专利名称：光电动势模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电动势模块，特别涉及包含多个光电动势元件的光电动势模块。
背景技术：
以往，已知有多个光电动势元件串联连接而形成的光电动势模块。这种光电动势模块，例如已在日本特开平10-65192号公报中公开。构成在上述日本特开平10-65192号公报中公开的以往的光电动势模块的光电动势元件包括通过导电性粘结剂与元件表面粘结，用于收集发电产生的电流的由金属导线构成的指状电极(fingerelectrode)；和用于使由该金属导线构成的指状电极所收集的电流汇集的由箔状或导线状的金属等构成的汇流条电极(bus bar electrode)。另外，现有的光电动势元件的汇流条电极，以与指状电极电连接的方式，与光电动势元件的发光区域以外的非发光区域的表面粘结。在上述日本特开平10-65192号公报的光电动势模块中，因为使用金属导线作为指状电极，所以对各个指状电极需要单独的用于粘结指状电极和元件表面的导电性粘结剂，这是不合适的。另一方面，在现有技术中，也已经提出了利用导电性膏形成指状电极和汇流条电极的光电动势元件。当由这种现有的光电动势元件形成光电动势模块时，通过焊料，将由箔状金属构成的接头电极(tabelectrode)，接合在邻接的光电动势元件的由导电性膏形成的汇流条电极上，由此，将光电动势元件串联连接。当使用由这种导电性膏形成的指状电极时，因为导电性膏具有粘结功能，所以，与使用由金属导线构成的指状电极的情况不同，不需要设置用于粘结指状电极和元件表面的粘结剂。但是，在上述的由导电性膏形成指状电极和汇流条电极、并且在汇流条电极上形成由箔状金属构成的接头电极的现有的光电动势模块中，当经过接头电极向汇流条电极施加过度的拉伸应力时等，有可能汇流条电极容易从光电动势元件的表面剥离。
发明内容
本发明为了解决上述问题而做出，本发明的一个目的是提供一种能够抑制接头电极的剥离的光电动势模块。为了达到上述目的，本发明的一个方面的光电动势模块包括包含含有光电转换层的多个半导体层、和在光入射面侧的半导体层上形成的用于收集发电产生的电流的指状电极的多个光电动势元件；和用于将多个光电动势元件电连接的接头电极。而且，接头电极，在与光电动势元件的发电区域对应的区域中，与指状电极电连接，并且通过绝缘性的粘结材料粘结在光入射面上。
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在该一个方面的光电动势模块中，如上所述，在与光电动势元件的发电区域对应的区域中，通过绝缘性的粘结材料将接头电极直接粘结在光入射面上，由此，能够使元件与接头电极之间的粘结强度比通过由粘结力不强的导电性膏形成的汇流条电极将接头电极接合在光入射面上的情况下的元件与接头电极(汇流条电极)之间的粘结强度增大，因此， 能够抑制接头电极从元件剥离。结果，在包含由导电性膏形成的指状电极(集电极)的情况下，也能够抑制接头电极的剥离。另外，通过使接头电极不通过汇流条电极而粘结在光入射面上，可以将汇流条电极省略，因此能够使电极结构简化。另外，在与光电动势元件的发电区域对应的区域中，使接头电极通过绝缘性的粘结材料粘结在光入射面上，由此，与使接头电极通过导电性的粘结材料粘结在光入射面上的情况不同，能够抑制经过粘结材料而流动暗电流。由此，能够抑制光电动势模块特性的降低。在上述一个方面的光电动势模块中，优选绝缘性的粘结材料被设置在与光电动势元件的发电区域对应的区域、并且不形成指状电极的区域中。如果这样构成，则在不形成指状电极的区域中，能够通过绝缘性的粘结材料将元件和接头电极粘结起来，因此能够容易地通过焊锡等将接头电极与指状电极电连接。在上述一个方面的光电动势模块中，优选指状电极以在第一方向上延伸的方式、 并且在与第一方向交叉的第二方向上相互隔开规定间隔而形成有多个，接头电极以在第二方向上延伸的方式配置，绝缘性的粘结材料被设置在配置有接头电极的区域、并且不形成指状电极的区域中。如果这样构成，则能够不妨碍接头电极与指状电极的电连接，在配置有接头电极的区域中，通过绝缘性的粘结材料将元件和接头电极粘结起来。在上述指状电极在第二方向上相互隔开规定间隔而形成有多个的结构中，绝缘性的粘结材料可以被设置在配置有接头电极的区域、并且位于在第二方向上邻接的指状电极之间的多个区域中。如果这样构成，则不会妨碍接头电极与指状电极的电连接，在配置有接头电极的区域中，能够增加元件与接头电极的粘结区域。在上述指状电极在第二方向上相互隔开规定间隔而形成有多个的结构中，可以 将多个指状电极分成分别包含规定数量的指状电极的多个组，以在配置有接头电极的区域中邻接的指状电极之间的第二方向的距离小于在不配置接头电极的区域中邻接的指状电极之间的第二方向的距离的方式，形成同一个组中包含的规定数量的指状电极，将绝缘性的粘结材料设置在配置有接头电极的区域、并且位于在第二方向上邻接的组之间的多个区域中。如果这样构成，则在配置有接头电极的区域中，邻接的指状电极之间的第二方向的距离增大，因此，能够使配置在邻接的指状电极之间的绝缘性的粘结材料的涂敷区域的面积增大相应量。由此，能够容易地在光入射面上进行绝缘性的粘结材料的涂敷。在上述指状电极在第二方向上相互隔开规定间隔而形成有多个的结构中，可以 将多个指状电极分成分别包含规定数量的指状电极的多个组，将同一个组中包含的规定数量的指状电极，在配置有接头电极的区域中，集合成规定数量的指状电极中的1根指状电极，将绝缘性的粘结材料设置在配置有接头电极的区域、并且位于在第二方向上邻接的组之间的多个区域中。如果这样构成，则在配置有接头电极的区域中，能够增大不形成指状电极的区域的面积，因此，能够增大元件与接头电极的粘结区域的面积。由此，能够增强元件与接头电极间的粘结强度。在该情况下，优选相互邻接的2个组的各自的集合后的指状电极之间的间隔，大于位于相互邻接的2个组的各自的端部、并且相互邻接的指状电极之间的距离。如果这样构成，则在配置有接头电极的区域中，能够增大不形成指状电极的区域的面积，因此能够增大元件与接头电极的粘结区域的面积。在上述将同一个组中包含的规定数量的指状电极集合成1根指状电极的结构中， 优选集合后的指状电极的第二方向的宽度与位于不配置接头电极的区域中的各个指状电极的第二方向的宽度实质上相等。如果这样构成，则在配置有接头电极的区域中，能够抑制集合后的指状电极所占的面积增大。由此，在配置有接头电极的区域中，能够增大不形成指状电极的区域的面积，因此能够增大元件与接头电极的粘结区域的面积。在上述将同一个组中包含的规定数量的指状电极集合成1根指状电极的结构中， 优选位于配置有接头电极的区域中的集合后的指状电极的第二方向的宽度大于位于不配置接头电极的区域中的各个指状电极的第二方向的宽度。如果这样构成，则在配置有接头电极的区域中，能够增大接头电极与指状电极的接触面积，因此能够减小接头电极与指状电极之间的接触电阻。在该情况下，优选集合后的指状电极的第二方向的宽度小于在不配置接头电极的区域中的、位于组的两端部的2个指状电极之间的第二方向的距离。如果这样构成，则在配置有接头电极的区域中，能够增大不形成指状电极的区域的面积，因此能够增大元件与接头电极的粘结区域的面积。在上述一个方面的光电动势模块中，优选接头电极通过焊接材料与指状电极电连接。如果这样构成，则能够容易地通过焊接材料将接头电极与指状电极电连接。在该情况下，优选焊接材料被设置在指状电极和接头电极平面地重叠的区域的实质上全部区域中。如果这样构成，则能够增大指状电极与接头电极的电连接部分的面积， 因此，能够抑制指状电极与接头电极的电连接的脱离，并且能够减小指状电极与接头电极的连接部分的电阻。在上述接头电极通过焊接材料与指状电极电连接的结构中，优选焊接材料与绝缘性的粘结材料以隔开规定间隔的方式设置。如果这样构成，则能够抑制绝缘性的粘结材料露出到设置有焊接材料的区域。由此，能够抑制由于露出的粘结材料，使由焊接材料进行的指状电极与接头电极的电连接发生连接不良。在上述接头电极通过焊接材料与指状电极电连接的结构中，优选指状电极以在第一方向上延伸的方式形成，接头电极以在与第一方向交叉的第二方向上延伸的方式配置，指状电极在配置有接头电极的区域中被分断，以使其不横穿配置有接头电极的区域。如果这样构成，则在配置有接头电极的区域中不形成指状电极，因此，能够以沿第二方向连续延伸的方式设置绝缘性的粘结材料。由此，能够更加增大元件与接头电极的粘结区域的面积，因此能够更加增大元件与接头电极间的粘结强度。在上述接头电极以在第二方向上延伸的方式配置的结构中，优选绝缘性的粘结材料在配置有接头电极的区域中，以沿第二方向连续延伸的方式设置。如果这样构成，则能够容易地更加增大元件与接头电极的粘结区域的面积。在上述绝缘性的粘结材料以沿第二方向连续延伸的方式设置的结构中，优选焊接材料被设置成在接头电极和绝缘性的粘结材料的第一方向侧的侧面部分中，将接头电极的侧面与指状电极的被分断的端部电连接。如果这样构成，则即使在配置有接头电极的区域中将指状电极分断，也能够容易地通过焊接材料将接头电极与指状电极电连接。在该情况下，优选焊接材料被设置成在接头电极和绝缘性的粘结材料的第一方向侧的两侧面部分中，将接头电极的两侧面与指状电极的被分断的两端部电连接。如果这样构成，则能够增加指状电极与接头电极的电连接部分的面积，因此，能够抑制由焊接材料进行的指状电极与接头电极的电连接发生连接不良，并且能够减小指状电极与接头电极的连接部分的电阻。在上述一个方面的光电动势模块中，优选光电动势元件包含透光性导电膜，该透光性导电膜形成为比半导体层靠近光入射面侧，接头电极通过绝缘性的粘结材料与透光性导电膜粘结。如果这样构成，则能够容易地将光电动势元件与接头电极粘结起来。
图1是表示本发明的第一实施方式的光电动势模块的结构的截面图。图2是表示将接头电极与构成图1所示的第一实施方式的光电动势模块的光电动势元件连接的状态的平面图。图3是沿图2的100-100线的截面图。
图4是沿图2的200-200线的截面图。图5是沿图2的300-300线的截面图。图6是表示构成图1所示的第一实施方式的光电动势模块的光电动势元件的指状电极的形状的平面图。图7是表示从构成图1所示的第一实施方式的光电动势模块的光电动势元件中拆下接头电极后的状态的平面图。图8是表示构成第一实施方式的第一变形例的光电动势模块的光电动势元件的指状电极的形状的平面图。图9是表示从构成第一实施方式的第一变形例的光电动势模块的光电动势元件中拆下接头电极后的状态的平面图。图10是表示构成第一实施方式的第二变形例的光电动势模块的光电动势元件的指状电极的形状的平面图。图11是表示从构成第一实施方式的第二变形例的光电动势模块的光电动势元件中拆下接头电极后的状态的平面图。图12是表示构成第一实施方式的第三变形例的光电动势模块的光电动势元件的指状电极的形状的平面图。图13是表示从构成第一实施方式的第三变形例的光电动势模块的光电动势元件中拆下接头电极后的状态的平面图。图14是表示将接头电极与构成本发明的第二实施方式的光电动势模块的光电动势元件连接的状态的平面图。图15是沿图14的400-400线的截面图。图16是沿图14的500-500线的截面图。图17是沿图14的600-600线的截面图。图18是表示构成图14所示的第二实施方式的光电动势模块的光电动势元件的指状电极的形状的平面图。图19是表示从构成图14所示的第二实施方式的光电动势模块的光电动势元件中拆下接头电极后的状态的平面图。
具体实施例方式下面，根据附图，说明本发明的实施方式。(第一实施方式)首先，参照图1 图7，说明第一实施方式的光电动势模块的结构。如图1所示，第一实施方式的光电动势模块具有包含多个光电动势元件1、并且通过接头电极2将该多个光电动势元件1电连接的结构。如图1和图2所示，将多个光电动势元件1电连接的接头电极2，以与后述的作为集电极的指状电极18(19)电连接、并且在与 X方向(指状电极18(19)的延伸方向)正交的Y方向上延伸的方式进行配置。该接头电极 2由具有约200 μ m 约400 μ m的厚度和约Imm 约2mm的宽度的铜箔构成。另外，如图1 所示，多个光电动势元件1被由EVA (Ethylene Vinyl Acetate 乙烯-乙酸乙烯)构成的填充材料3覆盖。另外，在填充材料3的上面上，设置有由玻璃构成的表面保护材料4，并且在填充材料3的下面上，设置有由PET (Poly EthyleneTerephthalate 聚对苯二甲酸乙二醇酯)构成的背面保护材料5。另外，在第一实施方式的光电动势元件1中，如图3 图5所示，在具有约 180 μ m 约300 μ m的厚度的η型单晶硅基板11的上面上，依次形成有具有约5nm 约 20nm厚度的实质上本征的i型非晶硅层12和具有约5nm 约20nm厚度的ρ型非晶硅层 13。其中，η型单晶硅基板11是本发明的“光电转换层”和“半导体层”的一个例子，i型非晶硅层12和ρ型非晶硅层13是本发明的“半导体层”的一个例子。另外，在ρ型非晶硅层 13上，形成有作为具有约30nm 约150nm厚度的透光性导电膜的ITO Qndium Tin Oxide 氧化铟锡)膜14。而且，在第一实施方式中，ITO膜14的与η型单晶硅基板11相反一侧的表面成为表面侧的光入射面la。另外，在η型单晶硅基板11的下面上，依次形成有i型非晶硅层15、n型非晶硅层 16和ITO膜17。该i型非晶硅层15、n型非晶硅层16和ITO膜17的厚度，分别为约5nm 约20nm、约5nm 约20nm和约30nm 约150nm。其中，i型非晶硅层15和η型非晶硅层 16是本发明的“半导体层”的一个例子。另外，在第一实施方式中，ITO膜17的与η型单晶硅基板11相反一侧的表面成为背面侧的光入射面lb。在该第一实施方式的光电动势元件1中，平面地看，在η型单晶硅基板11的上面和下面上形成的半导体各层(12、13、15和16)的形成区域成为发电区域。即，由在ρ型非晶硅层13上形成的ITO膜14的表面构成的光入射面Ia和由在η型非晶硅层16上形成的 ITO膜17的表面构成的光入射面lb，被配置在与光电动势元件1的发电区域对应的区域。另外，如图4和图5所示，在表面侧的光入射面Ia(ITC)膜14的与η型单晶硅基板 11相反一侧的表面)上的规定区域中，形成有具有约10 μ m 约50 μ m的厚度、并且由导电性材料构成的指状电极18，该导电性材料由导电性膏形成，该导电性膏由掺入有银(Ag) 的微粉末的环氧树脂等构成。该指状电极18具有收集发电产生的电流的功能。另外，如图 6所示，指状电极18以在X方向上延伸的方式、并且在与X方向正交的Y方向(接头电极2的延伸方向)上相互隔开约2mm间隔而形成有多个。另外，各个指状电极18具有约100 μ m 的Y方向的宽度。此外，如图4和图5所示，在背面侧的光入射面Ib (ΙΤ0膜17的与η型单晶硅基板 11相反一侧的表面)上的规定区域中，也形成有多个具有与表面侧的指状电极18同样的形状、并且由例如与表面侧的指状电极18同样的材料构成的指状电极19。另外，第一实施方式的光电动势元件1的集电极只由上述的指状电极18和19构成。即，在第一实施方式的光电动势元件1中，不设置用于使由指状电极18和19收集的电流汇集的汇流条电极。在此，在第一实施方式的光电动势模块中，如图3和图5所示，接头电极2，在与光电动势元件1的表面侧的发电区域对应的区域中，通过由丙烯酸系的热固化型树脂构成的绝缘性粘结层6，直接与光入射面Ia粘结。而且，在第一实施方式中，如图7所示，粘结光入射面Ia和接头电极2的绝缘性粘结层6，被设置在与光电动势元件1的发电区域对应的区域、并且不形成指状电极18的区域中。具体地说，在第一实施方式中，绝缘性粘结层6被设置在配置有接头电极2的区域、并且位于在Y方向上邻接的指状电极18之间的各个区域中。另外，在第一实施方式中，如图5和图7所示，在配置有接头电极2的区域中，在多个指状电极18的各个的上面上，设置有由Sn-Ag-Cu构成的焊锡层7。该焊锡层7被设置在指状电极18和接头电极2平面地重叠的区域的实质上全部区域中。通过该焊锡层7，将接头电极2和指状电极18电连接。另外，如图5和图7所示，焊锡层7以与绝缘性粘结层 6隔开规定间隔的方式设置。此外，如图3 图5所示，光电动势元件1的背面侧的接头电极2的连接方法与上述的光电动势元件1的表面侧的接头电极2的连接方法相同。即，接头电极2，在与光电动势元件1的背面侧的发电区域对应的区域中，通过绝缘性粘结层6，直接与光入射面Ib粘结。另外，接头电极2，通过焊锡层7，与指状电极19电连接。在第一实施方式中，如上所述，在与光电动势元件1的表面侧的发电区域对应的区域中，将接头电极2通过绝缘性粘结层6直接与光入射面Ia粘结，由此，能够使光入射面 Ia与接头电极2之间的粘结强度比不使用绝缘性粘结层6而通过由导电性膏形成的汇流条电极将接头电极2接合在光入射面Ia上的以往情况下的光入射面Ia与接头电极2之间的粘结强度增大，因此，能够抑制接头电极2从光入射面Ia剥离。结果，在包含由导电性膏形成的指状电极(集电极)18的情况下，也能够抑制接头电极2的剥离。另外，在第一实施方式中，如上所述，使接头电极2不通过汇流条电极与光入射面 Ia粘结，由此可以将汇流条电极省略，因此能够使电极结构简化。另外，在第一实施方式中，如上所述，在与光电动势元件1的表面侧的发电区域对应的区域中，使接头电极2通过绝缘性的粘结层6与光入射面Ia粘结，由此，与使接头电极 2通过导电性的粘结层与光入射面Ia粘结的情况不同，能够抑制经过粘结层6向接头电极 2流动的暗电流。由此，能够抑制光电动势模块特性的降低。另外，在第一实施方式中，如上所述，通过将绝缘性的粘结层6设置在配置有接头电极2的区域、并且不形成指状电极18的区域中，不会妨碍接头电极2与指状电极18的电连接，在配置有接头电极2的区域中，能够通过绝缘性的粘结层6将光入射面Ia和接头电极2粘结起来。在该情况下，通过将绝缘性的粘结层6设置在配置有接头电极2的区域、并且位于在Y方向上邻接的指状电极18之间的各个区域中，在配置有接头电极2的区域中， 能够增加光入射面Ia与接头电极2粘结区域。另外，在第一实施方式中，如上所述，使接头电极2与指状电极18通过焊锡层7电连接，由此，能够容易地通过焊锡层7，将接头电极2与指状电极18电连接。另外，在第一实施方式中，如上所述，通过与光电动势元件1的表面侧的接头电极 2的连接同样地进行光电动势元件1的背面侧的接头电极2的连接，在光电动势元件1的背面侧，也能够抑制接头电极2的剥离。另外，在第一实施方式中，如上所述，通过将焊锡层7设置在指状电极18与接头电极2平面地重叠的区域的实质上全部区域中，能够增大指状电极18与接头电极2的电连接部分的面积，因此，能够抑制指状电极18与接头电极2的电连接的脱离，并且能够减小指状电极18与接头电极2的连接部分的电阻。另外，在第一实施方式中，如上所述，通过以隔开规定间隔的方式设置焊锡层7和绝缘性的粘结层6，能够抑制绝缘性的粘结层6露出到设置有焊锡层7的区域。由此，能够抑制由于露出的粘结层6，使由焊锡层7进行的指状电极18与接头电极2的电连接发生连接不良。接着，参照图1 图7，说明第一实施方式的光电动势模块的制造过程。首先，如图3 图5所示，用等离子体CVD (Chemical VaporD印osition 化学气相沉积)法，在具有约180 μ m 约300 μ m的厚度的η型单晶硅基板11上，依次形成具有约 5nm 约20nm的厚度的i型非晶硅层12和具有约5nm 约20nm的厚度的ρ型非晶硅层 13。此后，用等离子体CVD法，在η型单晶硅基板11的下面上，形成具有约5nm 约20nm 的厚度的i型非晶硅层15和具有约5nm 约20nm的厚度的η型非晶硅层16。接着，用溅射法，在P型非晶硅层13上形成具有约30nm 约150nm的厚度的ITO膜14后，在η型非晶硅层16的下面上，也形成具有约30nm 约150nm的厚度的ITO膜17。接着，如图4和图5所示，使用丝网印刷法，在ITO膜14上的规定区域中，涂敷由掺入有银的微粉末的环氧树脂等构成的导电性膏。此后，通过使导电性膏固化，在ITO膜14 上的规定区域中，形成由具有约10 μ m 约50 μ m的厚度的导电性材料构成的表面侧的指状电极18。此时，如图6所示，以在X方向上延伸的方式、并且在与X方向正交的Y方向上相互隔开约2mm间隔而形成多个表面侧的指状电极18。此后，使用与上述表面侧的指状电极18的形成过程同样的形成过程，在ITO膜17的下面上的规定区域中，也形成多个具有与表面侧的指状电极18同样的形状的背面侧的指状电极19。由此，形成构成第一实施方式的光电动势模块的光电动势元件1。接着，如图7所示，使用丝网印刷法，在表面侧的配置有接头电极2的区域、并且位于在ITO膜14上的在Y方向上邻接的指状电极18之间的各个区域中，涂敷由丙烯酸系的热固化型树脂构成的、以后成为粘结层6的由绝缘性树脂膏构成的粘结剂。另外，使用丝网印刷法，在表面侧的配置有接头电极2的区域中，在多个指状电极18的各个的上面上，涂敷由Sn-Ag-Cu构成、并且以后成为焊锡层7的焊锡膏。此后，将由具有约200 μ m 约400 μ m的厚度和约Imm 约2mm的宽度的铜箔构成的接头电极2，按压在涂敷有上述的树脂膏和焊锡膏的区域中。在这种状态下，使用热风加热法，在约150°C 约200°C的温度条件下，进行约10分钟 约60分钟的热处理，由此使树脂膏固化。由此，树脂膏成为粘结层6，并且通过该粘结层6，将ITO膜14的表面(光入射面la)和接头电极2粘结起来。此后，使用热风加热法，在约230°C 约^(TC的温度条件下进行热处理，由此使焊锡膏固化。由此，焊锡膏成为焊锡层7，并且通过该焊锡层7，将接头电极2与指状电极18电连接。这样，如图2所示，将接头电极2与光电动势元件1的表面侧连接。此外，在光电动势元件1的背面侧，使用与上述表面侧的接头电极2的连接过程同样的连接过程，连接接头电极2。即，使接头电极2通过绝缘性的粘结层6与光入射面Ib粘结、并且通过焊锡层7与指状电极19电连接。最后，如图1所示，在由玻璃构成的表面保护材料4上，依次叠层后来成为填充材料3的EVA片、通过接头电极2连接的多个光电动势元件1、后来成为填充材料3的EVA片、 和由PET构成的背面保护材料5。此后，通过一面加热一面进行真空层压处理，形成第一实施方式的光电动势模块。接着，参照图8和图9，说明第一实施方式的第一变形例的光电动势模块的构成。 在该第一实施方式的第一变形例的光电动势元件21中，与上述第一实施方式同样，在表面侧的光入射面Ia上的规定区域中，形成有只由指状电极28a构成的集电极。作为该集电极的指状电极^a，以在X方向上延伸的方式、并且在与X方向正交的Y方向(接头电极2 的延伸方向)上隔开规定间隔而形成有多个。另外，各个指状电极28a具有约10 μ m 约 50 μ m的厚度和约100 μ m的Y方向的宽度、并且由导电性材料构成，该导电性材料由导电性膏形成，该导电性膏由掺入有Ag的微粉末的环氧树脂等构成。在此，在第一实施方式的第一变形例中，如图8所示，将多个指状电极28a分成分别包含3根指状电极^a的多个组观。而且，以在配置有接头电极2的区域中邻接的指状电极28a之间的Y方向的距离Ll小于在不配置接头电极2的区域中邻接的指状电极28a 之间的Y方向的距离L2的方式，形成同一个组观中包含的3根指状电极^a。此外，虽然没有图示，但是，在第一实施方式的第一变形例中，在背面侧的光入射面上的规定区域中，也形成有多个具有与表面侧的指状电极^a同样的形状、并且由与表面侧的指状电极^a同样的材料构成的指状电极。另外，在第一实施方式的第一变形例的光电动势模块中，如图9所示，接头电极2， 在与光电动势元件21的表面侧的发电区域对应的区域中，通过由丙烯酸系的热固化型树脂构成的绝缘性的粘结层26，直接与光入射面Ia粘结。而且，在第一实施方式的第一变形例中，粘结光入射面Ia和接头电极2的绝缘性的粘结层沈被设置在与光电动势元件21的发电区域对应的区域、并且不形成指状电极28a的区域中。具体地说，在第一实施方式的第一变形例中，将绝缘性的粘结层26设置在配置有接头电极2的区域、并且位于在Y方向上邻接的包含3根指状电极^a的组观之间的各个区域中。另外，在第一实施方式的第一变形例中，在配置有接头电极2的区域中，在多个指状电极28a的各个的上面上，设置有由Sn-Ag-Cu构成的焊锡层27。通过该焊锡层27，将接头电极2与指状电极^a电连接。此外，光电动势元件21的背面侧的接头电极2的连接方法与上述的光电动势元件 21的表面侧中的接头电极2的连接方法相同。在第一实施方式的第一变形例中，如上所述，以在配置有接头电极2的区域中邻
11接的指状电极28a之间的Y方向的距离Ll小于在不配置接头电极2的区域中邻接的指状电极28a之间的Y方向的距离L2的方式，形成同一个组观中包含的3根指状电极^a，并且将绝缘性的粘结层沈设置在配置有接头电极2的区域、并且位于在Y方向上邻接的组观之间的各个区域中，由此，在配置有接头电极2的区域中，邻接的指状电极28a之间的Y方向的距离增大，因此，能够使配置在邻接的指状电极28a之间的粘结层沈的涂敷区域的面积增大相应量。由此，能够容易地对光入射面Ia进行绝缘性的粘结层沈的涂敷。此外，第一实施方式的第一变形例的其它效果与上述第一实施方式相同。接着，参照图10和图11，说明第一实施方式的第二变形例的光电动势模块的构成。在该第一实施方式的第二变形例的光电动势元件31中，与上述第一实施方式同样，在表面侧的光入射面Ia上的规定区域中，形成有只由指状电极38a构成的集电极。作为该集电极的指状电极38a，以在X方向上延伸的方式、并且在与X方向正交的Y方向(接头电极 2的延伸方向)上隔开规定间隔而形成有多个。另外，各个指状电极38a具有约ΙΟμπι 约50 μ m的厚度和约100 μ m的Y方向的宽度、并且由导电性材料构成，该导电性材料由导电性膏形成，该导电性膏由掺入有Ag的微粉末的环氧树脂等构成。在此，在第一实施方式的第二变形例中，如图10所示，将多个指状电极38a分成分别包含3根指状电极38a的多个组38。而且，在配置有接头电极2的区域中，将同一个组 38中包含的3根指状电极38a集合成3根指状电极38a中的1根指状电极38a。在该第一实施方式的第二变形例中，位于配置有接头电极2的区域中的集合后的指状电极38a的 Y方向的宽度W1，与位于不配置接头电极2的区域中的各个指状电极38a的Y方向的宽度 W2(约100 μ m)实质上相同。另外，相互邻接的2个组38中的集合后的1根指状电极38a之间的间隔Dl大于位于相互邻接的2个组38的各自的端部、并且相互邻接的指状电极38a之间的距离D2。此外，虽然没有图示，但是，在第一实施方式的第二变形例中，在背面侧的光入射面上的规定区域中，也形成有多个具有与表面侧的指状电极38a同样的形状、并且例如由与表面侧的指状电极38a同样的材料构成的指状电极。另外，在第一实施方式的第二变形例的光电动势模块中，如图11所示，接头电极 2，在与光电动势元件31的表面侧的发电区域对应的区域中，通过由丙烯酸系的热固化型树脂构成的绝缘性的粘结层36，直接与光入射面Ia粘结。而且，在第一实施方式的第二变形例中，粘结光入射面Ia和接头电极2的绝缘性的粘结层36被设置在与光电动势元件31 的发电区域对应的区域、并且不形成指状电极38a的区域中。具体地说，在第一实施方式的第二变形例中，将绝缘性的粘结层36设置在配置有接头电极2的区域、并且位于在Y方向上邻接的包含3根指状电极38a的组38之间的各个区域中。另外，在第一实施方式的第二变形例中，在配置有接头电极2的区域中，在多个指状电极38a的上面上，设置有由Sn-Ag-Cu构成的焊锡层37。通过该焊锡层37，将接头电极 2与指状电极38a电连接。此外，光电动势元件31的背面侧的接头电极2的连接方法与上述的光电动势元件 31的表面侧的接头电极2的连接方法相同。在第一实施方式的第二变形例中，如上所述，在配置有接头电极2的区域中，将同一个组38中包含的3根指状电极38a集合成3根指状电极38a中的1根指状电极38a，并且将绝缘性的粘结层36设置在配置有接头电极2的区域、并且位于在Y方向上邻接的组38 之间的各个区域中，由此，在配置有接头电极2的区域中，能够使不形成指状电极38a的区域的面积增大，因此，能够增大光入射面Ia与接头电极2的粘结区域的面积。由此，能够增大光入射面Ia与接头电极2之间的粘结强度。此外，第一实施方式的第二变形例的其它效果与上述第一实施方式相同。接着，参照图12和图13，说明第一实施方式的第三变形例的光电动势模块的构成。在该第一实施方式的第三变形例的光电动势元件41中，与上述第一实施方式同样，在表面侧的光入射面Ia上的规定区域中，形成有只由指状电极48a构成的集电极。作为该集电极的指状电极48a，以在X方向上延伸的方式、并且在与X方向正交的Y方向(接头电极 2的延伸方向)上隔开规定间隔而形成有多个。另外，各个指状电极48a具有约ΙΟμπι 约50 μ m的厚度和约IOOym的Y方向的宽度、并且由导电性材料构成，该导电性材料由导电性膏形成，该导电性膏由掺入有^Vg的微粉末的环氧树脂等构成。在此，在第一实施方式的第三变形例中，如图12所示，将多个指状电极48a分成分别包含3根指状电极48a的多个组48。而且，在配置有接头电极2的区域中，将同一个组48 中包含的3根指状电极48a集合成3根指状电极48a中的1根指状电极48a。在该第一实施方式的第三变形例中，位于配置有接头电极2的区域中的集合后的指状电极48a的Y方向的宽度Wll (约300 μ m 约Imm)大于位于不配置接头电极2的区域中的各个指状电极 48a的Y方向的宽度W12 (约100 μ m)，小于同一个组48中包含的3根指状电极48a中的位于两端部的指状电极48a之间的距离Ll 1。另外，相互邻接的2个组48中的集合后的1根指状电极48a之间的间隔Dll大于位于相互邻接的2个组48的各自的端部、并且相互邻接的指状电极48a之间的间隔D12。此外，虽然没有图示，但是，在第一实施方式的第三变形例中，在背面侧的光入射面上的规定区域中，也形成有多个具有与表面侧的指状电极48a同样的形状、并且由与表面侧的指状电极48a同样的材料构成的指状电极。另外，在第一实施方式的第三变形例的光电动势模块中，如图13所示，接头电极 2，在与光电动势元件41的表面侧的发电区域对应的区域中，通过由丙烯酸系的热固化型树脂构成的绝缘性的粘结层46，直接与光入射面Ia粘结。而且，在第一实施方式的第三变形例中，粘结光入射面Ia和接头电极2的绝缘性的粘结层46被设置在与光电动势元件41 的发电区域对应的区域、并且不形成指状电极48a的区域中。具体地说，在第一实施方式的第三变形例中，将绝缘性的粘结层46设置在配置有接头电极2的区域、并且位于在Y方向上邻接的包含3根指状电极48a的组48之间的各个区域中。另外，在第一实施方式的第三变形例中，在配置有接头电极2的区域中，在具有较大的Y方向的宽度Wll(参照图12)的指状电极48a的上面上，设置有由Sn-Ag-Cu构成的焊锡层47。通过该焊锡层47，将接头电极2与指状电极48a电连接。此外，光电动势元件41的背面侧的接头电极2的连接方法与上述的光电动势元件 41的表面侧的接头电极2的连接方法相同。在第一实施方式的第三变形例中，如上所述，在配置有接头电极2的区域中，将同一个组48中包含的3根指状电极48a集合成3根指状电极48a中的1根指状电极48a，并且将绝缘性的粘结层46设置在配置有接头电极2的区域、并且位于在Y方向上邻接的组48之间的各个区域中，由此，与上述第一实施方式的第二变形例同样，能够增大光入射面Ia 与接头电极2的粘结区域的面积，因此，能够增大光入射面Ia和接头电极2之间的粘结强度。另外，在第一实施方式的第三变形例中，如上所述，通过使位于配置有接头电极2 的区域中的集合后的指状电极48a的Y方向的宽度Wll大于位于不配置接头电极2的区域中的各个指状电极48a的Y方向的宽度W12，在配置有接头电极2的区域中，能够增大接头电极2与指状电极48a的接触面积，因此，能够减小接头电极2与指状电极48a之间的接触电阻。此外，第一实施方式的第三变形例的其它效果与上述第一实施方式相同。(第二实施方式)接着，参照图14 图19，说明在该第二实施方式中，与上述第一实施方式不同，在配置有接头电极的区域中将指状电极分断的情况。在该第二实施方式的光电动势模块中，如图14所示，多个与光电动势元件51电连接的接头电极52，以与后述的作为集电极的指状电极58 (59)电连接的方式、并且以在与X 方向(指状电极58 (59)的延伸方向)正交的Y方向上延伸的方式配置。该接头电极52由具有约200 μ m 约400 μ m的厚度和约Imm 约2mm的宽度的铜箔构成。另外，在第二实施方式的光电动势元件51中，如图15 图17所示，与上述第一实施方式的光电动势元件1同样，在η型单晶硅基板11上，依次形成有i型非晶硅层12、p型非晶硅层13和ITO膜14。另外，在η型单晶硅基板11的下面上，依次形成有i型非晶硅层 15、η型非晶硅层16和ITO膜17。另外，在第二实施方式中，与上述第一实施方式同样，ITO膜14的与η型单晶硅基板11相反一侧的表面成为表面侧的光入射面la，并且ITO膜17的与η型单晶硅基板11相反一侧的表面成为背面侧的光入射面lb。另外，光入射面Ia和Ib被配置在与发电区域对应的区域中。另外，如图16所示，在表面侧的光入射面Ia上的规定区域中，形成有具有约 10 μ m 约50 μ m的厚度、并且由导电性材料构成的指状电极58，该导电性材料由导电性膏形成，该导电性膏由掺入有Ag的微粉末的环氧树脂等构成。另外，如图18所示，指状电极 58，以在X方向上延伸的方式、并且在与X方向正交的Y方向(接头电极52的延伸方向) 上相互隔开约2mm的间隔而形成有多个。另外，各个指状电极58具有约100 μ m的Y方向的宽度。在此，在第二实施方式的光电动势元件51中，指状电极58在配置有接头电极52 的区域中被分断，以使其不横穿配置有接头电极52的区域。即，在第二实施方式中，将在X 方向上延伸的各个指状电极58分割成3部分。此外，如图16所示，在背面侧的光入射面Ib上的规定区域中，也形成有多个具有与表面侧的指状电极58同样的形状、并且由与表面侧的指状电极58同样的材料构成的指状电极59。另外，第二实施方式的光电动势元件51的集电极只由上述的指状电极58和59 构成。即，在第二实施方式的光电动势元件51中，不设置用于汇集由指状电极58和59收集的电流的汇流条电极。另外，在第二实施方式的光电动势模块中，如图15 图17所示，接头电极52，在与光电动势元件51的表面侧的发电区域对应的区域中，通过由丙烯酸系的热固化型树脂构成的绝缘性的粘结层56，直接与光入射面Ia粘结。而且，在第二实施方式中，如图19所示，粘结光入射面Ia和接头电极52的绝缘性的粘结层56被设置在与光电动势元件51的发电区域对应的区域、并且不形成指状电极58的区域中。具体地说，在第二实施方式中，将绝缘性的粘结层56设置在配置有接头电极52的区域、并且以沿Y方向(接头电极52的延伸方向)连续延伸的方式进行设置。另外，在第二实施方式中，如图16和图19所示，在光入射面Ia上的配置有接头电极52的区域的X方向的两侧，设置有由Sn-Ag-Cu构成的焊锡层57。如图16所示，通过该焊锡层57，在接头电极52和绝缘性的粘结层56的X方向侧的两侧面部分中，将接头电极 52的两侧面52a的一部分与指状电极58的被分断的两端部58a电连接。此外，如图15 图17所示，光电动势元件51的背面侧的接头电极52的连接方法与上述的光电动势元件51的表面侧的接头电极52的连接方法相同。即，接头电极52，在与光电动势元件51的背面侧的发电区域对应的区域中，通过绝缘性的粘结层56，直接与光入射面Ib粘结。另外，接头电极52，通过焊锡层57，与指状电极59电连接。此外，第二实施方式的其它构成与上述第一实施方式相同。在第二实施方式中，如上所述，在与光电动势元件51的表面侧的发电区域对应的区域中，使接头电极52通过绝缘性的粘结层56直接与光入射面Ia粘结，由此，能够使光入射面Ia与接头电极52之间的粘结强度比在通过由导电性膏形成的汇流条电极将接头电极52接合在光入射面Ia上的情况下的光入射面Ia与接头电极52之间的粘结强度增大， 因此，能够抑制接头电极52从光入射面Ia剥离。结果，在包含由导电性膏形成的指状电极 (集电极)58的情况下，也能够抑制接头电极52的剥离。另外，在第二实施方式中，如上所述，通过在配置有接头电极52的区域中将指状电极58分断，在配置有接头电极52的区域中，不形成指状电极58，因此，能够以沿Y方向连续延伸的方式设置绝缘性的粘结层56。由此，能够更加增大光入射面Ia与接头电极52的粘结区域的面积，因此，能够更加增大光入射面Ia与接头电极52之间的粘结强度。在该情况下，在接头电极52和绝缘性的粘结层56的X方向侧的侧面部分中，通过焊锡层57将接头电极52的侧面与指状电极58的被分断的端部电连接，由此，即使在配置有接头电极52 的区域中将指状电极58分断，也能够容易地通过焊锡层57，将接头电极52与指状电极58 电连接。另外，在第二实施方式中，如上所述，通过与光电动势元件51的表面侧的接头电极52的连接同样地进行光电动势元件51的背面侧的接头电极52的连接，在光电动势元件 51的背面侧，也能够抑制接头电极52的剥离和发电区域的减少。此外，第二实施方式的其它效果与上述第一实施方式相同。接着，参照图14 图19，说明第二实施方式的光电动势模块的制造过程。首先，如图15 图17所示，使用与上述第一实施方式同样的制造过程，直到形成 ITO膜14和17为止。接着，如图16所示，使用丝网印刷法，在ITO膜14上的规定区域中，涂敷由掺入有 Ag的微粉末的环氧树脂等构成的导电性膏。此后，通过使导电性膏固化，在ITO膜14上的规定区域中，形成由具有约10 μ m 约50 μ m的厚度的导电性材料构成的表面侧的指状电极58。此时，如图18所示，以在X方向上延伸的方式、并且不横穿配置有接头电极52的区域的方式，形成表面侧的指状电极58。进而，在与X方向正交的Y方向上相互隔开约2mm的间隔而形成多个表面侧的指状电极58。此后，使用与上述的表面侧的指状电极58的形成过程同样的形成过程，在ITO膜17的下面上的规定区域中，也形成多个具有与表面侧的指状电极58同样的形状的背面侧的指状电极59。由此，形成构成第二实施方式的光电动势模块的光电动势元件51。接着，如图19所示，使用丝网印刷法，在表面侧的配置有接头电极52的区域中，在 ITO膜14上，以沿Y方向连续延伸的方式，涂敷由丙烯酸系的热固化型树脂构成、并且以后成为粘结层56的绝缘性的树脂膏。另外，使用丝网印刷法，在表面侧的ITO膜14上的配置有接头电极52的区域的X方向的两侧，以与各指状电极58的配置有接头电极52的区域侧的端部接触的方式，涂敷由Sn-Ag-Cu构成、并且以后成为焊锡层57的焊锡膏。此后，将由具有约200 μ m 约400 μ m的厚度和约Imm 约2mm的宽度的铜箔构成的接头电极52，按压在涂敷有上述的树脂膏的区域中。在该状态下，使用热风加热法，在约150°C 约200°C的温度条件下，进行约10分钟 约60分钟的热处理，由此使树脂膏固化。由此，树脂膏成为粘结层56，并且通过该粘结层56，将ITO膜14的表面(光入射面la) 和接头电极52粘结起来。此后，使用热风加热法，在约230°C 约260°C的温度条件下进行热处理，由此使焊锡膏固化。由此，焊锡膏成为焊锡层57，并且通过该焊锡层57，将接头电极52与指状电极58电连接。这样，如图14所示，将接头电极52与光电动势元件51的表面侧连接。此外，在光电动势元件51的背面侧，使用与上述的表面侧的接头电极52的连接过程同样的连接过程，连接接头电极52。即，使接头电极52通过绝缘性的粘结层56与光入射面Ib粘结、并且通过焊锡层57，与指状电极59电连接。此外，第二实施方式的此后的光电动势模块的制造过程，与上述第一实施方式的连接接头电极2后的制造过程相同。此外，应该认识到这次公开的实施方式在所有方面都只是例示而不是限制。本发明的范围，不是由上述的实施方式的说明来表示，而是由权利要求书来表示，还包括在与权利要求书均等的意义和范围内的所有改变。例如，在上述第一和第二实施方式中，作为用于粘结接头电极的粘结剂，使用由丙烯酸系的热固化型树脂构成的绝缘性的树脂膏，但是本发明不限于此，也可以使用由丙烯酸系以外的热固化型树脂构成的绝缘性的树脂膏。作为丙烯酸系以外的热固化型树脂，例如，有硅系和环氧系的热固化型树脂。另外，也可以使用由UV固化型树脂或UV ·热固化型树脂等构成的绝缘性的树脂膏。此外，当使由UV固化型树脂或UV 热固化型树脂构成的绝缘性的树脂膏固化时，优选在以下的UV照射条件下进行。S卩，优选的UV照射条件是uv照射强度为约lOOmW/cm2 约600mW/cm2、UV照射时间为约1分钟 约5分钟。另外，当使由 UV ·热固化型树脂构成的绝缘性的树脂膏固化时，也可以不进行UV照射，而在约100°C 约 180°C的温度条件下，进行约10分钟 约90分钟的热处理。另外，在上述第一和第二实施方式中，使用丝网印刷法，在ITO膜的表面上涂敷树脂膏和焊锡膏，但是本发明不限于此，只要能够在微小(微细)的区域中形成，也可以使用丝网印刷法以外的形成方法在ITO膜的表面上形成树脂膏和焊锡膏。例如，也可以使用分配器(dispenser)，在ITO膜的表面上涂敷树脂膏和焊锡膏。另外，在上述第一和第二实施方式中，使用热风加热法使树脂膏和焊锡膏固化，但是本发明不限于此，也可以使用热风加热法以外的加热方法使树脂膏和焊锡膏固化。作为热风加热法以外的加热方法，例如，有回流加热法、电子束照射加热法和激光照射加热法寸。另外，在上述第一和第二实施方式中，使用由铜箔构成的接头电极，但是本发明不限于此，可以使用由铜以外的材料构成的箔状的接头电极，也可以使用导线状的接头电极。 另外，也可以使用预先涂敷有焊锡的箔状(导线状)的接头电极。另外，在上述第一和第二实施方式中，通过在半导体层上形成ITO膜，将ITO膜的表面作为光入射面，但是本发明不限于此，也可以应用于在半导体层上不形成ITO膜的元件。另外，也可以代替ITO膜而使用其它的透明导电膜。另外，在上述第一和第二实施方式中，作为构成光电动势模块的光电动势元件，使用具有在η型单晶硅基板和ρ型非晶硅层之间、以及在η型单晶硅基板和η型非晶硅层之间分别形成有i型非晶硅层的结构的光电动势元件，但是本发明不限于此，也可以应用于使用单晶型、非晶型和微晶型等的其它各种类型的光电动势元件的光电动势模块。另外，在上述第一和第二实施方式中，通过绝缘性的粘结层将接头电极粘结在半导体层上的ITO膜的表面上，但是本发明不限于此，也可以在半导体层上不形成ITO膜、而通过绝缘性的粘结层将接头电极粘结在半导体层上的表面上。另外，也可以以露出半导体层的一部分表面的方式在半导体层上形成ITO膜，通过绝缘性的粘结层将接头电极粘结在半导体层的露出的表面上。如果这样构成，则与通过绝缘性的粘结层将接头电极粘结在ITO 膜的表面上的情况相比，能够提高元件与接头电极的粘结强度。另外，在上述第一和第二实施方式中，使用相互不同的热处理过程使树脂膏和焊锡膏固化，但是本发明不限于此，也可以使用同一热处理过程使树脂膏和焊锡膏固化。另外，在上述第一实施方式中，通过焊锡层，将接头电极与指状电极电连接，但是本发明不限于此，也可以不通过焊锡层、而通过使接头电极与指状电极接触，将接头电极与指状电极电连接。
1权利要求
1.一种光电动势模块，其特征在于，包括多个光电动势元件，该多个光电动势元件包含含有光电转换层的半导体层、和在光入射面侧的所述半导体层上形成的用于收集发电产生的电流的指状电极；和接头电极，该接头电极与所述指状电极电连接，并用于将邻接的所述光电动势元件电连接，所述指状电极具有以不横穿配置有所述接头电极的区域的方式，在配置有所述接头电极的区域中被分断的区域。
2.根据权利要求1所述的光电动势模块，其特征在于所述接头电极，在所述指状电极被分断的区域，通过绝缘性的粘结材料粘结在所述光入射面上。
3.根据权利要求1或2所述的光电动势模块，其特征在于所述指状电极在与所述接头电极交叉的方向上隔开规定间隔形成有多个。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光电动势模块，其特征在于 所述指状电极被2根所述接头电极分割成3个。
5.根据权利要求4所述的光电动势模块，其特征在于 所述接头电极的宽度小于所述指状电极被分割的宽度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光电动势模块，其特征在于 所述接头电极通过所述粘结材料粘结在所述半导体层上。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的光电动势模块，其特征在于 所述光电动势元件还包括在所述半导体层上形成的透光性导电膜， 所述接头电极通过所述粘结材料粘结在所述透光性导电膜上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光电动势模块，其特征在于 所述接头电极通过焊接材料与所述指状电极电连接。
9.一种光电动势模块，其特征在于，包括多个光电动势元件，该多个光电动势元件包含含有光电转换层的多个半导体层、和在光入射面侧的所述半导体层上形成的用于收集发电产生的电流的指状电极；和用于将所述多个光电动势元件电连接的接头电极， 多个所述指状电极被分成分别包含规定数量的所述指状电极的组， 同一个所述组中包含的规定数量的指状电极，集合成所述规定数量的指状电极中的1 根指状电极，并与所述接头电极电连接。
10.根据权利要求9所述的光电动势模块，其特征在于 设置有多个所述组。
11.根据权利要求10所述的光电动势模块，其特征在于 所述接头电极通过焊接材料与所述指状电极电连接。
12.根据权利要求10所述的光电动势模块，其特征在于所述指状电极以在第一方向上延伸的方式、并且在与所述第一方向交叉的第二方向上相互隔开规定间隔形成有多个，所述接头电极以在所述第二方向上延伸的方式配置，集合成1根指状电极的区域的所述指状电极的所述第二方向的宽度，与位于未集合成1根指状电极的区域的所述指状电极的所述第二方向的宽度实质上相同。
全文摘要
本发明提供一种能够抑制接头电极的剥离的光电动势模块。该光电动势模块包括包含含有光电转换层的多个半导体层、和在光入射面侧的半导体层上形成的用于收集发电产生的电流的指状电极的多个光电动势元件；和用于将多个光电动势元件电连接的接头电极，该接头电极，在与光电动势元件的发电区域对应的区域中，与指状电极电连接，并且通过绝缘性的粘结材料粘结在光入射面上。
文档编号H01L31/0224GK102354710SQ20111035811
公开日2012年2月15日 申请日期2007年1月24日 优先权日2006年1月24日
发明者仲内淳, 冈本真吾, 柳浦聪生 申请人:三洋电机株式会社