置と接触ヘッド40の先端の位置の高さの差が転写材料の厚みよりわずかに大きくなるように調整される。
ガイド35、接触ヘッド40、集光レンズ33は転写ヘッド31としてXYステージ46に対して垂直なZ軸方向に移動可動に保持される。図には示さないが、たとえば転写ヘッド31はZ軸方向に移動可動な直動機構に保持されて、接触ヘッド40にかかる荷重を小さくする機構が備えられる。
レーザ転写が繰り返される際に、基板1が載置されたXYステージ46は、ガイド35の開口部36開口面に対して平行に移動する。移動の際に接触ヘッド40は第2電極6に接触した状態で転写膜21と第2電極6との間隔を保ち続ける。第2電極6の破損を防ぐために、間隔を保つ接触材料には樹脂材料が好ましい。また、接触させた状態で滑らすようにしたので、摩擦抵抗が低い材料が望ましく、フッ素樹脂が好ましい。
なお、図では簡略のためガイド35の紙面後方に2つの接触ヘッド40を配置した図を示したが、手前にも配するようにすると良い。接触部分はレーザ転写位置を挟んで2箇所以上であることが望ましい。接触ヘッド40の先端をリング状にしてレーザ転写位置を囲むようにしても良い。
レーザ転写装置60を以上のような構成にしたので、レーザ転写の繰り返周期や、XYステージ46の早い移動に対しても追随性がよく、大型の基板1を使用する薄膜光電変換装置などの高速処理に適する。特に、基板1が面内に反りや厚みが異なる部分を有する場合に面内で精度の転写を実現するのに有効である。接触ヘッド40のかわりにローラを第2電極6に当接させて間隔を保つようにしても良い。
また、転写位置周辺に窒素などの不活性ガスをノズル48から供給するようにした。特に転写膜が比較的酸化されやすい金属を用いる場合に、接触部の酸化を防いで抵抗増加を防ぐことができる。また、剥離層23の蒸気を追い出して、被転写物表面や転写膜21の未転写部が汚れることを防止する。ガスは転写膜21の未転写部側から供給するとよい。さらにガスによって転写部の周辺を冷却して、熱による劣化を防止する効果もある。
次に、以上のようなレーザ転写を用いた薄膜光電変換装置90の製造方法を説明する。なお以下では基板1側から光を入射するスーパーストレート型の薄膜光電変換装置90の製造方法を説明するが、構成や手順を変更することでサブストレート型にレーザ転写を適用することも可能である。
図5は本発明の実施の形態1の製造方法の手順を説明する断面図である。図は図1の薄膜光電変換セルを10XZ面で切断した場合の部分断面図に相当する。まず図5(a)のように基板1の上に第1電極2を形成する。スーパーストレート型の薄膜光電変換装置90では、基板1として透光性絶縁基板が使用され、第1電極2として透明電極膜が使用される。透光性絶縁基板材料としては、透明なガラスや樹脂、また、それらの材料の上に不純物の阻止層として、スパッタ法などで酸化珪素などのアンダーコート層を設けたものが使用できる。透明電極膜としては酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム錫(ITO:Indium Tin Oxide)、酸化スズ(SnO2)などの透明導電膜や、これらにアルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ホウ素(B)、イットリウム(Y)、シリコン(Si)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、マンガン(Mn)から選択した少なくとも1種類以上の元素を添加した透明導電膜を使用することができる。透明電極膜の製膜方法は、スパッタ法や熱CVD法を用いることができる。
第1電極2はセルごとに第1溝3で分割される。図5の断面図において第1溝3は紙面に対して垂直に延在する。第1溝3を形成する方法として、基板1の上に第1溝3部分のみを遮蔽するマスクを介して透明電極膜を堆積する方法や、基板1の一方の全面に透明電極膜を形成した後にレーザースクライブ法やウェットエッチングなどで加工して第1溝3を形成する方法がある。
また、第1電極2の表面には凹凸が形成されたテクスチャ構造を有するようにすると良い。テクスチャ構造は入射した太陽光を散乱させ、光電変換層4での光利用効率を高めることができる。テクスチャ構造は透明電極膜の表面処理や、下地の基板1への凹凸付与で実現できる。SnO2、ZnO等の透明導電膜では製膜時の条件によって表面に凹凸が生成するようにしてもよい。
次いで、図5(b)のように第1電極2の上に光電変換層4と第2電極6とを形成する。光電変換層4は、PN接合またはPIN接合を有し、入射する光により発電を行う薄膜半導体層が1層以上積層されて構成される。光電変換層4として、たとえば、第1電極2側から、第1導電型半導体層であるp型の水素化微結晶シリコン(μc−Si:H)層、第2導電型半導体層であるi型の水素化微結晶シリコン(μc−Si:H)層、第3導電型半導体層であるn型の水素化微結晶シリコン(μc−Si:H)層が積層された積層膜としてもよい。なお、他の光電変換層4としては、例えば第1電極2側から第1導電型半導体層であるp型の水素化アモルファス炭化シリコン(a−SiC:H)層、第2導電型半導体層であるi型の水素化アモルファスシリコン(a−Si:H)層、第3導電型半導体層であるn型の水素化微結晶シリコン(μc−Si:H)層が積層された積層膜が挙げられる。
また光電変換層4は、第1導電型半導体層であるp型の水素化アモルファス炭化シリコン(a−SiC:H)層、第2導電型半導体層であるi型の水素化アモルファスシリコン(a−Si:H)層、第3導電型半導体層であるn型の水素化微結晶シリコン(μc−Si:H)層、第1導電型半導体層であるp型の水素化微結晶シリコン(μc−Si:H)層、第2導電型半導体層であるi型の水素化微結晶シリコン(μc−Si:H)層、第3導電型半導体層であるn型の水素化微結晶シリコン(μc−Si:H)層からなる二段のPIN接合の構成としてもよい。また、タンデム構造の場合は、第1導電型半導体層、第2導電型半導体層、第3導電型半導体層が積層された単位光電変換層が2層以上積層されたタンデム構造としても良い。また、上記の二段のPIN接合のように複数の薄膜半導体層が積層されて光電変換層4が構成される場合には、それぞれのPIN接合間に一酸化微結晶シリコン(μc−SiO)やアルミニウム添加酸化亜鉛(ZnO:Al)などの中間層を挿入して、PIN接合間の電気的、光学的接続を改善してもよい。
以上のような、半導体層からなる光電変換層4は、プラズマCVD法などによって形成することができる。光電変換層4の厚みは、その材料や層構成で適切に選択すれば良く、たとえば0.3〜5ミクロン等である。
光電変換層4の上の第2電極6は、スーパーストレート型の構造では裏面電極とも呼ばれる。その場合、第2電極6は、銀(Ag)またはアルミニウム(Al)やそれらの合金など、電気抵抗が低く、かつ反射率の高い金属膜を用いると良い。また、金属膜の光電変換層4側に透明導電層が形成された第2電極6としても良い。この透明導電層として例えば酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、ITO、またはこれらの組み合わせを用いることができる。透明導電層は半導体からなる光電変換層4と金属膜との界面での拡散を抑制して光電変換性能が劣化することを防止する。反射率の高い金属膜は光電変換層4を透過した光を再び光電変換層4に反射するので光電変換効率を高める効果がある。また、透明導電層の厚みを適当に選ぶと、その膜厚による干渉効果で光電変換に適した波長の光の反射をさらに高めることができる。
第2電極6の金属膜はスパッタ法や真空蒸着法、また透明導電層はスパッタ法や熱CVD法などで形成することができる。金属膜の厚みとしてたとえば銀(Ag)やその合金であれば0.1〜0.5ミクロン、透明導電層の厚みとしてたとえば0.01〜0.2ミクロンとすることができる。
次いで図5(c)のように、光電変換層4および第2電極6に第2溝9を形成して隣接する薄膜光電変換セル10間を分離する。第2溝9は、基板1に垂直な方向から見た場合に第1溝3にほぼ平行で、第1溝3に対して少しずれた位置に形成される。また、第2溝9の底部には、一方の薄膜光電変換セル10の第1電極2が光電変換層4の下から延在する。第2溝9の幅は例えば50〜100ミクロンなどである。
このような第1溝3の形成方法として、レーザースクライブ法を使用することができる。ここでのレーザースクライブ法は光電変換層4と反対側の基板1面側から、透明な基板1および第1電極2を通してレーザ光を光電変換層4に照射し、そのエネルギーで光電変換層4を蒸発させて、底部の第2電極6を残した状態で光電変換層4とその上の第2電極6とをともに除去する。この方法により、第2電極6の表面から第1電極2に達する第2溝9ができる。なお、第2溝9の形成方法は他の方法でも可能であり、たとえば第2電極6の上にレジストマスクを形成して、第2電極6や光電変換層4を順次エッチングする方法を用いても可能である。また、第2溝9の溝側部の光電変換層4の表面に絶縁性の高い酸化層を形成してもよい。光電変換層4表面に絶縁膜を形成すると、この側部から導電膜7を介して各電極に流れるリーク電流の発生を防止できる。
次に図5(d)のように第2溝9の第1溝3に近い一方の側部に導電膜7を形成する。この導電膜7はその側部を覆うとともに、第2溝9のすぐ脇の第2電極6の一部から第2溝9の底部の第1電極2まで連続して、これらの電極に接する。これにより隣接する薄膜光電変換セル10の一方の第1電極2と他方の第2電極6とが電気的に接続される。なお、導電膜7は第2溝9の一方の側部と反対側の他方の側部には接しないようにする。他方の側部に接すると、導電膜7による電流リークが生じるからである。
導電膜7は上で述べたように、透明基材22に導電性の転写膜21が形成された転写材料20を、転写膜21と薄膜光電変換セル10とが間隔をあけて対向するように保持した状態で、透明基材22側からレーザを照射して転写膜21を第2溝9の一方の側部とその近傍に転写するレーザ転写法によって行われる。これにより図1で示した薄膜光電変換装置90が完成する。
導電性の転写膜21として、金属材料である銀(Ag)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)やそれらを主成分とする合金等を使用することができる。特に第2電極6と同種の金属材料を用いると、第2電極6との電気的な接続が良好な導電膜7を形成できる。また、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、ITO、などの透明導電材料を用いた場合も第1電極2と電気的な接続が良好な導電膜7を形成できる。金属シリサイドなどの比較的電気伝導度の大きな化合物材料を用いても良い。
転写膜21の厚みは0.1〜1ミクロンなどとするとよい。また、透明基材22として、たとえば厚み30〜150ミクロンの透明ポリエステル系フィルム、たとえば(ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム等を用いることができる。透明基材22には転写に使用するレーザ光にとって透明な材料であればよい。
また、転写を容易にする剥離層23は転写膜21の材料によっては必須ではないが、レーザ光のエネルギーで溶融したり、レーザアブレーションのように分解、蒸発、気化等を生じたりして透明基材22との接着力を失うとともに、その上の転写膜21を被転写物側に噴射させる材料を含有することが好ましい。剥離層23の材料として、たとえばレーザ光を吸収する感光性樹脂や色素等の材料を混入させた昇華性の樹脂、パラフィンワックス等からなる層でとしてもよい。
レーザ光の光源として、Nd:YAGレーザの基本波(波長1064nm)や、その2次高調波(波長532nm)、3次高調波(波長355nm)を用いると、パルスの繰り返し周波数や、レーザ光の出力を高めることが比較的容易であり生産性が良い。他の固体レーザ、半導体レーザ、ガスレーザ、たとえば紫外線のエキシマレーザを使用しても良い。
導電膜7のサイズはレーザ転写での転写膜21に集光されるレーザ光のサイズでほぼ決まる。上記のようなレーザを使用すると、導電膜7の基板1と平行な方向のサイズを数〜10ミクロンと小さくすることが可能である。分離溝の領域を狭くして非発電領域を減少するという本発明の課題の観点から、サイズを小さくすることが望ましいが、量産性、位置合せの精度、歩留まりを考慮すれば、導電膜7の第2溝9に直交する方向の幅は10〜100ミクロン程度とするとよい。導電膜7は第2電極6の上の一部から第2溝9の一方の側部から底部の途中まで形成され、第2溝9の他方の側部には接しないようにする。たとえば第2溝9の側部を中心とすると、概ね半分の5〜50ミクロンの幅が一方のセルの第2電極6に接して、残り半分が第2溝9内で第1電極2に接する。導電膜7と各電極との接触抵抗を考慮して、これらの幅や位置は適当に選択するとよい。
また、第2溝9の他方の側部に導電膜7が接しないようにためには、この第2溝9内にはみ出す導電膜7の幅を考慮して、そのはみ出す幅よりも第2溝9を十分大きくしておくとよい。
また、導電膜7の第2電極6の上に形成される領域は、基板1に垂直方向から見た場合に第2溝9の一方の側部から、それに近接する第1溝3までを含む範囲内に形成すると良い。この溝間の領域は発電に対する寄与があまりないので、転写時に導電膜7が形成される領域が温度上昇して、その下の光電変換層4の性能劣化が生じる場合にも、その影響を小さくすることができる。
第2溝9には光電変換層4と第2電極6との厚みによる段差があるため、転写膜21に集光されるレーザ光のサイズはその段差よりも3倍以上大きくするなど、十分に大きいことが好ましい。導電膜7の密着性を向上するため、第2溝9の側部を傾斜面にするようにしても良い。
レーザ転写時における転写膜21と第2電極6との間隔は、たとえば5〜100ミクロンなどとすることができる。完全に密着させると第2電極6によって転写膜21が透明基材22側に押さえられるため、転写が不完全となる問題が生じやすい。また、本実施の形態1のように転写膜21と第2電極6とを相互に移動することが困難となる。
この間隔は転写材料20の厚みの精度やばらつきを考慮すると、5ミクロン以上であることが望ましい。一方、この間隔を大きくすると、導電膜7の形成する位置精度が悪くなるので、のぞましくは50ミクロン以下とする。また、被転写物との密着性も間隔が狭い方が強くなる傾向があるので好ましい。また、間隔によって付着強度や接触抵抗が変化するので、基板1面内で複数の箇所を処理する際に、間隔を一定に保つようにすることが望ましい。
以上のように本実施の形態1では、基板上1に、第1電極2と光電変換層4と第2電極6とが順に積層された複数の薄膜光電変換セル10が直列接続された薄膜光電変換装置90を製造する。第1溝3を有する第1電極2上に光電変換層4と第2電極6とを積層する積層工程と、その第1電極2上の光電変換層4と第2電極6との一部を除去して第1溝3とずれた第2溝9を形成して複数の薄膜光電変換セル10に分割する第2溝工程とを有する。さらに透明基材22に導電性の転写膜21が形成された転写材料20を、転写膜21と第2電極6とが間隔をあけて対向するように保持した状態で、透明基材22側からレーザを照射して転写膜21を第2溝9の一方の側部にレーザ転写する。転写されてできた導電膜7は第2溝9の一方の側部を覆って、その溝の脇の第2電極6の一部と第2溝9の底部の第1電極2の一部に接する。この導電膜7によって隣接する薄膜光電変換セル10間が直列接続される。
レーザ転写を用いたことにより、セル間を直列接続する導電膜7を所望の小領域に局所的に形成することができる。転写された膜は被転写物上でほとんど流動性を有さないため、転写された膜の形状は転写膜21に照射したレーザ光の形状とおおむね同様の形状を有する。その形状はレーザ光の光学系によって数〜数10ミクロン程度の微小なサイズとすることが可能であり、またその形状も比較的自由に変えることができる。たとえば細長の長尺領域に一括して転写することもできる。また、写真製版などの薬液処理が不要であり、高真空にする必要もなく大気中で形成が可能であるので生産性が非常に優れている。レーザ転写の設備を用意すれば、従来のプロセスを大きく変更する必要がないので従来のデバイス構造にそのまま適用することが容易である。
また、導電膜7を局所的に形成するので、従来のように直列接続する導電膜に溝を形成してセル間で分離する必要が無く、セル間の分離溝本数を少なくできる。レーザ転写を使用したことにより導電膜7の幅を小さくできるので第2溝9の幅も細くすることができる。溝本数やその幅の減少によって発電に寄与しない領域を減少させ、薄膜光電変換装置90の発電効率を向上させることができる。従来と同じ発電量を得る場合にも小型化を図ることができる。
また、本実施の形態1では導電性の転写膜21と薄膜光電変換セル10との間隔は樹脂部材からなる接触ヘッド40を薄膜光電変換セル10の最上面である第2電極6に当接することで保つようにした。なお、第2電極6が他の膜で覆われているなどの場合も、その最上面に当接させ手間隔を保つようにすることができる。大型の基板1に対して、その位置によらず間隔が一定となり、付着強度や接触抵抗が均一な複数の導電膜7を形成することができる。
樹脂部材からなる接触ヘッド40は転写材料20を保持する転写ヘッド40に設置される。この接触ヘッド40は薄膜光電変換セル10に当接したまま転写材料20とともに第2溝9の延在方向に沿って移動されて、レーザ転写が繰り返されるようにしたので、転写材料20と薄膜光電変換セル10との間隔が大面積の基板1に対して面内で一定に保たれるとともに、転写位置の高速移動が可能となり生産性を高めることができる。接触ヘッド40の樹脂部材として摩擦小さいフッ素樹脂を用いたので、摩擦で薄膜光電変換セル10にダメージを与えることも抑制できる。
さらに、レーザ転写の際に転写位置に不活性ガスを供給するので、転写膜21や導電膜7が酸化されるなどの変質を防止し、また、剥離層23の蒸発物による汚染も抑制できる。他方側に蒸発ガスなどを吸引する吸引ノズルを設置しても良い。
<実施の形態2.>
図6は本発明の実施の形態2の方法で製造される薄膜光電変換装置の概略構成を示す斜視図である。本実施の形態2の薄膜光電変換装置190は基本的に図1の薄膜光電変換装置90と同じだが、第2溝9に形成される導電膜7が、相互に連続せずに分断して付着する点で異なる。
図6は本発明の実施の形態2の方法で製造される薄膜光電変換装置の概略構成を示す斜視図である。本実施の形態2の薄膜光電変換装置190は基本的に図1の薄膜光電変換装置90と同じだが、第2溝9に形成される導電膜7が、相互に連続せずに分断して付着する点で異なる。
図7は本実施の形態2の方法に使用するレーザ転写装置160の構成およびそれを使用したレーザ転写を説明する概略図である。実施の形態1ではフィルム状の透明基材22を用いた転写材料20を使用したが、本実施の形態2では被転写物である基板1とおおむね同形状の透明基板からなる透明基材122に転写膜21が形成された転写材料120を使用する。たとえばガラス基板の片面に金属膜が形成された転写材料20が使用できる。
実施の形態1では転写材料20を薄膜光電変換セル10に対して移動させながらレーザ転写を行ったが本実施の形態2では転写材料120の転写膜21を薄膜光電変換セル10に対向させ保持した状態で、レーザ転写の位置のみをXYステージ46によって移動させる。転写膜21と薄膜光電変換セル10との間隔は、間に樹脂材料からなるスペーサ50を挟むことで保たれるようにした。レーザ転写装置160の転写ヘッド31にはローラ41を取り付け、レーザ転写の位置周辺の転写材料20を薄膜光電変換セル10側に押圧するようにした。不活性ガスは基板1と転写材料120との側部の合せ面の隙間からノズル48により供給されるようにした。なお、不活性ガスの供給は必須でなく、また、供給する際には、その圧力で基板1と転写材料120との間隔が開かないように調整する。
図8は本発明の実施の形態2の方法で製造される薄膜光電変換装置160の上面図と、使用された転写材料120の上面図及び断面図である。なお、この図は5個の薄膜光電変換セルが直列接続される場合を示すが、セルの個数や配置は適宜変更可能である。図8(a)は薄膜光電変換装置160の上面図で、第2溝9の一方の側部に間隔をあけて導電膜7が形成されている様子を示す。図8(b)は(a)の薄膜光電変換装置160を製造するのに使用した後の転写材料120の上面図であり、基板状の透明基材122の上の転写膜21には図8(a)の導電膜7に対応する位置に転写開口部25が列をなして形成されている。転写膜21にはレーザ光をパルス照射して転写を行う。あるパルス照射による転写と次のパルス照射で転写開口部25が繋がらないようにしている。その結果、第2溝9の一方の側部に断続的に導電膜7が形成される。
また、本実施の形態2では、転写膜21と薄膜光電変換セル10との間隔を保つスペーサ50を転写膜21の上に形成した。スペーサ50は図のように、平行な複数の直線部を有するように形成した。このスペーサ50の隣り合う直線部分の間隔は第2溝9の間隔とほぼ同じとしたが、整数倍としても良い。このスペーサ50の直線部が薄膜光電変換セル10の第2溝9と平行なずれた位置となるように転写材料120が薄膜光電変換セル10の上に載置される。そして図7のようにスペーサ50間の転写膜21が第2溝9の一方の側部に転写される。なお、スペーサ50の直線部の形状は必ずしも連続した線でなくてもよく、点線状としても良い。
隣り合うスペーサ50の間隔にくらべて、スペーサ50の幅を十分に小さくすると良い。第2溝9の幅に比べて隣り合うスペーサ50の間隔が大きいので、図8(b)のように1枚の薄膜光電変換装置160を製造した後にも、未転写領域が多く残る。従って、使用後の転写材料120を再び次の基板1の上に少し位置をずらして載置すれば、別の薄膜光電変換装置160を製造することが可能である。図8(b)の未転写領域55が第2溝9の一方の側部の上に位置するようにすると良い。
図8(c)は図8(b)の転写材料120のA1−A2部分の断面図である。スペーサ50は転写膜21の上に形成されている。転写材料120はガラス基板からなる透明基材122の上に、スパッタ法や蒸着法で金属材料などの導電性の転写膜21を形成したものである。スペーサ50は、この転写膜21の上にディスペンサやスクリーン印刷により樹脂材料からなる直線状のスペーサ50を塗布し、これを加熱固化するなどの方法で形成する。スペーサ50の幅は例えば100〜200ミクロンであり、転写膜21からの高さは5〜20ミクロンなどである。スペーサ50の樹脂材料はレジスト等を用いてもいが、基板1上に載置する際に変形やしないように十分に固化していることが望ましい。また、転写工程後に転写材料120を基板1上から取り除く際に薄膜光電変換セル10に汚染やダメージを与えないように、接着性がほとんどない様にしておくことが望ましい。
透明基材122は基板1上に載置する際に、自重で位置がずれない程度の厚さのものを用いると良い。また透明基材122を薄膜光電変換セル10側に軽く押圧してもほとんど変形しないものが好ましい。ただし、透明基材122が厚すぎると、薄膜光電変換セル10にスペーサ50を介して重力がかかり、薄膜光電変換セル10にダメージを与える恐れがあるので、適度な厚みのものを用いると良い。なお、上記は転写材料120を基板1上に載置した簡単な構成であるが、上下を反対にして下部からレーザを照射するなどの構成にしてもよい。転写材料120と基板1とは相互に一定の間隔をあけて保持できるようにすれば良い。
透明基材122と転写膜21との間に剥離層23を有する1枚の転写材料120を上記で述べたように複数の薄膜光電変換装置190の製造に繰り返して使用する場合は、転写処理後に未転写領域表面を有機溶剤で拭くなど清浄化工程を入れても良い。蒸発した剥離層23成分が未転写領域に付着した場合に、それを清浄化工程で除去するので、次に形成される導電膜7の接着強度や接触抵抗の劣化を防止できる。
複数の薄膜光電変換装置190の製造に繰り返して使用した転写材料120については、その透明基材122の上の転写膜21を剥離して、再び転写膜21を被覆し直すことで、新たな転写材料120として再生して利用することが可能である。
以上のように本実施の形態2も実施の形態1と同様にセル間を直列接続する導電膜7をレーザ転写で形成するので、溝の領域を狭くして非発電領域を減少するとともに、薄膜光電変換装置の製造を容易とすることができる。
連続的に導電膜7が形成すると、導電膜7どうしが重なりあう部分が生じたり、導電膜7が連続することで、下地の基板1との熱膨張差などの応力が蓄積されたりして、剥離が生じる場合がある。本実施の形態2では導電膜7が第2溝9の一方の側部に断続して形成するようにしたので導電膜7の付着の信頼性が向上する。
また、転写の位置が重ならないようにしたので、一旦レーザ照射して生じた転写膜21の転写開口部25には再度レーザが照射されず、下地の薄膜光電変換セル10に直接レーザが照射されてダメージを与えてしまうことを防止できる。
転写材料120の透明基材122は透明基板であり、樹脂部材からなるスペーサ50が転写膜21の表面の一部に形成され、これが薄膜光電変換セル10に当接するように薄膜光電変換装置の基板1と転写材料の透明基板とが樹脂部材からなるスペーサ50を挟んで重ねあわされた状態でレーザ転写が行われるので、異なる基板1に対しても一定の間隔が保たれ、かつ載置が容易であるので、歩留まりや生産性に優れている。
また、スペーサ50は基板1とほぼ同サイズの転写材料120の表面に概ね一定の間隔をおいて平行な直線部に形成されるので、大面積の基板1に対しても均一な間隔を容易に保つことができる。さらに、転写材料120を基板1側に向けて押圧するようにしたので、基板1や転写材料120の反りにより、局所的にスペーサ50が薄膜光電変換セル10の表面から浮き上がって隙間が広くなる問題も防止することができる。なお、この押圧方法として、転写ヘッド31に設置したローラ41のかわりに、他の機構で押す方法や、気圧差を利用する方法でも可能である。たとえば、転写材料120と薄膜光電変換セル10との間の空間を外部に比べて減圧するようにしても良い。
<実施の形態3.>
図9は本発明の実施の形態3の方法で製造される薄膜光電変換装置の概略構成を示す斜視図である。本実施の形態3の薄膜光電変換装置290は実施の形態1や2の薄膜光電変換装置90、190と同様だが、薄膜光電変換セル10の第2電極6の上に、スペーサ51が形成されている点で異なる。このスペーサ51は実施の形態1や2のようなレーザ転写の工程において、転写膜21と薄膜光電変換セル10との間隔を保つものである。
図9は本発明の実施の形態3の方法で製造される薄膜光電変換装置の概略構成を示す斜視図である。本実施の形態3の薄膜光電変換装置290は実施の形態1や2の薄膜光電変換装置90、190と同様だが、薄膜光電変換セル10の第2電極6の上に、スペーサ51が形成されている点で異なる。このスペーサ51は実施の形態1や2のようなレーザ転写の工程において、転写膜21と薄膜光電変換セル10との間隔を保つものである。
本実施の形態3の薄膜光電変換装置290の製造方法手順は実施の形態1の図5と同様であるが、図5(d)のレーザ転写で導電膜7を形成する接続工程の前に、薄膜光電変換セル10の第2電極6の上に、スペーサ51を形成するスペーサ形成工程を有する。このスペーサ51は実施の形態2で転写膜21の上に形成したものと同様に、樹脂材料をディスペンサやスクリーン印刷で塗布後に加熱固化したものを使用することができる。塗布の際に第2溝9を覆わないように、第2電極6よりも幅が細いパターンとした。なお、図では第2電極6の上に一体のパターンで形成しているが、断続するパターンであってもよく、導電膜7の形成に影響のない第2溝9の一部を覆っていてもよい。
図10は本実施の形態3の薄膜光電変換装置の製造方法に使用する製造装置の構成を説明する概略図である。装置は実施の形態2の構成と基本的に同じものを使用できる。実施の形態2では、この装置で用いる転写材料としてスペーサ50を形成したものを使用したが、本実施の形態3では転写材料としてスペーサ50のないものを使用して、被転写物である基板1上にスペーサ51を形成したものを使用する。
図11は本実施の形態3の薄膜光電変換装置の製造方法で製造された薄膜光電変換装置の上面図と断面図、使用された転写材料の上面図である。図11(a)は薄膜光電変換装置290の上面図で、第2電極6の上の一部にスペーサ51が形成されていることを示す。また図11(c)は図11(a)のB1−B2の断面図である。スペーサ51の高さはたとえば5〜20ミクロンである。図11(b)は図11(a)の薄膜光電変換装置の製造で使用した後の転写材料120の上面図である。本実施の形態3では転写材料120の上にスペーサを有さない。
以上のように本実施の形態3では実施の形態1や2と同様にセル間を直列接続する導電膜7をレーザ転写で形成するので、溝の領域を狭くして非発電領域を減少するとともに、薄膜光電変換装置の製造を容易とすることができる。また、樹脂部材であるスペーサ51が薄膜光電変換セル10の第2電極6の上の一部に形成され、接続工程において薄膜光電変換装置の基板1と転写材料の透明基板とがスペーサ51を挟んで重ねあわされた状態でレーザ転写が行われるので、薄膜光電変換セル10との間が一定の間隔が保たれ、歩留まりや生産性に優れている。転写材料120の上にスペーサ51がないので、転写材料120転写有効面積が大きく、多数の薄膜光電変換装置290の製造に繰り返し利用できる。また、使用後の転写材料120の再生も簡単である。
なお、本実施の形態3の薄膜光電変換装置290をサブストレート型の太陽電池として使用する場合、スペーサ51を通して光電変換層4に光が入射するのでスペーサ51に透明な材料を使用するか、転写工程後にスペーサ51を除去するとよい。基板1側から光を入射するスーパーストレート型の太陽電池として使用する場合はスペーサ51が長期間使用に耐える材料であれば付着したままとしてもよく、その材料として透光性も不要である。
<実施の形態4.>
図12は本発明の実施の形態4の方法で製造される薄膜光電変換装置の概略構成を示す斜視図である。本実施の形態4の薄膜光電変換装置390は基本的に実施の形態1や2の薄膜光電変換装置90、190と同様だが、第2溝9の導電膜7が形成された側部と反対側の他方の側部に絶縁膜8が付着する点で異なる。なお、図では導電膜7が図6のように断続的に形成されているが、図1と同様に溝に沿って連続する構造であってもよい。第2溝9の底部において絶縁膜8は他方の側部からの溝の途中まで延在して第1電極2の上の一部を覆うが、一方の側部近傍の第1電極2は覆わない。そして絶縁膜8で覆われない第1電極2の領域に導電膜7が接する構造となっている。
図12は本発明の実施の形態4の方法で製造される薄膜光電変換装置の概略構成を示す斜視図である。本実施の形態4の薄膜光電変換装置390は基本的に実施の形態1や2の薄膜光電変換装置90、190と同様だが、第2溝9の導電膜7が形成された側部と反対側の他方の側部に絶縁膜8が付着する点で異なる。なお、図では導電膜7が図6のように断続的に形成されているが、図1と同様に溝に沿って連続する構造であってもよい。第2溝9の底部において絶縁膜8は他方の側部からの溝の途中まで延在して第1電極2の上の一部を覆うが、一方の側部近傍の第1電極2は覆わない。そして絶縁膜8で覆われない第1電極2の領域に導電膜7が接する構造となっている。
本実施の形態4での絶縁膜8は上記で述べた導電性の転写膜21を有する転写材料に替えて、絶縁性の転写膜21を有する転写材料を用いたレーザ転写によって形成する。転写材料の透明基材としてフィルム状や基板状のものを使用して、上記で述べたレーザ転写装置を用いて転写する。絶縁性の転写膜21の材料は、樹脂材料や酸化シリコン、窒化シリコンなどの無機材料を使用することができる。また、絶縁性の転写膜21として、完全に絶縁性でなくても、電気抵抗率の大きい材料、たとえば電気抵抗率が100オームメートル以上などの半導体材料を用いても良い。
図13は本実施の形態4の方法の手順を説明する断面図である。第2溝9を形成する図13(b)までの工程は上の図5で述べた手順と同様である。本実施の形態4では導電膜7を形成する工程の前に、図13(d)のように導電膜7が形成される第2溝9の一方の側部とは反対側の他方の側部に絶縁膜8を形成する工程を有する。他方の側部は第1溝3から遠い側の側部である。絶縁膜8も上で述べたレーザ転写によって導電膜7と同様に局所的に形成する。絶縁膜8は第2溝9の側部と第2溝9の底部の第1電極2の一部を覆う。その後、図13(e)のように絶縁膜8が形成された側部と反対の側部に導電膜7をレーザ転写で形成する。導電膜7は第2溝9の底部の第1電極2の一部に接して、隣接する薄膜光電変換セル10を直列接続する。
絶縁膜8は図12のように他方の側部の全体を覆うことが望ましいが、必須ではなく、溝に沿って断続的に形成されても良い。たとえば、後の工程で第2溝9の一方の側部に断続的に導電膜7を形成する場合は、溝をはさんでその導電膜7に対向する側部に絶縁膜8を形成するようにしても良い。このように断続的に導電膜7と絶縁膜8とが形成される場合に、その形成する部分の第2溝9の幅を形成されない部分より広くするようにしてもよい。
以上のように本実施の形態4では導電膜7を形成する接続工程の前に透明基材に絶縁性の転写膜が形成された転写材料を、その絶縁性転写膜と薄膜光電変換セルとが間隔をあけて対向するように保持した状態で、透明基材側からレーザを照射して絶縁性転写膜を第2電極側に転写するレーザ転写によって、前記導電性転写膜が転写される前記第2溝の一方の側部と反対側の第2溝9の他方の側部を覆うように絶縁膜8を形成する。このように導電膜7を形成する前に第2溝9の他方の側部を絶縁するので、導電膜7を転写する際に飛散した導電性の粒子が他方の側部に付着して生じるリーク電流の発生を防止できる。また、導電膜7が他方の側部まで延在するように形成することも可能である。その場合は、第2溝9の底部の一部に絶縁膜8の上を導電膜7が覆う形状となる。
以上のように本実施の形態4も実施の形態1や2と同様にセル間を直列接続する導電膜7とリーク防止用の絶縁膜8とをレーザ転写で形成するので、溝の領域を狭くして非発電領域を減少するとともに、リーク電流の少ない高性能の薄膜光電変換装置の製造を容易とすることができる。
また、第2溝9に幅の異なる部分を形成して、幅が広い部分のみ導電膜7や絶縁膜8を形成して、幅の狭い部分に導電膜7や絶縁膜8を形成しない構造とすると、第2溝9の平均的な幅を狭くできるので、非発電領域をさらに低減することができる。
なお、以上のいずれかの実施の形態で述べた一部の構成を、技術的な矛盾が生じなければ他の実施の形態に置き換えたり組み合わせたりしても良い。
本発明は、高性能の薄膜光電変換装置の製造を容易とすることができる。
1 基板、2 第1電極、3 第1溝、4 光電変換層、6 第2電極、7 導電膜、8 絶縁膜、9 第2溝、10 薄膜光電変換セル、20、120 転写材料、21 転写膜、22、122 透明基材、23 剥離層、25 転写開口部、31 転写ヘッド、32 レーザ光源、33 集光レンズ、35 ガイド、36 開口部、38、39 テープローラ、40 接触ヘッド、41 ローラ、43 位置検出器、45 ベース、46 XYステージ、48 ノズル、50、51 スペーサ、55 未転写領域、60、160、260 レーザ転写装置、90、190、290、390 薄膜光電変換装置、L レーザ光。
Claims (10)
- 基板上に、第1電極と光電変換層と第2電極とが順に積層された複数の薄膜光電変換セルが互いに直列接続された薄膜光電変換装置の製造方法であって、
第1溝を有する前記第1電極上に前記光電変換層と前記第2電極とを積層する積層工程と、
前記第1電極上の前記光電変換層と前記第2電極との一部を除去して第2溝を形成して複数の薄膜光電変換セルに分割する第2溝工程と、
導電性転写膜と前記薄膜光電変換セルとが間隔をあけて対向するように前記導電性転写膜が形成された転写材料を保持した状態で、前記導電性転写膜にレーザを照射することにより前記第2溝の一方の側部に前記導電性転写膜をレーザ転写して前記第2電極の一部と前記第2溝の底部の前記第1電極と電気的に接続する接続工程と、
を有することを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。 - 請求項1に記載の薄膜光電変換装置の製造方法であって、
前記接続工程において前記導電性転写膜と前記薄膜光電変換セルとの間隔は樹脂部材を前記薄膜光電変換セルに当接することで保たれることを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。 - 請求項2に記載の薄膜光電変換装置の製造方法であって、
前記樹脂部材は前記転写材料を保持する転写ヘッドに設置され、
前記樹脂部材は前記薄膜光電変換セルに当接したまま前記転写材料とともに前記第2溝の延在方向に沿って移動されて、前記レーザ転写が繰り返されることを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。 - 請求項3に記載の薄膜光電変換装置の製造方法であって、
前記樹脂部材はフッ素樹脂からなることを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。 - 請求項2に記載の薄膜光電変換装置の製造方法であって、
前記転写材料は透明基板の上に前記導電性転写膜が形成された材料であって、前記樹脂部材は前記導電性転写膜の表面の一部に形成され、
前記薄膜光電変換装置の基板と前記転写材料の前記透明基板とが前記樹脂部材を挟んで重ねあわされた状態で、前記レーザ転写が行われることを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。 - 請求項1に記載の薄膜光電変換装置の製造方法であって、
前記転写材料は透明基板の上に前記導電性転写膜が形成された材料であって、樹脂部材が前記薄膜光電変換セルの前記第2電極の上の一部に形成され、
前記接続工程において前記薄膜光電変換装置の基板と前記転写材料の前記透明基板とが前記樹脂部材を挟んで重ねあわされた状態で、前記レーザ転写が行われることを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。 - 請求項5または6に記載の薄膜光電変換装置の製造方法であって、
前記転写材料の前記透明基板を前記薄膜光電変換装置の基板側に押圧することを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の薄膜光電変換装置の製造方法であって、
前記第2溝の一方の側部に転写された前記導電性転写膜が前記第2分離溝に沿って断続的となるように前記レーザ転写が行われることを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の薄膜光電変換装置の製造方法であって、
前記導電性転写膜と前記薄膜光電変換セルとの間に不活性ガスが供給された状態で前記レーザ転写が繰り返されることを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の薄膜光電変換装置の製造方法であって、
前記接続工程の前に
絶縁性転写膜と前記薄膜光電変換セルとが間隔をあけて対向するように前記絶縁性転写膜が形成された転写材料を保持した状態で、前記絶縁性転写膜にレーザを照射することにより、前記導電性転写膜が転写される前記第2溝の一方の側部と反対側の他方の側部に前記絶縁性転写膜をレーザ転写して絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする薄膜光電変換装置の製造方法。
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