JP2992638B2

JP2992638B2 - 光起電力素子の電極構造及び製造方法並びに太陽電池

Info

Publication number: JP2992638B2
Application number: JP7162714A
Authority: JP
Inventors: 博文一ノ瀬; 勉村上; 明男長谷部; 諭新倉; 雪絵上野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1999-12-20
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: EP0751575B1; DE69637334T2; CN1151561C; US5759291A; EP0751575A3; KR970004103A; DE69637334D1; CN1147157A; KR100242852B1; JPH0918034A; EP0751575A2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光起電力素子の電極構
造及び製造方法並びに太陽電池に係る。より詳細には、
長期保存性が高く、かつ、製造安定性の良好な光起電力
素子の電極構造及び製造方法並びに太陽電池に関する。

【０００２】

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

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

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

【０００５】米国特許５，０８４，１０７号公報では、
この様な集電電極として金属ワイヤーを用いることが提
案されている。また、この様な集電電極を形成する方法
としては、米国特許４，３４８，５４６号公報が挙げら
れる。さらに、前記集電電極によって集められた電流を
集めるために、バスバーと呼ばれる比較的太い金属から
なる電極を形成する技術が、米国特許４，２６０，４２
９号公報や４，２８３，５９１号公報に開示されてい
る。

【０００６】図９は、上述した従来の集電電極の電極構
成を有する太陽電池モジュールの一例である。図９にお
いて、９００は太陽電池基板本体、９０１は支持基板、
９０２は太陽電池表面（アクティブエリア）、９０３は
集電電極、９０５はバスバー、９０４はハンダ若しくは
導電性ペースト、９０６は接着剤である。ここで、バス
バーは電極構造の一部として、集電電極を流れる電流を
更に一端に集める役割を有する。

【０００７】このような従来の集電電極の電極構成で
は、集電電極をなす金属ワイヤーとバスバーとは、以下
に示す方法によって電気的に接続されている。（イ）先ず、金属ワイヤーを張り配置する際、金属ワイ
ヤーは太陽電池のアクティブエリア外で接着剤等で仮固
定される。（ロ）次に、前記バスバー上にある前記金属ワイヤー部
分を、銀ペースト等の導電性ペーストやハンダを用いて
接続する。

【０００８】導電性ペーストを用いる場合は、導電性ペ
ーストを吐出させるためのアプリケーターによって、複
数の点を吐出した後、ペーストを乾燥あるいは硬化させ
る。また、ハンダを用いる場合は、金属ワイヤとバスバ
ーをハンダを介して直接固定する。

【０００９】しかし、上記従来技術に開示されるような
電極構成を太陽電池に用いた場合、次のような問題があ
る。（１）金属ワイヤーをバスバーに銀ペーストにより接続
する方法では、銀ペーストを適量吐出するためのアプリ
ケーターが必要となり、さらに、銀ペーストを加熱、乾
燥、硬化する工程が必要であった。その結果、スループ
ットが低かった。（２）凹凸部に銀ペーストを塗布する状態となるため、
塗布部の銀ペーストが厚盛り又は不均一になり、ラミネ
ーション等による封止部を突き破ったりする問題があっ
た。

【００１０】（３）ハンダで接続するには、前記導電性
接着剤の被覆層を介してバスバーに接続するのは困難で
あり、接着層を一部除去してハンダ付けする必要があっ
た。その結果、多数の点で接着する必要があり作業性が
悪かった。（４）ハンダを溶融するためためには、局部的に２５０
℃〜３５０℃の高熱を加える必要があった。（５）ハンダの付着性を良くするために、フラックスを
併用する場合やヤニ入りのハンダを用いる場合には、超
音波洗浄等の別工程でフラックスやヤニを除去する必要
があった。

【００１１】（６）上述した（１）〜（５）に説明した
高熱及び洗浄の各工程により、アモルファス系太陽電池
等はダメージを受け易く、諸特性に影響する問題があっ
た。（７）上記いずれの方法も金属ワイヤーを張り配置する
際に、太陽電池のアクティブエリア外で接着剤等を用い
て仮固定する必要があった。その結果、仮固定するため
の領域が、バスバー形成部以外に必要となり、余分な面
積を要した。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した課題を克服して作業性の良好なスループットの高い
光起電力素子の電極構造を提供することである。

【００１３】また、本発明の他の目的は前記光起電力素
子用集電電極を用いた特性の良好な光起電力素子の構成
を提供することである。

【００１４】また、本発明のさらに他の目的は前記光起
電力素子用集電電極を用いて光起電力素子を安定に製造
する方法を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子の
電極構造は、金属ワイヤーからなる集電電極と、該集電
電極と接するバスバーとからなる光起電力素子の電極構
造において、前記光起電力素子の一部に接着剤が配設さ
れ、前記集電電極の少なくとも一部が該接着剤上に配設
されており、該接着剤と該集電電極の少なくとも一部の
上に前記バスバーが配設されており、該接着剤が該光起
電力素子と該集電電極とを接着するとともに該光起電力
素子と該バスバーとを接着していることを特徴とする。

【００１６】前記金属ワイヤーの少なくとも一部は、導
電性ペーストによって前記光起電力素子の表面に接着さ
れていることを特徴とする。また、前記集電電極は、金
属ワイヤーの少なくとも一部が導電性ペーストで被覆さ
れた構造を有し、かつ、前記光起電力素子の表面に接着
されていることを特徴とする。さらに、前記バスバー
は、該バスバーの少なくとも一部が導電性ペーストで被
覆された構造を有することを特徴とする。

【００１７】本発明の光起電力素子の製造方法は、金属
ワイヤーからなる集電電極と、該集電電極と接するバス
バーとからなる光起電力素子の製造方法において、接着
剤によって光起電力素子の一部に前記集電電極の少なく
とも一部を張り付ける工程と、前記接着剤と前記バスバ
ーとの間に前記集電電極を挟むように該バスバーを配置
することによって前記バスバーを前記光起電力素子の一
部に接着する工程と、熱または／及び圧力により前記集
電電極と前記バスバーを接続する工程とを有することを
特徴とする。本発明の太陽電池は、基板上に少なくとも
半導体層を有する太陽電池基板と、金属ワイヤーからな
る集電電極と、該集電電極と接するバスバーとを少なく
とも有する太陽電池において、前記光起電力素子の一部
に接着剤が配設され、前記集電電極の少なくとも一部が
該接着剤上に配設されており、該接着剤と該集電電極の
少なくとも一部の上に前記バスバーが配設されており、
該接着剤が該光起電力素子と該集電電極とを接着すると
ともに該光起電力素子と該バスバーとを接着しているこ
とを特徴とする

【００１８】

【作用】本発明では、金属ワイヤーからなる集電電極
と、該集電電極と接するバスバーとからなる光起電力素
子の電極構造において、前記バスバーが接着剤によって
前記光起電力素子の一部に張りつけられ、前記集電電極
の少なくとも一部が前記バスバーと前記接着剤との間に
狭んで配設されているため、製造プロセスが簡便でスル
ープットの高い光起電力素子の電極構造が得られる。そ
の結果、良好な諸特性、すなわち変換効率及びシャント
抵抗を有する光起電力素子が得られる。その際、前記接
着剤としては耐電性接着剤が好適に用いられる。

【００１９】本発明において、プロセスが簡便でスルー
プットが向上し、更に良好な特性が得られ、信頼性に優
れた電極構造となる理由は以下の様に説明される。

【００２０】本発明において、前記金属ワイヤーは前記
接着剤により太陽電池の一部に張りつけるが、前記接着
剤は、金属ワイヤーの固定とバスバーの固定の両方の機
能を兼ねている。このため、前記集電電極の形成と前記
バスバーとの接続が同時に行われ、工程が削減されるの
みならず、接続が確実に行われる。

【００２１】また、本発明では、前記金属ワイヤーの少
なくとも一部が、導電性ペーストによって前記光起電力
素子の表面に接着されているため、集電電極による集電
性が高まり、更に、金属ワイヤーを用いることによりシ
ャドーロスを軽減できる光起電力素子の電極構造が得ら
れる。その結果、良好な諸特性、すなわち高変換効率及
び十分に高いシャント抵抗を有する光起電力素子が得ら
れる。

【００２２】さらに、本発明では、前記集電電極は、金
属ワイヤーの少なくとも一部が導電性ペーストで被覆さ
れた構造を有し、かつ、前記光起電力素子の表面に接着
されているため、光起電力素子への集電電極の接着性お
よび集電性がより高まり、さらにシャント等による生産
上の問題も軽減出来るのみならず、屋外における使用に
おいても接着性および集電性の変化が少なくなる。その
結果、初期特性及び長期信頼性の高い光起電力素子が得
られる。

【００２３】またさらに、本発明では、前記バスバー
が、該バスバーの少なくとも一部が導電性ペーストで被
覆された構造を有するため、前記集電電極との接続が確
実になり、かつ、接続面の接続抵抗が軽減できる。その
結果、良好な諸特性、すなわち高変換効率及び十分に高
いシャント抵抗を有する光起電力素子が得られる。

【００２４】なお、上記光起電力素子の結晶形態は、ア
モルファス系に限定されるものではない。すなわち、結
晶系、多結晶系、及び微結晶系などでも良い。また、薄
膜でも固体でも構わない。さらに、上記光起電力素子の
材料としては、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、及びＣｕＩｎＳｅなど
が好適に用いられる。

【００２５】

【実施態様例】以下では、本発明の光起電力素子の構成
要素を詳細に説明する。

【００２６】（金属ワイヤー）本発明に係る金属ワイヤ
ーの材質としては、例えば、銅、銀、金、白金、アルミ
ニウム、モリブデン、タングステン等の電気抵抗が低く
線材として工業的に安定に供給されている材料が好適に
用いられる。また、前記金属ワイヤーはこれらの合金で
あっても良い。更に、所望に応じて前記金属ワイヤーの
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で薄い金属層を形成し
ても良い。とりわけ前記金属ワイヤーに銅を用いる場合
には表面が酸化されて高抵抗となったり、あるいは前記
被覆層の前記導電性粒子がグラファイトや金属酸化物の
ようなものでは接触抵抗が大きくなる。このような現象
を防ぐため前記表面金属層を用いる。

【００２７】該表面金属層は銀、パラジウム、銀とパラ
ジウムの合金、金などの腐食されにくい貴金属や、ニッ
ケル、スズなどの耐食性の良い金属が好適なものであ
る。前記表面金属層の形成方法としては、メッキ法、ク
ラッド法が好適に用いられる。また、前記金属をフィラ
ーとして樹脂に分散して作製した導電性樹脂をコートし
ても良い。コート厚みは所望に応じて決定されるもので
あるが例えば断面が円形の金属ワイヤーで有れば直径の
１％から１０％の厚みが好適である。

【００２８】前記金属ワイヤーの断面形状は円形が好適
であるが、矩形であっても良く所望に応じて適宜選択さ
れる。前記金属ワイヤーの直径は、電気抵抗ロスとシャ
ドーロスとの和が最小となる様に設計して選択されるも
のであるが、具体的には例えば直径２５μｍから１ｍｍ
までの銅線が好適に用いられる。より好ましくは２５μ
ｍから２００μｍとすることで効率の良い太陽電池が得
られる。２５μｍより細い場合はワイヤーが切れ易く製
造が困難となり、また、電気ロスも大きくなる。また、
２００μｍ以上であるとシャドーロスが大きくなった
り、太陽電池表面の凹凸が大きくなってラミネーション
等の封止の際、ＥＶＡなどの充填材を厚くしなければな
らなくなる。

【００２９】この様な金属ワイヤー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
金属ワイヤーは硬質であるが、伸び易さや曲げ易さなど
の所望の特性に応じて公知の方法でアニールし、軟質に
して用いても良い。

【００３０】（導電性接着剤）本発明に係る導電性接着
剤は、前記金属ワイヤーを太陽電池表面及びバスバーに
接着するために用いられる。その結果、太陽電池の起電
力を効率良く集電でき、良好な特性が得られる。接着の
方法としては、前記金属ワイヤー全体を導電性接着剤で
被覆するか部分的に塗布配置し、加熱または／もしくは
加圧により接着する方法がある。また、バスバーに集電
電極を接着する際バスバー側に導電性接着剤を予め塗布
し、加熱または／もしくは加圧により接着しても良い。

【００３１】本発明において、前記金属ワイヤーを接着
するための前記導電性接着剤は、導電性粒子と高分子樹
脂とを分散して得られる。前記高分子樹脂としては金属
ワイヤー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。このような熱硬
化性樹脂としては、例えば、エポキシ、ウレタン、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。熱可塑性樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂、ポリアミド、メラミン樹脂、ブチ
ラール、フッ素樹脂、アクリル、スチレン、ポリエステ
ルなどが好適な樹脂として挙げられる。

【００３２】前記導電性粒子は導電性を付与するための
顔料であり、具体的な材料としては、グラファイト、カ
ーボンブラックなどやＩｎ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、Ｉ
ＴＯ、ＺｎＯ及び前記材料に適当なドーパントを添加し
た酸化物半導体材料等が好適に用いられる。前記導電性
粒子の粒径は、形成する前記被覆層の厚みよりも小さく
する必要があるが、小さすぎると粒子同士の接触点での
抵抗が大きくなるため所望の比抵抗が得られなくなる。
この様な事情から前記導電性粒子の平均粒径としては
０．０２μｍ乃至１５μｍが好ましい。

【００３３】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、樹脂
を増加すると導電性粒子どうしの接触が不良となり高抵
抗化する。従って、好適な比率は、用いる高分子樹脂と
導電性粒子及び所望の物性値によって適宜選択されるも
のである。具体的には導電性粒子が５体積％から９５体
積％程度とすることで良好な比抵抗が得られる。

【００３４】前記導電性樹脂の比抵抗としては太陽電池
によって発生する電流を集電するのに無視しうる抵抗で
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０．０１乃至１００Ω
ｃｍ程度が好ましい。０．０１Ωｃｍ以下であるとシャ
ントを防ぐバリア機能が少なくなり、１００Ωｃｍ以上
では電気抵抗ロスが大きくなるためである。前記導電性
粒子及び高分子樹脂の混合に際しては、３本ロールミ
ル、ペイントシェーカー、ビーズミル等の通常の分散装
置を用いることができる。分散を良好とするため所望に
応じて公知の分散剤を添加しても良い。また、分散時あ
るいは分散後に導電性樹脂の粘度調整のため適当な溶剤
で希釈しても良い。

【００３５】（バスバー）本発明に係るバスバーは、光
起電力素子の一部に設けられるものであるが、前記バス
バーの配置は光入射側であっても反対の側であっても良
い。また、光入射側の中のアクティブエリア内であって
も良いがアクティブエリアの外に設けることによりより
高い効率が得られる。

【００３６】本発明に用いるバスバーの材質としては、
例えば、銅、銀、金、白金、アルミニウム、スズ、鉛、
ニッケル等の電気抵抗が低くタブ材として工業的に安定
に供給されている材料が好適に用いられる。また、前記
金属ワイヤーはこれらの合金であっても良い。とりわけ
銅は電気的抵抗が低く、加工の目的に応じて軟質銅、硬
質銅を適宜選択でき、しかも安価であることから、好適
に用いられる。

【００３７】更に、所望に応じて前記バスバーの表面に
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で薄い金属層を形成しても良
い。例えば、銀、パラジウム、銀とパラジウムの合金、
金等の腐食されにくい貴金属やニッケル、スズ等の耐食
性の良い金属が挙げられる。とりわけ金、銀が湿度等の
影響を受けにくく、導電性樹脂との接着性も良好なた
め、好適に用いられる。また、前記金属層の形成方法と
しては、クラッド法、メッキ法が好適に用いられる。

【００３８】また、バスバーの少なくとも一部に導電性
ペーストを塗布し、金属ワイヤーとバスバーを電気的に
接続する方法を用いても良い。

【００３９】（接着剤）本発明に係る接着剤は、前記金
属ワイヤーを太陽電池の一部に張りつけ、金属ワイヤー
の固定と前記バスバー間に挟んで設置するために用いら
れる。したがって、前記接着剤は、金属ワイヤーの固定
とバスバーの固定の両方の機能を兼ねている。

【００４０】本発明に用いる接着剤としては、例えば、
アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ポリビニルエーテ
ル系、エポキシ系、ポリウレタン系、ナイロン系、ポリ
アミド系、無機系、または複合型接着剤等が挙げられ
る。これらの接着剤の中で接着性、タック、保持力、耐
電性、耐湿性等に優れているものが好適に用いられる。
中でも、アクリル系及びシリコーン系の接着剤は耐久性
や耐熱性、保持力に優れており好適に用いられる。接着
剤の形成法としてはアプリケーター等を用いて均一幅に
塗布形成する方法がある。接着剤の種類に応じて、乾燥
や加熱、加圧、光照射等の工程を加えても良い。更に、
作業性を高めるために支持体と接着剤の重ねた構成の粘
着テープ、粘着シート、両面粘着テープを用いても良
い。

【００４１】（光起電力素子）本発明の集電電極を用い
るに好適な光起電力素子としては、薄膜型の太陽電池な
どが挙げられる。このような太陽電池の構成としては、
基板、前記基板上に設けた第１の電極、前記第１の電極
上に設けた発電に寄与する半導体層、及び、前記半導体
層上（光入射面側）に本発明の集電電極からなる第２の
電極を設けた構成が好ましい。また、所望に応じて前記
半導体層の光入射面側と前記集電電極との間に、反射防
止の目的と表面抵抗を低くする目的で透明導電層を設け
ても良い。

【００４２】本発明の太陽電池の第１の電極は、半導体
層の裏面側に設けられるものであり、例えば、スクリー
ン印刷法、蒸着法等の方法で金属を形成してつくられ
る。金属の種類は半導体と良好なオーミック性が得られ
るものを適宜選択して用いる。

【００４３】前記半導体層がアモルファスシリコンの様
に薄膜である場合は、支持基板が必要となり、前記支持
基板としては絶縁性あるいは導電性基板が用いられる。
前記第１の電極は前記基板上に堆積される。一方、前記
半導体層が固体である場合は、前記支持基板は無くても
構わない。

【００４４】前記第１の電極としては、例えば、ステン
レスやアルミ等の金属基板が好適に用いられるが、ガラ
ス、高分子樹脂、セラミックス等の絶縁性基板の上にク
ロム、アルミニウム、銀等の金属を蒸着したものでも良
い。また、結晶シリコン太陽電池であれば基板を設けず
銀ペーストのスクリーン印刷等で形成しても良い。前記
半導体層としてはｐｎ接合、ｐｉｎ接合、ショットキー
接合等の半導体接合を有する構造を持つことが必要であ
り、材料としては結晶シリコン、多結晶シリコン、薄膜
多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のＩＶ族の半
導体やＣｄＳ、ＣｄＴｅなどのＩＩ−ＩＶ族の半導体や
ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族の半導体が好適に用いられ
る。また、シングルセルだけでなくｐｉｎ接合またはｐ
ｎ接合を複数重ねたタンデムセル、トリプルセルも好適
に用いられる。

【００４５】前記タンデムセル構成の具体例としては、
例えば、ａ−Ｓｉのｉ層からなるｐｉｎのトップ層とボ
トム層とを積層した構成、ａ−Ｓｉのｉ層からなるｐｉ
ｎのトップ層とａ−ＳｉＧｅのｉ層からなるｐｉｎのボ
トム層を積層した構成が挙げられる。また、トップ層を
ａ−Ｓｉのｉ層からなるｐｉｎで、ボトム層が薄膜の多
結晶のｐｎ接合としても良い。

【００４６】前記トリプルセル構成の具体例としては、
ａ−Ｓｉのｉ層からなるｐｉｎのトップ層及びミドル層
とａ−ＳｉＧｅのｉ層からなるｐｉｎのボトム層を積層
した構成、ａ−Ｓｉのｉ層からなるｐｉｎのトップ層と
ａ−ＳｉＧｅのｉ層からなるｐｉｎのミドル層とａ−Ｓ
ｉＧｅのｉ層からなるｐｉｎのボトム層を積層した構成
が挙げられる。

【００４７】前記透明導電層としては、例えば、ＩＴ
Ｏ，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃等の公知の材料が好適に用いら
れる。

【００４８】本発明の集電電極からなる第２の電極は、
前記半導体層の光入射面側に配置される。その場合の配
置方法としては、集電の電気抵抗による損失とシャドウ
ロスとの和が最小となる様に適当な間隔で平行に配置す
るのが好ましい。例えば、透明電極層のシート抵抗が１
００Ω／□程度の場合は、集電電極の間隔は５ｍｍ程度
が好ましい。また、細い径のワイヤーを用いた場合には
ピッチを狭くし、太い径のワイヤーを用いた場合にはピ
ッチを広くするという最適化を行うことで最高の効率が
得られる。

【００４９】図１は、本発明の電極構成をトリプルセル
型のアモルファス系太陽電池に用いた一例を示す模式的
断面図である。図１において、１００は太陽電池基板本
体、１０１は支持基板、１０２は第１の電極、１０３、
１１３、１２３はｎ型半導体層、１０４、１１４、１２
４はｉ型半導体層、１０５、１１５、１２５はｐ型半導
体層、１０６は透明導電膜、１０７は集電電極、１０８
は接着剤、１０９はバスバーを表す。図１（ａ）は、バ
スバーまで形成したときの断面図、図１（ｂ）は、集電
電極がセル表面に形成されたときの断面図である。図１
ではトリプルセル型を示したが、半導体接合を１つ又は
２つ有するシングルセル型やタンデムセル型にも、本発
明の集電電極は適応可能であることは言うまでもない。

【００５０】図２は、本発明の電極構成を結晶系太陽電
池に用いた一例を示す模式的断面図である。図２におい
て、２００は太陽電池基板本体、２０１はシリコンウエ
ハ基板からなる半導体層、２０２は半導体層２０１とｐ
ｎ接合を形成する半導体層、２０３は裏面電極、２０４
は集電電極、２０７は反射防止膜を表す。図２（ａ）
は、バスバーまで形成したときの断面図、図２（ｂ）
は、集電電極がセル表面に形成されたときの断面図であ
る。

【００５１】本発明の電極は、とりわけ大面積の太陽電
池を形成する場合に適している。例えば、３０ｃｍ角の
太陽電池を作製する場合には、半導体層上に３０ｃｍの
長さの本発明の電極を平行に所定の間隔で設置して集電
電極を形成すれば良い。さらに、前記集電電極からひと
つの端子に電流を流すための比較的大きな電流が流せる
バスバーを形成する。

【００５２】（光起電力素子の製造方法）本発明の光起
電力素子すなわち太陽電池の製造方法において、前記集
電電極を製造する方法としては、前記集電電極を光入射
側の半導体層または透明導電膜の上に、熱または圧力あ
るいは熱と圧力で接着する方法が挙げられる。加熱温度
は、前記導電性樹脂の被覆層が軟化し、太陽電池表面に
接着する温度以上にすることが好ましい。また、圧力
は、前記被覆層が適度に変形する圧力が好ましく、太陽
電池を破壊しない程度の圧力以下でなければならない。
具体的には例えば、アモルファスシリコンのような薄膜
太陽電池では、０．１ｋｇ／ｃｍ²から１．０ｋｇ／ｃ
ｍ²が好適である。

【００５３】接着方法としては、例えば、ワイヤー側の
一部又は全体に塗布被覆する方法や、太陽電池表面にス
クリーン印刷等で直線状や所望の形のドットで形成し、
ワイヤーを配置、接着しても良い。また、前記被覆層が
ホットメルトタイプであれば、熱により軟化させて太陽
電池に接着させることが望ましいが、接着時には適度な
圧力を加えても良い。また、前記被覆層が熱可塑性であ
れば加熱により軟化するが、熱硬化性の樹脂の場合は、
ワイヤーへの塗布や太陽電池基板上での印刷を行う時に
硬化反応はさせずに溶剤の乾燥のみ行って、接着時に加
熱により硬化させても良い。

【００５４】図３は、金属ワイヤーが太陽電池表面に接
着された断面図である。図３において、３０１は太陽電
池基板、３０２は金属ワイヤー、３０３は導電性接着剤
である。図３（ａ）は、金属ワイヤを導電性接着剤で被
覆した後、太陽電池表面に接着した断面図である。図３
（ｂ）は、金属ワイヤーを配置し、導電性接着剤を部分
的に配置した後、接着した断面図である。

【００５５】更に、金属ワイヤーとバスバーを電気的に
接続するために、バスバー上から加熱及び／又はは加圧
して金属ワイヤーと太陽電池の接着と同様にして行う。

【００５６】図４がバスバーに接着された断面図を示し
た。図４において、４０１は太陽電池基板、４０２は接
着剤、４０３は金属ワイヤー、４０４はバスバー、４０
５は導電性接着剤である。図４（ａ）は、金属ワイヤー
を導電性接着剤で被覆した後、バスバーに接着した断面
図である。図４（ｂ）は、バスバーに導電性接着剤を塗
布し、金属ワイヤーをバスバーに接着した断面図であ
る。この際、前記導電性接着剤の塗布はバスバー全体に
施しても部分的塗布しても良い。

【００５７】また、本発明はアモルファスシリコン太陽
電池以外の太陽電池、例えば結晶系太陽電池、多結晶系
太陽電池、薄膜多結晶太陽電池など他の太陽電池及び光
起電力素子にも好適に用いられることは言うまでもな
い。

【００５８】図５〜図８は、本発明の電極構成を用いた
太陽電池の一例である。

【００５９】図５は、バスバーを太陽電池基板の表面に
配置した太陽電池の模式図である。図５において、５０
０は太陽電池基板本体、５０１は支持基板、５０２は太
陽電池表面、５０３は集電電極、５０５はバスバー、５
０４は接着剤である。図５（ａ）はバスバーを両端に配
置した模式図であり、金属ワイヤーからの集電性を高め
ることができ大面積セルに有効である。図５（ｂ）はバ
スバーを片端に配置した図であり、太陽電池基板を有効
利用でき小面積セルを多数直列、並列する場合に適用す
ると有効である。

【００６０】図６は、バスバーを太陽電池基板の裏面に
配置した太陽電池の模式図である。図６において、６０
０は太陽電池基板本体、６０１は支持基板、６０２は太
陽電池表面、６０３は集電電極、６０５はバスバー、６
０４は接着剤であり、太陽電池表面側にはバスバーが配
置されないためアクティブエリアが有効に利用出来る。

【００６１】図７は、バスバーをアクティブエリア内に
配置した太陽電池の模式図である。図７において、７０
０は太陽電池基板本体、７０１は支持基板、７０２は太
陽電池表面、７０３は集電電極、７０４はバスバー、７
０５は接着剤である。図７（ａ）は円形状基板のアクテ
ィブエリア内の中心にバスバー７０４を１本配置した模
式図であり、基板の形状に対応して直列接続が効果的に
出来る。図７（ｂ）は角型上基板のアクティブエリア内
に２本配置した模式図であり、金属ワイヤーからの集電
性を高めることが出来る。

【００６２】図８は、集電電極を導電性接着剤を部分的
に塗布して固定した太陽電池の模式図である。図８にお
いて、８００は太陽電池基板本体、８０１は支持基板、
８０２は太陽電池表面、８０３は集電電極、８０４は接
着剤、８０５はバスバー、８０６は導電性接着剤であ
る。

【００６３】以上のように作製された太陽電池は、屋外
使用の際、耐候性を良くし機械的強度を保つために公知
の方法でエンカプシュレーションをしてモジュール化さ
れる。具体的なエンカプシュレーション用材料として
は、接着層については、太陽電池との接着性、耐候性、
緩衝効果の点でＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）が
好適に用いられる。また、耐湿性や耐傷性を向上させる
ためにガラス等の表面保護層が形成される。モジュール
の軽量化、フレキシブル性を得るためにフッ素系の樹脂
層が好適に用いられる。

【００６４】フッ素系の樹脂としては、例えば４フッ化
エチレンの共重合体ＥＴＦＥ（デュポン社製テフゼ
ル）、ポリフッ化ビニル（デュポン社製テドラー）等が
挙げられる。また、これらの樹脂に紫外線吸収剤を加え
ることで耐侯性を向上させても良い。エンカプシュレー
ション形成の方法としては、例えば真空ラミネーターの
ような市販の装置を用いて、真空中で加熱圧着すること
が可能である。

【００６５】

【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
てより詳細に説明するが、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。

【００６６】（実施例１）本例では、図５に示す電極構
造を有する図１に示した光起電力素子である太陽電池か
らなる太陽電池モジュールを、以下に示す工程で作製し
た。

【００６７】図５において、５００は太陽電池基板本
体、５０３は集電電極、５０４は接着剤、５０５はバス
バーを表す。集電電極５０３としては、図３に示した被
覆ワイヤー３００を用いた。金属ワイヤー３０２として
は、厚み２μｍの銀クラッド層を銅線上に形成した直径
１００μｍの銀クラッド銅ワイヤーを用いた。

【００６８】以下では、被覆層の導電性接着剤３０３を
形成するためのカーボンペーストの作製方法に関して説
明する。

【００６９】（１）最初に、溶剤として酢酸エチル２．
５ｇ、ＩＰＡ２．５ｇの混合溶剤を分散用シェーク瓶に
入れた。第２に、主剤となるウレタン樹脂を２２．０ｇ
を前記シェーク瓶に加えボールミルで充分攪拌した。第
３に、硬化剤としてブロックイソシアネートを１．１
ｇ、分散用ガラスビーズ１０ｇを前記溶液に加えた。第
４に、導電性粒子として平均の一次粒径が０．０５μｍ
のカーボンブラック２．５ｇを前記溶液に加えた。

【００７０】（２）以上の材料を投入したシェーク瓶を
東洋精機製作所社製ペイント・シェーカにて１０時間分
散した。その後、出来上がった導電性接着剤から分散用
ガラスビーズを取り除いた。該導電性接着剤の平均粒子
径を測定したところ約１μｍであった。ペイントシェー
カーの代わりにビーズミルを用いた場合も、同様の結果
であった。

【００７１】（３）前記接着剤を前記硬化剤の標準硬化
条件である１６０℃、３０分で硬化させ、その体積抵抗
率を測定したところ、１０Ωｃｍであり充分低抵抗であ
ることを確認した。

【００７２】（４）不図示のワイヤコート機を用い被覆
層として導電性接着剤３０３を塗布、乾燥、形成した。
尚、塗布速度は４０ｍ／ｍｉｎで滞留時間が２ｓｅｃ、
乾燥炉の温度は１２０℃とし、５回に分けてコートし
た。使用したエナメルコート用ダイスの孔径は１５０μ
ｍから２００μｍとした。前記ワイヤ３０２に塗布され
た導電性接着剤３０３は、溶剤が揮発し未硬化状態で存
在する。導電性接着剤３０３の厚さは、平均２０μｍ
で、１００ｍ長でのコート結果での膜厚のばらつきは、
±１．５μｍ以内に納まっていた。

【００７３】以下では、上記工程（１）〜（４）にて形
成した集電電極３００を用いた図１に示す本発明の太陽
電池の作製方法に関して説明する。（５）使用した太陽電池基板本体１００は、支持基板１
０１としてＳＵＳ４３０ＢＡ基板を脱脂、洗浄後、不図
示のＤＣスパッタ装置を用い第１の電極１０２としてＡ
ｇ４００ｎｍ、ＺｎＯ４００ｎｍを形成した。（６）不図示のマイクロ波プラズマＣＶＤ成膜装置を用
い、ボトム層、ミドル層、及びトップ層を順次形成し
た。

【００７４】ボトム層は、ｎ層１０３、ｉ層１０４、ｐ
層１０５の順で積層した構造体であり、このときのｉ層
１０４はａ−ＳｉＧｅとした。ミドル層は、ｎ層１１
３、ｉ層１１４、ｐ層１１５の順で積層した構造体であ
り、このときのｉ層１１４はボトム層と同様にａ−Ｓｉ
Ｇｅとした。また、トップ層は、ｎ層１２３、ｉ層１２
４、ｐ層１２５の順で積層した構造体であり、このとき
のｉ層はａ−Ｓｉとした。

【００７５】（７）光入射側には、不図示の抵抗加熱の
蒸着装置を用い透明電極１０６として、ＩＴＯの透明導
電膜を形成し、太陽電池基板５００の作製を終えた。（８）工程（７）で得られた太陽電池基板５００は、面
形状が３０ｃｍ角でセルの有効面積が９００ｃｍ²とな
るように、塩化第２鉄を主成分とするエッチングペース
トと市販の印刷機を用い不要部分の透明導電膜を除去し
た。（９）有効面積外に接着剤５０４として粘着テープ（Ｖ
ＨＢ住友３Ｍ社製）を接着配置し、集電電極５０３を
５．５ｍｍ間隔で張り、配置、前記接着剤上で固定し
た。

【００７６】（１０）バスバー５０５として、硬質銅を
銀クラッドで被覆した銅箔を集電電極５０３及び接着剤
５０４の上に形成した。（１１）前記集電電極５０３を太陽電池基板５００のセ
ル面に接着する為に、不図示の加熱装置を用いて加熱圧
着した。加熱条件は、温度１９０℃、時間１ｍｉｎ、圧
力１ｋｇ／ｃｍ²とした。図５（ａ）は、集電電極を太
陽電池基板上に接着したときの断面図である。

【００７７】（１２）前記集電電極５０３をバスバー５
０５に接着する為に、不図示の加熱装置を用いて加熱圧
着した。加熱条件は、温度１９０℃、時間１５ｓｅｃ、
圧力５ｋｇ／ｃｍ²とした。図５（ｂ）は、集電電極を
バスバー上に接着したときの断面図である。

【００７８】（１３）工程（１２）までで作製した太陽
電池基板５００に対して、エンカプシュレーションを行
い、太陽電池モジュールを作製した。エンカプシュレー
ションの方法は、以下のとおりである。まず太陽電池基
板５００の上下にクレーンガラス及びＥＶＡを積層し、
次にその上下にフッ素樹脂フィルムＥＴＦＥを積層した
後、真空ラミネータに投入して１５０℃で６０ｍｉｎ保
持しラミネーションを行った。

【００７９】以上の工程（１）〜工程（１３）により、
同様の太陽電池モジュールを１０個作製した。

【００８０】以下では、得られた試料の初期特性評価に
関して述べる。（ａ）試料の暗状態における電圧−電流特性を測定し、
原点付近の傾きからシャント抵抗を調べた。その結果、
シャント抵抗は２００ｋΩｃｍ²〜５００ｋΩｃｍ²であ
り良好な値を示した。（ｂ）ＡＭ１．５グローバルの太陽光スペクトルで１０
０ｍＷ／ｃｍ²の光量の疑似太陽光源（以下シミュレー
ターと呼ぶ）を用いて太陽電池特性を測定し変換効率を
求めた。その結果、変換効率は８．７％±０．０２％で
あり、ばらつきも少なく良好な値であった。

【００８１】以下では、得られた試料に対して行った信
頼性試験に関して述べる。本発明の信頼性試験は、日本
工業規格Ｃ８９１７の結晶系太陽電池モジュールの環境
試験方式、及び、耐久試験方法に定められた温湿度サイ
クル試験Ａ−２、に基づいて行った。具体的には、試料
を温湿度が制御できる恒温恒湿器に投入し、温度を−４
０℃から＋８５℃（相対湿度８５％）に変化させるサイ
クル試験を２０回繰り返した。その後、初期特性評価と
同様にシミュレーターを用いて変換効率を調べた。その
結果、信頼性試験後の変換効率は、初期変換効率に対し
て平均で２％の低下があった。この低下量から、有意な
劣化は生じなかったと判断した。

【００８２】したがって、上述した本例の結果から、本
発明の導電性樹脂を被覆した金属ワイヤーを集電電極と
して用いた太陽電池は、良好な特性を有し、かつ、信頼
性も高いことが分かった。

【００８３】（比較例１）本例では、集電電極を従来構
造とした点、すなわち、太陽電池の有効面積外に接着配
置されたバスバーに、集電電極を紫外線硬化型の接着剤
で固定した点が実施例１と異なる。

【００８４】図９において、９００は太陽電池基板本
体、９０２は太陽電池表面、９０３は集電電極、９０４
はハンダ、９０５はバスバーを表す。ここで、太陽電池
基板９０１、集電電極９０３、及びバスバー９０５は、
実施例１と同様のものを用いた。

【００８５】以下では、本例の太陽電池モジュールの作
製方法に関して説明する。（１）太陽電池基板９０１は、面形状が３０ｃｍ角でセ
ルの有効面積が９００ｃｍ²となるように、塩化第２鉄
を主成分とするエッチングペーストと市販の印刷機を用
い不要部分の透明導電膜を除去した。

【００８６】（２）バスバー９０５を有効面積外に接着
配置し集電電極９０３を５．５ｍｍ間隔で張り、配置、
前記バスバーの外側において紫外線硬化型の接着剤で固
定した。次に、前記集電電極９０３を太陽電池基板９０
０のセル面に接着する為に、不図示の加熱装置を用いて
加熱圧着した。加熱条件は、温度１９０℃、時間１ｍｉ
ｎ、圧力１ｋｇ／ｃｍ²とした。

【００８７】（３）前記集電電極９０３をバスバー９０
５に接着する為に、集電電極９０３をバスバー９０５上
でハンダ９０４を３００℃溶融させて固定した。この
際、被覆した金属ワイヤーのバスバーへのハンダ付けが
容易でないため、被覆ワイヤの一部を除去し、更にヤニ
入りのハンダを用いた。ハンダ処理の後、ハンダに含ま
れていたヤニを除去するためにをＩＰＡで洗浄した。

【００８８】（４）工程（３）までで作製した太陽電池
基板に対して、エンカプシュレーションを行い、太陽電
池モジュールを作製した。エンカプシュレーションの方
法は、実施例１と同様である。

【００８９】他の点は、実施例１と同様とした。以上の
工程により、同様の太陽電池モジュールを１０個作製し
た。

【００９０】以下では、得られた試料の初期特性評価
（実施例１と同様の測定条件）に関して述べる。変換効
率６．０％±１．０２％であり、特性のばらつきが大き
かった。また、なかにはシャントが発生している試料も
あった。

【００９１】以下では、得られた試料に対して実施例１
と同様の信頼性試験を行った後、初期特性評価と同様に
シミュレーターを用いて変換効率を調べた結果に関して
説明する。

【００９２】信頼性試験後の変換効率は、初期変換効率
に対して平均で２０％の低下があり、有意な劣化が生じ
ていた。また、シャントしているものが増加した。

【００９３】上述した実施例１と比較例１の結果から、
本発明の集電電極を用いた太陽電池は初期の歩留まりが
良く、信頼性が良好であることが分かった。

【００９４】（比較例２）本例では、集電電極を従来構
造とした。集電電極のバスバーへの接着を銀ペーストで
行った点が比較例１と異なる。

【００９５】以下では、本例の太陽電池モジュールの作
製方法に関して説明する。図９において、９００は太陽
電池基板本体、９０２は太陽電池表面、９０３は集電電
極、９０４は銀ペースト、９０５はバスバーを表す。こ
こで、太陽電池基板９０１、集電電極９０３、及びバス
バー９０５は、実施例１と同様のものを用いた。

【００９６】（１）比較例１と同様に、バスバー９０５
を有効面積外に接着配置し、集電電極９０３を５．５ｍ
ｍ間隔で張り、配置、前記バスバーの外側において紫外
線硬化型の接着剤で固定した。（２）前記集電電極９０３を太陽電池基板９００のセル
面に接着する為に、不図示の加熱装置を用いて加熱圧着
した。加熱条件は、温度１９０℃、時間１ｍｉｎ、圧力
１ｋｇ／ｃｍ²とした。

【００９７】（３）前記集電電極９０３をバスバー９０
５に接着する為に、集電電極９０３をバスバー９０５上
に配置した後、銀ペースト（Ｃ−２２０ａｍｉｋｏｎ社
製）９０４をドッティング塗布した。その後、銀ペース
ト９０４を硬化するために、不図示の熱風オーブンに入
れ、１５０℃、３０ｍｉｎの条件で硬化した。（４）工程（３）までで作製した太陽電池基板に対し
て、エンカプシュレーションを行い、太陽電池モジュー
ルを作製した。エンカプシュレーションの方法は、実施
例１と同様である。

【００９８】他の点は、比較例１と同様とした。以上の
工程により、同様の太陽電池モジュールを１０個作製し
た。

【００９９】以下では、得られた試料の初期特性評価
（実施例１と同様の測定条件）に関して述べる。変換効
率６．１％±０．９２％であり、特性のばらつきが大き
かった。また、なかには銀ペーストの乾燥、硬化中に集
電電極９０３がバスバー９０５上から離れてしまい、接
着不十分でシリーズ抵抗の高いものがあった。

【０１００】以下では、得られた試料に対して実施例１
と同様の信頼性試験を行った後、初期特性評価と同様に
シミュレーターを用いて変換効率を調べた結果に関して
説明する。

【０１０１】信頼性試験後の変換効率は、初期変換効率
に対して平均で１７％の低下があり、有意な劣化が生じ
ていた。また、シリーズ抵抗が増加した。

【０１０２】上述した実施例１と比較例２の結果から、
本発明の集電電極を用いた太陽電池は初期の歩留まりが
良く、信頼性が良好であることが分かった。

【０１０３】（実施例２）本例では、図６に示す電極構
造を有する図１に示した光起電力素子である太陽電池か
らなる太陽電池モジュールを、以下に示す工程で作製し
た。

【０１０４】図６において、６００は太陽電池基板本
体、６０２は太陽電池表面、６０３は集電電極、６０４
は粘着剤、６０５はバスバーを表す。太陽電池基板６０
０、集電電極６０３、粘着剤６０４、及びバスバー６０
５は、実施例１と同様のものを用いた。

【０１０５】以下では、本例の太陽電池モジュールの作
製方法に関して説明する。（１）太陽電池基板６０１は、面形状が３０ｃｍ角でセ
ルの有効面積が９００ｃｍ²となるように、塩化第２鉄
を主成分とするエッチングペーストと市販の印刷機を用
い不要部分の透明導電膜を除去した。

【０１０６】（２）太陽電池基板の裏面に接着剤６０４
として粘着テープ（ＶＨＢ住友３Ｍ社製）を接着配置
し、集電電極６０３を５．５ｍｍ間隔で張り、配置し、
裏面に折り返し前記接着剤上で固定した。この際、集電
電極６０３が太陽電池基板６０１のエッジ部や裏面でシ
ョートしないように、粘着テープ６０４はエッジ部や裏
面のマイナス電極部を十分に絶縁被覆する要配置した。
その後、バスバー６０５として硬質銅を銀クラッドで被
覆した銅箔を集電電極６０３及び接着剤６０４の上に形
成した。

【０１０７】（３）前記集電電極６０３を太陽電池基板
６００のセル面に接着する為に、不図示の加熱装置を用
いて加熱圧着した。加熱条件は、温度１９０℃、時間１
ｍｉｎ、圧力１ｋｇ／ｃｍ²として行った。更に前記集
電電極６０３をバスバー６０５に接着する為に、不図示
の加熱装置を用いて加熱圧着した。加熱条件は、温度１
９０℃、時間１５ｓｅｃ、圧力５ｋｇ／ｃｍ²とした。

【０１０８】（４）工程（３）までで作製した太陽電池
基板に対して、エンカプシュレーションを行い、太陽電
池モジュールを作製した。エンカプシュレーションの方
法は、実施例１と同様である。

【０１０９】他の点は、比較例１と同様とした。以上の
工程により、同様の太陽電池モジュールを１０個作製し
た。

【０１１０】以下では、得られた試料の初期特性評価
（実施例１と同様の測定条件）に関して述べる。シャン
ト抵抗が２００ｋΩｃｍ²〜５００ｋΩｃｍ²、変換効率
９．０％±０．０２％であり、良好な特性でありばらつ
きも少なかった。

【０１１１】以下では、得られた試料に対して実施例１
と同様の信頼性試験を行った後、初期特性評価と同様に
シミュレーターを用いて変換効率を調べた結果に関して
説明する。

【０１１２】信頼性試験後の変換効率は、初期変換効率
に対して平均で２％の低下があり、有意な劣化は生じな
かった。

【０１１３】本例の結果から、本発明の導電性樹脂を被
覆した金属ワイヤを集電電極として用いた太陽電池は、
良好な特性であり、信頼性も高いことが分かった。

【０１１４】（実施例３）本例では、図７に示す電極構
造を有する図２に示した光起電力素子である太陽電池か
らなる太陽電池モジュールを、以下に示す工程で作製し
た。

【０１１５】図７において、７００は太陽電池基板本
体、７０２は太陽電池表面、７０３は集電電極、７０４
はバスバー、７０５は粘着剤を表す。集電電極７０３、
バスバー７０４、及び粘着剤７０５は、実施例１と同様
のものを用いた。

【０１１６】また、図２に示す太陽電池は、実施例１と
同様の方法で作製した集電電極３００を使用して作製し
た。ここで、太陽電池基板本体７００としては、結晶系
太陽電池基板を以下に示すとおり作製し、使用した。

【０１１７】以下では、本例の太陽電池モジュールの作
製方法に関して説明する。（１）ｃｚ結晶成長法によりｐ型に価電子制御したシリ
コンの単結晶を作製し、該単結晶をスライスして約３０
０μｍの厚みのシリコンウエハ２０１を作製した。

【０１１８】（２）前記ウエハ２０１に、Ｐ₂Ｏ₅を塗布
拡散してｎ⁺型層２０２を形成した。（３）前記ウエハ２０１の裏面側（前記ｎ⁺型層２０２
を形成した面とは反対の面）に、銀ペーストを不図示の
スクリーン印刷機で印刷し、加熱焼成して下部電極２０
３を形成した。

【０１１９】（４）前記ｎ⁺型層２０２を形成した面上
において、基板の中心に接着剤２０５（７０５）として
実施例１と同様の粘着テープを接着配置した。そして、
実施例１で用いた前記集電電極を、同様の方法で光照射
面側であるｎ⁺型層２０２上に配置した。

【０１２０】（５）バスバー２０６（７０４）として、
硬質銅を銀クラッドで被覆した銅箔を、集電電極２０４
（７０３）及び接着剤２０５（７０５）の上に配置し
た。（６）実施例１と同様の方法で集電電極２０４（７０
３）及びバスバー２０６（７０４）を加熱圧着し形成し
た。このとき電極間隔は８．５ｍｍとした。

【０１２１】（７）スパッタリング法により反射防止膜
としてＳｉＯ₂膜２０７を形成した。（８）工程（７）までで作製した太陽電池基板に対し
て、エンカプシュレーションを行い、太陽電池モジュー
ルを作製した。エンカプシュレーションの方法は、実施
例１と同様である。

【０１２２】他の点は、比較例１と同様とした。以上の
工程により、同様の太陽電池モジュールを１０個作製し
た。

【０１２３】以下では、得られた試料の初期特性評価
（実施例１と同様の測定条件）に関して述べる。シャン
ト抵抗が３００ｋΩｃｍ²〜６５０ｋΩｃｍ²、変換効率
１０．２％±０．０２％であり、良好な特性でありばら
つきも少なかった。

【０１２４】以下では、得られた試料に対して実施例１
と同様の信頼性試験を行った後、初期特性評価と同様に
シミュレーターを用いて変換効率を調べた結果に関して
説明する。

【０１２５】信頼性試験後の変換効率は、初期変換効率
に対して平均で２％の低下があり、有意な劣化は生じな
かった。

【０１２６】本例の結果から、本発明の導電性樹脂を被
覆した金属ワイヤを集電電極として用いた太陽電池は、
良好な特性であり、信頼性も高いことが分かった。

【０１２７】（実施例４）本例では、図８に示す電極構
造を有する図１に示した光起電力素子である太陽電池か
らなる太陽電池モジュールを、以下に示す工程で作製し
た。

【０１２８】図８において、８００は太陽電池基板本
体、８０２は太陽電池表面、８０３は集電電極、８０４
は接着剤、８０５はバスバー、８０６は導電性接着剤を
表す。太陽電池基板８００及び接着剤８０４は、実施例
１と同様のものを用いた。

【０１２９】以下では、本例の太陽電池モジュールの作
製方法に関して説明する。（１）太陽電池基板８００は、面形状が３０ｃｍ角でセ
ルの有効面積が９００ｃｍ²となるように、塩化第２鉄
を主成分とするエッチングペーストと市販の印刷機を用
い不要部分の透明導電膜を除去した。

【０１３０】（２）有効面積外に接着剤８０４として実
施例１と同様の粘着テープ接着配置し、集電電極８０３
として厚み２μｍの銀クラッド層を銅線上に形成した直
径１００μｍの銀クラッド銅ワイヤーを５．５ｍｍ間隔
で張り、配置、前記接着剤上で固定した。

【０１３１】（３）バスバー８０５として硬質銅を銀ク
ラッドで被覆した銅箔に、実施例１で金属ワイヤに被覆
した導電性接着剤と同様の導電性接着剤を塗布し、集電
電極８０３及び接着剤８０４の上に形成した。

【０１３２】（４）不図示のドッティング機で集電電極
８０３上に５ｍｍピッチで導電性ペースト８０６を塗布
配置した。前記導電性接着剤を乾燥後、実施例１と同様
にして加熱、圧着して集電電極８０３接着形成した。加
熱条件は、温度１９０℃、時間１ｍｉｎ、圧力０．５ｋ
ｇ／ｃｍ²とした。図３（ａ）は、集電電極が太陽電池
表面に接着された断面図である。

【０１３３】（５）前記集電電極８０３をバスバー８０
５に接着する為に、不図示の加熱装置を用いて加熱圧着
した。加熱条件は、温度１９０℃、時間１５ｓｅｃ、圧
力５ｋｇ／ｃｍ²とした。図４（ａ）は、集電電極がバ
スバーに接着された断面図である。（６）工程（５）までで作製した太陽電池基板に対し
て、エンカプシュレーションを行い、太陽電池モジュー
ルを作製した。エンカプシュレーションの方法は、実施
例１と同様である。

【０１３４】他の点は、比較例１と同様とした。以上の
工程により、同様の太陽電池モジュールを１０個作製し
た。

【０１３５】以下では、得られた試料の初期特性評価
（実施例１と同様の測定条件）に関して述べる。シャン
ト抵抗が２００ｋΩｃｍ²〜３００ｋΩｃｍ²、変換効率
８．７％±０．０２％であり、良好な特性でありばらつ
きも少なかった。

【０１３６】以下では、得られた試料に対して実施例１
と同様の信頼性試験を行った後、初期特性評価と同様に
シミュレーターを用いて変換効率を調べた結果に関して
説明する。

【０１３７】信頼性試験後の変換効率は、初期変換効率
に対して平均で２％の低下があり、有意な劣化は生じな
かった。

【０１３８】本例の結果から、本発明の導電性樹脂を被
覆した金属ワイヤを集電電極として用いた太陽電池は、
良好な特性であり、信頼性も高いことが分かった。

【０１３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集電性が良好で、かつ、作業性が良好でスループットの
高い光起電力素子の電極構造が得られる。

【０１４０】また、本発明の光起電力素子の電極構造を
用いることにより、初期特性及び長期信頼性の高い光起
電力素子と、製造上歩留まりの高い光起電力素子の製造
方法と、良好なシャント抵抗や変換効率を有するととも
に、高い信頼性も備えた太陽電池が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電極構造を用いたアモルファス系
太陽電池の模式的断面図である。

【図２】本発明に係る電極構造を用いた結晶系太陽電池
の模式的断面図である

【図３】本発明に係る太陽電池表面上の電極構成を示す
模式的断面図である。

【図４】本発明のに係るバスバーと集電電極の接続部を
示す模式的断面図である。

【図５】本発明に係るバスバーを太陽電池基板の表面に
配置した太陽電池の模式図である。

【図６】本発明に係るバスバーを太陽電池基板の裏面に
配置した太陽電池の模式図である。

【図７】本発明に係るバスバーをアクティブエリア内に
配置した太陽電池の模式図である。

【図８】本発明に係る集電電極を導電性接着剤を部分的
に塗布して固定した太陽電池の模式図である。

【図９】従来の電極構造を使用した太陽電池の模式図で
ある。

【符号の説明】

１００、２００、３００、５００、６００、７００、８
００、９００太陽電池基板本体、１０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１支
持基板、１０２第１の電極、２０２半導体層２０１とｐｎ接合を形成する半導体
層、１０３、１１３、１２３ｎ型半導体層、１０４、１１４、１２４ｉ型半導体層、１０５、１１５、１２５ｐ型半導体層、１０６透明導電膜、１０７、２０４、５０３、６０３、７０３、８０３、９
０３集電電極、１０８、２０５、４０２、５０４、６０４、７０５、８
０４、９０６接着剤、１０９、２０６、４０４、５０５、６０５、７０４、８
０５、９０５バスバー、２０１シリコンウエハ基板からなる半導体層、２０３裏面電極、２０７反射防止膜、３０１、４０１太陽電池基板、３０２、４０３金属ワイヤー、３０３、４０５、８０６導電性接着剤、５０２、６０２、７０２、８０２、９０２太陽電池表
面（アクティブエリア）、９０４ハンダ若しくは導電性ペースト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新倉諭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)発明者上野雪絵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 (56)参考文献特開平７−99334（ＪＰ，Ａ) 特開平３−6867（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属ワイヤーからなる集電電極と、該集
電電極と接するバスバーとからなる光起電力素子の電極
構造において、前記光起電力素子の一部に接着剤が配設され、前記集電
電極の少なくとも一部が該接着剤上に配設されており、
該接着剤と該集電電極の少なくとも一部の上に前記バス
バーが配設されており、該接着剤が該光起電力素子と該
集電電極とを接着するとともに該光起電力素子と該バス
バーとを接着していることを特徴とする光起電力素子の
電極構造。
【請求項２】前記接着剤が耐電性接着剤であることを
特徴とする請求項１に記載の光起電力素子の電極構造。
【請求項３】前記金属ワイヤーの少なくとも一部は、
導電性ペーストによって前記光起電力素子の表面に接着
されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光
起電力素子の電極構造。
【請求項４】前記集電電極は、金属ワイヤーの少なく
とも一部が導電性ペーストで被覆された構造を有し、か
つ、前記光起電力素子の表面に接着されていることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光起電
力素子の電極構造。
【請求項５】前記バスバーは、該バスバーの少なくと
も一部が導電性ペーストで被覆された構造を有すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光
起電力素子の電極構造。
【請求項６】金属ワイヤーからなる集電電極と、該集
電電極と接するバスバーとからなる光起電力素子の製造
方法において、接着剤によって光起電力素子の一部に前記集電電極の少
なくとも一部を張り付ける工程と、前記接着剤と前記バ
スバーとの間に前記集電電極を挟むように該バスバーを
配置することによって前記バスバーを前記光起電力素子
の一部に接着する工程と、熱または／及び圧力により前
記集電電極と前記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７】基板上に少なくとも半導体層を有する太
陽電池基板と、金属ワイヤーからなる集電電極と、該集
電電極と接するバスバーとを少なくとも有する太陽電池
において、前記光起電力素子の一部に接着剤が配設され、前記集電
電極の少なくとも一部が該接着剤上に配設されており、
該接着剤と該集電電極の少なくとも一部の上に前記バス
バーが配設されており、該接着剤が該光起電力素子と該
集電電極とを接着するとともに該光起電力素子と該バス
バーとを接着していることを特徴とする太陽電池。