WO2022138619A1 - 太陽電池の電極構造および製造方法 - Google Patents

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善秀 宮川
一仁 深澤
幹雄 濱野
恭平 堀口
幸士 山口
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出光興産株式会社
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    • H01L31/0512—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module made of a particular material or composition of materials

Definitions

  • the present invention relates to an electrode structure of a solar cell including a calcogen solar cell.
  • CIS-based solar cell using an I-III-VI group 2 compound semiconductor having a chalcopyrite structure containing Cu, In, Ga, Se, and S as a photoelectric conversion layer has been proposed.
  • CIS-based solar cells are expected to have high photoelectric conversion efficiency because they are relatively inexpensive to manufacture and have a large absorption coefficient in the visible to near-infrared wavelength range.
  • the CIS-based solar cell is considered to be used in space applications as a solar cell having excellent radiation resistance, a longer life than a Si-based solar cell, and a lower price than a GaAs-based solar cell.
  • a metal back electrode layer is formed on a substrate, a photoelectric conversion layer which is an I-III-VI group 2 compound is formed on the back electrode layer, and a buffer layer and a transparent conductive film are further formed.
  • the window layers are formed in order.
  • a method using soldering as in Patent Document 1 or an adhesive method using a conductive paste as in Patent Document 2 has been conventionally used. ing.
  • Patent Document 1 discloses a connection method in which an In-solder-coated copper foil ribbon conductor is used to fix both of them without damaging the electrode film or the conductive film. Further, in the configuration of Patent Document 2, a ribbon wire bonded with a conductive paste intermittently applied on an electrode is sandwiched between a solar cell submodule bonded and held via a filler and a cover glass. .. As a result, the ribbon wire is attached to the electrode of the solar cell module in surface contact.
  • Patent Document 4 discloses a technique for increasing the bonding strength between a connection electrode and an electrode layer in a GaAs-based solar cell.
  • the configuration of Patent Document 4 is formed on a GaAs semiconductor layer having a contact region selectively set on the surface, a TiN layer formed in a part of the contact region, and the entire surface of the TiN layer and the contact region. It is equipped with an electrode layer. Then, the connection electrode and the electrode layer are welded to a part or the entire surface of the region located on the TiN layer on the surface of the electrode layer.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-207861 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-252975 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-4034 Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-55963
  • Solar cells for space applications require interconnector bonding technology that can withstand sudden temperature changes in the space environment and impacts during launch, and has higher adhesion than ground-based solar cells.
  • solar cells for space applications are exposed to temperatures above the melting point of solder depending on altitude and solar radiation.
  • general adhesives used for adhering electrodes and the like have poor UV resistance.
  • this kind of event is, for example, in the case where a wiring element is welded to a conductive substrate of a CIS solar cell, and there are two Mo (Se, S) layers and two Ti (Se, S) layers on the substrate surface. The same can occur in some cases.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and in a solar cell including a calcogen solar cell, an electrode structure having an enhanced adhesion strength between a conductor on the substrate side of the calcogen solar cell and a wiring element is provided. offer.
  • One aspect of the present invention is an electrode structure of a solar cell having a conductor on the substrate side of a calcogen solar cell and a wiring element electrically connected to the conductor.
  • the wiring elements are laminated and joined to the conductor.
  • the melting point of the wiring element is 230 ° C. or higher, and the conductor in the region corresponding to the wiring element contains a part of the metal element of the wiring element.
  • a solar cell including a calcogen solar cell it is possible to increase the adhesion strength between the conductor on the substrate side of the calcogen solar cell and the wiring element.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a solar cell according to the first embodiment
  • (b) is an enlarged view of the vicinity of a connection portion surrounded by a broken line in FIG. 1 (a).
  • It is a cross-sectional view in the thickness direction of FIG. 1 (b).
  • It is a flow chart which shows the manufacturing method of a solar cell. It is a figure which shows typically the process of the manufacturing method of FIG. It is a continuation of FIG.
  • It is a cross-sectional view in the thickness direction which shows the structural example of the solar cell of 2nd Embodiment.
  • It is a cross-sectional view in the thickness direction which shows the structural example of the solar cell of 3rd Embodiment.
  • FIG. 1A is a plan view showing a configuration example of a solar cell according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is an enlarged view of the vicinity of the connection portion surrounded by the broken line in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view in the thickness direction of FIG. 1 (b).
  • a solar cell including a chalcogen solar cell a configuration example of a CIS-based solar cell module 10 will be described.
  • the conductive substrate 11 having the photoelectric conversion element 12 formed on the light receiving surface side, the interconnector 13, and the photoelectric conversion element 12 and the interconnector 13 are electrically connected. It has a connecting portion 14 and a connecting portion 14.
  • the conductive substrate 11 is made of, for example, titanium (Ti), stainless steel (SUS), copper, aluminum, an alloy thereof, or the like.
  • the conductive substrate 11 may be a flexible substrate.
  • the conductive substrate 11 may have a laminated structure in which a plurality of metal substrates are laminated, and for example, a stainless steel foil, a titanium foil, or a molybdenum foil may be formed on the surface of the substrate.
  • the shape and dimensions of the conductive substrate 11 are appropriately determined according to the size and the like of the solar cell module 10.
  • the overall shape of the conductive substrate 11 in the first embodiment is, for example, a rectangular flat plate, but is not limited thereto.
  • the solar cell module 10 can be bent, and cracking of the substrate due to bending can be suppressed. Further, in the above case, it becomes easier to reduce the weight and thickness of the solar cell module 10 as compared with the glass substrate or the resin substrate.
  • the conductive substrate 11 In a solar cell for space use, it is preferable to form the conductive substrate 11 with titanium or an alloy containing titanium from the viewpoint of suppressing the load weight at the time of launch and increasing the strength of the solar cell.
  • the photoelectric conversion element 12 is an example of a chalcogen solar cell, and a first electrode layer 21, a photoelectric conversion layer 22, a buffer layer 23, and a second electrode layer 24 are sequentially laminated on a conductive substrate 11. It has a laminated structure. Light such as sunlight enters the photoelectric conversion element 12 from the side opposite to the conductive substrate 11 side (upper side in FIG. 2).
  • the first electrode layer 21 is, for example, a metal electrode layer of molybdenum (Mo), and is formed on the conductive substrate 11. Since the first electrode layer 21 faces the back surface side (substrate side) of the photoelectric conversion layer 22 instead of the light receiving surface side, it is also referred to as a back surface electrode. Although not particularly limited, the thickness of the first electrode layer 21 is, for example, 200 nm to 1000 nm.
  • a VI group compound layer 26 made of Mo (Se, S) 2 is formed at an interface with the photoelectric conversion layer 22.
  • Mo (Se, S) 2 of the VI group compound layer 26 is formed on the first electrode layer 21 when the chalcogen layer 22p described later is chalcogenized to form the photoelectric conversion layer 22.
  • Mo (Se, S) 2 of the group VI compound layer 26 is a substance having a graphite-like multilayer structure, and has a property of being easily peeled off by cleavage between layers.
  • the photoelectric conversion layer 22 is omitted on the conductive substrate 11 by omitting the first electrode layer 21. Can also be directly laminated.
  • a VI group compound layer is formed at the interface between the conductive substrate 11 and the photoelectric conversion layer 22 when the precursor layer 22p described later is chalcogenized.
  • the conductive substrate 11 is Ti
  • a VI group compound layer made of Ti (Se, S) 2 is formed at the interface between the conductive substrate 11 and the photoelectric conversion layer 22.
  • Ti (Se, S) 2 is also a substance having a graphite-like multilayer structure, and has a property of being easily peeled off by cleavage between layers.
  • the photoelectric conversion layer 22 is formed on the first electrode layer 21.
  • the photoelectric conversion layer 22 has a large bandgap on the light receiving surface side (upper side in FIG. 2) and the conductive substrate 11 side (lower side in FIG. 2), and has a small bandgap on the inner side in the thickness direction of the photoelectric conversion layer 22. It may have a graded structure.
  • the thickness of the photoelectric conversion layer 22 is, for example, 1.0 ⁇ m to 3.0 ⁇ m.
  • the photoelectric conversion layer 22 functions as a polycrystalline or microcrystalline p-type compound semiconductor layer.
  • the photoelectric conversion layer 22 is a CIS-based photoelectric conversion element using an I-III-VI group 2 compound semiconductor having a chalcopyrite structure containing a group I element, a group III element, and a VI group element (chalcogen element). ..
  • the group I element can be selected from copper (Cu), silver (Ag), gold (Au) and the like.
  • the Group III element can be selected from indium (In), gallium (Ga), aluminum (Al) and the like.
  • the photoelectric conversion layer 22 may contain tellurium (Te) or the like in addition to selenium (Se) and sulfur (S) as a VI group element.
  • the photoelectric conversion layer 22 may contain an alkali metal such as Li, Na, K, Rb and Cs.
  • the photoelectric conversion layer 22 as a chalcogen solar cell is a CZTS-based photoelectric conversion element using a chalcogenide-based I2- ( II -IV) -VI Group 4 compound semiconductor containing Cu, Zn, Sn, S or Se. May be.
  • Typical examples of the CZTS-based photoelectric conversion element include those using a compound such as Cu 2 ZnSnSe 4 and Cu 2 ZnSn (S, Se) 4 .
  • the buffer layer 23 is formed on the photoelectric conversion layer 22. Although not particularly limited, the thickness of the buffer layer 23 is, for example, 10 nm to 100 nm.
  • the buffer layer 23 is, for example, an n-type or i (intrinsic) type high resistance conductive layer.
  • high resistance means having a resistance value higher than the resistance value of the second electrode layer 24, which will be described later.
  • the buffer layer 23 can be selected from compounds containing zinc (Zn), cadmium (Cd), and indium (In).
  • zinc-containing compound examples include ZnO, ZnS, Zn (OH) 2 , or a mixed crystal of these, Zn (O, S), Zn (O, S, OH), and ZnMgO, ZnSnO, etc. , There is.
  • the compound containing cadmium examples include CdS, CdO, or a mixed crystal of these, Cd (O, S) and Cd (O, S, OH).
  • the compound containing indium examples include InS, InO, or a mixed crystal of these, In (O, S), In (O, S, OH), and In 2 O 3 , In 2 S 3 , In. (OH) x and the like can be used. Further, the buffer layer 23 may have a laminated structure of these compounds.
  • the buffer layer 23 has an effect of improving characteristics such as photoelectric conversion efficiency, but it is also possible to omit this.
  • the second electrode layer 24 is formed on the photoelectric conversion layer 22.
  • the second electrode layer 24 is formed on the buffer layer 23.
  • the second electrode layer 24 is, for example, an n-type conductive layer.
  • the thickness of the second electrode layer 24 is, for example, 0.5 ⁇ m to 2.5 ⁇ m.
  • the second electrode layer 24 is preferably provided with, for example, a material having a wide bandgap and a sufficiently low resistance value. Further, since the second electrode layer 24 serves as a path for light such as sunlight, it is preferable that the second electrode layer 24 has a property of transmitting light having a wavelength that can be absorbed by the photoelectric conversion layer 22. In this sense, the second electrode layer 24 is also referred to as a transparent electrode layer or a window layer.
  • the second electrode layer 24 includes, for example, a metal oxide to which a Group III element (B, Al, Ga, or In) is added as a dopant.
  • the metal oxide include ZnO or SnO 2 .
  • the second electrode layer 24 is, for example, ITO (indium tin oxide), ITOO (indium tin oxide), IZO (zinc oxide), ZTO (zinc oxide), FTO (fluorine-doped tin oxide), GZO (gallium-doped). Zinc oxide), BZO (boron-doped zinc oxide) and the like can be selected.
  • the interconnector 13 is a wiring member on the + pole side of the solar cell module 10, and two interconnectors 13 are connected in parallel to the right end of FIG. 1 of the solar cell module 10.
  • the interconnector 13 is, for example, a ribbon wire of a conductive metal containing Ag in the material.
  • the dimensions of the interconnector can be a strip shape having a thickness of 30 ⁇ m and a width of about 2.5 mm.
  • the material of the interconnector 13 is not limited to the conductive metal containing Ag, for example, an iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co) alloy (for example, Kovar (registered trademark), etc.). Or Ti may be used.
  • the ratio of Fe, Ni, and Co is the same as that of Kovar (Fe: 53.5%, Ni: 29%, Co: 17%). It may be any other ratio.
  • the ratio of Fe, Ni, and Co in the iron / nickel / cobalt alloy may be adjusted so that the difference from the coefficient of thermal expansion of the conductive substrate 11 becomes small. Further, Fe contained in the iron / nickel / cobalt alloy may be increased in order to promote the diffusion of the metal with the opposing elements.
  • the description of the wiring on the negative pole side of the solar cell module 10 will be omitted.
  • connection portion 14 is an element that connects the interconnector 13 and the first electrode layer 21 of the photoelectric conversion element 12, and is provided at two locations on the right end portion of FIG. 1 of the solar cell module 10.
  • Each connection portion 14 is formed in a wiring region 10a in which the photoelectric conversion element 12 is partially cut out and the first electrode layer 21 is exposed on the light receiving surface side.
  • the dimension of the wiring region 10a in the plane direction is, for example, a rectangular shape of about 5 mm ⁇ 5 mm.
  • the connecting portion 14 has a laminated structure in which a first electrode layer 21a corresponding to a wiring region 10a and a bonding layer 27 are sequentially laminated on a conductive substrate 11. Further, the end portion of the interconnector 13 is attached to the upper surface of the joining layer 27 by welding. Welding of the joint layer 27 and the interconnector 13 is performed by, for example, parallel gap type resistance welding.
  • the first electrode layer 21a corresponding to the wiring region 10a is integrally formed with the first electrode layer 21 of the photoelectric conversion element 12.
  • the VI group compound layer 26 is formed at the interface with the photoelectric conversion layer 22 on the first electrode layer 21 facing the photoelectric conversion layer 22 of the photoelectric conversion element 12.
  • the VI group compound layer 26 is not formed on the first electrode layer 21a of the wiring region 10a.
  • the bonding layer 27 is difficult to peel off from the first electrode layer 21a.
  • a metal element (for example, Al) of the bonding layer 27, Se, S and the like, which are Group VI elements, are diffused as described later.
  • the metal element of the bonding layer 27 By diffusing the metal element of the bonding layer 27 into the first electrode layer 21a, the first electrode layer 21a and the bonding layer 27 have high adhesion strength.
  • the first electrode layer 21 in the photoelectric conversion element 12 is not in contact with the bonding layer 27. Therefore, unlike the first electrode layer 21a in the wiring region 10a, the first electrode layer 21 in the photoelectric conversion element 12 hardly diffuses the metal element in the bonding layer 27.
  • the bonding layer 27 is a conductive layer for electrically connecting the first electrode layer 21a of the wiring region 10a and the interconnector 13, and is composed of a substance containing a group VI element diffused in a conductive metal material. ing.
  • the bonding layer 27 of the first embodiment is a substance containing Al and Ag and containing diffused Se and S.
  • a groove 28 is formed around the bonding layer 27 in the plane direction of the light receiving surface between the photoelectric conversion layer 22, the buffer layer 23, and the second electrode layer 24. .. Therefore, the bonding layer 27 is insulated from the photoelectric conversion layer 22, the buffer layer 23, and the second electrode layer 24 by the grooves 28.
  • the thickness of the bonding layer 27 is about 2.0 ⁇ m to 3.0 ⁇ m.
  • the metal material of the bonding layer 27 has a melting point of 230 ° C. or higher and a melting point higher than that of the solder alloy in order to ensure the use of the solar cell module 10 under high temperature due to solar radiation or the like in the space environment.
  • Ru. Both Al and Ag have a melting point of 230 ° C. or higher.
  • the material of the bonding layer 27 preferably contains at least one of Al, Pt, Zn, and Sn, which are metal elements that are easily chalcogenized. Since the bonding layer 27 contains a metal element that is easily chalcogenized, the VI group compound can be easily uniformly distributed in the bonding layer 27. Then, at the time of forming the bonding layer 27 described later, the diffusion of the VI group element from the VI group compound layer 26 to the bonding layer 27 side is promoted. By the diffusion of the group VI element, the group VI compound layer 26 can be eliminated from between the first electrode layer 21a and the bonding layer 27.
  • the VI group elements diffuse to the bonding layer 27 side and the VI group compound layer 26 disappears. Therefore, in the concentration distribution of Group VI elements in the thickness direction of the connecting portion 14, there is no peak in the concentration of Group VI elements at the interface between the first electrode layer 21a and the bonding layer 27. Further, since the material of the bonding layer 27 contains a metal element that is easily chalcogenized, the VI group element diffuses more toward the bonding layer 27 in the thickness direction of the connecting portion 14. Therefore, in the concentration distribution of Group VI elements in the thickness direction of the connecting portion 14, a peak of the concentration of Group VI elements occurs in the bonding layer 27. In other words, the number of atoms of the Group VI element contained in the bonding layer 27 is larger than the number of atoms of the Group VI element contained in the first electrode layer 21a.
  • the material of the bonding layer 27 preferably contains a metal element having an alloy phase in the phase diagram with respect to the material of the first electrode layer 21a which is the back surface electrode layer.
  • the material of the bonding layer 27 may contain at least one of the constituent elements of the first electrode layer 21a.
  • a metal having an alloy phase in the phase diagram with respect to the material (Mo) of the first electrode layer 21a is shown in a binary phase diagram (for example, BINARY ALLOY PHASE DIAGRAMS SECOND EDITION Vol.1, You can choose from TBMassalski, 1990).
  • the bonding layer 27 contains at least one of a metal element having an alloy phase in the phase diagram with respect to the material of the first electrode layer 21a (for example, Al) or a constituent element of the first electrode layer 21a. Diffusion of metal elements is likely to occur between the electrode layer 21a of 1 and the bonding layer 27. Further, as described above, as the Group VI elements diffuse more toward the bonding layer 27, the metal elements contained in the bonding layer 27 tend to diffuse into the first electrode layer 21a. Thereby, the adhesion strength between the first electrode layer 21a and the bonding layer 27 can be improved.
  • a metal element having an alloy phase in the phase diagram with respect to the material of the first electrode layer 21a for example, Al
  • a constituent element of the first electrode layer 21a for example, Al
  • Diffusion of metal elements is likely to occur between the electrode layer 21a of 1 and the bonding layer 27. Further, as described above, as the Group VI elements diffuse more toward the bonding layer 27, the metal elements contained in the bonding layer 27 tend to diffuse into the first electrode layer
  • the Ag contained in the bonding layer 27 is also contained in the interconnector 13 as described above. That is, the interface between the bonding layer 27 and the interconnector 13 has a high affinity because both materials contain Ag. Therefore, when the interconnector 13 is welded, the metal element diffuses even at the interface between the interconnector 13 and the joining layer 27, and the adhesion strength between the interconnector 13 and the joining layer 27 is improved.
  • FIG. 3 is a flow chart showing a method of manufacturing the solar cell module 10. Further, FIGS. 4 and 5 are diagrams schematically showing each step of the manufacturing method.
  • the first electrode layer 21 is formed by forming a thin film such as molybdenum (Mo) on the surface of the conductive substrate 11 such as titanium by, for example, a sputtering method. It is formed.
  • the sputtering method may be a direct current (DC) sputtering method or a radio frequency (RF) sputtering method.
  • the first electrode layer 21 may be formed by using a CVD (chemical vapor deposition) method, an ALD (atomic layer deposition) method, or the like.
  • Examples of the method for forming the precursor layer 22p on the first electrode layer 21 include the above-mentioned sputtering method, thin-film deposition method, and ink coating method.
  • the thin-film deposition method is a method in which a vapor deposition source is heated to form a film using atoms or the like that have become a gas phase.
  • the ink coating method is a method in which a powdered precursor film material is dispersed in a solvent such as an organic solvent and applied onto the first electrode layer 21, and then the solvent is evaporated to form the precursor layer 22p. be.
  • the precursor layer 22p contains a group I element and a group III element.
  • the precursor layer 22p may contain Ag as a Group I element.
  • Group I elements other than Ag included in the precursor layer 22p can be selected from copper, gold and the like.
  • the group III element included in the precursor layer 22p can be selected from indium, gallium, aluminum and the like.
  • the precursor layer 22p may contain an alkali metal such as Li, Na, K, Rb and Cs.
  • the precursor layer 22p may contain tellurium as a Group VI element in addition to selenium and sulfur.
  • the precursor layer 22p is formed as a thin film of Cu—Zn—Sn or Cu—Zn—Sn—Se—S.
  • the precursor layer 22p containing the group I element and the group III element is heat-treated in an atmosphere containing a group VI element to form a chalcogen.
  • the photoelectric conversion layer 22 is formed.
  • seleniumization is performed by the vapor phase seleniumization method.
  • Selenium formation is carried out by heating the precursor layer in an atmosphere of a selenium source gas (for example, hydrogen selenide or selenium vapor) containing selenium as a group VI element source.
  • a selenium source gas for example, hydrogen selenide or selenium vapor
  • seleniumization is preferably carried out in a heating furnace at a temperature in the range of 300 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, for example.
  • the precursor layer is converted into a compound containing a group I element, a group III element, and selenium (photoelectric conversion layer 22).
  • the compound containing the group I element, the group III element, and selenium (photoelectric conversion layer 22) may be formed by a method other than the vapor phase selenium method.
  • such a compound can also be formed by a solid phase selenium method, a vapor deposition method, an ink coating method, an electrodeposition method, or the like.
  • sulfurization of the photoelectric conversion layer 22 containing the Group I element, the Group III element, and selenium is performed.
  • Sulfurization is performed by heating the photoelectric conversion layer 22 in the atmosphere of a sulfur source gas having sulfur (for example, hydrogen sulfide or sulfur vapor).
  • a sulfur source gas having sulfur for example, hydrogen sulfide or sulfur vapor.
  • the sulfur source gas plays a role of substituting sulfur for a crystal composed of a group I element, a group III element, and selenium, for example, selenium in a chalcopyrite crystal on the surface portion of the photoelectric conversion layer 22.
  • sulfurization is preferably performed in a heating furnace at a temperature in the range of 450 ° C. or higher and 650 ° C. or lower, for example.
  • the precursor layer 22p containing Cu, Zn, and Sn is placed in a hydrogen sulfide atmosphere at 500 ° C to 650 ° C and in a hydrogen selenium atmosphere. Sulfates and selenates with. As a result, the CZTS-based photoelectric conversion layer 22 having Cu 2 ZnSn (S, Se) 4 can be formed.
  • a VI group compound layer 26 made of Mo (Se, S) 2 is formed at the interface of the first electrode layer 21 with the photoelectric conversion layer 22. ..
  • S4 Formation of buffer layer
  • a thin film such as Zn (O, S) is produced on the photoelectric conversion layer 22 by a method such as a CBD (chemical bath deposition) method or a sputtering method.
  • the film is formed to form the buffer layer 23.
  • the formation of the buffer layer 23 may be omitted.
  • the second electrode layer 24 is formed on the buffer layer 23 by a method such as a sputtering method, a CVD method, or an ALD method.
  • the second electrode layer 24 is a transparent electrode made of a thin film such as ZnO to which B, Al or In is added as a dopant.
  • S6 Formation of wiring area
  • a predetermined position on the light receiving surface end portion of the photoelectric conversion element 12 is partially cut out by, for example, mechanical patterning, and a wiring region 10a in which the first electrode layer 21 is exposed is formed on the light receiving surface side.
  • the VI group compound layer 26 is present on the surface of the first electrode layer 21 of the wiring region 10a as in the first electrode layer 21 in the photoelectric conversion element 12.
  • FIG. 5A shows a state in which the photoelectric conversion layer 22, the buffer layer 23, and the second electrode layer 24 corresponding to the wiring region 10a of the photoelectric conversion element 12 are deleted.
  • the area deleted in S6 is shown by a broken line.
  • the region other than the region forming the precursor layer 27p (inside the groove 28 in the wiring region 10a) is appropriately masked. After that, the precursor layer 27p is formed on the first electrode layer 21 of the wiring region 10a by, for example, a thin-film deposition method.
  • the precursor layer 27p of S7 is formed by sequentially laminating the Al layer 27p1 and the Ag layer 27p2 in order from the conductive substrate 11 side.
  • the film forming conditions of the Al layer 27p1 are, for example, an applied voltage of about 10 kV, an EB current of about 0.2 A, a film forming rate of 0.4 nm / sec, and a film thickness of 0.5 ⁇ m.
  • the film forming conditions of the Ag layer 27p2 are, for example, an applied voltage of about 10 kV, an EB current of about 0.1 A, a film forming rate of 0.5 nm / sec, and a film thickness of 2.0 ⁇ m.
  • the Ag layer 27p2 is arranged on the upper surface side facing the interconnector 13.
  • diffusion is likely to occur at the interface between the interconnector 13 and the precursor layer 27p during welding.
  • the Al layer 27p1 is arranged on the lower surface side of the first electrode layer 21 facing the VI group compound layer 26.
  • the VI group compound is likely to diffuse to the bonding layer 27 side at the time of welding.
  • S8 Welding of interconnector
  • the end portion of the interconnector 13 of the conductive metal containing Ag is arranged on the upper surface of the precursor layer 27p, and the interconnector 13 is welded to the solar cell module 10. Welding of the interconnector 13 is performed, for example, by a parallel gap welding method using a resistance welder whose control method is a transistor type.
  • the end portion of the interconnector 13 is arranged at the center of the upper surface of the precursor layer 27p so as not to protrude outward from the peripheral edge portion of the precursor layer 27p. Then, for example, the interconnector 13 is welded to the precursor layer 27p by using a pair of electrodes 30 partitioned by a narrow gap.
  • the welding conditions in S8 are, for example, a welding current of 50 to 200 A and a welding time of 5 to 900 msec.
  • the precursor layer 27p receives thermal energy from the electrode 30 via the interconnector 13. Then, diffusion occurs at the interface between the interconnector 13 and the precursor layer 27p and at the interface between the precursor layer 27p and the first electrode layer 21, respectively. Diffusion also occurs between the Al layer 27p1 and the Ag layer 27p2 in the precursor layer 27p. As a result, as shown in FIG. 5D, the precursor layer 27p, which has a laminated structure of the Al layer 27p1 and the Ag layer 27p2, changes into a bonding layer 27 in which Ag, Al, and Se of the Group VI element are diffused. ..
  • the Se of the VI group compound layer 26 in the first electrode layer 21 becomes the first electrode layer 21a and the bonding layer 27.
  • the VI group compound layer 26 disappears from between the first electrode layer 21a and the bonding layer 27. Since the VI group compound layer 26 that is easily peeled off does not exist between the first electrode layer 21a and the joining layer 27 after welding, the first electrode layer 21a and the joining layer 27 are difficult to peel off.
  • an Al layer 27p1 that easily becomes chalcogen is arranged on the first electrode layer 21 side of the precursor layer 27p. Therefore, Se diffused from the VI group compound layer 26 diffuses more to the junction layer 27 side containing Al, which is easily chalcogenized, than to the first electrode layer 21a side containing Mo. Then, as Se diffuses more toward the bonding layer 27, the metal element Al contained in the precursor layer 27p tends to diffuse into the first electrode layer 21a. By diffusing Al, which is a metal element of the bonding layer 27, into the first electrode layer 21a, the adhesion strength between the first electrode layer 21a and the bonding layer 27 after welding is further improved.
  • the interface between the Ag layer 27p2 of the precursor layer 27p and the interconnector 13 has a high affinity because both materials contain Ag. Therefore, at the time of welding, diffusion of metal elements occurs at the interface between the interconnector 13 and the precursor layer 27p, and the interconnector 13 and the bonding layer 27 are bonded with high adhesion strength.
  • a connecting portion 14 to which the first electrode layer and the interconnector are joined is formed in the wiring region of the solar cell module 10. This is the end of the description of FIG.
  • the precursor layer 27p containing Al is formed on the first electrode layer 21 of the wiring region 10a (S7). Then, the precursor layer 27p and the interconnector 13 are welded to apply heat energy, and Al is diffused between the precursor layer 27p and the first electrode layer 21 to form the bonding layer 27 (S8). As a result, the first electrode layer 21a after welding in the wiring region 10a is joined to the joining layer 27 in a state of containing Al of the joining layer 27, so that the first electrode layer 21 and the joining layer 27 are in close contact with each other. The strength can be increased.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view in the thickness direction showing a configuration example of the solar cell of the second embodiment.
  • the second embodiment is a modification of the first embodiment, and the connection portion 14 is formed on the back surface side (the surface opposite to the light receiving surface) of the conductive substrate 11 of the solar cell module 10.
  • the same reference numerals are given to the same configurations as those of the first embodiment, and duplicate description will be omitted.
  • the conductive substrate 11 of the second embodiment has a molybdenum (Mo) conductive coating layer 31 formed on the back surface side, and the bonding layer 27a is laminated on the conductive coating layer 31.
  • the end of the interconnector 13 is attached to the lower side of the joining layer 27a in the drawing by welding.
  • the interconnector 13 of the second embodiment is a ribbon wire made of, for example, a conductive metal containing Ag, Ti, an iron / nickel / cobalt alloy, or the like.
  • a VI group compound layer 32 made of Mo (Se, S) 2 is formed on the surface of the conductive coating layer 31 except for the region where the bonding layer 27a is laminated. Mo (Se, S) 2 of the VI group compound layer 32 is formed on the conductive coating layer 31 when the chalcogen layer 22p is chalcogenized to form the photoelectric conversion layer 22.
  • the VI group compound layer 32 made of Mo (Se, S) 2 has the same properties as the VI group compound layer 26 of the first electrode layer 21. In other words, the VI group compound layer 32 that is easily peeled off is not formed between the conductive coating layer 31 and the bonding layer 27a. Therefore, the bonding layer 27a is difficult to peel off from the conductive coating layer 31.
  • the bonding layer 27a of the second embodiment is a substance containing at least one of Al, Pt, Zn, and Sn, and containing diffused Se and S.
  • the metal material of the bonding layer 27a has a melting point of 230 ° C. or higher and a melting point higher than that of the solder alloy in order to ensure the use of the solar cell module 10 under high temperature due to solar radiation or the like in the space environment. Ru.
  • the material of the bonding layer 27a contains a metal element having an alloy phase in the phase diagram with respect to the material of the conductive coating layer 31 and the material of the interconnector 13 in order to promote the diffusion of the metal element between the members. Is preferable.
  • the material of the bonding layer 27a preferably contains at least one of Al, Pt, Zn, and Sn, which are metal elements that are easily chalcogenized.
  • the VI group compound is likely to be uniformly distributed in the bonding layer 27a.
  • the diffusion of the VI group element from the VI group compound layer 32 to the bonding layer 27a side is promoted, and the VI group compound layer 32 can be eliminated from between the conductive coating layer 31 and the bonding layer 27a. ..
  • the metal element (for example, Al) of the bonding layer 27a, Se, S, which are Group VI elements, and the like are diffused in the region where the bonding layer 27a is laminated, as described later. There is.
  • the metal element of the bonding layer 27a By diffusing the metal element of the bonding layer 27a into the conductive coating layer 31, the conductive coating layer 31 and the bonding layer 27a have high adhesion strength.
  • the bonding layer 27a is not laminated in the conductive coating layer 31, there is almost no diffusion of the metal element in the bonding layer 27a.
  • the steps (S1 to S5) for forming the photoelectric conversion element 12 are almost the same as the steps of the manufacturing method of the first embodiment.
  • the conductive coating layer 31 is formed on the back surface side of the conductive substrate 11 in the step of S1.
  • the VI group compound layer 32 is formed on the surface of the conductive coating layer 31.
  • a precursor layer (not shown) of the bonding layer 27a is formed on the conductive coating layer 31 having the VI group compound layer 32, and the interconnector 13 is arranged on the precursor layer of the bonding layer 27a. Then, the precursor layer of the joining layer 27a and the interconnector 13 are welded and heat energy is applied to form the joining layer 27a.
  • the VI group elements diffuse to the bonding layer 27a side and the VI group compound layer 32 disappears. Therefore, in the concentration distribution of Group VI elements in the thickness direction of the connecting portion 14, there is no peak in the concentration of Group VI elements at the interface between the conductive coating layer 31 and the bonding layer 27a. Further, since the material of the bonding layer 27a contains a metal element that is easily chalcogenized, the VI group element diffuses more toward the bonding layer 27a in the thickness direction of the connecting portion 14. Therefore, in the concentration distribution of Group VI elements in the thickness direction of the connecting portion 14 of the second embodiment, a peak of the concentration of Group VI elements occurs in the bonding layer 27a. In other words, the number of atoms of the Group VI element contained in the bonding layer 27a is larger than the number of atoms of the Group VI element contained in the conductive coating layer 31.
  • the adhesion strength between the conductive coating layer 31 formed on the back surface side of the substrate of the chalcogen solar cell and the connection portion 14 can be improved.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view in the thickness direction showing a configuration example of the solar cell of the third embodiment.
  • the third embodiment is a modification of the second embodiment and differs from the second embodiment in that the conductive coating layer 31 is not formed on the back surface side of the conductive substrate 11.
  • the bonding layer 27b is laminated on the conductive substrate 11 of the third embodiment.
  • the end of the interconnector 13 is attached to the lower side of the joint layer 27b by welding.
  • the interconnector 13 of the third embodiment is also a ribbon wire made of, for example, a conductive metal containing Ag, Ti, an iron / nickel / cobalt alloy, or the like.
  • a VI group compound layer 33 made of Ti (Se, S) 2 is formed on the surface of the conductive substrate 11 except for the region where the bonding layer 27b is laminated.
  • the Ti (Se, S) 2 of the VI group compound layer 33 is formed on the surface of the conductive substrate 11 when the chalcogen layer 22p is chalcogenized to form the photoelectric conversion layer 22.
  • the VI group compound layer 33 made of Ti (Se, S) 2 is a substance having a graphite-like multilayer structure, and has a property of being easily peeled off by cleavage between layers. In other words, the VI group compound layer 33, which is easily peeled off, is not formed between the conductive substrate 11 and the bonding layer 27b. Therefore, the bonding layer 27b is difficult to peel off from the conductive substrate 11.
  • the bonding layer 27b of the third embodiment is a substance containing at least one of Al, Pt, Zn, and Sn, and containing diffused Se and S.
  • the metal material of the bonding layer 27b has a melting point of 230 ° C. or higher and a melting point higher than that of the solder alloy in order to ensure the use of the solar cell module 10 under high temperature due to solar radiation or the like in the space environment. Ru.
  • the material of the bonding layer 27b contains a metal element having an alloy phase in the phase diagram with respect to the material of the conductive substrate 11 and the material of the interconnector 13 in order to promote the diffusion of the metal element between the members. Is preferable.
  • the material of the bonding layer 27b preferably contains at least one of Al, Pt, Zn, and Sn, which are metal elements that are easily chalcogenized. This facilitates uniform distribution of the VI group compounds in the bonding layer 27b.
  • the diffusion of the VI group element from the VI group compound layer 33 to the bonding layer 27b side is promoted, and the VI group compound layer 33 can be eliminated from between the conductive substrate 11 and the bonding layer 27b. ..
  • the metal element (for example, Al) of the bonding layer 27b, Se, S, which are Group VI elements, and the like are diffused in the region where the bonding layer 27b is laminated, as described later. There is.
  • the metal element of the bonding layer 27b By diffusing the metal element of the bonding layer 27b on the conductive substrate 11, the conductive substrate 11 and the bonding layer 27b have high adhesion strength.
  • the bonding layer 27b is not laminated on the conductive substrate 11, there is almost no diffusion of the metal element in the bonding layer 27b.
  • the steps (S1 to S5) for forming the photoelectric conversion element 12 are almost the same as the steps of the manufacturing method of the first embodiment.
  • the VI group compound layer 33 is formed on the surface of the conductive substrate 11 in the step of S3.
  • a precursor layer (not shown) of the bonding layer 27b is formed on the conductive substrate 11 having the VI group compound layer 33, and the interconnector 13 is arranged on the precursor layer of the bonding layer 27b. After that, the precursor layer of the joining layer 27b and the interconnector 13 are welded and heat energy is applied to form the joining layer 27b.
  • the VI group element diffuses to the bonding layer 27b side and the VI group compound layer 33 disappears. Therefore, in the concentration distribution of Group VI elements in the thickness direction of the connecting portion 14, there is no peak in the concentration of Group VI elements at the interface between the conductive substrate 11 and the bonding layer 27b. Further, since the material of the bonding layer 27b contains a metal element that is easily chalcogenized, the VI group element diffuses more toward the bonding layer 27b in the thickness direction of the connecting portion 14. Therefore, in the concentration distribution of Group VI elements in the thickness direction of the connecting portion 14 of the third embodiment, a peak of the concentration of Group VI elements occurs in the bonding layer 27b. In other words, the number of atoms of the Group VI element contained in the bonding layer 27b is larger than the number of atoms of the Group VI element contained in the conductive substrate 11.
  • the adhesion strength between the conductive substrate 11 of the chalcogen solar cell and the connection portion 14 can be improved.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view in the thickness direction showing a configuration example of the solar cell of the fourth embodiment.
  • the fourth embodiment is a modification of the second embodiment, and is different from the configuration of the second embodiment in that the interconnector 13 is directly welded to the conductive coating layer 31 without passing through the joining layer 27a.
  • the VI group compound layer 32 made of Mo (Se, S) 2 is formed on the surface of the conductive coating layer 31 except for the welded region of the interconnector 13. In other words, the VI group compound layer 32 that is easily peeled off is not formed between the conductive coating layer 31 and the interconnector 13. Therefore, the interconnector 13 is difficult to peel off from the conductive coating layer 31.
  • the material of the interconnector 13 applied to the connection portion 14 has a melting point of 230 ° C. or higher and is made of a solder alloy. The one with a high melting point is used.
  • the material of the interconnector 13 of the fourth embodiment contains a metal element having an alloy phase in the phase diagram with respect to the material of the conductive coating layer 31 in order to promote the diffusion of the metal element between the members. ..
  • the metal element of the interconnector 13, Se, S and the like, which are Group VI elements, are diffused in the region bonded to the interconnector 13.
  • the conductive coating layer 31 and the interconnector 13 have high adhesion strength.
  • the region of the conductive coating layer 31 that is not bonded to the interconnector 13 there is almost no diffusion of the metal element of the interconnector 13.
  • the steps (S1 to S5) for forming the photoelectric conversion element 12 are almost the same as the steps of the manufacturing method of the first embodiment.
  • the conductive coating layer 31 is formed on the back surface side of the conductive substrate 11 in the step of S1.
  • the VI group compound layer 32 is formed on the surface of the conductive coating layer 31.
  • the interconnector 13 is arranged on the conductive film layer 31 having the VI group compound layer 32, and the conductive film layer 31 and the interconnector 13 are welded to apply thermal energy.
  • the VI group element diffuses from the interface between the conductive coating layer 31 and the interconnector 13, and the VI group compound layer 32 disappears. Therefore, in the concentration distribution of Group VI elements in the thickness direction of the connecting portion 14 of the fourth embodiment, the concentration of Group VI elements does not have a peak at the interface between the conductive coating layer 31 and the interconnector 13.
  • the adhesion strength between the conductive coating layer 31 formed on the back surface side of the substrate of the chalcogen solar cell and the interconnector 13 can be improved.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view in the thickness direction showing a configuration example of the solar cell of the fifth embodiment.
  • the fifth embodiment is a modification of the third embodiment, and is different from the configuration of the third embodiment in that the interconnector 13 is directly welded to the conductive substrate 11 without passing through the joining layer 27b.
  • the VI group compound layer 33 made of Ti (Se, S) 2 is formed on the surface of the conductive substrate 11 except for the welded region of the interconnector 13. In other words, the VI group compound layer 33, which is easily peeled off, is not formed between the conductive substrate 11 and the interconnector 13. Therefore, the interconnector 13 is difficult to peel off from the conductive substrate 11.
  • the material of the interconnector 13 applied to the connection portion 14 has a melting point of 230 ° C. or higher and is made of a solder alloy. The one with a high melting point is used.
  • the material of the interconnector 13 of the fifth embodiment contains a metal element having an alloy phase in the phase diagram with respect to the material of the conductive substrate 11 in order to promote the diffusion of the metal element between the members. ..
  • the metal element of the interconnector 13, Se, S and the like, which are Group VI elements, are diffused in the region bonded to the interconnector 13.
  • the conductive substrate 11 and the interconnector 13 have high adhesion strength.
  • the steps (S1 to S5) for forming the photoelectric conversion element 12 are almost the same as the steps of the manufacturing method of the first embodiment.
  • the VI group compound layer 33 is formed on the surface of the conductive substrate 11 in the step of S3.
  • the interconnector 13 is arranged on the conductive substrate 11 having the VI group compound layer 33, and the conductive substrate 11 and the interconnector 13 are welded to add thermal energy.
  • the VI group element diffuses from the interface between the conductive substrate 11 and the interconnector 13, and the VI group compound layer 33 disappears. Therefore, the concentration distribution of Group VI elements in the thickness direction of the connecting portion 14 of the fifth embodiment does not have a peak of the concentration of Group VI elements at the interface between the conductive substrate 11 and the interconnector 13.
  • the adhesion strength between the conductive substrate 11 of the chalcogen solar cell and the interconnector 13 can be improved.
  • connection portion of the embodiment is formed in the same manner as the configuration described in the first embodiment. That is, the material of the substrate is Ti, and the back electrode layer before welding is a Mo film having a Se layer formed on the surface.
  • the bonding layer is formed by applying the thermal energy of welding to the precursor in which the Al layer and the Ag layer are laminated.
  • the back electrode layer after welding is Mo in which Al and Se are diffused, and the bonding layer after welding is a substance containing Se diffused in Ag and Al.
  • the concentration distribution of the elements at the connection portion of the solar cell module was obtained by the following method. First, a focused ion beam (FIB) device is used to form a cross section in the thickness direction of the connection portion of the embodiment. Then, a scanning ion microscope (SIM) image of the cross section of the connection portion was imaged at an acceleration voltage of 15 kV. Then, the elements contained in the cross section of the connection portion were analyzed by energy dispersive X-ray analysis (EDX).
  • FIB focused ion beam
  • SIM scanning ion microscope
  • the equipment used in the elemental analysis in the examples is as follows.
  • the FIB device is SMI3200F manufactured by SII Nanotechnology
  • the SEM is SU8240 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation
  • the EDX is EX-370 manufactured by HORIBA, Ltd.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams showing the concentration distribution of each element in the thickness direction of the connection portion of the embodiment.
  • the vertical axis indicates the content of the element
  • the horizontal axis indicates the position of the connection portion in the thickness direction t.
  • the left end corresponds to the back surface side of the light receiving surface
  • the right end corresponds to the light receiving surface side.
  • FIGS. 10 and 11 are standardized with the maximum value of the content set to 1 for each element.
  • the points shown in FIGS. 10 and 11 are plotted when 30% or more after normalization is detected as a threshold value.
  • FIG. 10A superimposes an example of concentration distribution of Mo, Ti, Ag, Al, and Se at the connection portion.
  • FIG. 10 (b) shows an example of the concentration distribution of Mo in the connection portion
  • FIG. 10 (c) shows an example of the concentration distribution of Ti in the connection portion.
  • 11 (a) shows an example of the concentration distribution of Ag in the connection portion
  • FIG. 11 (b) shows an example of the concentration distribution of Al in the connection portion
  • FIG. 11 (c) shows an example of the concentration distribution of Al in the connection portion.
  • An example of concentration distribution is shown.
  • the back electrode layer (indicated by Mo + Al + Se in the figure) of the connecting portion contains Mo, Al, and Se
  • the bonding layer indicated by Ag + Al + Se in the figure
  • Al and Se are diffused over the back surface electrode layer and the bonding layer.
  • Se is widely distributed over the back surface electrode layer and the bonding layer, and the concentration distribution of Se does not have a peak at the boundary between the back surface electrode layer and the bonding layer. Therefore, it can be seen that the VI group compound layer does not exist at the boundary between the back surface electrode layer and the bonding layer of the connecting portion.
  • connection strength test of connection part In addition, the following tests were conducted to evaluate the adhesion strength of the connection part of the solar cell module. In the test, the tip of the interconnector after welding was sandwiched between jigs, and the tip of the interconnector was pulled upward at a speed of 5 mm / min in the direction of 45 degrees using an autograph device. Then, the tensile strength (maximum strength) at the time when the interconnector is disconnected from the connection portion is measured.
  • Comparative Example 1 is a test piece obtained by welding an interconnector to a laminated body of Ti substrate / Mo (MoSeS) / Ag.
  • Comparative Example 2 is a test piece in which an interconnector is welded to a laminated body of Ti substrate / Mo (MoSeS) / In solder. The joint area of Comparative Example 2 is about 60 times that of the Example.
  • Comparative Example 3 is a test piece in which an interconnector is welded to a laminated body of Ti substrate / Mo (MoSeS). The material of the interconnector of Example 1 and Comparative Example 1-3 is Ag.
  • FIG. 12 is a table showing the results of the adhesion strength test of Example 1 and Comparative Example 1-3
  • FIG. 13 is a table showing the presence or absence of an alloy phase in the phase diagram of Example 1 and Comparative Example 1-3. be.
  • the case where the phase diagram has an alloy phase between the opposing members is indicated by “ ⁇ ”
  • the case where the phase diagram does not have the alloy phase between the opposing members is indicated by “x”.
  • the case where there is no corresponding configuration is indicated by “ ⁇ ”.
  • FIG. 12 shows the values of the maximum intensity normalized with reference to Comparative Example 1. Assuming that the maximum strength of the test piece of Comparative Example 1 was 1, the maximum strength of the test piece of Comparative Example 2 was 0.18, and the maximum strength of the test piece of Comparative Example 3 was 0.12. On the other hand, it was confirmed that the test piece of Example 1 was larger than 1, the maximum strength was higher than that of Comparative Examples 1 to 3, and the adhesion strength of the connecting portion was good.
  • both the interconnector and the bonding layer contain Ag (similar metal) in the material, and are contained in the Ag of the material of the interconnector and the material of the bonding layer.
  • Al has an alloy phase in the phase diagram.
  • Al contained in the material of the bonding layer and Mo of the material of the back electrode layer have an alloy phase in the phase diagram. Therefore, in the test piece of Example 1, it is considered that diffusion occurs between the same kind of metal and the metal having an alloy phase in the phase diagram at the time of welding, and the adhesion strength between each element is improved.
  • FIG. 14 is a table showing the results of the adhesion strength test of Example 2-7
  • FIG. 15 is a table showing the presence or absence of an alloy phase in the phase diagram of Example 2-7.
  • the views of the tables in FIGS. 14 and 15 are the same as those in FIGS. 12 and 13.
  • the test piece of Example 2 has a configuration corresponding to the above-mentioned second embodiment.
  • the material of the interconnector of the second embodiment is Ti
  • the material of the bonding layer is Al
  • the material of the conductive coating layer is Mo
  • the material of the substrate is Ti.
  • the material of the interconnector and the bonding layer has an alloy phase in the phase diagram
  • the material of the bonding layer and the conductive coating layer has an alloy phase in the phase diagram. Assuming that the maximum strength of the test piece of Comparative Example 1 is 1, the maximum strength of the test piece of Example 2 is 1.38, which is larger than that of Comparative Example 1.
  • the test piece of Example 3 has a configuration corresponding to the above-mentioned third embodiment.
  • the material of the interconnector of the third embodiment is Ti
  • the material of the bonding layer is Al
  • the material of the substrate is Ti.
  • the material of the interconnector and the bonding layer has an alloy phase in the phase diagram
  • the material of the bonding layer and the substrate has an alloy phase in the phase diagram.
  • the test piece of Example 4 has a configuration corresponding to the above-mentioned third embodiment.
  • the material of the interconnector of the fourth embodiment is Kovar, the material of the bonding layer is Sn, and the material of the substrate is Ti.
  • the material of the interconnector and the bonding layer has an alloy phase in the phase diagram, and the material of the bonding layer and the substrate has an alloy phase in the phase diagram. Assuming that the maximum strength of the test piece of Comparative Example 1 is 1, the maximum strength of the test piece of Example 4 is 2.18, which is larger than that of Comparative Example 1.
  • the test piece of Example 5 has a configuration corresponding to the above-mentioned fourth embodiment.
  • the material of the interconnector of Example 5 is Kovar, the material of the conductive coating layer is Mo, and the material of the substrate is Ti.
  • the material of the interconnector and the conductive coating layer has an alloy phase in the phase diagram. Assuming that the maximum strength of the test piece of Comparative Example 1 is 1, the maximum strength of the test piece of Example 5 is 2.06, which is larger than that of Comparative Example 1.
  • the test piece of Example 6 has a configuration corresponding to the above-mentioned fifth embodiment.
  • the material of the interconnector of the sixth embodiment is Kovar, and the material of the substrate is Ti.
  • the material of the interconnector and the substrate has an alloy phase in the phase diagram. Assuming that the maximum strength of the test piece of Comparative Example 1 is 1, the maximum strength of the test piece of Example 6 is 2.09, which is larger than that of Comparative Example 1.
  • the test piece of Example 7 has a configuration corresponding to the above-mentioned fifth embodiment.
  • the material of the interconnector of the seventh embodiment is Ti, and the material of the substrate is Ti.
  • the material of the interconnector and the substrate is the same kind of metal. Assuming that the maximum strength of the test piece of Comparative Example 1 is 1, the maximum strength of the test piece of Example 7 is 3.15, which is larger than that of Comparative Example 1.
  • Example 2-7 unlike the above-mentioned Comparative Example 1-3, all the metal materials between the opposing elements have an alloy phase in the phase diagram. Therefore, it is considered that the metal element diffuses between the opposing elements during welding, and the adhesion strength between the elements is improved. Further, in particular, the test piece of Example 7 has a high affinity because the material of the interconnector and the substrate is the same metal, and the metal element diffuses at the interface between the interconnector and the substrate during welding, so that the interconnector and the substrate are diffused. It is considered that the adhesion strength of the is further improved.
  • the precursor layer 27p of the bonding layer 27 is not limited to the configuration of the above embodiment in which the Al layer 27p1 and the Ag layer 27p2 are laminated one by one.
  • the precursor layer 27p may be composed of a monolayer film containing Al and Ag.
  • the precursor layer 27p may be composed of three or more laminated films.
  • layers of two materials may be arranged alternately in the thickness direction, or layers of other materials may be added to the layers of the two materials.
  • a layer containing Al and Ag may be added to the laminated film.
  • the above-mentioned fourth embodiment has described a configuration example in which the interconnector 13 is joined to the conductive coating layer 31 formed on the back surface side of the conductive substrate 11.
  • the present invention can also be applied to a configuration in which the interconnector 13 is bonded to the first electrode layer 21 (backside electrode) having the VI group compound layer 26 on the light receiving surface side of the conductive substrate 11. ..
  • the above-mentioned fifth embodiment FIG. 9
  • a configuration example in which the interconnector 13 is joined to the back surface side of the conductive substrate 11 has been described.
  • the present invention can also be applied to a configuration in which the interconnector 13 is bonded to the conductive substrate 11 having the VI group compound layer 33 formed on the surface on the light receiving surface side of the conductive substrate 11.
  • the electrode structure of the solar cell of the present invention is not limited to space applications.
  • the present invention may be applied when forming a connection portion that is unlikely to break down even when subjected to an external force due to a strong wind or an earthquake.

Abstract

太陽電池の電極構造は、カルコゲン太陽電池セルの基板側の導電体と、導電体に電気的に接続される配線要素とを有する。配線要素は導電体に積層されて接合される。配線要素の融点は２３０℃以上であり、配線要素に対応する領域の導電体には、配線要素の金属元素の一部が含まれる。

Description

太陽電池の電極構造および製造方法
　本発明は、カルコゲン太陽電池セルを含む太陽電池の電極構造に関する。
　従来から、光電変換層としてＣｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅ、Ｓを含むカルコパイライト構造のＩ－ＩＩＩ－ＶＩ２族化合物半導体を用いたＣＩＳ系太陽電池が提案されている。ＣＩＳ系太陽電池は、製造コストが比較的安価であり、しかも可視から近赤外の波長範囲に大きな吸収係数を有するので高い光電変換効率が期待される。また、ＣＩＳ系太陽電池は、耐放射線性に優れ、Ｓｉ系太陽電池よりも寿命が長くＧａＡｓ系太陽電池よりも低価格な太陽電池として、宇宙用途での利用も検討されている。
　ＣＩＳ系太陽電池は、例えば、基板上に金属の裏面電極層を形成し、その上にＩ－ＩＩＩ－ＶＩ２族化合物である光電変換層を形成し、更にバッファ層、透明導電膜で形成される窓層を順に形成して構成される。ＣＩＳ系太陽電池の＋極側の裏面電極上への配線では、特許文献１のようにハンダ付けを用いた方法や、特許文献２のように導電性ペーストを用いた接着方法などが従来用いられている。
　例えば、特許文献１は、Ｉｎハンダ被覆の銅箔リボン導線を用いて、電極膜又は導電膜を破損することなく両者を固着する接続方法を開示する。
　また、特許文献２の構成では、電極上に間欠的に塗布された導電性ペーストで接着されたリボンワイヤが、充填材を介して接着保持された太陽電池サブモジュールとカバーガラスとによって挟持される。これにより、太陽電池モジュールの電極にリボンワイヤが面接触して取り付けられる。
　また、地上用太陽電池における裏面電極層と金属リボンとの接合方法の１つとして、例えば、特許文献３のような超音波シーム溶接が知られている。
　また、特許文献４には、ＧａＡｓ系太陽電池において接続電極と電極層との接合強度を高める技術が開示されている。特許文献４の構成は、表面上に選択的に設定されたコンタクト領域を有するＧａＡｓ半導体層と、コンタクト領域上の一部に形成されたＴｉＮ層と、ＴｉＮ層及びコンタクト領域上の全面に形成された電極層とを備えている。そして、電極層表面のＴｉＮ層上に位置する領域の一部または全面で接続電極と電極層が溶接されている。
特開２００７－２０７８６１号公報 特開２００９－２５２９７５号公報 特開２０００－４０３４号公報 特開昭６２－５５９６３号公報
　宇宙用途の太陽電池においては、宇宙環境における急激な温度変化や打ち上げ時の衝撃に耐え得る、地上用よりも密着性の高いインターコネクタの接合技術が求められる。また、宇宙用途の太陽電池は、高度や日射によってはハンダの融点以上の温度に晒される。さらに、電極等の接着に使用される一般的な接着剤はＵＶ耐性に乏しい。
　そのため、地上用の太陽電池において一般的なハンダ付けや接着によるインターコネクタの接合では、太陽電池の運用中に接着力が低下して電気的な接続不良を生じさせることが懸念される。かかる観点から、宇宙用途の太陽電池におけるインターコネクタの接合には、パラレルギャップ式抵抗溶接が推奨されている。
　ところで、ＣＩＳ系太陽電池の裏面電極層（Ｍｏ）の表面には、層状構造で密着強度の弱いＭｏ（Ｓｅ，Ｓ）２層が存在する。そのため、ＣＩＳ系太陽電池のインターコネクタの接合では、特許文献４のように裏面電極層上にＴｉ系の接合層を形成しても、Ｍｏ（Ｓｅ，Ｓ）２層の存在により、接合層と裏面電極層の密着強度を十分高めることが困難であった。
　また、この種の事象は、例えば、ＣＩＳ系太陽電池の導電性基板に配線要素を溶接するケースで、基板表面にＭｏ（Ｓｅ，Ｓ）２層やＴｉ（Ｓｅ，Ｓ）２層が存在する場合においても同様に発生しうる。
　本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであって、カルコゲン太陽電池セルを含む太陽電池において、カルコゲン太陽電池セルの基板側の導電体と配線要素との密着強度を高めた電極構造を提供する。
　本発明の一態様は、カルコゲン太陽電池セルの基板側の導電体と、導電体に電気的に接続される配線要素とを有する太陽電池の電極構造である。配線要素は導電体に積層されて接合される。配線要素の融点は２３０℃以上であり、配線要素に対応する領域の導電体には、配線要素の金属元素の一部が含まれる。
　本発明によれば、カルコゲン太陽電池セルを含む太陽電池において、カルコゲン太陽電池セルの基板側の導電体と配線要素との密着強度を高めることができる。
（ａ）は、第１実施形態における太陽電池の構成例を示す平面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の破線で囲った接続部近傍の拡大図である。 図１（ｂ）の厚さ方向断面図である。 太陽電池の製造方法を示す流れ図である。 図３の製造方法の工程を模式的に示す図である。 図４の続きの図である。 第２実施形態の太陽電池の構成例を示す厚さ方向断面図である。 第３実施形態の太陽電池の構成例を示す厚さ方向断面図である。 第４実施形態の太陽電池の構成例を示す厚さ方向断面図である。 第５実施形態の太陽電池の構成例を示す厚さ方向断面図である。 実施例の接続部の厚さ方向における各元素の濃度分布の一例を示す図である。 実施例の接続部の厚さ方向における各元素の濃度分布の一例を示す図である。 実施例１および比較例の密着強度試験の結果を示す表である。 実施例１および比較例の相図の合金相の有無を示す表である。 実施例２－７の密着強度試験の結果を示す表である。 実施例２－７の相図の合金相の有無を示す表である。
　以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。
　実施形態では、その説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造または要素については、簡略化または省略して説明する。また、図面において、同じ要素には同じ符号を付す。なお、図面において、各要素の形状、寸法などは、模式的に示したもので、実際の形状や寸法などを示すものではない。
＜＜第１実施形態の説明＞＞
＜太陽電池の構造＞
　図１（ａ）は、第１実施形態における太陽電池の構成例を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の破線で囲った接続部近傍の拡大図である。図２は、図１（ｂ）の厚さ方向断面図である。第１実施形態では、カルコゲン太陽電池セルを含む太陽電池の一例として、ＣＩＳ系の太陽電池モジュール１０の構成例について説明する。
　図１、図２に示す太陽電池モジュール１０は、受光面側に光電変換素子１２が形成された導電性基板１１と、インターコネクタ１３と、光電変換素子１２とインターコネクタ１３とを電気的に接続する接続部１４と、を有している。
（導電性基板１１）
　導電性基板１１は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、銅、アルミニウムあるいはこれらの合金等で形成される。導電性基板１１は、フレキシブル基板であってもよい。導電性基板１１は、複数の金属基材を積層した積層構造であってもよく、例えば、ステンレス箔、チタン箔、モリブデン箔が基板の表面に形成されていてもよい。
　導電性基板１１の形状および寸法は、太陽電池モジュール１０の大きさ等に応じて適宜決定される。第１実施形態における導電性基板１１の全体形状は、例えば矩形の平板状であるがこれに限られることはない。
　導電性基板１１として、金属基板やフレキシブル基板を適用した場合、太陽電池モジュール１０を曲げることが可能となり、曲げによる基板の割れも抑制できる。さらに、上記の場合には、ガラス基板や樹脂基板と比べて、太陽電池モジュール１０の軽量化および薄型化を図ることが容易となる。
　なお、宇宙用途の太陽電池においては、打ち上げ時の積載重量の抑制および太陽電池の高強度化を図る観点から、導電性基板１１をチタンまたはチタンを含む合金で形成することが好ましい。
（光電変換素子１２）
　光電変換素子１２は、カルコゲン太陽電池セルの一例であって、導電性基板１１の上に、第１の電極層２１、光電変換層２２、バッファ層２３、第２の電極層２４が順次積層された積層構造を有する。太陽光などの光は、導電性基板１１側とは反対側（図２の上側）から光電変換素子１２に入射する。
（第１の電極層２１）
　第１の電極層２１は、例えばモリブデン（Ｍｏ）の金属電極層であり、導電性基板１１の上に形成される。第１の電極層２１は、光電変換層２２の受光面側ではなく裏面側（基板側）に臨むため、裏面電極とも称される。特に限定するものではないが、第１の電極層２１の厚さは、例えば、２００ｎｍ～１０００ｎｍである。
　また、光電変換素子１２における第１の電極層２１には、光電変換層２２との界面に、Ｍｏ（Ｓｅ，Ｓ）２からなるＶＩ族化合物層２６が形成される。ＶＩ族化合物層２６のＭｏ（Ｓｅ，Ｓ）２は、後述のプリカーサ層２２ｐをカルコゲン化して光電変換層２２を形成する際に、第１の電極層２１に形成される。なお、ＶＩ族化合物層２６のＭｏ（Ｓｅ，Ｓ）２は、グラファイト状の多層構造を有する物質であって、層間のへき開により剥離しやすい性質を有している。
　ここで、第１実施形態の太陽電池モジュール１０では、導電性基板１１に光電変換素子１２を積層しているため、第１の電極層２１を省略して導電性基板１１上に光電変換層２２を直接積層することもできる。導電性基板１１上に光電変換層２２を直接積層した場合、後述のプリカーサ層２２ｐのカルコゲン化の際に、導電性基板１１と光電変換層２２の界面にＶＩ族化合物層が形成される。例えば、導電性基板１１がＴｉの場合には、導電性基板１１と光電変換層２２の界面にＴｉ（Ｓｅ，Ｓ）２からなるＶＩ族化合物層が形成される。なお、Ｔｉ（Ｓｅ，Ｓ）２も、Ｍｏ（Ｓｅ，Ｓ）２と同様に、グラファイト状の多層構造を有する物質であって、層間のへき開により剥離しやすい性質を有している。
（光電変換層２２）
　光電変換層２２は、第１の電極層２１上に形成される。光電変換層２２は、受光面側（図２の上側）および導電性基板１１側（図２の下側）ではバンドギャップがそれぞれ大きく、光電変換層２２の厚さ方向内側ではバンドギャップが小さいダブルグレーデッド構造を有してもよい。特に限定するものではないが、光電変換層２２の厚さは、例えば、１．０μｍ～３．０μｍである。
　光電変換層２２は、多結晶または微結晶のｐ型化合物半導体層として機能する。光電変換層２２は、Ｉ族元素と、ＩＩＩ族元素と、ＶＩ族元素（カルコゲン元素）と、を含むカルコパイライト構造のＩ－ＩＩＩ－ＶＩ２族化合物半導体を用いたＣＩＳ系光電変換素子である。Ｉ族元素は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などから選択可能である。ＩＩＩ族元素は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）などから選択可能である。また、光電変換層２２は、ＶＩ族元素として、セレン（Ｓｅ）や硫黄（Ｓ）の他に、テルル（Ｔｅ）などを含んでもよい。また、光電変換層２２は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ等のアルカリ金属を含んでいてもよい。
　なお、カルコゲン太陽電池セルとしての光電変換層２２は、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎ，ＳまたはＳｅを含むカルコゲナイド系のＩ２－（ＩＩ－ＩＶ）－ＶＩ４族化合物半導体を用いたＣＺＴＳ系光電変換素子であってもよい。ＣＺＴＳ系光電変換素子の代表例としては、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳｅ４、Ｃｕ２ＺｎＳｎ（Ｓ，Ｓｅ）４等の化合物を用いたものが挙げられる。
（バッファ層２３）
　バッファ層２３は、光電変換層２２の上に形成される。特に限定するものではないが、バッファ層２３の厚さは、例えば、１０ｎｍ～１００ｎｍである。
　バッファ層２３は、例えば、ｎ型またはｉ（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）型高抵抗導電層である。ここで「高抵抗」とは、後述する第２の電極層２４の抵抗値よりも高い抵抗値を有するという意味である。
　バッファ層２３は、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）を含む化合物から選択可能である。亜鉛を含む化合物としては、例えば、ＺｎＯ、ＺｎＳ、Ｚｎ（ＯＨ）2、または、これらの混晶であるＺｎ（Ｏ，Ｓ）、Ｚｎ（Ｏ，Ｓ，ＯＨ）、さらには、ＺｎＭｇＯ、ＺｎＳｎＯなど、がある。カドミウムを含む化合物としては、例えば、ＣｄＳ、ＣｄＯ、または、これらの混晶であるＣｄ（Ｏ，Ｓ）、Ｃｄ（Ｏ，Ｓ，ＯＨ）がある。インジウムを含む化合物としては、例えば、ＩｎＳ、ＩｎＯ、または、これらの混晶であるＩｎ（Ｏ，Ｓ）、Ｉｎ（Ｏ，Ｓ，ＯＨ）があり、Ｉｎ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｓ3、Ｉｎ（ＯＨ）x等を用いることができる。また、バッファ層２３は、これらの化合物の積層構造を有してもよい。
　なお、バッファ層２３は、光電変換効率などの特性を向上させる効果を有するが、これを省略することも可能である。バッファ層２３が省略される場合、第２の電極層２４は光電変換層２２の上に形成される。
（第２の電極層２４）
　第２の電極層２４は、バッファ層２３の上に形成される。第２の電極層２４は、例えば、ｎ型導電層である。特に限定するものではないが、第２の電極層２４の厚さは、例えば、０．５μｍ～２．５μｍである。
　第２の電極層２４は、例えば、禁制帯幅が広く、抵抗値が十分に低い材料を備えることが好ましい。また、第２の電極層２４は、太陽光などの光の通り道となるため、光電変換層２２が吸収可能な波長の光を透過する性質を持つことが好ましい。この意味から、第２の電極層２４は、透明電極層または窓層とも称される。
　第２の電極層２４は、例えば、ＩＩＩ族元素（Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、またはＩｎ）がドーパントとして添加された酸化金属を備える。酸化金属の例としては、ＺｎＯ、または、ＳｎＯ2がある。第２の電極層２４は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＴｉＯ（酸化インジウムチタン）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＺＴＯ（酸化亜鉛スズ）、ＦＴＯ（フッ素ドープト酸化スズ）、ＧＺＯ（ガリウムドープト酸化亜鉛）、ＢＺＯ（ホウ素ドープト酸化亜鉛）などから選択可能である。
（インターコネクタ１３）
　インターコネクタ１３は、太陽電池モジュール１０の＋極側の配線部材であり、太陽電池モジュール１０の図１右側端部に２本並列に接続されている。インターコネクタ１３は、例えば、材料にＡｇを含む導電性金属のリボンワイヤである。
　特に限定するものではないが、インターコネクタの寸法は、厚さ３０μｍ、幅２．５ｍｍ程度の短冊状とすることができる。
　ここで、インターコネクタ１３の材料は、Ａｇを含む導電性金属に限定されることなく、例えば、鉄（Ｆｅ）・ニッケル（Ｎｉ）・コバルト（Ｃｏ）合金（例えば、Ｋｏｖａｒ（登録商標）など）やＴｉを用いてもよい。
　インターコネクタ１３の材料として鉄・ニッケル・コバルト合金を用いる場合、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの比率はＫｏｖａｒと同様の比率（Ｆｅ：５３．５％、Ｎｉ：２９％、Ｃｏ：１７％）であってもよく、その他の比率であってもよい。
　例えば、インターコネクタ１３と導電性基板１１の熱膨張係数の差を小さくすると、熱膨張で接続部１４に作用する応力が小さくなるので、接続部１４の密着強度低下を抑制しやすくなる。そのため、導電性基板１１の熱膨張係数との差が小さくなるように、鉄・ニッケル・コバルト合金におけるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏの比率を調整してもよい。
　また、相対する要素との間で金属の拡散を促進するために、鉄・ニッケル・コバルト合金に含まれるＦｅを増加させてもよい。
　なお、第１実施形態においては、太陽電池モジュール１０の－極側の配線に関する説明は省略する。
（接続部１４）
　接続部１４は、インターコネクタ１３と、光電変換素子１２の第１の電極層２１とを接続する要素であり、太陽電池モジュール１０の図１右側端部に２か所設けられている。各々の接続部１４は、光電変換素子１２を部分的に切り欠いて受光面側に第１の電極層２１を露出させた配線領域１０ａに形成されている。特に限定するものではないが、配線領域１０ａの平面方向の寸法は、例えば５ｍｍ×５ｍｍ程度の矩形状である。
　図２に示すように、接続部１４は、導電性基板１１の上に、配線領域１０ａに対応する第１の電極層２１ａと、接合層２７とを順次積層した積層構造を有している。また、接合層２７の上面には、インターコネクタ１３の端部が溶接で取り付けられている。接合層２７とインターコネクタ１３の溶接は、例えばパラレルギャップ式抵抗溶接で行われる。
　配線領域１０ａに対応する第１の電極層２１ａは、光電変換素子１２の第１の電極層２１と一体に形成されている。
　ただし、光電変換素子１２の光電変換層２２に臨む第１の電極層２１には、光電変換層２２との界面にＶＩ族化合物層２６が形成される。これに対し、配線領域１０ａの第１の電極層２１ａには、ＶＩ族化合物層２６が形成されていない。配線領域１０ａにおいては第１の電極層２１ａと接合層２７の間に剥離しやすいＶＩ族化合物層２６が形成されていないので、第１の電極層２１ａから接合層２７が剥離しにくい。
　また、配線領域１０ａの第１の電極層２１ａには、後述のように接合層２７の金属元素（例えば、Ａｌ）や、ＶＩ族元素であるＳｅ，Ｓなどが拡散されている。第１の電極層２１ａに接合層２７の金属元素が拡散することで、第１の電極層２１ａと接合層２７とは高い密着強度を有する。
　これに対し、光電変換素子１２内の第１の電極層２１は、接合層２７と接触していない。そのため、光電変換素子１２内の第１の電極層２１では、配線領域１０ａの第１の電極層２１ａとは異なり、接合層２７の金属元素の拡散はほとんどない。
（接合層２７）
　接合層２７は、配線領域１０ａの第１の電極層２１ａとインターコネクタ１３を電気的に接続するための導電層であり、導電性の金属材料に拡散したＶＩ族元素が含まれる物質で構成されている。一例として、第１実施形態の接合層２７は、Ａｌ，Ａｇを含み、拡散したＳｅ，Ｓを含む物質である。
　図１、図２に示すように、受光面の平面方向において接合層２７の周囲には、光電変換層２２、バッファ層２３および第２の電極層２４との間に溝２８が形成されている。そのため、接合層２７は、光電変換層２２、バッファ層２３および第２の電極層２４に対して、溝２８によって絶縁されている。特に限定するものではないが、接合層２７の厚さは約２．０μｍ～３．０μｍ程度である。
　接合層２７の金属材料は、宇宙環境における日射等による高温下での太陽電池モジュール１０の使用を担保するために、融点が２３０℃以上であって、はんだ合金よりも融点の高いものが使用される。なお、上記のＡｌ，Ａｇはいずれも融点が２３０℃以上である。
　また、接合層２７の材料は、カルコゲン化されやすい金属元素であるＡｌ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれか１つを少なくとも含むことが好ましい。接合層２７がカルコゲン化されやすい金属元素を含むことで、接合層２７にはＶＩ族化合物が均一に分布しやすくなる。そして、後述する接合層２７の形成時には、ＶＩ族化合物層２６から接合層２７側へのＶＩ族元素の拡散が促進される。かかるＶＩ族元素の拡散により、第１の電極層２１ａと接合層２７との間からＶＩ族化合物層２６を消失させることができる。
　上記のように、接合層２７の形成時には接合層２７側にＶＩ族元素が拡散してＶＩ族化合物層２６が消失する。そのため、接続部１４の厚さ方向におけるＶＩ族元素の濃度分布では、第１の電極層２１ａと接合層２７との界面にＶＩ族元素の濃度のピークを有しない。
　また、接合層２７の材料はカルコゲン化されやすい金属元素を含むので、接続部１４の厚さ方向においてＶＩ族元素は接合層２７側により多く拡散する。そのため、接続部１４の厚さ方向におけるＶＩ族元素の濃度分布では、接合層２７にＶＩ族元素の濃度のピークが生じる。換言すれば、接合層２７に含まれるＶＩ族元素の原子数は、第１の電極層２１ａに含まれるＶＩ族元素の原子数よりも多くなる。
　また、接合層２７の材料は、裏面電極層である第１の電極層２１ａの材料に対して相図に合金相を有する金属元素を含むことが好ましい。あるいは、接合層２７の材料は、第１の電極層２１ａの構成元素の少なくとも１つを含んでいてもよい。
　接合層２７の材料の選定では、第１の電極層２１ａの材料（Ｍｏ）に対して相図に合金相を有する金属を二元系状態図（例えば、BINARY ALLOY PHASE DIAGRAMS SECOND EDITION Vol.1, T.B.Massalski, 1990）から選択すればよい。
　第１の電極層２１ａの材料に対して相図に合金相を有する金属元素（例えばＡｌなど）、あるいは第１の電極層２１ａの構成元素の少なくとも１つを接合層２７が含むことで、第１の電極層２１ａと接合層２７との間では金属元素の拡散が生じやすくなる。また、上記のように、ＶＩ族元素が接合層２７側により多く拡散することに伴って、接合層２７に含まれる金属元素は第１の電極層２１ａに拡散しやすい状態となる。これにより、第１の電極層２１ａと接合層２７との密着強度を向上させることができる。
　また、接合層２７に含まれるＡｇは、上記のようにインターコネクタ１３にも含まれている。つまり、接合層２７とインターコネクタ１３の界面については、両者の材料がいずれもＡｇを含むので高い親和性を有している。そのため、インターコネクタ１３の溶接時には、インターコネクタ１３と接合層２７の界面でも金属元素の拡散が生じ、インターコネクタ１３と接合層２７の密着強度が向上する。
＜太陽電池の製造方法＞
　次に、太陽電池モジュール１０の製造方法の例を説明する。図３は、太陽電池モジュール１０の製造方法を示す流れ図である。また、図４、図５は、製造方法の各工程を模式的に示す図である。
（Ｓ１：第１の電極層の形成）
　Ｓ１にて、図４（ａ）に示すように、チタンなどの導電性基板１１の表面に、例えばスパッタリング法によりモリブデン（Ｍｏ）などの薄膜を製膜することで、第１の電極層２１が形成される。スパッタリング法は、直流（ＤＣ）スパッタリング法でもよいし、または、高周波（ＲＦ）スパッタリング法でもよい。また、スパッタリング法に代えて、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法、ＡＬＤ（atomic layer deposition）法などを用いて、第１の電極層２１を形成してもよい。
（Ｓ２：プリカーサ層の形成）
　Ｓ２にて、図４（ａ）に破線で示すように、第１の電極層２１の上に、薄膜状のプリカーサ層２２ｐが形成される。
　第１の電極層２１上にプリカーサ層２２ｐを形成する方法としては、例えば、上記のスパッタリング法や、蒸着法またはインク塗布法が挙げられる。蒸着法は、蒸着源を加熱して気相となった原子等を用いて成膜する方法である。インク塗布法は、プリカーサ膜の材料を粉体にしたものを有機溶剤等の溶媒に分散して第１の電極層２１上に塗布し、その後溶剤を蒸発してプリカーサ層２２ｐを形成する方法である。
　ＣＩＳ系の光電変換層２２を形成する場合、プリカーサ層２２ｐは、Ｉ族元素と、ＩＩＩ族元素とを含む。例えば、プリカーサ層２２ｐはＩ族元素としてＡｇを含んでいてもよい。プリカーサ層２２ｐに含めるＡｇ以外のＩ族元素は、銅、金などから選択可能である。また、プリカーサ層２２ｐに含めるＩＩＩ族元素は、インジウム、ガリウム、アルミニウムなどから選択可能である。また、プリカーサ層２２ｐは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ等のアルカリ金属を含んでいてもよい。また、プリカーサ層２２ｐは、ＶＩ族元素として、セレンおよび硫黄の他に、テルルを含んでいてもよい。
　一方、ＣＺＴＳ系の光電変換層２２を形成する場合、プリカーサ層２２ｐは、Ｃｕ－Ｚｎ－ＳｎあるいはＣｕ－Ｚｎ－Ｓｎ－Ｓｅ－Ｓの薄膜として製膜される。
（Ｓ３：光電変換層の形成）
　Ｓ３にて、図４（ｂ）に示すように、プリカーサ層２２ｐをカルコゲン化することで光電変換層２２が形成される。
　ＣＩＳ系の光電変換層２２を形成する場合、プリカーサ層２２ｐのカルコゲン化処理では、ＶＩ族元素を含む雰囲気中で、Ｉ族元素とＩＩＩ族元素を含むプリカーサ層２２ｐを熱処理することでカルコゲン化し、光電変換層２２を形成する。
　例えば、まず、気相セレン化法によるセレン化が行われる。セレン化は、ＶＩ族元素源としてセレンを含むセレン源ガス（例えば、セレン化水素またはセレン蒸気）の雰囲気中でプリカーサ層を加熱することにより行う。特に限定するものではないが、セレン化は、例えば、加熱炉内において３００℃以上６００℃以下の範囲内の温度で行うことが好ましい。
　その結果、プリカーサ層は、Ｉ族元素と、ＩＩＩ族元素と、セレンとを含む化合物（光電変換層２２）に変換される。なお、Ｉ族元素と、ＩＩＩ族元素と、セレンとを含む化合物（光電変換層２２）は、気相セレン化法以外の方法により形成してもよい。例えば、このような化合物は、固相セレン化法、蒸着法、インク塗布法、電着法などによっても形成可能である。
　次に、Ｉ族元素と、ＩＩＩ族元素と、セレンとを含む光電変換層２２の硫化が行われる。硫化は、硫黄を有する硫黄源ガス（例えば、硫化水素、または硫黄蒸気）の雰囲気中で光電変換層２２を加熱することにより行う。その結果、光電変換層２２は、Ｉ族元素と、ＩＩＩ族元素と、ＶＩ族元素としてセレンおよび硫黄とを含む化合物に変換される。硫黄源ガスは、光電変換層２２の表面部において、Ｉ族元素と、ＩＩＩ族元素と、セレンとからなる結晶、例えば、カルコパイライト結晶内のセレンを硫黄に置換する役割を担う。
　特に限定するものではないが、硫化は、例えば、加熱炉内において４５０℃以上６５０℃以下の範囲内の温度で行うことが好ましい。
　一方、ＣＺＴＳ系の光電変換層２２を形成する場合、プリカーサ層２２ｐのカルコゲン化処理では、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎを含むプリカーサ層２２ｐを５００℃～６５０℃の硫化水素雰囲気中及びセレン化水素雰囲気中で硫化及びセレン化する。これにより、Ｃｕ２ＺｎＳｎ（Ｓ、Ｓｅ）４を有するＣＺＴＳ系の光電変換層２２を形成することができる。
　また、Ｓ３でのプリカーサ層２２ｐのカルコゲン化処理に伴い、第１の電極層２１における光電変換層２２との界面には、Ｍｏ（Ｓｅ，Ｓ）２からなるＶＩ族化合物層２６が形成される。
（Ｓ４：バッファ層の形成）
　Ｓ４にて、図４（ｃ）に示すように、ＣＢＤ（chemical bath deposition）法、スパッタリング法などの方法により、光電変換層２２の上に、例えば、Ｚｎ（Ｏ，Ｓ）などの薄膜を製膜してバッファ層２３が形成される。なお、バッファ層２３の形成は省略されてもよい。
（Ｓ５：第２の電極層の形成）
　Ｓ５にて、図４（ｃ）に破線で示すように、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法などの方法により、バッファ層２３の上に、第２の電極層２４が形成される。第２の電極層２４は、例えば、Ｂ、ＡｌまたはＩｎがドーパントとして添加されたＺｎＯなどの薄膜による透明電極である。
　以上のＳ１からＳ５の工程により、導電性基板１１上に光電変換素子１２が形成される。
（Ｓ６：配線領域の形成）
　Ｓ６にて、光電変換素子１２の受光面端部における所定位置を、例えばメカニカルパターニングで部分的に切り欠き、受光面側に第１の電極層２１を露出させた配線領域１０ａが形成される。なお、Ｓ６の段階では、配線領域１０ａの第１の電極層２１の表面には、光電変換素子１２内の第１の電極層２１と同様にＶＩ族化合物層２６が存在している。
　一例として、図５（ａ）では、光電変換素子１２の配線領域１０ａに対応する光電変換層２２、バッファ層２３および第２の電極層２４を削除した状態を示している。なお、図５（ａ）では、Ｓ６で削除された領域を破線で示している。
（Ｓ７：配線領域でのプリカーサ層の形成）
　Ｓ７にて、図５（ｂ）に示すように、配線領域１０ａの第１の電極層２１の上に、接合層２７に対応するプリカーサ層２７ｐが形成される。
　Ｓ７では、まず、光電変換素子１２の受光面において、プリカーサ層２７ｐを形成する領域（配線領域１０ａにおける溝２８の内側）以外を適宜マスキングする。その後、配線領域１０ａの第１の電極層２１の上に、例えば蒸着法でプリカーサ層２７ｐを形成する。
　Ｓ７のプリカーサ層２７ｐは、導電性基板１１側から順に、Ａｌ層２７ｐ１と、Ａｇ層２７ｐ２とを順次積層して形成される。Ａｌ層２７ｐ１の製膜条件は、例えば、印加電圧１０ｋＶ程度、ＥＢ電流０．２Ａ程度、製膜レート０．４ｎｍ／ｓｅｃ、膜厚０．５μｍである。同様に、Ａｇ層２７ｐ２の製膜条件は、例えば、印加電圧１０ｋＶ程度、ＥＢ電流０．１Ａ程度、製膜レート０．５ｎｍ／ｓｅｃ、膜厚２．０μｍである。
　プリカーサ層２７ｐでは、インターコネクタ１３に臨む上面側にＡｇ層２７ｐ２が配置されている。インターコネクタ１３の材料と共通するＡｇ層２７ｐ２をインターコネクタ１３に臨む領域に配置することで、溶接時にはインターコネクタ１３とプリカーサ層２７ｐとの界面で拡散が生じやすくなる。
　また、プリカーサ層２７ｐでは、第１の電極層２１のＶＩ族化合物層２６に臨む下面側にＡｌ層２７ｐ１が配置されている。カルコゲン化しやすいＡｌ層２７ｐ１をＶＩ族化合物層２６に臨む領域に配置することで、溶接時には接合層２７側にＶＩ族化合物の拡散が生じやすくなる。
（Ｓ８：インターコネクタの溶接）
　Ｓ８にて、プリカーサ層２７ｐの上面に、Ａｇを含む導電性金属のインターコネクタ１３の端部を配置し、太陽電池モジュール１０へのインターコネクタ１３の溶接が行われる。インターコネクタ１３の溶接は、一例として、制御方式がトランジスタ式の抵抗溶接機を使用したパラレルギャップ式溶接法により行われる。
　具体的には、図５（ｃ）に示すように、インターコネクタ１３の端部は、プリカーサ層２７ｐの周縁部から外側にはみ出さないようにプリカーサ層２７ｐの上面中央部に配置される。そして、例えば狭いギャップで仕切られた一対の電極３０を用いて、インターコネクタ１３がプリカーサ層２７ｐと溶接される。
　なお、Ｓ８での溶接条件は、例えば、溶接電流５０～２００Ａ、溶接時間５～９００ｍｓｅｃである。
　インターコネクタ１３との溶接時には、プリカーサ層２７ｐはインターコネクタ１３を介して電極３０からの熱エネルギーを受ける。すると、インターコネクタ１３とプリカーサ層２７ｐの界面と、プリカーサ層２７ｐと第１の電極層２１の界面とでそれぞれ拡散が生じる。また、プリカーサ層２７ｐ内のＡｌ層２７ｐ１とＡｇ層２７ｐ２の間でも拡散が生じる。これにより、図５（ｄ）に示すように、Ａｌ層２７ｐ１とＡｇ層２７ｐ２の積層構造であったプリカーサ層２７ｐは、Ａｇ、ＡｌおよびＶＩ族元素のＳｅが拡散された接合層２７に変化する。
　溶接時の熱エネルギーによりプリカーサ層２７ｐと第１の電極層２１の界面で拡散が生じると、第１の電極層２１におけるＶＩ族化合物層２６のＳｅは、第１の電極層２１ａと接合層２７に拡散する。かかるＳｅの拡散により、第１の電極層２１ａと接合層２７との間からＶＩ族化合物層２６が消失する。溶接後の第１の電極層２１ａと接合層２７の間には剥離しやすいＶＩ族化合物層２６が存在しないので、第１の電極層２１ａと接合層２７が剥離しにくい。
　また、プリカーサ層２７ｐの第１の電極層２１側には、カルコゲン化しやすいＡｌ層２７ｐ１が配置されている。そのため、ＶＩ族化合物層２６から拡散するＳｅは、Ｍｏを含む第１の電極層２１ａ側よりも、カルコゲン化しやすいＡｌを含む接合層２７側に多く拡散する。そして、Ｓｅが接合層２７側により多く拡散することに伴って、プリカーサ層２７ｐに含まれていた金属元素のＡｌは第１の電極層２１ａに拡散しやすくなる。接合層２７の金属元素であるＡｌが第１の電極層２１ａに拡散することで、溶接後の第１の電極層２１ａと接合層２７の密着強度がより向上する。
　一方、プリカーサ層２７ｐのＡｇ層２７ｐ２とインターコネクタ１３の界面については、両者の材料がいずれもＡｇを含むので高い親和性を有している。したがって、溶接時にはインターコネクタ１３とプリカーサ層２７ｐの界面で金属元素の拡散が生じ、インターコネクタ１３と接合層２７が高い密着強度で接合される。
　上述のＳ１～Ｓ８の工程により、太陽電池モジュール１０の配線領域には、接合層を介して第１の電極層とインターコネクタが接合された接続部１４が形成される。
　以上で、図３の説明を終了する。
　以上のように、第１実施形態では、配線領域１０ａの第１の電極層２１の上にＡｌを含んだプリカーサ層２７ｐを形成する（Ｓ７）。そして、プリカーサ層２７ｐとインターコネクタ１３を溶接して熱エネルギーを加え、プリカーサ層２７ｐと第１の電極層２１の間でＡｌを拡散させて接合層２７を形成する（Ｓ８）。
　これにより、配線領域１０ａにおける溶接後の第１の電極層２１ａは、接合層２７のＡｌを含んだ状態で接合層２７と接合されるので、第１の電極層２１と接合層２７との密着強度を高めることができる。
＜＜第２実施形態＞＞
　図６は、第２実施形態の太陽電池の構成例を示す厚さ方向断面図である。第２実施形態は、第１実施形態の変形例であって、太陽電池モジュール１０の導電性基板１１の裏面側（受光面の反対側の面）に接続部１４が形成されている。
　なお、以下の各実施形態の説明において、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付して重複説明を省略する。
　図６に示すように、第２実施形態の導電性基板１１には、裏面側にモリブデン（Ｍｏ）の導電被膜層３１が形成され、導電被膜層３１に接合層２７ａが積層されている。そして、接合層２７ａの図中下側にはインターコネクタ１３の端部が溶接で取り付けられている。第２実施形態のインターコネクタ１３は、例えば、Ａｇを含む導電性金属、Ｔｉまたは鉄・ニッケル・コバルト合金などを材料とするリボンワイヤである。
　導電性基板１１の裏面側に導電被膜層３１が形成されることで、太陽電池モジュール１０の反りを低減することができる。
　また、導電被膜層３１の表面には、接合層２７ａが積層されている領域を除いてＭｏ（Ｓｅ，Ｓ）２からなるＶＩ族化合物層３２が形成されている。ＶＩ族化合物層３２のＭｏ（Ｓｅ，Ｓ）２は、プリカーサ層２２ｐをカルコゲン化して光電変換層２２を形成する際に、導電被膜層３１に形成される。なお、Ｍｏ（Ｓｅ，Ｓ）２からなるＶＩ族化合物層３２は、第１の電極層２１のＶＩ族化合物層２６と同様の性質を有している。
　換言すれば、導電被膜層３１と接合層２７ａの間には剥離しやすいＶＩ族化合物層３２が形成されていない。そのため、導電被膜層３１から接合層２７ａが剥離しにくい。
　また、第２実施形態の接合層２７ａは、Ａｌ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれか１つを少なくとも含み、拡散したＳｅ，Ｓを含む物質である。接合層２７ａの金属材料は、宇宙環境における日射等による高温下での太陽電池モジュール１０の使用を担保するために、融点が２３０℃以上であって、はんだ合金よりも融点の高いものが使用される。また、接合層２７ａの材料は、部材間での金属元素の拡散を促進するために、導電被膜層３１の材料およびインターコネクタ１３の材料に対して相図に合金相を有する金属元素を含むことが好ましい。
　また、接合層２７ａの材料は、カルコゲン化されやすい金属元素であるＡｌ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれか１つを少なくとも含むことが好ましい。これにより、接合層２７ａにはＶＩ族化合物が均一に分布しやすくなる。接合層２７ａの形成時には、ＶＩ族化合物層３２から接合層２７ａ側へのＶＩ族元素の拡散が促進され、導電被膜層３１と接合層２７ａの間からＶＩ族化合物層３２を消失させることができる。
　また、導電被膜層３１において、接合層２７ａが積層されている領域には、後述のように接合層２７ａの金属元素（例えば、Ａｌ）や、ＶＩ族元素であるＳｅ，Ｓなどが拡散されている。導電被膜層３１に接合層２７ａの金属元素が拡散することで、導電被膜層３１と接合層２７ａは高い密着強度を有する。
　これに対し、導電被膜層３１において接合層２７ａが積層されていない領域では、接合層２７ａの金属元素の拡散はほとんどない。
　第２実施形態の接続部１４を形成する場合、光電変換素子１２を形成する工程（Ｓ１からＳ５）までは第１実施形態の製造方法の工程とほぼ同様である。但し、第２実施形態の場合、Ｓ１の工程において、導電性基板１１の裏面側に導電被膜層３１が形成される。また、Ｓ３の工程において、導電被膜層３１の表面にＶＩ族化合物層３２が形成される。
　その後、ＶＩ族化合物層３２を有する導電被膜層３１の上に接合層２７ａのプリカーサ層（不図示）を形成し、接合層２７ａのプリカーサ層の上にインターコネクタ１３を配置する。そして、接合層２７ａのプリカーサ層とインターコネクタ１３を溶接して熱エネルギーを加え、接合層２７ａが形成される。
　接合層２７ａの形成時には接合層２７ａ側にＶＩ族元素が拡散してＶＩ族化合物層３２が消失する。そのため、接続部１４の厚さ方向におけるＶＩ族元素の濃度分布では、導電被膜層３１と接合層２７ａとの界面にＶＩ族元素の濃度のピークを有しない。
　また、接合層２７ａの材料はカルコゲン化されやすい金属元素を含むので、接続部１４の厚さ方向においてＶＩ族元素は接合層２７ａ側により多く拡散する。そのため、第２実施形態の接続部１４の厚さ方向におけるＶＩ族元素の濃度分布では、接合層２７ａにＶＩ族元素の濃度のピークが生じる。換言すれば、接合層２７ａに含まれるＶＩ族元素の原子数は、導電被膜層３１に含まれるＶＩ族元素の原子数よりも多くなる。
　上記の第２実施形態の構成によれば、カルコゲン太陽電池セルの基板裏面側に形成される導電被膜層３１と接続部１４との密着強度を向上させることができる。
＜＜第３実施形態＞＞
　図７は、第３実施形態の太陽電池の構成例を示す厚さ方向断面図である。第３実施形態は、第２実施形態の変形例であって、導電性基板１１の裏面側に導電被膜層３１が形成されていない点で第２実施形態と相違する。
　図７に示すように、第３実施形態の導電性基板１１には、接合層２７ｂが積層されている。そして、接合層２７ｂの図中下側にはインターコネクタ１３の端部が溶接で取り付けられている。第３実施形態のインターコネクタ１３も、例えば、Ａｇを含む導電性金属、Ｔｉまたは鉄・ニッケル・コバルト合金などを材料とするリボンワイヤである。
　また、導電性基板１１の表面には、接合層２７ｂが積層されている領域を除いてＴｉ（Ｓｅ，Ｓ）２からなるＶＩ族化合物層３３が形成されている。ＶＩ族化合物層３３のＴｉ（Ｓｅ，Ｓ）２は、プリカーサ層２２ｐをカルコゲン化して光電変換層２２を形成する際に、導電性基板１１の表面に形成される。なお、Ｔｉ（Ｓｅ，Ｓ）２からなるＶＩ族化合物層３３は、グラファイト状の多層構造を有する物質であって、層間のへき開により剥離しやすい性質を有している。
　換言すれば、導電性基板１１と接合層２７ｂの間には剥離しやすいＶＩ族化合物層３３が形成されていない。そのため、導電性基板１１から接合層２７ｂが剥離しにくい。
　また、第３実施形態の接合層２７ｂは、Ａｌ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれか１つを少なくとも含み、拡散したＳｅ，Ｓを含む物質である。接合層２７ｂの金属材料は、宇宙環境における日射等による高温下での太陽電池モジュール１０の使用を担保するために、融点が２３０℃以上であって、はんだ合金よりも融点の高いものが使用される。また、接合層２７ｂの材料は、部材間での金属元素の拡散を促進するために、導電性基板１１の材料およびインターコネクタ１３の材料に対して相図に合金相を有する金属元素を含むことが好ましい。
　また、接合層２７ｂの材料は、カルコゲン化されやすい金属元素であるＡｌ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれか１つを少なくとも含むことが好ましい。これにより、接合層２７ｂにはＶＩ族化合物が均一に分布しやすくなる。接合層２７ｂの形成時には、ＶＩ族化合物層３３から接合層２７ｂ側へのＶＩ族元素の拡散が促進され、導電性基板１１と接合層２７ｂの間からＶＩ族化合物層３３を消失させることができる。
　また、導電性基板１１において、接合層２７ｂが積層されている領域には、後述のように接合層２７ｂの金属元素（例えば、Ａｌ）や、ＶＩ族元素であるＳｅ，Ｓなどが拡散されている。導電性基板１１に接合層２７ｂの金属元素が拡散することで、導電性基板１１と接合層２７ｂは高い密着強度を有する。
　これに対し、導電性基板１１において接合層２７ｂが積層されていない領域では、接合層２７ｂの金属元素の拡散はほとんどない。
　第３実施形態の接続部１４を形成する場合、光電変換素子１２を形成する工程（Ｓ１からＳ５）までは第１実施形態の製造方法の工程とほぼ同様である。なお、第３実施形態では、Ｓ３の工程において導電性基板１１の表面にＶＩ族化合物層３３が形成される。
　その後、ＶＩ族化合物層３３を有する導電性基板１１の上に接合層２７ｂのプリカーサ層（不図示）を形成し、接合層２７ｂのプリカーサ層の上にインターコネクタ１３を配置する。その後、接合層２７ｂのプリカーサ層とインターコネクタ１３を溶接して熱エネルギーを加え、接合層２７ｂが形成される。
　接合層２７ｂの形成時には接合層２７ｂ側にＶＩ族元素が拡散してＶＩ族化合物層３３が消失する。そのため、接続部１４の厚さ方向におけるＶＩ族元素の濃度分布では、導電性基板１１と接合層２７ｂとの界面にＶＩ族元素の濃度のピークを有しない。
　また、接合層２７ｂの材料はカルコゲン化されやすい金属元素を含むので、接続部１４の厚さ方向においてＶＩ族元素は接合層２７ｂ側により多く拡散する。そのため、第３実施形態の接続部１４の厚さ方向におけるＶＩ族元素の濃度分布では、接合層２７ｂにＶＩ族元素の濃度のピークが生じる。換言すれば、接合層２７ｂに含まれるＶＩ族元素の原子数は、導電性基板１１に含まれるＶＩ族元素の原子数よりも多くなる。
　上記の第３実施形態の構成によれば、カルコゲン太陽電池セルの導電性基板１１と接続部１４との密着強度を向上させることができる。
＜＜第４実施形態＞＞
　図８は、第４実施形態の太陽電池の構成例を示す厚さ方向断面図である。第４実施形態は、第２実施形態の変形例であって、接合層２７ａを介さずに導電被膜層３１にインターコネクタ１３が直接溶接されている点で第２実施形態の構成と相違する。なお、第４実施形態においても、導電被膜層３１の表面には、インターコネクタ１３の溶接されている領域を除いてＭｏ（Ｓｅ，Ｓ）２からなるＶＩ族化合物層３２が形成されている。
　換言すれば、導電被膜層３１とインターコネクタ１３の間には剥離しやすいＶＩ族化合物層３２が形成されていない。そのため、導電被膜層３１からインターコネクタ１３が剥離しにくい。
　また、宇宙環境における日射等による高温下での太陽電池モジュール１０の使用を担保するために、接続部１４に適用されるインターコネクタ１３の材料は、融点が２３０℃以上であって、はんだ合金よりも融点の高いものが使用される。また、第４実施形態のインターコネクタ１３の材料は、部材間での金属元素の拡散を促進するために、導電被膜層３１の材料に対して相図に合金相を有する金属元素を含んでいる。
　第４実施形態の導電被膜層３１において、インターコネクタ１３と接合されている領域には、インターコネクタ１３の金属元素や、ＶＩ族元素であるＳｅ，Ｓなどが拡散されている。導電被膜層３１にインターコネクタ１３の金属元素が拡散することで、導電被膜層３１とインターコネクタ１３は高い密着強度を有する。
　これに対し、導電被膜層３１においてインターコネクタ１３と接合されていない領域では、インターコネクタ１３の金属元素の拡散はほとんどない。
　第４実施形態の接続部１４を形成する場合、光電変換素子１２を形成する工程（Ｓ１からＳ５）までは第１実施形態の製造方法の工程とほぼ同様である。但し、第４実施形態の場合、Ｓ１の工程において、導電性基板１１の裏面側に導電被膜層３１が形成される。また、Ｓ３の工程において、導電被膜層３１の表面にＶＩ族化合物層３２が形成される。
　その後、ＶＩ族化合物層３２を有する導電被膜層３１の上にインターコネクタ１３を配置し、導電被膜層３１とインターコネクタ１３を溶接して熱エネルギーを加える。これにより、導電被膜層３１とインターコネクタ１３の界面からＶＩ族元素が拡散してＶＩ族化合物層３２が消失する。そのため、第４実施形態の接続部１４の厚さ方向におけるＶＩ族元素の濃度分布では、導電被膜層３１とインターコネクタ１３との界面にＶＩ族元素の濃度のピークを有しない。
　上記の第４実施形態の構成によれば、カルコゲン太陽電池セルの基板裏面側に形成される導電被膜層３１とインターコネクタ１３との密着強度を向上させることができる。
＜＜第５実施形態＞＞
　図９は、第５実施形態の太陽電池の構成例を示す厚さ方向断面図である。第５実施形態は、第３実施形態の変形例であって、接合層２７ｂを介さずに導電性基板１１にインターコネクタ１３が直接溶接されている点で第３実施形態の構成と相違する。なお、第５実施形態においても、導電性基板１１の表面には、インターコネクタ１３の溶接されている領域を除いてＴｉ（Ｓｅ，Ｓ）２からなるＶＩ族化合物層３３が形成されている。
　換言すれば、導電性基板１１とインターコネクタ１３の間には剥離しやすいＶＩ族化合物層３３が形成されていない。そのため、導電性基板１１からインターコネクタ１３が剥離しにくい。
　また、宇宙環境における日射等による高温下での太陽電池モジュール１０の使用を担保するために、接続部１４に適用されるインターコネクタ１３の材料は、融点が２３０℃以上であって、はんだ合金よりも融点の高いものが使用される。また、第５実施形態のインターコネクタ１３の材料は、部材間での金属元素の拡散を促進するために、導電性基板１１の材料に対して相図に合金相を有する金属元素を含んでいる。
　第５実施形態の導電性基板１１において、インターコネクタ１３と接合されている領域には、インターコネクタ１３の金属元素や、ＶＩ族元素であるＳｅ，Ｓなどが拡散されている。導電性基板１１にインターコネクタ１３の金属元素が拡散することで、導電性基板１１とインターコネクタ１３は高い密着強度を有する。
　これに対し、導電性基板１１においてインターコネクタ１３と接合されていない領域では、インターコネクタ１３の金属元素の拡散はほとんどない。
　第５実施形態の接続部１４を形成する場合、光電変換素子１２を形成する工程（Ｓ１からＳ５）までは第１実施形態の製造方法の工程とほぼ同様である。なお、第５実施形態では、Ｓ３の工程において導電性基板１１の表面にＶＩ族化合物層３３が形成される。
　その後、ＶＩ族化合物層３３を有する導電性基板１１の上にインターコネクタ１３を配置し、導電性基板１１とインターコネクタ１３を溶接して熱エネルギーを加える。これにより、導電性基板１１とインターコネクタ１３の界面からＶＩ族元素が拡散してＶＩ族化合物層３３が消失する。そのため、第５実施形態の接続部１４の厚さ方向におけるＶＩ族元素の濃度分布では、導電性基板１１とインターコネクタ１３との界面にＶＩ族元素の濃度のピークを有しない。
　上記の第５実施形態の構成によれば、カルコゲン太陽電池セルの導電性基板１１とインターコネクタ１３との密着強度を向上させることができる。
＜＜実施例＞＞
　以下、本発明の太陽電池モジュールの実施例について説明する。
　ここで、実施例の接続部は、上記第１実施形態で説明した構成と同様に形成されている。つまり、基板の材料はＴｉであり、溶接前の裏面電極層は表面にＳｅの層が形成されたＭｏ膜である。接合層は、Ａｌ層とＡｇ層を積層したプリカーサに溶接の熱エネルギーを加えて形成される。溶接後の裏面電極層は、ＡｌとＳｅが拡散したＭｏであり、溶接後の接合層は、Ａｇ，Ａｌに拡散したＳｅを含む物質である。
（接続部における元素の濃度分布）
　実施例では、太陽電池モジュールの接続部における元素の濃度分布を以下の手法で求めた。
　まず、集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置を用いて実施例の接続部の厚さ方向断面を形成する。そして、加速電圧１５ｋＶで接続部断面の走査イオン顕微鏡（ＳＩＭ）像を撮像した。その後、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）により、接続部断面に含まれる元素を分析した。
　なお、実施例における元素の分析で使用した機器は以下の通りである。ＦＩＢ装置は、エスアイアイ・ナノテクノロジー製　ＳＭＩ３２００Ｆであり、ＳＥＭは、日立ハイテクノロジーズ製　ＳＵ８２４０であり、ＥＤＸは、堀場製作所製　ＥＸ－３７０である。
　図１０、図１１は、実施例の接続部の厚さ方向における各元素の濃度分布を示す図である。
　図１０、図１１の各図において、縦軸は元素の含有量を示し、横軸は接続部の厚さ方向ｔの位置を示す。図１０、図１１の横軸において、左端は受光面の裏面側に対応し、右端は受光面側に対応する。
　また、図１０、図１１の縦軸に示す含有量は、元素ごとに含有量の最大値を１として規格化して示している。なお、図１０、図１１に示す各点は、閾値として規格化後の３０％以上が検知された場合にプロットされている。
　図１０（ａ）は、接続部のＭｏ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｌ、Ｓｅの濃度分布例を重ねて示す。図１０（ｂ）は、接続部のＭｏの濃度分布例を示し、図１０（ｃ）は、接続部のＴｉの濃度分布例を示す。
　また、図１１（ａ）は、接続部のＡｇの濃度分布例を示し、図１１（ｂ）は、接続部のＡｌの濃度分布例を示し、図１１（ｃ）は、接続部のＳｅの濃度分布例を示す。
　図１０、図１１に示すように、接続部の裏面電極層（図中、Ｍｏ＋Ａｌ＋Ｓｅで示す）はＭｏ、Ａｌ、Ｓｅを含み、接合層（図中、Ａｇ＋Ａｌ＋Ｓｅで示す）は、Ａｇ、Ａｌ、Ｓｅを含んでいる。図１０（ａ）、図１１（ｂ）、（ｃ）から、裏面電極層と接合層に亘ってＡｌ、Ｓｅが拡散していることが分かる。
　また、図１１（ｃ）に示すように、裏面電極層と接合層に亘ってＳｅは幅広く分布し、Ｓｅの濃度分布は裏面電極層と接合層の境界にピークを有していない。したがって、接続部の裏面電極層と接合層の境界には、ＶＩ族化合物層が存在していないことが分かる。
　また、図１１（ｃ）に示すように、裏面電極層よりも接合層でＳｅはより多く検知されている。したがって、接合層に含まれるＳｅの原子数は、裏面電極層に含まれるＳｅの原子数よりも多いことが分かる。
　さらに、図１１（ｃ）に示すように、裏面電極層でのＳｅの最大値と、接合層でのＳｅの最大値とを比較すると、接合層でのＳｅの最大値の方が大きい。したがって、Ｓｅの濃度のピークは接合層の部位にあることが分かる。
（接続部の密着強度試験）
　また、太陽電池モジュールの接続部の密着強度を評価するために、以下の試験を行った。試験では、溶接後のインターコネクタの先端を治具で挟み、オートグラフ装置を用いてインターコネクタの先端を４５度方向に５ｍｍ／ｍｉｎの速度で上方向に引っ張った。そして、接続部からインターコネクタがはずれる時点の引張強度（最大強度）を測定する。
　試験の対象としては、上記の実施例（以下、実施例１と表記する）の試験片と、比較例として以下の３つの試験片を用いた。
　比較例１は、Ｔｉ基板／Ｍｏ（ＭｏＳｅＳ）／Ａｇの積層体にインターコネクタを溶接した試験片である。比較例２は、Ｔｉ基板／Ｍｏ（ＭｏＳｅＳ）／Ｉｎハンダの積層体にインターコネクタを溶接した試験片である。なお、比較例２の接合面積は実施例の約６０倍である。比較例３は、Ｔｉ基板／Ｍｏ（ＭｏＳｅＳ）の積層体にインターコネクタを溶接した試験片である。なお、実施例１、比較例１－３のインターコネクタの材料はいずれもＡｇである。
　図１２は、実施例１、比較例１－３の密着強度試験の結果を示す表であり、図１３は、実施例１、比較例１－３の相図の合金相の有無を示す表である。図１３の表では、相対する部材間で相図に合金相を有する場合を「〇」で示し、相対する部材間で相図に合金相を有しない場合を「×」で示している。また、図１２、図１３において該当する構成がない場合を「－」で示している。
　図１２では、比較例１を基準として正規化した最大強度の値をそれぞれ示している。
　比較例１の試験片での最大強度を１とすると、比較例２の試験片での最大強度は０．１８であり、比較例３の試験片での最大強度は０．１２であった。これに対し、実施例１の試験片は１より大きくなり、比較例１～３のいずれよりも最大強度が高く、接続部の密着強度が良好であることが確認できた。
　また、図１３に示すように、実施例１の試験片では、インターコネクタと接合層はいずれも材料にＡｇ（同種金属）を含み、かつインターコネクタの材料のＡｇと接合層の材料に含まれるＡｌは相図に合金相を有している。また、実施例１の試験片では、接合層の材料に含まれるＡｌと裏面電極層の材料のＭｏは相図に合金相を有している。そのため、実施例１の試験片では、溶接時に同種金属や相図に合金相を有する金属の間で拡散が生じ、各要素間での密着強度が向上すると考えられる。
　一方、比較例１の試験片では、接合層の材料のＡｇと裏面電極層の材料のＭｏは相図に合金相を有していない。また、比較例２の試験片では、接合層の材料のＩｎハンダと裏面電極層の材料のＭｏは相図に合金相を有していない。そのため、比較例１、２は、接合層と裏面電極層の材料で金属元素の拡散が生じないので、実施例１と比べると密着強度が低下すると考えられる。
　同様に、比較例３の試験片では、インターコネクタの材料のＡｇと裏面電極層の材料のＭｏは相図に合金相を有していない。そのため、比較例３は、インターコネクタと裏面電極層の材料で金属元素の拡散が生じないので、実施例１と比べると密着強度が低下すると考えられる。
　また、図１４は、実施例２－７の密着強度試験の結果を示す表であり、図１５は、実施例２－７の相図の合金相の有無を示す表である。図１４、図１５の表の見方は、図１２、図１３と同様である。
　実施例２の試験片は、上記の第２実施形態に対応する構成である。実施例２のインターコネクタの材料はＴｉであり、接合層の材料はＡｌであり、導電被膜層の材料はＭｏであり、基板の材料はＴｉである。実施例２では、インターコネクタと接合層の材料は相図に合金相を有し、また、接合層と導電被膜層の材料は相図に合金相を有している。比較例１の試験片での最大強度を１とすると、実施例２の試験片の最大強度は１．３８であり、比較例１よりも大きな値を示した。
　実施例３の試験片は、上記の第３実施形態に対応する構成である。実施例３のインターコネクタの材料はＴｉであり、接合層の材料はＡｌであり、基板の材料はＴｉである。実施例３では、インターコネクタと接合層の材料は相図に合金相を有し、また、接合層と基板の材料は相図に合金相を有している。比較例１の試験片での最大強度を１とすると、実施例３の試験片の最大強度は１．２４であり、比較例１よりも大きな値を示した。
　実施例４の試験片は、上記の第３実施形態に対応する構成である。実施例４のインターコネクタの材料はＫｏｖａｒであり、接合層の材料はＳｎであり、基板の材料はＴｉである。実施例４では、インターコネクタと接合層の材料は相図に合金相を有し、また、接合層と基板の材料は相図に合金相を有している。比較例１の試験片での最大強度を１とすると、実施例４の試験片の最大強度は２．１８であり、比較例１よりも大きな値を示した。
　実施例５の試験片は、上記の第４実施形態に対応する構成である。実施例５のインターコネクタの材料はＫｏｖａｒであり、導電被膜層の材料はＭｏであり、基板の材料はＴｉである。実施例５では、インターコネクタと導電被膜層の材料は相図に合金相を有している。比較例１の試験片での最大強度を１とすると、実施例５の試験片の最大強度は２．０６であり、比較例１よりも大きな値を示した。
　実施例６の試験片は、上記の第５実施形態に対応する構成である。実施例６のインターコネクタの材料はＫｏｖａｒであり、基板の材料はＴｉである。実施例６では、インターコネクタと基板の材料は相図に合金相を有している。比較例１の試験片での最大強度を１とすると、実施例６の試験片の最大強度は２．０９であり、比較例１よりも大きな値を示した。
　実施例７の試験片は、上記の第５実施形態に対応する構成である。実施例７のインターコネクタの材料はＴｉであり、基板の材料はＴｉである。実施例６では、インターコネクタと基板の材料は同種金属である。比較例１の試験片での最大強度を１とすると、実施例７の試験片の最大強度は３．１５であり、比較例１よりも大きな値を示した。
　以上のように、実施例２－７では、上記の比較例１－３とは異なり、相対する要素間の金属材料がいずれも相図に合金相を有している。そのため、溶接時には相対する要素間で金属元素の拡散が生じ、各要素間での密着強度が向上すると考えられる。
　また、特に実施例７の試験片は、インターコネクタと基板の材料が同種金属であるので高い親和性を有し、溶接時にはインターコネクタと基板の界面で金属元素の拡散が生じ、インターコネクタと基板の密着強度がより向上すると考えられる。
＜＜実施形態の補足事項＞＞
　上記実施形態では、１つの光電変換素子で構成される単セル構造の太陽電池モジュールの構成を説明したが、太陽電池モジュールは導電性基板の受光面の平面方向に複数の光電変換素子を配置し、これらの光電変換素子を直列に接続した集積型構造を有していてもよい。なお、集積型構造の太陽電池モジュールの場合、導電性基板と第１の電極層の間には絶縁層が形成される。
　また、接合層２７のプリカーサ層２７ｐは、Ａｌ層２７ｐ１とＡｇ層２７ｐ２を１層ずつ積層した上記実施形態の構成に限定されない。例えば、プリカーサ層２７ｐは、ＡｌとＡｇを含む単層膜で構成されていてもよい。また、プリカーサ層２７ｐは、３層以上の積層膜で構成されていてもよい。プリカーサ層２７ｐを３層以上の積層膜とする場合、２つの材料の層を厚さ方向に交互に配置してもよく、２つの材料の層にさらに他の材料の層を加えてもよい。また、ＡｌとＡｇを含む層を積層膜に加えてもよい。
　また、上記の第４実施形態（図８）は、導電性基板１１の裏面側に形成された導電被膜層３１にインターコネクタ１３を接合する構成例を説明した。しかし、本発明は、導電性基板１１の受光面側において、ＶＩ族化合物層２６を有する第１の電極層２１（裏面電極）にインターコネクタ１３を接合する構成にも適用することが可能である。
　同様に、上記の第５実施形態（図９）は、導電性基板１１の裏面側にインターコネクタ１３を接合する構成例を説明した。しかし、本発明は、導電性基板１１の受光面側において、ＶＩ族化合物層３３が表面に形成された導電性基板１１にインターコネクタ１３を接合する構成にも適用することが可能である。
　また、本発明の太陽電池の電極構造は宇宙用途に限定されない。例えば、地上に設置する太陽電池において、強風や地震による外力を受けても故障しにくい接続部を形成する際に本発明を適用してもよい。
　以上のように、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、一例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することを意図しない。実施形態は、上記以外の様々な形態で実施することが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更など、を行える。実施形態およびその変形は、本発明の範囲および要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明およびその均等物についても、本発明の範囲および要旨に含まれる。
　また、本出願は、２０２０年１２月２１日に出願した日本国特許出願２０２０－２１１７４６号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０２０－２１１７４６号の全内容を本出願に援用する。
１０…太陽電池モジュール、１０ａ…配線領域、１１…導電性基板、１２…光電変換素子、１３…インターコネクタ、１４…接続部、２１、２１ａ…第１の電極層、２２…光電変換層、２２ｐ…プリカーサ層、２６，３２，３３…ＶＩ族化合物層、２７，２７ａ，２７ｂ…接合層、２７ｐ…プリカーサ層、２７ｐ１…Ａｌ層、２７ｐ２…Ａｇ層、３１…導電被膜層

 

Claims (36)

  1. 　カルコゲン太陽電池セルの基板側の導電体と、前記導電体に電気的に接続される配線要素とを有する太陽電池の電極構造であって、
    　前記配線要素は前記導電体に積層されて接合され、
    　前記配線要素の融点は２３０℃以上であり、前記配線要素に対応する領域の前記導電体には、前記配線要素の金属元素の一部が含まれる
    太陽電池の電極構造。
  2. 　前記導電体は、前記カルコゲン太陽電池セルの受光面側において、前記カルコゲン太陽電池セルの光電変換層と重ならない位置で露出し、
    　前記配線要素は、前記受光面側に露出した前記導電体に積層されている
    請求項１に記載の太陽電池の電極構造。
  3. 　前記導電体は、前記カルコゲン太陽電池セルの基板上に形成される裏面電極層であり、
    　前記配線要素は、配線部材と、前記裏面電極層と前記配線部材の間に配置される接合層とを含み、
    　前記接合層の第１面は前記裏面電極層の受光面側に臨み、前記第１面とは反対側の前記接合層の第２面は前記配線部材と接合され、
    　前記接合層の融点は２３０℃以上であり、前記接合層に対応する領域の前記裏面電極層には、前記接合層の金属元素の一部が含まれる
    請求項２に記載の太陽電池の電極構造。
  4. 　前記裏面電極層の材料と前記接合層の材料は相図に合金相を有し、
    　前記接合層の材料と前記配線部材の材料は相図に合金相を有する
    請求項３に記載の太陽電池の電極構造。
  5. 　前記配線部材は、前記接合層の金属元素の一部を含む
    請求項３または請求項４に記載の太陽電池の電極構造。
  6. 　前記接合層の材料と前記配線部材の材料には、同一の金属元素が含まれる
    請求項３または請求項４に記載の太陽電池の電極構造。
  7. 　前記接合層は、Ａｌ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれか一つを少なくとも含む
    請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の太陽電池の電極構造。
  8. 　前記配線部材は、Ａｇを含み、
    　前記接合層は、ＡｌおよびＡｇを含む
    請求項６に記載の太陽電池の電極構造。
  9. 　前記配線部材の材料は、Ｔｉまたは鉄・ニッケル・コバルト合金を含む
    請求項３から請求項７のいずれか一項に記載の太陽電池の電極構造。
  10. 　前記裏面電極層および前記接合層はＶＩ族元素を含み、
    　前記裏面電極層と前記接合層の積層方向において、前記ＶＩ族元素の濃度分布のピークは前記裏面電極層と前記接合層の界面からずれている
    請求項３から請求項９のいずれか一項に記載の太陽電池の電極構造。
  11. 　前記裏面電極層と前記接合層の積層方向において、前記ＶＩ族元素の濃度分布のピークが前記接合層にある
    請求項１０に記載の太陽電池の電極構造。
  12. 　前記接合層に含まれる前記ＶＩ族元素の原子数は、前記接合層に対応する領域の前記裏面電極層に含まれる前記ＶＩ族元素の原子数より多い
    請求項１０または請求項１１に記載の太陽電池の電極構造。
  13. 　前記導電体は、前記カルコゲン太陽電池セルの受光面とは反対側の面に露出し、
    　前記配線要素は、前記反対側の面に露出した前記導電体に積層されている
    請求項１に記載の太陽電池の電極構造。
  14. 　前記導電体は、前記カルコゲン太陽電池セルの基板上に形成される導電層または前記カルコゲン太陽電池セルの導電性基板であり、
    　前記配線要素は、配線部材と、前記裏面電極層と前記配線部材の間に配置される接合層とを含み、
    　前記接合層の第１面は前記導電体に臨み、前記第１面とは反対側の前記接合層の第２面は前記配線部材と接合され、
    　前記接合層の融点は２３０℃以上であり、前記接合層に対応する領域の前記導電体には、前記接合層の金属元素の一部が含まれる
    請求項１３に記載の太陽電池の電極構造。
  15. 　前記導電体の材料と前記接合層の材料は相図に合金相を有し、
    　前記接合層の材料と前記配線部材の材料は相図に合金相を有する
    請求項１４に記載の太陽電池の電極構造。
  16. 　前記導電体は、前記カルコゲン太陽電池セルの基板上に形成される導電層または前記カルコゲン太陽電池セルの導電性基板であり、
    　前記配線要素は、前記導電体に積層される配線部材である
    請求項１３に記載の太陽電池の電極構造。
  17. 　前記導電体の材料と前記配線部材の材料は相図に合金相を有する
    請求項１６に記載の太陽電池の電極構造。
  18. 　前記配線部材の材料は、Ｔｉまたは鉄・ニッケル・コバルト合金を含む
    請求項１４から請求項１７のいずれか一項に記載の太陽電池の電極構造。
  19. 　カルコゲン太陽電池セルの基板側の導電体と、前記導電体に電気的に接続される配線要素とを有する太陽電池の電極構造の製造方法であって、
    　前記導電体の上に、前記配線要素または前記配線要素のプリカーサ層を配置する工程と、
    　前記配線要素または前記配線要素のプリカーサ層に溶接による熱エネルギーを加え、前記配線要素または前記プリカーサ層に含まれる金属元素を前記導電体に拡散させて、前記導電体と前記配線要素を接合する工程と、を有する
    太陽電池の電極構造の製造方法。
  20. 　前記導電体は、前記カルコゲン太陽電池セルの受光面側において、前記カルコゲン太陽電池セルの光電変換層と重ならない位置で露出し、
    　前記配線要素は、前記受光面側に露出した前記導電体に積層される
    請求項１９に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  21. 　前記導電体は、前記カルコゲン太陽電池セルの基板上に形成される裏面電極層であり、
    　前記配線要素は、配線部材と、前記裏面電極層と前記配線部材の間に配置される接合層とを含む
    請求項２０に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  22. 　前記裏面電極層の上に、前記裏面電極層に含まれる金属元素、もしくは、前記裏面電極層の材料に対して相図に合金相を有する金属元素を含んだプリカーサ層を形成し、
    　前記プリカーサ層の上に前記配線部材を配置し、
    　前記プリカーサ層および前記配線部材を溶接して前記プリカーサ層に熱エネルギーを加え、前記プリカーサ層に含まれる金属元素を前記裏面電極層に拡散させて前記接合層を形成し、前記裏面電極層と前記配線部材を接合する
    請求項２１に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  23. 　前記溶接後の前記裏面電極層は、前記プリカーサ層から拡散した金属元素を含む
    請求項２２に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  24. 　前記プリカーサ層における前記配線部材に臨む領域には、前記配線部材に含まれる金属元素、もしくは、前記配線部材の材料に対して相図に合金相を有する金属元素が含まれ、
    　前記プリカーサ層および前記配線部材を溶接するときに、前記プリカーサ層に含まれる金属元素が前記配線部材に拡散する
    請求項２２または請求項２３に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  25. 　前記溶接後の前記配線部材は、前記プリカーサ層から拡散した金属元素を含む
    請求項２４に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  26. 　前記プリカーサ層は、Ａｌ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれか一つを含む
    請求項２２から請求項２５のいずれか一項に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  27. 　前記配線部材は、Ａｇを含み、
    　前記プリカーサ層は、ＡｌおよびＡｇを含む
    請求項２２から請求項２６のいずれか一項に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  28. 　前記プリカーサ層は、Ａｌを含んだ第１の層と、Ａｇを含んだ第２の層が積層された構造であり、
    　前記第２の層は、前記プリカーサ層において前記配線部材に臨む面に配置される
    請求項２７に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  29. 　前記溶接前の前記裏面電極層は、前記プリカーサ層に臨む表面にＶＩ族元素の化合物を有し、
    　前記接合層は、前記プリカーサ層に含まれる元素と前記ＶＩ族元素を含む
    請求項２２から請求項２８のいずれか一項に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  30. 　前記接合層に含まれる前記ＶＩ族元素は、前記溶接前の前記裏面電極層の表面にある前記化合物から拡散する
    請求項２９に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  31. 　前記導電体は、前記カルコゲン太陽電池セルの受光面とは反対側の面に露出し、
    　前記配線要素は、前記反対側の面に露出した前記導電体に積層されている
    請求項１９に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  32. 　前記導電体は、前記カルコゲン太陽電池セルの基板上に形成される導電層または前記カルコゲン太陽電池セルの導電性基板であり、
    　前記配線要素は、配線部材と、前記裏面電極層と前記配線部材の間に配置される接合層とを含む
    請求項３１に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  33. 　前記導電体の材料と前記接合層の材料は相図に合金相を有し、
    　前記接合層の材料と前記配線部材の材料は相図に合金相を有する
    請求項３２に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  34. 　前記導電体は、前記カルコゲン太陽電池セルの基板上に形成される導電層または前記カルコゲン太陽電池セルの導電性基板であり、
    　前記配線要素は、前記導電体に積層される配線部材である
    請求項３１に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  35. 　前記導電体の材料と前記配線部材の材料は相図に合金相を有する
    請求項３４に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。
  36. 　前記配線部材の材料は、Ｔｉまたは鉄・ニッケル・コバルト合金を含む
    請求項３２から請求項３５のいずれか一項に記載の太陽電池の電極構造の製造方法。

     
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