JPH0936395A - 光起電力素子及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集電電極とバスバーを機械的・電気的に安定
な接合状態とし、初期の歩留が良好で、長期信頼性に優
れた光起電力素子及びその形成方法を提供する。 【構成】 本発明の光起電力素子の形成方法は、金属ワ
イヤからなる集電電極と、該集電電極と接する金属板か
らなる端子とを有する光起電力素子の形成方法におい
て、前記金属板に付設された突起に前記集電電極を巻き
付けた後、前記突起を加圧して変形、又は加圧して変形
後、加熱することにより、前記集電電極と前記金属板を
接合する。また、本発明の光起電力素子は、少なくとも
１つ以上のｐｎ接合またはｐｉｎ接合からなる半導体層
と、該半導体層の光入射側に配設された透明電極と、該
透明電極上に配設された集電電極と、該集電電極と接す
る金属板からなる端子とを有する光起電力素子におい
て、前記請求項１又は２に記載された光起電力素子の形
成方法により、前記集電電極と前記端子が接合された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光起電力素子及びその
形成方法に係る。より詳細には、太陽電池としての信頼
性や製造安定性が良好な、光起電力素子及びその形成方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光起電力素子を応用した太陽電池は、火
力発電、水力発電などの既存発電方法の問題を解決する
代替エネルギー源として注目されている。その中でも、
アモルファスシリコン太陽電池は、結晶系の太陽電池に
比較して低コストで、かつ大面積の太陽電池が製造でき
るため、各種の研究がなされている。このアモルファス
シリコン太陽電池を実用化するに当たり重要な技術課題
の１つとして、光電変換効率を向上させることが挙げら
れる。この技術課題を解決すべく、各種の検討が鋭意進
められている。

【０００３】ところで、アモルファスシリコン太陽電池
の構成としては、例えば、ステンレス等からなる導電性
基板上に、裏面電極、半導体層、受光面電極の順番で積
層したものが公知である。この受光面電極は、例えば透
明導電性酸化物によって形成される。

【０００４】更に、電流を集めるための細い金属からな
る集電電極が、前記受光面電極の表面上に堆積される。
この集電電極は太陽電池の光入射面側に設けられるた
め、集電電極の面積はいわゆるシャドーロスとなり、太
陽電池の発電に寄与する有効面積を減少させてしまう。
このため、集電電極は比較的細い櫛状に形成される。ま
た、前記集電電極は通常細く長く形成されるために、電
気抵抗が少なくなるような材料及び断面形状設計が要求
される。

【０００５】また更に、前記集電電極によって集められ
た電流を集めるために、バスバー電極と呼ばれる比較的
太い金属からなる電極が形成される。

【０００６】以下では、上述した構成の太陽電池におい
て、変換効率を向上させる目的から、集電電極によるシ
ャドーロス、及び電気抵抗ロスを最小限にする研究開発
の現状について説明する。

【０００７】前記集電電極やバスバーの材料としては、
上述のシャドーロス、電気抵抗ロスを少なくするために
銀や銅の様に比抵抗の低い金属体が用いられている。例
えば銀の比抵抗は１．６２×１０^-6Ωｃｍであり、銅の
比抵抗は１．７２×１０^-6Ωｃｍである。

【０００８】上述した集電電極を形成する方法として
は、例えば、蒸着法、メッキ法、スクリーン印刷法等の
方法が用いられている。蒸着法では、堆積速度が遅いこ
と、真空プロセスを用いるためスループットが低いこ
と、また、線状のパターンを形成するためにはマスキン
グが必要であり、またマスク部分に堆積した金属は無駄
になる等の問題点がある。一方、スクリーン印刷法の問
題点としては低抵抗な電極を得ることが困難な点が挙げ
られる。例えば銀の導電性ペーストの比抵抗は、最も低
いものでも４．０×１０^-5Ωｃｍであり、純粋なバルク
の銀よりも１桁比抵抗が小さい、すなわち１桁抵抗が高
い。

【０００９】従来、この様な材料を用いて、集電電極の
面積を変えずに抵抗を下げる方法としては以下の技術が
知られている。 （イ）電極の厚みを厚くする方法。この場合、実用的に
可能な厚みは１０μｍ〜２０μｍである。この様な厚み
では、例えば１０ｃｍ以上の長い集電電極を形成するた
めには、電気抵抗ロスを小さくするために必然的に集電
電極幅が２００μｍ程度以上となりアスペクト比（厚み
と幅の比）が１：１０の様に小さくなってしまいシャド
ーロスが大きいという問題があった。

【００１０】（ロ）米国特許４，２６０，４２９号公報
および米国特許４，２８３，５９１号公報において、金
属ワイヤに導電性粒子を含むポリマーで被覆した電極
を、集電電極とする方法が開示されている。米国特許
４，２６０，４２９号公報に開示された集電電極の断面
図を図１に示す。図１において、１０１は金属ワイヤ、
１０２は導電性樹脂からなる被覆層である。

【００１１】また、集電電極の末端が接続される金属ワ
イヤあるいは金属板からなる端子はタブと呼ばれる。タ
ブに使用される材料としては、集電電極と同様に、銅、
錫メッキ、銅、銀クラット銅、銀メッキ銅等が挙げられ
る。タブは太陽電池の電力変換有効領域内に設けられる
こともあるが、シャドーロスを考慮し有効領域外に設け
られることが多い。有効領域外に設けられたタブについ
ては、とくに形状がワイヤ状である必要はなく、テープ
状でも構わない。

【００１２】集電電極とタブの接続は、機械的な接続お
よび電気的な接続が必要なため、導電性接着剤のドッテ
イングによる接着や半田付けによる接合が好適に利用さ
れる。

【００１３】しかしながら、上述した集電電極とタブの
接続に導電性接着剤を使用した場合、接着強度に問題が
あった。特に、集電電極に対して引っ張り方向に大きな
力が加わった場合、集電電極とタブの接続がはずれ、太
陽電池の変換効率が低下するという問題があった。

【００１４】また、半田付けを使用した場合、導電性接
着剤を除去しないと半田付けが困難であったり残留フラ
ックスによる電極金属の腐食やラミネーション材の剥離
や変色等、が生じることがあった。このような障害が発
生した場合にも、太陽電池の変換効率の低下や素子自体
の劣化が発生するという問題があった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、集電
電極とバスバーとを、機械的及び電気的に安定した接合
状態とする光起電力素子の形成方法を提供することであ
る。

【００１６】また、本発明の他の目的は、上記光起電力
素子の形成方法を用いることにより、初期の歩留が良好
であり、長期信頼性に優れた、光起電力素子を提供する
ことである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子の
形成方法は、金属ワイヤからなる集電電極と、該集電電
極と接する金属板からなる端子とを有する光起電力素子
の形成方法において、前記金属板に付設された突起に前
記集電電極を巻き付けた後、前記突起を加圧して変形、
又は加圧して変形後、加熱することにより、前記集電電
極と前記金属板を接合することを特徴とする。

【００１８】また、本発明の光起電力素子の形成方法で
は、前記金属ワイヤが、導電性接着剤からなる被覆層を
有することを特徴とする。

【００１９】本発明の光起電力素子は、少なくとも１つ
以上のｐｎ接合またはｐｉｎ接合からなる半導体層と、
該半導体層の光入射側に配設された透明電極と、該透明
電極上に配設された集電電極と、該集電電極と接する金
属板からなる端子とを有する光起電力素子において、前
記請求項１又は２に記載された光起電力素子の形成方法
により、前記集電電極と前記端子が接合されたことを特
徴とする。

【００２０】

【作用】本発明の光起電力素子の形成方法は、金属ワイ
ヤからなる集電電極と、該集電電極と接する金属板から
なる端子とを有する光起電力素子の形成方法において、
前記金属板に付設された突起に前記集電電極を巻き付け
た後、前記突起を加圧して変形、又は加圧して変形後、
加熱することにより、前記集電電極と前記金属板を接合
するため、金属板すなわちタブに対する、集電電極の接
着面積が大きくなる。その結果、接着不良や初期のシリ
ーズ抵抗のバラツキが少ない光起電力素子の形成方法が
得られる。

【００２１】上述した光起電力素子の形成方法では、従
来のように集電電極とタブとの接合に半田を使用しない
ため、半田した部分にフラックスが残ることがない。そ
の結果、長期の暴露試験時に発生するラミネーション材
料の剥離や電極金属の腐食が減少した。

【００２２】また、前記金属ワイヤが、導電性接着剤か
らなる被覆層を有するため、耐食性が良好で、長期信頼
性の優れた光起電力素子の形成方法が得られる。

【００２３】さらに、少なくとも１つ以上のｐｎ接合ま
たはｐｉｎ接合からなる半導体層と、該半導体層の光入
射側に配設された透明電極と、該透明電極上に配設され
た集電電極と、該集電電極と接する金属板からなる端子
とを有する光起電力素子において、前記請求項１又は２
に記載された光起電力素子の形成方法により、前記集電
電極と前記端子が接合されたため、初期特性が良好で、
信頼性が高い光起電力素子が得られる。

【００２４】

【実施態様例】

（集電電極）本発明に係る集電電極としては図１に示す
ものが挙げられる。図１において、１００は集電電極、
１０１は金属体からなる金属ワイヤ、１０２導電性接着
剤からなる被覆層である。

【００２５】図１における金属ワイヤ１０１は線材とし
て工業的に安定に供給されているものが好ましい。金属
ワイヤ１０１を形成する金属体の材質としては比抵抗が
１０ ^-4Ωｃｍ以下の金属を用いることが好ましい。例え
ば、銅、銀、金、白金、アルミニウム、モリブデン、タ
ングステン等の材料が電気抵抗が低く好適に用いられ
る。中でも銅、銀、金が電気抵抗が低く望ましい。ま
た、前記金属ワイヤはこれらの合金であっても良い。

【００２６】さらに、図２に示すとおり、所望に応じて
前記金属ワイヤの表面に腐食防止、酸化防止、導電性接
着剤、導電性接着剤との接着性向上、電気的導通の改良
などの目的で薄い金属層２０３を形成しても良い。

【００２７】該表面金属層は、例えば、銀、パラジウ
ム、銀とパラジウムの合金、金などの腐食されにくい貴
金属や、ニッケル、スズなどの耐食性の良い金属が挙げ
られる。中でも金、銀、スズが湿度などの影響を受けに
くく金属層として好適に用いられる。

【００２８】前記表面金属層の形成方法としては、例え
ば、メッキ法、クラッド法が好適に用いられる。また、
前記金属をフィラーとして樹脂に分散して作製した導電
性接着剤をコートしても良い。コート厚みは所望に応じ
て決定されるものであるが、例えば断面が円形の金属ワ
イヤであれば、金属ワイヤの直径に対して１％から１０
％の厚みが好適である。電気的導通、耐食性の効果、金
属層厚みを考慮して金属層の比抵抗は１０^-6乃至１００
Ωｃｍが好適である。

【００２９】前記金属ワイヤの断面形状は円形が好適で
あるが、矩形であっても良く所望に応じて適宜選択され
る。前記金属ワイヤの直径は、電気抵抗ロスとシャドー
ロスとの和が最小となる様に設計して選択されるもので
あるが、具体的には例えば直径２５μｍから１ｍｍまで
の銅線が好適に用いられる。より好ましくは２５μｍか
ら２００μｍとすることで効率の良い太陽電池が得られ
る。２５μｍより細い場合はワイヤが切れ易く製造が困
難となり、また、電気ロスも大きくなる。また、２００
μｍ以上であるとシャドーロスが大きくなったり、太陽
電池表面の凹凸が大きくなって表面を被覆する際にＥＶ
Ａなどの充填材を厚くしなければならなくなる。

【００３０】この様な金属ワイヤは公知の伸線機によっ
て所望の直径に成型して作られる。伸線機を通過した金
属ワイヤは硬質であるが、伸び易さや曲げ易さなどの所
望の特性に応じて公知の方法でアニールし、軟質にして
用いても良い。

【００３１】（導電性接着剤）本発明において、前記金
属ワイヤを被覆するための導電性接着剤は、導電性粒子
と高分子樹脂とを分散して得られる。前記高分子樹脂と
しては金属ワイヤに塗膜を形成し易く、作業性に優れ、
柔軟性があり、耐候性が優れた樹脂が好ましく、具体的
には熱硬化性樹脂としてはウレタン、エポキシ、ポリビ
ニルホルマール、アルキド樹脂あるいはこれらを変性し
た樹脂等が好適な材料として挙げられる。とりわけ、ウ
レタン樹脂、エポキシ樹脂はエナメル線用絶縁被覆材料
として用いられており柔軟性や生産性の面で優れた材料
である。しかも、耐湿性、接着性の符でも光起電力素子
の集電電極用材料として好適に用いられる。

【００３２】熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラー
ル、フェノキシ、ボリアミド、ポリアミドイミド、メラ
ミン、アクリル、スチレン、ポリエステル、フッ素など
が好適な樹脂として挙げられる。とりわけ、ブチラール
樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイ
ミド樹脂が柔軟性、耐湿性、接着性の面で優れた材料で
光起電力素子の集電電極材料として好適に用いられる。

【００３３】前記導電性粒子は導電性を付与するための
顔料であり、具体的な材料としては、例えば、カーボン
ブラック、グラファイトなどやＩｎ₂Ｏ₂，ＴｉＯ₂，Ｓ
ｎＯ₂，ＩＴＯ，ＺｎＯ及び前記材料に適当なドーパン
トを添加した酸化物半導体材料等が好適に用いられる。
前記導電性粒子の粒径は、形成する前記被覆層の厚みよ
りも小さくする必要があるが、小さすぎると粒子同士の
接触点での抵抗が大きくなるため所望の比抵抗が得られ
なくなる。この様な事情から前記導電性粒子の平均粒径
としては０．０２μｍ乃至１５μｍが好ましい。また、
異なる２種類以上の導電性粒子を混合して、比抵抗や導
電性接着剤内での分散度を調節しても良い。

【００３４】さらに、ＩＴＯ，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＴｉＯ₂，Ｓ
ｎＯ₂，ＺｎＯ等の材料を用いることにより透光性を付
与しても良い。中でもＩＴＯを用いることにより特に高
い透光性が得られる。

【００３５】（導電性粒子と高分子樹脂の混合）本発明
において、前記導電性粒子と前記高分子樹脂とは所望の
比抵抗を得るため好適な比率で混合される。導電性粒子
を増加すると比抵抗は低くなるが樹脂の比率が少なくな
るため塗膜としての安定性は悪くなる。一方、樹脂を増
加すると導電性粒子同士の接触が不良となり高抵抗化す
る。したがって、好適な比率は、用いる高分子樹脂と導
電性粒子及び所望の物性値によって適宜選択されるもの
である。具体的には、導電性粒子が５体積％から９５体
積％程度とすることで良好な比抵抗が得られる。

【００３６】前記導電性接着剤の比抵抗としては、太陽
電池によって発生する電流を集電するのに無視しうる抵
抗で、かつ、シャントが生じない様に適度な抵抗値とす
ることが必要であり、具体的には０．０１乃至１００Ω
ｃｍ程度が好ましい。０．０１Ωｃｍ以下であるとシャ
ントを防ぐバリア機能が少なくなり、１００Ωｃｍ以上
では電気抵抗ロスが大きくなるためである。

【００３７】前記導電性粒子及び高分子樹脂の混合に際
しては、３本ロールミル、ペイントシェーカー、ビーズ
ミル等の通常の分散装置を用いることができる。分散を
良好とするため所望に応じて公知の分散剤を添加しても
良い。また、分散時あるいは分散後に導電性接着剤の粘
度調整のため適当な溶剤で希釈しても良い。

【００３８】（導電性接着剤）本発明に係る前記導電性
接着剤層１０２は、前記集電電極を半導体層あるいは透
明電極に接着固定する機能と集電する機能とを有する接
着層である。前記導電性接着層を構成する導電性接着剤
に含まれる高分子樹脂としては上述した樹脂の中でもと
りわけ接着性が良好で柔軟性の良い樹脂が好適に用いら
れる。すなわち、ウレタン、エポキシ、フェノキシある
いはこれらを変性した熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が好
適な材料として挙げられる。とりわけウレタン樹脂は架
橋密度を調整しやすい樹脂であるため好適に用いられ
る。

【００３９】これらの樹脂は被覆後に未硬化の状態とし
ておき、接着工程を経た後硬化する様にすることが望ま
しい。そのために、前記高分子の硬化剤はブロックイソ
シアネートにすることが好ましい。ブロックイソシアネ
ートは各ブロックイソシアネートのイソシアネート基の
解離温度に加熱することにより硬化が進行する機構を持
っている。そのため、解離温度以下で乾燥することによ
り、含まれていた溶剤が完全に除去され、粘着性、タッ
ク性がなくなるためリールにコイン状に巻き取り、保存
可能になる。しかも、保存時にはイソシアネートの解離
温度以上の熱を加えない限り、硬化が進行しないため、
集電電極形成時に一様に十分な接着力が得られる。

【００４０】前記導電性接着層の厚みは前記金属ワイヤ
の径によって異なるが、例えば前記金属ワイヤが１００
μｍであれば前記導電性接着層はピンホールが無く、接
着層としての機能が十分で有りかつシャドウロスを極端
に生じないために５乃至３０μｍ程度が好適である。

【００４１】前記導電性接着剤を前記金属ワイヤに被覆
する方法としては通常のエナメル線の絶縁被覆膜の塗布
方法が好適に用いることができるが、具体的には、前記
導電性接着剤を適当な粘度となる様に溶剤で希釈し、前
記金属ワイヤにロールコーターなどを用いてコートし、
所望の厚みを形成するためのダイスを通過させてその後
加熱炉で溶剤乾燥させる。

【００４２】（導電性接着層に用いる高分子樹脂の架橋
の度合い）本発明において、電極を形成する工程の前後
で、導電性接着層に用いる高分子樹脂の架橋の度合いは
ブロックイソシアネート等の硬化剤を用いてコントロー
ルする。その結果、加熱乾燥後、樹脂の硬化が進行せず
保存性が良好で、電極形状の変化がなく良好な接着性を
得られる。

【００４３】前記高分子樹脂の架橋の度合いを測る方法
としては、例えば、ゲル分率を測定する方法が挙げられ
る。すなわち、前記高分子樹脂片の試料をキシレンなど
の溶媒に浸漬すると、ゲル化して架橋したゲル部分は溶
出しないが、架橋していないゾル部分は溶出する。すな
わち架橋が完了すればゾル部分の溶出はなくなる。次に
前記試料を取り出しキシレンを蒸発させることによりゾ
ル部分も除いた未溶解のゲル部分が残る。そこで、架橋
しておらず溶出したゾル量を測定することによりゲル分
率を求めることが出来る。以下に計算方法を示す。

【００４４】ゲル分率＝｛（未溶解分の重量）／（試料
の元の重量）｝×１００（％） このゲル分率が乾燥後に高いことにより集電電極を形成
の際に接着力が低下する原因となる。更に、加熱圧着し
形成された集電電極の導電性接着層のゲル分率が抵いこ
とにより湿度の影響で信頼性が低下する恐れがある。

【００４５】そこで、前記金属ワイヤに接着層を被覆乾
燥後、導電性接着層の高分子樹脂層のゲル分率を０％以
上２０％以下にすることにより、保存後にも初期接着性
は変化しない。更に、集電電極を加熱圧着形成後の接着
層のゲル分率が２０％以上１００以下であることによ
り、使用中の信頼性も向上する。

【００４６】（導電性接着層を金属ワイヤにコートする
装置）本発明において、前記導電性接着剤を前記金属ワ
イヤにコートを行うのに好適な装置としては、例えば、
図３に模式的に示したものが挙げられる。図３におい
て、３０１は送り出しリール、３０２は金属ワイヤ、３
０３は洗浄槽、３０４はコーター、３０５はダイス、３
０６は乾燥炉、３０７は膜厚測定機、３０８はテンショ
ンコントローラー、３０９は整列巻き駆動装置、３１０
は巻き取りリール、３１１は温度調節機である。

【００４７】送り出しリール３０１は被覆層形成前の金
属ワイヤが巻いてあるボビンである。洗浄槽３０３は所
望に応じても用いるものであるが、アセトン、ＭＥＫ，
ＩＰＡなどの溶剤を満たしたタンクであって金属ワイヤ
３０２の表面の汚れを洗浄するものである。

【００４８】コータ３０４は導電性接着剤を金属ワイヤ
３０２に塗布する装置である。コータ３０４には塗布す
る導電性接着剤が一定量貯められているが所望に応じて
粘度調整のための溶剤添加機構や温度調整機構、導電性
接着剤補充機構、ろ過機構などを追加しても良い。

【００４９】ダイス３０５は塗布した導電性接着剤を所
望の厚みとなる様に制御するためのものである。前記ダ
イス３０５は市販のエナメルコート用のものが好適に用
いられる。また、所望に応じてフェルトを用いても良
い。

【００５０】乾燥炉３０６は塗布した導電性接着剤の溶
剤を除去して乾燥させたり、あるいは熱硬化させたりす
るためのもので熱風乾燥機や赤外線乾燥機などが所望に
応じて用いられる。

【００５１】膜厚測定器３０７は塗布した導電性接着剤
の厚みを測定し管理するためのものであり、市販の外径
測定器が好適に用いられる。前記膜圧測定機３０７で測
定した膜圧から送り速度や導電性接着剤粘度などのフィ
ードバック制御を行っても良い。

【００５２】テンションコントローラー３０８は金属ワ
イヤ３０２をたるみが生じない様にかつ降伏点以上の力
がかからない様に一定の張力に保つ装置である。

【００５３】整列巻き駆動装置３０９は巻き取りリール
３１０に巻き取る際にワイヤの間隔を制御しながら巻き
取るための装置である。巻き取りリール３１０は不図示
のモーターによって所望の送り速度となるように回転駆
動される。

【００５４】温調機３１１は乾燥炉３０６の温度を設定
値に保つためのものである。所望に応じてスライダッ
ク、オンオフ制御、ＰＩＤ制御などの公知の方法を選択
して用いられる。

【００５５】図３では縦形装置を示したが、金属ワイヤ
の搬送方向は縦方向でも横方向でも良く、所望に応じて
設計されるものである。

【００５６】また、複数の導電性接着剤の塗布を行う必
要がある場合には、１層ごとにコート後にボビンに巻き
取っても良いが、場合によっては連続して複数の層を塗
って最後にボビンに巻き取っても良い。また、図３では
１本の金属ワイヤの塗布機であるが同時に複数本の塗布
を行っても良い。

【００５７】導電性接着剤を被覆した前記金属ワイヤは
ボビンに巻き取った状態で保存し、太陽電池の集電電極
を形成する際に適宜巻き出して用いる。

【００５８】（タブ）本発明に係るタブとは、集電電極
で集電した電流をさらに集め、太陽電池セルの出力端子
として使用する電極を指す。

【００５９】タブには、数本から数十本の集電電極で集
電された電流が流れるため、集電電極に使用される金属
ワイヤよりも比較的、径の大きな金属ワイヤや金属板を
使用する。この金属ワイヤはバスバーと呼ばれる。バス
バーに使用する金属ワイヤとしては、例えば、銅、錫メ
ッキ銅、銀クラット銅、銀メッキ銅等が、抵抗が低く、
電力損失も少ないため好適に使用される。バスバーに使
用するワイヤの径は、集電される電流による電力損失と
バスバーによるシャドーロスが最低となるように設計す
る。太陽電池の有効領域内に配置されるバスバーはシャ
ドーロスを生じるため、集電電極と同様にアスペクト比
を１：１に近ずけた方が良い。

【００６０】タブは太陽電池の有効面積外に配置しても
良い。この場合、シャドーロスは考慮する必要はなく、
製品の面積が許す範囲内でタブを配置する。この時のタ
ブの形状はワイヤ状、テープ状等比較的自由な形態が選
べる。

【００６１】本発明において使用するタブは、ワイヤ状
で供給される集電電極を巻き付け（以下では、ワイヤラ
ッピングと呼称する）、機械的に固定する突起（以下で
は、ピンと呼称する）を有する。ピンの形状は集電電極
を巻き付けることができれば棒状でも板状でも構わな
い。しかし、ピンの材質としては適当な圧力で変形し潰
れるようなものが好ましい。このような材料としては、
例えば、銅、アルミニウム等が挙げられる。

【００６２】ワイヤの巻き付けにはワイヤラッパーと称
されるワイヤラッピング用の工具を使用する。ピンの径
にあわせてラッピングヘッドを替えることができる。

【００６３】ワイヤを巻き付けた後に、ピンを押しつぶ
し、ワイヤとタブを圧着する。圧着は市販の圧着工具や
プレス機で行う。ピンはワイヤが切断しない程度でリベ
ット接合を行うときのようにつぶせば良い。あるいは、
ワイヤを挟み込むように折り曲げても良い。この時、圧
力だけでなく加熱してもよい。加熱することにより集電
電極の被覆層の変形と硬化が起こり、タブとの密着性が
増し機械的、電気的接続が強化できる。

【００６４】図２は、本発明に係る集電電極とピンの好
適な接合部を示した模式的断面図である。集電電極５０
４として前記被覆ワイヤ１００を有効面積内に納まるよ
うに両タプ５０２間にワイヤラッピングで張った。

【００６５】図２（ａ）は集電電極がタブのビンにワイ
ヤラッピングされた状態を示した模式的断面図であり、
図２（ｂ）は図２（ａ）に示したタブのビンが折り曲げ
られた状態を示した模式的断面図である。図２（ｃ）は
集電電極がタブのビンにワイヤラッピングされた他の状
態を示した模式的断面図であり、図２（ｄ）は図２
（ｃ）に示したタブのビンが押しつぶされた状態を示し
た模式的断面図である。

【００６６】図２において、２００は太陽電池、２０１
は基板、２０２は両面接着テープ、２０３はタブ（プラ
ス電極）、２０４は集電電極、２０５はブッシング、２
０６はタブのピンである。

【００６７】（光起電力素子）本発明の光起電力素子と
しては、例えば、図４〜図８に模式的に示した太陽電池
が挙げられる。

【００６８】図４は、基板と反対側から光入射するアモ
ルファスシリコン系太陽電池の模式的断面図である。図
４において、４０１は基板、４０２は下部電極、４０
３、４１３、４２３はｎ型半導体層、４０４、４１４、
４２４はｉ型半導体層、４０５、４１５、４２５はｐ型
半導体層、４０６は透明導電膜、４０７は集電電極を表
す。

【００６９】図５は、図４の太陽電池を光入射側から見
た図である。図５において、５０１は太陽電池基板、５
０２はプラス電極、５０３はマイナス電極、５０４は集
電電極を表す。

【００７０】本発明の集電電極とタブとの接合方法を用
いるのに好適な太陽電池構成としては、光入射側と反対
に形成される裏面電極である第１の電極と、前記第１の
電極上に設けた発電に寄与する半導体層と、前記半導体
層の光入射面側に設けた本発明の集電電極からなる構成
が好ましい。

【００７１】アモルファスシリコン系太陽電池４００の
ように、半導体層が薄膜である場合には、支持基板４０
１が必要となり、前記支持基板としては絶縁性あるいは
導電性基板が用いられる。

【００７２】支持基板４０１として、導電性基板である
ステンレスやアルミ等の金属基板が用いられる場合に
は、支持基板４０１が前記裏面電極（第１の電極）の役
目も果たす。一方、ガラス、高分子樹脂、セラミック等
の絶縁性基板を用いる場合には、基板上にクロム、アル
ミニウム、銀等の金属を蒸着し、裏面電極とする。

【００７３】下部電極４０２は、半導体層４０３、４０
４、４０５、４１３、４１４、４１５、４２３、４２
４、４２５で発生した電力を取り出すための一方の電極
であり、半導体層４０３に対してはオーミックコンタク
トとなる仕事関数を持つことが要求される。材料として
は、例えば、Ａｌ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｕ，ニクロム，ＳｎＯ₂，
Ｉｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＩＴＯ等のいわゆる金属体または合
金及び透明導電性酸化物（ＴＣＯ）等が用いられる。下
部電極の表面は平滑であることが好ましいが、光の乱反
射を起こさせる場合にはテクスチャー化しても良い。ま
た、基板４０１が導電性である場合、下部電極４０２を
設けなくても良い。下部電極３０２はメッキ、蒸着、ス
パッタ等の公知の方法で形成することができる。

【００７４】アモルファスシリコンからなる半導体層
は、ｎ層４０３、ｉ層４０４、ｐ層４０５としたシング
ル構成だけでなく、ｐｉｎ接合またはｐｎ接合を重ねた
ダブル構成、トリプル構成も好適に用いられる。特に、
ｉ層の４０４、４１４、４２４を構成する半導体材料と
してはａ−Ｓｉの他にａ−ＳｉＧｅ，ａ−ＳｉＣ等いわ
ゆるＩＶ族及びＩＶ族合金系アモルファス半導体が挙げ
られる。

【００７５】アモルファスシリコンからなる半導体層の
成膜方法としては、例えば、蒸着法、スパッタ法、高周
波プラズマＣＶＤ法、マイクロプラズマＣＶＤ法、ＥＣ
Ｒ法、熱ＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等公知の方法を所望に
応じて用いる。成膜装置としては、バッチ式の装置や連
続成膜装置等が所望に応じて使用出来る。

【００７６】透明導電膜４０６は、アモルファスシリコ
ンのようにシート抵抗が高い場合必要であり、かつ、光
入射側に位置するために透明であることが必要である。
透明導電膜４０６の材料としては、例えば、ＳｎＯ₂，
Ｉｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＣｄＳｎＯ₄，ＩＴＯ等の
金属酸化物が用いられる。

【００７７】本発明の集電電極からなる第２の電極５０
４は前記半導体層の光入射面側に配置されるが、配置方
法としては集電の電気抵抗による損失とシャドウロスと
の和が最小となる様に適当な間隔で平行に配置するのが
好ましい。例えばシート抵抗が１００Ω／□程度であれ
ば集電電極の間隔は５ｍｍ程度が好ましい。また、細い
径のワイヤを用いた場合にはピッチを狭くし、太い径の
ワイヤを用いた場合にはピッチを広くするという最適化
を行うことで最高の効率が得られる。

【００７８】本発明のワイヤ状の集電電極は、とりわけ
大面積の太陽電池を形成する場合に適しており、例え
ば、３０ｃｍ角の太陽電池を作製する場合には、半導体
層上に３０ｃｍの長さの本発明の電極を平行に所定の間
隔で設置して集電電極を形成すれば良い。さらに前記集
電電極からひとつの端子に電流を流すための比較的大き
な電流が流せるために集電部としてタブを配置しても良
い。

【００７９】タブは太陽電池の有効領域を挟んで両端
に、平行に配置する。タブにはピンが設けられており、
２つのタブのピン間に集電電極を巻きつけ集電電極を必
要な本数だけ太陽電池の有効領域上に張る。その後、圧
力や熱をタブ上に加え、タブと集電電極を結合すればよ
い。

【００８０】集電電極とタブは本発明の光起電力素子の
形成方法により、機械的、電気的に接合される。

【００８１】集電電極もまた、熱圧着で太陽電池表面に
接着させる。集電電極とタブの熱圧着は、同時に行って
もよいし、タブを圧着した後、集電電極を熱圧着しても
よい。

【００８２】本発明における太陽電池のモジュール化と
しては、以上のように作製された太陽電池に対して、屋
外使用の際、対候性を良くし機械的強度を保つ目的か
ら、公知の方法で行うエンカプシュレーションがある。

【００８３】具体的なエンカプシュレーション用材料と
しては、接着層についてはＥＶＡ（エチレンビニルアセ
テート）等が好適に用いられる。また、機械的強度を向
上するためにクレーンガラス等にＥＶＡを含浸させても
良い。さらに、耐湿性や耐傷性を向上させるために、表
面保護層としてフッ素系の樹脂が積層される。例えば、
４フッ化エチレンの共重合体ＴＦＥ、４フッ化エチレン
とエチレンの共重合体ＥＴＦＥ、ポリフッ化ビニル、ポ
リクロロフルオロエチレンＣＴＦＥ等が挙げられる。ま
た、これらの樹脂に紫外線吸収剤を加えることで耐熱性
を向上させても良い。これらの樹脂を太陽電池基板と積
層する方法としては、例えば、真空ラミネートのような
市販の装置を用いて、真空中で加熱、圧着することが可
能である。

【００８４】（光起電力素子の製造方法）本発明に係る
光起電力素子すなわち太陽電池を作製する方法として
は、前記集電電極を光入射側の半導体層または透明導電
膜の上に熱または圧力あるいは熱と圧力で接着する方法
が好ましい。加熱温度としては接着層となる導電性接着
剤の軟化点以上の温度にすることが好ましく、前記接着
層が軟化して前記集電電極が太陽電池表面に接着する。

【００８５】また、前記導電性接着剤の硬化剤がブロッ
クイソシアネートからなる場合には、前記ブロックイソ
シアネートの解離温度以上の温度にし接着工程中に熱硬
化させることが好ましい。また、圧力としては前記接着
層が適度に変形する圧力が好ましく、太陽電池を破壊し
ない程度の圧力以下でなければならない。具体的には例
えば、アモルファスシリコンのような薄膜太陽電池では
０．１ｋｇ／ｃｍ²から１．０ｋｇ／ｃｍ²が好適であ
る。接着方法としては、前記接着層がホットメルトタイ
プであれば、熱により軟化させて太陽電池に接着させる
ことが好ましいが、接着時に適度な圧力を加えても良
い。また、前記接着層が熱可塑性であれば加熱により軟
化するが、熱硬化性の樹脂の場合は、ワイヤへの塗布を
行う時に硬化反応させずに溶剤の乾燥のみ行って、接着
時に加熱により硬化させても良い。

【００８６】また、本発明は上記示した太陽電池以外の
太陽電池にも好適に用いられることは言うまでもない。

【００８７】（光起電力素子の製造方法）本発明に係る
光起電力素子すなわち太陽電池を作製する方法では、太
陽電池として有効な領域外に、対称となるように金属板
に垂直なピンを有するタブを設ける。次に、集電電極を
前記タブのピン間に巻き付け集電電極を張る。次に、前
記ピンを加圧して変形、又は加圧して変形後、加熱して
集電電極を固定する。

【００８８】加圧力としては、タブに設けられたピンが
変形する程度でよく、具体的には０．１ｋｇ／ｃｍ²か
ら１．０ｋｇ／ｃｍ²が好適である。

【００８９】加熱温度としては、前記導電性接着剤の硬
化剤がブロックイソシアネートからなる場合には前記ブ
ロックイソシアネートの解離温度以上の温度にし接着工
程中に熱硬化させることが好ましい。あるいは、集電電
極を太陽電池表面に接着する時に、同時に硬化させても
良い。

【００９０】前記集電電極の光入射側の半導体層または
透明導電膜上の接着は、熱または圧力あるいは熱と圧力
で接着する方法が好ましい。加熱温度としては接着層と
なる前記被覆層の導電性接着剤の軟化点以上の温度にす
ることが好ましく、前記接着層が、軟化して前記集電電
極が太陽電池表面に接着する。

【００９１】前記導電性接着剤の硬化剤がブロックイソ
シアネートからなる場合には前記ブロックイソシアネー
トの解離温度以上の温度にし接着工程中に熱硬化させる
ことが好ましい。また、圧力としては接着層となる前記
被覆層が適度に変形する圧力が好ましく、太陽電池を破
壊しない程度の圧力以下でなければならない。具体的に
は例えば、アモルファスシリコンのような薄膜太陽電池
では０．１ｋｇ／ｃｍ ²から１．０ｋｇ／ｃｍ²が好適で
ある。

【００９２】接着方法としては、接着層となる前記被覆
層がホットメルトタイプであれば、熱により軟化させて
太陽電池に接着させることが望ましいが、接着時には適
度な圧力を加えても良い。また、前記被覆層が熱可塑性
であれば加熱により軟化するが、熱硬化性の樹脂の場合
は、ワイヤへの塗布を行う時に硬化反応はさせずに溶剤
の乾燥のみ行って、接着時に加熱により硬化させても良
い。

【００９３】また、本発明は、上記に示した太陽電池以
外の太陽電池及び光起電力素子にも適応可能であること
は言うまでもない。

【００９４】

【実施例】以下、実施例により、本発明に係る光起電力
素子である太陽電池の構成、及び、太陽電池製造方法に
ついて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例
により限定されるものではない。

【００９５】（実施例１）本例では、図２（ｂ）に示し
たとおりタブのビンを折り曲げて、集電電極とタブを接
続した。

【００９６】以下では、本例の集電電極の形成方法を、
手順にしたがって説明する。集電電極の構造は図１に示
すものとした。

【００９７】（１）被覆層１０２を形成するための導電
性接着剤は、次のように作製した。第１に、溶剤として
シクロヘキサノン２．５ｇを分散用シェーク瓶に入れ
た。第２に、主剤となるウレタン樹脂を２２．０ｇ、及
びフェノキシ樹脂２．０ｇを、前記シェーク瓶に加えボ
ールミルで十分撹拌した。第３に、硬化剤としてブロッ
クイソシアネート１．１ｇを、分散用ガラスビーズ１０
ｇと共に前記溶液に加えた。第４に、導電性粒子として
平均の一次粒径が０．０５μｍのカーボンブラック２．
５ｇを前記溶液に加えた。

【００９８】（２）以上の材料を投入したシェーク瓶を
東洋精機製作所社製ペイント・シェーカにて１０時間分
散した。その後、出来上がった導電性接着剤から分散用
ガラスビーズを取り除いた。該導電性接着剤の平均粒子
径を測定したところ約１μｍであった。ペイントシェー
カーの変わりにビーズミルを用いても同様の結果であっ
た。

【００９９】（３）前記導電性接着剤を前記硬化剤の標
準硬化条件である温度１６０℃、時間３０分で硬化さ
せ、その体積抵抗率を測定したところ、０．５Ωｃｍで
あり十分低抵抗であることを確認した。

【０１００】以下では、図３に示した縦型のワイヤコー
ト機３００を用いて、被覆層１０２を形成する方法につ
いて説明する。

【０１０１】（４）送り出しリール３０１に金属ワイヤ
３０７を巻いたリールを設置し、巻き取りリール３１０
に向け前記金属ワイヤを張った。次に、コーターに前記
ペーストを注入した。

【０１０２】塗布速度は４０ｍ／ｍｉｎで滞留時間が２
ｓｅｃ、乾燥炉３０６の温度は１２０℃とし、５回に分
けてコートした。使用したエナメルコート用ダイスの径
は１５０μｍから２００μｍまでを順次用いた。前記ワ
イヤに塗布されたペーストは溶剤が揮発し未硬化状態で
存在する。被覆層１０２の厚さは平均２０μｍで、コー
トした結果（１００ｍ長さあたり）から膜厚のバラツキ
は±０．５μｍ以内に納まっていた。

【０１０３】以下では、図４（ｃ）に示した層構成で、
グリッド長が３０ｃｍのグリッド電極を有するｐｉｎ接
合型トリプル構成のアモルファスシリコン太陽電池４０
０の作製方法について、手順にしたがって説明する。

【０１０４】（５）十分に脱脂、洗浄したＳＵＳ４３０
ＢＡ基板４０１を不図示のＤＣスパッタ装置に入れＡｇ
を４００ｎｍ堆積し、その後ＺｎＯを４００ｎｍを堆積
して下部電極４０２を形成した。基板を取り出し、不図
示のマイクロ波プラズマＣＶＤ成膜装置に入れ、ｎ層４
０３にシリコン層、ｉ層４０４にシリコンゲルマニウム
層、ｐ層４０５にシリコン層の順でボトム層を形成し
た。次に、同様にしてｎ層４１３にシリコン層、ｉ層４
１４にシリコンゲルマニウム層、ｐ層４１５にシリコン
層の順でミドル層を順次形成した。更に、ｎ層４２３、
ｉ層４２４、ｐ層４２５の順でシリコン層のトップ層を
形成し、半導体層の堆積を終えた。その後、不図示の抵
抗加熱の蒸着装置に入れ、反射防止効果を兼ねた機能を
有する透明導電膜４０６としてＩＴＯを成膜した。

【０１０５】（６）太陽電池基板４０１を、面形状が３
０ｃｍ角で、セルの有効面積が９００ｃｍ²となるよう
に、塩化第２鉄を主成分とするエッチングペーストと市
販の印刷機を用いて不要部分の透明導電膜を除去した。 （７）図５に示すとおり、硬質銅のマイナス電極５０３
とタブ５０２を設けた。タブ部の断面形状は図２（ａ）
に示す。タブ２０３は太陽電池基板２０１に両面テープ
２０２で固定した。タブのピンは７ｍｍ間隔で設けた。

【０１０６】集電電極５０４として前記被覆ワイヤ１０
０を有効面積内に納まるように両タプ５０２間にワイヤ
ラッピングで張った。 （８）タブのピン２０６を図２（ｂ）に示すように曲
げ、不図示の加圧装置を用いて圧着した。圧力は１ｋｇ
／ｃｍ²で行った。

【０１０７】（９）前記集電電極５０４を太陽電池基板
５０１のセル面およびタブに接着するために、不図示の
加熱装置を用いて加熱圧着し、図５に示す３０ｃｍ角の
トリプルセルを作製した。加熱条件は、温度２００℃、
時間４５秒、圧力１ｋｇ／ｃｍ²とした。

【０１０８】（１０）この試料のエンカプシュレーショ
ンを以下のように行った。太陽電池基板５０１の上下に
クレンーガラス及びＥＶＡを積層し、さらにその上下に
フッ素樹脂フィルムＥＴＦＥ（デュポン社製テフゼル）
を積層し、真空ラミネータに投入して、温度１５０℃で
時間６０ｍｉｎ保持し、ラミネーションを行った。

【０１０９】以上の工程（１）〜工程（１０）により、
同様の太陽電池モジュールを５０個作製した。

【０１１０】以下では、得られた試料の初期特性評価に
関して述べる。 （ａ）試料の暗状態における電圧−電流特性を測定し、
原点付近の傾きからシャント抵抗を調べた。その結果、
シャント抵抗は５００ｋΩｃｍ²〜７００ｋΩｃｍ²であ
り良好な値を示した。 （ｂ）ＡＭ１．５グローバルの太陽光スペクトルで１０
０ｍＷ／ｃｍ²の光量の疑似太陽光源（以下シュミレー
ターと呼ぶ）を用いて太陽電池特性を測定し変換効率を
求めた。その結果、変換効率は９．０％±０．０２％で
あり、ばらつきも少なく良好な値であった。 （ｃ）シリーズ抵抗を測定したところ、平均値が３２．
０Ωｃｍ²であり良好な値であった。 （ｄ）Ｉ−Ｖカーブが正常なものの歩留まり率は９８％
と良好であった。

【０１１１】以下では、得られた試料に対して行った信
頼性試験に関して述べる。本発明の信頼性試験は、日本
工業規格Ｃ８９１７の結晶系太陽電池モジュールの環境
試験方式、及び、耐久試験方法に定められた温湿度サイ
クル試験Ａ−２に基づいて行った。具体的には、試料を
温湿度が制御できる恒温恒湿器に投入し、温度を−４０
℃から＋８５℃（相対湿度８５％）に変化させるサイク
ル試験を２０回繰り返した。その後、初期特性評価と同
様にシミュレーターを用いて変換効率を調べた。その結
果、信頼性試験後の変換効率は、初期変換効率に対して
平均で２％の低下があった。この低下量から、有意な劣
化は生じなかったと判断した。

【０１１２】したがって、上述した本例の結果から、本
発明の金属板に付設された突起に集電電極を巻き付けた
後、前記突起を加圧して変形させることにより、前記集
電電極と前記金属板を接合する光起電力素子の形成方法
によれば、良好な特性を有し、かつ、信頼性も高い光起
電力素子が得られることが分かった。

【０１１３】さらに、これらの試料の機械的強度を確認
するために、ベンディング試験を不図示のベンディング
試験機で行った。試料の両タブ側の端部を固定しベンデ
ィングを行った。これにより、タブ部に引っ張り力がか
かることになる。ベンディング試験を試料の上下方向を
変えて、合計２０，０００回行った。

【０１１４】次に、試験終了後の試料を初期と同様にシ
ミュレータを用い太陽電池特性を測定したところ、初期
変換効率に対して平均で３％の低下であり有意な劣化は
生じなかった。

【０１１５】（比較例１）本例では、図６に示したとお
り導電性接着剤を用いて、集電電極とタブを接続した点
が実施例１と異なる。但し、集電電極としては、実施例
１と同じものを使用した。

【０１１６】以下では、本例の集電電極の形成方法を、
手順にしたがって説明する。 （１）タブ６０４は硬質銅を使用し、集電電極６０２を
７ｍｍ間隔で太陽電池基板６０１の有効領域上に布線
し、タブの外でカプトンテープ６０３で仮止めした。 （２）タブと集電電極が交差している箇所に銀ペースト
６０５をドッティングした後、硬化させた。

【０１１７】（３）銀ペーストの硬化後、仮止めに使用
したカプトンテープとタブからはみだした集電電極を除
去した。 （４）上記工程（３）で得られた試料に対して、実施例
１と同様の方法でエンカプシュレーションを行った。

【０１１８】他の点は、実施例１と同様とした。以上の
工程（１）〜工程（４）により、同様の太陽電池モジュ
ールを５０個作製した。

【０１１９】以下では、得られた試料の初期特性評価
（実施例１と同様の測定条件）に関して述べる。まず、
シリーズ抵抗を調べたところ４０Ωｃｍ²程度であり良
好であった。次に、変換効率を求めたところ９．０％±
０．０５％でありばらつきも少なかった。

【０１２０】以下では、得られた試料に対して実施例１
と同様の信頼性試験を行った後、初期特性評価と同様に
シミュレーターを用いて変換効率を調べた結果に関して
説明する。信頼性試験後の変換効率は、初期変換効率に
対して平均で３％の低下であり、有意な劣化は生じなか
った。

【０１２１】さらに、これらの試料の機械的強度を確認
するために、ベンディング試験を実施例１と同様に行っ
た。次に、試験終了後の試料を初期と同様にシミュレー
タを用い太陽電池特性を測定したところ、初期変換効率
に対して平均で１５％の低下であり有意な劣化が生じて
いた。また、シリーズ抵抗を測定したところ、平均で１
０１Ωｃｍ²まで上昇していた。

【０１２２】以上の結果から、比較例１における変換効
率の劣化原因はシリーズ抵抗の上昇によるものであるこ
とが分かった。これは、ベンディングにより集電電極に
引っ張り応力が働き、タブと銀ペーストの接合部が剥れ
ているためと推測される。

【０１２３】上述した実施例１と比較例１の結果から、
本発明の集電電極を用いた太陽電池は初期の歩留まりが
良く、信頼性が良好であることが分かった。

【０１２４】（実施例２）本例では、図２（ｄ）に示し
たとおりタブのビンを押しつぶして、集電電極とタブを
接続した点が実施例１と異なる。但し、集電電極として
は、実施例１と同じ物を使用した。

【０１２５】以下では、本例の集電電極の形成方法を、
手順にしたがって説明する。 （１）タブ２０３はアルミニウム製で図２（ｃ）の２０
３に示す形態に部品を加工して用いた。ブッシング２０
５としては耐熱性プラスチック製の部品を使用した。太
陽電池の有効領域外の基板に７ｍｍ間隔で穴を開け、ブ
ッシング及びタブを取付け固定した。 （２）集電電極２０４として、前記被覆ワイヤ２０４を
有効面積内に納まるように両タブ２０３間にワイヤラッ
ピングで張った。

【０１２６】（３）タブのピン２０３を図２−ｄに示す
ように不図示の圧着機で押しつぶし、圧着した。圧力は
１ｋｇ／ｃｍ²で行った。 （４）実施例１と同様、前記集電電極２０４を太陽電池
基板２０１のセル面に接着した。、更に、エンカプシュ
レーションを行った。

【０１２７】（５）上記工程（４）で得られた試料に対
して、実施例１と同様の方法でエンカプシュレーション
を行った。 他の点は、実施例１と同様とした。以上の工程（１）〜
工程（５）により、同様の太陽電池モジュールを５０個
作製した。

【０１２８】以下では、得られた試料の初期特性評価
（実施例１と同様の測定条件）に関して述べる。まず、
変換効率が９．０％±０．０５％、シリーズ抵抗が３０
Ωｃｍ²〜３５Ωｃｍ²であり、良好な特性が得られた。
また、Ｉ−Ｖカーブが正常なものの歩留まり率は９４％
で良好であった。

【０１２９】以下では、得られた試料を温度８５℃、相
対湿度８５％の環境下で１０００時間曝露した後、初期
特性評価と同様にシミュレーターを用いて変換効率を調
べた結果に関して説明する。この信頼性試験後の変換効
率は、初期変換効率に対して平均で２％の低下であり、
有意な劣化は生じなかった。

【０１３０】したがって、上述した本例の結果から、本
発明の集電電極を用いた太陽電池は良好な特性であり、
信頼性も高いことが分かった。

【０１３１】（比較例２）本例では、図６に示したとお
り半田を用いて、集電電極とタブを接続した点が実施例
１と異なる。但し、集電電極としては、実施例１と同じ
ものを使用した。

【０１３２】以下では、本例の集電電極の形成方法を、
手順にしたがって説明する。 （１）タブ６０４は硬質銅を使用し、集電電極６０２を
７ｍｍ間隔で太陽電池基板６０１の有効領域上に布線
し、タブの外でカプトンテープ６０３で仮止めした。 （２）タブと集電電極が交差している箇所の被覆層を除
去し、タブと集電電極を半田付けした。

【０１３３】（３）半田付け後、仮止めに使用したカプ
トンテープとタブからはみだした集電電極を除去した。 （４）上記工程（３）で得られた試料に対して、実施例
１と同様の方法でエンカプシュレーションを行った。 他の点は、実施例１と同様とした。以上の工程（１）〜
工程（４）により、同様の太陽電池モジュールを５０個
作製した。

【０１３４】以下では、得られた試料の初期特性評価
（実施例１と同様の測定条件）に関して述べる。まず、
シリーズ抵抗を調べたところ４０Ωｃｍ²程度であり、
良好であった。次に、変換効率を求めたところ９．０％
±０．０５％であり、良好であった。

【０１３５】以下では、得られた試料を温度８５℃、相
対湿度８５％の環境下で１０００時間曝露した後、初期
特性評価と同様にシミュレーターを用いて変換効率を調
べた結果に関して説明する。この信頼性試験後の変換効
率は、初期変換効率に対して平均で１５％の低下であ
り、有意な劣化が生じていた。試料を観察するとタブ付
近が少し変色していた。また、シリーズ抵抗を測定した
ところ、平均で１０１Ωｃｍ²まで上昇していた。

【０１３６】以上の結果から、比較例２における変換効
率の劣化原因は、高温高湿の環境下で、集電電極とタブ
との電気的接合が、残留フラックスの影響で腐食し劣化
したためであることが分かった。

【０１３７】上述した実施例２と比較例２の結果から、
本発明の集電電極を用いた太陽電池は初期の歩留まりが
良く、信頼性が良好であることが分かった。

【０１３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１及び２に
係る発明によれば、集電電極とバスバーとを、機械的及
び電気的に安定した接合状態とする光起電力素子の形成
方法が得られる。

【０１３９】また、請求項３に係る発明によれば、初期
の歩留が良好であり、長期信頼性に優れた、光起電力素
子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る被覆層を設けた集電電極の構成を
模式的に示す断面図である。

【図２】本発明に係る集電電極と金属板からなる端子の
接合方法を模式的に示す断面図である。

【図３】本発明に係る被覆層を設けた集電電極の作製に
用いたワイヤコート装置の模式図である。

【図４】本発明に係るアモルファスシリコン系太陽電池
の構成を模式的に示す断面図である。

【図５】本発明に係る太陽電池の構成を模式的に示す平
面図である。

【図６】従来例に係る銀ペーストを用いた集電電極の構
成を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１００、２０４、４０７、５０４、６０２ 集電電極、 １０１、３０２ 金属ワイヤ、 １０２ 被覆層、 ２００、４００、５００ 太陽電池、 ２０１、４０１、５０１、６０１ 基板、 ２０２ 両面接着テープ、 ２０３、５０２、６０４ タブ（プラス電極）、 ３０１ 送り出しリール、 ３０３ 洗浄槽、 ３０４ コータ、 ３０５ ダイス、 ３０６ 乾燥炉、 ３０７ 膜厚測定器、 ３０８ テンションコントローラ、 ３０９ 整列巻き駆動装置、 ３１０ 巻き取りリール、 ３１１ 温調器、 ４０２ 下部電極、 ４０３、４１３、４２３ ｎ型半導体層、 ４０４、４１４、４２４ ｉ型半導体層、 ４０５、４１５、４２５ ｐ型半導体層、 ４０６ 透明導電膜、 ５０３ マイナス電極、 ６０３ カプトンテープ、 ６０５ 銀ペースト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一ノ瀬 博文 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 村上 勉 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属ワイヤからなる集電電極と、該集電
   電極と接する金属板からなる端子とを有する光起電力素
   子の形成方法において、前記金属板に付設された突起に
   前記集電電極を巻き付けた後、前記突起を加圧して変
   形、又は加圧して変形後、加熱することにより、前記集
   電電極と前記金属板を接合することを特徴とする光起電
   力素子の形成方法。
2. 【請求項２】 前記金属ワイヤが、導電性接着剤からな
   る被覆層を有することを特徴とする請求項１に記載の光
   起電力素子の形成方法。
3. 【請求項３】 少なくとも１つ以上のｐｎ接合またはｐ
   ｉｎ接合からなる半導体層と、該半導体層の光入射側に
   配設された透明電極と、該透明電極上に配設された集電
   電極と、該集電電極と接する金属板からなる端子とを有
   する光起電力素子において、前記請求項１又は２に記載
   の光起電力素子の形成方法により、前記集電電極と前記
   端子が接合されたことを特徴とする光起電力素子。