JP2001345465A

JP2001345465A - 光起電力素子及び光起電力素子の製造方法

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Publication number: JP2001345465A
Application number: JP2000163908A
Authority: JP
Inventors: Koji Tsuzuki; 幸司都築; Yoshifumi Takeyama; 祥史竹山; Koichi Shimizu; 孝一清水; Tsutomu Murakami; 勉村上; Toshihito Yoshino; 豪人吉野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-06-01
Filing date: 2000-06-01
Publication date: 2001-12-14
Anticipated expiration: 2020-06-01
Also published as: JP4585652B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発電ロスの少ない集電電極形態を提供し、さ
らには初期変換効率の高い光起電力素子を提供する。【解決手段】導電性被覆層１０５を有する金属ワイヤ
１０４からなる集電電極１０３と、集電電極１０３と接
続された金属バスバー１０６とを有する光起電力素子に
おいて、金属ワイヤ１０４と金属バスバー１０６の間の
接続部が、導電性被覆層１０５よりも比抵抗の小さい導
電材１０７によって形成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光起電力素子に関
する。より詳細には、従来より高効率を得る為の集電電
極構造を有する光起電力素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】光起電力素子を応用した太陽電池は、火
力発電、水力発電などの既存の発電方法の問題を解決す
る代替エネルギー源として注目されている。

【０００３】太陽電池の種類としては、結晶系太陽電
池、アモルファス系太陽電池、化合物半導体太陽電池
等、多種にわたる太陽電池が研究開発されているが、中
でもアモルファスシリコン太陽電池は、変換効率こそ結
晶系の太陽電池に及ばないものの、大面積化が容易で、
かつ光吸収係数が大きく、また薄膜で動作するなどの、
結晶系太陽電池にはない優れた特徴をもっており、将来
を有望視されている太陽電池の１つである。

【０００４】アモルファスシリコン太陽電池の構成とし
ては、例えば、ステンレス等からなる導電性基板の表面
上に、裏面電極、半導体層、受光面電極を順次積層した
構造が公知である。この受光面電極は、例えば透明導電
性酸化物によって形成される。

【０００５】更に、前記受光面電極の表面上には、電流
を集めるための細い金属からなる集電電極が配設され
る。前記集電電極は、太陽電池の光入射面側に設けられ
るため、その面積はいわゆるシャドウロスとなり、太陽
電池の発電に寄与する有効面積が減少することとなる。
この理由から、前記集電電極は、比較的細い櫛状に形成
されることが多い。すなわち、前記集電電極は、通常細
くかつ長い形状となるため、電気抵抗が小さくなるよう
な材料選定、及び、断面形状の設計が要求される。

【０００６】また更に、前記集電電極の表面上には、前
記集電電極によって集められた電流を集めるために、バ
スバー電極と呼ばれる電極が形成される。バスバー電極
は、前記集電電極に比べてより太い金属で作製される。

【０００７】上記電極の例としては、特開平０８−２３
６７９６号公報に金属ワイヤを使用した集電電極が開示
されている。図６にその一例の概略図を示す。

【０００８】図６において、６０１は光起電力素子であ
り、例えばステンレス基板上に裏面電極層、半導体層、
透明電極層が順次形成されており、６０２は光起電力素
子エッジでのショートの影響を回避する為に透明電極層
を除去したラインである。６０３は集電電極であり、直
径５０〜３００μｍの金属ワイヤ６０４の周囲を導電性
ぺースト６０５等でコーティングしたものが、透明電極
層上に圧着されている。ここで導電性ぺーストとして
は、光起電力素子面のピンホール等に直接接触しても出
力低下につながるようなショートの無きこと、及び金属
マイグレーションしないことという制約から、比抵抗１
０^-1〜１０²Ωｃｍ程度のカーボンペーストや導電性酸
化物ぺーストなどが必須である。６０６はさらなる集電
の為のバスバー電極と呼ばれるもので、ワイヤ電極６０
３で集められた電流を光起電力素子外に取り出す目的で
設置されており、材質としては例えば銅の箔材が使用さ
れている。尚、ワイヤ電極６０３とバスバー電極６０６
の接続はワイヤ周囲の導電性ぺースト６０５を用いて接
着接続されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成で、太
陽電池の変換効率としては８〜１０％程度が実用化レベ
ルであるが、近年、太陽電池の変換効率の向上は非常に
目覚しいものがある。とりわけ効率を決定するパラメー
タの中でも、短絡電流（所謂Ｉｓｃ）が改善され、１０
％を超えるような半導体層（半導体膜）が開発されてい
る。具体的なＩｓｃの値としては、従来真性値で６〜１
０ｍＡ／ｃｍ²であったものが、最近では１０ｍＡ／ｃ
ｍ²を超える値となっている。しかしながら電流が向上
した場合の大きな問題点は、電流が通過する電極部分で
の発電ロスが電流量の２乗に比例して増加してしまう点
である。すなわち、高効率の半導体層（半導体膜）がで
きたとしても、発生した電流を取出す際に、抵抗の大き
い部分での発電ロスが大きくなってしまい、本来の半導
体層の持つ実力の変換効率が大幅にダウンしてしまう点
である。従って、太陽電池においては、その発生電流量
に応じて、適宜集電形態を考慮していく必要が生じる。

【００１０】従来、特開平０８−２３６７９６号で提案
した集電形態においては、とりわけバスバー電極とワイ
ヤー電極の接合部が、前述の理由によりカーボンペース
トのような比抵抗の比較的高い材料で形成されている
為、抵抗が高い部分であった。その為、電流量の向上に
伴い、接合部での抵抗ロスが大きくなり、所定の変換効
率が出ないという問題が生じていた。

【００１１】よって本発明の目的は、上記の問題点を解
決する為に、バスバー電極とワイヤ電極の接合部を改善
した形態を有する光起電力素子を提供し、変換効率の高
い光起電力素子を提供することにある。また、その製造
方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために鋭意研究開発を重ねた結果、次のような光
起電力素子及びその製造方法が最適であることを見いだ
した。

【００１３】すなわち本発明の光起電力素子は、導電性
被覆層を有する金属ワイヤからなる集電電極と、前記集
電電極と接続された金属バスバーとを有する光起電力素
子において、前記金属ワイヤと前記金属バスバーの間の
接続部が、前記導電性被覆層よりも比抵抗の小さい導電
材によって形成されていることを特徴とする。かかる構
成によれば、金属ワイヤ／金属バスバー間の抵抗値を従
来よりも低くすることができ、発電ロスが低減し、変換
効率を従来の電極構成よりも大幅に向上することができ
る。

【００１４】また、前記導電材の比抵抗が前記導電性被
覆層の比抵抗の１／５００以下であることを特徴とす
る。かかる構成によれば、発電ロスによる変換効率の低
下を充分抑制することが可能となる。

【００１５】また、前記導電材が導電性接着剤であるこ
とを特徴とする。かかる構成によれば、ワイヤ／バスバ
ー間という複雑な形状部に容易になじませることができ
る為、安定した接合が可能となる。

【００１６】また、前記導電性接着剤を構成する導電フ
ィラーが、銀もしくは銅もしくはニッケルを主成分とす
ることを特徴とする。かかる構成によれば、上記条件を
容易にクリアできると共に、接合部での抵抗ロスを無視
できる程に低減することが可能である。

【００１７】また、前記導電性接着剤を構成する樹脂成
分が、アクリル樹脂もしくはエポキシ樹脂を主成分とす
ることを特徴とする。かかる構成によれば、接合部の耐
湿安定性が増す。特にアクリル樹脂の場合には、柔軟性
がある為に機械的な繰り返し曲げ強度に対して耐性のあ
るものとなり、フレキシブルな太陽電池にも使用可能で
ある。

【００１８】また、前記導電材が厚み方向に導電性を有
する高分子膜であることを特徴とする。かかる構成によ
れば、導電性接着剤と同様にワイヤ／バスバー間という
複雑な形状部に容易になじむことができる為、安定した
接合が形成できる。

【００１９】また、前記導電性被覆層の比抵抗が０．１
Ωｃｍ以上１００Ωｃｍ以下であることを特徴とする。
かかる構成によれば、従来と同様に、セル内でのショー
ト発生に対する封止機能を有し、かつ、光起電力素子表
面に設けられる透明電極層と金属ワイヤ間の電気抵抗ロ
スを無視しうる範囲とすることができる。

【００２０】また、前記導電性被覆層を構成する導電フ
ィラーが、カーボンもしくはグラファイトであることを
特徴とする。かかる構成によれば、従来と同様、光起電
力素子面でのマイグレーションの問題を抑制することが
でき、薄膜タイプの光起電力素子にも使用することが可
能となる。

【００２１】本発明の光起電力素子の製造方法は、導電
性被覆層を有する金属ワイヤからなる集電電極と、前記
集電電極と接続された金属バスバーとを有する光起電力
素子の製造方法において、前記集電電極の前記導電性被
覆層の少なくとも一部を除去することによって前記金属
ワイヤを露出する工程と、該露出部に前記導電性被覆層
よりも比抵抗の小さい導電材を配する工程と、前記導電
材を介して前記金属ワイヤと対向する位置に金属バスバ
ーを配置する工程と、前記導電材を加熱又は／及び加圧
をすることにより前記金属ワイヤと前記金属バスバーを
接続する工程と、を有することを特徴とする。かかる構
成によれば、導電性被覆層の少なくとも一部を除去する
ことによって金属ワイヤを露出し、その露出部に導電性
被覆層よりも比抵抗の小さい導電材を配し、さらにその
部分にバスバー電極を配置した為、確実に、かつ安定的
に抵抗を下げることができる。

【００２２】また、前記導電性被覆層の除去がエネルギ
ービームを照射することにより行われることを特徴とす
る。かかる構成によれば、導電性被覆層の除去が簡便で
あり、量産向きの製造方法となる。

【００２３】また、前記導電性被覆層を構成する導電フ
ィラーが、カーボンもしくはグラファイトであることを
特徴とする。かかる構成によれば、光ビーム照射時の吸
収効率が高まる為、導電性被覆層を除去しやすくなり、
金属ワイヤを確実に、かつ効率よく露出することができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施態様例を詳細に
説明する。

【００２５】まず、本発明の光起電力素子を図１を用い
て詳述する。

【００２６】図１は、本発明の集電電極とバスバー電極
の関係を示す一例の概略図であり、図１中（ａ）は光起
電力素子の正面図、（ｂ）はＡＡ’断面図を示してい
る。

【００２７】図中１０１は光起電力素子、１０２は光起
電力素子表面に設けられた透明電極層のエッチングライ
ンを表す。また、１０３は集電電極であり、本発明にお
いては金属ワイヤ１０４の周囲を導電性被覆層１０５で
コーティングされたものが用いられている。また、１０
６は金属バスバーを表しており、この金属バスバー１０
６と金属ワイヤ１０４との接続部には、導電性被覆層１
０５よりも比抵抗の小さい導電材１０７が配置されてい
る。この導電材１０７の存在により、金属ワイヤ１０４
と金属バスバー１０６間の抵抗を小さくすることができ
る。また、１０８は透明電極層のエッチングライン１０
２の外の領域で金属ワイヤ１０４と光起電力素子１０１
とを絶縁する為の絶縁部材を表している。

【００２８】以下に、各項目毎に説明を加える。

【００２９】（集電電極）本発明に係る集電電極として
は、例えば、図２及び図３に示したものが挙げられる。
図２の集電電極は、金属ワイヤ２０１が１種類の導電性
被覆層２０２でコーティングされた場合である。図３の
集電電極は、金属ワイヤ３０１が２種類の導電性被覆
層、すなわち、第１被覆層３０２と第２被覆層３０３で
コーティングされた場合である。

【００３０】金属ワイヤ２０１及び３０１は、線材とし
て工業的に安定に供給されているものが好ましい。ま
た、金属ワイヤ２０１及び３０１の材質としては、比抵
抗が１０^-4Ωｃｍ以下の金属を用いることが望ましい。
例えば、銅、銀、金、白金、アルミニウム、モリブデ
ン、タングステン等の材料が、電気抵抗が低いため好適
に用いられる。中でも銅、銀、金が電気抵抗が低く望ま
しい。また、前記金属ワイヤはこれらの合金であっても
良い。

【００３１】更に、所望に応じて前記金属ワイヤの表面
に腐食防止、酸化防止、導電性樹脂との接着性向上、電
気的導通の改良などの目的から、薄い金属層を形成して
も良い。金属ワイヤの表面に設ける金属層としては、例
えば、銀、パラジューム、銀とパラジュームの合金、金
などの腐食されにくい貴金属や、ニッケル、スズなどの
耐食性の良い金属が挙げられる。中でも金、銀、スズが
湿度などの影響を受けにくいため、金属層として好適に
用いられる。金属ワイヤの表面に設ける金属層の形成方
法としては、例えば、メッキ法、クラッド法が好適に用
いられる。

【００３２】前記金属ワイヤの断面形状は、円形であっ
ても矩形であっても良く、所望に応じて適宜選択され
る。前記金属ワイヤの直径は、電気抵抗ロスとシャドウ
ロスの和が最小となる様に設計して選択される値であ
る。具体的には、例えばＪＩＳ−Ｃ−３２０２に示され
るエナメル線用の直径２５μｍから１ｍｍまでの銅線が
好適に用いられる。より好ましくは、その直径を２５μ
ｍから２００μｍとすることで光電変換効率の良い光起
電力素子が得られる。２５μｍより細い場合は、ワイヤ
が切れ易く製造が困難となり、また、電気ロスも大きく
なる。また、２００μｍ以上の場合は、シャドウロスが
大きくなったり、又は、光起電力素子表面の凹凸が大き
くなって表面被覆層に使用するＥＶＡ（エチレンビニル
アセテート）などの充填材を厚くしなければならなくな
る。

【００３３】前記金属ワイヤは、公知の伸線機によって
所望の直径に成型して作られる。伸線機を通過した金属
ワイヤは硬質であるが、伸び易さや曲げ易さなどは、所
望の特性に応じて公知の方法でアニールし、軟質にして
用いても良い。

【００３４】図２で示す導電性被覆層２０２は単層構成
の被覆層であり、熱硬化性導電性接着剤あるいは熱可塑
性導電性接着剤により形成される。これらは、熱圧着工
程により集電電極本体と光起電力素子基板とを機械的、
電気的に接続する機能を持つ。

【００３５】一方、図３で示す導電性被覆層は、２層構
成の被覆層であり、第１被覆層３０２と第２被覆層３０
３から成る。第１被覆層３０２は熱硬化性導電性接着材
により形成され、金属ワイヤ３０１の保護、機械的、電
気的な接続を行う。また、金属ワイヤ３０１によるマイ
グレーションを防止し、さらに集電電極から光起電力素
子の欠陥部分に流れ込む電流を抑制する機能を持つ。第
２被覆層３０３もまた熱硬化性導電性接着材により形成
され、熱圧着工程により集電電極本体と光起電力素子基
板とを機械的、電気的に接続する機能を持つ。第２被覆
層３０３を構成する導電性接着剤は被覆後に未硬化の状
態としておき、接着工程を経た後硬化処理をする方が望
ましい。

【００３６】導電性被覆層２０２、３０２、３０３は、
導電性接着剤から成り、導電性粒子と高分子樹脂とを分
散して得られる。これらの導電性接着材の比抵抗として
は、光起電力素子によって発生する電流を集電するのに
無視しうる抵抗であり、かつ、シャントが生じない様に
適度な抵抗値とすることが必要であり、具体的には０．
１Ωｃｍ以上１００Ωｃｍ以下程度が好ましい。０．１
Ωｃｍより小さい場合はシャント防止機能が少なくな
り、１００Ωｃｍより大きい場合は電気抵抗ロスが大き
くなるためである。

【００３７】導電性粒子は、導電性を付与するための顔
料であり、その材料としては、例えば、カーボンブラッ
ク、グラファイトなどやＩｎ₂Ｏ₃，ＴｉＯ₂，ＳｎＯ₂，
ＩＴＯ，ＺｎＯ及び前記材料に適当なドーパントを添加
した酸化物半導体材料等が好適に用いられる。これらの
材料はマイグレーション性が少ない為、例えば薄膜系の
半導体層を有する太陽電池においても使用可能である。
特に、カーボンブラック及びグラファイトを導電性粒子
として使用した場合には、接着剤自体が黒色化する為、
後述する製造工程での光ビームの吸収がよくなり、金属
ワイヤの露出が容易となる為、好適である。

【００３８】前記導電性粒子の粒径は、形成する前記被
覆層の厚みよりも小さくする必要があるが、小さすぎる
と粒子同士の接触点での抵抗が大きくなるため所望の比
抵抗が得られなくなる。この様な事情から前記導電性粒
子の平均粒径としては０．０２μｍ以上１５μｍ以下が
好ましい。また、異なる２種類以上の導電性粒子を混合
して、比抵抗や導電性樹脂内での分散度を調節しても良
い。

【００３９】前記導電性粒子と前記高分子樹脂とは、所
望の比抵抗を得るため好適な比率で混合されるが、導電
性粒子を増加すると比抵抗は低くなるが樹脂の比率が少
なくなるため塗膜としての安定性は悪くなる。また、高
分子樹脂を増加すると導電性粒子同士の接触が不良とな
り高抵抗化する。従って、良好な比率は、用いる高分子
樹脂と導電性粒子及び所望の物性値によって適宜選択さ
れるものである。具体的には、導電性粒子が５体積％か
ら９５体積％程度とすることで良好な比抵抗が得られ
る。

【００４０】高分子樹脂としては、金属ワイヤに塗膜を
形成し易く、作業性に優れ、柔軟性があり、耐候性が優
れた樹脂が好ましい。このような特性をもつ高分子樹脂
としては、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂がある。

【００４１】熱硬化性樹脂としては、例えば、ウレタ
ン、エポキシ、フェノール、ポリビニルホルマール、ア
ルキド樹脂あるいはこれらを変性した樹脂等が好適な材
料として挙げられる。とりわけ、ウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂、フェノール樹脂はエナメル線用絶縁被覆材料と
して用いられており柔軟性や生産性の面で優れた材料で
ある。しかも、耐湿性、接着性の面でも光起電力素子の
集電電極用材料として好適に用いられる。

【００４２】熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラー
ル、フェノキシ、ポリアミド、ポリアミドイミド、メラ
ミン、アクリル、スチレン、ポリエステル、フッ素など
が好適な樹脂として挙げられる。とりわけ、ブチラール
樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイ
ミド樹脂が、柔軟性、耐湿性、接着性の面で優れた材料
であり、光起電力素子の集電電極用材料として好適に用
いられる。

【００４３】尚、導電性接着剤中には、金属との密着性
を向上させる等の目的で、例えばカップリング剤のよう
な添加剤が混入してあっても何ら構わない。

【００４４】導電性被覆層の厚みとしては、適宜選択し
て構わないが、５μｍ以上３０μｍ以下の範囲が好まし
い。５μｍより薄い厚みの場合は、均一にコーティング
することが難しくピンホールが発生し易くなると同時
に、接着層としての機能が不足することがある。また、
３０μｍ以上の厚みではシャドーロスが極端に大きくな
ってくる為、５〜３０μｍ程度が好適である。

【００４５】（金属バスバー）本発明に係る金属バスバ
ー１０６は、集電電極１０３を流れる電流を更に一端に
集める為の集電部である。このような観点から、金属バ
スバーに使用する材料としては、比抵抗が低く、かつ工
業的に安定して供給されている材料が望ましい。

【００４６】このような材料としては、加工性が良く、
安価な銅が好適に用いられる。また、銅を用いる場合に
は、腐蝕防止、酸化防止等の目的で、表面に薄い金属層
を設けてもよい。この表面金属層としては、例えば、
銀、パラジウム、パラジウムと銀の合金、または金など
の腐蝕されにくい貴金属や、ニッケル、半田、錫などの
耐食性の良い金属が好適に用いられる。表面金属層の形
成方法としては、例えば作成が比較的容易な蒸着法、メ
ッキ法、クラッド法が好適に用いられる。

【００４７】金属バスバーの厚みは、５０μｍ以上２０
０μｍ以下が好ましい。５０μｍ以上とすることで、光
起電力素子の発生電流密度に充分対応できるだけの断面
積を確保できるとともに、実質上機械的結合部材として
使用することができる。一方、金属バスバーは厚くする
ほど抵抗ロスを小さくすることができるが、２００μｍ
以下とすることで表面被覆材によるなだらかな被覆が可
能となる。

【００４８】金属バスバーは、光起電力素子の形態によ
っては何枚設けてもよく、特に１枚と限定されるもので
はない。また、ここで用いる金属バスバーは、設ける対
象となる光起電力素子の大きさとほぼ同程度の長さを有
するものが好ましい。形状に関しても特に制限はなく、
箔状、円柱状等を用いることができる。

【００４９】（導電材）導電材１０７は、金属ワイヤ１
０４と金属バスバー１０６間に配され、金属ワイヤから
金属バスバーに流れ込む電流の経路として機能すると同
時に、機械的な接着機能を有するものである。従って、
非常に低抵抗であって、かつ金属との接着性が良好であ
ることが好まれる。

【００５０】導電材の比抵抗としては、ワイヤから電流
が流れ込んだ際に、電力ロスが無視できる程度の抵抗で
あることが必要であり、かつ、導電性被覆層よりも低抵
抗であることが要求される。電力ロスを無視できるレベ
ルにする為には、導電材の比抵抗を導電性被覆層の比抵
抗の１／５００以下とすることで効果は得られ、導電材
の具体的な比抵抗としては１×１０^-5Ωｃｍ以上１×１
０^-3Ωｃｍ以下程度が好ましい。

【００５１】導電材１０７は、金属ワイヤと金属バスバ
ーの間を接続する全ての領域に設けることが最も低抵抗
となり好ましい。しかしながら、一部の領域に設けるだ
けでもその効果は生じる。

【００５２】上記条件を満たす導電材としては様々な材
料が挙げられるが、とりわけ導電性接着剤や、厚み方向
に導電性を有する高分子膜（所謂、異方性導電膜）が望
ましい。これらの材料を使用した場合には、金属ワイヤ
／金属バスバー間という複雑な形状部分になじみよく配
置可能である為、安定的に低抵抗接合が可能となる。

【００５３】導電材１０７が導電性接着剤である場合に
は、導電性被覆層と同様、導電性粒子と高分子樹脂とを
所望の比率で分散して得られる。

【００５４】導電性粒子としては、上記比抵抗を実現で
きる粒子であれば特に制限はなく、金、銀、銅、ニッケ
ル等を主成分とする通常の金属フィラを用いることがで
きる。中でも、できるだけ比抵抗を小さくする目的と、
コスト的な兼ね合いから銀、銅、ニッケルを主成分とす
ることが好適である。

【００５５】また、樹脂成分としては、上述のように金
属との接着性が良好であるとともに、耐候性、耐湿性に
優れた樹脂として、例えば、ウレタン、エポキシ、フェ
ノール、ブチラール、アクリル、ポリエステルなどが好
適な材料として挙げられる。とりわけ、本発明者の耐湿
性に関する実験結果から、エポキシ樹脂とアクリル樹脂
が好ましいが、それ以外にも柔軟性の観点からアクリル
樹脂がより好ましい材料である。

【００５６】尚、導電性接着剤中には、金属との密着性
を向上させる等の目的で、例えばカップリング剤のよう
な添加剤が混入してあっても何ら構わない。

【００５７】また、導電材１０７が異方性導電膜である
場合においても、導電性接着材と同様、安定性に優れた
接合部を提供することができる。

【００５８】（光起電力素子）本発明は、集電電極とバ
スバー部の接合形態に関する発明であることから、本発
明における光起電力素子には特に何ら限定はなく、単結
晶、薄膜単結晶、多結晶、薄膜多結晶、アモルファスシ
リコン太陽電池に適用できる以外に、シリコン以外の半
導体を用いた太陽電池、ショットキー型の太陽電池にも
適用可能である。

【００５９】また、電流の観点からは、どのような電流
密度を有する太陽電池においてもその効果は少なからず
現れるが、とりわけ真性のＩｓｃが１０ｍＡ／ｃｍ²以
上の太陽電池に関して効果が大きい。

【００６０】ここでは代表例として、金属ワイヤが集電
電極としてよく使用されるアモルファスシリコン系太陽
電池について詳述する。その断面図を図４に示す。

【００６１】図４は、基板と反対側の表面から光入射さ
せるタイプのアモルファスシリコン系太陽電池の模式的
断面図である。図において、４０１は基板、４０２は下
部電極、４０３、４１３、４２３はｎ型半導体層、４０
４、４１４、４２４はｉ型半導体層、４０５、４１５、
４２５はｐ型半導体層、４０６は透明導電膜からなる上
部電極、４０７は集電電極が用いられるグリッド電極を
表す。

【００６２】基板４０１はアモルファスシリコンのよう
な薄膜の太陽電池の場合に、半導体層を機械的に支持す
る部材であり、かつ電極としても使われる。従って、基
板４０１は、半導体層を成膜する時の加熱温度に耐える
耐熱性が要求されるが導電性のものでも電気絶縁性のも
のでもよい。

【００６３】導電性の材料としては、例えばＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，
Ｐｔ，Ｐｂ等の金属またはこれらの合金、例えば真ちゅ
う、ステンレス鋼等の薄板及びその複合体やカーボンシ
ート、亜鉛メッキ鋼板が挙げらる。また、電気絶縁性材
料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボ
ネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ
塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ
アミド、ポリイミド、エポキシ等の耐熱性合成樹脂のフ
ィルムまたはシートまたはこれらとガラスファイバー、
カーボンファイバー、ほう素ファイバー、金属繊維等と
の複合体、及びこれらの金属の薄板、樹脂シート等の表
面に異種材質の金属薄膜及び／またはＳｉＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ
₄，Ａｌ₂Ｏ ₃，ＡｌＮ等の絶縁性薄膜をスパッタ法、蒸
着法、鍍金法等により表面コーティング処理を行ったも
のおよび、ガラス、セラミックス等が挙げられる。

【００６４】下部電極４０２は、半導体層４０３，４０
４，４０５，４１３，４１４，４１５，４２３，４２
４，４２５で発生した電力を取り出すための一方の電極
であり、半導体層４０３に対してはオーミックコンタク
トとなる仕事関数を持つことが要求される。材料として
は、例えば、Ａｌ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｕ，ニクロム，ＳｎＯ₂，
Ｉｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＩＴＯ等のいわゆる金属体または合
金及び透明導電性酸化物（ＴＣＯ）等が用いられる。下
部電極の表面は平滑であることが好ましいが、光の乱反
射を起こさせる場合にはテクスチャー化しても良い。ま
た、基板４０１が導電性である場合、下部電極４０２を
設けなくても良い。下部電極４０２は、例えば、メッ
キ、蒸着、スパッタ等の公知の方法で形成することがで
きる。

【００６５】アモルファスシリコン半導体層は、ｎ層４
０３，ｉ層４０４，ｐ層４０５を一組としたシングル構
成（図４（ａ））だけでなく、ｐｉｎ接合またはｐｎ接
合を２組又は３組重ねたダブル構成（図４（ｂ））やト
リプル構成（図４（ｃ））も好適に用いられる。特に、
ｉ層である４０４，４１４，４２４を構成する半導体材
料としては、ａ−Ｓｉの他に、ａ−ＳｉＧｅ，ａ−Ｓｉ
Ｃ等のいわゆるＩＶ族及びＩＶ族合金系アモルファス半
導体が挙げられる。アモルファスシリコン半導体層の成
膜方法としては、例えば、蒸着法、スパッタ法、高周波
プラズマＣＶＤ法、マイクロプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ
法、熱ＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等公知の方法を所望に応
じて用いる。成膜装置としては、バッチ式の装置や連続
成膜装置等が所望に応じて使用できる。

【００６６】透明導電膜４０６は、アモルファスシリコ
ンのようにシート抵抗が高い場合必要であり、かつ、光
入射側に位置するために透明であることが必要である。
透明導電膜４０６の材料としては、例えば、ＳｎＯ₂，
Ｉｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＣｄＳｎＯ₄，ＩＴＯ等の
金属酸化物が挙げられる。

【００６７】（製造方法）次に光起電力素子の一例の製
造方法を図５（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。図５
（ａ）〜（ｆ）は光起電力素子を光入射側から見た場合
の正面図である。

【００６８】（ａ）上述の光起電力素子５０１を任意の
大きさで準備する。

【００６９】（ｂ）最表面に位置する透明導電膜を除去
したライン（所謂エッチングライン）５０２を形成す
る。これは、光起電力素子の周辺に存在する短絡箇所
が、素子効率に影響を及ぼさないようにする場合にする
処理であって、短絡箇所が無い場合や短絡の程度が無視
できるような場合には特に設ける必要はない。

【００７０】また、光起電力素子５０１の端部に、例え
ば両面粘着テープのような絶縁部材５０３を配置する。
絶縁部材５０３は、後に集電電極や金属バスバーが、光
起電力素子５０１の短絡部と接触してショートすること
を防止する目的で配置されるものであり、ショートの危
険性がない場合については、エッチングライン同様設け
る必要はない。

【００７１】（ｃ）次に、導電性被覆層を有する金属ワ
イヤからなる集電電極５０４を適当なピッチ間隔で透明
導電層上に載置する。この時点では、光起電力素子の端
部の絶縁部材５０４上のみで集電電極５０４は固定され
ている。

【００７２】（ｄ）後工程で金属バスバーを載置する位
置の導電性被覆層を除去し、金属ワイヤを露出（５０５
部）させる。除去の方法としては、例えば機械的に導電
性被覆層を削り取ってもよく、あるいは化学的な処理に
より除去してもよく、特に限定は無い。しかしながら、
生産歩留りが良く、タクトが得られる方法として、除去
部にエネルギービームを照射する方法が好ましい。すな
わち、エネルギービームを被覆層に照射することによ
り、被覆層を高温にし、加熱気化することにより除去す
る方法である。ここで、エネルギービームとは、電子
線、イオン線、レーザー等であるが、装置が簡易になる
点からレーザーが好適である。レーザーを使用する場合
においては、導電性被覆層を構成する導電フィラーがカ
ーボンもしくはグラファイトであると、レーザーの吸収
が良好で、容易かつ確実に除去が可能となる。中でも導
電フィラーがカーボンもしくはグラファイトで、レーザ
ーがＹＡＧレーザーが好適である。

【００７３】上記除去工程は、図５に示すように光起電
力素子上で行うことができるが、先に別の場所で除去を
行ったワイヤを光起電力素子上に貼り付けることも可能
である。

【００７４】（ｅ）金属ワイヤが露出した部分５０５
に、前述の導電材５０６を載置する。導電材が導電性接
着剤である場合には載置方法としては、ディスペンサ
ー、スタンプ、スクリーン印刷等公知の方法を用いて載
置可能である。導電性接着剤は点状に載置してよいし、
集電電極５０５と交差するような線状に載置してもよ
い。導電性接着材の量としては、少ない場合には接着強
度が不足し非常に不安定になってしまい、また多い場合
には金属バスバーを配置した際にセルのアクティブエリ
アにまではみ出してしまう、という兼ね合いから適宜選
択されるが、点状に配置する場合には１点あたり０．１
ｍｇ〜１０ｍｇ程度が好適である。

【００７５】導電材が異方性導電膜である場合には、露
出部５０５に交差するように載置できる。

【００７６】（ｆ）導電材５０６を配した位置に金属バ
スバー５０７を配置し、所望の温度で加熱硬化を行う。
この時に、光起電力素子全面を加熱してもよく、導電性
被覆層を硬化して金属ワイヤを透明導電層上に固定する
と同時に、導電材５０６も硬化して、金属バスバー５０
７と金属ワイヤを接着固定する。

【００７７】また、上記加熱の工程と同時に、光起電力
素子全面を加圧することが望ましい。加圧をすることに
よって、透明導電層上での金属ワイヤの接着力が向上し
信頼性がアップすると同時に、金属バスバーの部分にお
いては導電材が押されることによって金属ワイヤとの距
離が縮まる為、抵抗値をより低くすることができる。圧
力としては、導電材５０６や導電性被覆層が適度に変形
する圧力が好ましく、また光起電力素子を破壊しない程
度の圧力以下でなければいけない。具体的には例えば、
１．１×１０⁵Ｐａ〜６．０×１０⁵Ｐａ程度が好適であ
る。

【００７８】

【実施例】以下、本発明について実施例に基づき詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例により限定される
ものではない。

【００７９】（集電電極の作成）以下に、実施例及び比
較例で使用した集電電極について説明する。

【００８０】まず、集電電極として、図３で示すように
金属ワイヤの周囲に導電性被覆層が２層コートされたも
のを作成した。

【００８１】金属ワイヤ３０１として、直径１００μｍ
の銀クラッド銅ワイヤ（直径９８μｍの周囲に銀を２μ
ｍの厚みでクラッドしたもの）を準備した。

【００８２】次に、第１被覆層３０２として、カーボン
入りウレタン系樹脂ぺースト（自社製、硬化時比抵抗
０．５Ωｃｍ）をワイヤの周囲に５μｍ±１μｍの厚み
で塗付した。第１被覆層については、塗付後にＩＲオー
ブンにて標準硬化条件である２８０℃１分の履歴を通す
ことによって、完全な硬化膜を作成した。

【００８３】次に、同じカーボン入りウレタン系樹脂ぺ
ーストを使用して、第２被覆層３０３を形成した。第２
被覆層は、２０μｍ±１μｍの厚みで塗付を行い、１２
０℃１分の条件で乾燥した。

【００８４】この条件は、ぺースト中に存在する硬化剤
の解離温度以下であって、第２被覆層は単に溶剤が揮発
してタックが無くなった状態にある。

【００８５】このようにして、直径約１５０μｍの集電
電極を作成した。

【００８６】（実施例１）本実施例では、図４（ｃ）に
示す層構成でｐｉｎ接合型トリプル構成のアモルファス
太陽電池Ａを作成した。

【００８７】まず、十分に脱脂、洗浄したＳＵＳ４３０
ＢＡ基板４０１を不図示のＤＣスパッタ装置に入れＡｇ
を４５０ｎｍ堆積し、その後ＺｎＯを１０００ｎｍを堆
積して下部電極４０２を形成した。基板を取り出し、不
図示のマイクロ波プラズマＣＶＤ成膜装置に入れ、ｎ層
４０３にシリコン層、ｉ層４０４にシリコンゲルマニウ
ム層、ｐ層４０５にシリコン層の順でボトム層を形成し
た。次に、同様にしてｎ層４１３にシリコン層、ｉ層４
１４にシリコンゲルマニウム層、ｐ層４１５にシリコン
層の順でミドル層を順次形成し、更に、ｎ層４２３、ｉ
層４２４、ｐ層４２５の順で全てシリコン層のトップ層
を形成し、半導体層を堆積した。その後、不図示のスパ
ッタ装置に入れ反射防止効果を兼ねた機能を有する透明
導電膜４０６としてＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。

【００８８】次に、太陽電池基板４０１を大きさは３０
×３０ｃｍでセルの有効面積が９００ｃｍ²となるよう
に塩化第２鉄を主成分とするエッチングペーストと市販
の印刷機を用い不要部分の透明導電膜を除去した。

【００８９】次に、有効面積外であって、対向する２辺
の位置に、図５（ｂ）で示すような絶縁部材５０３を設
けた。絶縁部材５０３としては、厚み１００μｍのポリ
イミド基材両面粘着テープを貼付することによって形成
した。

【００９０】次に、前述の集電電極ワイヤーを３０ｃｍ
程度の長さに切断し、図５（ｃ）のように載置した。集
電電極ワイヤーは、５ｍｍの間隔で載置し、その両端部
分は粘着テープの粘着力により固定した。

【００９１】その後、図５（ｄ）に示すように絶縁部材
５０３上に存在する集電電極ワイヤー５０４の直上から
レーザー光を照射し、２ｍｍ長だけワイヤの被覆層を除
去し、銀クラッド銅ワイヤーを露出させた。この時、レ
ーザーとしてはＱスイッチＹＡＧレーザーを使用した。

【００９２】次に、銀クラッド銅ワイヤが露出した部分
５０５に、カーボン入りフッ素系樹脂ぺースト（自社
製、硬化時比抵抗０．１Ωｃｍ）をディスペンサーでド
ッテイングしていった。ドッテイング量は１箇所につ
き、約１ｍｇとなるようにディスペンサーの条件を調節
して行った。

【００９３】さらに、ドッテイングを行った部分の上か
ら両面粘着テープと平行に金属バスバー５０７を図５
（ｆ）のように載置した。金属バスバーとしては、厚み
１００μｍの銀メッキ銅を用いた。この状態で、全体を
不図示の加熱装置にて加熱圧着することによって、有効
面積内においては集電電極ワイヤーをＩＴＯ上に接着固
定し、かつ、金属バスバー部ではドッテイングしたカー
ボンペーストが硬化し、バスバーとワイヤーとを接着固
定することができた。加熱条件は、２００℃、４５秒、
圧力は、約２×１０⁵Ｐａで行った。以上の工程によっ
て、太陽電池Ａを５個完成した。

【００９４】完成した太陽電池Ａを、ＡＭ１．５グロー
バルの太陽光スペクトルで１００ｍＷ／ｃｍ²の光量の
擬似太陽光源（以下シミュレータと呼ぶ）用いて太陽電
池特性を測定し、実効変換効率を求めたところ平均１
２．９％と良好な特性でありばらつきも少なかった。

【００９５】さらに、作成した太陽電池Ａの金属ワイヤ
／金属バスバー間の抵抗を不図示の４端子抵抗測定装置
で測定し、その測定値から接続部での発電ロス量をシミ
ュレーションしたところ、真性変換効率の０．９４％相
当であった。

【００９６】（比較例１）比較例１では、図４（ｃ）に
示す層構成でｐｉｎ接合型トリプル構成のアモルファス
太陽電池Ａ’を作成した。比較例１では、レーザーで集
電電極の被覆層を除去する工程と、導電性ぺーストを載
置する工程がなかった点だけが実施例１とは異なってお
り、金属ワイヤーと金属バスバーの接続は金属ワイヤ周
囲に導電性被覆層により行っている。以下に手順を説明
する。

【００９７】まず、十分に脱脂、洗浄したＳＵＳ４３０
ＢＡ基板４０１を不図示のＤＣスパッタ装置に入れＡｇ
を４５０ｎｍ堆積し、その後ＺｎＯを１０００ｎｍを堆
積して下部電極４０２を形成した。基板を取り出し、不
図示のマイクロ波プラズマＣＶＤ成膜装置に入れ、ｎ層
４０３にシリコン層、ｉ層４０４にシリコンゲルマニウ
ム層、ｐ層４０５にシリコン層の順でボトム層を形成し
た。次に、同様にしてｎ層４１３にシリコン層、ｉ層４
１４にシリコンゲルマニウム層、ｐ層４１５にシリコン
層の順でミドル層を順次形成し、更に、ｎ層４２３、ｉ
層４２４、ｐ層４２５の順で全てシリコン層のトップ層
を形成し、半導体層を堆積した。その後、不図示のスパ
ッタ装置に入れ反射防止効果を兼ねた機能を有する透明
導電膜４０６としてＩＴＯを７０ｎｍ成膜した。次に、
太陽電池基板４０１を大きさは３０×３０ｃｍでセルの
有効面積が９００ｃｍ²となるように塩化第２鉄を主成
分とするエッチングペーストと市販の印刷機を用い不要
部分の透明導電膜を除去した。

【００９８】次に、有効面積外であって、対向する２辺
の位置に、図５（ｂ）で示すような絶縁部材５０３を設
けた。絶縁部材５０３としては、厚み１００μｍのポリ
イミド基材両面粘着テープを貼付することによって形成
した。

【００９９】次に、前述の集電電極ワイヤーを３０ｃｍ
程度の長さに切断し、図５（ｃ）のように載置した。集
電電極ワイヤーは、５ｍｍの間隔で載置し、その両端部
分は粘着テープの粘着力により固定した。

【０１００】さらに、固定したワイヤーの上から両面粘
着テープと平行に金属バスバーを図５（ｆ）のように載
置した。金属バスバーとしては、厚み１００μｍの銀メ
ッキ銅を用いた。この状態で、全体を不図示の加熱装置
にて加熱圧着することによって、有効面積内においては
集電電極ワイヤーをＩＴＯ上に接着固定し、かつ、金属
バスバー部においても第２被覆層が硬化し、バスバーと
ワイヤーとを接着固定することができた。加熱条件は、
２００℃、４５秒、圧力は、約２．０×１０⁵Ｐａで行
った。以上の工程によって、太陽電池Ａ’を５個完成し
た。

【０１０１】完成した太陽電池Ａ’を、シミュレータを
用いて太陽電池特性を測定し、実効変換効率を求めたと
ころ平均１２．４％であった。

【０１０２】さらに、作成した太陽電池Ａ’の金属ワイ
ヤ／金属バスバー間の抵抗を不図示の４端子抵抗測定装
置で測定し、その測定値から接続部での発電ロス量をシ
ミュレーションしたところ、真性変換効率の４．６９％
相当であった。

【０１０３】実施例１と比較例１を比較すると、実施例
１の方が実効変換効率が０．５％向上しており、その原
因がワイヤ／バスバー間のロスによるものであることが
明らかである。従って、本発明の電極形態は、初期の効
率特性が非常に良好であることが分かった。

【０１０４】（実施例２）実施例２においては、図４
（ｃ）に示す層構成でｐｉｎ接合型トリプル構成のアモ
ルファス太陽電池Ｂを５個作成した。

【０１０５】太陽電池Ｂにおいては、ドッテイングする
導電性接着剤として、エポキシ系銅ぺースト（硬化時比
抵抗０．００１Ωｃｍ）を使用して作成した以外は実施
例１と全く同様にして作成した。

【０１０６】完成した太陽電池Ｂを、シミュレータを用
いて太陽電池特性を測定し、実効変換効率を求めたとこ
ろ平均１３．０％と良好な特性でありばらつきも少なか
った。

【０１０７】さらに、作成した太陽電池Ｂの金属ワイヤ
／金属バスバー間の抵抗を不図示の４端子抵抗測定装置
で測定し、その測定値から接続部での発電ロス量をシミ
ュレーションしたところ、真性変換効率の０．０１％相
当であった。０．００１Ω程度の比抵抗の導電性接着剤
を使用することで、発電ロスはほとんど無視できる量に
なっていることが明らかとなった。

【０１０８】（実施例３）実施例３においては、図４
（ｃ）に示す層構成でｐｉｎ接合型トリプル構成のアモ
ルファス太陽電池Ｃを５個作成した。

【０１０９】太陽電池Ｃにおいては、ドッテイングする
導電性接着剤として、エポキシ系銀ぺースト（硬化時比
抵抗０．０００１Ωｃｍ）を使用して作成した以外は実
施例１と全く同様にして作成した。

【０１１０】完成した太陽電池Ｃを、シミュレータを用
いて太陽電池特性を測定し、実効変換効率を求めたとこ
ろ平均１３．０％と良好な特性でありばらつきも少なか
った。

【０１１１】さらに、作成した太陽電池Ｃの金属ワイヤ
／金属バスバー間の抵抗を不図示の４端子抵抗測定装置
で測定し、その測定値から接続部での発電ロス量をシミ
ュレーションしたところ、真性変換効率の０．０１％以
下であった。

【０１１２】本実施例では、実施例２よりもさらに１桁
比抵抗の低い導電性接着剤を使用したが、実効変換効率
は同じであった。すなわち、導電性接着剤の比抵抗が寄
与しない領域であって、充分実力の変換効率を達成でき
ることが明らかとなった。

【０１１３】（実施例４）実施例４においては、図４
（ｃ）に示す層構成でｐｉｎ接合型トリプル構成のアモ
ルファス太陽電池Ｄを５個作成した。

【０１１４】太陽電池Ｄにおいては、ドッテイングする
導電性接着剤として、アクリル系銀ぺースト（硬化時比
抵抗０．０００１Ωｃｍ）を使用して作成した以外は実
施例１と全く同様にして作成した。

【０１１５】完成した太陽電池Ｄを、シミュレータを用
いて太陽電池特性を測定し、実効変換効率を求めたとこ
ろ平均１３．０％と良好な特性でありばらつきも少なか
った。

【０１１６】さらに、作成した太陽電池Ｄの金属ワイヤ
／金属バスバー間の抵抗を不図示の４端子抵抗測定装置
で測定し、その測定値から接続部での発電ロス量をシミ
ュレーションしたところ、真性変換効率の０．０１％以
下であった。

【０１１７】本実施例では、実施例３と同様に実施例２
よりもさらに１桁比抵抗の低い導電性接着剤を使用した
が、実効変換効率は同じであった。すなわち、導電性接
着剤の比抵抗が寄与しない領域であって、充分実力の変
換効率を達成できることが明らかとなった。

【０１１８】（実施例５）実施例５では、導電材として
異方性導電膜を使用した点が他の実施例とは異なってお
り、図４（ｃ）に示す層構成でｐｉｎ接合型トリプル構
成のアモルファス太陽電池Ｅを５個作成した。

【０１１９】図５（ｄ）に示すワイヤの被覆層を除去す
る工程までは実施例１と同様に作成した。その後、銀ク
ラッド銅ワイヤが露出した部分に、異方性導電膜（厚み
２５μｍ、圧着時比抵抗０．００１Ω（計算値））を適
度な大きさに切断して載置し、さらにその上から金属バ
スバーを図５（ｆ）のように載置した。金属バスバーと
しては、厚み１００μｍの銀メッキ銅を用いた。この状
態で、まず金属バスバーの上だけを付図示の加熱圧着装
置により、１８０℃、２０秒、圧力約４．１×１０⁶Ｐ
ａの条件で熱圧着した。その後、さらに２００℃４５
秒、圧力約２．０×１０⁵Ｐａの条件で全体を加熱圧着
することにより、集電電極ワイヤーをＩＴＯ上に接着固
定した。

【０１２０】以上の工程により太陽電池Ｅを５個完成し
た。

【０１２１】完成した太陽電池Ｅを、シミュレータを用
いて太陽電池特性を測定し、実効変換効率を求めたとこ
ろ平均１３．０％と良好な特性でありばらつきも少なか
った。

【０１２２】さらに、作成した太陽電池Ｅの金属ワイヤ
／金属バスバー間の抵抗を不図示の４端子抵抗測定装置
で測定し、その測定値から接続部での発電ロス量をシミ
ュレーションしたところ、真性変換効率の０．０１％相
当であった。

【０１２３】本実施例では、導電材として異方性導電膜
を使用した場合について詳述したが、導電性接着剤と同
様の変換効率が達成できることが明らかとなった。

【０１２４】（比較実験１）上記実施例で作成した太陽
電池Ａ〜Ｅに対して、後述する評価試験を行う為に、樹
脂被覆（ラミネーション）した。以下にその手順を示
す。

【０１２５】太陽電池、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル
共重合体）シート（厚さ４６０μｍ）、片面をプラズマ
放電処理した無延伸のＥＴＦＥ（ポリエチレンテトラフ
ルオロエチレン）フィルム（厚さ５０μｍ）、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ５０μ
ｍ）、有機不織布、ガルバリウム鋼板（厚さ０．４ｍ
ｍ）をＥＴＦＥ／ＥＶＡ／有機不織布／太陽電池／ＥＶ
Ａ／ＰＥＴ／ＥＶＡ／鋼板という順に重ねて太陽電池モ
ジュール積層体とした。次に、ＥＴＦＥの外側に、離型
用テフロン（登録商標）フィルム（厚さ５０μｍ）を介
してステンレスメッシュ（４０×４０メッシュ、線径
０．１５ｍｍ）を配し、積層体を真空ラミネート装置を
用いて加圧脱気しながら１５０℃で３０分加熱圧着する
ことにより太陽電池が完成した。

【０１２６】表面被覆材表面にはメッシュにより最大３
０μｍの高低差の凹凸が形成された。

【０１２７】出力端子はあらかじめ光起電力素子裏面に
まわしておき、ラミネート後、ガルバリウム鋼板に予め
開けておいた端子取り出し口から出力が取り出せるよう
にした。

【０１２８】このようにして作成した太陽電池モジュー
ルＡ〜Ｅに対して、実際の屋外での環境状況を想定し、
以下の比較実験を行った。試験は、屋外での水分の侵
入を想定した場合、試験は屋外での風による撓みの影
響を想定した試験である。作成した太陽電池５個のう
ち、３個を試験、２個を試験に使用した。高温高湿（ＨＨ）試験ＩＥＥＥ規格ｄｒａｆｔ９に準拠した高温高湿試験（８
５℃８５％）を１０００時間行った。試験後に、再び変
換効率の測定を行った。動荷重試験ＩＥＥＥ規格ｄｒａｆｔ９に準拠した動荷重試験を１０
０００サイクル行った。試験後に、再び変換効率の測定
を行った。また、太陽電池モジュールＡ〜Ｄに関しては
測定後に、表面被覆材及び金属バスバーを慎重に剥が
し、導電性接着剤の様子を顕微鏡で観察した。

【０１２９】試験結果を表１に示す。

【０１３０】

【表１】

【０１３１】高温高湿試験に関しては、何れのモジュー
ルにおいてもほとんど変化はなかったが、太陽電池モジ
ュールＡだけが若干の低下を示しており、導電性接着剤
の樹脂種の影響であると考えられる。

【０１３２】また、動荷重試験に関しては、何れのモジ
ュールにおいても変換効率の低下が全く無く良好であっ
たが、その後、太陽電池モジュールＡ〜Ｄに対して導電
性接着剤を顕微鏡で観察したところ、太陽電池モジュー
ルＡ、Ｂ、Ｃにおいては導電性接着剤にひび割れが見ら
れた。この結果は、使用している導電性接着剤の柔軟性
に起因している現象と考えられる。

【０１３３】以上の結果より、本発明の構成について
は、充分信頼性を有することが分かった。また、中で
も、エポキシ樹脂やアクリル樹脂を使用した系について
は、とりわけ信頼性が良好であることが分かった。

【０１３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によって集
電形態が改善され、従来課題であったバスバーとワイヤ
ー部の抵抗ロスを非常に低減することが可能となった。
また、それによって初期変換効率の非常に高い光起電力
素子を得ることができた。さらには、これらの光起電力
素子の製造方法において、生産性、コスト、容易性に優
れた製造方法を提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様例の光起電力素子の概略図で
ある。

【図２】本発明の集電電極の模式的概略図である。

【図３】本発明の集電電極の模式的概略図である。

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

【図５】本発明の光起電力素子の製造方法を説明する概
略図である。

【図６】従来の光起電力素子の概略図である。

【符号の説明】

１０１、５０１、６０１光起電力素子１０２、５０２、６０２エッチングライン１０３、４０７、５０４、６０３集電電極１０４、２０１、３０１、６０４金属ワイヤー１０５、２０２、６０５導電性被覆層１０６、５０７、６０６金属バスバー１０７、５０６導電材１０８、５０３、６０７絶縁部材３０２第１被覆層３０３第２被覆層４０１基板４０２下部電極４０３、４１３、４２３ｎ型半導体層４０４、４１４、４２４ｉ型半導体層４０５、４１５、４２５ｐ型半導体層４０６上部電極５０５被覆層除去部

フロントページの続き (72)発明者清水孝一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者村上勉東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者吉野豪人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 DA04 EA20 FA06 FA10 FA14 FA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性被覆層を有する金属ワイヤからな
る集電電極と、前記集電電極と接続された金属バスバー
とを有する光起電力素子において、前記金属ワイヤと前
記金属バスバーの間の接続部が、前記導電性被覆層より
も比抵抗の小さい導電材によって形成されていることを
特徴とする光起電力素子。
【請求項２】前記導電材の比抵抗が前記導電性被覆層
の比抵抗の１／５００以下であることを特徴とする請求
項１に記載の光起電力素子。
【請求項３】前記導電材が導電性接着剤であることを
特徴とする請求項１又は２に記載の光起電力素子。
【請求項４】前記導電性接着剤を構成する導電フィラ
ーが、銀もしくは銅もしくはニッケルを主成分とするこ
とを特徴とする請求項３に記載の光起電力素子。
【請求項５】前記導電性接着剤を構成する樹脂成分
が、アクリル樹脂もしくはエポキシ樹脂を主成分とする
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の光起電力素
子。
【請求項６】前記導電材が厚み方向に導電性を有する
高分子膜である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。
【請求項７】前記導電性被覆層の比抵抗が０．１Ωｃ
ｍ以上１００Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項
１乃至６のいずれかに記載の光起電力素子。
【請求項８】前記導電性被覆層を構成する導電フィラ
ーが、カーボンもしくはグラファイトであることを特徴
とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光起電力素
子。
【請求項９】導電性被覆層を有する金属ワイヤからな
る集電電極と、前記集電電極と接続された金属バスバー
とを有する光起電力素子の製造方法において、前記集電
電極の前記導電性被覆層の少なくとも一部を除去するこ
とによって前記金属ワイヤを露出する工程と、該露出部
に前記導電性被覆層よりも比抵抗の小さい導電材を配す
る工程と、前記導電材を介して前記金属ワイヤと対向す
る位置に金属バスバーを配置する工程と、前記導電材を
加熱又は／及び加圧をすることにより前記金属ワイヤと
前記金属バスバーを接続する工程と、を有することを特
徴とする光起電力素子の製造方法。
【請求項１０】前記導電性被覆層の除去がエネルギー
ビームを照射することにより行われることを特徴とする
請求項９に記載の光起電力素子の製造方法。
【請求項１１】前記導電性被覆層を構成する導電フィ
ラーが、カーボンもしくはグラファイトであることを特
徴とする請求項９又は１０に記載の光起電力素子の製造
方法。