光電変換装置および光電変換装置の製造方法
【課題】フレキシブル性を有し、外部ストレスに対して耐性がある信頼性の高い光電変換装置を提供する。
【解決手段】互いに対向して設けられた第１の封止層および第２の封止層と、対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群と、を備えている。第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体を有し、第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体を有し、光電変換素子群の周囲において、対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層とが直接接着する領域を有する
【解決手段】互いに対向して設けられた第１の封止層および第２の封止層と、対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群と、を備えている。第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体を有し、第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体を有し、光電変換素子群の周囲において、対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層とが直接接着する領域を有する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置および光電変換装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の進行が深刻さを増し、環境問題への対策が急がれるなか、太陽電池に代表される光電変換装置の市場が拡大している。光電変換装置は、エネルギー源とする太陽光が無尽蔵で、他のエネルギー源と比較して二酸化炭素排出量削減が見込まれることから、次世代を担うクリーンな発電手段として注目されている。
【０００３】
既に様々な種類の光電変換装置が開発されているが、その中でも、アモルファスシリコンに代表される非単結晶半導体や、有機半導体を利用した薄膜型光電変換装置は、プロセス温度の低温化が可能である。そこで、プラスチック基板など可撓性を有する基板上に光電変換装置を製造したフレキシブル性を有する光電変換装置の開発・実用化が進められている（例えば、特許文献１参照）。薄膜型光電変換装置は、薄型化、軽量化、大面積化、省資源化などが容易であり、さらにフレキシブル性を付与できれば、施工性および生産性で優位である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６０２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽光をエネルギー源とする光電変換装置は、屋外に設置して使用されることが多い。例えば、光電変換装置は、建物の屋根や外壁などに取り付けて使用されるため、高い耐候性、耐久性などの信頼性が要求される。また、市場に流通させるには、製品としての機械的強度が高く、信頼性を備えることが要求される。さらに、一般への普及率を上げるためにも、製品としての信頼性に加え、設置しやすさ等の施工性、デザイン性も必要である。信頼性の高い光電変換装置とするためには、製品として流通した後に外部から与えられる押圧などの力（以下、外部ストレスともいう）に対する物理的な耐性が重要となる。また、施工時には湾曲させた形で設置する場合もあるため、曲げや捻りなどに対する耐性も必要となる。さらに製造時の製品の歩留まり向上のためには、製造工程における機械的な耐性を十分に確保し、強度不足に起因する不良発生の抑制に努めることも必要である。
【０００６】
本発明の一態様は、上述のような問題を鑑み、フレキシブル性を有し、外部ストレスに対して耐性がある信頼性の高い光電変換装置を提供することを目的の一とする。また、製品として機械的強度の高い光電変換装置を提供することを目的の一とする。また、製造工程において外部ストレスに起因する形状不良や特性不良などの品質不良を防ぎ、歩留まり良く光電変換装置を製造することを目的の一とする。また、生産性高く、フレキシブル性を有する光電変換装置を製造することを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、対向して設けられた一対の封止層の間に挟持して設けられた光電変換素子群を有する光電変換装置である。また、封止層として、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を用いることを要旨とする。また、光電変換素子群の周辺部において、一対の封止層が直接接着する領域を有する。
【０００８】
本発明の一態様は、互いに対向して設けられた第１の封止層および第２の封止層と、対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群と、を備えている。第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体を有し、第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体を有している。対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群の周囲においては、対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層とが直接接着する領域を有する。
【０００９】
本発明の一態様は、互いに対向して設けられた第１の封止層および第２の封止層と、対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群と、を備える。第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体および第１の構造体の第２の封止層と接する逆側の面に、第１の構造体より弾性率が低い第１の保護層を有する。第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体および第２の構造体の第１の封止層と接する逆側の面に、第２の構造体より弾性率が低い第２の保護層を有する。対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群の周囲においては、対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層とが直接接着する領域を有する。
【００１０】
第１の保護層および第２の保護層は、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂のいずれか一を有することが好ましい。
【００１１】
上記構成において、第１の封止層の表面および第２の封止層の表面の少なくとも一方に導電層を設けることができる。また、光電変換素子群と第１の構造体との間、および、光電変換素子群と第２の構造体との間の少なくとも一方に無機絶縁層を設けることができる。
【００１２】
また、第１の封止層と第２の封止層は、光電変換素子群に対して層構造が対称であることが好ましい。
【００１３】
上記構成において、第１の有機樹脂および第２の有機樹脂は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。また、第１の繊維体および第２の繊維体は、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維であることが好ましい。
【００１４】
また、光電変換素子群は、電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有することが好ましい。
【００１５】
本明細書における「光電変換素子」は、光電効果を発現し発電できる最小単位をいう。また、本明細書における「光電変換装置」は、少なくとも１つ以上の光電変換素子を備えた発電装置を示し、複数の光電変換素子が集積化されたモジュールも範疇に含むものとする。また、本明細書における「光電変換素子群」は光電効果を発現し発電する素子領域を示し、少なくとも１つ以上の光電変換素子で構成されるものとする。
【００１６】
また、本明細書における「外部ストレス」とは、曲げ等の変形動作、局所的にかかる圧力（押圧）などの機械的ストレス、静電気などの電気的ストレス、風、塵などの物理的ストレスなど、光電変換装置への有害要因となるストレス全般を含む。さらに外部ストレスには、光電変換装置として流通・設置・使用される際に与えられるものや、製造工程中に与えられるものも含まれる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様により、光電変換装置の外部ストレスに対する耐性を向上させることができる。また、製品として機械的強度の高い光電変換装置を提供することができる。また、フレキシブル性を有すると共に、信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する平面図および断面図。
【図２】構造体を構成する繊維体を説明する平面図。
【図３】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する断面図。
【図４】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する断面図。
【図５】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する断面図。
【図６】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する平面図。
【図７】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する平面図。
【図８】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する断面図。
【図９】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する断面図。
【図１０】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する断面図。
【図１１】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する断面図。
【図１２】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する断面図。
【図１３】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する平面図、断面図、および製造方法を説明する図。
【図１４】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する断面図。
【図１５】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図１６】本発明の一態様に係る他の光電変換装置を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更しうることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明の一態様に係る光電変換装置の模式図を図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す。図１（Ａ）には平面模式図を示し、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の線分ＸＹ、図１（Ｃ）は図１（Ａ）の線分ＯＰにおける断面模式図を示す。
【００２１】
本発明の一態様にかかる光電変換装置は、互いに対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層と、対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群で構成される素子領域とを備えている。
【００２２】
本形態において、第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された構造体を用いている。第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された構造体を用いている。具体的には、第１の封止層として、第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０を用いる。第２の封止層として、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体１７０を用いる。
【００２３】
素子領域を構成する光電変換素子群１１０は、少なくとも１つ以上の光電変換素子で構成される。また、発電した電力を外部に取り出すため、光電変換素子群１１０と電気的に接続される出力端子１８０ａ、出力端子１８０ｂが設けられる。
【００２４】
本発明の一態様は、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を封止層として用い、一対の封止層で、素子領域を封止した構成を有する。具体的には、対向して設けられた一対の封止層の間に挟持して設けられた光電変換素子群を有し、該光電変換素子群の周辺部において、一対の封止層が直接接着する領域を有する。繊維体に有機樹脂が含浸された構造体は、外部ストレスに対する耐性があり、耐衝撃層として機能することができる。また、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体は、可撓性を有することができる封止層として機能する。繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を用いることで、フレキシブル性を損なうことなく、製品としての機械的強度を高めることができ、外部ストレスに対する耐性を高めることができる。また、製造工程における外部ストレスに対する耐性も高めることができる。したがって、信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。
【００２５】
また、光電変換素子群の周辺部において、一対の封止層が直接接着する領域を有することで、封止層の密着性を向上させることができる。好ましくは、一対の封止層が直接接着する領域が、光電変換素子群の周辺部を囲むように構成することで密着性がより高められる。したがって、製造工程中や製品として流通後に封止が剥がれるなどの品質不良が発生することを防ぐことができる。また、密着性向上により、湾曲など様々な変形に対しても耐性が向上するため、施工性を高めることができる。さらに、封止により、風や塵などに素子領域が直接曝されることを防止でき、耐候性を高めることができる。
【００２６】
本形態では、互いに対向して設けられた一対の封止層として、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体１６０および第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体１７０を用い、光電変換素子群１１０を封止する構成とする。また、光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の構造体１６０および第２の構造体１７０が直接接着する領域を有する。光電変換素子群１１０は、周囲（上面（表面）、下面（裏面）、側面）を第１の構造体１６０と第２の構造体１７０で覆われる。
【００２７】
上述のように、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体である第１の構造体１６０と第２の構造体１７０で光電変換素子群１１０を封止する構成とすることで、フレキシブル性を損なうことなく、外部ストレスに対する耐性を高めた光電変換装置を得ることができる。
【００２８】
次に、図１で示した光電変換装置の具体的な構成、各構成に適用可能な材料などについて、詳細に説明する。
【００２９】
まず、本形態において、第１の封止層に用いる第１の構造体１６０、および第２の封止層に用いる第２の構造体１７０について説明する。第１の構造体１６０は、第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された構造体である。第２の構造体１７０は、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された構造体である。
【００３０】
第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２は、有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いた織布または不織布であり、部分的に重なるように配置される。高強度繊維は、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維である。高強度繊維の代表例としては、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。なお、第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２は、一種類の上記高強度繊維で形成されてもよい。また、複数種類の上記高強度繊維で形成されてもよい。
【００３１】
また、第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２は、繊維（単糸）の束（以下、糸束と呼ぶ）を経糸及び緯糸に使って製織した織布である。もしくは、複数種類の繊維の糸束をランダムまたは一方向に堆積させた不織布であってもよい。織布の場合、平織り、綾織り、朱子織り等を適宜用いることができる。
【００３２】
糸束の断面は、円形でも楕円形でもよい。繊維糸束として、高圧水流、液体を媒体とした高周波の振動、連続超音波の振動、ロールによる押圧等によって、開繊加工をした繊維糸束を用いてもよい。開繊加工をした繊維糸束は、糸束幅が広くなり、厚み方向の単糸数を削減することが可能であり、糸束の断面が楕円形または平板状となる。また、繊維糸束として低撚糸を用いることで、糸束が扁平化やすく、糸束の断面形状が楕円形状または平板形状となる。このように、断面が楕円形または平板状の糸束を用いることで、第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２を薄くすることが可能である。このため、構造体を薄くすることが可能であり、薄型の光電変換装置を作製することができる。
【００３３】
例えば、第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２としては、図２の平面図に示すような、繊維糸束を経糸および緯糸として製織した織布を適用することができる。
【００３４】
図２に示すように、第１の繊維体１６２（または第２の繊維体１７２）は、一定間隔をあけた経糸と、一定間隔をあけた緯糸とで織られている。このような経糸及び緯糸を用いて製織された繊維体には、経糸及び緯糸が存在しない領域を有する。このような第１の繊維体１６２（または第２の繊維体１７２）は、第１の有機樹脂１６４（または第２の有機樹脂１７４）が含浸される割合が高まり、第１の繊維体１６２（または第２の繊維体１７２）と素子（光電変換素子群１１０）との密着性を高めることができる。
【００３５】
また第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２は、経糸及び緯糸の密度が高く、経糸及び緯糸が存在しない領域の割合が低いものでもよい。
【００３６】
なお、図２においては、第１の繊維体１６２（または第２の繊維体１７２）は、断面が楕円形の糸束で平織りした織布で示されている。
【００３７】
第１の有機樹脂１６４、第２の有機樹脂１７４としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。または、第１の有機樹脂１６４、第２の有機樹脂１７４として、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、またはフッ素樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、第１の有機樹脂１６４、第２の有機樹脂１７４として、複数の熱硬化性樹脂を用いてもよく、複数の熱可塑性樹脂を用いてもよい。さらに、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを混合して用いてもよい。上記熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂である有機樹脂を用いることで、加熱処理により繊維体を対象物（光電変換素子群１１０、および対向して設けられる構造体）に固着することができる。繊維体に含浸される有機樹脂が熱硬化性樹脂の場合は加熱処理により硬化される。熱可塑性の場合は加熱処理により可塑化され、冷却に伴い硬化される。なお、第１の有機樹脂１６４、第２の有機樹脂１７４はガラス転移温度が高いほど、高温環境下での局所的押圧に対して破壊しにくいため好ましい。
【００３８】
また、第１の有機樹脂１６４、第２の有機樹脂１７４、または繊維体として用いる繊維糸束内に、高熱伝導性フィラーを分散させてもよい。高熱伝導性フィラーとしては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化シリコン、アルミナ等が挙げられる。その他、高熱伝導性フィラーとして、銀、銅等の金属粒子が挙げられる。高熱伝導性フィラーが有機樹脂または繊維糸束内に含まれることにより光電変換装置の放熱が容易になる。その作用により、光電変換装置の温度上昇による変換効率の低下を低減することができる。
【００３９】
繊維体に有機樹脂が含浸された構造体（本形態の第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体、および、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体）は、プリプレグとも呼ばれる。プリプレグは、具体的には繊維体にマトリックス樹脂を有機溶剤で希釈したワニスを含浸させた後、乾燥して有機溶剤を揮発させてマトリックス樹脂を半硬化させたものである。構造体の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、さらには１０μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。このような厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能であるフレキシブル性を有する光電変換装置を作製することができる。例えば、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体として、完全硬化後の弾性率が１３ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下、破断係数が１４０ＭＰａのプリプレグを用いることができる。
【００４０】
なお、第１の構造体１６０、第２の構造体１７０は、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させてもよい。この場合、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させてもよい。また、複数の積層された繊維体に有機樹脂を含浸させた構造体を用いても良い。また、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させる際、各構造体間に別の層を挟むようにしても良い。
【００４１】
また、繊維糸束内部への有機樹脂の浸透率を高めるため、繊維に表面処理が施されても良い。例えば、繊維表面を活性化させるためのコロナ放電処理、プラズマ放電処理等がある。また、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤を用いた表面処理がある。
【００４２】
第１の構造体１６０と第２の構造体１７０、および対向して設けられる第１の構造体１６０と第２の構造体１７０との間に挟持される素子領域（光電変換素子群１１０）は、加熱処理および加圧処理により接着することができる。
【００４３】
なお、第１の繊維体１６２および第２の繊維体１７２は、同じ材質の繊維を適用することもできるし、異なる材質の繊維を適用することもできる。また、第１の有機樹脂１６４および第２の有機樹脂１７４は、同じ材質の樹脂を適用することもできるし、異なる材質の樹脂を適用することもできる。第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０と、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体１７０と、を同一材質の構造体とした場合には、応力などの差が低減されやすくなる。その効果として、剥がれや、反りなどの不良を防止することができる。
【００４４】
なお、図１に示すように、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０は、中央部（中央および中央近傍を含む）に素子領域（光電変換素子群１１０）を配置することが望ましい。また、該素子領域が存在しない領域（素子領域の周辺部）においては、互いに接して素子領域を封止する構成とすることが好ましい。また、対向して設けられる封止層は、素子領域を境として対称構造とすることが好ましい。具体的には、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０を対称構造とし、該対称構造の中央部に光電変換素子群１１０が配置される構成とすることが好ましい。対称構造は、材質および厚さが同一であることが好ましい。ここで、厚さとは、構造体の外側の面から光電変換素子群１１０の外側の面までの最短距離とする。例えば、第１の構造体１６０の外側の面から光電変換素子群１１０の外側の面までの最短距離を厚さｔ１とする。第２の構造体１７０の外側の面から光電変換素子群１１０の外側の面までの最短距離を厚さｔ２とする。本形態に係る光電変換装置は、厚さｔ１と厚さｔ２が近いことが好ましく、等しいことがより好ましい。また、第１の繊維体１６２と第２の繊維体１７２、第１の有機樹脂１６４と第２の有機樹脂１７４の材質が同一であることが好ましい。なお、構造体は均一な厚さには限定されない。また光電変換素子群の周辺部で第１の構造体と第２の構造体とが接着している領域の厚さは考慮しないものとする。このような構成とすることで、光電変換装置および光電変換素子にかかる外部ストレスを均一にすることができる。或いは光電変換装置および光電変換素子にかかる外部ストレス軽減することができる。上記構成は、湾曲などの変形に対して効果を奏し、光電変換装置および光電変換素子の破損や特性不良を防ぐことができる。さらには、製品の施工性を高めることができる。
【００４５】
光電変換素子群１１０は、少なくとも一つ以上の光電変換素子で形成される。一つの光電変換素子では発電量が少ない。そのため、所望の電力を発電できるよう、複数の光電変換素子を直列接続または並列接続して光電変換素子群１１０とすることが好ましい。本発明の一態様に適用できる光電変換素子の種類は特に限定されない。ＩＶ族半導体を用いた光電変換素子、および化合物半導体（ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族など）を用いた光電変換素子などの無機系光電変換素子、有機半導体を用いた光電変換素子、および色素増感光電変換素子（湿式光電変換素子）などの有機系光電変換素子、無機系材料と有機系材料を組み合わせたハイブリッド光電変換素子などが挙げられる。代表的には、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどのシリコン系光電変換素子が挙げられる。その他、ヒ化ガリウムや硫化銅インジウムなどを用いた化合物半導体光電変換素子、フタロシアニンやフラーレンなどを用いた有機半導体光電変換素子、酸化チタンなどを用いた色素増感光電変換素子が挙げられる。また、光電変換素子としては、セルを積層したタンデム構造またはスタック構造を適用することもできる。
【００４６】
なお、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を素子形成基板として機能させる場合は、該素子形成基板となる繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を硬化した後に用いる。そのため、素子形成基板として用いる繊維体に有機樹脂が含浸された構造体の耐熱温度未満の低温プロセスで形成できる非単結晶シリコン系光電変換素子や有機半導体系光電変換素子を適用することが好ましい。または、該素子形成基板となる繊維体に有機樹脂が含浸された構造体が可塑化する温度未満の低温プロセスで形成できる非単結晶シリコン系光電変換素子や有機半導体系光電変換素子を適用することが好ましい。非単結晶シリコン系光電変換素子および有機半導体系光電変換素子は、大面積基板に対して成膜することが容易であり、生産性に優れる点で好ましい。また、光電変換を発現させるための膜厚も薄くすることができるため、薄型化の観点からも好適である。
【００４７】
なお、光電変換素子群１１０を構成する光電変換素子の個数および面積並びに接続方法は、設計者が適宜決定すればよい。
【００４８】
次に、本発明の一態様である光電変換装置の製造方法の一例を図３乃至図７を用いて説明する。ここでは、平面図および断面図を用いて説明する。
【００４９】
第１の封止層として、第１の構造体１６０を準備する（図３（Ａ）参照）。
【００５０】
本形態では、第１の封止層として、第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０を用いる。本形態では、予め第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０を硬化させて用いる。第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０の硬化は、加熱処理、または加熱処理および加圧処理により行う。第１の有機樹脂１６４が熱可塑性樹脂の場合は、加熱処理により可塑化した有機樹脂を硬化させる。なお、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体は、加熱処理の温度や時間などにより、硬化度を調整することができる。また、硬化温度または可塑化温度や、硬化後の耐熱温度は、第１の繊維体１６２に含浸させる第１の有機樹脂１６４の材質により調整することができる。ここでは、素子領域（光電変換素子群）を形成する素子形成基板として機能できる硬化度まで、第１の構造体１６０を硬化させておく。
【００５１】
例えば、繊維体であるガラス繊維に、有機樹脂である臭素化エポキシ樹脂が含浸された構造体であるプリプレグを、１９０℃１時間の加熱処理を行うことで硬化させ、第１の構造体１６０として用いる。
【００５２】
第１の構造体１６０上に第１電極１２０を形成する（図３（Ｂ）参照）。
【００５３】
第１の構造体１６０側を光入射面とする場合、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ−ＺｎＯ合金などの透光性酸化物導電材料を、スパッタリング法、蒸着法、または印刷法などにより形成する。第１電極１２０となる透光性酸化物導電材料の厚さは、４０ｎｍ乃至２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ乃至１００ｎｍとし、シート抵抗は２０Ω／□〜２００Ω／□程度とすれば良い。
【００５４】
また、第１電極１２０は、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することもできる。導電性組成物に含まれる導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及びまたはその誘導体、ポリピロール及びまたはその誘導体、ポリチオフェン及びまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体などがあげられる。導電性組成物を用いて第１電極１２０を形成する薄膜を形成する場合、導電性組成物により形成された薄膜におけるシート抵抗が１００００Ω／□以下であることが望ましい。また、同薄膜の波長５５０ｎｍにおける透光率は７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
なお、上述の導電性高分子は、単独で導電性組成物として用いて第１電極１２０を形成することができる。一方で、有機樹脂を添加して性質を調整した導電性組成物を用いて第１電極１２０を形成してもよい。また、導電性組成物の電気伝導度を調整するために、導電性組成物にアクセプター性ドーパントまたはドナー性ドーパントをドーピングしても良い。このドーピングの効果によって、導電性組成物に含まれる共役系導電性高分子における共役電子の酸化還元電位を変化させることができる。
【００５６】
また、導電性組成物は、水または有機溶剤（アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤など）などの溶媒に溶解させて、湿式法により第１電極１２０となる薄膜を形成することができる。具体的には、導電性組成物を用いて、塗布法、コーティング法、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）または印刷法などの湿式法により第１電極１２０を形成することができる。溶媒の乾燥は、常圧もしくは減圧下での熱処理などで行う。また、上記導電性組成物に有機樹脂を添加して性質を調整している場合、添加された有機樹脂が熱硬化性の場合は溶媒乾燥後にさらなる加熱処理を行えばよい。添加された有機樹脂が光硬化性の場合は溶媒乾燥後に光照射処理を行えばよい。
【００５７】
また、第１電極１２０は、有機化合物と、無機化合物と、を複合してなる複合透光性導電材料を用いることができる。なお「複合」とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、混合することによって２つ（或いは２つ以上）の材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
【００５８】
上記複合透光性導電材料は、具体的には、正孔輸送性有機化合物と、該正孔輸送性有機化合物に対し電子受容性を示す金属酸化物とを含む複合材料を用いることが好ましい。複合透光性導電材料は、前記有機化合物および金属酸化物を複合化させることで、抵抗率を１×１０６Ω・ｃｍ以下とすることができる。正孔輸送性有機化合物とは、電子よりも正孔の輸送性の高い物質を示し、好ましくは１０−６ｃｍ２／Ｖｓｅｃ以上の正孔移動度を有する物質とする。具体的には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。また、金属酸化物としては、遷移金属酸化物が好ましく、元素周期表における第ＩＶ族乃至第ＶＩＩＩ族に属する金属の酸化物であることが好ましい。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、または酸化レニウムが高い電子受容性を示すため好ましい。特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすく好ましい。
【００５９】
なお、上記複合透光性導電材料を用いた第１電極１２０の製造方法は、湿式法、乾式法を問わず、どのような手法を用いても良い。例えば、上述した有機化合物と無機化合物との共蒸着により、複合透光性導電材料を用いた第１電極１２０を形成することができる。また、上述した有機化合物と金属アルコキシドを含む溶液を塗布し、焼成することによって、第１電極１２０を形成することもできる。有機化合物と金属アルコキシドの塗布は、インクジェット法、スピンコート法などを用いることができる。
【００６０】
複合透光性導電材料を用いて第１電極１２０を形成する場合、該複合透光性導電材料に含まれる有機化合物の種類を選択することにより、４５０ｎｍ乃至８００ｎｍの波長領域において、吸収ピークを有しない第１電極１２０を形成することができる。よって、第１電極１２０において特定の波長の光を強く吸収することなく効率よく透過させることができ、光電変換層での光吸収率を向上させることができる。
【００６１】
また、上記複合透光性導電材料を用いて形成した薄膜は曲げなどの湾曲に強い。よって、本発明の一態様に係るフレキシブル性を有する光電変換装置の電極として好適に用いることができる。
【００６２】
また、第１電極１２０としては、アルミニウム、銀、金、チタン、タングステン、白金、ニッケル、モリブデン、またはこれらを含む合金などの金属材料を用いることもできる。第１電極１２０に前記金属材料を用いた場合でも、厚さ１ｎｍ乃至２０ｎｍ程度の薄膜とすることで所望の透過率を得ることができる。したがって、第１電極１２０を上記構成とすることで、第１電極１２０側から光電変換層に光を入射することも可能である。
【００６３】
次に、第１電極１２０上に光電変換層１３０を形成する（図３（Ｃ）、図６（Ａ）参照）。
【００６４】
光電変換層１３０は、光電変換を行う領域である。また、ここでの「光電変換層」とは、光電効果（内部光電効果）を発現する層を含む他、内部電界や半導体接合を形成するために接合された層（ここでは不純物半導体層）を含めたものもいう。
【００６５】
光電変換層１３０としては、シリコンに代表されるＩＶ族半導体およびヒ化ガリウムなどの無機化合物半導体（ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体など）、並びにフラーレンや銅フタロシアニンなどの有機半導体を用いることができる。また、光電変換を効率よく行うには、前記半導体の素子構成において、導電型の異なる接合（ｐｎ接合、ｐｉｎ接合、ｐｐ−ｉｎ接合、ｐｉｎ−ｎ接合、またはｐｐ−ｉｎ−ｎ接合など）を形成した光電変換層とする。
【００６６】
例えば、光電変換層１３０として、ｐｉｎ接合型非単結晶半導体を形成する。具体的には、ｐｉｎ接合型非晶質半導体（代表的には非晶質シリコン）またはｐｉｎ接合型微結晶半導体（代表的には微結晶シリコン）を形成することができる。また、ｐ型不純物半導体層またはｎ型不純物半導体層を微結晶半導体（微結晶シリコン）で形成し、ｉ型半導体層を非晶質半導体（非晶質シリコン）で形成することもできる。上記非晶質半導体または微結晶半導体は、プラズマＣＶＤ法を代表とする化学気相成長法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成する。具体的には、シラン、ジシランに代表される水素化シリコン、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４等の塩化シリコン、又はＳｉＦ４等のフッ化シリコンなどの半導体材料ガスを用いて、プラズマＣＶＤ法により形成することができる。反応ガスは、半導体材料ガスを希釈ガスにより希釈したものを用いてもよい。希釈ガスの代表例は水素であり、その他、ヘリウム、アルゴン、クリプトン及びネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素が挙げられる。また、希釈ガスは、複数種類（例えば水素とアルゴン）を組み合わせて用いることもできる。非晶質半導体は非晶質半導体の生成が可能な反応ガスを用いて成膜すればよく、微結晶半導体は微結晶半導体の生成が可能な反応ガスを用いて成膜すればよい。例えば、微結晶半導体は、半導体材料ガス（代表的にはシラン）に対して希釈ガス（代表的には水素）の流量比を１０倍以上２００倍以下、好ましくは５０倍以上１５０倍以下、さらに好ましくは１００倍とする混合比の反応ガスを用いて成膜すればよい。
【００６７】
非晶質半導体または微結晶半導体は、上記反応ガスを用い、電力周波数１ＭＨｚ以上２００ＭＨｚ以下の高周波電力を印加してプラズマを生成するプラズマＣＶＤ装置により形成することができる。また、高周波電力に代えて電力周波数１ＧＨｚ以上５ＧＨｚ以下、代表的には２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を印加しても良い。例えば、プラズマＣＶＤ装置の反応室内において、水素化シリコン（代表的にはシラン）と水素とを混合し、グロー放電プラズマにより形成することができる。グロー放電プラズマの生成は、１ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ以下、代表的には１３．５６ＭＨｚの高周波電力、又は２０ＭＨｚより大きく１２０ＭＨｚ程度までのＶＨＦ帯の高周波電力、代表的には２７．１２ＭＨｚ、６０ＭＨｚを印加することで行われる。
【００６８】
各種ガスの流量、印加する電力などの成膜条件を変えることで、非晶質半導体または微結晶半導体を形成することができる。
【００６９】
ｎ型不純物半導体層（代表的にはｎ型不純物シリコン層）またはｐ型不純物半導体層（代表的にはｐ型不純物シリコン層）など、一導電型を有するの不純物半導体層を形成する場合は、上記反応ガスにドーピングガスを添加し、半導体層を成膜すればよい。ｎ型不純物半導体層とする場合は、リン、ヒ素、またはアンチモンなどの周期表第１５族元素を含むドーピングガスを添加して半導体層を形成すればよい。ｐ型不純物半導体層とする場合は、ボロンまたはアルミニウムなどの周期表第１３族元素を含むドーピングガスを添加して半導体層を形成すればよい。
【００７０】
また、ここでｉ型半導体（真性半導体ともいわれる）とは、該半導体に含まれる一導電型を付与する不純物元素（ｐ型を付与する不純物元素若しくはｎ型を付与する不純物元素）が１×１０２０／ｃｍ３以下の濃度であり、酸素及び窒素が９×１０１９／ｃｍ３以下の濃度であり、暗伝導度に対して光伝導度が１００倍以上である半導体を指す。このｉ型半導体を構成する非晶質半導体または微結晶半導体は、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないときに弱いｎ型の電気伝導性を示すことがある。従って、ｐ型を付与する不純物元素を成膜と同時に、或いは成膜後に添加して、ｉ型半導体層を形成すると良い。ｐ型を付与する不純物元素としては、代表的にはボロンであり、Ｂ２Ｈ６、ＢＦ３などの不純物気体を１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの割合で半導体材料ガスに混入させると良い。そしてボロンの濃度を、例えば１×１０１４／ｃｍ３〜６×１０１６／ｃｍ３とすると良い。
【００７１】
なお、ｐｉｎ接合型非晶質半導体で光電変換層１３０を形成し、第１の構造体１６０側を光入射面とする場合は、第１電極１２０側から、ｐ層、ｉ層、ｎ層が順に積層された構成とすることが好ましい。
【００７２】
次に、素子分離された光電変換素子を形成し、光電変換素子を集積化する。光電変換素子の集積化方法および素子分離方法は特に限定されない。本形態では、光電変換素子毎に分離し、互いに隣接する光電変換素子同士を電気的に直列に接続する例を説明する。以下、本実施の形態の図面では、４つの光電変換素子を直列接続して集積化する例について説明する。
【００７３】
第１の構造体１６０上に構成された、光電変換層１３０および第１電極１２０に対して層を貫通する開口ｈ１〜開口ｈ８を形成する（図４（Ａ）、図６（Ｂ）参照）。ここでは、開口ｈ１、開口ｈ３、開口ｈ５、開口ｈ７（例えば、ｈ（ｎ−１）（ｎは偶数の整数））によって素子分離が行われ、図４（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、第１電極１２０ａ、第１電極１２０ｂ、第１電極１２０ｃ、および第１電極１２０ｄに分離され、同時に光電変換層１３０ａ、光電変換層１３０ｂ、光電変換層１３０ｃ、および光電変換層１３０ｄに分離される。また、開口ｈ２、開口ｈ４、開口ｈ６、開口ｈ８（例えば、ｈ（ｎ）（ｎは偶数の整数））は、隣接する光電変換素子同士の接続を形成するために設ける。
【００７４】
光電変換層１３０および第１電極１２０に形成された、開口ｈ１〜開口ｈ８は、レーザスクライブなどのレーザ加工法により形成することができる。前記レーザ加工に適用するレーザの種類は限定されるものではないが、Ｎｄ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザなどを用いることが好ましい。なお、第１電極１２０上に光電変換層１３０が積層された状態でレーザ加工を行うことにより、加工時に第１電極１２０が第１の構造体１６０から剥離することを防ぐことができる。
【００７５】
なお、開口ｈ１〜開口ｈ８の形成と同工程で、光電変換素子群の周辺部となる領域の光電変換層１３０および第１電極１２０を除去して、第１の構造体１６０を露出させる。第１の構造体１６０を露出させる領域は、光電変換素子群が形成される周辺部とし、好ましくは周辺部を囲むように第１の構造体１６０を露出させる。
【００７６】
光電変換層１３０および第１電極１２０に形成された、開口ｈ２を充填する絶縁層１３８ａ、開口ｈ４を充填する絶縁層１３８ｂ、開口ｈ６を充填する絶縁層１３８ｃ、開口ｈ８を充填する絶縁層１３８ｄを形成する（図４（Ｂ）、図７（Ａ）参照）。絶縁層１３８ａ〜絶縁層１３８ｄは、スクリーン印刷法などの印刷法により、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁性のある樹脂材料を用いて形成することができる。例えば、フェノキシ樹脂にシクロヘキサン、イソホロン、高抵抗カーボンブラック、アエロジル、分散剤、消泡剤、およびレベリング剤を混合させた樹脂組成物を用い、スクリーン印刷法により開口ｈ２、ｈ４、ｈ６、ｈ８を充填するように絶縁樹脂パターンを形成する。絶縁樹脂パターンを形成した後、１６０℃に設定したオーブン中にて２０分間熱硬化させることで、絶縁層１３８ａ〜絶縁層１３８ｄを形成することができる。
【００７７】
光電変換層１３０ａ上に第２電極１４０ａ、光電変換層１３０ｂ上に第２電極１４０ｂ、光電変換層１３０ｃ上に第２電極１４０ｃ、および光電変換層１３０ｄ上に第２電極１４０ｄを形成する。以上で、第１電極１２０ａと光電変換層１３０ａと第２電極１４０ａが積層された光電変換素子１５０ａ、第１電極１２０ｂと光電変換層１３０ｂと第２電極１４０ｂが積層された光電変換素子１５０ｂ、第１電極１２０ｃと光電変換層１３０ｃと第２電極１４０ｃが積層された光電変換素子１５０ｃ、および第１電極１２０ｄと光電変換層１３０ｄと第２電極１４０ｄが積層された光電変換素子１５０ｄが形成される（図４（Ｃ）、図７（Ｂ）参照）。
【００７８】
光電変換素子１５０ａの第２電極１４０ａは、開口ｈ３を充填するように形成されることで、隣接する光電変換素子１５０ｂの第１電極１２０ｂと接続される。光電変換素子１５０ｂの第２電極１４０ｂは、開口ｈ５を充填するように形成されることで、隣接する光電変換素子１５０ｃの第１電極１２０ｃと接続される。光電変換素子１５０ｃの第２電極１４０ｃは、開口ｈ７を充填するように形成されることで、隣接する光電変換素子１５０ｄの第１電極１２０ｄと接続される。すなわち、第２電極１４０ａと同一材料を開口ｈ３に充填し、開口ｈ５に第２電極１４０ｂと同一材料を充填し、開口ｈ７に第２電極１４０ｃと同一材料を充填する。このようにして、光電変換素子１５０ａの第２電極１４０ａは光電変換素子１５０ｂの第１電極１２０ｂと電気的な接続を得て、光電変換素子１５０ｂの第２電極１４０ｂは光電変換素子１５０ｃの第１電極１２０ｃと電気的な接続を得て、光電変換素子１５０ｃの第２電極１４０ｃは光電変換素子１５０ｄの第１電極１２０ｄと電気的な接続を得ることができる。第２電極は、隣接する光電変換素子の第１電極との電気的な接続を得ることができ、光電変換素子１５０ａ〜光電変換素子１５０ｃは直列に電気的な接続を得て、光電変換素子群１１０を形成する。
【００７９】
なお、隣接する光電変換素子１５０ａと光電変換素子１５０ｂは、開口ｈ２に設けられた絶縁層１３８ａによって素子分離されている。隣接する光電変換素子１５０ｂと光電変換素子１５０ｃは、開口ｈ４に設けられた絶縁層１３８ｂによって素子分離されている。隣接する光電変換素子１５０ｃと光電変換素子１５０ｄは、開口ｈ６に設けられた絶縁層１３８ｃによって素子分離されている。
【００８０】
第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄは、導電材料で形成する。また、本形態では第１の構造体１６０側を光入射面とするため、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄは、アルミニウム、銀、銅、チタン、タングステンなどの導電材料を用いて、反射電極を形成することが好ましい。第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄは、上記導電材料を用いてスパッタリング法や真空蒸着法で形成することもできるが、吐出形成できる導電性組成物を用いて形成することが好ましい。第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄは、吐出形成できる導電性組成物を用いることで、スクリーン印刷法などの印刷法や、インクジェット法、またはディスペンス法により、所定の電極パターンを直接形成することができる。例えば、金、銀、銅、タングステン、アルミニウム等の金属の導電性粒子を主成分とした導電性組成物を用いて、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄを形成することができる。なお、製造する光電変換装置を大面積とする場合は、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄを低抵抗化することが好ましい。したがって、金属の導電性粒子として抵抗率の低い金、銀、銅のいずれかの粒子、好適には低抵抗な銀或いは銅を溶媒に溶解又は分散させた導電性組成物を用いるとよい。また、レーザ加工された開口ｈ１、開口ｈ３、開口ｈ５、開口ｈ７に導電材料を十分に充填するには、導電性粒子の平均粒径が５ｎｍ〜１０ｎｍであるナノペーストを用いることが好ましい。
【００８１】
第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄは、上記の他に、導電材料の周囲を他の導電材料で覆った導電性粒子を含む導電性組成物を吐出形成してもよい。例えば、Ｃｕの周りをＡｇで覆った導電性粒子において、ＣｕとＡｇの間にニッケル又はニッケル硼素からなるバッファ層を設けた導電性粒子を用いても良い。溶媒は、酢酸ブチル等のエステル類、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等の有機溶剤等が用いられる。吐出形成する導電性組成物の表面張力と粘度は、溶液の濃度を調整し、界面活性剤等を加えて適宜調整する。
【００８２】
第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄを形成する導電性組成物の吐出後は、常圧下又は減圧下で、レーザビームの照射や瞬間熱アニール（ＲＴＡ）、加熱炉等により、乾燥または焼成を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００℃で３分間、焼成は２００℃〜３５０℃で１５分間〜１２０分間で行う。本工程により、導電性組成物中の溶媒を揮発する、又は導電性組成物中の分散剤を化学的に除去して、導電性粒子周囲の樹脂を硬化収縮させることで融合と融着を加速する。乾燥と焼成を行う雰囲気は、酸素雰囲気、窒素雰囲気又は大気雰囲気で行う。但し、導電性粒子を溶解又は分散させている溶媒が除去されやすい酸素雰囲気下で行うことが好適である。
【００８３】
なお、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄと同工程で、電極１４２が形成される。電極１４２は、開口ｈ１を充填するように形成されることで、光電変換素子１５０ａの第１電極１２０ａと接続される。電極１４２は、直列接続された光電変換素子群１１０の一方の取り出し電極となり、後に形成される出力端子の一方と電気的に接続される。また、光電変換素子１５０ｄの第２電極１４０ｄは、光電変換素子群１１０の他方の取り出し電極となり、後に形成される出力端子の他方と電気的に接続される。
【００８４】
次に、光電変換素子群１１０が設けられた第１の構造体１６０に対して第２の構造体１７０を接着し、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０との間に光電変換素子群１１０を挟持する（図５（Ａ）参照）。この工程により、光電変換素子群１１０の周辺部において第１の構造体１６０と第２の構造体１７０とが直接接着する領域を有する構成となる。
【００８５】
第２の繊維体１７２に熱硬化性樹脂である第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体１７０を加熱し、光電変換素子群１１０が設けられた側の第１の構造体１６０に第２の構造体１７０を圧着させ、第２の有機樹脂１７４を硬化させる。なお、第２の有機樹脂１７４が熱可塑性樹脂の場合は、第２の構造体１７０を加熱し、光電変換素子群１１０が設けられた側の第１の構造体１６０に第２の構造体１７０を圧着させ、室温に冷却することにより可塑化させた第２の有機樹脂１７４を硬化させることができる。第２の有機樹脂１７４は、加熱および圧着により、光電変換素子群１１０および当該光電変換素子群１１０が設けられた側の第１の構造体１６０に密着するように均一に広がり、硬化する。上記第２の構造体１７０を対象物（本形態では光電変換素子群１１０および当該光電変換素子群１１０が設けられた側の第１の構造体１６０）に圧着する工程は、大気圧下または減圧下で行う。
【００８６】
本形態では、光電変換素子群１１０の周辺部に第１の構造体１６０が露出する領域を有しているため、第２の構造体１７０は第１の構造体１６０に直接接着される領域を有する。好ましくは、光電変換素子群１１０の周辺部を囲むように第１の構造体１６０を露出させておくことで、光電変換素子群１１０の周辺部を囲むように第１の構造体１６０と第２の構造体１７０とが接着する領域を形成することができる。このようにすることで、光電変換素子群１１０で構成される素子形成領域の全周囲（上面、下面、および側面、但し出力端子と接続するための領域は除く）を構造体で覆い封止することができるため、素子の劣化や破損を防ぐ効果を高めることができる。
【００８７】
光電変換素子群１１０と電気的に接続される出力端子１８０ａ、出力端子１８０ｂを形成する（図５（Ｂ）参照）。
【００８８】
出力端子１８０ａ及び出力端子１８０ｂは、光電変換素子群１１０で発電した電力を外部へ取り出せる構成であれば特に限定されない。出力端子は、導電層、配線、リード線、導電性テープ、導電性接着剤、はんだ、導電性ペーストなどを適宜用いて構成することができる。例えば、光電変換素子群１１０の取り出し電極に到達する開口を第２の構造体１７０に設け、該開口を埋めるように配線１８２ａ、配線１８２ｂを設ける。さらに、配線１８２ａと接して端子１８４ａ、配線１８２ｂと接して端子１８４ｂを設ける構成とする。本光電変換装置で発電した電力は、出力端子１８０ａ、出力端子１８０ｂにより外部へ取り出すことが可能である。ここで、光電変換素子群１１０においては、光電変換素子１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄが電気的に直列に接続されている。光電変換素子１５０ａの第１電極１２０ａと電気的に接続されて取り出し電極として機能する電極１４２と出力端子１８０ａとが電気的に接続され、光電変換素子１５０ｄの第２電極１４０ｄと出力端子１８０ｂとが電気的に接続される。
【００８９】
第２の構造体１７０に設ける光電変換素子群１１０の取り出し電極（図５（Ｂ）では電極１４２、第２電極１４０ｄ）に達する開口は、針や錐などの物理的処理、エッチングなどの化学的処理、レーザ加工などで形成すればよい。開口を充填する配線１８２ａ、１８２ｂは特に限定されず、印刷法、インクジェット法、めっき法などで、直接配線パターンを形成すればよく、例えば銀ペーストを用いて形成することができる。端子１８４ａ、端子１８４ｂも特に限定されず、例えば導電性粘着テープなどで形成することができる。
【００９０】
なお、本形態では、第１の構造体１６０側を光入射面とする例を説明したため、第１電極は透光性を有する電極とし、第２電極は反射電極とする例を説明した。逆に、第１電極は反射電極として、第２電極は透光性を有する電極としてもよい。
【００９１】
また、本形態では、第１の構造体１６０上に第１電極１２０を形成して光電変換素子群１１０を形成し、第２の電極１４０ａ〜第２の電極１４０ｄ上に第２の構造体１７０を接着する一例を説明した。別の例として、第１の構造体１６０と光電変換素子群１１０との間および第２の構造体１７０と光電変換素子群１１０との間の両方またはどちらか一方に、無機絶縁層を形成してもよい。
【００９２】
図８は、第１の構造体１６０と光電変換素子群１１０との間に第１の無機絶縁層１６７を設け、第２の構造体１７０と光電変換素子群１１０との間に第２の無機絶縁層１７７を設ける例を示している。構造体と光電変換素子群１１０との間に無機絶縁層を形成することで、第１電極、第２電極の酸化などを防ぐことができる。また、構造体の有機樹脂と光電変換素子が接する領域を減少させることができるため、水分が素子領域に進入することを低減することができる。
【００９３】
また、第１の構造体１６０と光電変換素子群１１０との間に第１の無機絶縁層１６７を設けることで、破損や特性不良等の品質不良などを防止することができ、製造工程においても歩留まりを向上させることができる。レーザ加工により光電変換素子の集積化構造を形成する際、レーザビームが到達する領域は、瞬間的にしても１０００℃以上に加熱される恐れがある。そのため、素子形成基板として用いる第１の構造体１６０上に光電変換素子群を形成する際、第１の構造体１６０にもレーザビームが到達してダメージを受ける可能性がある。その場合は、第１の構造体１６０が変質や破損し、第１の構造体１６０から光電変換素子群（第１電極）が剥がれてしまう恐れがある。また、第１の構造体１６０から第１電極が剥がれて剥片が発生し、後に形成される第２電極との間で短絡してしまう恐れがあり、光電変換装置の特性不良や出力低下などの要因にもなりうる。第１の無機絶縁層１６７を設けることで、第１の構造体１６０の保護層として機能させることができ、レーザ加工などの製造工程における不良を防止することができる。
【００９４】
構造体と光電変換素子群との間に設ける無機絶縁層（ここでは第１の無機絶縁層１６７、第２の無機絶縁層１７７）は、シリコン酸化物又はシリコン窒化物が好ましい。シリコン酸化物及びシリコン窒化物の代表例としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどが挙げられる。なお、本明細書において酸化窒化シリコンとは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものである。また、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）及び水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５０原子％以上７０原子％以下、窒素が０．５原子％以上１５原子％以下、シリコンが２５原子％以上３５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化シリコン層とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものである。また、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５原子％以上３０原子％以下、窒素が２０原子％以上５５原子％以下、シリコンが２５原子％以上３５原子％以下、水素が１０原子％以上３０原子％以下の範囲で含まれるものをいう。但し、酸化窒化シリコン又は窒化酸化シリコンを構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、シリコン及び水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。上記無機絶縁層は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により、単層構造又は積層構造で形成する。
【００９５】
なお、構造体と光電変換素子群との間に設ける無機絶縁層は、光電変換素子群の周囲において、一対の構造体同士が接着する領域では除去する。
【００９６】
図８に示す光電変換装置の製造方法の一例を、図９（Ａ）、（Ｂ）に示す。第１の構造体１６０上に第１の無機絶縁層１６７を形成し、該第１の無機絶縁層１６７上に第１電極、光電変換層を順に積層成膜した後、素子分離と集積化のための開口ｈ１〜ｈ８を形成する。なお、開口ｈ１〜ｈ８を形成する際、光電変換素子群の周辺部となる領域は除去しないものとする（図９（Ａ）参照）。
【００９７】
図４（Ｂ）、（Ｃ）と同様に、絶縁層１３８ａ〜１３８ｄ、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄ、電極１４２を形成して、光電変換素子１５０ａ〜１５０ｄが電気的に直列に接続された光電変換素子群１１０を形成する。そして、光電変換素子群１１０上に第２の無機絶縁層１７７を形成する。
【００９８】
そして、光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の無機絶縁層１６７〜第２の無機絶縁層１７７を除去して第１の構造体１６０を露出させる。その後、第２の構造体１７０を接着することで、図８に示す光電変換装置を製造することができる。
【００９９】
また、図８に示す光電変換装置は、第１の構造体１６０上に第１の無機絶縁層１６７を形成し、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように光電変換素子群１１０を形成し、光電変換素子群１１０上（第２の電極１４０ａ〜１４０ｄ、電極１４２）に第２の無機絶縁層１７７を形成する。光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の無機絶縁層１６７、第２の無機絶縁層１７７を除去して第１の構造体１６０を露出させた後、第２の構造体１７０を接着することで、製造することができる。
【０１００】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１０１】
（実施の形態２）
本形態では、上記実施の形態と異なる構成について説明する。具体的には、上記実施の形態と異なる構成の封止層を用いる形態について説明する。なお、上記実施の形態と重複する部分の説明は省略或いは一部簡略化する。
【０１０２】
本形態では、光電変換素子群を封止する一対の構造体の外側（光電変換素子群と反対側）に、さらに保護層として衝撃拡散層を設ける例を説明する。具体的には、第１の封止層として、第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０と、第１の保護層１９１と、の積層構造を用いる例を示す。また、第２の封止層として、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体１７０と、第２の保護層１９２と、の積層構造を用いる例を示す。
【０１０３】
図１０において、光電変換素子群１１０は第１の構造体１６０および第２の構造体１７０に挟持されている。第１の構造体１６０および第２の構造体１７０は、光電変換素子群１１０の周辺部において、密着する領域を有している。そして、第１の構造体１６０のさらに外側（光電変換素子群１１０と反対側）には第１の保護層１９１が設けられ、第２の構造体１７０のさらに外側（光電変換素子群１１０と反対側）には第２の保護層１９２が設けられている。
【０１０４】
本形態に係る保護層は、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体（第１の構造体１６０および第２の構造体１７０）と、外的ストレスに対する特性の異なる絶縁体で設ける。具体的には、光電変換装置および光電変換素子群にかかる外部ストレスを拡散し、該外部ストレスの影響を低減する衝撃拡散層として機能できる絶縁体を保護層として設ける。本実施の形態のように、外部ストレスに対する耐衝撃層として機能できる構造体（ここでは第１の構造体１６０および第２の構造体１７０）、および外部ストレスを拡散する衝撃拡散層（ここでは第１の保護層１９１および第２の保護層１９２）を設けることによって、フレキシブル性を損なうことなく、外部ストレスに対する耐性を高めることができる。したがって、製造歩留まりの向上及び製品としての機械的強度、耐久性、耐候性などを高めることができる。
【０１０５】
第１の保護層１９１及び第２の保護層１９２としては、弾性率が低く、かつ破断強度が高い材料を用いるのが好ましい。また、第１の保護層１９１は、第１の構造体１６０より弾性率が低く、かつ破断強度が高い方が好ましい。第２の保護層１９２は、第２の構造体１７０より弾性率が低く、かつ破断強度が高い方が好ましい。例えば、第１の保護層１９１及び第２の保護層１９２は、弾性率５ＧＰａ以上１２ＧＰａ以下、破断係数３００ＭＰａ以上のゴム弾性を有する膜を用いることが好ましい。また、第１の構造体１６０および第２の構造体１７０は、弾性率１３ＧＰａ以上、破断係数は３００ＭＰａ未満とすることが好ましい。
【０１０６】
さらに、第１の保護層１９１及び第２の保護層１９２は、高強度材料で形成されていることが好ましい。高強度材料の代表例としては、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、アラミド樹脂、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂、ガラス樹脂等がある。弾性を有する高強度材料で形成される第１の保護層１９１及び第２の保護層１９２を設けることで、局所的な押圧などの荷重を層全体に拡散し吸収することができる。そのため、光電変換装置に与える外部ストレスの影響を分散・低減させることができ、製造工程中および製品として完成した後も破損などの品質不良発生を防止できる。また、光電変換装置の機械的強度も高めることができる。
【０１０７】
具体的には、第１の保護層１９１及び第２の保護層１９２として、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂などを用いることができる。本実施の形態では、第１の保護層１９１および第２の保護層１９２としてアラミド樹脂フィルム（弾性率１０ＧＰａ、破断強度４８０ＭＰａ）を用いることができる。また、第１の構造体１６０の第１の有機樹脂１６４、および第２の構造体１７０の第２の有機樹脂１７４として、エポキシ樹脂を用いることができる。
【０１０８】
第１の構造体１６０として、第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された構造体を用いている。同様に、第２の構造体１７０として、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された構造体を用いている。そのため、第１の構造体１６０と第１の保護層１９１は、接着層を介さず、加熱処理および加圧処理により直接接着することができる。同様に第２の構造体１７０と第２の保護層１９２も、接着層を介さず、加熱処理および加圧処理により直接接着することができる。そして、第１の構造体１６０および第１の保護層１９１の積層構造、並びに、第２の構造体１７０および第２の保護層１９２の積層構造は、接着層を介さず、加熱処理および加圧処理によって、光電変換素子群１１０と直接接着することができる。また、光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の構造体１６０および第１の保護層１９１の積層構造と、第２の構造体１７０および第２の保護層１９２の積層構造と、が、接着層を介さず、加熱処理および加圧処理によって直接接着することができる。好ましくは、光電変換素子群１１０の周辺部を囲むように第１の構造体１６０と第２の構造体１７０が密着し、光電変換素子群１１０を封止する構成とすることで、封止層の密着性を向上させることができ、外部ストレスに対する耐性を高めることができる。
【０１０９】
以下、図１０に示す光電変換装置の製造方法の一例を示す。
【０１１０】
第１の封止層として、第１の保護層１９１が設けられた第１の構造体１６０を準備する。第１の保護層１９１が設けられた第１の構造体１６０は、素子形成基板として用いることができる硬化度まで硬化させておく。なお、第１の構造体１６０は、加熱および圧着により、第１の保護層１９１を接着させて、積層構造とすることができる。
【０１１１】
第１の構造体１６０および第１の保護層１９１の積層構造を素子形成基板として、第１の構造体１６０上に光電変換素子群１１０を形成する。光電変換素子群１１０は上記実施の形態１に準じて形成すればよいが、第２の封止層と封止する工程までに、光電変換素子群１１０の周辺部で第１の構造体１６０が露出する領域を有するようにする。
【０１１２】
光電変換素子群１１０が設けられた第１の構造体１６０および第１の保護層１９１上に第２の構造体１７０および第２の保護層１９２を接着し、第１の構造体１６０および第１の保護層１９１と、第２の構造体１７０および第２の保護層１９２と、の間に光電変換素子群１１０を封止する。なお、上記工程において、該光電変換素子群１１０の周辺部は、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０とが直接接着する領域を有する構成とする。
【０１１３】
第２の構造体１７０は、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された構造体であり、加熱し対象物に圧着して、第２の有機樹脂１７４を硬化することができる。光電変換素子群１１０が設けられた第１の構造体１６０および第１の保護層１９１上に、第２の構造体１７０と第２の保護層１９２を積層した積層体を加熱し圧着して、光電変換素子群１１０を封止する。
【０１１４】
なお、図１０に示すように、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０は中央部に光電変換素子群１１０を配置し、該光電変換素子群１１０が存在しない周辺部において、互いに接して光電変換素子群１１０を封止する構成とすることが好ましい。すなわち、一対の封止層である第１の構造体１６０および第１の保護層１９１と第２の構造体１７０および第２の保護層１９２とを対称構造とし、該対称構造の中央部に光電変換素子群１１０が配置される構成とすることが好ましい。対称構造は、材質および厚さが同一であることが好ましい。このような構成とすることで、光電変換装置および光電変換素子群にかかる外部ストレスを均一にすることができる。特に、曲げや反りなど湾曲の変形に対して効果を奏し、素子の破壊を防ぐことができる。これは、素子を中央に配置することで、変形量を低減することができるからである。
【０１１５】
なお、構造体の外側に設けられる衝撃拡散層は、光電変換装置の外部ストレスに対する機械的強度を高める効果の他、製造工程における加圧処理に対しても耐性を発揮できる。したがって、製造工程における光電変換装置の破損や特性不良を防ぐことができ、歩留まりの向上に寄与する。
【０１１６】
以上で、フレキシブル性を損なうことなく、信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。また、製造工程における品質不良を防止でき、歩留まり良く光電変換装置を製造することができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態で示す構成においても、上記実施の形態１の図８で示すように、構造体と光電変換素子群との間に無機絶縁層を設けることができる。
【０１１８】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１１９】
（実施の形態３）
本形態では、上記実施の形態と異なる構成の光電変換装置について説明する。具体的には、さらなる信頼性向上を目的とした構成について説明する。なお、上記実施の形態と重複する部分の説明は、省略或いは一部簡略化する。
【０１２０】
本実施の形態では、光電変換装置に導電層を設ける例を示す。導電層は光電変換装置の最表面に設け、具体的には一対の封止層の外側（光電変換素子群と反対側）の表面に導電層を設ける。上記実施の形態１で示すように、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を封止層として用いる場合、該構造体の外側の表面に導電層を設けることができる。また、上記実施の形態２で示すように、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体の外側に保護層を設ける場合は、該保護層の外側に導電層を設けることができる。なお、本形態では、封止層として繊維体に有機樹脂が含浸された構造体のみを用いる例を説明する。
【０１２１】
導電層を設けることで、外部から光電変換装置または光電変換素子に静電気が印加されるのを遮断することができる。具体的には、導電層により、静電気放電により印加される静電気を拡散して逃がすことができる。または、電荷の局部的な存在（局在化）を防ぐ（局部的な電位差が発生しないようにする）ため、光電変換装置および光電変換素子の静電気破壊を防ぐことができる。したがって、製造中や流通後に、光電変換装置または光電変換素子に静電気が印加されても素子の静電気破壊による動作不良、特性不良などの品質不良発生を防ぐことができる。すなわち、光電変換装置の製造工程における歩留の向上、および信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。
【０１２２】
なお、導電層は、静電気を遮断できる厚さ、材質で形成する。光入射面に導電層を設ける場合は、光電効果を発現できる程度に光の透光性を有するように、導電層を形成する。また、導電層の厚さは、抵抗率に基づいて決めることが好ましい。例えば、導電層として用いる導電材料の抵抗率が高い場合には、静電気を効果的に拡散させるために、導電層を厚く形成することが好ましい。抵抗率が高い導電材料を用いて形成する導電層を薄くしすぎると、シート抵抗が大きくなる。そのため、静電気放電が発生した場合に静電気を効果的に拡散できず、光電変換装置および光電変換素子に大電流が流れて静電気破壊されるおそれがある。
【０１２３】
光電変換装置および光電変換素子の静電気破壊を効果的に防止するためには、導電層のシート抵抗が１．０×１０７Ω／□以下、好ましくは１．０×１０４Ω／□以下、より好ましくは１．０×１０２Ω／□以下となるように厚さ定めることが好ましい。また、光電変換装置の光入射面にも導電層を設ける場合は、光を入射させる観点から、上記のシート抵抗を満たしつつ、厚さを可能な限り薄くすることが好ましい。このような導電層を形成することで、静電気放電に起因する光電変換装置の静電気破壊を効果的に防止することができる。また、製造工程において、歩留まり良く、光電変換装置を製造することができる。
【０１２４】
また、導電層は、光電変換装置および光電変換素子群１１０とは電気的に接続しない構成とする。ここでは図示しないが、出力端子についても、導電層と電気的に接続しない構成とする。
【０１２５】
導電層は、光電変換装置の表面において、光電変換素子群と重畳する領域に設けられる。具体的には、一対の封止層の外側（光電変換素子群と反対側）の表面において、該一対の封止層の間に挟持された光電変換素子群と重畳する領域に設けられる。なお、導電層は、光電変換装置（一対の封止層）表面を全面（上面、下面、および側面を含む）覆うように設けることができる。すなわち、導電層で光電変換装置表面をくるむように設けることができる。また、導電層は、光電変換装置（一対の封止層）の上面および下面の両方、またはどちらか一方を覆うように設けることもできる。また、光電変換装置の上面および下面の両方に導電層を設けて一対の導電層とし、該一対の導電層を電気的に接続する導電領域を形成してもよい。該導電領域は、光電変換装置の側面に設けてもよいし、光電変換装置内部を貫通する構成としてもよい。なお、光電変換装置の側面は、一度の製造プロセスで複数の光電変換装置を製造する所謂多面取りで製造する場合には、個々の光電変換装置に分断した際に生じる分断面となる。該分断面は導電層によって全部覆われていてもよいし、一部覆われていてもよい。
【０１２６】
図１１（Ａ）に、第２の構造体１７０の外側（光電変換素子群１１０と反対側）に導電層１９５ａを設ける例を示す。また図１１（Ｂ）に第１の構造体１６０の外側に導電層１９５ｂを設け、第２の構造体１７０の外側に導電層１９５ａを設ける例を示す。
【０１２７】
図１１（Ｂ）においては、対向している導電層１９５ａと導電層１９５ｂは電気的に接続しない例を示しているが、導電層１９５ａと導電層１９５ｂは電気的に接続するように形成してもよい。
【０１２８】
図１２（Ａ）は、光電変換装置の周辺部（上面、下面、側面）全部を覆うように導電層１９５ｃが形成される例である。図１２（Ｂ）は、光電変換装置の上面および下面と、少なくとも１つの側面を覆うように導電層１９５ｄが形成される例である。また、図１２（Ｃ）は、光電変換装置の上面、下面に形成される一対の導電層１９５ａ、導電層１９５ｂが、光電変換装置内部を貫通する電極層１９７ａで電気的に接続される例である。また、図１２（Ｄ）では、一対の導電層１９５ａ、導電層１９５ｂが、光電変換装置内部を貫通する電極層１９７ａ、電極層１９７ｂで電気的に接続される例である。光電変換装置内部を貫通する電極層１９７ａ〜１９７ｃを形成する貫通孔は、針や錐などの物理的処理によって加工してもよいし、薬品を使ったエッチングなどの化学的処理によって加工してもよい。また、貫通孔はレーザ加工で形成してもよい。
【０１２９】
図１２（Ａ）〜（Ｄ）において、光電変換素子群１１０は、上面及び下面の両方に、電気的に接続されている導電層が設けられている。そのため、外部からの静電気に対して広い領域にわたって保護されており、高い静電気破壊防止効果を得ることができる。
【０１３０】
導電層は、一対の封止層間の間に光電変換素子群を挟持して封止した後、封止層表面にスパッタリング法などによって作製すればよい。光電変換装置の両面に導電層を設ける場合は、複数回に分けて、スパッタリング法などにより形成してもよい。
【０１３１】
また、実施の形態２で示したように、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体の外側にさらに衝撃拡散層として機能する保護層を設けることもできる。この場合は、保護層を外側に設けた後に導電層を形成すればよい。
【０１３２】
導電層は、導電性を有すればよく、導電性材料を用いて形成された導電層を用いることができる。例えば、導電層として、金属、金属窒化物、あるいは金属酸化物などの薄膜、または前記薄膜の積層膜でなる導電層を用いることができる。具体的には、導電層としては、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、或いはＢａから選ばれた元素の金属材料を用いることができる。又は、前記元素を主成分とする合金材料、化合物材料、窒化物材料、酸化物材料などが挙げられる。
【０１３３】
窒化物材料としては、窒化タンタル、窒化チタンなどが挙げられる。
【０１３４】
酸化物材料としては、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム・錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛等を用いることができる。また、酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ））、ガリウムを含む酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タングステンを含む酸化インジウム、酸化タングステンを含むインジウム・亜鉛酸化物、酸化チタンを含む酸化インジウム、酸化チタンを含むインジウム・錫酸化物なども用いてもよい。
【０１３５】
また、導電層として、半導体に不純物元素などを添加して導電性を有する半導体層を用いることができる。例えばリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン層などを用いることができる。
【０１３６】
さらに、導電層として、導電性高分子を用いてもよい。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及びまたはその誘導体、ポリピロール及びまたはその誘導体、ポリチオフェン及びまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体などが挙げられる。
【０１３７】
導電層は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、蒸着法などの各種乾式法、塗布法、印刷法、液滴吐出法（インクジェット法）などの各種湿式法により形成することができる。また、電解めっき、無電解めっきなどの各種めっき法を用いて導電層を形成しても良い。
【０１３８】
また、導電層上に保護層を積層してもよい。例えば、導電層としてチタン膜を形成し、チタン膜上に保護層として酸化チタン膜を積層するとよい。保護層を設けることで、導電層の劣化を防ぐことができる。
【０１３９】
なお、光電変換装置の光入射面に導電層を設ける場合は、光電効果が発現できる程度に透光性を有する材質、厚さなどで、導電層を形成する。また、出力端子と電気的に接続されない構成で、導電層を形成する。
【０１４０】
本形態に係る光電変換装置は、光電変換装置の表面に導電層を設けることで、静電気放電による光電変換装置および光電変換素子の静電気破壊（光電変換素子の損傷や、光電変換装置の誤動作、出力低下など）を防止することができる。そのため、電気的ストレスに代表される外部ストレスに対する耐性を高めることができ、信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。また、製造工程においても、電気的ストレスに代表される外部ストレスに起因する特性不良などの品質不良の発生を防ぐことができ、歩留まり良く信頼性の高い光電変換装置を製造することができる。
【０１４１】
また、ここで、図１６に、実施の形態２の衝撃拡散層として機能する保護層と、導電層が設けられた光電変換装置の具体例を示す。
【０１４２】
図１６において、光電変換素子群１１０は、第１の構造体３６０及び第２の構造体３７０で封止されている。さらに第１の構造体３６０の外側に第１の保護層３９１、第２の構造体３７０の外側に第２の保護層３９２が設けられている。第１の保護層３９１の外側には導電層３９５ｂ、第２の保護層３９２の外側には導電層３９５ａがそれぞれ設けられている。導電層３９５ａおよび導電層３９５ｂの少なくとも一部を電気的に接続された状態とし、導電層３９５ａ及び導電層３９５ｂを等電位とする。
【０１４３】
導電層３９５ａ及び導電層３９５ｂを等電位とすることで、静電気に対する保護の効果が得られる。静電気でチャージアップして光電変換素子が破壊される前に、光電変換装置における上下両面を等電位にして光電変換素子を保護する。
【０１４４】
図１６の光電変換装置は、第１の構造体３６０及び第２の構造体３７０は繊維体に有機樹脂が含浸された構造体、第１の保護層３９１及び第２の保護層３９２にはアラミドフィルム、導電層３９５ａ、３９５ｂにはチタン膜を用いる例である。第１の構造体３６０及び第２の構造体３７０の膜厚が１０μｍ以上３０μｍ以下、第１の保護層３９１及び第２の保護層３９２の膜厚が３μｍ以上１５μｍ以下、光電変換素子群３１０の厚さが５０ｎｍ以上５μｍ以下とすることができる。この場合、光電変換素子群の厚さと比べて第１の構造体３６０、第２の構造体３７０、第１の保護層３９１及び第２の保護層３９２の膜厚が厚く構成されている。したがって、光電変換素子がほぼ中央部に配置されることで曲げストレスに強い光電変換装置を提供することができる。
【０１４５】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜自由に組み合わせることができる。
【０１４６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる構成の光電変換装置について説明する。なお、上記実施の形態と重複する部分の説明は、省略或いは一部簡略化する。
【０１４７】
本実施の形態では、実施の形態２において、光電変換装置の両面（上面および下面）に導電層が設けられ、該導電層同士が電気的に接続される構成の製造方法の例を図１３（Ａ１）、（Ａ２）、（Ｂ１）、（Ｂ２）に示す。また、本形態では、一度の製造プロセスで複数の光電変換装置を製造する多面取り製造方法の例を示す。図１３において、図１３（Ａ２）、（Ｂ２）は平面図であり、図１３（Ａ１）、（Ｂ１）はそれぞれ対応する図１３（Ａ２）、（Ｂ２）の線分ＥＦにおける断面図である。
【０１４８】
図１３（Ａ１）、（Ａ２）に、一度の製造プロセスで複数の光電変換装置を製造する工程中の光電変換装置集合体を示す。積層体１０１は、第１の構造体１６０および第１の保護層１９１の積層構造を用いた第１の封止層と、第２の保護層１９２および第２の構造体１７０の積層構造を用いた第２の封止層との間に、複数の光電変換素子群１１０が挟持された形で封止されて構成されている。複数の光電変換素子群１１０において、隣接する光電変換素子群１１０同士の間では、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０とが接して密着する領域を有する。好ましくは、個々の光電変換素子群１１０の周辺部を囲むように第１の構造体１６０と第２の構造体１７０が接着する領域を有することで、光電変換素子群１１０が個々に封止された構成とする。積層体１０１は、複数の光電変換装置が個々の光電変換装置に分断される前であり、複数の光電変換装置を有する光電変換装置集合体である。
【０１４９】
積層体１０１の最表面である第１の保護層１９１外側の表面には導電層１９５ａが形成されている。第２の保護層１９２外側の表面には導電層１９５ｂが形成されている。
【０１５０】
導電層１９５ａと導電層１９５ｂとを形成した積層体１０１を個々の光電変換装置１０３ａ、光電変換装置１０３ｂ、光電変換装置１０３ｃ、光電変換装置１０３ｄ、光電変換装置１０３ｅ、光電変換装置１０３ｆに分断する（図１３（Ｂ１）、（Ｂ２）参照）。光電変換装置１０３ａ、光電変換装置１０３ｂ、光電変換装置１０３ｃ、光電変換装置１０３ｄ、光電変換装置１０３ｅ、光電変換装置１０３ｆは分断された積層体１０１をそれぞれ有する。
【０１５１】
本実施の形態では、導電層１９５ａと導電層１９５ｂとを電気的に接続させる工程を積層体（光電変換装置集合体）の分断工程（個々の光電変換装置への分断工程）により行う。
【０１５２】
積層体１０１の分断手段としては、分断の際に第１の保護層１９１、第２の保護層１９２、第１の構造体１６０、および第２の構造体１７０が溶融される手段を用いることが好ましい（導電層１９５ａ、１９５ｂが溶融される手段であるとより好ましい）。本実施の形態では、レーザビームの照射による分断を適用する。
【０１５３】
上記分断工程に用いるレーザビームの波長や強度、ビームサイズなどの条件については特に限定されない。少なくとも、積層体１０１を分断できる条件であればよい。分断工程に用いるレーザビームの発振器としては、例えば、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、ヘリウムカドミウムレーザ、エキシマ（ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ）レーザ、銅蒸気レーザ、金蒸気レーザ等を用いることができる。
【０１５４】
本実施の形態に示すように、レーザビームの照射を用いて個々の光電変換装置１０３ａ〜光電変換装置１０３ｆに分断することで、導電層１９５ａと導電層１９５ｂとの間の抵抗値が低下し、導電層１９５ａと導電層１９５ｂとが導通することになる。このため、個々の光電変換装置への分断の工程と、導電層１９５ａ、１９５ｂとを導通させる工程を、一度に行うことができる。
【０１５５】
以上の工程で、個々の光電変換装置１０３ａ〜１０３ｆを作製することができる。
【０１５６】
本実施の形態において、光電変換装置表面に設けられた導電層により、光電変換装置および光電変換素子の静電気放電による静電気破壊を防止することができる。
【０１５７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる構成の光電変換装置について説明する。具体的には、光電変換装置の端部における第１の封止層と第２の封止層との接着領域（第１の構造体と第２の構造体の接着領域）において、密着性を高める構成について説明する。なお、上記実施の形態と重複する部分の説明は、省略或いは一部簡略化する。
【０１５８】
図１４は、実施の形態１の図１（Ｂ）に対応している。本光電変換装置は、対向して設けられた第１の構造体１６０と第２の構造体１７０との間に挟持して設けられた光電変換素子群１１０を有し、該光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０とが接着する領域を有する。
【０１５９】
図１４に示す光電変換装置の端部、具体的には光電変換素子群１１０が存在しない周辺領域において、第１の構造体１６０に凹部１６９ａ、凹部１６９ｂが設けられている。そして、第１の構造体１６０と対向して設けられ、第１の構造体１６０との間に光電変換素子群１１０を挟持する第２の構造体１７０は、第１の構造体１６０の凹部１６９ａ、凹部１６９ｂを埋めて接着されている。このような構成とすることで、光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０との接触面積が増えて接着される。そのため、さらに第１の構造体１６０と第２の構造体１７０の密着性を高めることができ、強固な接着が可能となる。その効果として、製造工程において密着性不良による剥がれなどの不良を防止し、歩留まりを向上させることができる。また、製品として流通後においても剥がれなどの不良を防止できる。したがって、外部ストレスに対する耐性が高く、耐久性、耐候性が向上した信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。
【０１６０】
第１の構造体１６０の凹部１６９ａ、１６９ｂの形成は、第２の構造体１７０を接着する前に行えばよい。具体的には、素子形成領域（光電変換素子群１１０）の周辺部となる第１の構造体１６０の端部の一部を除去することで、凹部１６９ａ、１６９ｂを形成することができる。凹部１６９ａ、１６９ｂの加工手段としては、物理的に切除等で行ってもよいし、化学的なエッチング（ドライエッチング法、ウェットエッチング法）で行ってもよい。例えば、レーザアブレーションを含むレーザスクライブ法などのレーザ加工により、第１の構造体１６０の一部を除去して凹部１６９ａ、１６９ｂを形成することができる。本実施の形態の第１の構造体１６０への凹部１６９ａ、１６９ｂの形成は、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０との接触面積を拡大して密着性を高めるものである。よって、凹部の形状は本実施の形態に限定されず、また、凹部は複数形成してもよい。
【０１６１】
光電変換素子群１１０が設けられ、該光電変換素子群１１０の周辺部において凹部１６９ａ、１６９ｂが設けられた第１の構造体１６０に対して、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体１７０を加熱処理および加圧処理を行うことで接着する。接着時に半硬化状態である第２の構造体１７０の有機樹脂１７４は流動性を有するため、該有機樹脂１７４が第１の構造体１６０の凹部１６９ａ、１６９ｂを充填するように密着し硬化する。
【０１６２】
なお、本形態では、封止層として構造体を用いた図１の例で説明したが、構造体の外側に衝撃拡散層として機能する保護層を設ける構成や、構造体または保護層の外側に導電層を設ける構成に本形態を適用できる。
【０１６３】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１６４】
（実施の形態６）
本形態では、上記実施の形態と異なる構成について説明する。なお、上記実施の形態と重複する部分の説明は省略或いは一部簡略化する。
【０１６５】
本光電変換装置の光電変換素子としては、ドナー分子とアクセプター分子の２つの分子間で光誘起電荷移動による発電する光電変換素子を適用することができ、有機半導体を用いて光電変換層を形成することができる。具体的には、ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体とでｐｎ接合を形成する。なお、光電変換層は、ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体とを積層したヘテロ接合構造とすることもできるし、ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体とが混合されたバルクへテロ接合構造とすることもできる。バルクヘテロ接合構造を形成することで、有機半導体層のキャリア拡散長が短いという欠点を補い、光電変換効率を向上させることができる。なお、有機半導体を用いた光電変換層の他、電子ブロッキング層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロッキング層、バッファ層などの機能層を有していてもよい。
【０１６６】
本形態に用いる有機半導体材料としては、低分子化合物、高分子化合物のいずれも用いることができ、その種類は特に限定されるものではない。例えば、有機半導体材料として、多環芳香族化合物、共役二重結合化合物、マクロ環化合物、金属フタロシアニン錯体、電荷移動錯体、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、オリゴチオフェン類、フラーレン類、カーボンナノチューブ、などが挙げられる。
【０１６７】
ｐ型有機半導体としては、電子供与性を有する有機半導体（ドナー性有機半導体）を用いることができる。具体的には、トリアリールアミン化合物や、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアレーン化合物、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、含窒素ヘテロ環化合物を配位子とする金属錯体、などが挙げられる。なお、これに限らず、ｎ型有機半導体として用いた有機化合物（アクセプター性有機半導体）よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であれは、ドナー性有機半導体として用いることができる。
【０１６８】
ｎ型有機半導体としては、電子受容性を有する有機半導体（アクセプター性有機半導体）を用いることができる。具体的には、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、窒素原子、酸素原子、硫黄原子のいずれかを含有する５員乃至７員のヘテロ環化合物（例えば、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピンなど）、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子とする金属錯体、などが挙げられる。なお、これに限らず、ｐ型有機半導体として用いた有機化合物（ドナー性有機半導体）よりも電子親和力の大きな有機化合物であれば、アクセプター性有機半導体として用いることができる。また、フラーレン類、カーボンナノチューブ類などを用いることもできる。
【０１６９】
なお、有機半導体を用いた光電変換層の形成方法は、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。また、各層ごとに異なる成膜方法を用いてもよい。乾式法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。また、湿式法としては、インクジェット法、スピンコート法、印刷法などが挙げられる。上述のような有機半導体材料を用いた光電変換層は、低温プロセスで形成できるため好ましい。
【０１７０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１７１】
（実施の形態７）
本形態では、ロール・ツー・ロール方式で本発明の一態様に係る光電変換装置を製造する例について説明する。本形態では、図１に示す構成の光電変換装置を製造する例について説明する。
【０１７２】
本発明の一態様に係る光電変換装置を構成する一対の封止層に用いられる構造体は、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体であり、ロール状に巻くことが可能な帯状の構造体とすることができる。ロール状に巻かれた構造体を素子形成基板として上層に光電変換素子群を形成し、さらにロール状に巻かれた他の構造体で封止することで、本発明の一態様に係る光電変換装置を生産性良く製造することができる。
【０１７３】
図１５は、本形態にかかるロール・ツー・ロール方式を用いた光電変換装置の製造工程の一例を示している。第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０を用いる第１の封止層２０６０は、送り出しロール２０１０から送り出され、各処理手段を経由することで光電変換素子群が形成される。その後、第２の構造体１７０を用いる第２の封止層２０７０と封止され、完成した光電変換装置２０８０は巻き取りロール２０２２で巻き取られる。各処理手段としては、スパッタリング装置、真空蒸着装置、プラズマＣＶＤ等のＣＶＤ装置などの各種成膜装置、スクリーン印刷等の印刷装置、レーザスクライブ等の加工装置、圧着装置などが挙げられ、各々の処理手段は独立している。
【０１７４】
図１５では、搬送経路の進行方向に沿って、第１電極１２０を形成する第１の処理室２１００と、光電変換層１３０を形成する第２の処理室２２００と、光電変換層１３０の素子分離を行う第３の処理室２３００および第４の処理室２４００と、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄを形成する第５の処理室２５００と、第２の封止層２０７０を接着する第６の処理室２６００と、出力端子形成用の開口を形成する第７の処理室２７００と、出力端子を形成する第８の処理室２８００と、を備えた例を示している。また、本形態では、真空プロセスを分離させて、ロール・ツー・ロール方式の製造を行い、分離させたプロセスの間でロール状の基体を受け渡す例を示している。
【０１７５】
送り出しロール２０１０に、第１の構造体１６０を用いた第１の封止層２０６０が巻かれている。第１の封止層２０６０に用いる第１の構造体１６０は、素子が形成できるように硬化させておくものとする。なお、送り出しロール２０１０に巻かれた第１の封止層２０６０に用いる第１の構造体１６０は半硬化状態とし、送り出しロール２０１０から送り出してから第１の構造体１６０を硬化させてもよい。
【０１７６】
第１の処理室２１００に搬送された第１の封止層２０６０上に第１電極１２０が形成される。例えば、第１の処理室２１００において、スパッタリング法により、ＩＴＯを用いて第１電極１２０を形成する。
【０１７７】
第１電極１２０が形成された第１の封止層２０６０は第２の処理室２２００に搬送され、光電変換層１３０が形成される。例えば、第２の処理室２２００において、第１電極１２０上から順に、プラズマＣＶＤ法により、ｐ型非晶質半導体層、ｉ型非晶質半導体層、およびｎ型非晶質半導体層が積層された光電変換層１３０を形成する。ここでは、ｐ型半導体層成膜室として第１チャンバー２２００ｐ、ｉ型半導体層成膜室として第２チャンバー２２００ｉ、およびｎ型半導体層成膜室として第３チャンバー２２００ｎを備える例を示しており、ｐｉｎ接合型半導体層を連続成膜することが可能である。
【０１７８】
第１電極１２０及び光電変換層１３０が形成された第１の封止層２０６０は、中間巻き取りロール２０１４で巻き取られる。ここまでの工程は減圧下で行うことが好ましい。そのため、本形態では、光電変換層１３０形成後に、中間巻き取りロール２０１４に巻き取らせる。なお、搬送などスムーズに行わせるため、適宜補助ロールなどを設けることが好ましい。ここでは、補助ロール２０１２と補助ロール２０１３を設けている。
【０１７９】
次に、中間送り出しロール２０１６から送り出され、第１電極１２０及び光電変換層１３０が成膜された第１の封止層２０６０は第３の処理室２３００に搬送され、光電変換層１３０および第１電極１２０を貫通する開口が形成される。例えば、第３の処理室２３００において、レーザスクライブ法により、光電変換層１３０および第１電極１２０を貫通する開口を形成する。ここでは、素子分離や直列接続により光電変換素子を集積化するための開口と、光電変換素子群形成領域の周辺部において第１の封止層２０６０に用いる第１の構造体１６０を露出させるための開口を形成する。
【０１８０】
なお、第１の封止層２０６０を送り出す中間送り出しロール２０１６は、初期の工程で第１電極１２０及び光電変換層１３０が形成されて中間巻き取りロール２０１４に巻き取られたものである。したがって、第１電極１２０及び光電変換層１３０が形成された第１の封止層２０６０が巻き取られた中間巻き取りロール２０１４は、そのまま、もしくは、一定の長さに分断して中間送り出しロール２０１６としてセットすることができる。
【０１８１】
光電変換層１３０は開口により分離され、周辺部において第１の構造体１６０が露出された第１の封止層２０６０は第４の処理室２４００に搬送され、素子分離用の開口を充填する絶縁層が形成される。例えば、第４の処理室２４００において、印刷法により、素子分離用の開口を充填する絶縁層を形成する。ここでは、所望の開口に選択的に絶縁層を形成する。
【０１８２】
絶縁層による素子分離までが行われた第１の封止層２０６０は第５の処理室２５００に搬送され、第２電極が形成される。例えば、第５の処理室２５００において、印刷法により、第２電極を形成し、第１電極、光電変換層、第２電極が順に積層された光電変換素子を形成する。ここで、第２電極を形成する導電材料で、所望の開口を選択的に充填し、隣接する光電変換素子の第１電極と第２電極を電気的に接続させることで、直列に接続された光電変換素子群１１０が形成される。また、第２電極と同工程で、取り出し電極として機能する電極を形成する。
【０１８３】
光電変換素子群１１０が形成された第１の封止層２０６０は、各種工程の後に第６の処理室２６００に搬送され、第２の封止層２０７０と接着される。例えば、第６の処理室２６００において、封止用ロール２０２０から送り出される第２の構造体１７０を用いた第２の封止層２０７０を加熱し、光電変換素子群１１０が形成された第１の封止層２０６０に第２の構造体１７０を圧着させて硬化させる。第２の構造体１７０の第２の有機樹脂１７４は、加熱処理および加圧処理により、光電変換素子群１１０および露出する第１の構造体１６０に密着するように均一に広がる。その状態で硬化することで、光電変換素子群１１０を第１の封止層２０６０と第２の封止層２０７０とで封止することができる。好ましくは、第６の処理室２６００は減圧下にあるとよい。
【０１８４】
第１の封止層２０６０と第２の封止層２０７０との間に光電変換素子群１１０が挟持され、封止された光電変換装置２０８０は、第７の処理室２７００に搬送され、出力端子形成用の開口が形成される。例えば、第７の処理室２７００において、取り出し電極として機能する電極に到達する開口を第２の封止層２０７０に形成する。
【０１８５】
取り出し電極が露出する開口が設けられた光電変換装置２０８０は第８の処理室２８００に搬送され、出力端子１８０ａ及び出力端子１８０ｂが形成される。例えば、第８の処理室２８００において、第２の封止層２０７０に形成された開口を充填し、発電した電力を外部に取り出す出力端子１８０ａ及び出力端子１８０ｂを形成する。
【０１８６】
巻き取りロール２０２２には、長手方向に光電変換装置２０８０が複数形成された帯状基体が巻き取られる。該帯状基体は、個々の光電変換装置毎に分断すればよい。このようにして、生産性良く光電変換装置を製造することができる。
【０１８７】
本発明の一態様に係る光電変換装置は、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を封止層に用いている。そのため、フレキシブル性を損なうことなく、外部ストレスに対する高い耐性を有することができる。したがって、ロール・ツー・ロール方式のような湾曲などの変形が与えられる製造方法を適用する場合でも、製造工程における破損や特性不良など品質不良の発生を防止することができる。したがって、生産性良く、信頼性の高い光電変換装置を製造することが可能となる。
【０１８８】
本実施の形態で示したロール・ツー・ロール方式は一例であり、本発明の一態様は特に限定されない。各プロセス間でロール状の基体を受け渡す方式としてもよいし、全ての工程を一貫して行ってもよい。また、製造プロセスを部分的にロール・ツー・ロール方式で行ってもよい。また、減圧プロセス、常圧プロセスなども、適宜実施者が決定できる。
【０１８９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１９０】
１０１ 積層体
１１０ 光電変換素子群
１２０ 電極
１３０ 光電変換層
１４０ 電極
１４２ 電極
１６０ 構造体
１６２ 繊維体
１６４ 有機樹脂
１６７ 無機絶縁層
１７０ 構造体
１７２ 繊維体
１７４ 有機樹脂
１７７ 無機絶縁層
１８０ 出力端子
１９１ 保護層
１９２ 保護層
３１０ 光電変換素子群
３６０ 構造体
３７０ 構造体
３９１ 保護層
３９２ 保護層
１０３ａ 光電変換装置
１０３ｂ 光電変換装置
１０３ｃ 光電変換装置
１０３ｄ 光電変換装置
１０３ｅ 光電変換装置
１０３ｆ 光電変換装置
１２０ａ 電極
１２０ｂ 電極
１２０ｃ 電極
１２０ｄ 電極
１３０ａ 光電変換層
１３０ｂ 光電変換層
１３０ｃ 光電変換層
１３０ｄ 光電変換層
１３８ａ 絶縁層
１３８ｂ 絶縁層
１３８ｃ 絶縁層
１３８ｄ 絶縁層
１４０ａ 電極
１４０ｂ 電極
１４０ｃ 電極
１４０ｄ 電極
１５０ａ 光電変換素子
１５０ｂ 光電変換素子
１５０ｃ 光電変換素子
１５０ｄ 光電変換素子
１６９ａ 凹部
１６９ｂ 凹部
１８０ａ 出力端子
１８０ｂ 出力端子
１８２ａ 配線
１８２ｂ 配線
１８４ａ 端子
１８４ｂ 端子
１９５ａ 導電層
１９５ｂ 導電層
１９５ｃ 導電層
１９５ｄ 導電層
１９７ａ 電極層
１９７ｂ 電極層
２０１０ ロール
２０１２ 補助ロール
２０１３ 補助ロール
２０２０ 封止用ロール
２０１４ ロール
２０１６ ロール
２０２２ ロール
２０６０ 封止層
２０７０ 封止層
２０８０ 光電変換装置
２１００ 処理室
２２００ 処理室
２３００ 処理室
２４００ 処理室
２５００ 処理室
２６００ 処理室
２７００ 処理室
２８００ 処理室
３９５ａ 導電層
３９５ｂ 導電層
２２００ｉ チャンバー
２２００ｎ チャンバー
２２００ｐ チャンバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置および光電変換装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の進行が深刻さを増し、環境問題への対策が急がれるなか、太陽電池に代表される光電変換装置の市場が拡大している。光電変換装置は、エネルギー源とする太陽光が無尽蔵で、他のエネルギー源と比較して二酸化炭素排出量削減が見込まれることから、次世代を担うクリーンな発電手段として注目されている。
【０００３】
既に様々な種類の光電変換装置が開発されているが、その中でも、アモルファスシリコンに代表される非単結晶半導体や、有機半導体を利用した薄膜型光電変換装置は、プロセス温度の低温化が可能である。そこで、プラスチック基板など可撓性を有する基板上に光電変換装置を製造したフレキシブル性を有する光電変換装置の開発・実用化が進められている（例えば、特許文献１参照）。薄膜型光電変換装置は、薄型化、軽量化、大面積化、省資源化などが容易であり、さらにフレキシブル性を付与できれば、施工性および生産性で優位である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６０２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽光をエネルギー源とする光電変換装置は、屋外に設置して使用されることが多い。例えば、光電変換装置は、建物の屋根や外壁などに取り付けて使用されるため、高い耐候性、耐久性などの信頼性が要求される。また、市場に流通させるには、製品としての機械的強度が高く、信頼性を備えることが要求される。さらに、一般への普及率を上げるためにも、製品としての信頼性に加え、設置しやすさ等の施工性、デザイン性も必要である。信頼性の高い光電変換装置とするためには、製品として流通した後に外部から与えられる押圧などの力（以下、外部ストレスともいう）に対する物理的な耐性が重要となる。また、施工時には湾曲させた形で設置する場合もあるため、曲げや捻りなどに対する耐性も必要となる。さらに製造時の製品の歩留まり向上のためには、製造工程における機械的な耐性を十分に確保し、強度不足に起因する不良発生の抑制に努めることも必要である。
【０００６】
本発明の一態様は、上述のような問題を鑑み、フレキシブル性を有し、外部ストレスに対して耐性がある信頼性の高い光電変換装置を提供することを目的の一とする。また、製品として機械的強度の高い光電変換装置を提供することを目的の一とする。また、製造工程において外部ストレスに起因する形状不良や特性不良などの品質不良を防ぎ、歩留まり良く光電変換装置を製造することを目的の一とする。また、生産性高く、フレキシブル性を有する光電変換装置を製造することを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、対向して設けられた一対の封止層の間に挟持して設けられた光電変換素子群を有する光電変換装置である。また、封止層として、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を用いることを要旨とする。また、光電変換素子群の周辺部において、一対の封止層が直接接着する領域を有する。
【０００８】
本発明の一態様は、互いに対向して設けられた第１の封止層および第２の封止層と、対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群と、を備えている。第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体を有し、第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体を有している。対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群の周囲においては、対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層とが直接接着する領域を有する。
【０００９】
本発明の一態様は、互いに対向して設けられた第１の封止層および第２の封止層と、対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群と、を備える。第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体および第１の構造体の第２の封止層と接する逆側の面に、第１の構造体より弾性率が低い第１の保護層を有する。第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体および第２の構造体の第１の封止層と接する逆側の面に、第２の構造体より弾性率が低い第２の保護層を有する。対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群の周囲においては、対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層とが直接接着する領域を有する。
【００１０】
第１の保護層および第２の保護層は、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂のいずれか一を有することが好ましい。
【００１１】
上記構成において、第１の封止層の表面および第２の封止層の表面の少なくとも一方に導電層を設けることができる。また、光電変換素子群と第１の構造体との間、および、光電変換素子群と第２の構造体との間の少なくとも一方に無機絶縁層を設けることができる。
【００１２】
また、第１の封止層と第２の封止層は、光電変換素子群に対して層構造が対称であることが好ましい。
【００１３】
上記構成において、第１の有機樹脂および第２の有機樹脂は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。また、第１の繊維体および第２の繊維体は、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維であることが好ましい。
【００１４】
また、光電変換素子群は、電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有することが好ましい。
【００１５】
本明細書における「光電変換素子」は、光電効果を発現し発電できる最小単位をいう。また、本明細書における「光電変換装置」は、少なくとも１つ以上の光電変換素子を備えた発電装置を示し、複数の光電変換素子が集積化されたモジュールも範疇に含むものとする。また、本明細書における「光電変換素子群」は光電効果を発現し発電する素子領域を示し、少なくとも１つ以上の光電変換素子で構成されるものとする。
【００１６】
また、本明細書における「外部ストレス」とは、曲げ等の変形動作、局所的にかかる圧力（押圧）などの機械的ストレス、静電気などの電気的ストレス、風、塵などの物理的ストレスなど、光電変換装置への有害要因となるストレス全般を含む。さらに外部ストレスには、光電変換装置として流通・設置・使用される際に与えられるものや、製造工程中に与えられるものも含まれる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様により、光電変換装置の外部ストレスに対する耐性を向上させることができる。また、製品として機械的強度の高い光電変換装置を提供することができる。また、フレキシブル性を有すると共に、信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する平面図および断面図。
【図２】構造体を構成する繊維体を説明する平面図。
【図３】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する断面図。
【図４】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する断面図。
【図５】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する断面図。
【図６】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する平面図。
【図７】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する平面図。
【図８】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する断面図。
【図９】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する断面図。
【図１０】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する断面図。
【図１１】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する断面図。
【図１２】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する断面図。
【図１３】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する平面図、断面図、および製造方法を説明する図。
【図１４】本発明の一態様に係る光電変換装置を説明する断面図。
【図１５】本発明の一態様に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図１６】本発明の一態様に係る他の光電変換装置を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更しうることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明の一態様に係る光電変換装置の模式図を図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す。図１（Ａ）には平面模式図を示し、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の線分ＸＹ、図１（Ｃ）は図１（Ａ）の線分ＯＰにおける断面模式図を示す。
【００２１】
本発明の一態様にかかる光電変換装置は、互いに対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層と、対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群で構成される素子領域とを備えている。
【００２２】
本形態において、第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された構造体を用いている。第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された構造体を用いている。具体的には、第１の封止層として、第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０を用いる。第２の封止層として、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体１７０を用いる。
【００２３】
素子領域を構成する光電変換素子群１１０は、少なくとも１つ以上の光電変換素子で構成される。また、発電した電力を外部に取り出すため、光電変換素子群１１０と電気的に接続される出力端子１８０ａ、出力端子１８０ｂが設けられる。
【００２４】
本発明の一態様は、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を封止層として用い、一対の封止層で、素子領域を封止した構成を有する。具体的には、対向して設けられた一対の封止層の間に挟持して設けられた光電変換素子群を有し、該光電変換素子群の周辺部において、一対の封止層が直接接着する領域を有する。繊維体に有機樹脂が含浸された構造体は、外部ストレスに対する耐性があり、耐衝撃層として機能することができる。また、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体は、可撓性を有することができる封止層として機能する。繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を用いることで、フレキシブル性を損なうことなく、製品としての機械的強度を高めることができ、外部ストレスに対する耐性を高めることができる。また、製造工程における外部ストレスに対する耐性も高めることができる。したがって、信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。
【００２５】
また、光電変換素子群の周辺部において、一対の封止層が直接接着する領域を有することで、封止層の密着性を向上させることができる。好ましくは、一対の封止層が直接接着する領域が、光電変換素子群の周辺部を囲むように構成することで密着性がより高められる。したがって、製造工程中や製品として流通後に封止が剥がれるなどの品質不良が発生することを防ぐことができる。また、密着性向上により、湾曲など様々な変形に対しても耐性が向上するため、施工性を高めることができる。さらに、封止により、風や塵などに素子領域が直接曝されることを防止でき、耐候性を高めることができる。
【００２６】
本形態では、互いに対向して設けられた一対の封止層として、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体１６０および第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体１７０を用い、光電変換素子群１１０を封止する構成とする。また、光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の構造体１６０および第２の構造体１７０が直接接着する領域を有する。光電変換素子群１１０は、周囲（上面（表面）、下面（裏面）、側面）を第１の構造体１６０と第２の構造体１７０で覆われる。
【００２７】
上述のように、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体である第１の構造体１６０と第２の構造体１７０で光電変換素子群１１０を封止する構成とすることで、フレキシブル性を損なうことなく、外部ストレスに対する耐性を高めた光電変換装置を得ることができる。
【００２８】
次に、図１で示した光電変換装置の具体的な構成、各構成に適用可能な材料などについて、詳細に説明する。
【００２９】
まず、本形態において、第１の封止層に用いる第１の構造体１６０、および第２の封止層に用いる第２の構造体１７０について説明する。第１の構造体１６０は、第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された構造体である。第２の構造体１７０は、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された構造体である。
【００３０】
第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２は、有機化合物または無機化合物の高強度繊維を用いた織布または不織布であり、部分的に重なるように配置される。高強度繊維は、具体的には引張弾性率またはヤング率の高い繊維である。高強度繊維の代表例としては、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維が挙げられる。ガラス繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、Ｑガラス等を用いたガラス繊維が挙げられる。なお、第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２は、一種類の上記高強度繊維で形成されてもよい。また、複数種類の上記高強度繊維で形成されてもよい。
【００３１】
また、第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２は、繊維（単糸）の束（以下、糸束と呼ぶ）を経糸及び緯糸に使って製織した織布である。もしくは、複数種類の繊維の糸束をランダムまたは一方向に堆積させた不織布であってもよい。織布の場合、平織り、綾織り、朱子織り等を適宜用いることができる。
【００３２】
糸束の断面は、円形でも楕円形でもよい。繊維糸束として、高圧水流、液体を媒体とした高周波の振動、連続超音波の振動、ロールによる押圧等によって、開繊加工をした繊維糸束を用いてもよい。開繊加工をした繊維糸束は、糸束幅が広くなり、厚み方向の単糸数を削減することが可能であり、糸束の断面が楕円形または平板状となる。また、繊維糸束として低撚糸を用いることで、糸束が扁平化やすく、糸束の断面形状が楕円形状または平板形状となる。このように、断面が楕円形または平板状の糸束を用いることで、第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２を薄くすることが可能である。このため、構造体を薄くすることが可能であり、薄型の光電変換装置を作製することができる。
【００３３】
例えば、第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２としては、図２の平面図に示すような、繊維糸束を経糸および緯糸として製織した織布を適用することができる。
【００３４】
図２に示すように、第１の繊維体１６２（または第２の繊維体１７２）は、一定間隔をあけた経糸と、一定間隔をあけた緯糸とで織られている。このような経糸及び緯糸を用いて製織された繊維体には、経糸及び緯糸が存在しない領域を有する。このような第１の繊維体１６２（または第２の繊維体１７２）は、第１の有機樹脂１６４（または第２の有機樹脂１７４）が含浸される割合が高まり、第１の繊維体１６２（または第２の繊維体１７２）と素子（光電変換素子群１１０）との密着性を高めることができる。
【００３５】
また第１の繊維体１６２、第２の繊維体１７２は、経糸及び緯糸の密度が高く、経糸及び緯糸が存在しない領域の割合が低いものでもよい。
【００３６】
なお、図２においては、第１の繊維体１６２（または第２の繊維体１７２）は、断面が楕円形の糸束で平織りした織布で示されている。
【００３７】
第１の有機樹脂１６４、第２の有機樹脂１７４としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。または、第１の有機樹脂１６４、第２の有機樹脂１７４として、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、またはフッ素樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、第１の有機樹脂１６４、第２の有機樹脂１７４として、複数の熱硬化性樹脂を用いてもよく、複数の熱可塑性樹脂を用いてもよい。さらに、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを混合して用いてもよい。上記熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂である有機樹脂を用いることで、加熱処理により繊維体を対象物（光電変換素子群１１０、および対向して設けられる構造体）に固着することができる。繊維体に含浸される有機樹脂が熱硬化性樹脂の場合は加熱処理により硬化される。熱可塑性の場合は加熱処理により可塑化され、冷却に伴い硬化される。なお、第１の有機樹脂１６４、第２の有機樹脂１７４はガラス転移温度が高いほど、高温環境下での局所的押圧に対して破壊しにくいため好ましい。
【００３８】
また、第１の有機樹脂１６４、第２の有機樹脂１７４、または繊維体として用いる繊維糸束内に、高熱伝導性フィラーを分散させてもよい。高熱伝導性フィラーとしては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化シリコン、アルミナ等が挙げられる。その他、高熱伝導性フィラーとして、銀、銅等の金属粒子が挙げられる。高熱伝導性フィラーが有機樹脂または繊維糸束内に含まれることにより光電変換装置の放熱が容易になる。その作用により、光電変換装置の温度上昇による変換効率の低下を低減することができる。
【００３９】
繊維体に有機樹脂が含浸された構造体（本形態の第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体、および、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体）は、プリプレグとも呼ばれる。プリプレグは、具体的には繊維体にマトリックス樹脂を有機溶剤で希釈したワニスを含浸させた後、乾燥して有機溶剤を揮発させてマトリックス樹脂を半硬化させたものである。構造体の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下、さらには１０μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。このような厚さの構造体を用いることで、薄型で湾曲することが可能であるフレキシブル性を有する光電変換装置を作製することができる。例えば、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体として、完全硬化後の弾性率が１３ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下、破断係数が１４０ＭＰａのプリプレグを用いることができる。
【００４０】
なお、第１の構造体１６０、第２の構造体１７０は、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させてもよい。この場合、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させてもよい。また、複数の積層された繊維体に有機樹脂を含浸させた構造体を用いても良い。また、単層の繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を複数積層させる際、各構造体間に別の層を挟むようにしても良い。
【００４１】
また、繊維糸束内部への有機樹脂の浸透率を高めるため、繊維に表面処理が施されても良い。例えば、繊維表面を活性化させるためのコロナ放電処理、プラズマ放電処理等がある。また、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤を用いた表面処理がある。
【００４２】
第１の構造体１６０と第２の構造体１７０、および対向して設けられる第１の構造体１６０と第２の構造体１７０との間に挟持される素子領域（光電変換素子群１１０）は、加熱処理および加圧処理により接着することができる。
【００４３】
なお、第１の繊維体１６２および第２の繊維体１７２は、同じ材質の繊維を適用することもできるし、異なる材質の繊維を適用することもできる。また、第１の有機樹脂１６４および第２の有機樹脂１７４は、同じ材質の樹脂を適用することもできるし、異なる材質の樹脂を適用することもできる。第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０と、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体１７０と、を同一材質の構造体とした場合には、応力などの差が低減されやすくなる。その効果として、剥がれや、反りなどの不良を防止することができる。
【００４４】
なお、図１に示すように、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０は、中央部（中央および中央近傍を含む）に素子領域（光電変換素子群１１０）を配置することが望ましい。また、該素子領域が存在しない領域（素子領域の周辺部）においては、互いに接して素子領域を封止する構成とすることが好ましい。また、対向して設けられる封止層は、素子領域を境として対称構造とすることが好ましい。具体的には、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０を対称構造とし、該対称構造の中央部に光電変換素子群１１０が配置される構成とすることが好ましい。対称構造は、材質および厚さが同一であることが好ましい。ここで、厚さとは、構造体の外側の面から光電変換素子群１１０の外側の面までの最短距離とする。例えば、第１の構造体１６０の外側の面から光電変換素子群１１０の外側の面までの最短距離を厚さｔ１とする。第２の構造体１７０の外側の面から光電変換素子群１１０の外側の面までの最短距離を厚さｔ２とする。本形態に係る光電変換装置は、厚さｔ１と厚さｔ２が近いことが好ましく、等しいことがより好ましい。また、第１の繊維体１６２と第２の繊維体１７２、第１の有機樹脂１６４と第２の有機樹脂１７４の材質が同一であることが好ましい。なお、構造体は均一な厚さには限定されない。また光電変換素子群の周辺部で第１の構造体と第２の構造体とが接着している領域の厚さは考慮しないものとする。このような構成とすることで、光電変換装置および光電変換素子にかかる外部ストレスを均一にすることができる。或いは光電変換装置および光電変換素子にかかる外部ストレス軽減することができる。上記構成は、湾曲などの変形に対して効果を奏し、光電変換装置および光電変換素子の破損や特性不良を防ぐことができる。さらには、製品の施工性を高めることができる。
【００４５】
光電変換素子群１１０は、少なくとも一つ以上の光電変換素子で形成される。一つの光電変換素子では発電量が少ない。そのため、所望の電力を発電できるよう、複数の光電変換素子を直列接続または並列接続して光電変換素子群１１０とすることが好ましい。本発明の一態様に適用できる光電変換素子の種類は特に限定されない。ＩＶ族半導体を用いた光電変換素子、および化合物半導体（ＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族など）を用いた光電変換素子などの無機系光電変換素子、有機半導体を用いた光電変換素子、および色素増感光電変換素子（湿式光電変換素子）などの有機系光電変換素子、無機系材料と有機系材料を組み合わせたハイブリッド光電変換素子などが挙げられる。代表的には、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどのシリコン系光電変換素子が挙げられる。その他、ヒ化ガリウムや硫化銅インジウムなどを用いた化合物半導体光電変換素子、フタロシアニンやフラーレンなどを用いた有機半導体光電変換素子、酸化チタンなどを用いた色素増感光電変換素子が挙げられる。また、光電変換素子としては、セルを積層したタンデム構造またはスタック構造を適用することもできる。
【００４６】
なお、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を素子形成基板として機能させる場合は、該素子形成基板となる繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を硬化した後に用いる。そのため、素子形成基板として用いる繊維体に有機樹脂が含浸された構造体の耐熱温度未満の低温プロセスで形成できる非単結晶シリコン系光電変換素子や有機半導体系光電変換素子を適用することが好ましい。または、該素子形成基板となる繊維体に有機樹脂が含浸された構造体が可塑化する温度未満の低温プロセスで形成できる非単結晶シリコン系光電変換素子や有機半導体系光電変換素子を適用することが好ましい。非単結晶シリコン系光電変換素子および有機半導体系光電変換素子は、大面積基板に対して成膜することが容易であり、生産性に優れる点で好ましい。また、光電変換を発現させるための膜厚も薄くすることができるため、薄型化の観点からも好適である。
【００４７】
なお、光電変換素子群１１０を構成する光電変換素子の個数および面積並びに接続方法は、設計者が適宜決定すればよい。
【００４８】
次に、本発明の一態様である光電変換装置の製造方法の一例を図３乃至図７を用いて説明する。ここでは、平面図および断面図を用いて説明する。
【００４９】
第１の封止層として、第１の構造体１６０を準備する（図３（Ａ）参照）。
【００５０】
本形態では、第１の封止層として、第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０を用いる。本形態では、予め第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０を硬化させて用いる。第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０の硬化は、加熱処理、または加熱処理および加圧処理により行う。第１の有機樹脂１６４が熱可塑性樹脂の場合は、加熱処理により可塑化した有機樹脂を硬化させる。なお、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体は、加熱処理の温度や時間などにより、硬化度を調整することができる。また、硬化温度または可塑化温度や、硬化後の耐熱温度は、第１の繊維体１６２に含浸させる第１の有機樹脂１６４の材質により調整することができる。ここでは、素子領域（光電変換素子群）を形成する素子形成基板として機能できる硬化度まで、第１の構造体１６０を硬化させておく。
【００５１】
例えば、繊維体であるガラス繊維に、有機樹脂である臭素化エポキシ樹脂が含浸された構造体であるプリプレグを、１９０℃１時間の加熱処理を行うことで硬化させ、第１の構造体１６０として用いる。
【００５２】
第１の構造体１６０上に第１電極１２０を形成する（図３（Ｂ）参照）。
【００５３】
第１の構造体１６０側を光入射面とする場合、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ−ＺｎＯ合金などの透光性酸化物導電材料を、スパッタリング法、蒸着法、または印刷法などにより形成する。第１電極１２０となる透光性酸化物導電材料の厚さは、４０ｎｍ乃至２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ乃至１００ｎｍとし、シート抵抗は２０Ω／□〜２００Ω／□程度とすれば良い。
【００５４】
また、第１電極１２０は、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することもできる。導電性組成物に含まれる導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及びまたはその誘導体、ポリピロール及びまたはその誘導体、ポリチオフェン及びまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体などがあげられる。導電性組成物を用いて第１電極１２０を形成する薄膜を形成する場合、導電性組成物により形成された薄膜におけるシート抵抗が１００００Ω／□以下であることが望ましい。また、同薄膜の波長５５０ｎｍにおける透光率は７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
なお、上述の導電性高分子は、単独で導電性組成物として用いて第１電極１２０を形成することができる。一方で、有機樹脂を添加して性質を調整した導電性組成物を用いて第１電極１２０を形成してもよい。また、導電性組成物の電気伝導度を調整するために、導電性組成物にアクセプター性ドーパントまたはドナー性ドーパントをドーピングしても良い。このドーピングの効果によって、導電性組成物に含まれる共役系導電性高分子における共役電子の酸化還元電位を変化させることができる。
【００５６】
また、導電性組成物は、水または有機溶剤（アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤など）などの溶媒に溶解させて、湿式法により第１電極１２０となる薄膜を形成することができる。具体的には、導電性組成物を用いて、塗布法、コーティング法、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）または印刷法などの湿式法により第１電極１２０を形成することができる。溶媒の乾燥は、常圧もしくは減圧下での熱処理などで行う。また、上記導電性組成物に有機樹脂を添加して性質を調整している場合、添加された有機樹脂が熱硬化性の場合は溶媒乾燥後にさらなる加熱処理を行えばよい。添加された有機樹脂が光硬化性の場合は溶媒乾燥後に光照射処理を行えばよい。
【００５７】
また、第１電極１２０は、有機化合物と、無機化合物と、を複合してなる複合透光性導電材料を用いることができる。なお「複合」とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、混合することによって２つ（或いは２つ以上）の材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
【００５８】
上記複合透光性導電材料は、具体的には、正孔輸送性有機化合物と、該正孔輸送性有機化合物に対し電子受容性を示す金属酸化物とを含む複合材料を用いることが好ましい。複合透光性導電材料は、前記有機化合物および金属酸化物を複合化させることで、抵抗率を１×１０６Ω・ｃｍ以下とすることができる。正孔輸送性有機化合物とは、電子よりも正孔の輸送性の高い物質を示し、好ましくは１０−６ｃｍ２／Ｖｓｅｃ以上の正孔移動度を有する物質とする。具体的には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。また、金属酸化物としては、遷移金属酸化物が好ましく、元素周期表における第ＩＶ族乃至第ＶＩＩＩ族に属する金属の酸化物であることが好ましい。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、または酸化レニウムが高い電子受容性を示すため好ましい。特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすく好ましい。
【００５９】
なお、上記複合透光性導電材料を用いた第１電極１２０の製造方法は、湿式法、乾式法を問わず、どのような手法を用いても良い。例えば、上述した有機化合物と無機化合物との共蒸着により、複合透光性導電材料を用いた第１電極１２０を形成することができる。また、上述した有機化合物と金属アルコキシドを含む溶液を塗布し、焼成することによって、第１電極１２０を形成することもできる。有機化合物と金属アルコキシドの塗布は、インクジェット法、スピンコート法などを用いることができる。
【００６０】
複合透光性導電材料を用いて第１電極１２０を形成する場合、該複合透光性導電材料に含まれる有機化合物の種類を選択することにより、４５０ｎｍ乃至８００ｎｍの波長領域において、吸収ピークを有しない第１電極１２０を形成することができる。よって、第１電極１２０において特定の波長の光を強く吸収することなく効率よく透過させることができ、光電変換層での光吸収率を向上させることができる。
【００６１】
また、上記複合透光性導電材料を用いて形成した薄膜は曲げなどの湾曲に強い。よって、本発明の一態様に係るフレキシブル性を有する光電変換装置の電極として好適に用いることができる。
【００６２】
また、第１電極１２０としては、アルミニウム、銀、金、チタン、タングステン、白金、ニッケル、モリブデン、またはこれらを含む合金などの金属材料を用いることもできる。第１電極１２０に前記金属材料を用いた場合でも、厚さ１ｎｍ乃至２０ｎｍ程度の薄膜とすることで所望の透過率を得ることができる。したがって、第１電極１２０を上記構成とすることで、第１電極１２０側から光電変換層に光を入射することも可能である。
【００６３】
次に、第１電極１２０上に光電変換層１３０を形成する（図３（Ｃ）、図６（Ａ）参照）。
【００６４】
光電変換層１３０は、光電変換を行う領域である。また、ここでの「光電変換層」とは、光電効果（内部光電効果）を発現する層を含む他、内部電界や半導体接合を形成するために接合された層（ここでは不純物半導体層）を含めたものもいう。
【００６５】
光電変換層１３０としては、シリコンに代表されるＩＶ族半導体およびヒ化ガリウムなどの無機化合物半導体（ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体など）、並びにフラーレンや銅フタロシアニンなどの有機半導体を用いることができる。また、光電変換を効率よく行うには、前記半導体の素子構成において、導電型の異なる接合（ｐｎ接合、ｐｉｎ接合、ｐｐ−ｉｎ接合、ｐｉｎ−ｎ接合、またはｐｐ−ｉｎ−ｎ接合など）を形成した光電変換層とする。
【００６６】
例えば、光電変換層１３０として、ｐｉｎ接合型非単結晶半導体を形成する。具体的には、ｐｉｎ接合型非晶質半導体（代表的には非晶質シリコン）またはｐｉｎ接合型微結晶半導体（代表的には微結晶シリコン）を形成することができる。また、ｐ型不純物半導体層またはｎ型不純物半導体層を微結晶半導体（微結晶シリコン）で形成し、ｉ型半導体層を非晶質半導体（非晶質シリコン）で形成することもできる。上記非晶質半導体または微結晶半導体は、プラズマＣＶＤ法を代表とする化学気相成長法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成する。具体的には、シラン、ジシランに代表される水素化シリコン、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４等の塩化シリコン、又はＳｉＦ４等のフッ化シリコンなどの半導体材料ガスを用いて、プラズマＣＶＤ法により形成することができる。反応ガスは、半導体材料ガスを希釈ガスにより希釈したものを用いてもよい。希釈ガスの代表例は水素であり、その他、ヘリウム、アルゴン、クリプトン及びネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素が挙げられる。また、希釈ガスは、複数種類（例えば水素とアルゴン）を組み合わせて用いることもできる。非晶質半導体は非晶質半導体の生成が可能な反応ガスを用いて成膜すればよく、微結晶半導体は微結晶半導体の生成が可能な反応ガスを用いて成膜すればよい。例えば、微結晶半導体は、半導体材料ガス（代表的にはシラン）に対して希釈ガス（代表的には水素）の流量比を１０倍以上２００倍以下、好ましくは５０倍以上１５０倍以下、さらに好ましくは１００倍とする混合比の反応ガスを用いて成膜すればよい。
【００６７】
非晶質半導体または微結晶半導体は、上記反応ガスを用い、電力周波数１ＭＨｚ以上２００ＭＨｚ以下の高周波電力を印加してプラズマを生成するプラズマＣＶＤ装置により形成することができる。また、高周波電力に代えて電力周波数１ＧＨｚ以上５ＧＨｚ以下、代表的には２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を印加しても良い。例えば、プラズマＣＶＤ装置の反応室内において、水素化シリコン（代表的にはシラン）と水素とを混合し、グロー放電プラズマにより形成することができる。グロー放電プラズマの生成は、１ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ以下、代表的には１３．５６ＭＨｚの高周波電力、又は２０ＭＨｚより大きく１２０ＭＨｚ程度までのＶＨＦ帯の高周波電力、代表的には２７．１２ＭＨｚ、６０ＭＨｚを印加することで行われる。
【００６８】
各種ガスの流量、印加する電力などの成膜条件を変えることで、非晶質半導体または微結晶半導体を形成することができる。
【００６９】
ｎ型不純物半導体層（代表的にはｎ型不純物シリコン層）またはｐ型不純物半導体層（代表的にはｐ型不純物シリコン層）など、一導電型を有するの不純物半導体層を形成する場合は、上記反応ガスにドーピングガスを添加し、半導体層を成膜すればよい。ｎ型不純物半導体層とする場合は、リン、ヒ素、またはアンチモンなどの周期表第１５族元素を含むドーピングガスを添加して半導体層を形成すればよい。ｐ型不純物半導体層とする場合は、ボロンまたはアルミニウムなどの周期表第１３族元素を含むドーピングガスを添加して半導体層を形成すればよい。
【００７０】
また、ここでｉ型半導体（真性半導体ともいわれる）とは、該半導体に含まれる一導電型を付与する不純物元素（ｐ型を付与する不純物元素若しくはｎ型を付与する不純物元素）が１×１０２０／ｃｍ３以下の濃度であり、酸素及び窒素が９×１０１９／ｃｍ３以下の濃度であり、暗伝導度に対して光伝導度が１００倍以上である半導体を指す。このｉ型半導体を構成する非晶質半導体または微結晶半導体は、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないときに弱いｎ型の電気伝導性を示すことがある。従って、ｐ型を付与する不純物元素を成膜と同時に、或いは成膜後に添加して、ｉ型半導体層を形成すると良い。ｐ型を付与する不純物元素としては、代表的にはボロンであり、Ｂ２Ｈ６、ＢＦ３などの不純物気体を１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの割合で半導体材料ガスに混入させると良い。そしてボロンの濃度を、例えば１×１０１４／ｃｍ３〜６×１０１６／ｃｍ３とすると良い。
【００７１】
なお、ｐｉｎ接合型非晶質半導体で光電変換層１３０を形成し、第１の構造体１６０側を光入射面とする場合は、第１電極１２０側から、ｐ層、ｉ層、ｎ層が順に積層された構成とすることが好ましい。
【００７２】
次に、素子分離された光電変換素子を形成し、光電変換素子を集積化する。光電変換素子の集積化方法および素子分離方法は特に限定されない。本形態では、光電変換素子毎に分離し、互いに隣接する光電変換素子同士を電気的に直列に接続する例を説明する。以下、本実施の形態の図面では、４つの光電変換素子を直列接続して集積化する例について説明する。
【００７３】
第１の構造体１６０上に構成された、光電変換層１３０および第１電極１２０に対して層を貫通する開口ｈ１〜開口ｈ８を形成する（図４（Ａ）、図６（Ｂ）参照）。ここでは、開口ｈ１、開口ｈ３、開口ｈ５、開口ｈ７（例えば、ｈ（ｎ−１）（ｎは偶数の整数））によって素子分離が行われ、図４（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、第１電極１２０ａ、第１電極１２０ｂ、第１電極１２０ｃ、および第１電極１２０ｄに分離され、同時に光電変換層１３０ａ、光電変換層１３０ｂ、光電変換層１３０ｃ、および光電変換層１３０ｄに分離される。また、開口ｈ２、開口ｈ４、開口ｈ６、開口ｈ８（例えば、ｈ（ｎ）（ｎは偶数の整数））は、隣接する光電変換素子同士の接続を形成するために設ける。
【００７４】
光電変換層１３０および第１電極１２０に形成された、開口ｈ１〜開口ｈ８は、レーザスクライブなどのレーザ加工法により形成することができる。前記レーザ加工に適用するレーザの種類は限定されるものではないが、Ｎｄ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザなどを用いることが好ましい。なお、第１電極１２０上に光電変換層１３０が積層された状態でレーザ加工を行うことにより、加工時に第１電極１２０が第１の構造体１６０から剥離することを防ぐことができる。
【００７５】
なお、開口ｈ１〜開口ｈ８の形成と同工程で、光電変換素子群の周辺部となる領域の光電変換層１３０および第１電極１２０を除去して、第１の構造体１６０を露出させる。第１の構造体１６０を露出させる領域は、光電変換素子群が形成される周辺部とし、好ましくは周辺部を囲むように第１の構造体１６０を露出させる。
【００７６】
光電変換層１３０および第１電極１２０に形成された、開口ｈ２を充填する絶縁層１３８ａ、開口ｈ４を充填する絶縁層１３８ｂ、開口ｈ６を充填する絶縁層１３８ｃ、開口ｈ８を充填する絶縁層１３８ｄを形成する（図４（Ｂ）、図７（Ａ）参照）。絶縁層１３８ａ〜絶縁層１３８ｄは、スクリーン印刷法などの印刷法により、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁性のある樹脂材料を用いて形成することができる。例えば、フェノキシ樹脂にシクロヘキサン、イソホロン、高抵抗カーボンブラック、アエロジル、分散剤、消泡剤、およびレベリング剤を混合させた樹脂組成物を用い、スクリーン印刷法により開口ｈ２、ｈ４、ｈ６、ｈ８を充填するように絶縁樹脂パターンを形成する。絶縁樹脂パターンを形成した後、１６０℃に設定したオーブン中にて２０分間熱硬化させることで、絶縁層１３８ａ〜絶縁層１３８ｄを形成することができる。
【００７７】
光電変換層１３０ａ上に第２電極１４０ａ、光電変換層１３０ｂ上に第２電極１４０ｂ、光電変換層１３０ｃ上に第２電極１４０ｃ、および光電変換層１３０ｄ上に第２電極１４０ｄを形成する。以上で、第１電極１２０ａと光電変換層１３０ａと第２電極１４０ａが積層された光電変換素子１５０ａ、第１電極１２０ｂと光電変換層１３０ｂと第２電極１４０ｂが積層された光電変換素子１５０ｂ、第１電極１２０ｃと光電変換層１３０ｃと第２電極１４０ｃが積層された光電変換素子１５０ｃ、および第１電極１２０ｄと光電変換層１３０ｄと第２電極１４０ｄが積層された光電変換素子１５０ｄが形成される（図４（Ｃ）、図７（Ｂ）参照）。
【００７８】
光電変換素子１５０ａの第２電極１４０ａは、開口ｈ３を充填するように形成されることで、隣接する光電変換素子１５０ｂの第１電極１２０ｂと接続される。光電変換素子１５０ｂの第２電極１４０ｂは、開口ｈ５を充填するように形成されることで、隣接する光電変換素子１５０ｃの第１電極１２０ｃと接続される。光電変換素子１５０ｃの第２電極１４０ｃは、開口ｈ７を充填するように形成されることで、隣接する光電変換素子１５０ｄの第１電極１２０ｄと接続される。すなわち、第２電極１４０ａと同一材料を開口ｈ３に充填し、開口ｈ５に第２電極１４０ｂと同一材料を充填し、開口ｈ７に第２電極１４０ｃと同一材料を充填する。このようにして、光電変換素子１５０ａの第２電極１４０ａは光電変換素子１５０ｂの第１電極１２０ｂと電気的な接続を得て、光電変換素子１５０ｂの第２電極１４０ｂは光電変換素子１５０ｃの第１電極１２０ｃと電気的な接続を得て、光電変換素子１５０ｃの第２電極１４０ｃは光電変換素子１５０ｄの第１電極１２０ｄと電気的な接続を得ることができる。第２電極は、隣接する光電変換素子の第１電極との電気的な接続を得ることができ、光電変換素子１５０ａ〜光電変換素子１５０ｃは直列に電気的な接続を得て、光電変換素子群１１０を形成する。
【００７９】
なお、隣接する光電変換素子１５０ａと光電変換素子１５０ｂは、開口ｈ２に設けられた絶縁層１３８ａによって素子分離されている。隣接する光電変換素子１５０ｂと光電変換素子１５０ｃは、開口ｈ４に設けられた絶縁層１３８ｂによって素子分離されている。隣接する光電変換素子１５０ｃと光電変換素子１５０ｄは、開口ｈ６に設けられた絶縁層１３８ｃによって素子分離されている。
【００８０】
第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄは、導電材料で形成する。また、本形態では第１の構造体１６０側を光入射面とするため、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄは、アルミニウム、銀、銅、チタン、タングステンなどの導電材料を用いて、反射電極を形成することが好ましい。第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄは、上記導電材料を用いてスパッタリング法や真空蒸着法で形成することもできるが、吐出形成できる導電性組成物を用いて形成することが好ましい。第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄは、吐出形成できる導電性組成物を用いることで、スクリーン印刷法などの印刷法や、インクジェット法、またはディスペンス法により、所定の電極パターンを直接形成することができる。例えば、金、銀、銅、タングステン、アルミニウム等の金属の導電性粒子を主成分とした導電性組成物を用いて、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄを形成することができる。なお、製造する光電変換装置を大面積とする場合は、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄを低抵抗化することが好ましい。したがって、金属の導電性粒子として抵抗率の低い金、銀、銅のいずれかの粒子、好適には低抵抗な銀或いは銅を溶媒に溶解又は分散させた導電性組成物を用いるとよい。また、レーザ加工された開口ｈ１、開口ｈ３、開口ｈ５、開口ｈ７に導電材料を十分に充填するには、導電性粒子の平均粒径が５ｎｍ〜１０ｎｍであるナノペーストを用いることが好ましい。
【００８１】
第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄは、上記の他に、導電材料の周囲を他の導電材料で覆った導電性粒子を含む導電性組成物を吐出形成してもよい。例えば、Ｃｕの周りをＡｇで覆った導電性粒子において、ＣｕとＡｇの間にニッケル又はニッケル硼素からなるバッファ層を設けた導電性粒子を用いても良い。溶媒は、酢酸ブチル等のエステル類、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等の有機溶剤等が用いられる。吐出形成する導電性組成物の表面張力と粘度は、溶液の濃度を調整し、界面活性剤等を加えて適宜調整する。
【００８２】
第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄを形成する導電性組成物の吐出後は、常圧下又は減圧下で、レーザビームの照射や瞬間熱アニール（ＲＴＡ）、加熱炉等により、乾燥または焼成を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００℃で３分間、焼成は２００℃〜３５０℃で１５分間〜１２０分間で行う。本工程により、導電性組成物中の溶媒を揮発する、又は導電性組成物中の分散剤を化学的に除去して、導電性粒子周囲の樹脂を硬化収縮させることで融合と融着を加速する。乾燥と焼成を行う雰囲気は、酸素雰囲気、窒素雰囲気又は大気雰囲気で行う。但し、導電性粒子を溶解又は分散させている溶媒が除去されやすい酸素雰囲気下で行うことが好適である。
【００８３】
なお、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄと同工程で、電極１４２が形成される。電極１４２は、開口ｈ１を充填するように形成されることで、光電変換素子１５０ａの第１電極１２０ａと接続される。電極１４２は、直列接続された光電変換素子群１１０の一方の取り出し電極となり、後に形成される出力端子の一方と電気的に接続される。また、光電変換素子１５０ｄの第２電極１４０ｄは、光電変換素子群１１０の他方の取り出し電極となり、後に形成される出力端子の他方と電気的に接続される。
【００８４】
次に、光電変換素子群１１０が設けられた第１の構造体１６０に対して第２の構造体１７０を接着し、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０との間に光電変換素子群１１０を挟持する（図５（Ａ）参照）。この工程により、光電変換素子群１１０の周辺部において第１の構造体１６０と第２の構造体１７０とが直接接着する領域を有する構成となる。
【００８５】
第２の繊維体１７２に熱硬化性樹脂である第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体１７０を加熱し、光電変換素子群１１０が設けられた側の第１の構造体１６０に第２の構造体１７０を圧着させ、第２の有機樹脂１７４を硬化させる。なお、第２の有機樹脂１７４が熱可塑性樹脂の場合は、第２の構造体１７０を加熱し、光電変換素子群１１０が設けられた側の第１の構造体１６０に第２の構造体１７０を圧着させ、室温に冷却することにより可塑化させた第２の有機樹脂１７４を硬化させることができる。第２の有機樹脂１７４は、加熱および圧着により、光電変換素子群１１０および当該光電変換素子群１１０が設けられた側の第１の構造体１６０に密着するように均一に広がり、硬化する。上記第２の構造体１７０を対象物（本形態では光電変換素子群１１０および当該光電変換素子群１１０が設けられた側の第１の構造体１６０）に圧着する工程は、大気圧下または減圧下で行う。
【００８６】
本形態では、光電変換素子群１１０の周辺部に第１の構造体１６０が露出する領域を有しているため、第２の構造体１７０は第１の構造体１６０に直接接着される領域を有する。好ましくは、光電変換素子群１１０の周辺部を囲むように第１の構造体１６０を露出させておくことで、光電変換素子群１１０の周辺部を囲むように第１の構造体１６０と第２の構造体１７０とが接着する領域を形成することができる。このようにすることで、光電変換素子群１１０で構成される素子形成領域の全周囲（上面、下面、および側面、但し出力端子と接続するための領域は除く）を構造体で覆い封止することができるため、素子の劣化や破損を防ぐ効果を高めることができる。
【００８７】
光電変換素子群１１０と電気的に接続される出力端子１８０ａ、出力端子１８０ｂを形成する（図５（Ｂ）参照）。
【００８８】
出力端子１８０ａ及び出力端子１８０ｂは、光電変換素子群１１０で発電した電力を外部へ取り出せる構成であれば特に限定されない。出力端子は、導電層、配線、リード線、導電性テープ、導電性接着剤、はんだ、導電性ペーストなどを適宜用いて構成することができる。例えば、光電変換素子群１１０の取り出し電極に到達する開口を第２の構造体１７０に設け、該開口を埋めるように配線１８２ａ、配線１８２ｂを設ける。さらに、配線１８２ａと接して端子１８４ａ、配線１８２ｂと接して端子１８４ｂを設ける構成とする。本光電変換装置で発電した電力は、出力端子１８０ａ、出力端子１８０ｂにより外部へ取り出すことが可能である。ここで、光電変換素子群１１０においては、光電変換素子１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄが電気的に直列に接続されている。光電変換素子１５０ａの第１電極１２０ａと電気的に接続されて取り出し電極として機能する電極１４２と出力端子１８０ａとが電気的に接続され、光電変換素子１５０ｄの第２電極１４０ｄと出力端子１８０ｂとが電気的に接続される。
【００８９】
第２の構造体１７０に設ける光電変換素子群１１０の取り出し電極（図５（Ｂ）では電極１４２、第２電極１４０ｄ）に達する開口は、針や錐などの物理的処理、エッチングなどの化学的処理、レーザ加工などで形成すればよい。開口を充填する配線１８２ａ、１８２ｂは特に限定されず、印刷法、インクジェット法、めっき法などで、直接配線パターンを形成すればよく、例えば銀ペーストを用いて形成することができる。端子１８４ａ、端子１８４ｂも特に限定されず、例えば導電性粘着テープなどで形成することができる。
【００９０】
なお、本形態では、第１の構造体１６０側を光入射面とする例を説明したため、第１電極は透光性を有する電極とし、第２電極は反射電極とする例を説明した。逆に、第１電極は反射電極として、第２電極は透光性を有する電極としてもよい。
【００９１】
また、本形態では、第１の構造体１６０上に第１電極１２０を形成して光電変換素子群１１０を形成し、第２の電極１４０ａ〜第２の電極１４０ｄ上に第２の構造体１７０を接着する一例を説明した。別の例として、第１の構造体１６０と光電変換素子群１１０との間および第２の構造体１７０と光電変換素子群１１０との間の両方またはどちらか一方に、無機絶縁層を形成してもよい。
【００９２】
図８は、第１の構造体１６０と光電変換素子群１１０との間に第１の無機絶縁層１６７を設け、第２の構造体１７０と光電変換素子群１１０との間に第２の無機絶縁層１７７を設ける例を示している。構造体と光電変換素子群１１０との間に無機絶縁層を形成することで、第１電極、第２電極の酸化などを防ぐことができる。また、構造体の有機樹脂と光電変換素子が接する領域を減少させることができるため、水分が素子領域に進入することを低減することができる。
【００９３】
また、第１の構造体１６０と光電変換素子群１１０との間に第１の無機絶縁層１６７を設けることで、破損や特性不良等の品質不良などを防止することができ、製造工程においても歩留まりを向上させることができる。レーザ加工により光電変換素子の集積化構造を形成する際、レーザビームが到達する領域は、瞬間的にしても１０００℃以上に加熱される恐れがある。そのため、素子形成基板として用いる第１の構造体１６０上に光電変換素子群を形成する際、第１の構造体１６０にもレーザビームが到達してダメージを受ける可能性がある。その場合は、第１の構造体１６０が変質や破損し、第１の構造体１６０から光電変換素子群（第１電極）が剥がれてしまう恐れがある。また、第１の構造体１６０から第１電極が剥がれて剥片が発生し、後に形成される第２電極との間で短絡してしまう恐れがあり、光電変換装置の特性不良や出力低下などの要因にもなりうる。第１の無機絶縁層１６７を設けることで、第１の構造体１６０の保護層として機能させることができ、レーザ加工などの製造工程における不良を防止することができる。
【００９４】
構造体と光電変換素子群との間に設ける無機絶縁層（ここでは第１の無機絶縁層１６７、第２の無機絶縁層１７７）は、シリコン酸化物又はシリコン窒化物が好ましい。シリコン酸化物及びシリコン窒化物の代表例としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどが挙げられる。なお、本明細書において酸化窒化シリコンとは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものである。また、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）及び水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５０原子％以上７０原子％以下、窒素が０．５原子％以上１５原子％以下、シリコンが２５原子％以上３５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化シリコン層とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものである。また、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５原子％以上３０原子％以下、窒素が２０原子％以上５５原子％以下、シリコンが２５原子％以上３５原子％以下、水素が１０原子％以上３０原子％以下の範囲で含まれるものをいう。但し、酸化窒化シリコン又は窒化酸化シリコンを構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、シリコン及び水素の含有比率が上記の範囲内に含まれるものとする。上記無機絶縁層は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により、単層構造又は積層構造で形成する。
【００９５】
なお、構造体と光電変換素子群との間に設ける無機絶縁層は、光電変換素子群の周囲において、一対の構造体同士が接着する領域では除去する。
【００９６】
図８に示す光電変換装置の製造方法の一例を、図９（Ａ）、（Ｂ）に示す。第１の構造体１６０上に第１の無機絶縁層１６７を形成し、該第１の無機絶縁層１６７上に第１電極、光電変換層を順に積層成膜した後、素子分離と集積化のための開口ｈ１〜ｈ８を形成する。なお、開口ｈ１〜ｈ８を形成する際、光電変換素子群の周辺部となる領域は除去しないものとする（図９（Ａ）参照）。
【００９７】
図４（Ｂ）、（Ｃ）と同様に、絶縁層１３８ａ〜１３８ｄ、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄ、電極１４２を形成して、光電変換素子１５０ａ〜１５０ｄが電気的に直列に接続された光電変換素子群１１０を形成する。そして、光電変換素子群１１０上に第２の無機絶縁層１７７を形成する。
【００９８】
そして、光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の無機絶縁層１６７〜第２の無機絶縁層１７７を除去して第１の構造体１６０を露出させる。その後、第２の構造体１７０を接着することで、図８に示す光電変換装置を製造することができる。
【００９９】
また、図８に示す光電変換装置は、第１の構造体１６０上に第１の無機絶縁層１６７を形成し、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように光電変換素子群１１０を形成し、光電変換素子群１１０上（第２の電極１４０ａ〜１４０ｄ、電極１４２）に第２の無機絶縁層１７７を形成する。光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の無機絶縁層１６７、第２の無機絶縁層１７７を除去して第１の構造体１６０を露出させた後、第２の構造体１７０を接着することで、製造することができる。
【０１００】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１０１】
（実施の形態２）
本形態では、上記実施の形態と異なる構成について説明する。具体的には、上記実施の形態と異なる構成の封止層を用いる形態について説明する。なお、上記実施の形態と重複する部分の説明は省略或いは一部簡略化する。
【０１０２】
本形態では、光電変換素子群を封止する一対の構造体の外側（光電変換素子群と反対側）に、さらに保護層として衝撃拡散層を設ける例を説明する。具体的には、第１の封止層として、第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０と、第１の保護層１９１と、の積層構造を用いる例を示す。また、第２の封止層として、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体１７０と、第２の保護層１９２と、の積層構造を用いる例を示す。
【０１０３】
図１０において、光電変換素子群１１０は第１の構造体１６０および第２の構造体１７０に挟持されている。第１の構造体１６０および第２の構造体１７０は、光電変換素子群１１０の周辺部において、密着する領域を有している。そして、第１の構造体１６０のさらに外側（光電変換素子群１１０と反対側）には第１の保護層１９１が設けられ、第２の構造体１７０のさらに外側（光電変換素子群１１０と反対側）には第２の保護層１９２が設けられている。
【０１０４】
本形態に係る保護層は、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体（第１の構造体１６０および第２の構造体１７０）と、外的ストレスに対する特性の異なる絶縁体で設ける。具体的には、光電変換装置および光電変換素子群にかかる外部ストレスを拡散し、該外部ストレスの影響を低減する衝撃拡散層として機能できる絶縁体を保護層として設ける。本実施の形態のように、外部ストレスに対する耐衝撃層として機能できる構造体（ここでは第１の構造体１６０および第２の構造体１７０）、および外部ストレスを拡散する衝撃拡散層（ここでは第１の保護層１９１および第２の保護層１９２）を設けることによって、フレキシブル性を損なうことなく、外部ストレスに対する耐性を高めることができる。したがって、製造歩留まりの向上及び製品としての機械的強度、耐久性、耐候性などを高めることができる。
【０１０５】
第１の保護層１９１及び第２の保護層１９２としては、弾性率が低く、かつ破断強度が高い材料を用いるのが好ましい。また、第１の保護層１９１は、第１の構造体１６０より弾性率が低く、かつ破断強度が高い方が好ましい。第２の保護層１９２は、第２の構造体１７０より弾性率が低く、かつ破断強度が高い方が好ましい。例えば、第１の保護層１９１及び第２の保護層１９２は、弾性率５ＧＰａ以上１２ＧＰａ以下、破断係数３００ＭＰａ以上のゴム弾性を有する膜を用いることが好ましい。また、第１の構造体１６０および第２の構造体１７０は、弾性率１３ＧＰａ以上、破断係数は３００ＭＰａ未満とすることが好ましい。
【０１０６】
さらに、第１の保護層１９１及び第２の保護層１９２は、高強度材料で形成されていることが好ましい。高強度材料の代表例としては、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、アラミド樹脂、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂、ガラス樹脂等がある。弾性を有する高強度材料で形成される第１の保護層１９１及び第２の保護層１９２を設けることで、局所的な押圧などの荷重を層全体に拡散し吸収することができる。そのため、光電変換装置に与える外部ストレスの影響を分散・低減させることができ、製造工程中および製品として完成した後も破損などの品質不良発生を防止できる。また、光電変換装置の機械的強度も高めることができる。
【０１０７】
具体的には、第１の保護層１９１及び第２の保護層１９２として、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂などを用いることができる。本実施の形態では、第１の保護層１９１および第２の保護層１９２としてアラミド樹脂フィルム（弾性率１０ＧＰａ、破断強度４８０ＭＰａ）を用いることができる。また、第１の構造体１６０の第１の有機樹脂１６４、および第２の構造体１７０の第２の有機樹脂１７４として、エポキシ樹脂を用いることができる。
【０１０８】
第１の構造体１６０として、第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された構造体を用いている。同様に、第２の構造体１７０として、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された構造体を用いている。そのため、第１の構造体１６０と第１の保護層１９１は、接着層を介さず、加熱処理および加圧処理により直接接着することができる。同様に第２の構造体１７０と第２の保護層１９２も、接着層を介さず、加熱処理および加圧処理により直接接着することができる。そして、第１の構造体１６０および第１の保護層１９１の積層構造、並びに、第２の構造体１７０および第２の保護層１９２の積層構造は、接着層を介さず、加熱処理および加圧処理によって、光電変換素子群１１０と直接接着することができる。また、光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の構造体１６０および第１の保護層１９１の積層構造と、第２の構造体１７０および第２の保護層１９２の積層構造と、が、接着層を介さず、加熱処理および加圧処理によって直接接着することができる。好ましくは、光電変換素子群１１０の周辺部を囲むように第１の構造体１６０と第２の構造体１７０が密着し、光電変換素子群１１０を封止する構成とすることで、封止層の密着性を向上させることができ、外部ストレスに対する耐性を高めることができる。
【０１０９】
以下、図１０に示す光電変換装置の製造方法の一例を示す。
【０１１０】
第１の封止層として、第１の保護層１９１が設けられた第１の構造体１６０を準備する。第１の保護層１９１が設けられた第１の構造体１６０は、素子形成基板として用いることができる硬化度まで硬化させておく。なお、第１の構造体１６０は、加熱および圧着により、第１の保護層１９１を接着させて、積層構造とすることができる。
【０１１１】
第１の構造体１６０および第１の保護層１９１の積層構造を素子形成基板として、第１の構造体１６０上に光電変換素子群１１０を形成する。光電変換素子群１１０は上記実施の形態１に準じて形成すればよいが、第２の封止層と封止する工程までに、光電変換素子群１１０の周辺部で第１の構造体１６０が露出する領域を有するようにする。
【０１１２】
光電変換素子群１１０が設けられた第１の構造体１６０および第１の保護層１９１上に第２の構造体１７０および第２の保護層１９２を接着し、第１の構造体１６０および第１の保護層１９１と、第２の構造体１７０および第２の保護層１９２と、の間に光電変換素子群１１０を封止する。なお、上記工程において、該光電変換素子群１１０の周辺部は、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０とが直接接着する領域を有する構成とする。
【０１１３】
第２の構造体１７０は、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された構造体であり、加熱し対象物に圧着して、第２の有機樹脂１７４を硬化することができる。光電変換素子群１１０が設けられた第１の構造体１６０および第１の保護層１９１上に、第２の構造体１７０と第２の保護層１９２を積層した積層体を加熱し圧着して、光電変換素子群１１０を封止する。
【０１１４】
なお、図１０に示すように、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０は中央部に光電変換素子群１１０を配置し、該光電変換素子群１１０が存在しない周辺部において、互いに接して光電変換素子群１１０を封止する構成とすることが好ましい。すなわち、一対の封止層である第１の構造体１６０および第１の保護層１９１と第２の構造体１７０および第２の保護層１９２とを対称構造とし、該対称構造の中央部に光電変換素子群１１０が配置される構成とすることが好ましい。対称構造は、材質および厚さが同一であることが好ましい。このような構成とすることで、光電変換装置および光電変換素子群にかかる外部ストレスを均一にすることができる。特に、曲げや反りなど湾曲の変形に対して効果を奏し、素子の破壊を防ぐことができる。これは、素子を中央に配置することで、変形量を低減することができるからである。
【０１１５】
なお、構造体の外側に設けられる衝撃拡散層は、光電変換装置の外部ストレスに対する機械的強度を高める効果の他、製造工程における加圧処理に対しても耐性を発揮できる。したがって、製造工程における光電変換装置の破損や特性不良を防ぐことができ、歩留まりの向上に寄与する。
【０１１６】
以上で、フレキシブル性を損なうことなく、信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。また、製造工程における品質不良を防止でき、歩留まり良く光電変換装置を製造することができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態で示す構成においても、上記実施の形態１の図８で示すように、構造体と光電変換素子群との間に無機絶縁層を設けることができる。
【０１１８】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１１９】
（実施の形態３）
本形態では、上記実施の形態と異なる構成の光電変換装置について説明する。具体的には、さらなる信頼性向上を目的とした構成について説明する。なお、上記実施の形態と重複する部分の説明は、省略或いは一部簡略化する。
【０１２０】
本実施の形態では、光電変換装置に導電層を設ける例を示す。導電層は光電変換装置の最表面に設け、具体的には一対の封止層の外側（光電変換素子群と反対側）の表面に導電層を設ける。上記実施の形態１で示すように、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を封止層として用いる場合、該構造体の外側の表面に導電層を設けることができる。また、上記実施の形態２で示すように、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体の外側に保護層を設ける場合は、該保護層の外側に導電層を設けることができる。なお、本形態では、封止層として繊維体に有機樹脂が含浸された構造体のみを用いる例を説明する。
【０１２１】
導電層を設けることで、外部から光電変換装置または光電変換素子に静電気が印加されるのを遮断することができる。具体的には、導電層により、静電気放電により印加される静電気を拡散して逃がすことができる。または、電荷の局部的な存在（局在化）を防ぐ（局部的な電位差が発生しないようにする）ため、光電変換装置および光電変換素子の静電気破壊を防ぐことができる。したがって、製造中や流通後に、光電変換装置または光電変換素子に静電気が印加されても素子の静電気破壊による動作不良、特性不良などの品質不良発生を防ぐことができる。すなわち、光電変換装置の製造工程における歩留の向上、および信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。
【０１２２】
なお、導電層は、静電気を遮断できる厚さ、材質で形成する。光入射面に導電層を設ける場合は、光電効果を発現できる程度に光の透光性を有するように、導電層を形成する。また、導電層の厚さは、抵抗率に基づいて決めることが好ましい。例えば、導電層として用いる導電材料の抵抗率が高い場合には、静電気を効果的に拡散させるために、導電層を厚く形成することが好ましい。抵抗率が高い導電材料を用いて形成する導電層を薄くしすぎると、シート抵抗が大きくなる。そのため、静電気放電が発生した場合に静電気を効果的に拡散できず、光電変換装置および光電変換素子に大電流が流れて静電気破壊されるおそれがある。
【０１２３】
光電変換装置および光電変換素子の静電気破壊を効果的に防止するためには、導電層のシート抵抗が１．０×１０７Ω／□以下、好ましくは１．０×１０４Ω／□以下、より好ましくは１．０×１０２Ω／□以下となるように厚さ定めることが好ましい。また、光電変換装置の光入射面にも導電層を設ける場合は、光を入射させる観点から、上記のシート抵抗を満たしつつ、厚さを可能な限り薄くすることが好ましい。このような導電層を形成することで、静電気放電に起因する光電変換装置の静電気破壊を効果的に防止することができる。また、製造工程において、歩留まり良く、光電変換装置を製造することができる。
【０１２４】
また、導電層は、光電変換装置および光電変換素子群１１０とは電気的に接続しない構成とする。ここでは図示しないが、出力端子についても、導電層と電気的に接続しない構成とする。
【０１２５】
導電層は、光電変換装置の表面において、光電変換素子群と重畳する領域に設けられる。具体的には、一対の封止層の外側（光電変換素子群と反対側）の表面において、該一対の封止層の間に挟持された光電変換素子群と重畳する領域に設けられる。なお、導電層は、光電変換装置（一対の封止層）表面を全面（上面、下面、および側面を含む）覆うように設けることができる。すなわち、導電層で光電変換装置表面をくるむように設けることができる。また、導電層は、光電変換装置（一対の封止層）の上面および下面の両方、またはどちらか一方を覆うように設けることもできる。また、光電変換装置の上面および下面の両方に導電層を設けて一対の導電層とし、該一対の導電層を電気的に接続する導電領域を形成してもよい。該導電領域は、光電変換装置の側面に設けてもよいし、光電変換装置内部を貫通する構成としてもよい。なお、光電変換装置の側面は、一度の製造プロセスで複数の光電変換装置を製造する所謂多面取りで製造する場合には、個々の光電変換装置に分断した際に生じる分断面となる。該分断面は導電層によって全部覆われていてもよいし、一部覆われていてもよい。
【０１２６】
図１１（Ａ）に、第２の構造体１７０の外側（光電変換素子群１１０と反対側）に導電層１９５ａを設ける例を示す。また図１１（Ｂ）に第１の構造体１６０の外側に導電層１９５ｂを設け、第２の構造体１７０の外側に導電層１９５ａを設ける例を示す。
【０１２７】
図１１（Ｂ）においては、対向している導電層１９５ａと導電層１９５ｂは電気的に接続しない例を示しているが、導電層１９５ａと導電層１９５ｂは電気的に接続するように形成してもよい。
【０１２８】
図１２（Ａ）は、光電変換装置の周辺部（上面、下面、側面）全部を覆うように導電層１９５ｃが形成される例である。図１２（Ｂ）は、光電変換装置の上面および下面と、少なくとも１つの側面を覆うように導電層１９５ｄが形成される例である。また、図１２（Ｃ）は、光電変換装置の上面、下面に形成される一対の導電層１９５ａ、導電層１９５ｂが、光電変換装置内部を貫通する電極層１９７ａで電気的に接続される例である。また、図１２（Ｄ）では、一対の導電層１９５ａ、導電層１９５ｂが、光電変換装置内部を貫通する電極層１９７ａ、電極層１９７ｂで電気的に接続される例である。光電変換装置内部を貫通する電極層１９７ａ〜１９７ｃを形成する貫通孔は、針や錐などの物理的処理によって加工してもよいし、薬品を使ったエッチングなどの化学的処理によって加工してもよい。また、貫通孔はレーザ加工で形成してもよい。
【０１２９】
図１２（Ａ）〜（Ｄ）において、光電変換素子群１１０は、上面及び下面の両方に、電気的に接続されている導電層が設けられている。そのため、外部からの静電気に対して広い領域にわたって保護されており、高い静電気破壊防止効果を得ることができる。
【０１３０】
導電層は、一対の封止層間の間に光電変換素子群を挟持して封止した後、封止層表面にスパッタリング法などによって作製すればよい。光電変換装置の両面に導電層を設ける場合は、複数回に分けて、スパッタリング法などにより形成してもよい。
【０１３１】
また、実施の形態２で示したように、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体の外側にさらに衝撃拡散層として機能する保護層を設けることもできる。この場合は、保護層を外側に設けた後に導電層を形成すればよい。
【０１３２】
導電層は、導電性を有すればよく、導電性材料を用いて形成された導電層を用いることができる。例えば、導電層として、金属、金属窒化物、あるいは金属酸化物などの薄膜、または前記薄膜の積層膜でなる導電層を用いることができる。具体的には、導電層としては、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、或いはＢａから選ばれた元素の金属材料を用いることができる。又は、前記元素を主成分とする合金材料、化合物材料、窒化物材料、酸化物材料などが挙げられる。
【０１３３】
窒化物材料としては、窒化タンタル、窒化チタンなどが挙げられる。
【０１３４】
酸化物材料としては、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム・錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛等を用いることができる。また、酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ））、ガリウムを含む酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タングステンを含む酸化インジウム、酸化タングステンを含むインジウム・亜鉛酸化物、酸化チタンを含む酸化インジウム、酸化チタンを含むインジウム・錫酸化物なども用いてもよい。
【０１３５】
また、導電層として、半導体に不純物元素などを添加して導電性を有する半導体層を用いることができる。例えばリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン層などを用いることができる。
【０１３６】
さらに、導電層として、導電性高分子を用いてもよい。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及びまたはその誘導体、ポリピロール及びまたはその誘導体、ポリチオフェン及びまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体などが挙げられる。
【０１３７】
導電層は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、蒸着法などの各種乾式法、塗布法、印刷法、液滴吐出法（インクジェット法）などの各種湿式法により形成することができる。また、電解めっき、無電解めっきなどの各種めっき法を用いて導電層を形成しても良い。
【０１３８】
また、導電層上に保護層を積層してもよい。例えば、導電層としてチタン膜を形成し、チタン膜上に保護層として酸化チタン膜を積層するとよい。保護層を設けることで、導電層の劣化を防ぐことができる。
【０１３９】
なお、光電変換装置の光入射面に導電層を設ける場合は、光電効果が発現できる程度に透光性を有する材質、厚さなどで、導電層を形成する。また、出力端子と電気的に接続されない構成で、導電層を形成する。
【０１４０】
本形態に係る光電変換装置は、光電変換装置の表面に導電層を設けることで、静電気放電による光電変換装置および光電変換素子の静電気破壊（光電変換素子の損傷や、光電変換装置の誤動作、出力低下など）を防止することができる。そのため、電気的ストレスに代表される外部ストレスに対する耐性を高めることができ、信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。また、製造工程においても、電気的ストレスに代表される外部ストレスに起因する特性不良などの品質不良の発生を防ぐことができ、歩留まり良く信頼性の高い光電変換装置を製造することができる。
【０１４１】
また、ここで、図１６に、実施の形態２の衝撃拡散層として機能する保護層と、導電層が設けられた光電変換装置の具体例を示す。
【０１４２】
図１６において、光電変換素子群１１０は、第１の構造体３６０及び第２の構造体３７０で封止されている。さらに第１の構造体３６０の外側に第１の保護層３９１、第２の構造体３７０の外側に第２の保護層３９２が設けられている。第１の保護層３９１の外側には導電層３９５ｂ、第２の保護層３９２の外側には導電層３９５ａがそれぞれ設けられている。導電層３９５ａおよび導電層３９５ｂの少なくとも一部を電気的に接続された状態とし、導電層３９５ａ及び導電層３９５ｂを等電位とする。
【０１４３】
導電層３９５ａ及び導電層３９５ｂを等電位とすることで、静電気に対する保護の効果が得られる。静電気でチャージアップして光電変換素子が破壊される前に、光電変換装置における上下両面を等電位にして光電変換素子を保護する。
【０１４４】
図１６の光電変換装置は、第１の構造体３６０及び第２の構造体３７０は繊維体に有機樹脂が含浸された構造体、第１の保護層３９１及び第２の保護層３９２にはアラミドフィルム、導電層３９５ａ、３９５ｂにはチタン膜を用いる例である。第１の構造体３６０及び第２の構造体３７０の膜厚が１０μｍ以上３０μｍ以下、第１の保護層３９１及び第２の保護層３９２の膜厚が３μｍ以上１５μｍ以下、光電変換素子群３１０の厚さが５０ｎｍ以上５μｍ以下とすることができる。この場合、光電変換素子群の厚さと比べて第１の構造体３６０、第２の構造体３７０、第１の保護層３９１及び第２の保護層３９２の膜厚が厚く構成されている。したがって、光電変換素子がほぼ中央部に配置されることで曲げストレスに強い光電変換装置を提供することができる。
【０１４５】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜自由に組み合わせることができる。
【０１４６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる構成の光電変換装置について説明する。なお、上記実施の形態と重複する部分の説明は、省略或いは一部簡略化する。
【０１４７】
本実施の形態では、実施の形態２において、光電変換装置の両面（上面および下面）に導電層が設けられ、該導電層同士が電気的に接続される構成の製造方法の例を図１３（Ａ１）、（Ａ２）、（Ｂ１）、（Ｂ２）に示す。また、本形態では、一度の製造プロセスで複数の光電変換装置を製造する多面取り製造方法の例を示す。図１３において、図１３（Ａ２）、（Ｂ２）は平面図であり、図１３（Ａ１）、（Ｂ１）はそれぞれ対応する図１３（Ａ２）、（Ｂ２）の線分ＥＦにおける断面図である。
【０１４８】
図１３（Ａ１）、（Ａ２）に、一度の製造プロセスで複数の光電変換装置を製造する工程中の光電変換装置集合体を示す。積層体１０１は、第１の構造体１６０および第１の保護層１９１の積層構造を用いた第１の封止層と、第２の保護層１９２および第２の構造体１７０の積層構造を用いた第２の封止層との間に、複数の光電変換素子群１１０が挟持された形で封止されて構成されている。複数の光電変換素子群１１０において、隣接する光電変換素子群１１０同士の間では、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０とが接して密着する領域を有する。好ましくは、個々の光電変換素子群１１０の周辺部を囲むように第１の構造体１６０と第２の構造体１７０が接着する領域を有することで、光電変換素子群１１０が個々に封止された構成とする。積層体１０１は、複数の光電変換装置が個々の光電変換装置に分断される前であり、複数の光電変換装置を有する光電変換装置集合体である。
【０１４９】
積層体１０１の最表面である第１の保護層１９１外側の表面には導電層１９５ａが形成されている。第２の保護層１９２外側の表面には導電層１９５ｂが形成されている。
【０１５０】
導電層１９５ａと導電層１９５ｂとを形成した積層体１０１を個々の光電変換装置１０３ａ、光電変換装置１０３ｂ、光電変換装置１０３ｃ、光電変換装置１０３ｄ、光電変換装置１０３ｅ、光電変換装置１０３ｆに分断する（図１３（Ｂ１）、（Ｂ２）参照）。光電変換装置１０３ａ、光電変換装置１０３ｂ、光電変換装置１０３ｃ、光電変換装置１０３ｄ、光電変換装置１０３ｅ、光電変換装置１０３ｆは分断された積層体１０１をそれぞれ有する。
【０１５１】
本実施の形態では、導電層１９５ａと導電層１９５ｂとを電気的に接続させる工程を積層体（光電変換装置集合体）の分断工程（個々の光電変換装置への分断工程）により行う。
【０１５２】
積層体１０１の分断手段としては、分断の際に第１の保護層１９１、第２の保護層１９２、第１の構造体１６０、および第２の構造体１７０が溶融される手段を用いることが好ましい（導電層１９５ａ、１９５ｂが溶融される手段であるとより好ましい）。本実施の形態では、レーザビームの照射による分断を適用する。
【０１５３】
上記分断工程に用いるレーザビームの波長や強度、ビームサイズなどの条件については特に限定されない。少なくとも、積層体１０１を分断できる条件であればよい。分断工程に用いるレーザビームの発振器としては、例えば、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、ヘリウムカドミウムレーザ、エキシマ（ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ）レーザ、銅蒸気レーザ、金蒸気レーザ等を用いることができる。
【０１５４】
本実施の形態に示すように、レーザビームの照射を用いて個々の光電変換装置１０３ａ〜光電変換装置１０３ｆに分断することで、導電層１９５ａと導電層１９５ｂとの間の抵抗値が低下し、導電層１９５ａと導電層１９５ｂとが導通することになる。このため、個々の光電変換装置への分断の工程と、導電層１９５ａ、１９５ｂとを導通させる工程を、一度に行うことができる。
【０１５５】
以上の工程で、個々の光電変換装置１０３ａ〜１０３ｆを作製することができる。
【０１５６】
本実施の形態において、光電変換装置表面に設けられた導電層により、光電変換装置および光電変換素子の静電気放電による静電気破壊を防止することができる。
【０１５７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる構成の光電変換装置について説明する。具体的には、光電変換装置の端部における第１の封止層と第２の封止層との接着領域（第１の構造体と第２の構造体の接着領域）において、密着性を高める構成について説明する。なお、上記実施の形態と重複する部分の説明は、省略或いは一部簡略化する。
【０１５８】
図１４は、実施の形態１の図１（Ｂ）に対応している。本光電変換装置は、対向して設けられた第１の構造体１６０と第２の構造体１７０との間に挟持して設けられた光電変換素子群１１０を有し、該光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０とが接着する領域を有する。
【０１５９】
図１４に示す光電変換装置の端部、具体的には光電変換素子群１１０が存在しない周辺領域において、第１の構造体１６０に凹部１６９ａ、凹部１６９ｂが設けられている。そして、第１の構造体１６０と対向して設けられ、第１の構造体１６０との間に光電変換素子群１１０を挟持する第２の構造体１７０は、第１の構造体１６０の凹部１６９ａ、凹部１６９ｂを埋めて接着されている。このような構成とすることで、光電変換素子群１１０の周辺部において、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０との接触面積が増えて接着される。そのため、さらに第１の構造体１６０と第２の構造体１７０の密着性を高めることができ、強固な接着が可能となる。その効果として、製造工程において密着性不良による剥がれなどの不良を防止し、歩留まりを向上させることができる。また、製品として流通後においても剥がれなどの不良を防止できる。したがって、外部ストレスに対する耐性が高く、耐久性、耐候性が向上した信頼性の高い光電変換装置を提供することができる。
【０１６０】
第１の構造体１６０の凹部１６９ａ、１６９ｂの形成は、第２の構造体１７０を接着する前に行えばよい。具体的には、素子形成領域（光電変換素子群１１０）の周辺部となる第１の構造体１６０の端部の一部を除去することで、凹部１６９ａ、１６９ｂを形成することができる。凹部１６９ａ、１６９ｂの加工手段としては、物理的に切除等で行ってもよいし、化学的なエッチング（ドライエッチング法、ウェットエッチング法）で行ってもよい。例えば、レーザアブレーションを含むレーザスクライブ法などのレーザ加工により、第１の構造体１６０の一部を除去して凹部１６９ａ、１６９ｂを形成することができる。本実施の形態の第１の構造体１６０への凹部１６９ａ、１６９ｂの形成は、第１の構造体１６０と第２の構造体１７０との接触面積を拡大して密着性を高めるものである。よって、凹部の形状は本実施の形態に限定されず、また、凹部は複数形成してもよい。
【０１６１】
光電変換素子群１１０が設けられ、該光電変換素子群１１０の周辺部において凹部１６９ａ、１６９ｂが設けられた第１の構造体１６０に対して、第２の繊維体１７２に第２の有機樹脂１７４が含浸された第２の構造体１７０を加熱処理および加圧処理を行うことで接着する。接着時に半硬化状態である第２の構造体１７０の有機樹脂１７４は流動性を有するため、該有機樹脂１７４が第１の構造体１６０の凹部１６９ａ、１６９ｂを充填するように密着し硬化する。
【０１６２】
なお、本形態では、封止層として構造体を用いた図１の例で説明したが、構造体の外側に衝撃拡散層として機能する保護層を設ける構成や、構造体または保護層の外側に導電層を設ける構成に本形態を適用できる。
【０１６３】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１６４】
（実施の形態６）
本形態では、上記実施の形態と異なる構成について説明する。なお、上記実施の形態と重複する部分の説明は省略或いは一部簡略化する。
【０１６５】
本光電変換装置の光電変換素子としては、ドナー分子とアクセプター分子の２つの分子間で光誘起電荷移動による発電する光電変換素子を適用することができ、有機半導体を用いて光電変換層を形成することができる。具体的には、ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体とでｐｎ接合を形成する。なお、光電変換層は、ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体とを積層したヘテロ接合構造とすることもできるし、ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体とが混合されたバルクへテロ接合構造とすることもできる。バルクヘテロ接合構造を形成することで、有機半導体層のキャリア拡散長が短いという欠点を補い、光電変換効率を向上させることができる。なお、有機半導体を用いた光電変換層の他、電子ブロッキング層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロッキング層、バッファ層などの機能層を有していてもよい。
【０１６６】
本形態に用いる有機半導体材料としては、低分子化合物、高分子化合物のいずれも用いることができ、その種類は特に限定されるものではない。例えば、有機半導体材料として、多環芳香族化合物、共役二重結合化合物、マクロ環化合物、金属フタロシアニン錯体、電荷移動錯体、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、オリゴチオフェン類、フラーレン類、カーボンナノチューブ、などが挙げられる。
【０１６７】
ｐ型有機半導体としては、電子供与性を有する有機半導体（ドナー性有機半導体）を用いることができる。具体的には、トリアリールアミン化合物や、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアレーン化合物、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、含窒素ヘテロ環化合物を配位子とする金属錯体、などが挙げられる。なお、これに限らず、ｎ型有機半導体として用いた有機化合物（アクセプター性有機半導体）よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であれは、ドナー性有機半導体として用いることができる。
【０１６８】
ｎ型有機半導体としては、電子受容性を有する有機半導体（アクセプター性有機半導体）を用いることができる。具体的には、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、窒素原子、酸素原子、硫黄原子のいずれかを含有する５員乃至７員のヘテロ環化合物（例えば、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピンなど）、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子とする金属錯体、などが挙げられる。なお、これに限らず、ｐ型有機半導体として用いた有機化合物（ドナー性有機半導体）よりも電子親和力の大きな有機化合物であれば、アクセプター性有機半導体として用いることができる。また、フラーレン類、カーボンナノチューブ類などを用いることもできる。
【０１６９】
なお、有機半導体を用いた光電変換層の形成方法は、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。また、各層ごとに異なる成膜方法を用いてもよい。乾式法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。また、湿式法としては、インクジェット法、スピンコート法、印刷法などが挙げられる。上述のような有機半導体材料を用いた光電変換層は、低温プロセスで形成できるため好ましい。
【０１７０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１７１】
（実施の形態７）
本形態では、ロール・ツー・ロール方式で本発明の一態様に係る光電変換装置を製造する例について説明する。本形態では、図１に示す構成の光電変換装置を製造する例について説明する。
【０１７２】
本発明の一態様に係る光電変換装置を構成する一対の封止層に用いられる構造体は、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体であり、ロール状に巻くことが可能な帯状の構造体とすることができる。ロール状に巻かれた構造体を素子形成基板として上層に光電変換素子群を形成し、さらにロール状に巻かれた他の構造体で封止することで、本発明の一態様に係る光電変換装置を生産性良く製造することができる。
【０１７３】
図１５は、本形態にかかるロール・ツー・ロール方式を用いた光電変換装置の製造工程の一例を示している。第１の繊維体１６２に第１の有機樹脂１６４が含浸された第１の構造体１６０を用いる第１の封止層２０６０は、送り出しロール２０１０から送り出され、各処理手段を経由することで光電変換素子群が形成される。その後、第２の構造体１７０を用いる第２の封止層２０７０と封止され、完成した光電変換装置２０８０は巻き取りロール２０２２で巻き取られる。各処理手段としては、スパッタリング装置、真空蒸着装置、プラズマＣＶＤ等のＣＶＤ装置などの各種成膜装置、スクリーン印刷等の印刷装置、レーザスクライブ等の加工装置、圧着装置などが挙げられ、各々の処理手段は独立している。
【０１７４】
図１５では、搬送経路の進行方向に沿って、第１電極１２０を形成する第１の処理室２１００と、光電変換層１３０を形成する第２の処理室２２００と、光電変換層１３０の素子分離を行う第３の処理室２３００および第４の処理室２４００と、第２電極１４０ａ〜第２電極１４０ｄを形成する第５の処理室２５００と、第２の封止層２０７０を接着する第６の処理室２６００と、出力端子形成用の開口を形成する第７の処理室２７００と、出力端子を形成する第８の処理室２８００と、を備えた例を示している。また、本形態では、真空プロセスを分離させて、ロール・ツー・ロール方式の製造を行い、分離させたプロセスの間でロール状の基体を受け渡す例を示している。
【０１７５】
送り出しロール２０１０に、第１の構造体１６０を用いた第１の封止層２０６０が巻かれている。第１の封止層２０６０に用いる第１の構造体１６０は、素子が形成できるように硬化させておくものとする。なお、送り出しロール２０１０に巻かれた第１の封止層２０６０に用いる第１の構造体１６０は半硬化状態とし、送り出しロール２０１０から送り出してから第１の構造体１６０を硬化させてもよい。
【０１７６】
第１の処理室２１００に搬送された第１の封止層２０６０上に第１電極１２０が形成される。例えば、第１の処理室２１００において、スパッタリング法により、ＩＴＯを用いて第１電極１２０を形成する。
【０１７７】
第１電極１２０が形成された第１の封止層２０６０は第２の処理室２２００に搬送され、光電変換層１３０が形成される。例えば、第２の処理室２２００において、第１電極１２０上から順に、プラズマＣＶＤ法により、ｐ型非晶質半導体層、ｉ型非晶質半導体層、およびｎ型非晶質半導体層が積層された光電変換層１３０を形成する。ここでは、ｐ型半導体層成膜室として第１チャンバー２２００ｐ、ｉ型半導体層成膜室として第２チャンバー２２００ｉ、およびｎ型半導体層成膜室として第３チャンバー２２００ｎを備える例を示しており、ｐｉｎ接合型半導体層を連続成膜することが可能である。
【０１７８】
第１電極１２０及び光電変換層１３０が形成された第１の封止層２０６０は、中間巻き取りロール２０１４で巻き取られる。ここまでの工程は減圧下で行うことが好ましい。そのため、本形態では、光電変換層１３０形成後に、中間巻き取りロール２０１４に巻き取らせる。なお、搬送などスムーズに行わせるため、適宜補助ロールなどを設けることが好ましい。ここでは、補助ロール２０１２と補助ロール２０１３を設けている。
【０１７９】
次に、中間送り出しロール２０１６から送り出され、第１電極１２０及び光電変換層１３０が成膜された第１の封止層２０６０は第３の処理室２３００に搬送され、光電変換層１３０および第１電極１２０を貫通する開口が形成される。例えば、第３の処理室２３００において、レーザスクライブ法により、光電変換層１３０および第１電極１２０を貫通する開口を形成する。ここでは、素子分離や直列接続により光電変換素子を集積化するための開口と、光電変換素子群形成領域の周辺部において第１の封止層２０６０に用いる第１の構造体１６０を露出させるための開口を形成する。
【０１８０】
なお、第１の封止層２０６０を送り出す中間送り出しロール２０１６は、初期の工程で第１電極１２０及び光電変換層１３０が形成されて中間巻き取りロール２０１４に巻き取られたものである。したがって、第１電極１２０及び光電変換層１３０が形成された第１の封止層２０６０が巻き取られた中間巻き取りロール２０１４は、そのまま、もしくは、一定の長さに分断して中間送り出しロール２０１６としてセットすることができる。
【０１８１】
光電変換層１３０は開口により分離され、周辺部において第１の構造体１６０が露出された第１の封止層２０６０は第４の処理室２４００に搬送され、素子分離用の開口を充填する絶縁層が形成される。例えば、第４の処理室２４００において、印刷法により、素子分離用の開口を充填する絶縁層を形成する。ここでは、所望の開口に選択的に絶縁層を形成する。
【０１８２】
絶縁層による素子分離までが行われた第１の封止層２０６０は第５の処理室２５００に搬送され、第２電極が形成される。例えば、第５の処理室２５００において、印刷法により、第２電極を形成し、第１電極、光電変換層、第２電極が順に積層された光電変換素子を形成する。ここで、第２電極を形成する導電材料で、所望の開口を選択的に充填し、隣接する光電変換素子の第１電極と第２電極を電気的に接続させることで、直列に接続された光電変換素子群１１０が形成される。また、第２電極と同工程で、取り出し電極として機能する電極を形成する。
【０１８３】
光電変換素子群１１０が形成された第１の封止層２０６０は、各種工程の後に第６の処理室２６００に搬送され、第２の封止層２０７０と接着される。例えば、第６の処理室２６００において、封止用ロール２０２０から送り出される第２の構造体１７０を用いた第２の封止層２０７０を加熱し、光電変換素子群１１０が形成された第１の封止層２０６０に第２の構造体１７０を圧着させて硬化させる。第２の構造体１７０の第２の有機樹脂１７４は、加熱処理および加圧処理により、光電変換素子群１１０および露出する第１の構造体１６０に密着するように均一に広がる。その状態で硬化することで、光電変換素子群１１０を第１の封止層２０６０と第２の封止層２０７０とで封止することができる。好ましくは、第６の処理室２６００は減圧下にあるとよい。
【０１８４】
第１の封止層２０６０と第２の封止層２０７０との間に光電変換素子群１１０が挟持され、封止された光電変換装置２０８０は、第７の処理室２７００に搬送され、出力端子形成用の開口が形成される。例えば、第７の処理室２７００において、取り出し電極として機能する電極に到達する開口を第２の封止層２０７０に形成する。
【０１８５】
取り出し電極が露出する開口が設けられた光電変換装置２０８０は第８の処理室２８００に搬送され、出力端子１８０ａ及び出力端子１８０ｂが形成される。例えば、第８の処理室２８００において、第２の封止層２０７０に形成された開口を充填し、発電した電力を外部に取り出す出力端子１８０ａ及び出力端子１８０ｂを形成する。
【０１８６】
巻き取りロール２０２２には、長手方向に光電変換装置２０８０が複数形成された帯状基体が巻き取られる。該帯状基体は、個々の光電変換装置毎に分断すればよい。このようにして、生産性良く光電変換装置を製造することができる。
【０１８７】
本発明の一態様に係る光電変換装置は、繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を封止層に用いている。そのため、フレキシブル性を損なうことなく、外部ストレスに対する高い耐性を有することができる。したがって、ロール・ツー・ロール方式のような湾曲などの変形が与えられる製造方法を適用する場合でも、製造工程における破損や特性不良など品質不良の発生を防止することができる。したがって、生産性良く、信頼性の高い光電変換装置を製造することが可能となる。
【０１８８】
本実施の形態で示したロール・ツー・ロール方式は一例であり、本発明の一態様は特に限定されない。各プロセス間でロール状の基体を受け渡す方式としてもよいし、全ての工程を一貫して行ってもよい。また、製造プロセスを部分的にロール・ツー・ロール方式で行ってもよい。また、減圧プロセス、常圧プロセスなども、適宜実施者が決定できる。
【０１８９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１９０】
１０１ 積層体
１１０ 光電変換素子群
１２０ 電極
１３０ 光電変換層
１４０ 電極
１４２ 電極
１６０ 構造体
１６２ 繊維体
１６４ 有機樹脂
１６７ 無機絶縁層
１７０ 構造体
１７２ 繊維体
１７４ 有機樹脂
１７７ 無機絶縁層
１８０ 出力端子
１９１ 保護層
１９２ 保護層
３１０ 光電変換素子群
３６０ 構造体
３７０ 構造体
３９１ 保護層
３９２ 保護層
１０３ａ 光電変換装置
１０３ｂ 光電変換装置
１０３ｃ 光電変換装置
１０３ｄ 光電変換装置
１０３ｅ 光電変換装置
１０３ｆ 光電変換装置
１２０ａ 電極
１２０ｂ 電極
１２０ｃ 電極
１２０ｄ 電極
１３０ａ 光電変換層
１３０ｂ 光電変換層
１３０ｃ 光電変換層
１３０ｄ 光電変換層
１３８ａ 絶縁層
１３８ｂ 絶縁層
１３８ｃ 絶縁層
１３８ｄ 絶縁層
１４０ａ 電極
１４０ｂ 電極
１４０ｃ 電極
１４０ｄ 電極
１５０ａ 光電変換素子
１５０ｂ 光電変換素子
１５０ｃ 光電変換素子
１５０ｄ 光電変換素子
１６９ａ 凹部
１６９ｂ 凹部
１８０ａ 出力端子
１８０ｂ 出力端子
１８２ａ 配線
１８２ｂ 配線
１８４ａ 端子
１８４ｂ 端子
１９５ａ 導電層
１９５ｂ 導電層
１９５ｃ 導電層
１９５ｄ 導電層
１９７ａ 電極層
１９７ｂ 電極層
２０１０ ロール
２０１２ 補助ロール
２０１３ 補助ロール
２０２０ 封止用ロール
２０１４ ロール
２０１６ ロール
２０２２ ロール
２０６０ 封止層
２０７０ 封止層
２０８０ 光電変換装置
２１００ 処理室
２２００ 処理室
２３００ 処理室
２４００ 処理室
２５００ 処理室
２６００ 処理室
２７００ 処理室
２８００ 処理室
３９５ａ 導電層
３９５ｂ 導電層
２２００ｉ チャンバー
２２００ｎ チャンバー
２２００ｐ チャンバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して設けられた第１の封止層および第２の封止層と、
前記対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群と、
を備え、
前記第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体を有し、
前記第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体を有し、
前記光電変換素子群の周囲において、前記対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層とが直接接着する領域を有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
互いに対向して設けられた第１の封止層および第２の封止層と、
前記対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群と、
を備え、
前記第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体および前記第１の構造体の前記第２の封止層と接する逆側の面に、前記第１の構造体より弾性率が低い第１の保護層を有し、
前記第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体および前記第２の構造体の前記第１の封止層と接する逆側の面に、前記第２の構造体より弾性率が低い第２の保護層を有し、
前記光電変換素子群の周囲において、前記対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層とが直接接着する領域を有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
請求項２において、前記第１の保護層および前記第２の保護層は、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂のいずれか一を有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記第１の封止層の表面および前記第２の封止層の表面の少なくとも一方に導電層を設けることを特徴とする光電変換装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、前記光電変換素子群と前記第１の構造体との間、および、前記光電変換素子群と前記第２の構造体との間の少なくとも一方に無機絶縁層を設ける
ことを特徴とする光電変換装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、前記第１の封止層と前記第２の封止層は、前記光電変換素子群に対して層構造が対称であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記第１の有機樹脂および前記第２の有機樹脂は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする光電変換装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記第１の繊維体および前記第２繊維体は、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、前記光電変換素子群は、電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項１】
互いに対向して設けられた第１の封止層および第２の封止層と、
前記対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群と、
を備え、
前記第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体を有し、
前記第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体を有し、
前記光電変換素子群の周囲において、前記対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層とが直接接着する領域を有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
互いに対向して設けられた第１の封止層および第２の封止層と、
前記対向する第１の封止層と第２の封止層との間に挟持して設けられた光電変換素子群と、
を備え、
前記第１の封止層は、第１の繊維体に第１の有機樹脂が含浸された第１の構造体および前記第１の構造体の前記第２の封止層と接する逆側の面に、前記第１の構造体より弾性率が低い第１の保護層を有し、
前記第２の封止層は、第２の繊維体に第２の有機樹脂が含浸された第２の構造体および前記第２の構造体の前記第１の封止層と接する逆側の面に、前記第２の構造体より弾性率が低い第２の保護層を有し、
前記光電変換素子群の周囲において、前記対向して設けられた第１の封止層と第２の封止層とが直接接着する領域を有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
請求項２において、前記第１の保護層および前記第２の保護層は、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂のいずれか一を有することを特徴とする光電変換装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記第１の封止層の表面および前記第２の封止層の表面の少なくとも一方に導電層を設けることを特徴とする光電変換装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、前記光電変換素子群と前記第１の構造体との間、および、前記光電変換素子群と前記第２の構造体との間の少なくとも一方に無機絶縁層を設ける
ことを特徴とする光電変換装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、前記第１の封止層と前記第２の封止層は、前記光電変換素子群に対して層構造が対称であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記第１の有機樹脂および前記第２の有機樹脂は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする光電変換装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記第１の繊維体および前記第２繊維体は、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ガラス繊維、または炭素繊維であることを特徴とする光電変換装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、前記光電変換素子群は、電気的に直列に接続された複数の光電変換素子を有することを特徴とする光電変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−４１０４０（Ｐ２０１０−４１０４０Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５５６１７（Ｐ２００９−１５５６１７）
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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