JP5715795B2 - 有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、有機光電変換素子を同一基板上に複数個集積した有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法及びかかる製造方法に好適に使用できる製造装置に関する。
有機薄膜太陽電池モジュールは、通常、(1)基板を準備する工程と、(2)基板上に第1の電極を形成する工程と、(3)前記第1の電極上に第1の電荷輸送層を形成する工程と、(4)前記第1の電荷輸送層上に活性層を形成する工程と、(5)前記活性層上に第2の電荷輸送層を形成する工程と、(6)前記第2の電荷輸送層上に第2の電極を形成する工程とを含む製造方法により製造される。
すなわち有機薄膜太陽電池モジュールは、電荷輸送層、活性層のような複数層の機能層を順次に成膜することにより製造される。各機能層は、対応する成膜工程がそれぞれ終了するたびに、各機能層の材料などに応じた任意好適なパターニング工程により所期の形状にパターニングされる。
例えば色素増感型の太陽電池を製造するにあたり、はんだごて又は加熱レーザブレード(heated razor blade)のような加熱針(heated stylus)状の刃構造体により導電層を焼き切ることにより、導電層を基板上で分断するパターニング工程が知られている(特許文献1参照)。また、カルコパイライト型の光吸収層を備える無機薄膜太陽電池を製造するにあたり、レーザ光照射による加熱除去及び金属針を用いる機械的な切削のような異なる手段を組み合わせて素子分離を行うパターニング工程が知られている(特許文献2参照)。
米国特許公開第20040031520号公報 特開2007−317885号公報
しかしながら、上記従来の熱を利用するパターニング工程を有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法に適用すれば、活性層のような機能層が含有する有機化合物が熱により失活或いは分解したり、例えば基板などのパターニング対象の層よりも下側の構成を損傷したりする場合がある。また有機薄膜太陽電池モジュールが備える、有機化合物を含有する有機薄膜は、例えば無機膜と比較すると極めて軟性であり、かつ直下の層との密着性が低いため、従来の機械的な切削によるパターニング工程では、層が剥離するなどの層構造の破壊が引き起こされる場合がある。結果として有機光電変換素子が動作不良を起こす場合がある。また切削により多量の粉塵が発生することによっても、有機光電変換素子が動作不良を起こす場合があり、また粉塵を除去(除塵)するためには除塵用の設備がさらに必要になる。
本発明者らは、有機薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法について鋭意研究を進め、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、下記の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法及び製造装置を提供する。
〔1〕 第1電極及び第2電極からなる一対の電極、及び前記一対の電極間に挟持される、1層の有機薄膜又は1層以上の有機薄膜を含む積層構造を備える有機光電変換素子が、基板上に複数配置された有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法において、1層の有機薄膜又は1層以上の有機薄膜を含む積層構造を、刃構造体を非加熱で用いて切断して、該1層の有機薄膜又は該1層以上の有機薄膜を含む積層構造を貫通して直下に設けられている層の表面を露出させる溝部を形成する切断工程を含む、有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔2〕 基板の主面に複数の第1電極を形成する工程と、基板上に形成された第1電極上に、第1電荷輸送層を形成する工程と、複数の第1電極同士の間の領域に、第1電荷輸送層を貫通して基板の主面を露出させる第1溝部を形成する第1の切断工程と、前記第1電荷輸送層上を覆う活性層、及び該活性層上を覆う第2電荷輸送層を形成する工程と、第1電荷輸送層、活性層及び第2電荷輸送層を貫通して、第1電極の一部分が露出する第2溝部を形成する第2の切断工程と、第2電荷輸送層上を覆い、かつ第2溝部を埋め込む第2電極を形成する工程と、第2電極、第2電荷輸送層、活性層及び第1電荷輸送層を貫通して、第1電極の一部分を露出させる第3溝部を形成して、複数の有機光電変換素子に素子分離する第3の切断工程とを含み、前記第1の切断工程、前記第2の切断工程及び前記第3の切断工程のうちの少なくともひとつの切断工程が、刃構造体を非加熱で用いて行われる工程である、有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔3〕 切断工程が、円盤状の刃構造体を用いる押し切り加工により行われる工程である、〔1〕又は〔2〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔4〕 切断工程が、針状の刃構造体を用いる引き切り加工により行われる工程である、〔1〕又は〔2〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔5〕 切断工程が、平刃状の刃構造体を用いる引き切り加工により行われる工程である、〔1〕又は〔2〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔6〕 切断工程が、刃構造体と切断対象となる有機薄膜とのなす角を30°〜60°として行われる工程である、〔4〕又は〔5〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔7〕 刃構造体の材料が、金属、合金、セラミックス、及び樹脂からなる群から選ばれる材料である、〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔8〕 刃構造体の先端部の曲率半径が5μm〜1000μmである、〔1〕〜〔7〕のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔9〕 〔1〕〜〔8〕のいずれか一項に記載の製造方法により製造することができる有機薄膜太陽電池モジュール。
〔10〕 有機薄膜が設けられた基板を支持し、かつ搬送する搬送ロールと、搬送ロールに支持された基板の有機薄膜に、非加熱の状態で接触して切断する刃構造体とを備える有機薄膜太陽電池モジュール製造用の製造装置。
〔11〕 刃構造体が押し切り加工できる円盤状である、〔10〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュール製造用の製造装置。
〔12〕 刃構造体が針状である、〔10〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュール製造用の製造装置。
〔13〕 刃構造体が平刃状である、〔10〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュール製造用の製造装置。
本発明の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法によれば、高温のレーザ、加熱により高温とされた刃構造体を用いるパターニング対象の機能層、ひいてはパターニング対象の層の下側に配置される構造体の機能を損なうおそれのあるパターニング工程を用いることなく、極めて簡易な工程で、パターニング対象となる電荷輸送層、活性層のような機能層それぞれ、又は複数の機能層の積層構造体をパターニングすることができる。よって各機能層、又は機能層の積層構造体が本来有する機能を損なうことなく動作不良の発生を効果的に抑制できる。したがって製品歩留まりを向上させることができる。
図1は、本発明の製造方法により製造される有機薄膜太陽電池モジュールの構成を示す概略的な断面図である。 図2−1は、第1の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。 図2−2は、第1の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。 図3−1は、第2の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。 図3−2は、第2の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。 図4−1は、第3の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。 図4−2は、第3の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。 図5−1は、切断領域の光学顕微鏡像を示す写真図(1)である。 図5−2は、切断領域の光学顕微鏡像を示す写真図(2)である。 図5−3は、切断領域の光学顕微鏡像を示す写真図(3)である。
<有機薄膜太陽電池モジュール>
本発明の有機薄膜太陽電池モジュールは、従来の太陽電池モジュールと基本的には同様のモジュール構造をとり得る。有機薄膜太陽電池モジュールは、一般的には金属、セラミック等の基板(支持基板)の上に複数の有機光電変換素子(セル)が構成され、その上を充填樹脂や保護ガラス等で覆い、基板の反対側から光を取り込む構造をとるが、基板に強化ガラス等の透明材料を用い、その上に有機光電変換素子を構成してその透明の基板側から光を取り込む構造としてもよい。
モジュール構造の例としては具体的には、スーパーストレートタイプ、サブストレートタイプ、ポッティングタイプと呼ばれるモジュール構造、アモルファスシリコン太陽電池などで用いられる基板一体型モジュール構造等が知られている。
本発明の有機薄膜太陽電池モジュールは、使用目的、使用場所および環境により、適宜これらのモジュール構造を選択できる。
代表的なスーパーストレートタイプあるいはサブストレートタイプのモジュール構造は、片側又は両側が透明で反射防止処理を施された基板の間に一定間隔に有機光電変換素子が配置され、隣り合う有機光電変換素子同士が、コンタクト電極(埋込み電極)、金属リード、フレキシブル配線等によって接続され、外縁部に集電電極が配置されており、発生した電力がモジュール外部に取り出される構造となっている。
基板と有機光電変換素子との間には、有機光電変換素子の保護、集電効率向上のため、目的に応じエチレンビニルアセテート(EVA)等様々な種類のプラスチック材料をフィルム又は充填樹脂の形で用いてもよい。また外部からの衝撃が少ないところなど表面を硬い素材で覆う必要のない場所で使用する場合には、表面保護層を透明プラスチックフィルムで構成し、また上記充填樹脂を硬化させることによって保護機能を付与し、片側の基板をなくすことが可能である。基板の周囲は、内部の密封およびモジュールの剛性を確保するため金属製のフレームで挟持して固定し、基板とフレームとの間は封止材料で密封シールする。また有機光電変換素子自体や基板、充填材料及び封止材料に可撓性の素材を用いれば、曲面の上に有機光電変換素子を構成することもできる。
ポリマーフィルム等のフレキシブル支持体を用いた太陽電池モジュールの場合には、ロール状の支持体を送り出しながら順次に支持体上に光電変換素子を形成し、所望のサイズに切断した後、周縁部をフレキシブルで防湿性のある素材でシールすることにより作製することができる。
またSolar Energy Materials and Solar Cells, 48, p383-391記載の「SCAF」とよばれるモジュール構造とすることもできる。さらに、フレキシブル支持体を用いた太陽電池モジュールは曲面ガラス等に接着固定して使用することもできる。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。上述の構成を備える有機薄膜太陽電池モジュールのうち、フレーム、保護部材のような外装部材については本発明の要旨ではないのでこれらの説明を省略し、有機光電変換素子及びその製造方法を中心に説明する。
なお以下の説明において、各図は発明が理解できる程度に構成要素の形状、大きさ及び配置が概略的に示されているに過ぎず、これにより本発明が特に限定されるものではない。また各図において、同様の構成成分については同一の符号を付して示し、その重複する説明を省略する場合がある。
まず、本発明の製造方法により製造することができる有機薄膜太陽電池モジュールの構成及びその製造方法について、図1を参照して説明する。
図1は、本発明の製造方法により製造される有機薄膜太陽電池モジュールの構成を示す概略的な断面図である。
図1に示すように、有機薄膜太陽電池モジュール100は、第1電極22及び第2電極24からなる一対の電極、及び前記一対の電極間に挟持される活性層40を備え、基板10上に配列された複数の有機光電変換素子(第1素子100A1及び第2素子100A2)を含む。
この一対の電極のうち、少なくとも光が入射する側の電極、すなわち少なくとも一方の電極は、発電に必要な波長の入射光(太陽光)を透過させことができる透明又は半透明の電極とされる。
有機光電変換素子は、例えば陽極である第1電極22及び例えば陰極である第2電極24からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された活性層40とを備えている。第1電極22及び第2電極24の極性は素子構造に対応した任意好適な極性とすればよく、第1電極22を陰極とし、かつ第2電極24を陽極としてもよい。
透明又は半透明である電極としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が挙げられる。電極としては、具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウムスズ酸化物(ITOという場合がある。)、インジウム亜鉛酸化物等からなる導電性材料、NESA等、金、白金、銀、銅等の膜が用いられ、ITO、インジウム亜鉛酸化物、酸化スズの膜が好ましい。電極の作製方法の例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、電極として、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機の透明導電膜を用いてもよい。
不透明である電極の電極材料としては、金属、導電性高分子等を用いることができる。不透明である電極の電極材料の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、及びそれらのうち2つ以上の合金、又は、1種以上の前記金属と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン及び錫からなる群から選ばれる1種以上の金属との合金、グラファイト、グラファイト層間化合物、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体が挙げられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。
有機光電変換素子は、通常、基板上に形成される。すなわち第1素子100A1及び第2素子100A2は、基板10の主面上に設けられている。
この基板10の材料は、電極を形成し、有機化合物を含有する有機薄膜を形成する際に化学的に変化しないものであればよい。基板10の材料の例としては、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン等が挙げられる。
基板10が入射光を不透過とする不透明である場合には、第1電極22と対向する、基板側とは反対側に設けられる第2電極24(すなわち基板10から遠い方の電極)が透明であるか、又は所要の入射光を透過できる半透明であることが好ましい。
活性層40は、第1電極22と第2電極24とに挟持されている。活性層40は、電子受容性化合物(n型半導体)と電子供与性化合物(p型半導体)とが混合されて含有される、この例ではバルクヘテロ型の有機薄膜であって、入射光のエネルギーを利用して電荷(正孔及び電子)を生成することができる、光電変換機能にとって本質的な機能を有する層である。
有機光電変換素子に含まれる活性層は、上述の通り、電子供与性化合物と電子受容性化合物とを含む。
なお、電子供与性化合物と電子受容性化合物とは、これらの化合物のエネルギー準位のエネルギーレベルから相対的に決定され、1つの化合物が電子供与性化合物、電子受容性化合物のいずれともなり得る。
電子供与性化合物の例としては、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体等が挙げられる。
電子受容性化合物の例としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、C60フラーレン等のフラーレン類及びその誘導体、バソクプロイン等のフェナントレン誘導体、酸化チタンなどの金属酸化物、カーボンナノチューブ等が挙げられる。電子受容性化合物としては、好ましくは、酸化チタン、カーボンナノチューブ、フラーレン、フラーレン誘導体であり、特に好ましくはフラーレン、フラーレン誘導体である。
フラーレンの例としては、C60フラーレン、C70フラーレン、C76フラーレン、C78フラーレン、C84フラーレンなどが挙げられる。
フラーレン誘導体としてはC60フラーレン、C70フラーレン、C76フラーレン、C78フラーレン、C84フラーレンそれぞれの誘導体が挙げられる。フラーレン誘導体の具体的構造の例としては、下記のような構造が挙げられる。
また、フラーレン誘導体の例としては、[6,6]フェニル−C61酪酸メチルエステル(C60PCBM、[6,6]-Phenyl C61 butyric acid methyl ester)、[6,6]フェニル−C71酪酸メチルエステル(C70PCBM、[6,6]-Phenyl C71 butyric acid methyl ester)、[6,6]フェニル−C85酪酸メチルエステル(C84PCBM、[6,6]-Phenyl C85 butyric acid methyl ester)、[6,6]チエニル−C61酪酸メチルエステル([6,6]-Thienyl C61 butyric acid methyl ester)などが挙げられる。
電子受容性化合物としてフラーレン誘導体を用いる場合には、フラーレン誘導体の割合が、電子供与性化合物100重量部に対して、10重量部〜1000重量部であることが好ましく、20重量部〜500重量部であることがより好ましい。
電子受容性化合物及び電子供与性化合物を含有するバルクヘテロ型の活性層における電子受容性化合物の割合は、電子供与性化合物100重量部に対して、10重量部〜1000重量部とすることが好ましく、50重量部〜500重量部とすることがより好ましい。
活性層の厚さは、通常、1nm〜100μmが好ましく、より好ましくは2nm〜1000nmであり、さらに好ましくは5nm〜500nmであり、より好ましくは20nm〜200nmである。
ここで有機光電変換素子の動作機構を簡単に説明する。透明又は半透明の電極を透過して活性層に入射した入射光のエネルギーが、電子受容性化合物及び/又は電子供与性化合物で吸収され、電子と正孔とが結合した励起子を生成する。生成した励起子が移動して、電子受容性化合物と電子供与性化合物とが接合しているヘテロ接合界面に達すると、界面でのそれぞれのHOMOエネルギー及びLUMOエネルギーの違いにより電子と正孔とが分離し、独立に動くことができる電荷(電子及び正孔)が発生する。発生した電荷がそれぞれ電極(陰極、陽極)に移動することにより外部へ電気エネルギー(電流)として取り出すことができる。
有機光電変換素子には、第1電極22及び第2電極24のうちの少なくとも一方の電極と活性層40との間に光電変換効率を向上させるための手段として活性層以外の付加的な中間層を設けてもよい。付加的な中間層として用いられる材料としては、フッ化リチウム等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の酸化物等を用いることができる。また、酸化チタン等無機半導体の微粒子、PEDOT(ポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン)などが挙げられる。
付加的な層としては、例えば正孔又は電子を輸送する電荷輸送層(正孔輸送層、電子輸送層)が挙げられる。
上述の電荷輸送層を構成する材料としては、任意好適な材料を用いることができる。電荷輸送層が電子輸送層である場合には、材料の例として2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナンスロリン(BCP)が挙げられる。電荷輸送層が正孔輸送層である場合には、材料の例としてPEDOTが挙げられる。
第1電極22及び第2電極24と、活性層40との間に設けてもよい付加的な中間層は、バッファ層であってもよく、バッファ層として用いられる材料としては、フッ化リチウム等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物、酸化チタン等の酸化物等が挙げられる。また、無機半導体を用いる場合には、微粒子の形態で用いることもできる。
有機光電変換素子の構成をより具体的に説明する。基板10の主面上には、第1電極22が設けられている。これら基板10と第1電極22との積層構造を第1積層体50Aと称する。
第1電極22上には、第1電荷輸送層32が設けられている。第1電荷輸送層32は、第1電極22が陽極である場合には正孔輸送層であり、第1電極22が陰極である場合には電子輸送層である。
活性層40は、第1電荷輸送層32上に設けられている。活性層40上には、第2電荷輸送層34が設けられている。第2電荷輸送層34は、第1電極22が陽極である場合には電子輸送層であり、第1電極22が陰極である場合には正孔輸送層である。第2電極24は、第2電荷輸送層34上に設けられている。これら第1電荷輸送層32と活性層40と第2電荷輸送層34と第2電極24との積層構造を第2積層体50Bと称する。
本実施形態では、活性層40を電子受容性化合物と電子供与性化合物とが混合されたバルクヘテロ型とする単層の活性層について説明したが、活性層40は複数層により構成されていてもよく、例えばフラーレン誘導体のような電子受容性化合物を含有する電子受容性層と、P3HTのような電子供与性化合物を含有する電子供与性層とが接合されたヘテロジャンクション型としてもよい。
ここで本実施の形態の有機光電変換素子のとりうる層構成の一例を以下に示す。
a)陽極/活性層/陰極
b)陽極/正孔輸送層/活性層/陰極
c)陽極/活性層/電子輸送層/陰極
d)陽極/正孔輸送層/活性層/電子輸送層/陰極
e)陽極/電子供給性層/電子受容性層/陰極
f)陽極/正孔輸送層/電子供給性層/電子受容性層/陰極
g)陽極/電子供給性層/電子受容性層/電子輸送層/陰極
h)陽極/正孔輸送層/電子供給性層/電子受容性層/電子輸送層/陰極
(ここで、記号「/」は、記号「/」を挟む層同士が隣接して積層されていることを示す。)
上記層構成は、陽極が基板により近い側に設けられる形態、及び陰極が基板により近い側に設けられる形態のいずれであってもよい。
上記各層は、単層で構成されるのみならず、2層以上の積層体として構成されていてもよい。
第1素子100A1と第2素子100A2とは、有機光電変換素子として機能しない素子間部100Bにより分離されている。第1素子100A1の第2電極24と第2素子100A2とは、コンタクト(電極)24aにより電気的に接続されている。
<製造方法>
次に上述の構成を備える有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法について説明する。
本発明の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、第1電極及び第2電極からなる一対の電極、及び前記一対の電極間に挟持される1層の有機薄膜又は1層以上の有機薄膜を含む積層構造を備える有機光電変換素子が、基板上に複数配列された有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法において、前記1層の有機薄膜又は前記1層以上の有機薄膜を含む積層構造を、刃構造体を非加熱で用いて切断して、該1層の有機薄膜又は該1層以上の有機薄膜を含む積層構造を貫通して直下に設けられている層の表面を露出させる溝部を形成する切断工程を含む。
有機薄膜太陽電池モジュールの製造にあたり、まず基板10を準備する。基板10は対向する2面の主面を有する平板状の基板である。基板10を準備するにあたり、基板10の一方の主面には例えばインジウムスズ酸化物のような電極の材料となり得る導電性材料の薄膜が予め設けられている基板を準備してもよい。
基板10に導電性材料の薄膜が設けられていない場合には、基板10の一方の主面に導電性材料の薄膜を任意好適な方法により形成する。次いで導電性材料の薄膜をパターニングする。導電性材料の薄膜をフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程のような任意好適な方法によりパターニングして、互いに電気的に分離された複数のパターンからなる第1電極22を形成する。この工程により、第1電極22が非形成となる領域では基板10の主面の一部分が露出する。
次に、第1電極22が形成された基板10上全面に、常法に従って第1電荷輸送層32を形成する。
次いで、素子間部100B内であって、複数の第1電極(パターン)22同士の間の領域に、第1電荷輸送層32の表面から、第1電荷輸送層32を貫通して、基板10の表面を露出させる第1溝部Xを、本発明の刃構造体を用いて加工して形成する(刃構造体の詳細については後述する。)。この第1溝部Xの形成により第1素子100A1の第1電極22と第2素子100A2の第1電極22とが第1溝部Xで離間することにより電気的に分離される(第1の切断工程)。
引き続き、第1電荷輸送層32上を覆う活性層40を形成する。活性層40は、塗工液を塗布する、例えばスピンコート法のような塗布法により形成することができる。
次に活性層40上を覆う第2電荷輸送層34を形成する。引き続き、素子間部100B内であって、第2電荷輸送層34の表面から、第2電荷輸送層34、活性層40及び第1電荷輸送層32を貫通して、第2素子100A2の第1電極22の表面、すなわち第1積層体50Aの表面に至る第2溝部Yを、本発明の刃構造体を用いて加工して形成する(第2の切断工程)。この第2溝部Yは、第1素子100A1の第2電極24と第2素子100A2の第1電極とを電気的に接続するためのコンタクト溝(又はコンタクトホール)として使用される。したがって第2溝部Yは、厳密には第1電極22上で活性層40及び第1電荷輸送層32を2分する構成でなくともよい。
次いで第2電荷輸送層34上を覆い、第2溝部Yを埋め込んで第1電極22に接触する、コンタクト(電極)24aを形成する。コンタクト24aは、第1素子100A1の第2電極24と第2素子100A2の第1電極22とを導通させる。
なお、第2電極24は、上述の塗布法によって形成してもよいし、例えば蒸着法のような従来公知の任意好適な方法により形成してもよい。
上述したように、第2溝部Yは第1電極22と第2電極24とを導通させるコンタクト用の構造であるため、その形状は、例えば溝状、円柱状のような柱状の形状とすることができ、特に限定されないが、本実施形態では溝状に形成する例を説明する。
このようにしてコンタクト24aを形成することにより、隣り合う有機光電変換素子同士が電気的に接続され、複数の有機光電変換素子が互いに接続された有機薄膜太陽電池モジュールが製造される。
第1電荷輸送層32、活性層40、第2電荷輸送層34及び第2電極24は、塗工液、すなわち溶液を用い、塗布形成された層を、窒素ガス雰囲気のような任意好適な雰囲気下において、材料及び溶媒に好適な条件で乾燥することにより形成することができる。
成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法等の塗布法を用いることができ、スピンコート法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法が好ましい。
これらの溶液を用いる成膜方法に用いられる溶媒は、各層の材料を溶解させ、かつ撥液性パターンによりはじかれて、撥液性パターン上に濡れ広がらないものであれば特に制限はない。
このような溶媒の例としては、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、n−ブチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン等の不飽和炭化水素系溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサン等のハロゲン化飽和炭化水素系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化不飽和炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類系溶媒が挙げられる。
次に、第2電極24の表面から、第2電極24、第2電荷輸送層34及び活性層40及び第1電荷輸送層32を貫通して、素子間部100B内である第1電極22の一部分を露出させる第3溝部Zを形成する(第3の切断工程)。
第3溝部Zは、第1素子100A1と、第2素子100A2とを、素子間部100Bにより、電気的に分離するための構成である。第3溝部Zを形成することにより、複数の有機光電変換素子が素子分離されることにより形成される。素子間部100Bは線溝状であって、この例では第1電極22の周縁部近傍で周縁部の形状(本実施形態では直線状)に沿って隣り合う素子同士を分断している。素子間部100Bは、光電変換素子としては機能しない領域であるので、できる限り小さい領域とするのがよい。よって第3溝部Zは、素子間部100Bの大きさを可能な限り小さくすることができる形状及び配置位置として形成するのがよい。本実施形態では例えば可能な限り第1電極22の周縁部に近く、かつ可能な限り細幅である直線状の溝として構成すればよい。
次に、上述した有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法における上述した切断工程(第1の切断工程、第2の切断工程及び第3の切断工程のうちの少なくともひとつの切断工程)に好適に適用できる製造装置の構成、及びこの製造装置を用いる切断工程につき説明する。
(第1の実施形態)
図2を参照して、第1の実施形態の製造装置及び切断工程につき説明する。
図2−1は、第1の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。図2−2は、第1の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。
第1の実施形態は、円盤状の回転刃を備える製造装置により、切断工程を実施する点に特徴を有している。
図2−1に示すように、製造装置は搬送ロール60を備えている。搬送ロール60は円柱状の形状である。搬送ロール60は、第1中心回転軸C1を回転軸として、白抜き矢印B方向に回転できるように構成されており、その表面の一部分に接する積層構造体50を白抜き矢印A方向に搬送することができる。
搬送ロール60及び搬送ロール60を作動させる作動機構は、ロールトゥロールで行われる光学フィルムなどの製造に用いられている従来公知の任意好適な搬送ロールのようなロール及びこれに付随する作動機構を用いることができる。
製造装置は刃構造体70を備えている。刃構造体70は、この例では円盤状の回転刃である。刃構造体70は、第2中心回転軸C2を回転軸として白抜き矢印B方向に回転しつつ切断対象となる層(対象層という場合がある。)に接触して、対象層を切断するか、又は溝を彫り込む機能を有する。なお対象層である、1層以上の有機薄膜を含む積層構造は、切断可能である無機層(有機化合物を含まない層)を含んでいてもよい(下記の他の実施形態においても同じである。)。
本実施形態では、(第1電極22が形成されている)基板である第1積層体50A上に設けられ、有機薄膜が1層又は2層以上積層された第2積層体50Bを備える積層構造体50の第2積層体のみを切断する。このとき、搬送ロール60は、第1積層体50Aに接して積層構造体50全体を支持している。
図2−2に示すように、具体的には、積層構造体に予め設定されたスクライビング領域80内に刃構造体70の刃幅が収まるように位置合わせし、かつ刃構造体70を第2中心回転軸C2を回転軸として回転させる。この回転により、刃構造体70の先端部70aが対象層、すなわち第2積層体50Bを貫通して、第1積層体50Aの表面を損傷することなく露出させる程度に押し切り加工する。
この押し切り加工に際し、積層構造体50は、図2−1を参照して既に説明したように搬送ロール60により矢印A方向に移動される。よって、積層構造体50のスクライビング領域80には、積層構造体50を支持し、かつ搬送する搬送ロール60と、刃構造体70とにより、線状の溝部が彫り込まれて第1積層体50Aの表面が露出し、形成された溝部により第2積層体50Bが切断される。
刃構造体70は、鉄などの金属、モリブデン鋼、ステンレス鋼のような合金、セラミックス、樹脂のような硬度の高い、従来公知の任意好適な材料により構成することができる。
搬送ロール60は、ステンレス鋼のような従来公知の任意好適な材料により構成することができる。搬送ロール60は、刃構造体70の材料よりも硬い材料により構成するのが好ましい。
刃構造体70は、先端部70aの周端部の形状、すなわち形成される線状の溝部の延在方向に直交する方向の周端部の形状が、曲率半径が5μm〜1000μmである滑らかな曲線により画成される構成とするのが好ましい。
一般に有機薄膜は軟性であるため、先端部70aを鋭利な形状とすることなく押し切り加工による切断が可能である。
例えば、ガラス基板上に形成された塗布膜である活性層(有機薄膜)は、曲率半径2μmの刃構造体を用いれば、10mg程度でしかない荷重を加える押し切り加工により溝部を形成することができる。
よって製造装置は、押し切り加工に際して、有機薄膜に加わる荷重を測定する荷重測定機構と、荷重を任意好適な範囲に調節することができる荷重調節機構とを備える構成とするのがよい。
刃構造体70は、少なくとも対象層と接触する先端部70aを含む領域に、ダイヤモンド状カーボン、アモルファスカーボン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のような摩擦係数が小さい材料を用いるコーティング処理を行って、被膜を形成するのがよい。
このような被膜を設けることにより、対象層と刃構造体70との摩擦が低減されるので、摩擦による対象層直下の層の損傷、対象層の昇温及びこの昇温による機能喪失を抑制することができる。
第1の実施形態の製造装置は、さらに刃構造体70に付随して、刃構造体70の特に対象層に接触する領域を溶剤により拭ってクリーニングすることができる機構を備えるのがよい。
第1の実施形態の回転刃である刃構造体70は、加熱された状態で用いることもできるが、高温による有機薄膜の機能喪失のおそれを考慮すると、刃構造体70を非加熱で用いて切断工程を実施するのが好ましい。
このように回転刃を用いる押し切り加工により、1層の軟性の有機薄膜又は1層以上の軟性の有機薄膜を含む積層構造を切断するので、粉塵の発生を抑制することができる。よって製造される有機光電変換素子(有機薄膜太陽電池モジュール)の粉塵による電気的特性の悪化、粉塵による短絡のような不具合の発生を効果的に抑制することができ、また製品歩留まりを向上させることができる。さらには回転刃を用いるので、形成できる溝部の直線性を精度よく高めることができる。
(第2の実施形態)
図3を参照して、第2の実施形態の製造装置及び切断工程につき説明する。なお製造装置における刃構造体の形状以外の構成要素については既に説明した第1の実施の形態の構成と変わるところがないため、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
図3−1は、第1の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。図3−2は、第2の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。
第2の実施形態は、針状の刃を備える製造装置により、切断工程を実施する点に特徴を有している。
図3−1に示すように、製造装置は搬送ロール60を備えている。搬送ロール60は円柱状の形状である。搬送ロール60は、中心回転軸Cを回転軸として、白抜き矢印B方向に回転できるように構成されており、その表面の一部分に接する積層構造体50を白抜き矢印A方向に搬送することができる。
製造装置は刃構造体70を備えている。刃構造体70は、この例では針状の引き切り刃である。刃構造体70は、搬送ロール60により積層構造体50の矢印A方向への搬送(移動)にともなって、切断対象となる対象層に接触して、対象層を切断するか、又は溝を切削して彫り込む機能を有する。
本実施形態では、(第1電極22が形成されている)基板である第1積層体50A上に設けられ、有機薄膜が1層又は2層以上積層された第2積層体50Bを備える積層構造体50の第2積層体のみを切断する。このとき、搬送ロール60は、第1積層体50Aに接して積層構造体50全体を支持している。
図3−2に示すように、刃構造体70は、先端部70aの近傍が先端に向かうにしたがって先細となるテーパ状の形状を有している。刃構造体70の針軸部70bの幅は、好ましくは10μmから3000μmとするのがよい。
切断工程は、具体的には積層構造体50に予め設定されたスクライビング領域80内に刃構造体70の刃幅が収まるように位置合わせして行われる。
このとき、図3−1に示すように、刃構造体70(芯)と第1積層体50A(第2積層体50B)の表面とがなす角θ1は、好ましくは30°〜60°とするのがよい。θ1をこのような範囲とすることにより、対象層に加わる荷重をより安定させることができ、また刃構造体70の摩耗を抑制することができる。
切断工程は、積層構造体50を搬送ローラ60を回転させることにより移動させつつ、所定の荷重を加えた状態で刃構造体70の配置位置を固定して行われる。積層構造体50の移動により、刃構造体70の先端部70aが対象層、すなわち第2積層体50Bを貫通して、第1積層体50Aの表面を損傷することなく露出させる程度に引き切り加工する。
結果として、積層構造体50のスクライビング領域80には、積層構造体50を支持し、かつ搬送する搬送ロール60と、刃構造体70とにより、線状の溝部が彫り込まれて第1積層体50Aの表面が露出し、形成された溝部により第2積層体50Bが切断されることとなる。
刃構造体70は、鉄などの金属、ステンレス鋼、炭素工具鋼(SKS)のような合金、セラミックス、樹脂のような硬度の高い従来公知の任意好適な材料により構成することができる。
搬送ロール60は、ステンレス鋼のような従来公知の任意好適な材料により構成することができる。
刃構造体70は、先端部70aの形状、すなわち形成される線状の溝部の延在方向に直交する方向の形状(及び/又は溝部の延在方向の形状)が、曲率半径が5μm〜1000μmの滑らかな曲線(部分球面)により画成される構成とするのが好ましい。
製造装置は、引き切り加工に際して、有機薄膜に加わる荷重を測定する荷重測定機構と、荷重を任意好適な範囲に調節することができる荷重調節機構とを備える構成とするのがよい。
刃構造体70は、少なくとも対象層と接触する先端部70aを含む領域に、ダイヤモンド状カーボン、アモルファスカーボン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のような摩擦係数が小さい材料を用いるコーティング処理を行って、被膜を形成するのがよい。
このような被膜を設けることにより、対象層と刃構造体70との摩擦が低減されるので、摩擦による対象層直下の層の損傷、対象層の昇温及びこの昇温による機能喪失を抑制することができる。
第2の実施形態の針状の刃構造体70は、高温による有機薄膜の機能喪失のおそれを考慮すると、刃構造体70を非加熱で用いて切断工程を実施するのが好ましい。
このように針状の刃構造体70を用いる引き切り加工によれば、より幅の狭い溝部を形成して、1層の軟性の有機薄膜又は1層以上の軟性の有機薄膜を含む積層構造を切断することができる。よって製造される有機光電変換素子(有機薄膜太陽電池モジュール)のさらなる微細化、小型化が可能となる。
(第3の実施形態)
図4を参照して、第3の実施形態の製造装置及び切断工程につき説明する。なお製造装置における刃構造体の形状以外の構成要素については既に説明した第1及び第2の実施の形態の構成と変わるところがないため、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
図4−1は、第3の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。図4−2は、第3の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。
第3の実施形態は、平刃状の刃構造体を備える製造装置により、切断工程を実施する点に特徴を有している。
図4−1に示すように、製造装置は搬送ロール60を備えている。搬送ロール60は円柱状の形状である。搬送ロール60は、中心回転軸Cを回転軸として、白抜き矢印B方向に回転できるように構成されており、その表面の一部分に接する積層構造体50を白抜き矢印A方向に搬送することができる。
製造装置は刃構造体70を備えている。刃構造体70は、この例では平刃状の引き切り刃である。刃構造体70は、搬送ロール60により積層構造体50の矢印A方向への搬送(移動)にともなって、切断対象となる対象層に接触して、対象層を切断するか、又は溝を切削して彫り込む機能を有する。
本実施形態では、(第1電極22が形成されている)基板である第1積層体50A上に設けられ、有機薄膜が1層又は2層以上積層された第2積層体50Bを備える積層構造体50の第2積層体50Bのみを切断する。このとき、搬送ロール60は、第1積層体50Aに接して積層構造体50全体を支持している。
図4−2に示すように、刃構造体70は、先端部70aの溝部の延在方向に直交する方向の形状(及び/又は溝部の延在方向の形状)が、曲率半径が5μm〜1000μmの滑らかな曲線(部分球面)により画成される構成とするのが好ましい。
平刃状である刃構造体70の厚みは、好ましくは100μmから3000μmである。
切断工程は、具体的には積層構造体50に予め設定されたスクライビング領域80内に刃構造体70の刃幅が収まるように位置合わせして行われる。
このとき、図4−1に示すように、刃構造体70(芯)と第1積層体50A(第2積層体50B)の表面とがなす角θ2は、好ましくは30°〜60°とするのがよい。θ2をこのような範囲とすることにより、対象層に加わる荷重をより安定させることができ、また刃構造体70の摩耗を抑制することができる。
切断工程は、積層構造体50を搬送ローラ60の回転により移動させつつ、所定の荷重を加えた状態で刃構造体70の配置位置を固定して行われる。積層構造体50の移動により、刃構造体70の先端部70aが対象層、すなわち第2積層体50Bを貫通して、第1積層体50Aの表面を損傷することなく露出させる程度に引き切り加工する。
結果として、積層構造体50のスクライビング領域80には、積層構造体50を支持し、かつ搬送する搬送ロール60と、刃構造体70とにより、線状の溝部が彫り込まれて第1積層体50Aの表面が露出し、形成された溝部により第2積層体50Bが切断されることとなる。
刃構造体70は、高速度鋼、超硬合金、セラミックス、樹脂のような硬度の高い、従来公知の任意好適な材料により構成することができる。
搬送ロール60は、ステンレス鋼のような従来公知の任意好適な材料により構成することができる。
製造装置は、引き切り加工に際して、有機薄膜に加わる荷重を測定する荷重測定機構と、荷重を任意好適な範囲に調節することができる荷重調節機構とを備える構成とするのがよい。
刃構造体70は、少なくとも対象層と接触する先端部70aを含む領域に、ダイヤモンド状カーボン、アモルファスカーボン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のような摩擦係数が小さい材料を用いるコーティング処理を行って、被膜を形成するのがよい。
このような被膜を設けることにより、対象層と刃構造体70との摩擦が低減されるので、摩擦による対象層直下の層の損傷、対象層の昇温及びこの昇温による機能喪失を抑制することができる。
第3の実施形態の平刃状の刃構造体70は、高温による有機薄膜の機能喪失のおそれを考慮すると、非加熱の刃構造体70として切断工程を実施するのが好ましい。
このように平刃状の刃構造体70を用いる引き切り加工によれば、より直線性の高い溝部を精度よく形成して1層の軟性の有機薄膜又は1層以上の軟性の有機薄膜を含む積層構造を切断することができる。また平刃状の刃構造体70は比較的安価であるため、製造コストをより削減することができる。
前記第1の実施形態、第2の実施形態及び第3の実施形態において、本発明の製造装置が搬送ロール(60)を備える構成を例示して説明したが、この搬送ロールに代えて、例えば搬送コンベア、搬送用定盤を用いることもできる。
<実施例1>
ITOの薄膜が一方の主面に設けられたポリエチレンナフトレート(PENという場合がある。)フィルム基板(基板)(トービ社製、商品名:OTEC)を、アセトンにて洗浄した後、低圧水銀ランプを備えた紫外線オゾン照射装置(テクノビジョン社製、型式:UV−312)を用いて、UVオゾン洗浄処理を15分間施し、清浄な表面をもつITO電極(第1電極)をPENフィルム基板上に作製した。次いで、ITO電極が設けられたPENフィルム基板上にPEDOTの懸濁液(スタルク社製、商品名Baytron P AI4083、lot.HCD07O109)をスピンコート法により塗布してPEDOT層(第1電荷輸送層)を形成した。その後、大気中、150℃で30分間乾燥を行なった。
PENフィルム基板をガラス板上に固定し、PEDOT層上に約50μmの曲率半径のステンレス鋼製の回転刃(刃構造体)を非加熱で押し当てて走行させることで、有機薄膜であるPEDOT層を2つの領域に切断した。
切断されたPEDOT層の2つの領域それぞれの直下に位置するITO電極の2つの領域同士の間で電気的な導通が得られるか試験したところ、導通が確認された。結果として、ITO電極を切断せず、PEDOT層のみを切断して、ITO電極を露出させる溝部を形成できたことが確認された。
次に電子供与性化合物であるポリ(3−ヘキシルチオフェン)(P3HTという場合がある。)(メルク社製、商品名lisicon SP001、lot.EF431002)と、電子受容性化合物であるフラーレン誘導体としてPCBM(フロンティアカーボン社製、商品名E100、lot.7B0168−A)とを、オルトジクロロベンゼン溶媒中にP3HTが1.5重量%、PCBMが1.2重量%となるよう添加し、70℃で2時間撹拌を行なった後、孔径0.2μmのフィルタにてろ過を行い、塗工液を調整した。PEDOT層上に、塗工液をスピンコート法により塗布して活性層を成膜した。その後、窒素ガス雰囲気下において、150℃で3分間加熱処理した。加熱処理後の活性層の膜厚は約100nmであった。前記と同様に、活性層にステンレス鋼製の回転刃を非加熱で押し当てて走行させることで、活性層及びPEDOT層からなる有機薄膜の積層構造を2つの領域に切断できた。図5−1に本実施例の切断領域(溝部)の光学顕微鏡像を示す。光学顕微鏡像は、光学顕微鏡(ハイロックス社製 KH−7700型)を用い、光学倍率350倍で撮影したものである。後述の図5−2及び図5−3も同様である。
前記と同様に、切断された積層構造の2つの領域それぞれの直下に位置するITO電極の2つの領域同士の間で電気的な導通が得られるか試験したところ、導通が確認された。結果として、ITO電極を切断せず、活性層及びPEDOT層からなる積層構造のみを切断して、ITO電極を露出させる溝部を形成できたことが確認された。
<実施例2>
刃構造体として、約100μmの曲率半径のステンレス鋼製の針状構造体を用いた以外は、前記実施例1と同様にして単層又は積層構造の切断工程を実施した。
結果として、ITO電極を切断せず、ITO電極上のPEDOT層のみ、及び活性層とPEDOT層との積層構造のみを切断して、ITO電極を露出させる溝部を形成できたことが確認された。図5−2に本実施例の切断領域の光学顕微鏡像を示す。
<実施例3>
刃構造体として、約1000μmの曲率半径のPTFE製の平刃状構造体を用いた以外は、前記実施例1と同様にして単層又は積層構造の切断工程を実施した。
結果として、ITO電極を切断せず、ITO電極上のPEDOT層のみ、及び活性層とPEDOT層との積層構造のみを切断して、ITO電極を露出させる溝部を形成できたことが確認された。図5−3に本実施例の切断領域の光学顕微鏡像を示す。
本発明は、有機薄膜太陽電池モジュールの製造に有用である。
10:基板
10A:電極形成領域
10B:非電極形成領域
22:第1電極
24:第2電極
24a:コンタクト
32:第1電荷輸送層
34:第2電荷輸送層
40:活性層
50:積層構造体
50A:第1積層体
50B:第2積層体
60:搬送ロール
70:刃構造体
70a:先端部
70b:針軸部
80:スクライビング領域(切断領域)
100:有機薄膜太陽電池モジュール
100A1:第1素子(形成領域)
100A2:第2素子
100B:素子間部(領域)
C:中心回転軸
C1:第1中心回転軸
C2:第2中心回転軸
X:第1溝部
Y:第2溝部
Z:第3溝部

Claims (5)

  1. 第1電極及び第2電極からなる一対の電極、及び前記一対の電極間に挟持される1層の有機薄膜又は1層以上の有機薄膜を含む積層構造を備える有機光電変換素子が、基板上に複数配置された有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法において、
    前記1層の有機薄膜又は1層以上の有機薄膜を含む積層構造を、先端部の曲率半径が5μm〜1000μmである円盤状の刃構造体を非加熱で用いる押し切り加工により切断して、該1層の有機薄膜又は該1層以上の有機薄膜を含む積層構造を貫通して直下に設けられている層の表面を露出させる溝部を形成する切断工程を含む、有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
  2. 第1電極及び第2電極からなる一対の電極、及び前記一対の電極間に挟持される1層の有機薄膜又は1層以上の有機薄膜を含む積層構造を備える有機光電変換素子が、基板上に複数配置された有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法において、
    前記1層の有機薄膜又は1層以上の有機薄膜を含む積層構造を、針状の刃構造体又は平刃状の刃構造体であって先端部の曲率半径が5μm〜1000μmである刃構造体を非加熱で用いる引き切り加工により刃構造体と切断対象となる有機薄膜とのなす角を30°〜60°として切断して、該1層の有機薄膜又は該1層以上の有機薄膜を含む積層構造を貫通して直下に設けられている層の表面を露出させる溝部を形成する切断工程を含む、有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
  3. 基板の主面に複数の第1電極を形成する工程と、
    基板上に形成された第1電極上に、第1電荷輸送層を形成する工程と、
    複数の第1電極同士の間の領域に、第1電荷輸送層を貫通して基板の主面を露出させる第1溝部を形成する第1の切断工程と、
    第1電荷輸送層上を覆う活性層、該活性層上を覆う第2電荷輸送層を形成する工程と、
    第1電荷輸送層、活性層及び第2電荷輸送層を貫通して、第1電極の一部分が露出する第2溝部を形成する第2の切断工程と、
    第2電荷輸送層上を覆い、かつ第2溝部を埋め込む第2電極を形成する工程と、
    第2電極、第2電荷輸送層、活性層及び第1電荷輸送層を貫通して、第1電極の一部分を露出させる第3溝部を形成して、複数の有機光電変換素子に素子分離する第3の切断工程とを含み、
    前記第1の切断工程、前記第2の切断工程及び前記第3の切断工程のうちの少なくともひとつの切断工程が、先端部の曲率半径が5μm〜1000μmである円盤状の刃構造体を非加熱で用いる押し切り加工により行われる工程である、有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
  4. 基板の主面に複数の第1電極を形成する工程と、
    基板上に形成された第1電極上に、第1電荷輸送層を形成する工程と、
    複数の第1電極同士の間の領域に、第1電荷輸送層を貫通して基板の主面を露出させる第1溝部を形成する第1の切断工程と、
    第1電荷輸送層上を覆う活性層、該活性層上を覆う第2電荷輸送層を形成する工程と、
    第1電荷輸送層、活性層及び第2電荷輸送層を貫通して、第1電極の一部分が露出する第2溝部を形成する第2の切断工程と、
    第2電荷輸送層上を覆い、かつ第2溝部を埋め込む第2電極を形成する工程と、
    第2電極、第2電荷輸送層、活性層及び第1電荷輸送層を貫通して、第1電極の一部分を露出させる第3溝部を形成して、複数の有機光電変換素子に素子分離する第3の切断工程とを含み、
    前記第1の切断工程、前記第2の切断工程及び前記第3の切断工程のうちの少なくともひとつの切断工程が、針状の刃構造体又は平刃状の刃構造体であって先端部の曲率半径が5μm〜1000μmである刃構造体を非加熱で用いる引き切り加工により刃構造体と切断対象となる有機薄膜とのなす角を30°〜60°として行われる工程である、有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
  5. 刃構造体の材料が、金属、合金、セラミックス、及び樹脂からなる群から選ばれる材料である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
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