專利名稱：光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)吸收光而使電力產(chǎn)生的光電轉(zhuǎn)換元件、及通過(guò)具備多個(gè)該光電轉(zhuǎn) 換元件而成的光電轉(zhuǎn)換模塊。
背景技術(shù)：
作為太陽(yáng)電池等光電轉(zhuǎn)換模塊，已知有將在受光面具有線狀的集電電極的光電 轉(zhuǎn)換元件作為構(gòu)成單位、且將多個(gè)該光電轉(zhuǎn)換元件在玻璃等基板上串聯(lián)地連接的光電轉(zhuǎn)換 模塊。另外，專利文獻(xiàn)1的太陽(yáng)電池中，在其受光面設(shè)有多個(gè)集電電極及與其正交的輔助電 極。這樣的集電電極及補(bǔ)助電極是利用絲網(wǎng)印刷法將金屬膏一并印刷為所需的圖案形狀而 形成的。但是，專利文獻(xiàn)1的太陽(yáng)電池的構(gòu)成中，由于太陽(yáng)光的照射等而會(huì)處于高溫、且在 由金屬膏形成的輔助電極產(chǎn)生應(yīng)力就使輔助電極易于脫落。其結(jié)果，具有電連接可靠性降 低、光電轉(zhuǎn)換效率降低的趨勢(shì)。因此，正在尋求連接可靠性優(yōu)異、可以高效維持光電轉(zhuǎn)換效率的光電轉(zhuǎn)換元件及 光電轉(zhuǎn)換模塊。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特開2002-373995號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一實(shí)施方式所涉及的光電轉(zhuǎn)換元件，具備，第一電極層及第二電極層，其相 互隔開間隔地配置；第一半導(dǎo)體層，其位于所述第一電極層上，且具有第一導(dǎo)電型；第二半 導(dǎo)體層，其位于所述第一半導(dǎo)體層上，且具有與所述第一半導(dǎo)體層進(jìn)行Pn接合的第二導(dǎo)電 型；連接部，其將所述第二半導(dǎo)體層和所述第二電極層電連接；多個(gè)集電電極，其具有從所 述連接部上向所述第二半導(dǎo)體層上的所述第二半導(dǎo)體層的端部延伸的線狀部、在上面透視 下至少一部分與所述連接部重疊且從所述線狀部的短邊方向的兩端部的至少一方突出的 突出部，所述多個(gè)集電電極中的鄰接的兩個(gè)集電電極，各自的所述突出部彼此相互隔離。本發(fā)明一實(shí)施方式所涉及的光電轉(zhuǎn)換模塊，具備多個(gè)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，所述 多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件具有第一光電轉(zhuǎn)換元件和第二光電轉(zhuǎn)換元件，所述第一及第二光電轉(zhuǎn)換 元件中，各自的所述第一及第二電極層朝向相同的方向配置，并且，所述第一光電轉(zhuǎn)換元件 的所述第二電極層與所述第二光電轉(zhuǎn)換元件的所述第一電極層電連接。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊的立體圖；圖2是圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊的剖面圖；圖3是圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊的平面圖；圖4是表示圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法的各工序的剖面圖；圖5是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊的立體圖；圖6是圖5所示的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊的剖面圖；圖7是表示圖5所 示的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊的制造方法的各工序的剖面 圖；圖8是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊的立體圖；圖9是圖8所示的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊的平面圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式。首先，說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊。圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件20及使用其的光電轉(zhuǎn)換模塊21 的結(jié)構(gòu)的圖。另外，圖2是光電轉(zhuǎn)換元件20及光電轉(zhuǎn)換模塊21的剖面圖，圖3是其平面 圖。光電轉(zhuǎn)換元件20包含基板1、第一電極層2、第二電極層8、第一半導(dǎo)體層3、第二半導(dǎo) 體層4、導(dǎo)電層5、集電電極的線狀部6、集電電極的突出部9、連接部7而構(gòu)成。另外，由第 一半導(dǎo)體層3和第二半導(dǎo)體層4構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換層PV。另外，由線狀部6和突出部9構(gòu)成集 電電極。 光電轉(zhuǎn)換模塊21通過(guò)排列多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件20而形成。而且，鄰接的光電轉(zhuǎn)換元 件20中的、一方的光電轉(zhuǎn)換元件20的第二電極層8與另一方的光電轉(zhuǎn)換元件20的第一電 極層2電連接。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以容易地將鄰接的光電轉(zhuǎn)換元件20彼此串聯(lián)連接。另外， 在一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件20內(nèi)，將連接部7以分?jǐn)喙怆娹D(zhuǎn)換層PV的方式設(shè)置。S卩，圖1中，連 接部7從光電轉(zhuǎn)換元件20的跟前側(cè)的側(cè)面朝向與其對(duì)向的后深側(cè)的側(cè)面呈線路狀被形成， 且通過(guò)由位于該連接部7的左側(cè)的第一電極層2和導(dǎo)電層5所夾著的光電轉(zhuǎn)換層PV進(jìn)行 光電轉(zhuǎn)換?；?用于支承光電轉(zhuǎn)換元件20。作為用于基板1的材料，列舉例如玻璃、陶瓷、 樹脂、及金屬等。在構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換模塊21的情況下，可以在多個(gè)基板1分別設(shè)置光電轉(zhuǎn)換 元件20且將它們排列并相互串聯(lián)連接，或者，也可以在一個(gè)基板1設(shè)置多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件 20。如此，在將多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件20設(shè)于一個(gè)基板1的情況下，光電轉(zhuǎn)換模塊21的制作變
得容易。就第一電極層2及第二電極層8而言，使用Mo、Al、Ti或Au等導(dǎo)電體，且在基板1 上通過(guò)濺射法或蒸鍍法等而被形成。另外，圖1中，在鄰接的光電轉(zhuǎn)換元件20中，一方的光 電轉(zhuǎn)換元件20的第二電極層8和另一方的光電轉(zhuǎn)換元件20的第一電極層2為一體結(jié)構(gòu)。就光電轉(zhuǎn)換層PV而言，包含第一半導(dǎo)體層3和第二半導(dǎo)體層4，且可以將光吸收 而轉(zhuǎn)換成電力，并使用硅系及化合物半導(dǎo)體系等半導(dǎo)體材料。作為硅系，列舉單晶硅、多晶 硅、及非晶硅等。作為化合物半導(dǎo)體系，列舉單晶系及多晶系，具有例如III-V族化合物半 導(dǎo)體、II-VI族化合物半導(dǎo)體、及黃銅礦(Chalcopyrite)系(也稱為CIS系)化合物半導(dǎo) 體等。就這樣的薄膜的光電轉(zhuǎn)換層PV中的、使用黃銅礦系化合物半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換層 PV而言，因?yàn)檗D(zhuǎn)換效率高，所以即使為薄膜也可以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有單晶硅同程度的光電轉(zhuǎn)換效率，特別作為優(yōu)選。另外，從不含有害的鎘這一點(diǎn)來(lái)看，也作為優(yōu)選。作為這樣的黃銅礦系 化合物半導(dǎo)體，列舉Cu (In，Ga) Se2 (也稱為CIGS)、Cu(In，Ga) (Se，S)2(也稱為CIGSS)、及 CuInS2(也稱為CIS)。就光電轉(zhuǎn)換層PV而言，在例如由薄膜制作時(shí)，通過(guò)濺射法、蒸鍍法或 塗布法等形成。另外，Cu (In，Ga) Se2是指主要由Cu、In、Ga、Se構(gòu)成的化合物。另外，Cu (In， Ga) (Se，S) 2是指主要由Cu、In、Ga、Se、S構(gòu)成的化合物。

就第一半導(dǎo)體層3及第二半導(dǎo)體層4而言，具有一方為η型而另一方為P型的不同 的導(dǎo)電型，且它們進(jìn)行ρη接合?？梢允堑谝话雽?dǎo)體層3為ρ型、第二半導(dǎo)體層4為η型，也 可以是相反的關(guān)系。另外，由第一半導(dǎo)體層3及第二半導(dǎo)體層4所形成的ρη結(jié)，不限于第 一半導(dǎo)體層3和第二半導(dǎo)體層4直接接合。例如，也可以在它們之間還具有與第一半導(dǎo)體 層3相同的導(dǎo)電型的其它半導(dǎo)體層或者與第二半導(dǎo)體層4相同的導(dǎo)電型的其它半導(dǎo)體層。 另外，也可以是在第一半導(dǎo)體層3和第二半導(dǎo)體層4之間具有i型的半導(dǎo)體層的pin結(jié)。第一半導(dǎo)體層3和第二半導(dǎo)體層4可以為同型接合，也可以為異型接合。作為異 型接合的例子，在例如第一半導(dǎo)體層3為CIGS等黃銅礦系化合物半導(dǎo)體(一般稱為光吸收 層)的情況下，作為第二半導(dǎo)體層 4，列舉 CdS、ZnS、ZnO、In2Se3、In (OH, S)、(Zn，In) (Se，OH)、 及(Zn，Mg)0等(一般稱為緩沖層)，通過(guò)例如化學(xué)浴沉積(CBD)法等形成。另外，Ιη(0Η， S)是指主要由In、OH、S構(gòu)成的化合物。(Zn，In) (Se，0H)是指主要由Zn、In、Se、OH構(gòu)成 的化合物。(Zn，Mg) 0是指主要由Zn、Mg、0構(gòu)成的化合物。如圖1所示，在第二半導(dǎo)體層4上設(shè)置導(dǎo)電層5也可。由此，可以將在光電轉(zhuǎn)換層 PV產(chǎn)生的電荷更好地取出、且使發(fā)電效率進(jìn)一步提高。就導(dǎo)電層5而言，使用ITO或ZnO: Al等導(dǎo)電體，并通過(guò)濺射法、蒸鍍法或化學(xué)氣相成長(zhǎng)(CVD)法等形成。在將導(dǎo)電層5側(cè)作為 受光面使用的情況下，導(dǎo)電層5為了提高光電轉(zhuǎn)換層PV的吸收效率，所以優(yōu)選對(duì)光電轉(zhuǎn)換 層PV的吸收光具有光透過(guò)性的材料。從在提高光透過(guò)性的同時(shí)將通過(guò)光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電 流良好地送至集電電極的觀點(diǎn)出發(fā)，導(dǎo)電層5優(yōu)選設(shè)為0. 05 0. 5 μ m的厚度。就光電轉(zhuǎn)換元件20而言，通過(guò)排列多個(gè)且將它們電連接就能夠形成光電轉(zhuǎn)換模 塊21。為了將鄰接的光電轉(zhuǎn)換元件20彼此容易地串聯(lián)連接，如圖1、圖2所示，光電轉(zhuǎn)換元 件20中，通過(guò)設(shè)于光電轉(zhuǎn)換層PV的連接部7將第二半導(dǎo)體層4和第二電極層8電連接。另 夕卜，圖1中，通過(guò)設(shè)置導(dǎo)電層5，使第二半導(dǎo)體層4和第二電極層8的電連接成為導(dǎo)通性更高 的連接，但不限定于此，也可以采用不形成導(dǎo)電層5的結(jié)構(gòu)。就連接部7而言，優(yōu)選在形成導(dǎo)電層5時(shí)同時(shí)形成并一體化。換言之，導(dǎo)電層5具 有從第二半導(dǎo)體層4向第二電極層8延長(zhǎng)的延長(zhǎng)部，且通過(guò)延長(zhǎng)部與第二電極層8連接，由 此，導(dǎo)電層5構(gòu)成連接部7。因而，可以簡(jiǎn)化工序，并且可以提高電連接可靠性。在將光電轉(zhuǎn)換層PV的端部中的、一個(gè)端部設(shè)為第一端部A且將與第一端部A對(duì)向 的另一端部設(shè)為第二端部B時(shí)，在集電電極的線狀部6從第一端部A向第二端部B延長(zhǎng)的情 況下，連接部7優(yōu)選位于在平面觀測(cè)下比光電轉(zhuǎn)換層PV的第一端部A更靠第二端部B側(cè)， 即設(shè)置在第二端部B的附近。更優(yōu)選的是，連接部7優(yōu)選在平面觀測(cè)下與光電轉(zhuǎn)換層PV的 第二端部B大致平行且直線狀延長(zhǎng)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以使連接部7向第二端部B接近， 可以使成為無(wú)助于發(fā)電的死區(qū)的連接部7與第二端部B之間的區(qū)域縮小，可以提高光電轉(zhuǎn) 換效率。就集電電極的線狀部6而言，形成于第二半導(dǎo)體層4上，使電阻減小且將第二半導(dǎo)體層4所產(chǎn)生的電荷良好地取出。線狀部6為了抑制遮擋向光電轉(zhuǎn)換層PV的光而被設(shè)為線路狀。而且，該線路狀的線狀部6優(yōu)選按照在平面觀測(cè)下達(dá)到第二半導(dǎo)體層4的第一端 部A、即光電轉(zhuǎn)換層PV的第一端部A的方式設(shè)置。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，線狀部6保護(hù)光電轉(zhuǎn)換 層PV的外周部，使在光電轉(zhuǎn)換層PV的外周部的缺陷得以抑制，而使光電轉(zhuǎn)換層PV的外周 部也能夠良好地進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。另外，在該光電轉(zhuǎn)換層PV的外周部產(chǎn)生的電流可以由達(dá)到 第一端部A的線狀部6高效地取出。其結(jié)果可以提高發(fā)電效率。如此，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)達(dá)到第一端部A的線狀部6對(duì)光電轉(zhuǎn)換層PV的外周部進(jìn)行保 護(hù)，所以，可以使在第一電極層2和線狀部6之間所設(shè)置的部件的合計(jì)厚度縮小。因此，可 以使部件削減，并且也可以使這些制作工序縮短。優(yōu)選將在第一電極層2和線狀部6之間 所設(shè)置的部件的合計(jì)厚度(圖1及圖2的例中，第一半導(dǎo)體層3和第二半導(dǎo)體層4和導(dǎo)電 層5的合計(jì)厚度)減薄為1. 56 2. 7 μ m。具體而言，在圖1及圖2的例中，將第一半導(dǎo)體 層3的厚度設(shè)為1. 5 2. 0 μ m、第二半導(dǎo)體層4的厚度設(shè)為0. 01 0. 2 μ m、導(dǎo)電層5的厚 度設(shè)為0. 05 0. 5 μ m。另外，優(yōu)選在線狀部6達(dá)到的光電轉(zhuǎn)換層PV的第一端部A側(cè)，將線狀部6的端面、 導(dǎo)電層5的端面及光電轉(zhuǎn)換層PV的端面形成同一面。由此，可以將在光電轉(zhuǎn)換層PV的第 一端部A所光電轉(zhuǎn)換的電流良好地取出。另外，優(yōu)選線狀部6在平面觀測(cè)下達(dá)到光電轉(zhuǎn)換層PV的第一端部A是指線狀部6 完全達(dá)到光電轉(zhuǎn)換層PV的最外側(cè)的第一端部A，但不限定于此。即，從將以光電轉(zhuǎn)換層PV 的第一端部A為基點(diǎn)裂縫行進(jìn)有效地抑制而使缺陷抑制的觀點(diǎn)出發(fā)，也包含光電轉(zhuǎn)換層PV 的最外側(cè)的第一端部A與線狀部6的端部的距離為1000 μ m以下的情況。從提高在第一端 部A的線狀部6的集電效果的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選第一端部A和線狀部6的端部的距離為500 μ m 以下。就線狀部6而言，從抑制遮擋向光電轉(zhuǎn)換層PV的光并且抑制光電轉(zhuǎn)換層PV的外 周部的缺陷的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選具有50 400 μ m的寬度。另外，線狀部6也可以具有被分支 的多個(gè)分岐部。就集電電極的突出部9而言，從上面透視下，與連接部7重疊且從線狀部6的短方 向的兩端部的至少一方突出。在圖1中，與連接部7重疊、且沿連接部7的線路方向從線狀 部6突出。突出部9用于縮小線狀部6和第二電極層8的電連接的電阻而使導(dǎo)電性提高的 部件。另外，將鄰接的集電電極的各突出部9隔離。即，鄰接的集電電極中的、一方集電 電極的突出部9的前端部，與另一方的集電電極的線狀部6及突出部9任何一個(gè)都不連接， 就成為開放端。由此，突出部9并非線路狀連接，而處于由鄰接的集電電極間所隔斷的狀 態(tài)。通過(guò)制成這樣的結(jié)構(gòu)，在光電轉(zhuǎn)換元件20于使用中變?yōu)楦邷氐那闆r下，可以將在突出 部9產(chǎn)生的應(yīng)力由該所隔斷的部位緩和，且抑制突出部9剝離。其結(jié)果可以提高電連接可 靠性，可以高度維持光電轉(zhuǎn)換效率。另外，通過(guò)突出部9，可以使線狀部6和第二電極層8良 好地通電，也可以提高光電轉(zhuǎn)換效率。而且，通過(guò)設(shè)為這樣的突出部9，可以使在用金屬膏通過(guò)絲網(wǎng)印刷法形成線狀部6 及突出部9的情況下的制造成品率提高。這是基于以下理由。絲網(wǎng)印刷法是在絲網(wǎng)上用稱 為印刷刮板的橡膠狀的刮刀涂抹金屬膏來(lái)進(jìn)行金屬膏的印刷的方法。在絲網(wǎng)上，以擠壓金屬膏的方式形成期望的圖案狀的開口，但是，在印刷刮板從該開口向絲網(wǎng)部移動(dòng)時(shí)，由于印 刷刮板與開口的緣部碰撞，從而易于損傷絲網(wǎng)。如專利文獻(xiàn)1所示的現(xiàn)有的構(gòu)造中，是配置 多個(gè)垂直于線狀部且連續(xù)的長(zhǎng)的線狀的輔助電極的構(gòu)造，若使印刷刮板移動(dòng)，則對(duì)絲網(wǎng)的 輔助電極形成用的開口的緣部全體施加印刷刮板的碰撞，易于損傷絲網(wǎng)。其結(jié)果為，在專利 文獻(xiàn)1的構(gòu)造中，不能精度良好地進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，制造成品率降低。另一方面，若采用上述 光電轉(zhuǎn)換元件20那樣的突出部9，則即使印刷刮板移動(dòng)，也能夠有效抑制對(duì)絲網(wǎng)的突出部9 形成用開口的緣部施加的印刷刮板的碰撞。由此，可以抑制印刷刮板的損傷，提高制造成品 率。此時(shí)，通過(guò)將線狀部6的 線路方向設(shè)定得平行于絲網(wǎng)印刷的印刷方向，可以穩(wěn)定 細(xì)小地形成線狀部6的線寬。由此，可以抑制基于線狀部6的遮光，也可以提高光電轉(zhuǎn)換效 率。即，印刷刮板的移動(dòng)方向可以是與線狀部6的線路方向大致相同的方向。就突出部9而言，如圖1、圖3所示，優(yōu)選以線狀部6為軸在兩側(cè)大致線對(duì)稱地延 長(zhǎng)。由此，可以對(duì)線狀部6和第二電極層8高效率地通電。另外，如圖1 圖3所示，就連接部7而言，優(yōu)選在其上面具有凹部10。S卩，在圖1 中，導(dǎo)電層5的主面沿連接部7凹陷成槽狀，在該槽狀的凹部10放入突出部9。根據(jù)這樣 的結(jié)構(gòu)，突出部9和連接部7的接觸面積增加，可以更有效地抑制突出部9的剝離，可以進(jìn) 一步提高電連接可靠性。另外，在進(jìn)行絲網(wǎng)印刷時(shí)，在凹部10中，金屬膏潛入絲網(wǎng)之下而 擴(kuò)展，由此可以將金屬膏比絲網(wǎng)的開口沿凹部10更長(zhǎng)地形成。其結(jié)果是，可以將對(duì)應(yīng)于突 出部9的絲網(wǎng)的開口一定程度減小，可以將印刷刮板對(duì)絲網(wǎng)的開口的緣部的碰撞進(jìn)一步減 小。就凹部10的深度而言，從在絲網(wǎng)印刷時(shí)將金屬膏良好地潛入絲網(wǎng)下并良好地形 成期望的圖案形狀的觀點(diǎn)出發(fā)，相對(duì)凹部10的寬度優(yōu)選為 10% (例如，凹部10的寬 度為100 μ m的情況下為1 μ m 10 μ m)。就凹部10而言，在導(dǎo)電層5與連接部7同時(shí)通過(guò)薄膜形成方法形成時(shí)，通過(guò)調(diào)整 薄膜形成的條件、且在表面凹陷的狀態(tài)下使導(dǎo)電層5的形成結(jié)束，就可以形成。或者，也可 以通過(guò)蝕刻等除去導(dǎo)電層5的表面而形成。另外，凹部10的底部可以比光電轉(zhuǎn)換層PV的 上表面更深地形成。該情況下，進(jìn)入凹部10的突出部9，因?yàn)楦咏诙姌O層8，所以，可 以抑制電阻而將所光電轉(zhuǎn)換的電流良好地取出。就突出部9的沿連接部7的方向的長(zhǎng)度L而言，從使線狀部6和第二電極層8的 導(dǎo)通性良好的觀點(diǎn)出發(fā)，可以為5μπι以上；作為更適合的值，可以為400μπι以上。另外，從 緩和應(yīng)力而抑制剝離的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)向的突出部9間的間隔M可以為50 μ m以上。另外，圖 3中，在鄰接的線狀部6的兩側(cè)有突出部9延伸出；在線狀部6間，各突出部9的前端以相 互對(duì)向的方式形成，但是，在僅于線狀部6的短方向的一方有突出部9延出的情況下，上述 間隔M是指突出部9的前端和鄰接的線狀部6的間隔。另夕卜，相對(duì)于線狀部6間的間隔N，長(zhǎng)度L可以為間隔15 0. 40倍。根據(jù) 該構(gòu)成，可以使線狀部6和第二電極層8的電連接良好。另外，也具有確保良好的印刷性并 且減小印刷刮板的碰撞的效果。具體而言，可以將間隔N設(shè)為1. 5 2. 5mm，將長(zhǎng)度L設(shè)為 225 1000 μ m。就線狀部6及突出部9而言，通過(guò)將例如Ag等金屬膏(金屬粒子和樹脂的混合物)印刷為圖案狀且使其固化而被形成。即，線狀部6優(yōu)選含有金屬粒子和樹脂。由此，對(duì) 固化后的線狀部6的彎曲應(yīng)力的耐性得以提高。作為優(yōu)選，線狀部6及突出部9含有焊錫。由此，可以提高對(duì)彎曲應(yīng)力的耐性，同 時(shí)可以使電阻進(jìn)一步降低。作為更優(yōu)選，可以包含兩種以上熔點(diǎn)不同的金屬，以使至少一種 金屬熔化、其它至少一種金屬不熔化的溫度進(jìn)行加熱而固化。由此，低熔點(diǎn)的金屬熔化而使 線狀部6及突出部9致密化，可以降低電阻，同時(shí)通過(guò)熔點(diǎn)高的金屬而使在加熱且固化時(shí)熔 化的金屬擴(kuò)展得以抑制。 上述光電轉(zhuǎn)換元件20可以如下進(jìn)行制造。圖4(a) (e)為表示光電轉(zhuǎn)換元件20 的制造工序的各工序的剖面圖。首先，如圖4(a)所示，在基板1上形成期望的圖案的第一電極層2及第二電極層 8。圖案狀的第一電極層2及第二電極層8可以通過(guò)使用濺射法等薄膜形成方法、劃線加工 或蝕刻等圖案形成方法來(lái)形成。 其次，如圖4 (b)所示，在基板1、第一電極層2及第二電極層8上使用濺射法或CBD 法等薄膜形成方法將第一半導(dǎo)體層3及第二半導(dǎo)體層4層疊。而且，在第一半導(dǎo)體層3及 第二半導(dǎo)體層4中通過(guò)劃線加工或蝕刻等形成用于形成連接部7的貫通槽P2。接著，如圖4(c)所示，在第二半導(dǎo)體層4上形成導(dǎo)電層5的同時(shí)，在貫通槽P2內(nèi)形 成作為連接部7的延長(zhǎng)部。導(dǎo)電層5及連接部7可以通過(guò)濺射法等薄膜形成方法來(lái)形成。然后，如圖4(d)所示，在導(dǎo)電層5上通過(guò)絲網(wǎng)印刷等方法將金屬膏印刷成圖案狀， 通過(guò)對(duì)其進(jìn)行加熱使其固化而形成線狀部6及突出部9。最后，如圖4 (e)所示，在第二電極層8殘留的狀態(tài)下，通過(guò)劃線加工等將第一半導(dǎo) 體層3、第二半導(dǎo)體層4、導(dǎo)電層5、及線狀部6 —并切斷。通過(guò)這樣的方法，可以容易地制 作線狀部6在平面觀測(cè)下達(dá)到光電轉(zhuǎn)換層PV的第一端部A的構(gòu)造的光電轉(zhuǎn)換元件20。另 夕卜，鄰接的光電轉(zhuǎn)換元件20是一方的光電轉(zhuǎn)換元件20的第一電極2和另一方的光電轉(zhuǎn)換 元件20的第二電極8為一體的元件。由此，將鄰接的光電轉(zhuǎn)換元件20彼此串聯(lián)連接，可以 容易地制作將多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件20串聯(lián)連接排列而成的光電轉(zhuǎn)換模塊21。下面，說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊。圖5是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件120及光電轉(zhuǎn)換模塊121的構(gòu)成 的圖。另外，圖6是光電轉(zhuǎn)換元件120及光電轉(zhuǎn)換模塊121的剖面圖，圖7是表示其制造方 法的各工序的剖面圖。圖5 圖7中，對(duì)和圖1 4所示的第一實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件 20及光電轉(zhuǎn)換模塊21相同的結(jié)構(gòu)的部位標(biāo)注相同的符號(hào)，也可以應(yīng)用和上述的各構(gòu)成相 同的結(jié)構(gòu)。第二實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件120及光電轉(zhuǎn)換模塊121與第一實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn) 換元件20及光電轉(zhuǎn)換模塊21的不同點(diǎn)為，通過(guò)突出部9向第二電極層8延長(zhǎng)并與第二電 極層8連接，而使突出部9構(gòu)成連接部17。這樣，在通過(guò)突出部9與第二電極層8的連接來(lái) 構(gòu)成連接部17的情況下，可以使連接更可靠，可以提高連接可靠性。這樣的光電轉(zhuǎn)換元件120及光電轉(zhuǎn)換模塊121可以如下制作。首先，如圖7(a)所 示，在基板1上形成期望的圖案的第一電極層2及第二電極層8。接著，如圖7(b)所示，在 基板1、第一電極層2及第二電極層8上將第一半導(dǎo)體層3及第二半導(dǎo)體層4層疊。接著， 如圖7(c)所示，在第二半導(dǎo)體層4上形成導(dǎo)電層5。然后，如圖7(d)所示，通過(guò)劃線加工或蝕刻等，形成用于形成連接部17的貫通槽P2及用于使光電轉(zhuǎn)換元件120彼此隔離的貫通 槽P3。最后，如圖7(e)所示，在導(dǎo)電層5上及貫通槽P2的一部分，通過(guò)絲網(wǎng)印刷等方法將 金屬膏印刷成圖案狀。而且，將其進(jìn)行加熱并固化，形成線狀部6及突出部9，由此，具有連 接部17的光電轉(zhuǎn)換裝置120及光電轉(zhuǎn)換模塊121得以完成。 這樣將第一半導(dǎo)體層3、第二半導(dǎo)體層4及導(dǎo)電層5相繼地形成，然后將用于形成 連接部17的貫通槽P2及用于使光電轉(zhuǎn)換元件120彼此隔離的貫通槽P3同時(shí)形成，由此可 以簡(jiǎn)化槽加工工序，從而生產(chǎn)性提高。下面，說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件及光電轉(zhuǎn)換模塊。圖8是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件220及光電轉(zhuǎn)換模塊221的構(gòu)成 的圖。另外，圖9是表示光電轉(zhuǎn)換元件220及光電轉(zhuǎn)換模塊221的平面圖。圖8 圖9中， 對(duì)和圖1 4所示的第一實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件20及光電轉(zhuǎn)換模塊21相同的結(jié)構(gòu)的部 位標(biāo)注相同的符號(hào)，可以應(yīng)用和上述的各結(jié)構(gòu)同樣的結(jié)構(gòu)。第三實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件220及光電轉(zhuǎn)換模塊221中，比第二半導(dǎo)體層4的 上側(cè)主面更深地形成連接部7的凹部10，使設(shè)于該凹部10內(nèi)的突出部29進(jìn)入，而且，突出 部29的前端面S (圖9中用粗實(shí)線表示前端面S)在相對(duì)于第一半導(dǎo)體層3的側(cè)面或第二 半導(dǎo)體層4的側(cè)面的至少一方為傾斜狀態(tài)下相對(duì)向。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以使入射的光由 該前端面S進(jìn)行反射、且使其從側(cè)面?zhèn)认蚬怆娹D(zhuǎn)換層PV入射，可以提高光電轉(zhuǎn)換效率。另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，可以在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)實(shí) 施各種變更。符號(hào)說(shuō)明2:第一電極層3 第一半導(dǎo)體層4 第二半導(dǎo)體層5:導(dǎo)電層6 線狀部7、17:連接部8:第二電極層9、29 突出部20、120、220 光電轉(zhuǎn)換元件21、121、221 光電轉(zhuǎn)換模塊
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換元件，其中，具備第一電極層及第二電極層，其相互隔開間隔地配置； 第一半導(dǎo)體層，其位于所述第一電極層上，且具有第一導(dǎo)電型； 第二半導(dǎo)體層，其位于所述第一半導(dǎo)體層上，且具有與所述第一半導(dǎo)體層進(jìn)行pn接合 的第二導(dǎo)電型；連接部，其將所述第二半導(dǎo)體層和所述第二電極層電連接；和 多個(gè)集電電極，其具有線狀部和突出部，該線狀部從所述連接部上向所述第二半導(dǎo)體 層上的所述第二半導(dǎo)體層的端部延伸，該突出部在上面透視下至少一部分與所述連接部重 疊且從所述線狀部的短邊方向的兩端部的至少一方突出，所述多個(gè)集電電極中的鄰接的兩個(gè)集電電極，各自的所述突出部彼此相互隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，所述突出部具有從所述兩端部的一方突出的第一突出部、和從另一方突出的第二突出部，所述第一突出部及所述第二突出部以所述線狀部為軸而大致線對(duì)稱。
3.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，還具備導(dǎo)電層，其配置在所述第二半導(dǎo)體層和所述多個(gè)集電電極的至少一個(gè)之間。
4.如權(quán)利要求3所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，所述導(dǎo)電層具有從所述第二半導(dǎo)體層向所述第二電極層延長(zhǎng)的延長(zhǎng)部，且通過(guò)所述延 長(zhǎng)部和所述第二電極層連接，而使所述導(dǎo)電層構(gòu)成所述連接部。
5.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，所述連接部具有凹部，所述多個(gè)集電電極的至少一個(gè)的所述突出部的至少一部分位于 所述凹部的內(nèi)部。
6.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，所述多個(gè)集電電極的至少一個(gè)的所述突出部，通過(guò)與所述第二電極層連接，來(lái)構(gòu)成所 述連接部。
7.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，所述多個(gè)集電電極的至少一個(gè)的所述突出部的前端面，在相對(duì)于所述第一半導(dǎo)體層的 側(cè)面及所述第二半導(dǎo)體層的側(cè)面的至少一方為傾斜的狀態(tài)下相對(duì)向。
8.一種光電轉(zhuǎn)換模塊，其中，具備多個(gè)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件具有第一光電轉(zhuǎn)換元件和第二光電轉(zhuǎn)換元件， 所述第一及第二光電轉(zhuǎn)換元件中，各自的所述第一及第二電極層朝向相同的方向配 置，并且，所述第一光電轉(zhuǎn)換元件的所述第二電極層與所述第二光電轉(zhuǎn)換元件的所述第一 電極層電連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光電轉(zhuǎn)換元件(20)，其具備，第一電極層(2)及第二電極層(8)，其相互隔開間隔地配置；第一半導(dǎo)體層(3)，其位于所述第一電極層(2)上，且具有第一導(dǎo)電型；第二半導(dǎo)體層(4)，其位于所述第一半導(dǎo)體層(3)上，且具有與所述第一半導(dǎo)體層(3)進(jìn)行pn接合的第二導(dǎo)電型；連接部(7)，其將所述第二半導(dǎo)體層(4)和所述第二電極層(8)電連接；多個(gè)集電電極，其具有從所述連接部(7)上向所述第二半導(dǎo)體層(4)上的所述第二半導(dǎo)體層(4)的端部延伸的線狀部(6)、在上面透視下至少一部分與所述連接部(7)重疊且從所述線狀部(6)的短方向的兩端部的至少一方突出的突出部(9)，所述多個(gè)集電電極中的鄰接的兩個(gè)集電電極各自的突出部(9)彼此相互隔離。
文檔編號(hào)H01L31/04GK102132419SQ201080002412
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月29日
發(fā)明者旗手淳雄, 有宗久雄 申請(qǐng)人:京瓷株式會(huì)社