光起電力装置およびその製造方法
【課題】 本発明では、出力レベルを維持しつつパターンの共通化が可能な光起電力装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 第１電極層１１、半導体層１３および第２電極層１２から成る太陽電池層２４に、開口部１７が形成可能な開口領域２５Ａ、２５Ｂを設ける。開口領域２５Ｂの外縁に対応する領域の第２電極層１２を溝状に除去して、第２除去領域１６を形成する。また、開口領域２５Ｂの周囲に残存した第２電極層１２から成る接続部１４を介して、開口領域２５Ｂ内部の第２電極層１２は、開口領域２５Ｂ外部の第２電極層１２と接続されている。従って、開口領域２５Ｂ内部の第２電極層１２は、開口領域２５Ｂが打ち抜かれない場合は、発電領域として機能する。
【解決手段】 第１電極層１１、半導体層１３および第２電極層１２から成る太陽電池層２４に、開口部１７が形成可能な開口領域２５Ａ、２５Ｂを設ける。開口領域２５Ｂの外縁に対応する領域の第２電極層１２を溝状に除去して、第２除去領域１６を形成する。また、開口領域２５Ｂの周囲に残存した第２電極層１２から成る接続部１４を介して、開口領域２５Ｂ内部の第２電極層１２は、開口領域２５Ｂ外部の第２電極層１２と接続されている。従って、開口領域２５Ｂ内部の第２電極層１２は、開口領域２５Ｂが打ち抜かれない場合は、発電領域として機能する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電力装置およびその製造方法に関し、特に太陽電池層を貫通して設けた開口部を有する光起電力装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、表示部に設けられた表示面に太陽電池を配置し、得られた電力により、表示部の表示機能の少なくとも一部が稼動するように構成された装置がある。
【０００３】
これらの中で最も典型的な光起電力装置としては、文字板の全体もしくは一部の代わりに太陽電池の受光面を配置した腕時計がある。この種の腕時計は、文字板の表面となるべき所に太陽電池の受光面を設けているので、表示面以外に受光面を設ける必要がなく、受光面を設けるためのスペ−スを節約することができる。特に小さな腕時計において、消費電力を充分にまかなう発電能力を備えた太陽電池を容易に内蔵することができる。
【０００４】
図８を参照して、腕時計に用いられる従来の光起電力装置１００を説明する。光起電力装置１００では、基板１０１上に複数に分割して太陽電池（セル）１０２Ａ、１０２Ｂが載置されている。太陽電池１０２Ａには、日付や曜日が表示される表示部１０３が形成される。この表示部１０３は、製造工程の途中で、基板１０１および太陽電池１０２をくり抜くことで形成されている（特許文献１）。
【０００５】
更に、腕時計の短針や長針等を設けるための針穴１０９も、上記した表示部１０３と同様に太陽電池および基板１０１を打ち抜いて形成される。
【０００６】
図９を参照して、次に、上述した光起電力装置１００の製造方法を説明する。
【０００７】
図９（Ａ）を参照して、先ず、基板１０１の上面に第１電極層１１０、半導体層１１１および第２電極層１１２を積層させて、太陽電池層１１３を形成する。
【０００８】
図９（Ｂ）を参照して、次に、図８に示す表示部１０３が形成される領域を取り囲むように溝状に第２電極層１１２を除去して、ダミーセル１１４を形成する。ダミーセル１１４は、他の領域の第２電極層１１２から電気的に分離されており、発電領域として機能しない。
【０００９】
図９（Ｃ）を参照して、次に、ダミーセル１１４が形成された領域に於いて、太陽電池層１１３および基板１０１を打ち抜き加工により除去して、開口部１１５を形成する。この開口部１１５が、図８に於ける針穴１０９および表示部１０３となる。ダミーセル１１４を形成することで、打ち抜き加工により第２の電極層１１２から成るバリが発生することを防止することができる。従って、このバリにより、第２電極層１１２と第１電極層１１０とがショートすることを防止することができる。
【特許文献１】特開２００２−９０４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したような太陽電池が内蔵される腕時計等ではデザインが多種にわたり、外形は同一でも、機種によって表示部１０３および針穴１０９のレイアウトが異なる。従って、表示部１０３等となる開口部を形成する為に設けられるダミーセル１１４も、機種によって異なる箇所に設けられなければ成らない。しかしながら、レイアウトが異なる機種毎に所定のパターンを設計・作成すると、製造コストが高くなってしまう問題がある。そこで従来では、パターンを共通化するために、表示部１０３および針穴１０９が形成される複数の領域にダミーセル１１４を形成していた。このことにより、パターンの設計および作成に係るコストを低減させることができる。
【００１１】
しかしながら、発電領域として機能しないダミーセル１１４を複数個設けると、発電領域として機能する領域が狭くなり、光起電力装置の出力レベルが低下してしまう問題が発生していた。
【００１２】
本発明は、このような問題を鑑みて成されたものであり、本発明の主な目的は、出力レベルを維持しつつパターンの共通化が可能な光起電力装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光起電力装置は、第１電極層、半導体層および第２電極層が積層させた太陽電池層を具備する光起電力装置であり、前記第１電極層、前記半導体層および前記第２電極層を貫通する開口部が形成可能な開口領域が前記太陽電池層に設けられ、前記第２電極層には、前記開口領域を不完全に囲むように溝状に前記第２電極層を除去した第２除去領域が設けられ、前記開口領域の周囲に残存した前記第２電極層から成る接続部を介して、前記開口領域の内部に位置する前記第２電極層と他の領域の前記第２電極層は電気的に接続され、前記接続部に対応する領域の前記第１電極層には、前記第１電極層を部分的に除去して第１除去領域を設けることを特徴とする。
【００１４】
本発明の光起電力装置の製造方法は、１電極層、半導体層および第２電極層を積層させて太陽電池層を構成し、前記第１電極層、前記半導体層および前記第２電極層を貫通する開口部が形成可能な開口領域を前記太陽電池層に設ける光起電力装置の製造方法に於いて、前記第１電極層を形成して、前記開口部の周辺部に対応する領域を部分的に除去した第１除去領域を設ける工程と、前記第１電極層上に前記半導体層および第２電極層を形成する工程と、前記第２電極層に、前記開口領域を不完全に囲むように溝状に前記第２電極層を除去した第２除去領域を設け、前記第１除去領域に対応して残存した前記第２電極層から成る接続部を介して、前記開口領域の内部に位置する前記第２電極層と他の領域の前記第２電極層とを接続された状態にする工程とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、表示部または針穴となる開口部が形成可能な開口領域を複数個設けるので、太陽電池層のパターンを共通化して、表示部や針穴となる開口部の位置が異なる多種の光起電力装置を製造することができる。更に、本発明では、開口領域内部の太陽電池層は発電領域として機能するので、多数個の開口領域を太陽電池層に設けても、光起電力装置の出力レベルは低減しない。
【００１６】
更に、本発明では、透明電極である第２電極層に、開口領域を不完全に囲む溝状の第２除去領域を設けて、開口領域の周囲に残存した第２電極層から成る接続部を介して、開口領域の内部に位置する第２電極層と他の領域の第２電極層とを接続している。更に、第１電極層を部分的に除去することにより、第２電極層の接続部の下方に位置する第１電極層を他の領域から孤立させている。従って、開口領域を打ち抜くことにより開口部を形成して、第２電極層の接続部から発生したバリが第１電極層に到達しても、バリが到達する部分の第１電極層は他の領域から孤立されているので、第１電極層と第２電極層とはショートしない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１から図４を参照して、光起電力装置１０の構成を説明する。図１は光起電力装置１０の全体的な構成を示す図であり、図２から図４は開口領域２５の詳細を示す図である。
【００１８】
本形態では、腕時計用の光起電力装置を例に挙げて説明していくが、採用製品は多種多様である。例えば、本形態の光起電力装置１０は、電卓、電話、携帯機器等の電子機器等にも適用できるものである。
【００１９】
図１を参照して、先ず、光起電力装置１０の全体的な構成を説明する。図１（Ａ）は光起電力装置１０の平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図である。
【００２０】
本形態の光起電力装置１０では、基板１８の表面に、第１電極層１１、半導体層１３、第２電極層１２の順序で積層された太陽電池層２４が形成される。また、太陽電池層２４には、光起電力装置１０を貫通する開口部１７が形成される領域である開口領域２５が複数個形成されている。
【００２１】
図１（Ａ）を参照して、第２電極層１２は、分割配置された複数の第２電極層１２Ａ〜１２Ｄから成る。各々の第２電極層１２Ａ〜１２Ｄは、中心角が略９０°の扇形の形状であり、全体として円形になるように配置されている。そして、各第２電極層１２は電気的に接続されている。
【００２２】
接続端子２０Ａ、２０Ｂは、基板１８に設けられた貫通孔（不図示）を介して、基板１８の裏面に形成された外部接続電極（不図示）と電気的に接続されている。ここで、基板１８の表面に外部接続電極を形成してもよい。接続端子２０Ａは第２電極層１２Ａと電気的に接続されている。接続端子２０Ｂは第２電極層２０Ｄの下方に位置する第１電極層１１と接続される。接続端子２０Ａ、２０Ｂは、太陽電池層２４から得た電気エネルギーを外部に伝える役割を担っている。
【００２３】
図１（Ｂ）を参照して、光起電力装置１０の断面の構造を説明する。
【００２４】
基板１８は、金属、樹脂、ガラスなどから形成することができるが、加工性を考慮して金属または樹脂が好適である。基板１８の厚みは、例えば０．１５ｍｍ程度である。
【００２５】
基板１８の表面に形成される第１電極層１１は、厚さ約０．１〜１．０μｍ程度の金属膜である。第１電極層１１の材料としては、タングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、または銅等が挙げられる。しかし第１電極層１１の材料としてＩＴＯ、ＩＴＺ等の透明電極を採用しても良い。
【００２６】
半導体層１３は、第１電極層１１を被覆するように、基板１８全域に積層されており、その厚みは約０．３μｍ〜１．０μｍである。半導体層１３は、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウムなどをｐ／ｎまたはｐ／ｉ／ｎに積層されたものである。
【００２７】
第２電極層１２は、半導体層１３の上面に形成されている。この第２電極層１２は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または酸化錫（ＳｎＯ２）等から成る透明電極層である。本形態では、第２電極層１２として酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を採用し、その膜厚は３０ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。
【００２８】
開口領域２５は、太陽電池層２４および基板１８を貫通して設けられる開口部１７が形成可能な領域である。開口領域２５に於いては、第２電極層１２およびその下方の第１電極層１１が部分的に除去されている。このことにより、打ち抜き加工により開口領域２５に開口部１７を設けても、この加工により発生するバリにより、第１電極層１１と第２電極層１２とがショートすることを防止することができる。また、開口領域２５の内部に位置する第２電極層１２は、他の領域の第２電極層１２と連続しているので、発電領域として機能している。開口領域２５の詳細については、図２から図４を参照して後述する。
【００２９】
図１（Ａ）を参照すると、光起電力装置１０の表面には、２つの開口領域２５Ａおよび２５Ｂが設けられている。開口領域２５Ａは第２電極層１２Ａに設けられ、開口領域２５Ｂは第２電極層１２Ｂに設けられている。開口領域２５Ａに於いて太陽電池層２４および基板１８を除去することにより、開口部１７が形成されている。この開口部１７は、腕時計の場合は、日付や曜日が表示される表示部や針穴として用いられる。そして、開口領域２５Ｂには開口部１７は形成されず、開口領域２５Ｂの内部に位置する第２電極層１２Ｂは、発電領域として機能している。
【００３０】
機種によっては、開口領域２５Ｂのみに開口部１７を設けても良いし、開口領域２５Ａおよび２５Ｂの両方に開口部１７を設けても良い。また、ここでは２つの開口領域２５Ａ、２５Ｂが設けられているが、３個以上の多数個の開口領域２５が設けられても良い。更にまた、開口領域２５および開口部１７の平面的な形状は、矩形以外でも良い。即ち、円形、三角形、楕円形等の他の平面的形状を有する開口領域２５および開口部１７が形成されても良い。
【００３１】
本形態では、発電領域として機能する開口領域２５を複数個設けて、機種に応じて開口領域２５を除去して開口部１７を設けている。従って、光起電力装置１０の出力レベルを維持して、第２電極層１２のパターンを共通化することができる。即ち、開口部１７が形成可能な領域である開口領域２５を多数個形成することにより、開口部１７の位置が異なる多種の光起電力装置に対して、１つの太陽電池層２４のパターンで対応することができる。しかしながら、打ち抜き加工により開口部１７を形成する際のバリの発生を考慮して、開口領域２５内部の第２電極層１２をダミーセルとしてしまうと、光起電力装置１０から得られる電力量が低下してしまう。特に本形態のように多数個の開口領域２５を設ける場合に於いては、開口領域２５の占める面積が大きくなるので、電力量の低下が顕著である。そこで本形態では、開口領域２５内部の第２電極層１２を、他の領域の第２電極層１２と連続させている。従って、開口領域２５内部の第２電極層１２も発電領域として機能するので、多数個の開口領域２５を形成した場合でも、光起電力装置１０から得られる電力は低下しない。
【００３２】
図２から図４を参照して、上述した開口領域２５の詳細を説明する。
【００３３】
図２を参照して、先ず、開口部１７が設けられない開口領域２５Ｂの構造を説明する。図２（Ａ）は開口領域２５Ｂの平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図であり、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ’線に於ける断面図である。
【００３４】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、開口領域２５Ｂに於いては、第１電極層１１に第１除去領域１５が設けられ、第２電極層１２には第２除去領域１６が形成されている。
【００３５】
第２除去領域１６は、開口領域２５Ｂの外縁を不完全に囲むように溝状に第２電極層１２を除去した領域である。ここでは、矩形の開口領域２５Ｂの外縁に沿って、コの字状に２つの第２除去領域１６が形成されている。開口領域２５Ｂの周辺部に於いて、第２電極層１２が除去されない部分が接続部１４である。この接続部１４を介して、開口領域２５Ｂ内部の第２電極層１２が、開口領域２５Ｂの外部に位置する第２の電極層１２と電気的に接続されている。従って、開口領域２５Ｂ内部の第２電極層１２は、発電領域として機能している。ここでは、開口領域２５Ｂの周辺部に２つの接続部１４が設けられているが、少なくとも１つの接続部１４が設けられればよい。
【００３６】
第１除去領域１５は、第２電極層１２の接続部１４に対応する領域の第１電極層１１が、孤立するように設けられる領域である。ここでは、接続部１４の下方に位置する第１電極層１１を完全に取り囲むように、リング状に第１電極層１１が除去されることで、第１除去領域１５が形成されている。
【００３７】
図２（Ｃ）を参照して、第１除去領域１５を設けることにより、打ち抜き加工により接続部１４からバリが発生しても、そのバリによる第１電極層１１と第２電極層１２とのショートを防止することができる。具体的には、開口領域２５Ｂの領域を打ち抜くと、接続部１４が位置する部分でバリ２２が発生する。第２電極層１２の接続部１４から延在するバリ２２が、第１電極層１１に到達しても、バリ２２が接続する部分の第１電極層１１は、第１除去領域１５により他の領域と孤立している。従って、接続部１４からバリ２２が発生しても、第１電極層１１と第２電極層１２とはショートしない。
【００３８】
図３を参照して他の形態の開口領域２５Ｂの構成を説明する。図３（Ａ）は開口領域２５Ｂの平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図であり、図３（Ｃ）は図３（Ａ）のＣ−Ｃ’線に於ける断面図である。
【００３９】
これらの図を参照して、ここでは、第２電極層１２の接続部１４の下方に位置する第１電極層１１が全面的に除去されることにより、第１除去領域１５が形成されている。この様な構成によっても、打ち抜き加工で発生するバリによるショートを防止することができる。即ち、図３（Ｃ）を参照して、開口領域２５Ｂを打ち抜き加工することにより、接続部１４からバリ２２が下方に延在しても、接続部１４の下方には第１電極層１１は存在しない。従って、バリ２２が発生しても、第１電極層１１と第２電極層１２とはショートしない。
【００４０】
図４を参照して、次に、開口部１７の構成を説明する。図４（Ａ）は開口部１７を示す平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図である。
【００４１】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、開口領域２５Ａが設けられた箇所の太陽電池層２４および基板１８を打ち抜くことにより、開口部１７が形成される。ここでは、太陽電池層２４側から（紙面上にて上方から下方に）プレス等を用いて打ち抜き加工を行っている。上述したように、接続部１４を除いて、開口部１７の外縁に位置する第２電極層１２は溝状に除去されて第２除去領域１６と成っている。従って、第２除去領域１６が形成された部分では、打ち抜き加工を行っても第２電極層１２から成るバリは発生しない。
【００４２】
図４（Ｂ）を参照して、第２電極層１２から成る接続部１４が設けられた箇所では、打ち抜き加工により、開口部１７の側面に沿ってバリ２２が発生する。しかしながら、接続部１４の下方に位置する第１電極層１１は、第１除去領域１５により他の領域から孤立されている。従って、接続部１４の下方に位置する第１電極層１１にバリ２２が到達しても、第１電極層１１と第２電極層１２とはショートしない。
【００４３】
次に図５から図７を参照して、上記した光起電力装置１０の製造方法を説明する。
【００４４】
図５を参照して先ず、基板１８の上面に第１電極層１１を形成する。基板１８としては、矩形状の可撓性を有するポリイミドなどの樹脂からなるフィルム、表面に絶縁層が形成されたステンレス等の金属板を採用することができる。
【００４５】
本工程では、４つの第１電極層１１Ａ〜１１Ｄが分割配置されている。これらの第１電極層１１Ａ〜１１Ｄは、各々中心角が略９０°の扇形の形状であり、これらは相互間に所定の間隔を隔てて全体として円形になるように配置されている。更に、第１電極層１１Ａ〜１１Ｃの各々は、隣接する第１電極層１１の外方に延在する接続部１１Ａｅ、１１Ｂｅ、１１Ｃｅを有している。ここで、第１電極層１１Ａ〜１１Ｄは、厚さ約０．１〜１．０μｍで、タングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等の金属膜からなる。また、ＩＴＯ、ＩＴＺ等の透明電極を第１電極層１１の材料として採用しても良い。
【００４６】
第１電極層１１Ａには、開口部が形成可能な領域である開口領域２５Ａが規定されている。そして、開口領域２５Ａの外縁部に於いて、一領域を包囲するように溝状に第１電極層１１Ａを除去することにより、第１除去領域１５が形成されている。また、第１電極層１１Ａと同様に、第１電極層１１Ｂの表面にも開口領域２５Ｂが規定され、第１除去領域１５が形成されている。第１除去領域１５は、ＹＡＧレーザーを用いたレーザーライン加工により、第１電極層１１を部分的に除去して形成される。
【００４７】
上記のように第１電極層１１に第１除去領域１５を設けることにより、第１電極層１１の一領域を電気的に分離することが可能となる。従って、後の工程に於いて、打ち抜き加工で発生するバリによる電極層間のショートを防止することができる。この事項の詳細は後述する。
【００４８】
また、接続部端子２０Ａ、２０Ｂ（図１参照）が形成される領域である貫通部２３Ａ、２３Ｂに於いては、第１電極層１１Ａおよび１１Ｄは形成されていない。このようにすることで、接続部端子２０Ａ等を形成する為に貫通孔を形成する工程に於いて、電極層間のショートを防止することができる。
【００４９】
図６を参照して、次に、半導体層１３および第２電極層１２を基板１８の上面に積層させる。図６（Ａ）は本工程の平面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図であり、図６（Ｃ）は開口領域２５Ａを拡大した平面図である。
【００５０】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、第１電極層１１の上部に、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウムなどをｐｎまたはｐｉｎに積層した半導体層１３（厚さ約０．３〜１．０μｍ）を形成する。
【００５１】
その後、半導体層１３上の略全面に、第２電極層１２を形成する。この第２電極層１２は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）等の透明導電膜（厚さ約０．３〜１．０μｍ）からなる。更に、第２電極層１２の上面を部分的に保護膜（不図示）により被覆した後に、第２電極層１２の全面に上方から、エキシマレーザ（ＫｒＦレーザ光）を照射する。この工程により、不図示の保護膜により覆われていない第２電極層１２が除去されて、第２電極層１２Ａ〜１２Ｄが形成される。第２電極層１２Ａ〜１２Ｄの平面的な形状は、第１電極層１１Ａ〜１１Ｄと概略同じであり、各々中心角が略９０°の扇形の形状である。更に本工程により、後述する第２除去領域１６も形成される。
【００５２】
更に、上層の第２電極層１２と下層の第１電極層１１とは、接続領域１９Ａ〜１９Ｃに於いて接続される。具体的には、第１電極層１１の接続部１１Ａｅ、１１Ｂｅ、１１Ｃｅ（図５（Ａ）参照）上に位置する第２電極層１２の上方から、ＹＡＧレーザ光（波長１．０６μｍ）を照射する。ＹＡＧレーザー光により、第１電極層１１の接続部１１Ａｅ、１１Ｂｅ、１１Ｃｅと、その上方の第２電極層１２が溶融され両者が溶着する。接続領域１９Ａに於いて、第１電極層１１Ａの接続部１１Ａｅが、第２電極層１２Ｂと接続される。接続領域１９Ｂでは、第１電極層１１Ｂの接続部１１Ｂｅが、第２電極層１２Ｃと接続される。また、接続領域１９Ｃでは、第１電極層１１Ｃの接続部１１Ｃｅが、第２電極層１２Ｄと接続される。
【００５３】
図６（Ｃ）を参照して、本工程では、開口領域２５Ａの外縁に沿って溝状に第２電極層１２を除去することにより、第２除去領域１６を形成している。具体的には、矩形の開口領域２５Ａの外縁に沿って、コの字状に２つの第２除去領域１６が形成されている。
【００５４】
第２除去領域１６は、開口領域２５Ａを不完全に包囲するように形成され、開口領域２５Ａの周辺部には、残存した第２電極層１２から成る接続部１４が形成されている。接続部１４が形成されることで、開口領域２５Ａの内部に位置する第２電極層１２が、開口領域２５Ａの外部に位置する第２電極層１２と接続される。従って、開口領域２５Ａが打ち抜き加工により除去されない場合は、開口領域２５Ａの内部に位置する第２電極層１２は発電領域として機能する。
【００５５】
接続部１４は、下層の第１電極層１１に形成された第１除去領域１５の位置に対応して形成されている。即ち、平面的には、第１電極層１１に形成される第１除去領域１５の内部の領域に、第２電極層１２の接続部１４が形成される。また、本工程にて形成される接続部１４の個数は２つ以外でも良く、少なくとも１つの接続部１４が形成されればよい。
【００５６】
上述した構成は、第２電極層１２Ｂに形成される開口領域２５Ｂに関しても同様である。
【００５７】
図７を参照して、次に、開口領域２５Ａを打ち抜いて開口部１７を形成する。図７（Ａ）は本工程の平面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図であり、図７（Ｃ）は開口領域２５Ａを拡大した平面図である。
【００５８】
本工程では、開口領域２５Ａの領域に於いて、太陽電池層２４および基板１８を打ち抜くことにより、開口部１７を形成する。ここでは、プレス機等を用いて開口領域２５Ａを上方から下方に打ち抜いて、太陽電池層２４および基板１８を部分的に除去し、開口部１７を形成している。また、レーザー加工により、開口領域２５Ａの太陽電池層２４および基板１８を除去しても良い。
【００５９】
図７（Ｂ）および図７（Ｃ）を参照して、上述したように本形態では、開口領域２５Ａに、第１除去領域１５および第２除去領域１６を設けているので、電極間のショートが防止されている。具体的には、打ち抜き加工により発生するバリ２２が、第２電極層１２の接続部１４から第１電極層１１まで延在しても、バリ２２が接触する部分の第１電極層１１は周囲から孤立している。従って、本工程の打ち抜き加工によりバリ２２が発生しても、第１電極層１１と第２電極層１２とのショートは発生しない。
【００６０】
ここでは、開口領域２５Ａのみに開口部１７が設けられ、開口領域２５Ｂには開口部１７が設けられない。このことにより、開口領域２５Ａの部分のみに表示部となる開口部１７が必要な機種に対応することができる。また、開口領域２５Ｂのみに表示部や針穴となる開口部１７が必要な機種の場合は、開口領域２５Ｂに開口部１７を設けて、開口領域２５Ａには開口部１７を設けない。更に、必要に応じて、開口領域２５Ａ、２５Ｂの両方に開口部１７を形成しても良いし、両方に開口部１７を設けなくても良い。
【００６１】
また本工程に於いて、レーザー加工を行うことにより、太陽電池層２４および基板１８を貫通する貫通孔２１Ａ、２１Ｂが形成される。貫通孔２１Ａ、２１Ｂの開口径は、１００μｍ程度である。
【００６２】
本工程が終了した後は、貫通孔２１Ａ、２１Ｂに銀ペースト等の導電性材料を印刷して
、接続端子２０Ａ、２０Ｂ（図１参照）を設ける。更に、図７（Ａ）に点線で示した領域で基板１８を打ち抜く。これらの工程により、図１に示すような光起電力装置１０が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の光起電力装置を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の光起電力装置を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は断面図である。
【図３】本発明の光起電力装置を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は断面図である。
【図４】本発明の光起電力装置を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図５】本発明の光起電力装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図６】本発明の光起電力装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図７】本発明の光起電力装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図８】従来の光起電力装置を示す平面図である。
【図９】従来の光起電力装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）−（Ｃ）は平面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 光起電力装置
１１ 第１電極層
１２ 第２電極層
１３ 半導体層
１４ 接続部
１５ 第１除去領域
１６ 第２除去領域
１７ 開口部
１８ 基板
１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ 接続領域
２０Ａ、２０Ｂ 接続端子
２１Ａ、２１Ｂ 貫通孔
２２ バリ
２３Ａ、２３Ｂ 貫通部
２４ 太陽電池層
２５Ａ、２５Ｂ 開口領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電力装置およびその製造方法に関し、特に太陽電池層を貫通して設けた開口部を有する光起電力装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、表示部に設けられた表示面に太陽電池を配置し、得られた電力により、表示部の表示機能の少なくとも一部が稼動するように構成された装置がある。
【０００３】
これらの中で最も典型的な光起電力装置としては、文字板の全体もしくは一部の代わりに太陽電池の受光面を配置した腕時計がある。この種の腕時計は、文字板の表面となるべき所に太陽電池の受光面を設けているので、表示面以外に受光面を設ける必要がなく、受光面を設けるためのスペ−スを節約することができる。特に小さな腕時計において、消費電力を充分にまかなう発電能力を備えた太陽電池を容易に内蔵することができる。
【０００４】
図８を参照して、腕時計に用いられる従来の光起電力装置１００を説明する。光起電力装置１００では、基板１０１上に複数に分割して太陽電池（セル）１０２Ａ、１０２Ｂが載置されている。太陽電池１０２Ａには、日付や曜日が表示される表示部１０３が形成される。この表示部１０３は、製造工程の途中で、基板１０１および太陽電池１０２をくり抜くことで形成されている（特許文献１）。
【０００５】
更に、腕時計の短針や長針等を設けるための針穴１０９も、上記した表示部１０３と同様に太陽電池および基板１０１を打ち抜いて形成される。
【０００６】
図９を参照して、次に、上述した光起電力装置１００の製造方法を説明する。
【０００７】
図９（Ａ）を参照して、先ず、基板１０１の上面に第１電極層１１０、半導体層１１１および第２電極層１１２を積層させて、太陽電池層１１３を形成する。
【０００８】
図９（Ｂ）を参照して、次に、図８に示す表示部１０３が形成される領域を取り囲むように溝状に第２電極層１１２を除去して、ダミーセル１１４を形成する。ダミーセル１１４は、他の領域の第２電極層１１２から電気的に分離されており、発電領域として機能しない。
【０００９】
図９（Ｃ）を参照して、次に、ダミーセル１１４が形成された領域に於いて、太陽電池層１１３および基板１０１を打ち抜き加工により除去して、開口部１１５を形成する。この開口部１１５が、図８に於ける針穴１０９および表示部１０３となる。ダミーセル１１４を形成することで、打ち抜き加工により第２の電極層１１２から成るバリが発生することを防止することができる。従って、このバリにより、第２電極層１１２と第１電極層１１０とがショートすることを防止することができる。
【特許文献１】特開２００２−９０４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したような太陽電池が内蔵される腕時計等ではデザインが多種にわたり、外形は同一でも、機種によって表示部１０３および針穴１０９のレイアウトが異なる。従って、表示部１０３等となる開口部を形成する為に設けられるダミーセル１１４も、機種によって異なる箇所に設けられなければ成らない。しかしながら、レイアウトが異なる機種毎に所定のパターンを設計・作成すると、製造コストが高くなってしまう問題がある。そこで従来では、パターンを共通化するために、表示部１０３および針穴１０９が形成される複数の領域にダミーセル１１４を形成していた。このことにより、パターンの設計および作成に係るコストを低減させることができる。
【００１１】
しかしながら、発電領域として機能しないダミーセル１１４を複数個設けると、発電領域として機能する領域が狭くなり、光起電力装置の出力レベルが低下してしまう問題が発生していた。
【００１２】
本発明は、このような問題を鑑みて成されたものであり、本発明の主な目的は、出力レベルを維持しつつパターンの共通化が可能な光起電力装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光起電力装置は、第１電極層、半導体層および第２電極層が積層させた太陽電池層を具備する光起電力装置であり、前記第１電極層、前記半導体層および前記第２電極層を貫通する開口部が形成可能な開口領域が前記太陽電池層に設けられ、前記第２電極層には、前記開口領域を不完全に囲むように溝状に前記第２電極層を除去した第２除去領域が設けられ、前記開口領域の周囲に残存した前記第２電極層から成る接続部を介して、前記開口領域の内部に位置する前記第２電極層と他の領域の前記第２電極層は電気的に接続され、前記接続部に対応する領域の前記第１電極層には、前記第１電極層を部分的に除去して第１除去領域を設けることを特徴とする。
【００１４】
本発明の光起電力装置の製造方法は、１電極層、半導体層および第２電極層を積層させて太陽電池層を構成し、前記第１電極層、前記半導体層および前記第２電極層を貫通する開口部が形成可能な開口領域を前記太陽電池層に設ける光起電力装置の製造方法に於いて、前記第１電極層を形成して、前記開口部の周辺部に対応する領域を部分的に除去した第１除去領域を設ける工程と、前記第１電極層上に前記半導体層および第２電極層を形成する工程と、前記第２電極層に、前記開口領域を不完全に囲むように溝状に前記第２電極層を除去した第２除去領域を設け、前記第１除去領域に対応して残存した前記第２電極層から成る接続部を介して、前記開口領域の内部に位置する前記第２電極層と他の領域の前記第２電極層とを接続された状態にする工程とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、表示部または針穴となる開口部が形成可能な開口領域を複数個設けるので、太陽電池層のパターンを共通化して、表示部や針穴となる開口部の位置が異なる多種の光起電力装置を製造することができる。更に、本発明では、開口領域内部の太陽電池層は発電領域として機能するので、多数個の開口領域を太陽電池層に設けても、光起電力装置の出力レベルは低減しない。
【００１６】
更に、本発明では、透明電極である第２電極層に、開口領域を不完全に囲む溝状の第２除去領域を設けて、開口領域の周囲に残存した第２電極層から成る接続部を介して、開口領域の内部に位置する第２電極層と他の領域の第２電極層とを接続している。更に、第１電極層を部分的に除去することにより、第２電極層の接続部の下方に位置する第１電極層を他の領域から孤立させている。従って、開口領域を打ち抜くことにより開口部を形成して、第２電極層の接続部から発生したバリが第１電極層に到達しても、バリが到達する部分の第１電極層は他の領域から孤立されているので、第１電極層と第２電極層とはショートしない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１から図４を参照して、光起電力装置１０の構成を説明する。図１は光起電力装置１０の全体的な構成を示す図であり、図２から図４は開口領域２５の詳細を示す図である。
【００１８】
本形態では、腕時計用の光起電力装置を例に挙げて説明していくが、採用製品は多種多様である。例えば、本形態の光起電力装置１０は、電卓、電話、携帯機器等の電子機器等にも適用できるものである。
【００１９】
図１を参照して、先ず、光起電力装置１０の全体的な構成を説明する。図１（Ａ）は光起電力装置１０の平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図である。
【００２０】
本形態の光起電力装置１０では、基板１８の表面に、第１電極層１１、半導体層１３、第２電極層１２の順序で積層された太陽電池層２４が形成される。また、太陽電池層２４には、光起電力装置１０を貫通する開口部１７が形成される領域である開口領域２５が複数個形成されている。
【００２１】
図１（Ａ）を参照して、第２電極層１２は、分割配置された複数の第２電極層１２Ａ〜１２Ｄから成る。各々の第２電極層１２Ａ〜１２Ｄは、中心角が略９０°の扇形の形状であり、全体として円形になるように配置されている。そして、各第２電極層１２は電気的に接続されている。
【００２２】
接続端子２０Ａ、２０Ｂは、基板１８に設けられた貫通孔（不図示）を介して、基板１８の裏面に形成された外部接続電極（不図示）と電気的に接続されている。ここで、基板１８の表面に外部接続電極を形成してもよい。接続端子２０Ａは第２電極層１２Ａと電気的に接続されている。接続端子２０Ｂは第２電極層２０Ｄの下方に位置する第１電極層１１と接続される。接続端子２０Ａ、２０Ｂは、太陽電池層２４から得た電気エネルギーを外部に伝える役割を担っている。
【００２３】
図１（Ｂ）を参照して、光起電力装置１０の断面の構造を説明する。
【００２４】
基板１８は、金属、樹脂、ガラスなどから形成することができるが、加工性を考慮して金属または樹脂が好適である。基板１８の厚みは、例えば０．１５ｍｍ程度である。
【００２５】
基板１８の表面に形成される第１電極層１１は、厚さ約０．１〜１．０μｍ程度の金属膜である。第１電極層１１の材料としては、タングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、または銅等が挙げられる。しかし第１電極層１１の材料としてＩＴＯ、ＩＴＺ等の透明電極を採用しても良い。
【００２６】
半導体層１３は、第１電極層１１を被覆するように、基板１８全域に積層されており、その厚みは約０．３μｍ〜１．０μｍである。半導体層１３は、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウムなどをｐ／ｎまたはｐ／ｉ／ｎに積層されたものである。
【００２７】
第２電極層１２は、半導体層１３の上面に形成されている。この第２電極層１２は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または酸化錫（ＳｎＯ２）等から成る透明電極層である。本形態では、第２電極層１２として酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を採用し、その膜厚は３０ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。
【００２８】
開口領域２５は、太陽電池層２４および基板１８を貫通して設けられる開口部１７が形成可能な領域である。開口領域２５に於いては、第２電極層１２およびその下方の第１電極層１１が部分的に除去されている。このことにより、打ち抜き加工により開口領域２５に開口部１７を設けても、この加工により発生するバリにより、第１電極層１１と第２電極層１２とがショートすることを防止することができる。また、開口領域２５の内部に位置する第２電極層１２は、他の領域の第２電極層１２と連続しているので、発電領域として機能している。開口領域２５の詳細については、図２から図４を参照して後述する。
【００２９】
図１（Ａ）を参照すると、光起電力装置１０の表面には、２つの開口領域２５Ａおよび２５Ｂが設けられている。開口領域２５Ａは第２電極層１２Ａに設けられ、開口領域２５Ｂは第２電極層１２Ｂに設けられている。開口領域２５Ａに於いて太陽電池層２４および基板１８を除去することにより、開口部１７が形成されている。この開口部１７は、腕時計の場合は、日付や曜日が表示される表示部や針穴として用いられる。そして、開口領域２５Ｂには開口部１７は形成されず、開口領域２５Ｂの内部に位置する第２電極層１２Ｂは、発電領域として機能している。
【００３０】
機種によっては、開口領域２５Ｂのみに開口部１７を設けても良いし、開口領域２５Ａおよび２５Ｂの両方に開口部１７を設けても良い。また、ここでは２つの開口領域２５Ａ、２５Ｂが設けられているが、３個以上の多数個の開口領域２５が設けられても良い。更にまた、開口領域２５および開口部１７の平面的な形状は、矩形以外でも良い。即ち、円形、三角形、楕円形等の他の平面的形状を有する開口領域２５および開口部１７が形成されても良い。
【００３１】
本形態では、発電領域として機能する開口領域２５を複数個設けて、機種に応じて開口領域２５を除去して開口部１７を設けている。従って、光起電力装置１０の出力レベルを維持して、第２電極層１２のパターンを共通化することができる。即ち、開口部１７が形成可能な領域である開口領域２５を多数個形成することにより、開口部１７の位置が異なる多種の光起電力装置に対して、１つの太陽電池層２４のパターンで対応することができる。しかしながら、打ち抜き加工により開口部１７を形成する際のバリの発生を考慮して、開口領域２５内部の第２電極層１２をダミーセルとしてしまうと、光起電力装置１０から得られる電力量が低下してしまう。特に本形態のように多数個の開口領域２５を設ける場合に於いては、開口領域２５の占める面積が大きくなるので、電力量の低下が顕著である。そこで本形態では、開口領域２５内部の第２電極層１２を、他の領域の第２電極層１２と連続させている。従って、開口領域２５内部の第２電極層１２も発電領域として機能するので、多数個の開口領域２５を形成した場合でも、光起電力装置１０から得られる電力は低下しない。
【００３２】
図２から図４を参照して、上述した開口領域２５の詳細を説明する。
【００３３】
図２を参照して、先ず、開口部１７が設けられない開口領域２５Ｂの構造を説明する。図２（Ａ）は開口領域２５Ｂの平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図であり、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ’線に於ける断面図である。
【００３４】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、開口領域２５Ｂに於いては、第１電極層１１に第１除去領域１５が設けられ、第２電極層１２には第２除去領域１６が形成されている。
【００３５】
第２除去領域１６は、開口領域２５Ｂの外縁を不完全に囲むように溝状に第２電極層１２を除去した領域である。ここでは、矩形の開口領域２５Ｂの外縁に沿って、コの字状に２つの第２除去領域１６が形成されている。開口領域２５Ｂの周辺部に於いて、第２電極層１２が除去されない部分が接続部１４である。この接続部１４を介して、開口領域２５Ｂ内部の第２電極層１２が、開口領域２５Ｂの外部に位置する第２の電極層１２と電気的に接続されている。従って、開口領域２５Ｂ内部の第２電極層１２は、発電領域として機能している。ここでは、開口領域２５Ｂの周辺部に２つの接続部１４が設けられているが、少なくとも１つの接続部１４が設けられればよい。
【００３６】
第１除去領域１５は、第２電極層１２の接続部１４に対応する領域の第１電極層１１が、孤立するように設けられる領域である。ここでは、接続部１４の下方に位置する第１電極層１１を完全に取り囲むように、リング状に第１電極層１１が除去されることで、第１除去領域１５が形成されている。
【００３７】
図２（Ｃ）を参照して、第１除去領域１５を設けることにより、打ち抜き加工により接続部１４からバリが発生しても、そのバリによる第１電極層１１と第２電極層１２とのショートを防止することができる。具体的には、開口領域２５Ｂの領域を打ち抜くと、接続部１４が位置する部分でバリ２２が発生する。第２電極層１２の接続部１４から延在するバリ２２が、第１電極層１１に到達しても、バリ２２が接続する部分の第１電極層１１は、第１除去領域１５により他の領域と孤立している。従って、接続部１４からバリ２２が発生しても、第１電極層１１と第２電極層１２とはショートしない。
【００３８】
図３を参照して他の形態の開口領域２５Ｂの構成を説明する。図３（Ａ）は開口領域２５Ｂの平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図であり、図３（Ｃ）は図３（Ａ）のＣ−Ｃ’線に於ける断面図である。
【００３９】
これらの図を参照して、ここでは、第２電極層１２の接続部１４の下方に位置する第１電極層１１が全面的に除去されることにより、第１除去領域１５が形成されている。この様な構成によっても、打ち抜き加工で発生するバリによるショートを防止することができる。即ち、図３（Ｃ）を参照して、開口領域２５Ｂを打ち抜き加工することにより、接続部１４からバリ２２が下方に延在しても、接続部１４の下方には第１電極層１１は存在しない。従って、バリ２２が発生しても、第１電極層１１と第２電極層１２とはショートしない。
【００４０】
図４を参照して、次に、開口部１７の構成を説明する。図４（Ａ）は開口部１７を示す平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図である。
【００４１】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、開口領域２５Ａが設けられた箇所の太陽電池層２４および基板１８を打ち抜くことにより、開口部１７が形成される。ここでは、太陽電池層２４側から（紙面上にて上方から下方に）プレス等を用いて打ち抜き加工を行っている。上述したように、接続部１４を除いて、開口部１７の外縁に位置する第２電極層１２は溝状に除去されて第２除去領域１６と成っている。従って、第２除去領域１６が形成された部分では、打ち抜き加工を行っても第２電極層１２から成るバリは発生しない。
【００４２】
図４（Ｂ）を参照して、第２電極層１２から成る接続部１４が設けられた箇所では、打ち抜き加工により、開口部１７の側面に沿ってバリ２２が発生する。しかしながら、接続部１４の下方に位置する第１電極層１１は、第１除去領域１５により他の領域から孤立されている。従って、接続部１４の下方に位置する第１電極層１１にバリ２２が到達しても、第１電極層１１と第２電極層１２とはショートしない。
【００４３】
次に図５から図７を参照して、上記した光起電力装置１０の製造方法を説明する。
【００４４】
図５を参照して先ず、基板１８の上面に第１電極層１１を形成する。基板１８としては、矩形状の可撓性を有するポリイミドなどの樹脂からなるフィルム、表面に絶縁層が形成されたステンレス等の金属板を採用することができる。
【００４５】
本工程では、４つの第１電極層１１Ａ〜１１Ｄが分割配置されている。これらの第１電極層１１Ａ〜１１Ｄは、各々中心角が略９０°の扇形の形状であり、これらは相互間に所定の間隔を隔てて全体として円形になるように配置されている。更に、第１電極層１１Ａ〜１１Ｃの各々は、隣接する第１電極層１１の外方に延在する接続部１１Ａｅ、１１Ｂｅ、１１Ｃｅを有している。ここで、第１電極層１１Ａ〜１１Ｄは、厚さ約０．１〜１．０μｍで、タングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等の金属膜からなる。また、ＩＴＯ、ＩＴＺ等の透明電極を第１電極層１１の材料として採用しても良い。
【００４６】
第１電極層１１Ａには、開口部が形成可能な領域である開口領域２５Ａが規定されている。そして、開口領域２５Ａの外縁部に於いて、一領域を包囲するように溝状に第１電極層１１Ａを除去することにより、第１除去領域１５が形成されている。また、第１電極層１１Ａと同様に、第１電極層１１Ｂの表面にも開口領域２５Ｂが規定され、第１除去領域１５が形成されている。第１除去領域１５は、ＹＡＧレーザーを用いたレーザーライン加工により、第１電極層１１を部分的に除去して形成される。
【００４７】
上記のように第１電極層１１に第１除去領域１５を設けることにより、第１電極層１１の一領域を電気的に分離することが可能となる。従って、後の工程に於いて、打ち抜き加工で発生するバリによる電極層間のショートを防止することができる。この事項の詳細は後述する。
【００４８】
また、接続部端子２０Ａ、２０Ｂ（図１参照）が形成される領域である貫通部２３Ａ、２３Ｂに於いては、第１電極層１１Ａおよび１１Ｄは形成されていない。このようにすることで、接続部端子２０Ａ等を形成する為に貫通孔を形成する工程に於いて、電極層間のショートを防止することができる。
【００４９】
図６を参照して、次に、半導体層１３および第２電極層１２を基板１８の上面に積層させる。図６（Ａ）は本工程の平面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図であり、図６（Ｃ）は開口領域２５Ａを拡大した平面図である。
【００５０】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、第１電極層１１の上部に、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウムなどをｐｎまたはｐｉｎに積層した半導体層１３（厚さ約０．３〜１．０μｍ）を形成する。
【００５１】
その後、半導体層１３上の略全面に、第２電極層１２を形成する。この第２電極層１２は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）等の透明導電膜（厚さ約０．３〜１．０μｍ）からなる。更に、第２電極層１２の上面を部分的に保護膜（不図示）により被覆した後に、第２電極層１２の全面に上方から、エキシマレーザ（ＫｒＦレーザ光）を照射する。この工程により、不図示の保護膜により覆われていない第２電極層１２が除去されて、第２電極層１２Ａ〜１２Ｄが形成される。第２電極層１２Ａ〜１２Ｄの平面的な形状は、第１電極層１１Ａ〜１１Ｄと概略同じであり、各々中心角が略９０°の扇形の形状である。更に本工程により、後述する第２除去領域１６も形成される。
【００５２】
更に、上層の第２電極層１２と下層の第１電極層１１とは、接続領域１９Ａ〜１９Ｃに於いて接続される。具体的には、第１電極層１１の接続部１１Ａｅ、１１Ｂｅ、１１Ｃｅ（図５（Ａ）参照）上に位置する第２電極層１２の上方から、ＹＡＧレーザ光（波長１．０６μｍ）を照射する。ＹＡＧレーザー光により、第１電極層１１の接続部１１Ａｅ、１１Ｂｅ、１１Ｃｅと、その上方の第２電極層１２が溶融され両者が溶着する。接続領域１９Ａに於いて、第１電極層１１Ａの接続部１１Ａｅが、第２電極層１２Ｂと接続される。接続領域１９Ｂでは、第１電極層１１Ｂの接続部１１Ｂｅが、第２電極層１２Ｃと接続される。また、接続領域１９Ｃでは、第１電極層１１Ｃの接続部１１Ｃｅが、第２電極層１２Ｄと接続される。
【００５３】
図６（Ｃ）を参照して、本工程では、開口領域２５Ａの外縁に沿って溝状に第２電極層１２を除去することにより、第２除去領域１６を形成している。具体的には、矩形の開口領域２５Ａの外縁に沿って、コの字状に２つの第２除去領域１６が形成されている。
【００５４】
第２除去領域１６は、開口領域２５Ａを不完全に包囲するように形成され、開口領域２５Ａの周辺部には、残存した第２電極層１２から成る接続部１４が形成されている。接続部１４が形成されることで、開口領域２５Ａの内部に位置する第２電極層１２が、開口領域２５Ａの外部に位置する第２電極層１２と接続される。従って、開口領域２５Ａが打ち抜き加工により除去されない場合は、開口領域２５Ａの内部に位置する第２電極層１２は発電領域として機能する。
【００５５】
接続部１４は、下層の第１電極層１１に形成された第１除去領域１５の位置に対応して形成されている。即ち、平面的には、第１電極層１１に形成される第１除去領域１５の内部の領域に、第２電極層１２の接続部１４が形成される。また、本工程にて形成される接続部１４の個数は２つ以外でも良く、少なくとも１つの接続部１４が形成されればよい。
【００５６】
上述した構成は、第２電極層１２Ｂに形成される開口領域２５Ｂに関しても同様である。
【００５７】
図７を参照して、次に、開口領域２５Ａを打ち抜いて開口部１７を形成する。図７（Ａ）は本工程の平面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図であり、図７（Ｃ）は開口領域２５Ａを拡大した平面図である。
【００５８】
本工程では、開口領域２５Ａの領域に於いて、太陽電池層２４および基板１８を打ち抜くことにより、開口部１７を形成する。ここでは、プレス機等を用いて開口領域２５Ａを上方から下方に打ち抜いて、太陽電池層２４および基板１８を部分的に除去し、開口部１７を形成している。また、レーザー加工により、開口領域２５Ａの太陽電池層２４および基板１８を除去しても良い。
【００５９】
図７（Ｂ）および図７（Ｃ）を参照して、上述したように本形態では、開口領域２５Ａに、第１除去領域１５および第２除去領域１６を設けているので、電極間のショートが防止されている。具体的には、打ち抜き加工により発生するバリ２２が、第２電極層１２の接続部１４から第１電極層１１まで延在しても、バリ２２が接触する部分の第１電極層１１は周囲から孤立している。従って、本工程の打ち抜き加工によりバリ２２が発生しても、第１電極層１１と第２電極層１２とのショートは発生しない。
【００６０】
ここでは、開口領域２５Ａのみに開口部１７が設けられ、開口領域２５Ｂには開口部１７が設けられない。このことにより、開口領域２５Ａの部分のみに表示部となる開口部１７が必要な機種に対応することができる。また、開口領域２５Ｂのみに表示部や針穴となる開口部１７が必要な機種の場合は、開口領域２５Ｂに開口部１７を設けて、開口領域２５Ａには開口部１７を設けない。更に、必要に応じて、開口領域２５Ａ、２５Ｂの両方に開口部１７を形成しても良いし、両方に開口部１７を設けなくても良い。
【００６１】
また本工程に於いて、レーザー加工を行うことにより、太陽電池層２４および基板１８を貫通する貫通孔２１Ａ、２１Ｂが形成される。貫通孔２１Ａ、２１Ｂの開口径は、１００μｍ程度である。
【００６２】
本工程が終了した後は、貫通孔２１Ａ、２１Ｂに銀ペースト等の導電性材料を印刷して
、接続端子２０Ａ、２０Ｂ（図１参照）を設ける。更に、図７（Ａ）に点線で示した領域で基板１８を打ち抜く。これらの工程により、図１に示すような光起電力装置１０が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の光起電力装置を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の光起電力装置を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は断面図である。
【図３】本発明の光起電力装置を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は断面図である。
【図４】本発明の光起電力装置を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図５】本発明の光起電力装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図６】本発明の光起電力装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図７】本発明の光起電力装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図８】従来の光起電力装置を示す平面図である。
【図９】従来の光起電力装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）−（Ｃ）は平面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 光起電力装置
１１ 第１電極層
１２ 第２電極層
１３ 半導体層
１４ 接続部
１５ 第１除去領域
１６ 第２除去領域
１７ 開口部
１８ 基板
１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ 接続領域
２０Ａ、２０Ｂ 接続端子
２１Ａ、２１Ｂ 貫通孔
２２ バリ
２３Ａ、２３Ｂ 貫通部
２４ 太陽電池層
２５Ａ、２５Ｂ 開口領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層、半導体層および第２電極層が積層させた太陽電池層を具備する光起電力装置であり、
前記第１電極層、前記半導体層および前記第２電極層を貫通する開口部が形成可能な開口領域が前記太陽電池層に設けられ、
前記第２電極層には、前記開口領域を不完全に囲むように溝状に前記第２電極層を除去した第２除去領域が設けられ、前記開口領域の周囲に残存した前記第２電極層から成る接続部を介して、前記開口領域の内部に位置する前記第２電極層と他の領域の前記第２電極層は電気的に接続され、
前記接続部に対応する領域の前記第１電極層には、前記第１電極層を部分的に除去して第１除去領域を設けることを特徴とする光起電力装置。
【請求項２】
複数個の前記開口領域が前記太陽電池層に設けられ、
少なくとも１つの前記開口領域に前記開口部が形成されることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置。
【請求項３】
前記開口部は、表示部または針穴として用いられることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置。
【請求項４】
前記第２電極層は、太陽光を透過させる材料から成ることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置。
【請求項５】
前記開口部は前記開口領域を打ち抜いて形成されることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置。
【請求項６】
第１電極層、半導体層および第２電極層を積層させて太陽電池層を構成し、前記第１電極層、前記半導体層および前記第２電極層を貫通する開口部が形成可能な開口領域を前記太陽電池層に設ける光起電力装置の製造方法に於いて、
前記第１電極層を形成して、前記開口部の周辺部に対応する領域を部分的に除去した第１除去領域を設ける工程と、
前記第１電極層上に前記半導体層および前記第２電極層を形成する工程と、
前記第２電極層に、前記開口領域を不完全に囲むように溝状に前記第２電極層を除去した第２除去領域を設け、前記第１除去領域に対応して残存した前記第２電極層から成る接続部を介して、前記開口領域の内部に位置する前記第２電極層と他の領域の前記第２電極層とを接続された状態にする工程とを具備することを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【請求項７】
複数個の開口領域を前記太陽電池層に設け、
少なくとも１つの前記開口領域に前記開口部を設けることを特徴とする請求項６記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項８】
打ち抜き加工により前記開口領域を除去して、前記開口部を形成することを特徴とする請求項６記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１】
第１電極層、半導体層および第２電極層が積層させた太陽電池層を具備する光起電力装置であり、
前記第１電極層、前記半導体層および前記第２電極層を貫通する開口部が形成可能な開口領域が前記太陽電池層に設けられ、
前記第２電極層には、前記開口領域を不完全に囲むように溝状に前記第２電極層を除去した第２除去領域が設けられ、前記開口領域の周囲に残存した前記第２電極層から成る接続部を介して、前記開口領域の内部に位置する前記第２電極層と他の領域の前記第２電極層は電気的に接続され、
前記接続部に対応する領域の前記第１電極層には、前記第１電極層を部分的に除去して第１除去領域を設けることを特徴とする光起電力装置。
【請求項２】
複数個の前記開口領域が前記太陽電池層に設けられ、
少なくとも１つの前記開口領域に前記開口部が形成されることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置。
【請求項３】
前記開口部は、表示部または針穴として用いられることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置。
【請求項４】
前記第２電極層は、太陽光を透過させる材料から成ることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置。
【請求項５】
前記開口部は前記開口領域を打ち抜いて形成されることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置。
【請求項６】
第１電極層、半導体層および第２電極層を積層させて太陽電池層を構成し、前記第１電極層、前記半導体層および前記第２電極層を貫通する開口部が形成可能な開口領域を前記太陽電池層に設ける光起電力装置の製造方法に於いて、
前記第１電極層を形成して、前記開口部の周辺部に対応する領域を部分的に除去した第１除去領域を設ける工程と、
前記第１電極層上に前記半導体層および前記第２電極層を形成する工程と、
前記第２電極層に、前記開口領域を不完全に囲むように溝状に前記第２電極層を除去した第２除去領域を設け、前記第１除去領域に対応して残存した前記第２電極層から成る接続部を介して、前記開口領域の内部に位置する前記第２電極層と他の領域の前記第２電極層とを接続された状態にする工程とを具備することを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【請求項７】
複数個の開口領域を前記太陽電池層に設け、
少なくとも１つの前記開口領域に前記開口部を設けることを特徴とする請求項６記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項８】
打ち抜き加工により前記開口領域を除去して、前記開口部を形成することを特徴とする請求項６記載の光起電力装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１０３８７（Ｐ２００７−１０３８７Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８９２２１（Ｐ２００５−１８９２２１）
【出願日】平成１７年６月２９日（２００５．６．２９）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（３０１０７９４２０）関東三洋セミコンダクターズ株式会社 (70)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２９日（２００５．６．２９）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（３０１０７９４２０）関東三洋セミコンダクターズ株式会社 (70)
【Ｆターム（参考）】
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