JP2003037277A - 光起電力素子及び光起電力素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光面側に光電変換層を有する基板と、受光
面上に並列に配置される複数の集電電極と、複数の集電
電極に接合されるバスバー電極と、を備えた光起電力素
子において、集電部分の電気抵抗が小さく、かつ耐久性
の高い光起電力素子を得る。 【解決手段】 複数の集電電極（１０４）とバスバー電
極（１０２）との複数の接合部（１０５）は、第１ペー
ストからなる第１接合部（１０５ａ）を有し、複数の集
電電極のうち、少なくとも両端の集電電極（１０４ｅ）
以外の集電電極とバスバー電極との接合部Ａは、第１ペ
ーストよりも比抵抗が小さい第２ペーストからなる第２
接合部（１０５ｂ）をさらに有し、両端の集電電極とバ
スバー電極との接合部における、該接合部に対する第１
接合部の割合が、接合部Ａにおける、該接合部Ａに対す
る第１接合部の割合よりも大きいことを特徴とする光起
電力素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池等の光起
電力素子、及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球温暖化ガス削減等のために、
太陽光発電の導入件数は増加しつつある。この状況の
中、従来のものより安価で信頼性の高い光起電力素子が
必要となっている。

【０００３】従来の安価を実現するために有利な光起電
力素子の一例として特開平９−３６３９５号公報に記載
された光起電力素子が挙げられる。図２に特開平９−３
６３９５号公報の光起電力素子の一例を示す。５０１は
光起電力体、５０２は帯状金属箔からなるバスバー電
極、５０４は金属線からなる複数の集電電極、５０５は
バスバー電極（５０２）と金属線（５０４）との接合部
である。ここでの集電電極は、一般にはバスバー電極に
対してフィンガー電極と呼ばれることもある。

【０００４】光起電力体（５０１）で発生する電流は、
光起電力体（５０１）の表面を流れて、集電電極（５０
４）に集まる。集電電極（５０４）に集まった電流は、
さらに接合部（５０５）を通って、バスバー電極（５０
２）に集まり、外部へと導かれる。

【０００５】このような帯状金属箔からなるバスバー電
極（５０２）と金属線からなる複数の集電電極（５０
４）とを組み合わせた電極を有する光起電力素子の場
合、電極の抵抗が小さいため、大電流を電極に流すこと
が可能である。そのため単位素子のサイズを大きくし
て、単位素子あたりの電流量をふやすことが可能であ
る。単位素子のサイズが大きいことは、素子を効率的に
生産するために有利であり、特開平９−３６３９５号公
報の光起電力素子は安価を実現する光起電力素子として
期待されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような光起電力素子の場合、光起電力体で発生する電流
が大きくなるにつれて集電電極を流れる電流も大きくな
り、特に電極全体の構成要素のうち、接合部（５０５）
の電気抵抗を小さくし、接合部（５０５）での電力損失
を小さくすることが光起電力素子の性能を向上させるた
めに重要となることが判明した。そのため、本発明者等
は、先の出願でこれを解決するために、接合部に従来か
らのカーボンペーストに加え、導電性の優れた導電ペー
ストを併用して接合部の電気抵抗を下げる方法を提案し
ている。

【０００７】しかしながら、電気抵抗を下げることと、
接合部の強度の向上とは両立し難いという課題があっ
た。なぜなら、電気抵抗の低い導電ペーストを得るには
導電性フィラーのバインダーに対する比率を大きくする
必要があるが、この比率を大きくすれば接着力が低下し
てしまうためである。

【０００８】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、光起電力素子からの集電の際の電気抵抗による損失
を低減しつつ、光起電力素子の耐久性を向上することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の発明は、受光面側に光電変換層を有する基板
と、前記基板の受光面上に、並列に配置される複数の集
電電極と、前記複数の集電電極に接合されるバスバー電
極と、を備え、前記複数の集電電極と前記バスバー電極
は、前記複数の集電電極のそれぞれが個々に前記バスバ
ー電極に接合する複数の接合部を有し、前記複数の接合
部のそれぞれは、第１ペーストからなる第１接合部を有
し、前記複数の集電電極のうち、前記複数の集電電極の
配列の両端のそれぞれに位置する集電電極（ａ）を除く
少なくとも一つの集電電極（ｂ）は、前記バスバー電極
との接合部に前記第１ペーストよりも比抵抗が小さい第
２ペーストからなる第２接合部をさらに有し、前記両端
の集電電極（ａ）と前記バスバー電極との接合部におけ
る、該接合部に対する第１接合部の割合が、前記少なく
とも一つの集電電極（ｂ）と前記バスバー電極との接合
部における、該接合部に対する第１接合部の割合よりも
大きいことを特徴とする光起電力素子である。

【００１０】ここで、集電電極（ａ）とは、並列に配列
された複数の集電電極のうち、配列の両端のそれぞれに
位置する集電電極を、集電電極（ｂ）とは、複数の集電
電極のうち上記両端の集電電極（ａ）以外の少なくとも
一つの集電電極を、集電電極（ｃ）とは、複数の集電電
極のうち上記両端の集電電極（ａ）以外の全ての集電電
極を、それぞれ明示するものである。

【００１１】本発明は、上記第１の発明において、「前
記両端の集電電極（ａ）と前記バスバー電極との接合部
は、第１ペーストからなる第１接合部のみを有するこ
と」、「前記両端の集電電極（ａ）を除くすべての集電
電極（ｃ）のそれぞれは、前記バスバー電極との接合部
に前記第１ペーストよりも比抵抗が小さい第２ペースト
からなる第２接合部を有し、前記両端の集電電極（ａ）
と前記バスバー電極との接合部における、該接合部に対
する第１接合部の割合が、前記集電電極（ｃ）のそれぞ
れと前記バスバー電極との接合部における、該接合部に
対する第１接合部の割合よりも大きいこと」、「前記集
電電極が金属線からなること」、「前記集電電極が、導
電性ペーストにより被覆される金属線であり、前記導電
性ペーストが前記第１ペーストを兼ねること」、「前記
第１ペーストがカーボンペーストであり、前記第２ペー
ストが金属粉末ペーストであること」、をその好ましい
態様として含むものである。

【００１２】上記課題を解決するための第２の発明は、
受光面側に光電変換層を有する基板と、前記基板の受光
面に並列に配置される複数の集電電極と、前記複数の集
電電極に接合されるバスバー電極と、を備える光起電力
素子の製造方法であって、第１ペーストからなる被覆を
有する複数の集電電極を、前記基板の受光面上に並列に
配置し、前記複数の集電電極のうち、前記複数の集電電
極の配列の両端のそれぞれに位置する集電電極（ａ）を
除く少なくとも一つの集電電極（ｂ）の被覆の一部を除
去し、両端の集電電極（ａ）それぞれの被覆の一部を、
除去しないか、あるいは、両端の集電電極（ａ）を除く
集電電極（ｂ）から除去するよりも少なく除去し、被覆
の除去により形成される複数の除去部に、前記第１ペー
ストよりも比抵抗が小さい第２ペーストを付与し、前記
複数の除去部を覆うようにバスバー電極を配置し、前記
複数の集電電極と前記バスバー電極とを接合することを
特徴とする光起電力素子の製造方法であり、「前記複数
の集電電極のうち、前記複数の集電電極の配列の両端の
それぞれに位置する集電電極（ａ）を除くすべての集電
電極（ｃ）の被覆の一部を除去し、両端の集電電極
（ａ）それぞれの被覆の一部を、除去しないか、あるい
は、両端の集電電極（ａ）を除く集電電極（ｃ）から除
去するよりも少なく除去し、被覆の除去により形成され
る複数の除去部に、前記第１ペーストよりも比抵抗が小
さい第２ペーストを付与すること」、をその好ましい態
様として含むものである。

【００１３】本発明は、上記第２の発明において、「前
記第２ペーストは、集電電極の長手方向に交差する方向
に長軸を有する長円状で付与されること」、又は、「前
記第２ペーストは、両端の集電電極の被覆の除去部には
真円状で付与され、その他の除去部には集電電極の長手
方向に交差する方向に長軸を有する長円状で付与される
こと」、更には、「前記除去工程は、前記被覆にレーザ
光を照射する工程を含むこと」、「前記集電電極が金属
線からなること」、「前記集電電極が、導電性ペースト
により被覆される金属線であり、前記導電性ペーストが
前記第１ペーストを兼ねること」、「前記第１ペースト
がカーボンペーストであり、前記第２ペーストが金属粉
末ペーストであること」、をその好ましい態様として含
むものである。

【００１４】上記課題を解決するための第３の発明は、
受光面側に光電変換層を有する基板と、前記基板の受光
面に並列に配置される複数の集電電極と、前記複数の集
電電極に接合されるバスバー電極と、を備える光起電力
素子の製造方法であって、その受光面側に光電変換層を
有する基板に分割溝を形成し、第１ペーストからなる被
覆を有する複数の集電電極を、前記基板の受光面上に、
前記分割溝と並列に配置し、前記分割溝の両脇に位置す
る集電電極を除く少なくとも一つの集電電極の被覆の一
部を除去し、前記分割溝の両脇に位置する集電電極それ
ぞれの被覆の一部を、除去しないか、あるいは、両端の
集電電極を除く少なくとも一つの集電電極から除去する
よりも少なく除去し、被覆の除去により形成される複数
の除去部に、前記第１ペーストよりも比抵抗が小さい第
２ペーストを付与し、前記複数の除去部を覆うようにバ
スバー電極を配置し、前記複数の集電電極と前記バスバ
ー電極とを接合し、前記分割溝において前記基板を分割
することを特徴とする光起電力素子の製造方法であり、
「前記分割溝の両脇に位置する集電電極を除くすべての
集電電極の被覆の一部を除去し、前記分割溝の両脇に位
置する集電電極それぞれの被覆の一部を、除去しない
か、あるいは、両端の集電電極を除くすべての集電電極
のそれぞれから除去するよりも少なく除去し、被覆の除
去により形成される複数の除去部に、前記第１ペースト
よりも比抵抗が小さい第２ペーストを付与すること」、
をその好ましい態様として含むものである。

【００１５】本発明は、上記第３の発明において、「前
記第２ペーストは、集電電極の長手方向に交差する方向
に長軸を有する長円状で付与されること」、又は、「前
記第２ペーストは、両端の集電電極の被覆の除去部には
真円状で付与され、その他の除去部には集電電極の長手
方向に交差する方向に長軸を有する長円状で付与される
こと」、更には、「前記除去工程は、前記被覆にレーザ
光を照射する工程を含むこと」、「前記集電電極が金属
線からなること」、「前記集電電極が、導電性ペースト
により被覆される金属線であり、前記導電性ペーストが
前記第１ペーストを兼ねること」、「前記第１ペースト
がカーボンペーストであり、前記第２ペーストが金属粉
末ペーストであること」、をその好ましい態様として含
むものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施の形態
を説明する。

【００１７】図３に本発明の光起電力素子に関する実施
の形態を示す。なお、図３は実施の形態および作用効果
を説明するためのものであり、本発明は図３の形態に限
定されるものではない。図３において、６０１は光起電
力体、６０２はバスバー電極であり、通常、帯状金属箔
等を用いる。６０４は集電電極であり、金属線等が好適
に使用できる。６０５は図３の斜視図においては、図面
の都合上バスバー電極（６０２）の表面を指している
が、図３の断面図をあわせて参照することで分かるよう
に、バスバー電極（６０２）と集電電極（６０４）とを
接合する接合部を表している。

【００１８】光起電力体（６０１）で発生した電流は光
起電力体（６０１）の表面を流れて、集電電極（６０
４）に集まる。集電電極（６０４）に集まった電流はさ
らに接合部（６０５）を通って、バスバー電極（６０
２）に集まり、外部へと導かれる。本発明はこのような
バスバー電極（６０２）と複数の集電電極（６０４）と
を組み合わせた電極を有する光起電力素子に関する発明
である。

【００１９】図３のＡ−Ａ’断面図に光起電力素子のＡ
−Ａ’におけるバスバー電極（６０２）と集電電極（６
０４）との接合部（６０５）の拡大断面図を示す。本発
明において接合部（６０５）は、第１ペーストによって
バスバー電極（６０２）と集電電極（６０４）とを接合
する第１接合部（６０５ａ）と、前記第１ペーストより
も比抵抗が小さい第２ペーストによってバスバー電極
（６０２）と集電電極（６０４）とを接合する第２接合
部（６０５ｂ）とのうちの少なくとも一方からなり、少
なくとも１つの接合部は第１接合部を有すること、少な
くとも１つの接合部は第２接合部を有すること、を特徴
としている。これは、全ての接合部が第１接合部のみか
らなる場合や、全ての接合部が第２接合部のみからなる
場合を排除するものである。

【００２０】このような構成によれば、比抵抗が比較的
小さく接着力が比較的弱い第２接合部と、比抵抗が比較
的大きく接着力が比較的強い第１接合部とが互いの性質
を補完し、高出力かつ高耐久性の光起電力素子が実現可
能となる。

【００２１】好ましくは、少なくとも、バスバー電極の
長手方向における端部に最も近い位置の集電電極で規定
される端部集電電極の接合部が、第１接合部を有するこ
とである。これによって、特にはがれやすい端部集電電
極の接合部の強度を確保し、光起電力素子の信頼性を向
上しつつ、集電電極の低抵抗化の実現が可能である。

【００２２】また、この構成によれば、第２接合部の形
成工程において硬化前の第２ペーストを用いても、端部
集電電極の接合部、図３においては光起電力素子の端部
に存在する接合部６０５ｅで第１接合部の比率を大きく
しておくことで、硬化前の流動性の高い第２ペーストが
端から流れ出すのを防止することができる。

【００２３】このため、端部集電電極の接合部において
は、その他の接合部と比べて、第１接合部による接合部
分を第２接合部による接合部分よりも大きくしておくこ
とが好ましい。

【００２４】従って、本発明は、端部集電電極の接合部
が第１接合部のみからなることを好ましい態様として含
むものである。

【００２５】このような構成によれば、第２ペーストの
流れ出しの恐れがないだけでなく、万一、第１接合部を
形成している第１ペーストの硬化度がゆるく、最悪の場
合に流れ出して裏面まで回りこんでも、第１接合部の第
１ペーストに比抵抗が充分大きなものを用いることで、
面内方向の抵抗値を非常に高くでき、短絡などの大きな
問題とならないようにすることができ、光起電力素子の
生産性の向上及び信頼性向上から非常に好ましい。

【００２６】更に本発明は、端部集電電極の接合部以外
の全ての接合部が第２接合部を有することを好ましい態
様として含むものである。これは、図３においては、少
なくとも６０５ｍが第２接合部を有することに対応す
る。

【００２７】このような構成によって、電気抵抗の比較
的低い第２接合部を多く形成しておけば、電気抵抗によ
る損失を極力小さくすることが出来る。端部集電電極の
接合部を除くのは、はがれやすい端部集電電極の接合部
では出来る限り第１接合部によって機械的な強度を確保
することが好ましいためである。

【００２８】図４に本発明の光起電力素子の製造方法に
関する、好適な実施の形態を示す。なお、図４は好適な
実施の形態と、その作用を説明するためのものであり本
発明は図４の形態に限定されるものではない。

【００２９】本発明の光起電力素子の製造方法は、図４
−ａ〜ｅを用いて説明する以下の５つの工程を少なくと
も含むことが特徴である。

【００３０】図４−ａは集電電極（７０４）の所定の部
分に、半硬化した第１ペーストからなる被覆（７０６）
を形成する工程を示している。

【００３１】ここで集電電極の所定の部分とは、集電電
極を光起電力体上に固定した後、接合工程においてバス
バー電極を配置する際にバスバー電極と略重なる部分を
少なくとも含む部分を指している。これには、例えば図
４−ａに示す本形態のように、バスバー電極と略重なる
部分のみに被覆を形成する場合や、後述の実施例１のよ
うに金属線全体に被覆を形成する場合を含む。

【００３２】被覆を形成する方法はロールコータや、樹
脂を染み込ませたフェルト上に集電電極を通して、適度
な時間、加熱する方法等が好適である。半硬化は熱硬化
性樹脂を適度に架橋させる方法や、溶剤を適度に含んだ
樹脂を塗布した後、適度に溶剤を蒸発させる方法等があ
る。

【００３３】図４−ｂは被覆（７０６）を有する集電電
極（７０４）を光起電力体（７０１）の表面に固定する
工程を示している。

【００３４】固定の方法は、まず光起電力体の一部に、
両面テープ（不図示）を配して、それに、前記集電電極
を載置することで行うことが簡易で好ましいが、この
他、固定には接着材、クリップ等公知の方法で行うこと
が可能である。

【００３５】図４−ｃは被覆（７０６）の一部を除去し
て除去部（７０８）を形成する除去工程を示している。

【００３６】本除去工程において、好ましくは、後の接
合工程において配置されるバスバー電極の長手方向にお
ける端部に最も近い位置の集電電極で規定される端部集
電電極を除く集電電極においてのみ被覆の一部を除去し
て除去部を形成することである。これにより、後述のよ
うに、端部集電電極の接合部を第１接合部のみから形成
することで、特にはがれやすいこの位置の接合部の接合
強度が強くなり、光起電力素子の耐久性の向上に繋が
る。

【００３７】除去部（７０８）を形成する方法は、ルー
ターによって削りとる方法や、薬品処理によって溶かし
とる方法があるが、レーザ光を照射することによって行
うことが好適である。なぜなら、レーザ光による加工は
微細加工が可能であり、除去部（７０８）の大きさ、場
所を制御しやすいため、結果として第１接合部（７０５
ａ）の接合長（後述）を制御しやすくなるためである。
レーザ光としては被覆に吸収される波長のレーザ光であ
れば使用可能であるが、一般にはエキシマレーザ、ＹＡ
Ｇレーザ、炭酸ガスレーザ等が好適に使用される。

【００３８】また、レーザ光はマスクによって必要な部
分にのみ照射する方法が好適である。なぜなら、マスク
によって余計な部分にレーザ光が照射されることを防げ
ば、確実に除去部（７０８）の大きさ、場所を制御する
ことが可能であり、図４−ｅのＡ−Ａ’断面図中に示す
第１接合部（７０５ａ）の接合長Ｌ１＋Ｌ１’が確実に
制御可能になるからである。さらには、マスクの表面は
レーザ光が散乱される表面を有することが好適である。
なぜなら、レーザ光のエネルギーがマスクに吸収され
て、熱になりマスクが膨張、変形することを防ぐ効果が
あり、これは即ち、除去部（７０８）の大きさ、および
長さを確実に制御可能にすることに繋がるからである。

【００３９】図４−ｄは除去部（７０８）に、第１ペー
ストよりも比抵抗が小さい第２ペースト（７０９）を被
着する被着工程を示している。なお、図４−ｄにおける
７０４ｅは、集電電極（７０４）のうち、後の接合工程
において配置するバスバー電極の長手方向における端部
に最も近い位置の集電電極で規定される端部集電電極を
指す。

【００４０】この工程は塗布やポッティング等の公知の
方法によって行える。中でもノズルから第２ペースト
（７０９）を押し出すディスペンサーを利用して行うこ
とが最も容易であり好適である。

【００４１】なお、図４−ｄの除去部（７０８）に第２
ペースト（７０９）を被着する被着工程においては、除
去部に第２ペーストを被着する方法が、集電電極の長手
方向に交差する方向に長軸を有する長円状に被着する方
法である事が好ましく、端部集電電極（７０４ｅ）の接
合部には、第２接合部を形成しないことがより好適であ
る（但し、図４−ｄにおいては端部集電電極（７０４
ｅ）にも第２接合部を形成する形態が示されている）。

【００４２】第２ペースト（７０９）を集電電極（７０
４）に交差する方向に長軸を有する長円状に被着するこ
とによって、第２ペースト（７０９）を除去部（７０
８）に被着の際の位置決めが容易になる。その結果、確
実に第２ペースト（７０９）を除去部（７０８）上に被
着出来るという効果がある。なお、特にこの場合におい
ては、端部集電電極（７０４ｅ）の被覆には除去部（７
０８）を形成しないことが好ましい。即ち、この位置の
集電電極は、第１ペーストのみでバスバー電極との接合
を行うことが好ましい。これにより、端部集電電極の接
合部は接合強度が強くなり、光起電力素子の耐久性の向
上に繋がる。

【００４３】また、この被着工程においては、除去部に
第２ペーストを配置する方法が、端部集電電極の被覆の
除去部には真円状に被着し、その他の集電電極の被覆の
除去部には集電電極に交差する方向に長軸を有する長円
状に被着する方法である事が好ましい。

【００４４】このように端部において真円状に第２ペー
ストを被着することで、第２ペースト（７０９）がバス
バー電極の長手方向における端部付近から漏れ出して、
光起電力体（７０１）の端部から裏面と電気的に短絡し
てしまうといった問題の発生を防止することができる。

【００４５】図４−ｅはバスバー電極（７０２）を第１
ペースト及び第２ペーストと重なる部分があるように集
電電極上に配置し、集電電極（７０４）とバスバー電極
（７０２）とを接合する接合工程を示している。

【００４６】バスバー電極と重なる第１ペーストの部分
は図４−ｅにおいては７０５ａの第１接合部となり、第
２ペーストの部分は７０５ｂの第２接合部となる。

【００４７】本発明の光起電力素子の製造方法は上記５
つの工程を含むものである。さらに、端部集電電極（７
０４ｅ）の接合部における第１接合部（７０５ａ）の接
合長Ｌ１＋Ｌ１’に対する第２接合部（７０５ｂ）の接
合長Ｌ２の比率が、端部集電電極（７０４ｅ）以外の集
電電極の接合部の第１接合部（７０５ａ）の接合長Ｌ１
＋Ｌ１’に対する第２接合部（７０５ｂ）の接合長Ｌ２
の比率より小さく設けることが好ましい。

【００４８】なお、Ｌ１＋Ｌ１’とＬ２の比率を制御す
るためには、第１ペーストと第２ペーストを、各別に塗
布する工程で行うよりも、本実施の形態に示すように、
一旦半硬化した第１ペーストを後から除去する工程で行
う方が確実で容易に行える。なぜなら、第１ペーストと
第２ペーストを各別に塗布する工程で行う場合、未硬化
の各ペーストが余分なところに流れでて、夫々の接合部
の長さＬ１＋Ｌ１’、Ｌ２が制御しにくくなるからであ
る。

【００４９】以下、各用語を説明する。

【００５０】（光起電力体）少なくとも、光が照射され
ることによって、起電力を生じる層を含む物体である。
起電力を生じる層以外に、起電力を生じる層を保持する
基板、反射防止膜、透明電極、裏面電極等の複合体であ
ってもかまわない。そのため、本明細書中では、本発明
の「受光面側に光電変換層を有する基板」を光起電力体
として示す。光起電力体は半導体からなるものが一般的
であるが、色素を利用するものも知られている。半導体
からなるものは材料の面で大きくシリコン系と、ガリウ
ム砒素や硫化カドミウムに代表される化合物半導体系と
に分けられる。また接合のバンド構造の面で、単純な同
種のｐ型半導体とｎ型半導体との接合であるｐｎ接合
型、禁制帯の異なる異種半導体の接合からなるヘテロ接
合型、半導体と金属のショットキーバリア型に分類され
る。結晶構造の面での分類では結晶系、単結晶系、多結
晶系、薄膜単結晶系、微結晶系、アモルファス系に分類
される。層構造の面では接合一層からなるシングル、接
合二層を重ねて直列化したタンデム、さらに三層を重ね
たトリプル等が公知である。

【００５１】本発明はこのような光起電力体を用いた光
起電力素子の電極構造に関するものであり、光起電力体
と、複数の集電電極と、バスバー電極と、各々の集電電
極とバスバー電極とを接合する接合部と、を有する光起
電力素子であれば、これらの光起電力体の種類によって
制限されるものではない。

【００５２】本発明は光起電力素子を形成する際、さら
に、素子を直列化し保護層と一体化したモジュールを形
成する際、さらに、太陽光発電システム形成する際や実
際に屋外で使用する際等に、素子の電極接合部に加わる
応力に対し、耐性を高める効果を有するものである。し
たがって、接合部に応力が加わりやすい構造を有する光
起電力素子ほど発明の効果が顕著である。具体的には光
起電力素子全体が可撓性を有する程、大面積である程、
その素子の電極接合に加わる応力が大きく、また加わる
時間も長いと考えられる。特にＳＵＳ板等の可撓性基板
上に形成した光起電力素子であって、サイズが数センチ
角以上を有するものに対して効果的である。

【００５３】（帯状金属箔）帯状の金属からなる箔材で
ある。帯の幅は光起電力素子の幅の１／１００乃至１／
１０程度が光起電力素子の面積効率を下げすぎず、かつ
バスバー電極の抵抗を小さくすることが可能であり好適
である。帯の長さは光起電力素子のサイズ程度であるも
のが抵抗大きすぎず、かつ光起電力体で発生した電流を
十分、光起電力素子の外部まで導けるため好適である。
厚みは一般に数μｍ乃至数百μｍ程度である。材質は
銅、アルミ、金、銀、鉄、錫、鉛、亜鉛、ニッケル、ク
ロム、マンガン、モリブデン、タングステン等の金属単
体やそれらの合金が公知であり、さらに金属箔の表面に
めっき層、クラッド層が形成されているものも公知であ
り、いずれも使用可能である。

【００５４】（バスバー電極）光起電力素子の光入射面
に備えられた複数の集電電極が接続された電極であり、
集電電極から電流が集まって流れ込む電極である。流れ
込んだ電流はバスバー電極を通って光起電力素子の外部
に導かれる。

【００５５】（金属線）金属からなる線材である。材質
は銅、アルミ、金、銀、鉄、錫、鉛、亜鉛、ニッケル、
クロム、マンガン、モリブデン、タングステン等の金属
単体やそれらの合金が公知である。さらに金属線の表面
にめっき層、クラッド層が形成されていることも公知で
ある。断面形状は円が一般的であるが楕円、長円、多角
形等であってもよい。光起電力素子の集電電極に用いる
場合の太さは１０乃至５００μｍ程度であることが、適
度な電気抵抗、強度を示し、かつ入射光を遮らないため
好適である。

【００５６】（集電電極）光起電力素子の光入射面に備
えられた電極であり、光起電力体で発生した電流をバス
バー電極に導く電極である。一般に光起電力素子の表面
に櫛歯状に形成されるが、その他、格子状や葉脈状のも
のも知られている。本発明は金属線等からなる集電電極
とバスバー電極との接合部に関するものであるため、そ
の効果は集電電極の光入射面における形状によらない。
しかし、集電電極は光起電力体に入射する光を遮らない
ように、かつ抵抗率の高い光起電力体表面の面抵抗を下
げるために形成するものであるから、光起電力体の表面
に一定の間隔で隅々まで形成されることが好ましい。金
属線からなる集電電極の場合、金属線を等間隔に並べる
ことによって形成するタイプが、形成方法が容易であり
好ましい。金属線を光起電力体の表面に固定する方法は
導電性ペーストや低融点金属によるものが一般的であ
る。

【００５７】（ペースト）接着性を有する樹脂である。
樹脂には熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、
それらの混合物等の合成樹脂系、にかわ、松やに、アス
ファルト、タール等の天然有機系等が使用可能である。
本発明では、特に導電性の粒子を分散させた導電性ペー
ストが好適に使用される。導電性粒子はカーボンブラッ
クや、銅、アルミ、金、銀、鉄、錫、鉛、亜鉛、ニッケ
ル、クロム、マンガン、モリブデン、タングステン等の
金属単体粉末やそれらの合金金粉末がある。また酸化イ
ンジウム、酸化錫、酸化インジウム錫等の酸化物金属粉
末も公知である。粒径数十乃至数百ｎｍのカーボン粒子
を熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂に分散させたものがカー
ボンペーストである。粒径数十乃至数百μｍの金属粒子
を熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂に分散させたものが金属
粉末ペーストである。

【００５８】本発明では、第１ペーストには、比較的接
着力の高い、カーボンペーストに代表される高抵抗ペー
ストや絶縁ペーストを用いることが接合部の強度を高め
るため好ましい。また第２ペーストには、金属粉末を用
いた導電性ペーストに代表される低抵抗ペーストを用い
ることが、接合部の抵抗を小さくするため好ましい。

【００５９】（接合部）接合部は図４−ｅのＡ−Ａ’断
面に７０５で示す様に、ペーストによって形成された、
金属線（７０４）と金属箔からなるバスバー電極（７０
２）とが機械的及び／又は電気的に接続されている部分
である。集電電極とバスバー電極との相対位置を保持
し、電気的導通を維持されれば、金属線（７０４）とバ
スバー電極（７０２）とが直接接する部分があっても構
わない。なお、複数の集電電極のうち、受光面側に光電
変換層を有する基板上の両端に位置する集電電極以外の
少なくとも一つの集電電極とバスバー電極との接合部が
第２接合部を有していれば良く、両端以外のすべての集
電電極とバスバー電極との接合部が第２接合部を有して
いても良い。しかしながら、端部集電電極の接合強度を
維持しつつ、接合部全体としての抵抗を下げるために
は、両端以外のすべての集電電極とバスバー電極との接
合部が第２接合部を有することが好ましい。

【００６０】（接合長）本発明における接合長とは、図
４−ｅのＡ−Ａ’断面に第１接合部の接合長Ｌ１＋Ｌ
１’、第２接合部の接合長Ｌ２で示すように、集電電極
の長手方向に沿った方向で測った、第１接合部、第２接
合部の長さを示す。

【００６１】

【実施例】本発明の光起電力素子および光起電力素子の
製造方法について実施例に基づいて詳しく説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００６２】〔製作〕 （実施例１）図１に本例の光起電力素子の製造工程図を
示す。ｉ乃至ｖは各工程の説明図である。

【００６３】ｉ）光起電力体（１０１）を形成する工程 光起電力体は以下の様に作製した。幅３６ｃｍのロール
状に巻いた厚さ１５０μｍのステンレス基板（１１６）
の上にロールツーロール法によるスパッタ装置で厚み２
００ｎｍのＡｌ層（不図示）を形成した。さらに同様に
厚み１μｍのＺｎＯからなる層（不図示）を形成して下
部電極を得た。その後、マイクロ波プラズマＣＶＤ成膜
装置に入れ、ボトムｎ層／ｉ層／ｐ層、ミドルｎ層／ｉ
層／ｐ層、トップｎ層／ｉ層／ｐ層のアモルファスシリ
コン層（１１１）を堆積した。さらに反射防止効果を兼
ねた機能を有する透明電極層（１１２）としてＩＴＯ膜
をスパッタ法で光起電力体上に成膜して（成膜温度４５
０℃、膜厚７０ｎｍ）、得られたステンレス基板を幅２
４ｃｍ、長さ１８ｃｍの大きさに切断した。

【００６４】また、基板の外周付近の透明電極層は幅１
ｍｍで除去し（不図示）、また溝（１１２ａ）を幅１ｍ
ｍで形成した。透明電極層の除去方法は、硫酸液の中に
基板を浸し、基板と対向電極間に電界を印加する電界エ
ッチング法を採用した。

【００６５】こうして光起電力体（１０１）を得た。

【００６６】ｉｉ）表面に半硬化した被覆（１０６）を
形成した金属線（１０４）を光起電力体（１０１）の表
面に固定する工程 透明電極層（１１２）の上に絶縁両面テープ（１１３）
を貼り付けた。図のように光起電力体（１０１）の端、
透明電極層（１１２）の上に絶縁両面テープ（１１３）
を貼り付けた。絶縁両面テープのサイズは幅７ｍｍ、長
さ２４０ｍｍである。絶縁両面テープの粘着剤はアクリ
ル粘着剤を使用し厚みは片面につき６０μｍであった。
絶縁両面テープの基材は厚さ２５μｍのポリイミドと厚
さ５０μｍのポリエチレンテレフタラートを厚さ６０μ
ｍの粘着剤で貼り合わせたものを使用した。

【００６７】金属線（１０４）を絶縁両面テープ（１１
３）上に貼り付けて固定した。絶縁両面テープ（１１
３）の上に、図の様に金属線（１０４）を５．６ｍｍ間
隔で４２本（図示したのは５本のみ）固定した。

【００６８】ここで、金属線（１０４）には次の様にし
て、あらかじめ半硬化したカーボンペーストからなる被
覆（１０６）を形成しておいた。金属線（１０４）の材
料として直径４〜５ｍｍの銅線の外周に厚み５０μｍの
銀箔を貼り付けたものを準備した。次にそれを伸線装置
により直径１００μｍの細線に整形した。この細線を連
続的に作製しボビンに５００ｇ巻き取った。整形後の銀
の被覆（不図示）は厚み１μｍであった。次にエナメル
線用のロールコータ装置により金属線の周りにカーボン
ブラックを含有する第１ペーストからなる被覆（１０
６）を形成した。被覆は完全硬化した内層と半硬化の外
層の二層構造（不図示）にした。まず金属線をボビンか
ら巻き出し、アセトンにより表面の油分を除去した。次
に連続的にフェルトに内層用のフィラーを含有した第１
樹脂を含ませた処理槽を通した。このフィラーは直径が
３０±２０ｎｍのカーボンブラックを使用した。カーボ
ンブラックは体積密度３５％に調整した。フィラーと第
１樹脂の混合比は、混合物の重量を１００として、ブチ
ラール樹脂６．４重量部、クレゾール樹脂、フェノール
樹脂、芳香族炭化水素系樹脂４．２重量部、硬化材とし
てジオールイソシアネート１８重量部、溶剤としてキシ
レン１８重量部、ジエチレングリコールモノメチルエー
テルを１２重量部、シクロヘキサノンを３．６重量部、
さらにカップリング剤としてγ−メルカプトプロピルト
リメトキシシランを０．７重量部ペイントシェーカーで
混合分散して作製した。金属線を処理槽に通したのち
に、さらにダイスに通し、不用なフィラー含有した第１
樹脂を落とした。さらに、この金属線を乾燥炉に通し
て、第１樹脂を完全硬化させた。このとき、線の送り速
度とダイスの径を調整して、被覆の膜厚を５μｍとし
た。次に同様にして、内層被覆付き金属線を外層用のフ
ィラーを含有する第三樹脂を含ませたフェルトを被着し
た処理槽に通した。このフィラーは、直径が３０±２０
ｎｍのカーボンブラックを使用した。カーボンブラック
は体積密度３５％に調整した。フィラーと第三樹脂の混
合比は混合物の重量を１００として、ウレタン樹脂４１
重量部、フェノキシ樹脂１４重量部、硬化材として水素
添加ジフェニルメタンジイソシアネート６重量部、溶剤
として芳香族系溶剤４重量部、さらにカップリング剤と
してγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを０．
７重量部ペイントシェーカーで混合分散して作製した。
内層付き金属線を処理層に通したのち、さらにダイスに
通して不用なフィラー含有第三樹脂を落とした。こうし
て得られた被覆付き金属線を、さらに乾燥炉に通して半
硬化させ、リールボビンに巻きとった。この被覆に使用
したカーボンペーストの比抵抗は０．５Ω・ｃｍであっ
た。このとき、線の送り速度とダイスの径を調整して外
層の膜厚を２０μｍとした。以上により被覆（１０６）
を形成した。

【００６９】ｉｉｉ）被覆（１０６）一部にＹＡＧレー
ザ光（１１４）を照射して、金属線（１０４）の表面か
ら被覆（１０６）が除去された除去部（１０８）を形成
する工程 図に示した様にＹＡＧレーザ光（１１４）を上部から照
射することで除去部を形成した。使用したレーザ光（１
１４）は公知のＱスイッチによって出力ピーク値の高い
パルス光に変調したレーザ光（１１４）である。回転ミ
ラーを使用したガルバノメータスキャナによってレーザ
光（１１４）の方向を変えてスキャンした。レーザ光
（１１４）は焦点距離３７０ｍｍのｆθレンズによって
集電電極にフォーカスさせた。レーザ光（１１４）の照
射条件は平均出力３１Ｗ（サーモパイル型測定子で測
定）、パルス周波数は１２ｋＨｚ、パルス幅は数十ｎ
秒、スキャン速度は１２００ｍｍ／秒、スポット径はお
よそ１００μｍであった。スキャンパターンは２５ｃｍ
の平行直線が５６μｍピッチで３４本並んだものであ
る。３４本の直線ラインを一筆書きのように、往復描画
してスキャンした。このスキャンパターンにより長さ２
５ｃｍ、幅２ｍｍの長方形エリアに隈なくレーザ光（１
１４）が照射された。除去部の金属線に沿った方向の長
さはスキャンエリアの幅２ｍｍに等しかった。この際に
端部集電電極（１０４ｅ）にはレーザ光（１１４）が照
射されないようにマスク（１１５）を挿入した。このマ
スクはＳＵＳからなり、表面はレーザ光（１１４）を散
乱する表面を有するものを選んだ。この結果、光起電力
素子端部においては金属線には除去部が形成されず、そ
れ以外の部分においては、金属線に２ｍｍの除去部が形
成された。

【００７０】ｉｖ）除去部（１０８）に第２ペースト
（１０９）を被着する工程 除去部（１０８）のみに金属粉末として銀粒子を含有す
る第２ペースト（１０９）を塗布した。塗布は楕円ノズ
ルを使用した公知のディスペンサーによって行った。塗
布形状は上からみて長円形状であり、長円の長軸が金属
線の長手方向と略直交するように行った。長円の長軸は
約１．５ｍｍ、短軸は０．８ｍｍであった。また、使用
した銀粒子はサイズが５μｍ程度の鱗片状のものであ
る。また、第２ペーストの樹脂分はアクリル酸メチルと
硬化剤を含むものを使用した。銀粒子の第２ペースト中
における体積密度は、第２樹脂の硬化前で８５％、硬化
後には９５％であった。この銀ペーストの比抵抗は１．
２×１０^-5Ω・ｃｍであった。

【００７１】ｖ）金属線（１０４）とバスバー電極（１
０２）とを接合し、第１接合部（１０５ａ）と第２接合
部（１０５ｂ）を形成する工程 第２ペースト（１０９）を塗布後、帯状金属箔からなる
バスバー電極（１０２）を、金属線の上からのせた。使
用したバスバー電極（１０２）は厚さ１００μｍ、長さ
２４０ｍｍ、幅６ｍｍの銅箔に厚み１μｍの銀メッキを
施したものである。この際に、上から圧力を加えること
で、バスバー電極は第２あるいは第１のペーストと接合
部を形成する。その後、全体を公知の真空ラミネート炉
に入れて１気圧の圧力を上部から加えながら加熱するこ
とによって、第２ペーストを硬化させバスバー電極と金
属線の接合を完成した。加熱は２１０℃で４５秒間行っ
た。この際、同時に透明電極層（１１２）上の金属線
（１０４）にも、熱と圧力を印加することで、被覆（１
０６）を熱硬化させた。これにより、金属線（１０４）
が光起電力素子有効発電エリアの透明電極層上に接着固
定され集電電極（１０３）が形成された。

【００７２】得られた光起電力素子においては、端部集
電電極の接合部の第２接合部の接合長は０ｍｍ、第１接
合部は６ｍｍ、それ以外の接合部の第２接合部の接合長
は２ｍｍ、第１接合部は４ｍｍであった。以上により本
例の光起電力素子が完成した。

【００７３】（実施例２）本例は実施例１と異なるマス
クを使用し、端部集電電極に対応する金属線にも幅０．
５ｍｍの被覆除去部を形成した点と、この幅０．５ｍｍ
の除去部に、導電ペーストを長円ではなく直径０．５ｍ
ｍの真円で銀ペーストを塗布した点において実施例１と
異なる。

【００７４】得られた光起電力素子においては、端部集
電電極の接合部の第２接合部の接合長は０．５ｍｍ、第
１接合部の接合長は５．５ｍｍ、それ以外の接合部の第
２接合部の接合長は２ｍｍ、第１接合部の接合長は４ｍ
ｍであった。

【００７５】（実施例３）本例は実施例１及び２と異な
るマスクを使用し、端部集電電極に対応する金属線にも
幅１．０ｍｍの被覆除去部を形成した点においてのみ実
施例１及び２と異なる。

【００７６】得られた光起電力素子においては、端部集
電電極の接合部の第２接合部の接合長は１．０ｍｍ、第
１接合部の接合長は５．０ｍｍ、それ以外の接合部の第
２接合部の接合長は２．０ｍｍ、第１接合部の接合長は
４．０ｍｍであった。

【００７７】〔評価〕これらの実施例による光起電力素
子をそれぞれ１００枚作成し、これらに対して光起電力
素子全体の変換効率の測定を行った。測定は光起電力素
子の正電極と負電極に公知の出力端子を取りつけＳｐｉ
ｒｅ社のソーラーシュミレータに接続して行った。

【００７８】また、図１−ｖの矢印の方向にバスバー電
極（１０２）を引っ張り、引き剥がし強度を測定した。
強度は端部集電電極（１０４ｅ）のうちの片方の接合部
（１０５）が剥がれる際のピーク強度を測定した。この
結果を表１に示す。

【００７９】

【表１】

【００８０】実施例１によって得られた光起電力素子の
特性は、良品の平均変換効率が１０．７１％であった。
また、引き剥がし強度は最低でも６３２ｇであった。さ
らに、１００枚の作成において、端部に導電ペーストが
流れ出したものはなく。短絡故障が生じたものは０％で
あった。

【００８１】実施例２によって得られた光起電力素子の
特性は、良品の平均変換効率が１０．８２％であった。
また、引き剥がし強度の最低値は４９０ｇであった。さ
らに、１００枚の作成において、光起電力素子の中で短
絡故障となったものは発生しなかった。

【００８２】実施例３によって得られた光起電力素子の
特性は、良品の平均変換効率が１０．８８％であった。
また、引き剥がし強度の最低値は４９０ｇであった。さ
らに、１００枚の作成において、光起電力素子の中で短
絡故障となったものは、発生しなかった。

【００８３】この結果から分かるように、端部集電電極
の接合部を第１接合部のみで構成しても、この接合部に
第２接合部を設ける場合と比べてほとんど変換効率の低
下はなかった。これは、端部集電電極が集電する光起電
力体の一部は、エッチングラインが近いため、少なから
ずエッチングでダメージを受けており、そのため、そも
そも発生する電流量が少ないためと推測される。その結
果、端部集電電極に集められる光起電力体から発生した
電流量は、その他の集電電極で集められる電流量より小
さいため、接合部の電気抵抗があまり損失に作用しなか
ったと推測される。

【００８４】（実施例４）図５に本例の光起電力素子の
製造工程図を示す。ｉ乃至ｖｉは各工程の説明図であ
る。

【００８５】ｉ）光起電力体（１０１）を形成する工程 光起電力体は以下の様に作製した。幅３６ｃｍのロール
状に巻いた厚さ１５０μｍのステンレス基板（１１６）
の上にロールツーロール法によるスパッタ装置で厚み２
００ｎｍのＡｌ層（不図示）を形成した。さらに同様に
厚み１μｍのＺｎＯからなる層（不図示）を形成して下
部電極を得た。その後、マイクロ波プラズマＣＶＤ成膜
装置に入れ、ボトムｎ層／ｉ層／ｐ層、ミドルｎ層／ｉ
層／ｐ層、トップｎ層／ｉ層／ｐ層のアモルファスシリ
コン層（１１１）を堆積した。さらに反射防止効果を兼
ねた機能を有する透明電極層（１１２）としてＩＴＯ膜
をスパッタ法で光起電力体上に成膜して（成膜温度４５
０℃、膜厚７０ｎｍ）、得られたステンレス基板を幅２
４ｃｍ、長さ１８ｃｍの大きさに切断した。

【００８６】また、基板の外周付近の透明電極層は幅１
ｍｍで除去し（不図示）、また溝（１１２ａ）と分割溝
（１１２−１）を幅１ｍｍで形成した。透明電極層の除
去方法は、硫酸液の中に基板を浸し、基板と対向電極間
に電界を印加する電界エッチング法を採用した。

【００８７】こうして光起電力体（１０１）を得た。

【００８８】ｉｉ）表面に半硬化した被覆（１０６）を
形成した金属線（１０４）を光起電力体（１０１）の表
面に固定する工程 透明電極層（１１２）の上に絶縁両面テープ（１１３）
を貼り付けた。図５のように光起電力体（１０１）の
端、透明電極層（１１２）の上に絶縁両面テープ（１１
３）を貼り付けた。絶縁両面テープのサイズは幅７ｍ
ｍ、長さ２４０ｍｍである。絶縁両面テープの粘着剤は
アクリル粘着剤を使用し厚みは片面につき６０μｍであ
った。絶縁両面テープの基材は厚さ２５μｍのポリイミ
ドと厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタラートを厚さ
６０μｍの粘着剤で貼り合わせたものを使用した。

【００８９】金属線（１０４）を絶縁両面テープ（１１
３）上に貼り付けて固定した。絶縁両面テープ（１１
３）の上に、図５の様に金属線（１０４）を５．６ｍｍ
間隔で４２本（図示したのは５本のみ）固定した。

【００９０】ここで、金属線（１０４）には次の様にし
て、あらかじめ半硬化したカーボンペーストからなる被
覆（１０６）を形成しておいた。金属線（１０４）の材
料として直径４〜５ｍｍの銅線の外周に厚み５０μｍの
銀箔を貼り付けたものを準備した。次にそれを伸線装置
により直径１００μｍの細線に整形した。この細線を連
続的に作製しボビンに５００ｇ巻き取った。整形後の銀
の被覆（不図示）は厚み１μｍであった。次にエナメル
線用のロールコータ装置により金属線の周りにカーボン
ブラックを含有する第１ペーストからなる被覆（１０
６）を形成した。被覆は完全硬化した内層と半硬化の外
層の二層構造（不図示）にした。まず金属線をボビンか
ら巻き出し、アセトンにより表面の油分を除去した。次
に連続的にフェルトに内層用のフィラーを含有した第１
樹脂を含ませた処理槽を通した。このフィラーは直径が
３０±２０ｎｍのカーボンブラックを使用した。カーボ
ンブラックは体積密度３５％に調整した。フィラーと第
１樹脂の混合比は、混合物の重量を１００として、ブチ
ラール樹脂６．４重量部、クレゾール樹脂、フェノール
樹脂、芳香族炭化水素系樹脂４．２重量部、硬化材とし
てジオールイソシアネート１８重量部、溶剤としてキシ
レン１８重量部、ジエチレングリコールモノメチルエー
テルを１２重量部、シクロヘキサノンを３．６重量部、
さらにカップリング剤としてγ−メルカプトプロピルト
リメトキシシランを０．７重量部ペイントシェーカーで
混合分散して作製した。金属線を処理槽に通したのち
に、さらにダイスに通し、不用なフィラー含有した第１
樹脂を落とした。さらに、この金属線を乾燥炉に通し
て、第１樹脂を完全硬化させた。このとき、線の送り速
度とダイスの径を調整して、被覆の膜厚を５μｍとし
た。次に同様にして、内層被覆付き金属線を外層用のフ
ィラーを含有する第三樹脂を含ませたフェルトを被着し
た処理槽に通した。このフィラーは、直径が３０±２０
ｎｍのカーボンブラックを使用した。カーボンブラック
は体積密度３５％に調整した。フィラーと第三樹脂の混
合比は混合物の重量を１００として、ウレタン樹脂４１
重量部、フェノキシ樹脂１４重量部、硬化材として水素
添加ジフェニルメタンジイソシアネート６重量部、溶剤
として芳香族系溶剤４重量部、さらにカップリング剤と
してγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを０．
７重量部ペイントシェーカーで混合分散して作製した。
内層付き金属線を処理層に通したのち、さらにダイスに
通して不用なフィラー含有第三樹脂を落とした。こうし
て得られた被覆付き金属線を、さらに乾燥炉に通して半
硬化させ、リールボビンに巻きとった。この被覆に使用
したカーボンペーストの比抵抗は０．５Ω・ｃｍであっ
た。このとき、線の送り速度とダイスの径を調整して外
層の膜厚を２０μｍとした。以上により被覆（１０６）
を形成した。

【００９１】ｉｉｉ）被覆（１０６）一部にＹＡＧレー
ザ光（１１４）を照射して、金属線（１０４）の表面か
ら被覆（１０６）が除去された除去部（１０８）を形成
する工程 図５に示した様にＹＡＧレーザ光（１１４）を上部から
照射することで除去部を形成した。使用したレーザ光
（１１４）は公知のＱスイッチによって出力ピーク値の
高いパルス光に変調したレーザ光（１１４）である。回
転ミラーを使用したガルバノメータスキャナによってレ
ーザ光（１１４）の方向を変えてスキャンした。レーザ
光（１１４）は焦点距離３７０ｍｍのｆθレンズによっ
て集電電極にフォーカスさせた。レーザ光（１１４）の
照射条件は平均出力３１Ｗ（サーモパイル型測定子で測
定）、パルス周波数は１２ｋＨｚ、パルス幅は数十ｎ
秒、スキャン速度は１２００ｍｍ／秒、スポット径はお
よそ１００μｍであった。スキャンパターンは２５ｃｍ
の平行直線が５６μｍピッチで３４本並んだものであ
る。３４本の直線ラインを一筆書きのように、往復描画
してスキャンした。このスキャンパターンにより長さ２
５ｃｍ、幅２ｍｍの長方形エリアに隈なくレーザ光（１
１４）が照射された。除去部の金属線に沿った方向の長
さはスキャンエリアの幅２ｍｍに等しかった。この際に
バスバー電極（１０２）の長手方向端部に最も近い部分
に接合される集電電極、つまり、分割溝１１２−１の両
脇に位置する集電電極（１０４−１）にはレーザ光（１
１４）が照射されないようにマスク（１１５）を挿入し
た。このマスクはＳＵＳからなり、表面はレーザ光（１
１４）を散乱する表面を有するものを選んだ。この結
果、光起電力素子端部においては金属線には除去部が形
成されず、それ以外の部分においては、金属線に２ｍｍ
の除去部が形成された。

【００９２】ｉｖ）除去部（１０８）に第２ペースト
（１０９）を被着する工程 除去部（１０８）のみに金属粉末として銀粒子を含有す
る第２ペースト（１０９）を塗布した。塗布は楕円ノズ
ルを使用した公知のディスペンサーによって行った。塗
布形状は上からみて長円形状であり、長円の長軸が金属
線の長手方向と略直交するように行った。長円の長軸は
約１．５ｍｍ、短軸は０．８ｍｍであった。また、使用
した銀粒子はサイズが５μｍ程度の鱗片状のものであ
る。また、第２ペーストの樹脂分はアクリル酸メチルと
硬化剤を含むものを使用した。銀粒子の第２ペースト中
における体積密度は、第２樹脂の硬化前で８５％、硬化
後には９５％であった。この銀ペーストの比抵抗は１．
２×１０^-5Ω・ｃｍであった。

【００９３】ｖ）金属線（１０４）とバスバー電極（１
０２）とを接合し、第１接合部（１０５−１）と第２接
合部（１０５−２）を形成する工程 第２ペースト（１０９）を塗布後、帯状金属箔からなる
バスバー電極（１０２）を、金属線の上からのせた。図
示したようにバスバー電極の位置はバスバー電極の一方
の端部が光起電力体（１０１）の端部よりはみ出す位置
である。このはみ出し部分は個々の光起電力素子を直列
接続する際に隣接する光起電力素子に接続する部分であ
る。使用したバスバー電極（１０２）は厚さ１００μ
ｍ、長さ２６０ｍｍ、幅６ｍｍの銅箔に厚み１μｍの銀
メッキを施したものである。この際に、上から圧力を加
えることで、バスバー電極は第２あるいは第１のペース
トと接合部を形成する。その後、全体を公知の真空ラミ
ネート炉に入れて１気圧の圧力を上部から加えながら加
熱することによって、第２ペーストを硬化させバスバー
電極と金属線の接合を完成した。加熱は２１０℃で４５
秒間行った。この際、同時に透明電極層（１１２）上の
金属線（１０４）にも、熱と圧力を印加することで、被
覆（１０６）を熱硬化させた。これにより、金属線（１
０４）が光起電力素子有効発電エリアの透明電極層上に
接着固定され集電電極（１０３）が形成された。

【００９４】ｖｉ）光起電力体（１０１）を分割する工
程 光起電力体を分割機によって図示の様に分割溝１１２−
１に沿って分割することによって、一つの光起電力体
（１０１）から二つの光起電力素子を得た。使用した分
割機はシャーリングプレス機である。

【００９５】得られた光起電力素子においては、分割溝
の両脇に位置した集電電極の第２接合部の接合長は０ｍ
ｍ、第１接合部は６ｍｍ、それ以外の集電電極の第２接
合部の接合長は２ｍｍ、第１接合部は４ｍｍであった。
以上により本例の光起電力素子が完成した。

【００９６】次に、本例においても実施例１〜３と同様
の方法により、変換効率、引き剥がし強度の測定を行っ
た。この結果を表２に示す。なお、表２中の端部集電電
極とは、分割溝１１２−１の両脇に位置した集電電極１
０４−１を指している。

【００９７】

【表２】

【００９８】本例においては、分割溝１１２−１の両脇
の集電電極１０４−１には第２接合部がなく、それらの
集電電極１０４−１は、第１接合部によりバスバー電極
１０２と接合している。このため、この接合は、分割の
際に印加される荷重に耐えることができる。また、分割
溝の両脇以外の集電電極は、抵抗率の比較的小さい第２
接合部を有することから、バスバー電極１０２との電極
接合部における電気抵抗が小さい。

【００９９】したがって、電極接合部が分割の際に印加
される荷重に耐えることと電極接合部における電気抵抗
を小さくすることとの両立を図ることができる。

【０１００】

【発明の効果】本発明の光起電力素子により、従来から
の光起電力素子の電極強度を維持しつつ、従来の集電電
極とバスバー電極を有する太陽電池よりも電極接合部に
おける抵抗が小さくすることができる。そのため、高出
力かつ高耐久性の光起電力素子を実現できるという優れ
た効果がある。更に、本発明の光起電力素子の製造方法
によれば、従来よりも低抵抗で耐久性を有する電極形成
が容易に確実に可能となる。また、製造歩留まりが大幅
に向上するという特別な作用効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を表す斜視図及び断面図であ
る。

【図２】従来の光起電力素子を表す斜視図及び断面図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態を表す斜視図及び断面図で
ある。

【図４】本発明の光起電力素子の製造方法の一例を表す
斜視図及び断面図である。

【図５】本発明の実施例４を表す斜視図及び断面図であ
る。

【符号の説明】

１０１、５０１、６０１、７０１ 光起電力体 １０２、５０２、６０２、７０２ バスバー電極 ６０４、７０４ 集電電極 １０４、５０４ 金属線 １０５、５０５、６０５、７０５ 接合部 １０６、７０６ 被覆

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都築 幸司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5F051 AA05 CA15 CB15 CB21 DA04 DA17 EA20 FA04 FA10 FA14 FA16 FA17 FA24 FA30 GA05

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光面側に光電変換層を有する基板と、 前記基板の受光面上に、並列に配置される複数の集電電
   極と、 前記複数の集電電極に接合されるバスバー電極と、を備
   え、 前記複数の集電電極と前記バスバー電極は、前記複数の
   集電電極のそれぞれが個々に前記バスバー電極に接合す
   る複数の接合部を有し、 前記複数の接合部のそれぞれは、第１ペーストからなる
   第１接合部を有し、 前記複数の集電電極のうち、前記複数の集電電極の配列
   の両端のそれぞれに位置する集電電極（ａ）を除く少な
   くとも一つの集電電極（ｂ）は、前記バスバー電極との
   接合部に前記第１ペーストよりも比抵抗が小さい第２ペ
   ーストからなる第２接合部をさらに有し、 前記両端の集電電極（ａ）と前記バスバー電極との接合
   部における、該接合部に対する第１接合部の割合が、前
   記少なくとも一つの集電電極（ｂ）と前記バスバー電極
   との接合部における、該接合部に対する第１接合部の割
   合よりも大きいことを特徴とする光起電力素子。
2. 【請求項２】 前記両端の集電電極（ａ）と前記バスバ
   ー電極との接合部は、第１ペーストからなる第１接合部
   のみを有することを特徴とする請求項１に記載の光起電
   力素子。
3. 【請求項３】 前記両端の集電電極（ａ）を除くすべて
   の集電電極（ｃ）のそれぞれは、前記バスバー電極との
   接合部に前記第１ペーストよりも比抵抗が小さい第２ペ
   ーストからなる第２接合部を有し、 前記両端の集電電極（ａ）と前記バスバー電極との接合
   部における、該接合部に対する第１接合部の割合が、前
   記集電電極（ｃ）のそれぞれと前記バスバー電極との接
   合部における、該接合部に対する第１接合部の割合より
   も大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の光起
   電力素子。
4. 【請求項４】 前記集電電極が金属線からなることを特
   徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光起電力素
   子。
5. 【請求項５】 前記集電電極が、導電性ペーストにより
   被覆される金属線であり、前記導電性ペーストが前記第
   １ペーストを兼ねることを特徴とする請求項４に記載の
   光起電力素子。
6. 【請求項６】 前記第１ペーストがカーボンペーストで
   あり、前記第２ペーストが金属粉末ペーストであること
   を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光起電
   力素子。
7. 【請求項７】 受光面側に光電変換層を有する基板と、
   前記基板の受光面に並列に配置される複数の集電電極
   と、前記複数の集電電極に接合されるバスバー電極と、
   を備える光起電力素子の製造方法であって、 第１ペーストからなる被覆を有する複数の集電電極を、
   前記基板の受光面上に並列に配置し、 前記複数の集電電極のうち、前記複数の集電電極の配列
   の両端のそれぞれに位置する集電電極（ａ）を除く少な
   くとも一つの集電電極（ｂ）の被覆の一部を除去し、 両端の集電電極（ａ）それぞれの被覆の一部を、除去し
   ないか、あるいは、両端の集電電極（ａ）を除く集電電
   極（ｂ）から除去するよりも少なく除去し、 被覆の除去により形成される複数の除去部に、前記第１
   ペーストよりも比抵抗が小さい第２ペーストを付与し、 前記複数の除去部を覆うようにバスバー電極を配置し、 前記複数の集電電極と前記バスバー電極とを接合するこ
   とを特徴とする光起電力素子の製造方法。
8. 【請求項８】 前記複数の集電電極のうち、前記複数の
   集電電極の配列の両端のそれぞれに位置する集電電極
   （ａ）を除くすべての集電電極（ｃ）の被覆の一部を除
   去し、 両端の集電電極（ａ）それぞれの被覆の一部を、除去し
   ないか、あるいは、両端の集電電極（ａ）を除く集電電
   極（ｃ）から除去するよりも少なく除去し、 被覆の除去により形成される複数の除去部に、前記第１
   ペーストよりも比抵抗が小さい第２ペーストを付与する
   ことを特徴とする請求項７に記載の光起電力素子の製造
   方法。
9. 【請求項９】 前記第２ペーストは、集電電極の長手方
   向に交差する方向に長軸を有する長円状で付与されるこ
   とを特徴とする請求項７又は８に記載の光起電力素子の
   製造方法。
10. 【請求項１０】 前記第２ペーストは、両端の集電電極
    の被覆の除去部には真円状で付与され、その他の除去部
    には集電電極の長手方向に交差する方向に長軸を有する
    長円状で付与されることを特徴とする請求項７又は８に
    記載の光起電力素子の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記除去工程は、前記被覆にレーザ光
    を照射する工程を含むことを特徴とする請求項７から１
    ０のいずれかに記載の光起電力素子の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記集電電極が金属線からなることを
    特徴とする請求項７から１１のいずれかに記載の光起電
    力素子の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記集電電極が、導電性ペーストによ
    り被覆される金属線であり、前記導電性ペーストが前記
    第１ペーストを兼ねることを特徴とする請求項１２に記
    載の光起電力素子の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記第１ペーストがカーボンペースト
    であり、前記第２ペーストが金属粉末ペーストであるこ
    とを特徴とする請求項７から１３のいずれかに記載の光
    起電力素子の製造方法。
15. 【請求項１５】 受光面側に光電変換層を有する基板
    と、前記基板の受光面に並列に配置される複数の集電電
    極と、前記複数の集電電極に接合されるバスバー電極
    と、を備える光起電力素子の製造方法であって、 その受光面側に光電変換層を有する基板に分割溝を形成
    し、 第１ペーストからなる被覆を有する複数の集電電極を、
    前記基板の受光面上に、前記分割溝と並列に配置し、 前記分割溝の両脇に位置する集電電極を除く少なくとも
    一つの集電電極の被覆の一部を除去し、 前記分割溝の両脇に位置する集電電極それぞれの被覆の
    一部を、除去しないか、あるいは、両端の集電電極を除
    く少なくとも一つの集電電極から除去するよりも少なく
    除去し、 被覆の除去により形成される複数の除去部に、前記第１
    ペーストよりも比抵抗が小さい第２ペーストを付与し、 前記複数の除去部を覆うようにバスバー電極を配置し、 前記複数の集電電極と前記バスバー電極とを接合し、 前記分割溝において前記基板を分割することを特徴とす
    る光起電力素子の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記分割溝の両脇に位置する集電電極
    を除くすべての集電電極の被覆の一部を除去し、 前記分割溝の両脇に位置する集電電極それぞれの被覆の
    一部を、除去しないか、あるいは、両端の集電電極を除
    くすべての集電電極のそれぞれから除去するよりも少な
    く除去し、 被覆の除去により形成される複数の除去部に、前記第１
    ペーストよりも比抵抗が小さい第２ペーストを付与する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の光起電力素子の製
    造方法。
17. 【請求項１７】 前記第２ペーストは、集電電極の長手
    方向に交差する方向に長軸を有する長円状で付与される
    ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の光起電力
    素子の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記第２ペーストは、両端の集電電極
    の被覆の除去部には真円状で付与され、その他の除去部
    には集電電極の長手方向に交差する方向に長軸を有する
    長円状で付与されることを特徴とする請求項１５又は１
    ６に記載の光起電力素子の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記除去工程は、前記被覆にレーザ光
    を照射する工程を含むことを特徴とする請求項１５から
    １８のいずれかに記載の光起電力素子の製造方法。
20. 【請求項２０】 前記集電電極が金属線からなることを
    特徴とする請求項１５から１９のいずれかに記載の光起
    電力素子の製造方法。
21. 【請求項２１】 前記集電電極が、導電性ペーストによ
    り被覆される金属線であり、前記導電性ペーストが前記
    第１ペーストを兼ねることを特徴とする請求項２０に記
    載の光起電力素子の製造方法。
22. 【請求項２２】 前記第１ペーストがカーボンペースト
    であり、前記第２ペーストが金属粉末ペーストであるこ
    とを特徴とする請求項１５から２１のいずれかに記載の
    光起電力素子の製造方法。