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

有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、有機光電変換素子を同一基板上に複数個集積した有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法及びかかる製造方法に好適に使用できる製造装置に関する。
有機薄膜太陽電池モジュールは、通常、（１）基板を準備する工程と、（２）基板上に第１の電極を形成する工程と、（３）前記第１の電極上に第１の電荷輸送層を形成する工程と、（４）前記第１の電荷輸送層上に活性層を形成する工程と、（５）前記活性層上に第２の電荷輸送層を形成する工程と、（６）前記第２の電荷輸送層上に第２の電極を形成する工程とを含む製造方法により製造される。
すなわち有機薄膜太陽電池モジュールは、電荷輸送層、活性層のような複数層の機能層を順次に成膜することにより製造される。各機能層は、対応する成膜工程がそれぞれ終了するたびに、各機能層の材料などに応じた任意好適なパターニング工程により所期の形状にパターニングされる。
例えば色素増感型の太陽電池を製造するにあたり、はんだごて又は加熱レーザブレード（ｈｅａｔｅｄ ｒａｚｏｒ ｂｌａｄｅ）のような加熱針（ｈｅａｔｅｄ ｓｔｙｌｕｓ）状の刃構造体により導電層を焼き切ることにより、導電層を基板上で分断するパターニング工程が知られている（特許文献１参照）。また、カルコパイライト型の光吸収層を備える無機薄膜太陽電池を製造するにあたり、レーザ光照射による加熱除去及び金属針を用いる機械的な切削のような異なる手段を組み合わせて素子分離を行うパターニング工程が知られている（特許文献２参照）。
米国特許公開第２００４００３１５２０号公報 特開２００７−３１７８８５号公報
しかしながら、上記従来の熱を利用するパターニング工程を有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法に適用すれば、活性層のような機能層が含有する有機化合物が熱により失活或いは分解したり、例えば基板などのパターニング対象の層よりも下側の構成を損傷したりする場合がある。また有機薄膜太陽電池モジュールが備える、有機化合物を含有する有機薄膜は、例えば無機膜と比較すると極めて軟性であり、かつ直下の層との密着性が低いため、従来の機械的な切削によるパターニング工程では、層が剥離するなどの層構造の破壊が引き起こされる場合がある。結果として有機光電変換素子が動作不良を起こす場合がある。また切削により多量の粉塵が発生することによっても、有機光電変換素子が動作不良を起こす場合があり、また粉塵を除去（除塵）するためには除塵用の設備がさらに必要になる。
本発明者らは、有機薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法について鋭意研究を進め、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、下記の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法及び製造装置を提供する。
〔１〕 第１電極及び第２電極からなる一対の電極、及び前記一対の電極間に挟持される、１層の有機薄膜又は１層以上の有機薄膜を含む積層構造を備える有機光電変換素子が、基板上に複数配置された有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法において、１層の有機薄膜又は１層以上の有機薄膜を含む積層構造を、刃構造体を非加熱で用いて切断して、該１層の有機薄膜又は該１層以上の有機薄膜を含む積層構造を貫通して直下に設けられている層の表面を露出させる溝部を形成する切断工程を含む、有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔２〕 基板の主面に複数の第１電極を形成する工程と、基板上に形成された第１電極上に、第１電荷輸送層を形成する工程と、複数の第１電極同士の間の領域に、第１電荷輸送層を貫通して基板の主面を露出させる第１溝部を形成する第１の切断工程と、前記第１電荷輸送層上を覆う活性層、及び該活性層上を覆う第２電荷輸送層を形成する工程と、第１電荷輸送層、活性層及び第２電荷輸送層を貫通して、第１電極の一部分が露出する第２溝部を形成する第２の切断工程と、第２電荷輸送層上を覆い、かつ第２溝部を埋め込む第２電極を形成する工程と、第２電極、第２電荷輸送層、活性層及び第１電荷輸送層を貫通して、第１電極の一部分を露出させる第３溝部を形成して、複数の有機光電変換素子に素子分離する第３の切断工程とを含み、前記第１の切断工程、前記第２の切断工程及び前記第３の切断工程のうちの少なくともひとつの切断工程が、刃構造体を非加熱で用いて行われる工程である、有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔３〕 切断工程が、円盤状の刃構造体を用いる押し切り加工により行われる工程である、〔１〕又は〔２〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔４〕 切断工程が、針状の刃構造体を用いる引き切り加工により行われる工程である、〔１〕又は〔２〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔５〕 切断工程が、平刃状の刃構造体を用いる引き切り加工により行われる工程である、〔１〕又は〔２〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔６〕 切断工程が、刃構造体と切断対象となる有機薄膜とのなす角を３０°〜６０°として行われる工程である、〔４〕又は〔５〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔７〕 刃構造体の材料が、金属、合金、セラミックス、及び樹脂からなる群から選ばれる材料である、〔１〕〜〔６〕のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔８〕 刃構造体の先端部の曲率半径が５μｍ〜１０００μｍである、〔１〕〜〔７〕のいずれか一項に記載の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
〔９〕 〔１〕〜〔８〕のいずれか一項に記載の製造方法により製造することができる有機薄膜太陽電池モジュール。
〔１０〕 有機薄膜が設けられた基板を支持し、かつ搬送する搬送ロールと、搬送ロールに支持された基板の有機薄膜に、非加熱の状態で接触して切断する刃構造体とを備える有機薄膜太陽電池モジュール製造用の製造装置。
〔１１〕 刃構造体が押し切り加工できる円盤状である、〔１０〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュール製造用の製造装置。
〔１２〕 刃構造体が針状である、〔１０〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュール製造用の製造装置。
〔１３〕 刃構造体が平刃状である、〔１０〕に記載の有機薄膜太陽電池モジュール製造用の製造装置。
本発明の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法によれば、高温のレーザ、加熱により高温とされた刃構造体を用いるパターニング対象の機能層、ひいてはパターニング対象の層の下側に配置される構造体の機能を損なうおそれのあるパターニング工程を用いることなく、極めて簡易な工程で、パターニング対象となる電荷輸送層、活性層のような機能層それぞれ、又は複数の機能層の積層構造体をパターニングすることができる。よって各機能層、又は機能層の積層構造体が本来有する機能を損なうことなく動作不良の発生を効果的に抑制できる。したがって製品歩留まりを向上させることができる。
図１は、本発明の製造方法により製造される有機薄膜太陽電池モジュールの構成を示す概略的な断面図である。 図２−１は、第１の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。 図２−２は、第１の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。 図３−１は、第２の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。 図３−２は、第２の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。 図４−１は、第３の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。 図４−２は、第３の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。 図５−１は、切断領域の光学顕微鏡像を示す写真図（１）である。 図５−２は、切断領域の光学顕微鏡像を示す写真図（２）である。 図５−３は、切断領域の光学顕微鏡像を示す写真図（３）である。
＜有機薄膜太陽電池モジュール＞
本発明の有機薄膜太陽電池モジュールは、従来の太陽電池モジュールと基本的には同様のモジュール構造をとり得る。有機薄膜太陽電池モジュールは、一般的には金属、セラミック等の基板（支持基板）の上に複数の有機光電変換素子（セル）が構成され、その上を充填樹脂や保護ガラス等で覆い、基板の反対側から光を取り込む構造をとるが、基板に強化ガラス等の透明材料を用い、その上に有機光電変換素子を構成してその透明の基板側から光を取り込む構造としてもよい。
モジュール構造の例としては具体的には、スーパーストレートタイプ、サブストレートタイプ、ポッティングタイプと呼ばれるモジュール構造、アモルファスシリコン太陽電池などで用いられる基板一体型モジュール構造等が知られている。
本発明の有機薄膜太陽電池モジュールは、使用目的、使用場所および環境により、適宜これらのモジュール構造を選択できる。
代表的なスーパーストレートタイプあるいはサブストレートタイプのモジュール構造は、片側又は両側が透明で反射防止処理を施された基板の間に一定間隔に有機光電変換素子が配置され、隣り合う有機光電変換素子同士が、コンタクト電極（埋込み電極）、金属リード、フレキシブル配線等によって接続され、外縁部に集電電極が配置されており、発生した電力がモジュール外部に取り出される構造となっている。
基板と有機光電変換素子との間には、有機光電変換素子の保護、集電効率向上のため、目的に応じエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等様々な種類のプラスチック材料をフィルム又は充填樹脂の形で用いてもよい。また外部からの衝撃が少ないところなど表面を硬い素材で覆う必要のない場所で使用する場合には、表面保護層を透明プラスチックフィルムで構成し、また上記充填樹脂を硬化させることによって保護機能を付与し、片側の基板をなくすことが可能である。基板の周囲は、内部の密封およびモジュールの剛性を確保するため金属製のフレームで挟持して固定し、基板とフレームとの間は封止材料で密封シールする。また有機光電変換素子自体や基板、充填材料及び封止材料に可撓性の素材を用いれば、曲面の上に有機光電変換素子を構成することもできる。
ポリマーフィルム等のフレキシブル支持体を用いた太陽電池モジュールの場合には、ロール状の支持体を送り出しながら順次に支持体上に光電変換素子を形成し、所望のサイズに切断した後、周縁部をフレキシブルで防湿性のある素材でシールすることにより作製することができる。
またSolar Energy Materials and Solar Cells, 48, p383-391記載の「SCAF」とよばれるモジュール構造とすることもできる。さらに、フレキシブル支持体を用いた太陽電池モジュールは曲面ガラス等に接着固定して使用することもできる。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。上述の構成を備える有機薄膜太陽電池モジュールのうち、フレーム、保護部材のような外装部材については本発明の要旨ではないのでこれらの説明を省略し、有機光電変換素子及びその製造方法を中心に説明する。
なお以下の説明において、各図は発明が理解できる程度に構成要素の形状、大きさ及び配置が概略的に示されているに過ぎず、これにより本発明が特に限定されるものではない。また各図において、同様の構成成分については同一の符号を付して示し、その重複する説明を省略する場合がある。
まず、本発明の製造方法により製造することができる有機薄膜太陽電池モジュールの構成及びその製造方法について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の製造方法により製造される有機薄膜太陽電池モジュールの構成を示す概略的な断面図である。
図１に示すように、有機薄膜太陽電池モジュール１００は、第１電極２２及び第２電極２４からなる一対の電極、及び前記一対の電極間に挟持される活性層４０を備え、基板１０上に配列された複数の有機光電変換素子（第１素子１００Ａ１及び第２素子１００Ａ２）を含む。
この一対の電極のうち、少なくとも光が入射する側の電極、すなわち少なくとも一方の電極は、発電に必要な波長の入射光(太陽光)を透過させことができる透明又は半透明の電極とされる。
有機光電変換素子は、例えば陽極である第１電極２２及び例えば陰極である第２電極２４からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された活性層４０とを備えている。第１電極２２及び第２電極２４の極性は素子構造に対応した任意好適な極性とすればよく、第１電極２２を陰極とし、かつ第２電極２４を陽極としてもよい。
透明又は半透明である電極としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が挙げられる。電極としては、具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウムスズ酸化物（ＩＴＯという場合がある。）、インジウム亜鉛酸化物等からなる導電性材料、ＮＥＳＡ等、金、白金、銀、銅等の膜が用いられ、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物、酸化スズの膜が好ましい。電極の作製方法の例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、電極として、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機の透明導電膜を用いてもよい。
不透明である電極の電極材料としては、金属、導電性高分子等を用いることができる。不透明である電極の電極材料の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、及びそれらのうち２つ以上の合金、又は、１種以上の前記金属と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン及び錫からなる群から選ばれる１種以上の金属との合金、グラファイト、グラファイト層間化合物、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体が挙げられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。
有機光電変換素子は、通常、基板上に形成される。すなわち第１素子１００Ａ１及び第２素子１００Ａ２は、基板１０の主面上に設けられている。
この基板１０の材料は、電極を形成し、有機化合物を含有する有機薄膜を形成する際に化学的に変化しないものであればよい。基板１０の材料の例としては、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン等が挙げられる。
基板１０が入射光を不透過とする不透明である場合には、第１電極２２と対向する、基板側とは反対側に設けられる第２電極２４（すなわち基板１０から遠い方の電極）が透明であるか、又は所要の入射光を透過できる半透明であることが好ましい。
活性層４０は、第１電極２２と第２電極２４とに挟持されている。活性層４０は、電子受容性化合物（ｎ型半導体）と電子供与性化合物（ｐ型半導体）とが混合されて含有される、この例ではバルクヘテロ型の有機薄膜であって、入射光のエネルギーを利用して電荷（正孔及び電子）を生成することができる、光電変換機能にとって本質的な機能を有する層である。
有機光電変換素子に含まれる活性層は、上述の通り、電子供与性化合物と電子受容性化合物とを含む。
なお、電子供与性化合物と電子受容性化合物とは、これらの化合物のエネルギー準位のエネルギーレベルから相対的に決定され、１つの化合物が電子供与性化合物、電子受容性化合物のいずれともなり得る。
電子供与性化合物の例としては、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体等が挙げられる。
電子受容性化合物の例としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、Ｃ６０フラーレン等のフラーレン類及びその誘導体、バソクプロイン等のフェナントレン誘導体、酸化チタンなどの金属酸化物、カーボンナノチューブ等が挙げられる。電子受容性化合物としては、好ましくは、酸化チタン、カーボンナノチューブ、フラーレン、フラーレン誘導体であり、特に好ましくはフラーレン、フラーレン誘導体である。
フラーレンの例としては、Ｃ６０フラーレン、Ｃ７０フラーレン、Ｃ７６フラーレン、Ｃ７８フラーレン、Ｃ８４フラーレンなどが挙げられる。
フラーレン誘導体としてはＣ６０フラーレン、Ｃ７０フラーレン、Ｃ７６フラーレン、Ｃ７８フラーレン、Ｃ８４フラーレンそれぞれの誘導体が挙げられる。フラーレン誘導体の具体的構造の例としては、下記のような構造が挙げられる。
また、フラーレン誘導体の例としては、[６，６]フェニル−Ｃ６１酪酸メチルエステル（Ｃ６０ＰＣＢＭ、[6,6]-Phenyl C61 butyric acid methyl ester）、[６，６]フェニル−Ｃ７１酪酸メチルエステル（Ｃ７０ＰＣＢＭ、[6,6]-Phenyl C71 butyric acid methyl ester）、[６，６]フェニル−Ｃ８５酪酸メチルエステル（Ｃ８４ＰＣＢＭ、[6,6]-Phenyl C85 butyric acid methyl ester）、[６，６]チエニル−Ｃ６１酪酸メチルエステル（[6,6]-Thienyl C61 butyric acid methyl ester）などが挙げられる。
電子受容性化合物としてフラーレン誘導体を用いる場合には、フラーレン誘導体の割合が、電子供与性化合物１００重量部に対して、１０重量部〜１０００重量部であることが好ましく、２０重量部〜５００重量部であることがより好ましい。
電子受容性化合物及び電子供与性化合物を含有するバルクヘテロ型の活性層における電子受容性化合物の割合は、電子供与性化合物１００重量部に対して、１０重量部〜１０００重量部とすることが好ましく、５０重量部〜５００重量部とすることがより好ましい。
活性層の厚さは、通常、１ｎｍ〜１００μｍが好ましく、より好ましくは２ｎｍ〜１０００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍであり、より好ましくは２０ｎｍ〜２００ｎｍである。
ここで有機光電変換素子の動作機構を簡単に説明する。透明又は半透明の電極を透過して活性層に入射した入射光のエネルギーが、電子受容性化合物及び／又は電子供与性化合物で吸収され、電子と正孔とが結合した励起子を生成する。生成した励起子が移動して、電子受容性化合物と電子供与性化合物とが接合しているヘテロ接合界面に達すると、界面でのそれぞれのＨＯＭＯエネルギー及びＬＵＭＯエネルギーの違いにより電子と正孔とが分離し、独立に動くことができる電荷（電子及び正孔）が発生する。発生した電荷がそれぞれ電極（陰極、陽極）に移動することにより外部へ電気エネルギー（電流）として取り出すことができる。
有機光電変換素子には、第１電極２２及び第２電極２４のうちの少なくとも一方の電極と活性層４０との間に光電変換効率を向上させるための手段として活性層以外の付加的な中間層を設けてもよい。付加的な中間層として用いられる材料としては、フッ化リチウム等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の酸化物等を用いることができる。また、酸化チタン等無機半導体の微粒子、ＰＥＤＯＴ（ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン）などが挙げられる。
付加的な層としては、例えば正孔又は電子を輸送する電荷輸送層（正孔輸送層、電子輸送層）が挙げられる。
上述の電荷輸送層を構成する材料としては、任意好適な材料を用いることができる。電荷輸送層が電子輸送層である場合には、材料の例として２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナンスロリン（ＢＣＰ）が挙げられる。電荷輸送層が正孔輸送層である場合には、材料の例としてＰＥＤＯＴが挙げられる。
第１電極２２及び第２電極２４と、活性層４０との間に設けてもよい付加的な中間層は、バッファ層であってもよく、バッファ層として用いられる材料としては、フッ化リチウム等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物、酸化チタン等の酸化物等が挙げられる。また、無機半導体を用いる場合には、微粒子の形態で用いることもできる。
有機光電変換素子の構成をより具体的に説明する。基板１０の主面上には、第１電極２２が設けられている。これら基板１０と第１電極２２との積層構造を第１積層体５０Ａと称する。
第１電極２２上には、第１電荷輸送層３２が設けられている。第１電荷輸送層３２は、第１電極２２が陽極である場合には正孔輸送層であり、第１電極２２が陰極である場合には電子輸送層である。
活性層４０は、第１電荷輸送層３２上に設けられている。活性層４０上には、第２電荷輸送層３４が設けられている。第２電荷輸送層３４は、第１電極２２が陽極である場合には電子輸送層であり、第１電極２２が陰極である場合には正孔輸送層である。第２電極２４は、第２電荷輸送層３４上に設けられている。これら第１電荷輸送層３２と活性層４０と第２電荷輸送層３４と第２電極２４との積層構造を第２積層体５０Ｂと称する。
本実施形態では、活性層４０を電子受容性化合物と電子供与性化合物とが混合されたバルクヘテロ型とする単層の活性層について説明したが、活性層４０は複数層により構成されていてもよく、例えばフラーレン誘導体のような電子受容性化合物を含有する電子受容性層と、Ｐ３ＨＴのような電子供与性化合物を含有する電子供与性層とが接合されたヘテロジャンクション型としてもよい。
ここで本実施の形態の有機光電変換素子のとりうる層構成の一例を以下に示す。
ａ）陽極／活性層／陰極
ｂ）陽極／正孔輸送層／活性層／陰極
ｃ）陽極／活性層／電子輸送層／陰極
ｄ）陽極／正孔輸送層／活性層／電子輸送層／陰極
ｅ）陽極／電子供給性層／電子受容性層／陰極
ｆ）陽極／正孔輸送層／電子供給性層／電子受容性層／陰極
ｇ）陽極／電子供給性層／電子受容性層／電子輸送層／陰極
ｈ）陽極／正孔輸送層／電子供給性層／電子受容性層／電子輸送層／陰極
（ここで、記号「／」は、記号「／」を挟む層同士が隣接して積層されていることを示す。）
上記層構成は、陽極が基板により近い側に設けられる形態、及び陰極が基板により近い側に設けられる形態のいずれであってもよい。
上記各層は、単層で構成されるのみならず、２層以上の積層体として構成されていてもよい。
第１素子１００Ａ１と第２素子１００Ａ２とは、有機光電変換素子として機能しない素子間部１００Ｂにより分離されている。第１素子１００Ａ１の第２電極２４と第２素子１００Ａ２とは、コンタクト（電極）２４ａにより電気的に接続されている。
＜製造方法＞
次に上述の構成を備える有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法について説明する。
本発明の有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、第１電極及び第２電極からなる一対の電極、及び前記一対の電極間に挟持される１層の有機薄膜又は１層以上の有機薄膜を含む積層構造を備える有機光電変換素子が、基板上に複数配列された有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法において、前記１層の有機薄膜又は前記１層以上の有機薄膜を含む積層構造を、刃構造体を非加熱で用いて切断して、該１層の有機薄膜又は該１層以上の有機薄膜を含む積層構造を貫通して直下に設けられている層の表面を露出させる溝部を形成する切断工程を含む。
有機薄膜太陽電池モジュールの製造にあたり、まず基板１０を準備する。基板１０は対向する２面の主面を有する平板状の基板である。基板１０を準備するにあたり、基板１０の一方の主面には例えばインジウムスズ酸化物のような電極の材料となり得る導電性材料の薄膜が予め設けられている基板を準備してもよい。
基板１０に導電性材料の薄膜が設けられていない場合には、基板１０の一方の主面に導電性材料の薄膜を任意好適な方法により形成する。次いで導電性材料の薄膜をパターニングする。導電性材料の薄膜をフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程のような任意好適な方法によりパターニングして、互いに電気的に分離された複数のパターンからなる第１電極２２を形成する。この工程により、第１電極２２が非形成となる領域では基板１０の主面の一部分が露出する。
次に、第１電極２２が形成された基板１０上全面に、常法に従って第１電荷輸送層３２を形成する。
次いで、素子間部１００Ｂ内であって、複数の第１電極（パターン）２２同士の間の領域に、第１電荷輸送層３２の表面から、第１電荷輸送層３２を貫通して、基板１０の表面を露出させる第１溝部Ｘを、本発明の刃構造体を用いて加工して形成する（刃構造体の詳細については後述する。）。この第１溝部Ｘの形成により第１素子１００Ａ１の第１電極２２と第２素子１００Ａ２の第１電極２２とが第１溝部Ｘで離間することにより電気的に分離される（第１の切断工程）。
引き続き、第１電荷輸送層３２上を覆う活性層４０を形成する。活性層４０は、塗工液を塗布する、例えばスピンコート法のような塗布法により形成することができる。
次に活性層４０上を覆う第２電荷輸送層３４を形成する。引き続き、素子間部１００Ｂ内であって、第２電荷輸送層３４の表面から、第２電荷輸送層３４、活性層４０及び第１電荷輸送層３２を貫通して、第２素子１００Ａ２の第１電極２２の表面、すなわち第１積層体５０Ａの表面に至る第２溝部Ｙを、本発明の刃構造体を用いて加工して形成する（第２の切断工程）。この第２溝部Ｙは、第１素子１００Ａ１の第２電極２４と第２素子１００Ａ２の第１電極とを電気的に接続するためのコンタクト溝（又はコンタクトホール）として使用される。したがって第２溝部Ｙは、厳密には第１電極２２上で活性層４０及び第１電荷輸送層３２を２分する構成でなくともよい。
次いで第２電荷輸送層３４上を覆い、第２溝部Ｙを埋め込んで第１電極２２に接触する、コンタクト（電極）２４ａを形成する。コンタクト２４ａは、第１素子１００Ａ１の第２電極２４と第２素子１００Ａ２の第１電極２２とを導通させる。
なお、第２電極２４は、上述の塗布法によって形成してもよいし、例えば蒸着法のような従来公知の任意好適な方法により形成してもよい。
上述したように、第２溝部Ｙは第１電極２２と第２電極２４とを導通させるコンタクト用の構造であるため、その形状は、例えば溝状、円柱状のような柱状の形状とすることができ、特に限定されないが、本実施形態では溝状に形成する例を説明する。
このようにしてコンタクト２４ａを形成することにより、隣り合う有機光電変換素子同士が電気的に接続され、複数の有機光電変換素子が互いに接続された有機薄膜太陽電池モジュールが製造される。
第１電荷輸送層３２、活性層４０、第２電荷輸送層３４及び第２電極２４は、塗工液、すなわち溶液を用い、塗布形成された層を、窒素ガス雰囲気のような任意好適な雰囲気下において、材料及び溶媒に好適な条件で乾燥することにより形成することができる。
成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法等の塗布法を用いることができ、スピンコート法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法が好ましい。
これらの溶液を用いる成膜方法に用いられる溶媒は、各層の材料を溶解させ、かつ撥液性パターンによりはじかれて、撥液性パターン上に濡れ広がらないものであれば特に制限はない。
このような溶媒の例としては、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、ｎ−ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン等の不飽和炭化水素系溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサン等のハロゲン化飽和炭化水素系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化不飽和炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類系溶媒が挙げられる。
次に、第２電極２４の表面から、第２電極２４、第２電荷輸送層３４及び活性層４０及び第１電荷輸送層３２を貫通して、素子間部１００Ｂ内である第１電極２２の一部分を露出させる第３溝部Ｚを形成する（第３の切断工程）。
第３溝部Ｚは、第１素子１００Ａ１と、第２素子１００Ａ２とを、素子間部１００Ｂにより、電気的に分離するための構成である。第３溝部Ｚを形成することにより、複数の有機光電変換素子が素子分離されることにより形成される。素子間部１００Ｂは線溝状であって、この例では第１電極２２の周縁部近傍で周縁部の形状（本実施形態では直線状）に沿って隣り合う素子同士を分断している。素子間部１００Ｂは、光電変換素子としては機能しない領域であるので、できる限り小さい領域とするのがよい。よって第３溝部Ｚは、素子間部１００Ｂの大きさを可能な限り小さくすることができる形状及び配置位置として形成するのがよい。本実施形態では例えば可能な限り第１電極２２の周縁部に近く、かつ可能な限り細幅である直線状の溝として構成すればよい。
次に、上述した有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法における上述した切断工程（第１の切断工程、第２の切断工程及び第３の切断工程のうちの少なくともひとつの切断工程）に好適に適用できる製造装置の構成、及びこの製造装置を用いる切断工程につき説明する。
（第１の実施形態）
図２を参照して、第１の実施形態の製造装置及び切断工程につき説明する。
図２−１は、第１の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。図２−２は、第１の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。
第１の実施形態は、円盤状の回転刃を備える製造装置により、切断工程を実施する点に特徴を有している。
図２−１に示すように、製造装置は搬送ロール６０を備えている。搬送ロール６０は円柱状の形状である。搬送ロール６０は、第１中心回転軸Ｃ１を回転軸として、白抜き矢印Ｂ方向に回転できるように構成されており、その表面の一部分に接する積層構造体５０を白抜き矢印Ａ方向に搬送することができる。
搬送ロール６０及び搬送ロール６０を作動させる作動機構は、ロールトゥロールで行われる光学フィルムなどの製造に用いられている従来公知の任意好適な搬送ロールのようなロール及びこれに付随する作動機構を用いることができる。
製造装置は刃構造体７０を備えている。刃構造体７０は、この例では円盤状の回転刃である。刃構造体７０は、第２中心回転軸Ｃ２を回転軸として白抜き矢印Ｂ方向に回転しつつ切断対象となる層（対象層という場合がある。）に接触して、対象層を切断するか、又は溝を彫り込む機能を有する。なお対象層である、１層以上の有機薄膜を含む積層構造は、切断可能である無機層（有機化合物を含まない層）を含んでいてもよい（下記の他の実施形態においても同じである。）。
本実施形態では、（第１電極２２が形成されている）基板である第１積層体５０Ａ上に設けられ、有機薄膜が１層又は２層以上積層された第２積層体５０Ｂを備える積層構造体５０の第２積層体のみを切断する。このとき、搬送ロール６０は、第１積層体５０Ａに接して積層構造体５０全体を支持している。
図２−２に示すように、具体的には、積層構造体に予め設定されたスクライビング領域８０内に刃構造体７０の刃幅が収まるように位置合わせし、かつ刃構造体７０を第２中心回転軸Ｃ２を回転軸として回転させる。この回転により、刃構造体７０の先端部７０ａが対象層、すなわち第２積層体５０Ｂを貫通して、第１積層体５０Ａの表面を損傷することなく露出させる程度に押し切り加工する。
この押し切り加工に際し、積層構造体５０は、図２−１を参照して既に説明したように搬送ロール６０により矢印Ａ方向に移動される。よって、積層構造体５０のスクライビング領域８０には、積層構造体５０を支持し、かつ搬送する搬送ロール６０と、刃構造体７０とにより、線状の溝部が彫り込まれて第１積層体５０Ａの表面が露出し、形成された溝部により第２積層体５０Ｂが切断される。
刃構造体７０は、鉄などの金属、モリブデン鋼、ステンレス鋼のような合金、セラミックス、樹脂のような硬度の高い、従来公知の任意好適な材料により構成することができる。
搬送ロール６０は、ステンレス鋼のような従来公知の任意好適な材料により構成することができる。搬送ロール６０は、刃構造体７０の材料よりも硬い材料により構成するのが好ましい。
刃構造体７０は、先端部７０ａの周端部の形状、すなわち形成される線状の溝部の延在方向に直交する方向の周端部の形状が、曲率半径が５μｍ〜１０００μｍである滑らかな曲線により画成される構成とするのが好ましい。
一般に有機薄膜は軟性であるため、先端部７０ａを鋭利な形状とすることなく押し切り加工による切断が可能である。
例えば、ガラス基板上に形成された塗布膜である活性層（有機薄膜）は、曲率半径２μｍの刃構造体を用いれば、１０ｍｇ程度でしかない荷重を加える押し切り加工により溝部を形成することができる。
よって製造装置は、押し切り加工に際して、有機薄膜に加わる荷重を測定する荷重測定機構と、荷重を任意好適な範囲に調節することができる荷重調節機構とを備える構成とするのがよい。
刃構造体７０は、少なくとも対象層と接触する先端部７０ａを含む領域に、ダイヤモンド状カーボン、アモルファスカーボン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような摩擦係数が小さい材料を用いるコーティング処理を行って、被膜を形成するのがよい。
このような被膜を設けることにより、対象層と刃構造体７０との摩擦が低減されるので、摩擦による対象層直下の層の損傷、対象層の昇温及びこの昇温による機能喪失を抑制することができる。
第１の実施形態の製造装置は、さらに刃構造体７０に付随して、刃構造体７０の特に対象層に接触する領域を溶剤により拭ってクリーニングすることができる機構を備えるのがよい。
第１の実施形態の回転刃である刃構造体７０は、加熱された状態で用いることもできるが、高温による有機薄膜の機能喪失のおそれを考慮すると、刃構造体７０を非加熱で用いて切断工程を実施するのが好ましい。
このように回転刃を用いる押し切り加工により、１層の軟性の有機薄膜又は１層以上の軟性の有機薄膜を含む積層構造を切断するので、粉塵の発生を抑制することができる。よって製造される有機光電変換素子（有機薄膜太陽電池モジュール）の粉塵による電気的特性の悪化、粉塵による短絡のような不具合の発生を効果的に抑制することができ、また製品歩留まりを向上させることができる。さらには回転刃を用いるので、形成できる溝部の直線性を精度よく高めることができる。
（第２の実施形態）
図３を参照して、第２の実施形態の製造装置及び切断工程につき説明する。なお製造装置における刃構造体の形状以外の構成要素については既に説明した第１の実施の形態の構成と変わるところがないため、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
図３−１は、第１の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。図３−２は、第２の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。
第２の実施形態は、針状の刃を備える製造装置により、切断工程を実施する点に特徴を有している。
図３−１に示すように、製造装置は搬送ロール６０を備えている。搬送ロール６０は円柱状の形状である。搬送ロール６０は、中心回転軸Ｃを回転軸として、白抜き矢印Ｂ方向に回転できるように構成されており、その表面の一部分に接する積層構造体５０を白抜き矢印Ａ方向に搬送することができる。
製造装置は刃構造体７０を備えている。刃構造体７０は、この例では針状の引き切り刃である。刃構造体７０は、搬送ロール６０により積層構造体５０の矢印Ａ方向への搬送（移動）にともなって、切断対象となる対象層に接触して、対象層を切断するか、又は溝を切削して彫り込む機能を有する。
本実施形態では、（第１電極２２が形成されている）基板である第１積層体５０Ａ上に設けられ、有機薄膜が１層又は２層以上積層された第２積層体５０Ｂを備える積層構造体５０の第２積層体のみを切断する。このとき、搬送ロール６０は、第１積層体５０Ａに接して積層構造体５０全体を支持している。
図３−２に示すように、刃構造体７０は、先端部７０ａの近傍が先端に向かうにしたがって先細となるテーパ状の形状を有している。刃構造体７０の針軸部７０ｂの幅は、好ましくは１０μｍから３０００μｍとするのがよい。
切断工程は、具体的には積層構造体５０に予め設定されたスクライビング領域８０内に刃構造体７０の刃幅が収まるように位置合わせして行われる。
このとき、図３−１に示すように、刃構造体７０（芯）と第１積層体５０Ａ（第２積層体５０Ｂ）の表面とがなす角θ１は、好ましくは３０°〜６０°とするのがよい。θ１をこのような範囲とすることにより、対象層に加わる荷重をより安定させることができ、また刃構造体７０の摩耗を抑制することができる。
切断工程は、積層構造体５０を搬送ローラ６０を回転させることにより移動させつつ、所定の荷重を加えた状態で刃構造体７０の配置位置を固定して行われる。積層構造体５０の移動により、刃構造体７０の先端部７０ａが対象層、すなわち第２積層体５０Ｂを貫通して、第１積層体５０Ａの表面を損傷することなく露出させる程度に引き切り加工する。
結果として、積層構造体５０のスクライビング領域８０には、積層構造体５０を支持し、かつ搬送する搬送ロール６０と、刃構造体７０とにより、線状の溝部が彫り込まれて第１積層体５０Ａの表面が露出し、形成された溝部により第２積層体５０Ｂが切断されることとなる。
刃構造体７０は、鉄などの金属、ステンレス鋼、炭素工具鋼（ＳＫＳ）のような合金、セラミックス、樹脂のような硬度の高い従来公知の任意好適な材料により構成することができる。
搬送ロール６０は、ステンレス鋼のような従来公知の任意好適な材料により構成することができる。
刃構造体７０は、先端部７０ａの形状、すなわち形成される線状の溝部の延在方向に直交する方向の形状（及び／又は溝部の延在方向の形状）が、曲率半径が５μｍ〜１０００μｍの滑らかな曲線（部分球面）により画成される構成とするのが好ましい。
製造装置は、引き切り加工に際して、有機薄膜に加わる荷重を測定する荷重測定機構と、荷重を任意好適な範囲に調節することができる荷重調節機構とを備える構成とするのがよい。
刃構造体７０は、少なくとも対象層と接触する先端部７０ａを含む領域に、ダイヤモンド状カーボン、アモルファスカーボン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような摩擦係数が小さい材料を用いるコーティング処理を行って、被膜を形成するのがよい。
このような被膜を設けることにより、対象層と刃構造体７０との摩擦が低減されるので、摩擦による対象層直下の層の損傷、対象層の昇温及びこの昇温による機能喪失を抑制することができる。
第２の実施形態の針状の刃構造体７０は、高温による有機薄膜の機能喪失のおそれを考慮すると、刃構造体７０を非加熱で用いて切断工程を実施するのが好ましい。
このように針状の刃構造体７０を用いる引き切り加工によれば、より幅の狭い溝部を形成して、１層の軟性の有機薄膜又は１層以上の軟性の有機薄膜を含む積層構造を切断することができる。よって製造される有機光電変換素子（有機薄膜太陽電池モジュール）のさらなる微細化、小型化が可能となる。
（第３の実施形態）
図４を参照して、第３の実施形態の製造装置及び切断工程につき説明する。なお製造装置における刃構造体の形状以外の構成要素については既に説明した第１及び第２の実施の形態の構成と変わるところがないため、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
図４−１は、第３の実施形態の製造装置を示す概略的な側面図である。図４−２は、第３の実施形態の製造装置を示す概略的な正面図である。
第３の実施形態は、平刃状の刃構造体を備える製造装置により、切断工程を実施する点に特徴を有している。
図４−１に示すように、製造装置は搬送ロール６０を備えている。搬送ロール６０は円柱状の形状である。搬送ロール６０は、中心回転軸Ｃを回転軸として、白抜き矢印Ｂ方向に回転できるように構成されており、その表面の一部分に接する積層構造体５０を白抜き矢印Ａ方向に搬送することができる。
製造装置は刃構造体７０を備えている。刃構造体７０は、この例では平刃状の引き切り刃である。刃構造体７０は、搬送ロール６０により積層構造体５０の矢印Ａ方向への搬送（移動）にともなって、切断対象となる対象層に接触して、対象層を切断するか、又は溝を切削して彫り込む機能を有する。
本実施形態では、（第１電極２２が形成されている）基板である第１積層体５０Ａ上に設けられ、有機薄膜が１層又は２層以上積層された第２積層体５０Ｂを備える積層構造体５０の第２積層体５０Ｂのみを切断する。このとき、搬送ロール６０は、第１積層体５０Ａに接して積層構造体５０全体を支持している。
図４−２に示すように、刃構造体７０は、先端部７０ａの溝部の延在方向に直交する方向の形状（及び／又は溝部の延在方向の形状）が、曲率半径が５μｍ〜１０００μｍの滑らかな曲線（部分球面）により画成される構成とするのが好ましい。
平刃状である刃構造体７０の厚みは、好ましくは１００μｍから３０００μｍである。
切断工程は、具体的には積層構造体５０に予め設定されたスクライビング領域８０内に刃構造体７０の刃幅が収まるように位置合わせして行われる。
このとき、図４−１に示すように、刃構造体７０（芯）と第１積層体５０Ａ（第２積層体５０Ｂ）の表面とがなす角θ２は、好ましくは３０°〜６０°とするのがよい。θ２をこのような範囲とすることにより、対象層に加わる荷重をより安定させることができ、また刃構造体７０の摩耗を抑制することができる。
切断工程は、積層構造体５０を搬送ローラ６０の回転により移動させつつ、所定の荷重を加えた状態で刃構造体７０の配置位置を固定して行われる。積層構造体５０の移動により、刃構造体７０の先端部７０ａが対象層、すなわち第２積層体５０Ｂを貫通して、第１積層体５０Ａの表面を損傷することなく露出させる程度に引き切り加工する。
結果として、積層構造体５０のスクライビング領域８０には、積層構造体５０を支持し、かつ搬送する搬送ロール６０と、刃構造体７０とにより、線状の溝部が彫り込まれて第１積層体５０Ａの表面が露出し、形成された溝部により第２積層体５０Ｂが切断されることとなる。
刃構造体７０は、高速度鋼、超硬合金、セラミックス、樹脂のような硬度の高い、従来公知の任意好適な材料により構成することができる。
搬送ロール６０は、ステンレス鋼のような従来公知の任意好適な材料により構成することができる。
製造装置は、引き切り加工に際して、有機薄膜に加わる荷重を測定する荷重測定機構と、荷重を任意好適な範囲に調節することができる荷重調節機構とを備える構成とするのがよい。
刃構造体７０は、少なくとも対象層と接触する先端部７０ａを含む領域に、ダイヤモンド状カーボン、アモルファスカーボン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような摩擦係数が小さい材料を用いるコーティング処理を行って、被膜を形成するのがよい。
このような被膜を設けることにより、対象層と刃構造体７０との摩擦が低減されるので、摩擦による対象層直下の層の損傷、対象層の昇温及びこの昇温による機能喪失を抑制することができる。
第３の実施形態の平刃状の刃構造体７０は、高温による有機薄膜の機能喪失のおそれを考慮すると、非加熱の刃構造体７０として切断工程を実施するのが好ましい。
このように平刃状の刃構造体７０を用いる引き切り加工によれば、より直線性の高い溝部を精度よく形成して１層の軟性の有機薄膜又は１層以上の軟性の有機薄膜を含む積層構造を切断することができる。また平刃状の刃構造体７０は比較的安価であるため、製造コストをより削減することができる。
前記第１の実施形態、第２の実施形態及び第３の実施形態において、本発明の製造装置が搬送ロール（６０）を備える構成を例示して説明したが、この搬送ロールに代えて、例えば搬送コンベア、搬送用定盤を用いることもできる。
＜実施例１＞
ＩＴＯの薄膜が一方の主面に設けられたポリエチレンナフトレート（ＰＥＮという場合がある。）フィルム基板（基板）（トービ社製、商品名：ＯＴＥＣ）を、アセトンにて洗浄した後、低圧水銀ランプを備えた紫外線オゾン照射装置（テクノビジョン社製、型式：ＵＶ−３１２）を用いて、ＵＶオゾン洗浄処理を１５分間施し、清浄な表面をもつＩＴＯ電極（第１電極）をＰＥＮフィルム基板上に作製した。次いで、ＩＴＯ電極が設けられたＰＥＮフィルム基板上にＰＥＤＯＴの懸濁液（スタルク社製、商品名Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ ＡＩ４０８３、ｌｏｔ．ＨＣＤ０７Ｏ１０９）をスピンコート法により塗布してＰＥＤＯＴ層（第１電荷輸送層）を形成した。その後、大気中、１５０℃で３０分間乾燥を行なった。
ＰＥＮフィルム基板をガラス板上に固定し、ＰＥＤＯＴ層上に約５０μｍの曲率半径のステンレス鋼製の回転刃（刃構造体）を非加熱で押し当てて走行させることで、有機薄膜であるＰＥＤＯＴ層を２つの領域に切断した。
切断されたＰＥＤＯＴ層の２つの領域それぞれの直下に位置するＩＴＯ電極の２つの領域同士の間で電気的な導通が得られるか試験したところ、導通が確認された。結果として、ＩＴＯ電極を切断せず、ＰＥＤＯＴ層のみを切断して、ＩＴＯ電極を露出させる溝部を形成できたことが確認された。
次に電子供与性化合物であるポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴという場合がある。）（メルク社製、商品名ｌｉｓｉｃｏｎ ＳＰ００１、ｌｏｔ．ＥＦ４３１００２）と、電子受容性化合物であるフラーレン誘導体としてＰＣＢＭ（フロンティアカーボン社製、商品名Ｅ１００、ｌｏｔ．７Ｂ０１６８−Ａ）とを、オルトジクロロベンゼン溶媒中にＰ３ＨＴが１．５重量％、ＰＣＢＭが１．２重量％となるよう添加し、７０℃で２時間撹拌を行なった後、孔径０．２μｍのフィルタにてろ過を行い、塗工液を調整した。ＰＥＤＯＴ層上に、塗工液をスピンコート法により塗布して活性層を成膜した。その後、窒素ガス雰囲気下において、１５０℃で３分間加熱処理した。加熱処理後の活性層の膜厚は約１００ｎｍであった。前記と同様に、活性層にステンレス鋼製の回転刃を非加熱で押し当てて走行させることで、活性層及びＰＥＤＯＴ層からなる有機薄膜の積層構造を２つの領域に切断できた。図５−１に本実施例の切断領域（溝部）の光学顕微鏡像を示す。光学顕微鏡像は、光学顕微鏡（ハイロックス社製 ＫＨ−７７００型）を用い、光学倍率３５０倍で撮影したものである。後述の図５−２及び図５−３も同様である。
前記と同様に、切断された積層構造の２つの領域それぞれの直下に位置するＩＴＯ電極の２つの領域同士の間で電気的な導通が得られるか試験したところ、導通が確認された。結果として、ＩＴＯ電極を切断せず、活性層及びＰＥＤＯＴ層からなる積層構造のみを切断して、ＩＴＯ電極を露出させる溝部を形成できたことが確認された。
＜実施例２＞
刃構造体として、約１００μｍの曲率半径のステンレス鋼製の針状構造体を用いた以外は、前記実施例１と同様にして単層又は積層構造の切断工程を実施した。
結果として、ＩＴＯ電極を切断せず、ＩＴＯ電極上のＰＥＤＯＴ層のみ、及び活性層とＰＥＤＯＴ層との積層構造のみを切断して、ＩＴＯ電極を露出させる溝部を形成できたことが確認された。図５−２に本実施例の切断領域の光学顕微鏡像を示す。
＜実施例３＞
刃構造体として、約１０００μｍの曲率半径のＰＴＦＥ製の平刃状構造体を用いた以外は、前記実施例１と同様にして単層又は積層構造の切断工程を実施した。
結果として、ＩＴＯ電極を切断せず、ＩＴＯ電極上のＰＥＤＯＴ層のみ、及び活性層とＰＥＤＯＴ層との積層構造のみを切断して、ＩＴＯ電極を露出させる溝部を形成できたことが確認された。図５−３に本実施例の切断領域の光学顕微鏡像を示す。
本発明は、有機薄膜太陽電池モジュールの製造に有用である。
１０：基板
１０Ａ：電極形成領域
１０Ｂ：非電極形成領域
２２：第１電極
２４：第２電極
２４ａ：コンタクト
３２：第１電荷輸送層
３４：第２電荷輸送層
４０：活性層
５０：積層構造体
５０Ａ：第１積層体
５０Ｂ：第２積層体
６０：搬送ロール
７０：刃構造体
７０ａ：先端部
７０ｂ：針軸部
８０：スクライビング領域（切断領域）
１００：有機薄膜太陽電池モジュール
１００Ａ１：第１素子（形成領域）
１００Ａ２：第２素子
１００Ｂ：素子間部（領域）
Ｃ：中心回転軸
Ｃ１：第１中心回転軸
Ｃ２：第２中心回転軸
Ｘ：第１溝部
Ｙ：第２溝部
Ｚ：第３溝部

Claims (5)

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