基板とその位置決め方法、光電変換素子とその製造方法及び製造装置、及び太陽電池
【課題】基板に位置決め用のマーカを簡易に形成することができ、基板の位置決めを高精度に実施する。基板に対して最終的に使用されない耳端部を設ける必要なく、基板に位置決め用のマーカを形成する。
【解決手段】本発明の基板は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する。特定波長域の光が、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線であることが好ましい。位置決め用のマーカが基板の裏面に形成されていることが好ましい。
【解決手段】本発明の基板は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する。特定波長域の光が、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線であることが好ましい。位置決め用のマーカが基板の裏面に形成されていることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子用等として好適な基板とその位置決め方法、光電変換素子とその製造方法及び製造装置、及び光電変換素子を用いた太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下部電極（裏面電極）と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有する光電変換素子が、太陽電池等の用途に使用されている。
従来、太陽電池においては、バルクの単結晶Ｓｉ又は多結晶Ｓｉ、あるいは薄膜のアモルファスＳｉを用いたＳｉ系太陽電池が主流であったが、Ｓｉに依存しない化合物半導体系太陽電池の研究開発がなされている。化合物半導体系太陽電池としては、ＧａＡｓ系等のバルク系と、Iｂ族元素とIIIｂ族元素とVIｂ族元素とからなるＣＩＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ）系あるいはＣＩＧＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ）系等の薄膜系とが知られている。ＣＩＳ系あるいはＣＩＧＳ系は、光吸収率が高く、高エネルギー変換効率が報告されている。
【０００３】
薄膜系光電変換素子等の各種電子デバイスの分野においては、可撓性基板上に各種機能膜を成膜及び加工して、デバイス全体を薄板状に加工する技術の開発が進められている。かかるプロセスでは、原材料使用量を低減でき、製造工程を連続工程（Roll to Roll工程）とすることができるので、製造コストを低減することができる。光電変換素子用の可撓性基板としては、金属基材の表面に絶縁膜を形成した基板等が挙げられる。
【０００４】
従来より、高効率化及び低コスト化等を目的として、集積デバイスをモノリシックに作製することが行なわれている。その際、鍵となる技術の一つが、薄膜に開溝部を設けて多数のセルに分割する技術である。多数のセルに分割するための上記開溝部を形成する際には、基板の位置を高精度に検出する必要がある。
【０００５】
特許文献１，２には、基板に位置決め用のマーカを設けて、基板の位置検出を行うことが記載されている。特許文献１の請求項３には、基板に形成されたマーカを基準としてパターニングの位置決めを行うことが開示されており、段落００２８にマーカとして基板に開けた直径１．５ｍｍの孔が挙げられている。特許文献２の請求項１０には最終的に光電変換素子に使用されない基板の耳端部を裁断除去する際に、基板に形成されたマーカを検出して裁断位置信号を得ることが記載されており、図２（Ａ）にマーカ（１ｍ）として孔が図示されている。これら文献に示されているように、従来、基板の位置決め用のマーカとしては孔が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2003-110224号公報
【特許文献２】特開2000-183387号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載された孔からなるマーカでは、基板にマーカを形成する加工が大掛かりであり、基板の削りカスが生じるため、削りカスの洗浄工程が必須となる。また、基板に対して最終的に光電変換素子に使用されない耳端部を設けてマーカを形成する必要があり、基板の全面を有効に活用することができない。
【０００８】
半導体デバイスでは、Ｓｉウエハに元々利用できない耳端部があるので、耳端部にマーカを設けても基板の有効利用面積に変わりはないが、光電変換素子では、耳端部をなくすことができれば、基板の有効利用面積が大きくなり、耳端部の裁断除去工程も不要となるので、好ましい。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、基板に位置決め用のマーカを簡易に形成することができ、基板の位置決めを高精度に実施できる基板とその位置決め方法を提供することを目的とするものである。
本発明はまた、基板に対して最終的に使用されない耳端部を設ける必要なく、基板に位置決め用のマーカを形成することができる基板とその位置決め方法を提供することを目的とするものである。
本発明はまた、上記基板を用いた光電変換素子とその製造方法及び製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の基板は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の光電変換素子は、
基板上に下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有し、かつ該積層構造が複数の開溝部によって複数のセルに分割された光電変換素子において、
前記基板は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の太陽電池は、上記の本発明の光電変換素子を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の基板の位置決め方法は、
特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する基板を用い、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射し、前記位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、前記基板の位置決めを行うことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の光電変換素子の製造方法は、
基板上に下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有し、かつ該積層構造が複数の開溝部によって複数のセルに分割された光電変換素子の製造方法において、
前記基板として、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する基板を用い、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射し、前記位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、前記基板の位置決めを行う工程を有することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の光電変換素子の製造方法において、
前記基板の位置決めを行う工程を実施した後に、得られた前記基板の位置データに基づいて、前記複数の開溝部を形成する工程を有することが好ましい。
【００１６】
本発明の光電変換素子の製造装置は、上記の本発明の光電変換素子を製造する製造装置であって、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射する光照射手段と、
前記位置決め用のマーカからの反射光を検出する検出手段とを備えたことを特徴とするものである。
本発明の光電変換素子の製造装置はさらに、前記複数の開溝部を形成するスクライブ加工手段を備えたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板に位置決め用のマーカを簡易に形成することができ、基板の位置決めを高精度に実施できる基板とその位置決め方法を提供することができる。
本発明によれば、基板に対して最終的に使用されない耳端部を設ける必要なく、基板に位置決め用のマーカを形成することができる基板とその位置決め方法を提供することができる。
本発明によれば、上記基板を用いた光電変換素子とその製造方法及び製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明に係る一実施形態の光電変換素子の短手方向の模式断面図
【図１Ｂ】本発明に係る一実施形態の光電変換素子の長手方向の模式断面図
【図２】陽極酸化基板の構成を示す模式断面図
【図３】陽極酸化基板の製造方法を示す斜視図
【図４】陽極酸化基板の裏面を示す平面図
【図５】I−III−VI化合物半導体における格子定数とバンドギャップとの関係を示す図
【図６】本発明に係る一実施形態の製造装置（スクライブ加工装置）の概略斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
「基板」
本発明の基板は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有することを特徴とするものである。
光吸収剤による光吸収率、光反射剤による光反射率は特に制限なく、位置検出が可能なレベルであればよい。
【００２０】
前記特定波長域の光は特に制限されず、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線であることが好ましい。
【００２１】
本明細書において、「近赤外線」は７００〜２５００ｎｍの波長域内の光、「赤外線」は７００〜１０００μｍの波長域内の光、「近紫外線」は２９０〜３８０ｎｍの波長域内の光、「紫外線」は１００〜３８０ｎｍの波長域内の光であると定義する。
【００２２】
光吸収剤又は光反射剤の形態は特に制限されず、基板に塗布可能な染料、顔料、あるいはこれらを含むインク等が好ましい。かかる材形であれば、基板上にインクジェット法等により光吸収剤又は光反射剤を所望のパターンで塗布印刷し、その後、必要に応じて加熱等により乾燥することで、位置決め用マーカを簡易に形成できる。
【００２３】
検出光の光源としては特に制限されない。近赤外線又は赤外線を吸収又は反射するマーカの場合、７５０〜８５０ｎｍの近赤外線を発光する近赤外ＬＥＤ等が使用できる。近紫外線又は紫外線を吸収又は反射するマーカの場合、ブラックライト等が使用できる。
【００２４】
近赤外線又は赤外線を吸収する光吸収剤としては、特開2008-284817号公報段落[0029]〜[0041]に記載の波長７６０〜１２００ｎｍに吸収極大を有する染料又は顔料が挙げられる。
近赤外線又は赤外線を吸収する染料としては、市販の染料及び例えば「染料便覧」（有機合成化学協会編集、昭和４５年刊）等の文献に記載されている公知のものが利用できる。具体的には、アゾ染料、金属錯塩アゾ染料、ピラゾロンアゾ染料、ナフトキノン染料、アントラキノン染料、フタロシアニン染料、カルボニウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、シアニン染料、スクワリリウム色素、ピリリウム塩、金属チオレート錯体等の染料が挙げられる。
【００２５】
好ましい染料としては、例えば、特開昭５８−１２５２４６号、特開昭５９−８４３５６号、特開昭６０−７８７８７号等の公報に記載されているシアニン染料、特開昭５８−１７３６９６号、特開昭５８−１８１６９０号、特開昭５８−１９４５９５号等の公報に記載されているメチン染料、特開昭５８−１１２７９３号、特開昭５８−２２４７９３号、特開昭５９−４８１８７号、特開昭５９−７３９９６号、特開昭６０−５２９４０号、特開昭６０−６３７４４号等の公報に記載されているナフトキノン染料、特開昭５８−１１２７９２号公報等に記載されているスクワリリウム色素、英国特許第４３４，８７５号明細書記載のシアニン染料等を挙げることができる。
【００２６】
米国特許第５，１５６，９３８号明細書記載の近赤外吸収増感剤も好適に用いられ、また、米国特許第３，８８１，９２４号明細書記載の置換されたアリールベンゾ（チオ）ピリリウム塩、特開昭５７−１４２６４５号公報（米国特許第４，３２７，１６９号明細書）記載のトリメチンチアピリリウム塩、特開昭５８−１８１０５１号、同５８−２２０１４３号、同５９−４１３６３号、同５９−８４２４８号、同５９−８４２４９号、同５９−１４６０６３号、同５９−１４６０６１号の各公報に記載されているピリリウム系化合物、特開昭５９−２１６１４６号公報記載のシアニン色素、米国特許第４，２８３，４７５号明細書に記載のペンタメチンチオピリリウム塩等や特公平５−１３５１４号、同５−１９７０２号の各公報に開示されているピリリウム化合物も好ましく用いられる。また、染料として好ましい別の例として米国特許第４，７５６，９９３号明細書中に式（Ｉ）及び（II）として記載されている近赤外吸収染料を挙げることができる。
【００２７】
赤外線吸収色素の好ましい他の例としては、特開２００２−２７８０５７号公報に記載の特定インドレニンシアニン色素が挙げられる。これらの染料のうち中でも好ましいものとしては、シアニン色素、スクワリリウム色素、ピリリウム塩、ニッケルチオレート錯体、インドレニンシアニン色素が挙げられる。
【００２８】
近赤外線又は赤外線を吸収する顔料としては、市販の顔料及びカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）便覧、「最新顔料便覧」（日本顔料技術協会編、１９７７年刊）、「最新顔料応用技術」（ＣＭＣ出版、１９８６年刊）、「印刷インキ技術」ＣＭＣ出版、１９８４年刊）に記載されている顔料が利用できる。
【００２９】
顔料の種類としては、黒色顔料、黄色顔料、オレンジ色顔料、褐色顔料、赤色顔料、紫色顔料、青色顔料、緑色顔料、蛍光顔料、金属粉顔料、その他、ポリマー結合色素が挙げられる。具体的には、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン及びペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、染付けレーキ顔料、アジン顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、天然顔料、蛍光顔料、無機顔料、カーボンブラック等が使用できる。
【００３０】
近赤外線又は赤外線を吸収するインクとしては、富士フイルム（株）製「赤外線吸収インクＰｒｏ-ＪＥＴ」等が挙げられる。
【００３１】
近紫外線又は紫外線を吸収する光吸収剤としては、特開2008-195830号公報段落[0028]〜[0034]に記載のものが挙げられる。
【００３２】
近紫外線又は紫外線を吸収する光吸収剤としては、ベンゾトアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸系、シアノアクリレート系、及び環状イミノエステル系等が挙げられる。
【００３３】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−ブチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）−５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−アミルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−（メタクリロイルオキシメチル）フェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−（メタクリロイルオキシプロピル）フェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−（メタクリロイルオキシエチル）フェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−ブチル−３’−（メタクリロイルオキシエチル）フェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−（メタクリロイルオキシエチル）フェニル）−５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
さらに、アデカスタブＬＡ−３１（商品名：旭電化社製）等のように、紫外線吸収骨格がメチレン等を介して２量化した分子量の大きい化合物もまた好ましく用いられる。
【００３４】
環状イミノエステル系紫外線吸収剤としては、例えば以下のものを挙げることができる。２，２’−（１，４−フェニレン）ビス（４Ｈ−３，１−ベンズオキサジノン−４−オン）、２−メチル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ブチル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−フェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−（１−又は２−ナフチル）−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−（４−ビフェニル）−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｐ−ニトロフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｍ−ニトロフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｐ−ベンゾイルフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｐ−メトキシフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｏ−メトキシフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−シクロヘキシル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｐ−（又はｍ−）フタルイミドフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２，２’−（１，４−フェニレン）ビス（４Ｈ−３，１−ベンズオキサジノン−４−オン）、２、２’−ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−エチレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−テトラメチレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−デカメチレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−ｐ−フェニレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−ｍ−フェニレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（４，４’−ジフェニレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（２，６−又は１，５−ナフタレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（２−メチル−ｐ−フェニレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（２−ニトロ−ｐ−フェニレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（２−クロロ−ｐ−フェニレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（１，４−シクロヘキシレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４オン）。
【００３５】
１，３，５−トリ（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン−２−イル）ベンゼン、１，３，５−トリ（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン−２−イル）ナフタレン、および２，４，６−トリ（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン−２−イル）ナフタレン。
【００３６】
２，８−ジメチル−４Ｈ，６Ｈ−ベンゾ（１，２−ｄ；５，４−ｄ’）ビス−（１，３）−オキサジン−４，６−ジオン、２，７−ジメチル−４Ｈ，９Ｈ−ベンゾ（１，２−ｄ；５，４−ｄ’）ビス−（１，３）−オキサジン−４，９−ジオン、２，８−ジフェニル−４Ｈ，８Ｈ−ベンゾ（１，２−ｄ；５，４−ｄ’）ビス−（１，３）−オキサジン−４，６−ジオン、２，７−ジフェニル−４Ｈ，９Ｈ−ベンゾ（１，２−ｄ；５，４−ｄ’）ビス−（１，３）−オキサジン−４，６−ジオン、６，６’−ビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−ビス（２−エチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−ビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−メチレンビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−メチレンビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６ ’−エチレンビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−エチレンビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−ブチレンビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−ブチレンビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−オキシビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−オキシビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−スルホニルビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−スルホニルビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−カルボニルビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−カルボニルビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’ −メチレンビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’−メチレンビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’−ビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’−エチレンビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７ ’−オキシビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’−スルホニルビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’−カルボニルビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，７’−ビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）。
【００３７】
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４，４’ −ジメトキシベンゾフェノン、２，−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルホベンゾフェノン等を挙げることができる。
【００３８】
サリチル酸系紫外線吸収剤としては、フェニルサリチレート、ｐ−ｔ−ブチルフェニルサリチレート、ｐ−ｎ−オクチルフェニルサリチレート等を挙げることができる。
【００３９】
シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば２−エチルへキシルー２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート等を挙げることが可能である。
【００４０】
紫外線を吸収する光吸収剤としては、不可視インクと呼ばれ、可視光では視認できないが紫外線照射により視認可能となるインクが使用できる。不可視インクとしては、（株）ユニオンコーポレーション製「インビジブルインク＃214、＃6330」（紫外線照射により青く視認できる。）等が挙げられる。
【００４１】
本発明の基板の組成は特に制限されない。本発明は、下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有する光電変換素子等に好ましく適用できる。
【００４２】
光電変換素子用の基板としては、ソーダライムガラス基板等のガラス基板、表面に絶縁膜が成膜されたＡｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、及びステンレス等の金属基板、Ａｌを主成分とする金属基材の少なくとも一方の面側に陽極酸化膜を有する陽極酸化基板、及びポリイミド等の樹脂基板等が挙げられる。
【００４３】
連続搬送系（Roll to Roll工程）により高速で製造が可能であること、薄型軽量化が可能なことから、陽極酸化基板、表面に絶縁膜が成膜された金属基板、及び樹脂基板等の可撓性基板を用いることが好ましい。
【００４４】
ポリイミド等の樹脂基板を用いる場合には、樹脂の耐熱温度以下で光電変換層の成膜を行う必要があり、４００℃程度のプロセスが限界である。この温度では高特性の光電変換層を成膜することは難しいため、エネルギーアシスト層を設けるなどの工夫を要する。
【００４５】
熱応力による基板の反り等を抑制するためには基板とその上に形成される各層との間の熱膨張係数差が小さいことが好ましい。光電変換層及び下部電極（裏面電極）との熱膨張係数差、コスト、及び太陽電池に要求される特性等の観点から、また、大面積基板を用いる場合も、その表面全体にピンホールなく簡易に絶縁膜を形成することができことから、Ａｌを主成分とする金属基材の少なくとも一方の面側に陽極酸化膜を有する陽極酸化基板が特に好ましい。
【００４６】
本明細書において、「金属基材の主成分」は、含量９８質量％以上の成分であると定義する。金属基材は、微量元素を含んでいてもよい純Ａｌ基材でもよいし、Ａｌと他の金属元素との合金基材でもよい。
本明細書において、基板上に形成される電極、光電変換半導体層、及び必要に応じて設けられる他の任意の層の「主成分」は、含量９０質量％以上の成分であると定義する。
【００４７】
本発明の基板では、位置決め用のマーカに対して位置決め用のマーカが選択的に吸収／又は反射する特定波長域内の検出光を照射し、位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、基板の位置決めを行うことができる。
【００４８】
すなわち、本発明の基板の位置決め方法は、
特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する基板を用い、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射し、前記位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、前記基板の位置決めを行うことを特徴とするものである。
【００４９】
本発明では光吸収剤又は光反射剤を用いてマーカを形成し、マーカを形成するために孔を空けない。したがって、基板に位置決め用のマーカを簡易に形成することができ、基板に孔を設けることで生じる削りカスの洗浄工程が不要である。
【００５０】
本発明では特定波長域の光を用いて光検出によりマーカを検出することができるので、基板の位置決めを高精度に実施することができる。特に、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線を選択的に吸収又は反射するマーカを用いることで、外光の影響をなくして、基板の位置検出を高感度に実施することができる。
【００５１】
本発明では孔を設けないので、基板の裏面にマーカを形成することができる。したがって、マーカを形成するために基板に対して最終的に使用されない耳端部を設ける必要がない。したがって、本発明によれば、基板の全面を有効に活用することが可能となり、耳端部の裁断除去工程も不要となる。
【００５２】
「光電変換素子」
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の光電変換素子の構造について説明する。図１Ａは光電変換素子の短手方向の模式断面図、図１Ｂは光電変換素子の長手方向の模式断面図、図２は陽極酸化基板の構成を示す模式断面図、図３は陽極酸化基板の製造方法を示す斜視図、図４は基板の裏面を示す平面図である。視認しやすくするため、図中、各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００５３】
光電変換素子１は、陽極酸化基板１０上に、下部電極（裏面電極）２０と光電変換半導体層３０とバッファ層４０と上部電極５０とが順次積層された素子である。以降、光電変換半導体層は「光電変換層」と略記する。
【００５４】
光電変換素子１には、短手方向断面視において、下部電極２０のみを貫通する第１の開溝部６１、光電変換層３０とバッファ層４０とを貫通する第２の開溝部６２、及び上部電極５０のみを貫通する第３の開溝部６３が形成されており、長手方向断面視において、光電変換層３０とバッファ層４０と上部電極５０とを貫通する第４の開溝部６４が形成されている。
【００５５】
上記構成では、第１〜第４の開溝部６１〜６４によって素子が多数のセルＣに分離された構造が得られる。また、第２の開溝部６２内に上部電極５０が充填されることで、あるセルＣの上部電極５０が隣接するセルＣの下部電極２０に直列接続した構造が得られる。
【００５６】
（陽極酸化基板）
本実施形態において、陽極酸化基板１０はＡｌを主成分とする金属基材１１の少なくとも一方の面側を陽極酸化して得られた基板である。陽極酸化基板１０は、図２の左図に示すように、金属基材１１の両面側に陽極酸化膜１２が形成されたものでもよいし、図２の右図に示すように、金属基材１１の片面側に陽極酸化膜１２が形成されたものでもよい。陽極酸化膜１２はＡｌ２Ｏ３を主成分とする膜である。
【００５７】
デバイスの製造過程において、ＡｌとＡｌ２Ｏ３との熱膨張係数差に起因した基板の反り、及びこれによる膜剥がれ等を抑制するには、図２の左図に示すように金属基材１１の両面側に陽極酸化膜１２が形成されたものが好ましい。両面の陽極酸化方法としては、片面に絶縁材料を塗布して片面ずつ両面を陽極酸化する方法、及び両面を同時に陽極酸化する方法が挙げられる。
【００５８】
陽極酸化基板１０の両面側に陽極酸化膜１２を形成する場合、基板両面の熱応力のバランスを考慮して、２つの陽極酸化膜１２の膜厚がほぼ等しくする、若しくは光電変換層等が形成されない面側の陽極酸化膜１２を他方の陽極酸化膜１２よりもやや厚めとすることが好ましい。
【００５９】
金属基材１１としては、日本工業規格（ＪＩＳ）の１０００系純Ａｌでもよいし、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｚｒ系合金、Ａｌ−Ｓｉ系合金、及びＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金等のＡｌと他の金属元素との合金でもよい（「アルミニウムハンドブック第４版」（１９９０年、軽金属協会発行）を参照）。金属基材１１には、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｎｉ、及びＴｉ等の各種微量金属元素が含まれていてもよい。
【００６０】
陽極酸化は、必要に応じて洗浄処理・研磨平滑化処理等が施された金属基材１１を陽極とし陰極と共に電解質に浸漬させ、陽極陰極間に電圧を印加することで実施できる。陰極としてはカーボンやアルミニウム等が使用される。電解質としては制限されず、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、及びアミドスルホン酸等の酸を、１種又は２種以上含む酸性電解液が好ましく用いられる。
【００６１】
陽極酸化条件は使用する電解質の種類にもより特に制限されない。条件としては例えば、電解質濃度１〜８０質量％、液温５〜７０℃、電流密度０．００５〜０．６０Ａ／ｃｍ２、電圧１〜２００Ｖ、電解時間３〜５００分の範囲にあれば適当である。
【００６２】
電解質としては、硫酸、リン酸、シュウ酸、若しくはこれらの混合液が好ましい。かかる電解質を用いる場合、電解質濃度４〜３０質量％、液温１０〜３０℃、電流密度０．０５〜０．３０Ａ／ｃｍ２、及び電圧３０〜１５０Ｖが好ましい。
【００６３】
図３に示すように、Ａｌを主成分とする金属基材１１を陽極酸化すると、表面１１ｓから該面に対して略垂直方向に酸化反応が進行し、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする陽極酸化膜１２が生成される。陽極酸化により生成される陽極酸化膜１２は、多数の平面視略正六角形状の微細柱状体１２ａが隙間なく配列した構造を有するものとなる。各微細柱状体１２ａの略中心部には、表面１１ｓから深さ方向に略ストレートに延びる微細孔１２ｂが開孔され、各微細柱状体１２ａの底面は丸みを帯びた形状となる。通常、微細柱状体１２ａの底部には微細孔１２ｂのないバリア層（通常、厚み０．０１〜０．４μｍ）が形成される。陽極酸化条件を工夫すれば、微細孔１２ｂのない陽極酸化膜１２を形成することもできる。
【００６４】
陽極酸化膜１２の微細孔１２ｂの径は特に制限されない。表面平滑性及び絶縁特性の観点から、微細孔１２ｂの径は好ましくは２００ｎｍ以下であり、より好ましくは１００ｎｍ以下である。微細孔１２ｂの径は１０ｎｍ程度まで小さくすることが可能である。
【００６５】
陽極酸化膜１２の微細孔１２ｂの開孔密度は特に制限されない。絶縁特性の観点から、微細孔１２ｂの開孔密度は好ましくは１００〜１００００個／μｍ２であり、より好ましくは１００〜５０００個／μｍ２であり、特に好ましくは１００〜１０００個／μｍ２である。
【００６６】
陽極酸化膜１２の表面粗さＲａは特に制限されない。上層の光電変換層３０を均一に形成する観点から、陽極酸化膜１２の表面平滑性は高い方が好ましい。表面粗さＲａは好ましくは０．３μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下である。
【００６７】
金属基材１１及び陽極酸化膜１２の厚みは特に制限されない。陽極酸化基板１０の機械的強度及び薄型軽量化等を考慮すれば、陽極酸化前の金属基材１１の厚みは例えば０．０５〜０．６ｍｍが好ましく、０．１〜０．３ｍｍがより好ましい。基板の絶縁性、機械的強度、及び薄型軽量化を考慮すれば、陽極酸化膜１２の厚みは例えば０．１〜１００μｍが好ましい。
【００６８】
陽極酸化膜１２の微細孔１２ｂには、必要に応じて公知の封孔処理を施してもよい。封孔処理により、耐電圧及び絶縁特性を向上させることが可能である。また、アルカリ金属イオンを含む材料を用いて封孔を行うと、ＣＩＧＳ等からなる光電変換層３０のアニール時にアルカリ金属、好ましくはＮａが光電変換層３０に拡散し、そのことにより光電変換層３０の結晶性が向上し、光電変換効率が向上する場合がある。
【００６９】
本実施形態において、陽極酸化基板１０は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカ１３を有する本発明の基板である。
【００７０】
具体的には、図４に示すように、陽極酸化基板１０の裏面１０Ｂには、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカ１３が形成されている。本実施形態において、位置決め用のマーカ１３は光電変換素子１に必要な層（電極及び光電変換層等）が形成されない基板１０の裏面１０Ｂに形成されているので、その形成位置は制限されず、任意である。
【００７１】
位置決め用のマーカ１３の形状及び大きさは光検出ができれば特に制限なく、「×」の場合について図示してある。マーカ１３の形状は、ライン状、ドット状、及び点線状等でもよい。
【００７２】
本実施形態では、位置決め用のマーカ１３に対して位置決め用のマーカ１３が選択的に吸収／又は反射する特定波長域内の検出光を照射し、位置決め用のマーカ１３からの反射光を検出することで、基板１０の位置決めを行うことができる。
【００７３】
（光電変換層）
光電変換層３０は光吸収により電流を発生する層である。その主成分は特に制限されず、少なくとも１種のカルコパイライト構造の化合物半導体であることが好ましい。光電変換層３０の主成分は、Iｂ族元素とIIIｂ族元素とVIｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であることが好ましい。
【００７４】
光吸収率が高く、高い光電変換効率が得られることから、
光電変換層３０の主成分は、
Ｃｕ及びＡｇからなる群より選択された少なくとも１種のIｂ族元素と、
Ａｌ，Ｇａ及びＩｎからなる群より選択された少なくとも１種のIIIｂ族元素と、
Ｓ，Ｓｅ，及びＴｅからなる群から選択された少なくとも１種のVIｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であることが好ましい。
【００７５】
上記化合物半導体としては、
ＣｕＡｌＳ２，ＣｕＧａＳ２，ＣｕＩｎＳ２，
ＣｕＡｌＳｅ２，ＣｕＧａＳｅ２，ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ），
ＡｇＡｌＳ２，ＡｇＧａＳ２，ＡｇＩｎＳ２，
ＡｇＡｌＳｅ２，ＡｇＧａＳｅ２，ＡｇＩｎＳｅ２，
ＡｇＡｌＴｅ２，ＡｇＧａＴｅ２，ＡｇＩｎＴｅ２，
Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ），Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＡｌｘ）Ｓｅ２，Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ，Ｓｅ）２，
Ａｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２，及びＡｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ，Ｓｅ）２等が挙げられる。
【００７６】
光電変換層３０は、ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ）、及び／又はこれにＧａを固溶したＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ）を含むことが特に好ましい。ＣＩＳ及びＣＩＧＳはカルコパイライト結晶構造を有する半導体であり、光吸収率が高く、高エネルギー変換効率が報告されている。また、光照射等による効率の劣化が少なく、耐久性に優れている。
【００７７】
光電変換層３０には、所望の半導体導電型を得るための不純物が含まれる。不純物は隣接する層からの拡散、及び／又は積極的なドープによって、光電変換層３０中に含有させることができる。
【００７８】
光電変換層３０中において、I−III−VI族半導体の構成元素及び／又は不純物には濃度分布があってもよく、ｎ型，ｐ型，及びｉ型等の半導体性の異なる複数の層領域が含まれていても構わない。例えば、ＣＩＧＳ系においては、光電変換層３０中のＧａ量に厚み方向の分布を持たせると、バンドギャップの幅／キャリアの移動度等を制御でき、光電変換効率を高く設計することができる。
【００７９】
光電変換層３０は、I−III−VI族半導体以外の１種又は２種以上の半導体を含んでいてもよい。I−III−VI族半導体以外の半導体としては、Ｓｉ等のIVｂ族元素からなる半導体（IV族半導体）、ＧａＡｓ等のIIIｂ族元素及びＶｂ族元素からなる半導体（III−Ｖ族半導体）、及びＣｄＴｅ等のIIｂ族元素及びVIｂ族元素からなる半導体（II−VI族半導体）等が挙げられる。
【００８０】
光電変換層３０には、特性に支障のない限りにおいて、半導体、所望の導電型とするための不純物以外の任意成分が含まれていても構わない。
【００８１】
ＣＩＧＳ層の成膜方法としては、１）多源同時蒸着法、２）セレン化法、３）スパッタ法、４）ハイブリッドスパッタ法、及び５）メカノケミカルプロセス法等が知られている。
【００８２】
１）多源同時蒸着法としては、
３段階法（J.R.Tuttle et.al,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.,Vol.426(1996)p.143.等）と、
ＥＣグループの同時蒸着法（L.Stolt et al.：Proc.13th ECPVSEC(1995,Nice)1451.等）とが知られている。
前者の３段階法は、高真空中で最初にＩｎ、Ｇａ、及びＳｅを基板温度３００℃で同時蒸着し、次に５００〜５６０℃に昇温してＣｕ及びＳｅを同時蒸着後、Ｉｎ、Ｇａ、及びＳｅをさらに同時蒸着する方法である。後者のＥＣグループの同時蒸着法は、蒸着初期にＣｕ過剰ＣＩＧＳ、後半でＩｎ過剰ＣＩＧＳを蒸着する方法である。
【００８３】
ＣＩＧＳ膜の結晶性を向上させるため、上記方法に改良を加えた方法として、
ａ）イオン化したＧａを使用する方法（H.Miyazaki, et.al, phys.stat.sol.(a),Vol.203（2006）p.2603.等）、
ｂ）クラッキングしたＳｅを使用する方法（第６８回応用物理学会学術講演会 講演予稿集（２００７秋 北海道工業大学）７Ｐ−Ｌ−６等）、
ｃ）ラジカル化したＳｅを用いる方法（第５４回応用物理学会学術講演会 講演予稿集（２００７春 青山学院大学）２９Ｐ−ＺＷ−１０等）、
ｄ）光励起プロセスを利用した方法（第５４回応用物理学会学術講演会 講演予稿集（２００７春 青山学院大学）２９Ｐ−ＺＷ−１４等）等が知られている。
【００８４】
２）セレン化法は２段階法とも呼ばれ、最初にＣｕ層／Ｉｎ層あるいは（Ｃｕ−Ｇａ）層／Ｉｎ層等の積層膜の金属プレカーサをスパッタ法、蒸着法、あるいは電着法などで成膜し、これをセレン蒸気またはセレン化水素中で４５０〜５５０℃程度に加熱することにより、熱拡散反応によってＣｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２等のセレン化合物を生成する方法である。この方法を気相セレン化法と呼ぶ。このほか、金属プリカーサ膜の上に固相セレンを堆積し、この固相セレンをセレン源とした固相拡散反応によりセレン化させる固相セレン化法がある。
【００８５】
セレン化法においては、セレン化の際に生ずる急激な体積膨張を回避するために、金属プリカーサ膜に予めセレンをある割合で混合しておく方法（T.Nakada et.al,, Solar Energy Materials and Solar Cells 35(1994)204-214.等）、及び金属薄層間にセレンを挟み（例えばＣｕ層／Ｉｎ層／Ｓｅ層…Ｃｕ層／Ｉｎ層／Ｓｅ層と積層する）多層化プリカーサ膜を形成する方法（T.Nakada et.al,, Proc. of 10th European Photovoltaic Solar Energy Conference(1991)887-890. 等）が知られている。
【００８６】
また、グレーデッドバンドギャップＣＩＧＳ膜の成膜方法として、最初にＣｕ−Ｇａ合金膜を堆積し、その上にＩｎ膜を堆積し、これをセレン化する際に、自然熱拡散を利用してＧａ濃度を膜厚方向で傾斜させる方法がある（K.Kushiya et.al, Tech.Digest 9th Photovoltaic Science and Engineering Conf. Miyazaki, 1996(Intn.PVSEC-9，Tokyo，1996)p.149.等）。
【００８７】
３）スパッタ法としては、
ＣｕＩｎＳｅ２多結晶をターゲットとした方法、
Ｃｕ２ＳｅとＩｎ２Ｓｅ３をターゲットとし、スパッタガスにＨ２Ｓｅ／Ａｒ混合ガスを用いる２源スパッタ法（J.H.Ermer,et.al, Proc.18th IEEE Photovoltaic Specialists Conf.(1985)1655-1658.等）、
Ｃｕターゲットと、Ｉｎターゲットと、ＳｅまたはＣｕＳｅターゲットとをＡｒガス中でスパッタする３源スパッタ法（T.Nakada,et.al, Jpn.J.Appl.Phys.32(1993)L1169-L1172.等）が知られている。
【００８８】
４）ハイブリッドスパッタ法としては、前述のスパッタ法において、ＣｕとＩｎ金属は直流スパッタで、Ｓｅのみは蒸着とするハイブリッドスパッタ法（T.Nakada,et.al., Jpn.Appl.Phys.34(1995)4715-4721.等）が知られている。
【００８９】
５）メカノケミカルプロセス法は、ＣＩＧＳの組成に応じた原料を遊星ボールミルの容器に入れ、機械的なエネルギーによって原料を混合してＣＩＧＳ粉末を得、その後、スクリーン印刷によって基板上に塗布し、アニールを施して、ＣＩＧＳの膜を得る方法である（T.Wada et.al, Phys.stat.sol.(a), Vol.203（2006）p2593等）。
【００９０】
６）その他のＣＩＧＳ成膜法としては、スクリーン印刷法、近接昇華法、ＭＯＣＶＤ法、及びスプレー法などが挙げられる。例えば、スクリーン印刷法あるいはスプレー法等で、Iｂ族元素、IIIｂ族元素、及びVIｂ族元素を含む微粒子膜を基板上に形成し、熱分解処理（この際、VIｂ族元素雰囲気での熱分解処理でもよい）を実施するなどにより、所望の組成の結晶を得ることができる（特開平９−７４０６５号公報、特開平９−７４２１３号公報等）。
【００９１】
図５は、主なI−III−VI化合物半導体における格子定数とバンドギャップとの関係を示す図である。組成比を変えることにより様々な禁制帯幅（バンドギャップ）を得ることができる。バンドギャップよりエネルギーの大きな光子が半導体に入射した場合、バンドギャップを超える分のエネルギーは熱損失となる。太陽光のスペクトルとバンドギャップの組合せで変換効率が最大になるのがおよそ１．４〜１．５ｅＶであることが理論計算で分かっている。
【００９２】
光電変換効率を上げるために、例えばＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ）のＧａ濃度を上げたり、Ｃｕ（Ｉｎ，Ａｌ）Ｓｅ２のＡｌ濃度を上げたり、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）２のＳ濃度を上げたりしてバンドギャップを大きくすることで、変換効率の高いバンドギャップを得ることができる。ＣＩＧＳの場合、１．０４〜１．６８ｅＶの範囲で調整できる。
【００９３】
組成比を膜厚方向に変えることでバンド構造に傾斜を付けることができる。傾斜バンド構造としては、光の入射窓側から反対側の電極方向にバンドギャップを大きくするシングルグレーデットバンドギャップ、あるいは、光の入射窓からＰＮ接合部に向かってバンドギャップが小さくなりＰＮ接合部を過ぎるとバンドギャップが大きくなるダブルグレーデッドバンドギャップの２種類がある（T.Dullweber et.al, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol.67, p.145-150(2001)等）。いずれもバンド構造の傾斜によって内部に発生する電界のため、光に誘起されたキャリアが加速され電極に到達しやすくなり、再結合中心との結合確率を下げるため、発電効率が向上する（ＷＯ２００４／０９０９９５号パンフレット等）。
【００９４】
スペクトルの範囲別にバンドギャップの異なる半導体を複数使うと、光子エネルギーとバンドギャップの乖離による熱損失を小さくし、発電効率を向上することができる。このような複数の光電変換層を重ねて用いるものをタンデム型という。２層タンデムの場合、例えば１．１ｅＶと１．７ｅＶの組合せを用いることにより発電効率を向上することができる。
【００９５】
（電極、バッファ層）
下部電極２０及び上部電極５０はいずれも導電性材料からなる。光入射側の上部電極５０は透光性を有する必要がある。
下部電極２０の主成分としては特に制限されず、Ｍｏ，Ｃｒ，Ｗ，及びこれらの組合わせが好ましく、Ｍｏが特に好ましい。下部電極２０の厚みは特に制限されず、０．３〜１μｍが好ましい。
上部電極５０の主成分としては特に制限されず、ＺｎＯ，ＩＴＯ（インジウム錫酸化物），ＳｎＯ２，及びこれらの組合わせが好ましい。上部電極５０の厚みは特に制限されず、０．６〜１．０μｍが好ましい。
下部電極２０及び／又は上部電極５０は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造もよい。
下部電極２０及び上部電極５０の成膜方法は特に制限されず、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法等の気相成膜法が挙げられる。
【００９６】
バッファ層４０の主成分としては特に制限されず、ＣｄＳ，ＺｎＳ，ＺｎＯ，ＺｎＭｇＯ，ＺｎＳ(Ｏ，ＯＨ) ，及びこれらの組合わせが好ましい。バッファ層４０の厚みは特に制限されず、０．０３〜０．１μｍが好ましい。
好ましい組成の組合わせとしては例えば、Ｍｏ下部電極／ＣｄＳバッファ層／ＣＩＧＳ光電変換層／ＺｎＯ上部電極が挙げられる。
【００９７】
光電変換層３０〜上部電極５０の導電型は特に制限されない。通常、光電変換層３０はｐ層、バッファ層４０はｎ層（ｎ−ＣｄＳ等）、上部電極５０はｎ層（ｎ−ＺｎＯ層等 ）あるいはｉ層とｎ層との積層構造（ｉ−ＺｎＯ層とｎ−ＺｎＯ層との積層等）とされる。かかる導電型では、光電変換層３０と上部電極５０との間に、ｐｎ接合、あるいはｐｉｎ接合が形成されると考えられる。また、光電変換層３０の上にＣｄＳからなるバッファ層４０を設けると、Ｃｄが拡散して、光電変換層３０の表層にｎ層が形成され、光電変換層３０内にｐｎ接合が形成されると考えられる。光電変換層３０内のｎ層の下層にｉ層を設けて光電変換層３０内にｐｉｎ接合を形成してもよいと考えられる。
【００９８】
（その他の構成）
光電変換素子１は必要に応じて、上記で説明した以外の任意の構成を備えることができる。
【００９９】
ソーダライムガラス基板を用いた光電変換素子においては、基板中のアルカリ金属元素（Ｎａ元素）がＣＩＧＳ膜に拡散し、エネルギー変換効率が高くなることが報告されている。本実施形態においても、アルカリ金属をＣＩＧＳ膜に拡散させることは好ましい。アルカリ金属元素の拡散方法としては、Ｍｏ下部電極上に蒸着法またはスパッタリング法によってアルカリ金属元素を含有する層を形成する方法（特開平８−２２２７５０号公報等）、Ｍｏ下部電極上に浸漬法によりＮａ２Ｓ等からなるアルカリ層を形成する方法（ＷＯ０３／０６９６８４号パンフレット等）、Ｍｏ下部電極上に、Ｉｎ、Ｃｕ及びＧａ金属元素を含有成分としたプリカーサを形成した後このプリカーサに対して例えばモリブデン酸ナトリウムを含有した水溶液を付着させる方法等が挙げられる。
【０１００】
また、下部電極２０を積層構造とし、下部電極２０の積層構造の間に、Ｎａ２Ｓ，Ｎａ２Ｓｅ，ＮａＣｌ，ＮａＦ，及びモリブデン酸ナトリウム塩等の１種又は２種以上のアルカリ金属化合物を含む層を設ける構成も好ましい。この層は、酸化アルミニウム等のアルカリ金属を含まない材料を含んでいてもよい。
【０１０１】
陽極酸化基板１０と下部電極２０との間、及び／又は下部電極２０と光電変換層３０との間に、必要に応じて、層同士の密着性を高めるための密着層（緩衝層）を設けることができる。また、必要に応じて、陽極酸化基板１０と下部電極２０との間に、アルカリイオンの拡散を抑制するアルカリバリア層を設けることができる。アルカリバリア層については、特開平８−２２２７５０号公報を参照されたい。
【０１０２】
本実施形態の光電変換素子１は、以上のように構成されている。
本実施形態の光電変換素子１は陽極酸化基板１０を用いた素子であるので、軽量かつフレキシブルであり、連続工程（Roll to Roll工程）による製造が可能であり、低コストで製造可能な素子である。
【０１０３】
本実施形態では、基板１０に光吸収剤又は光反射剤を用いてマーカ１３を形成し、マーカ１３を形成するために孔を空けない。したがって、基板１０に位置決め用のマーカ１３を簡易に形成することができ、基板１０に孔を設けることで生じる削りカスの洗浄工程が不要である。
【０１０４】
本実施形態では特定波長域の光を用いて光検出によりマーカを検出することができるので、基板１０の位置決めを高精度に実施することができる。特に、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線を選択的に吸収又は反射するマーカ１３を用いることで、外光の影響をなくして、基板１０の位置検出を高感度に実施することができる。
【０１０５】
本実施形態では孔を設けないので、基板１０の裏面１０Ｂにマーカを形成することができる。したがって、マーカ１３を形成するために基板１０に対して最終的に使用されない耳端部を設ける必要がなく、基板１０の全面を有効に活用することができ、耳端部の裁断除去工程も不要である。
【０１０６】
本実施形態では、開溝部６１〜６４の形成時に基板１０の位置決めを高精度に実施することができ、高精度に開溝部６１〜６４を形成することができ、歩留まり良く、光電変換素子１を製造することができる。
【０１０７】
例えば、下部電極２０を形成した後、位置決め用のマーカ１３に対して特定波長域内の検出光を照射し、位置決め用のマーカ１３からの反射光を検出することで、基板１０の位置決めを行い、その後に、得られた基板１０の位置データに基づいて複数の開溝部６１を形成することで、複数の開溝部６１を高精度に形成することができる。開溝部６２〜６４についても同様である。
【０１０８】
光電変換素子１においては、それぞれの膜の材質及び特性により適したスクライブ加工が実施される。例えば、ＣＩＧＳ系の素子では通常、第１の開溝部６１は好ましくはレーザスクライブ加工により形成され、第２〜第４の開溝部６２〜６４は好ましくはスクライブ刃を用いた機械的なスクライブ加工により形成される。
【０１０９】
マーカ１３は基板１０の裏面１０Ｂに設け、基板１０に対して最終的には切り落とされる耳端部を設けないことが好ましいが、基板１０に対して最終的には切り落とされる耳端部を設け、耳端部の表面又は裏面にマーカ１３を設ける構成としても構わない。この場合には、基板１０の有効利用の効果は得られないが、基板１０に位置決め用のマーカ１３を簡易に形成することができ、基板１０の位置決めを高精度に実施するという効果は得られる。
【０１１０】
光電変換素子１は、太陽電池等に好ましく使用することができる。光電変換素子１に対して必要に応じて、カバーガラス、保護フィルム等を取り付けて、太陽電池とすることができる。
【０１１１】
「製造装置（スクライブ加工装置）」
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の製造装置（スクライブ加工装置）の構造について説明する。図６は装置の概略斜視図である。
【０１１２】
本実施形態は、上記実施形態の光電変換素子１の製造装置であり、光電変換層３０とバッファ層４０との積層膜を形成した後、該積層膜に開溝部６２を形成するスクライブ加工装置である。開溝部６３，６４についても、同じ装置を用いて形成することができる。
【０１１３】
本実施形態の製造装置（スクライブ加工装置）１００は、表面に被スクライブ加工膜Ｍ（光電変換層３０とバッファ層４０との積層膜）が形成された連続した帯状の可橈性基板Ｂ（陽極酸化基板１０）を、張力を付与しながらウェブ搬送する搬送手段１１０と、被スクライブ加工膜Ｍが形成されていない側から可橈性基板Ｂを押圧する押圧手段１２０と、可橈性基板Ｂの押圧手段１２０により押圧された部分の表面に形成された被スクライブ加工膜Ｍに対してスクライブ加工を行うスクライブ加工手段１３０と、基板の位置検出手段１５０とを備えている。
【０１１４】
本実施形態において、搬送手段１１０は、表面に被スクライブ加工膜Ｍが形成された連続した帯状の可橈性基板Ｂを送り出す回動可能な第１のローラ（送出しローラ）１１１と、スクライブ加工後の可橈性基板Ｂを巻き取る回動可能な第２のローラ（巻取りローラ）１１２とから概略構成されている。第１のローラ１１１は、先の工程からスクライブ加工工程に基板を搬送する搬送ローラであってもよい。同様に、第２のローラ１１２は、スクライブ加工工程から次の工程に基板を搬送する搬送ローラであってもよい。
【０１１５】
押圧手段１２０は、可橈性基板Ｂを押圧する回動可能な押圧ローラ１２１とその上下方向の位置を調整する位置調整機構（図示略）とから概略構成されている。
【０１１６】
スクライブ加工手段１３０は、可橈性基板Ｂを挟んで押圧ローラ１２１に対向配置され、機械的にスクライブ加工を行う複数のスクライブ刃１３１から概略構成されている。複数のスクライブ刃１３１は可橈性基板Ｂの幅方向に配列されている。各スクライブ刃１３１の基板の幅方向の位置及び上下方向の位置が調整可能とされている。図中、符号Ｈは、スクライブ加工により形成された開溝部を示している。
【０１１７】
本実施形態の装置１００には、蛇行検出センサ１４１と複数の蛇行修正ローラ１４２とからなる蛇行修正手段１４０も備えられている。
【０１１８】
位置検出手段１５０は、図４に示した位置決め用のマーカ１３に対して位置決め用のマーカ１３が選択的に吸収／又は反射する特定波長域内の検出光Ｌ１を照射する光照射手段１５１と、位置決め用のマーカ１３からの反射光Ｌ２を検出する検出手段１５２とを備えている。
【０１１９】
光照射手段１５１は、レーザあるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源、及び必要に応じて設けられるレンズや光ファイバ等の調光・伝送光学系により構成される。検出手段１５２としては、反射光Ｌ２の光量あるいは波長スペクトル等の光学特性を検出する受光素子等が挙げられる。検出手段１５２としては、光学濃度計、分光光度計、（近）赤外光あるいは（近）紫外光の透過フィルタをつけた各種半導体光センサあるいは光電管等が挙げられる。
【０１２０】
位置決め用のマーカ１３の形状及び大きさは光検出ができれば特に制限なく、「×」の場合について図示してある。帯状の可橈性基板Ｂに対して幅方向に沿って一方の端部又は両端部にライン状に位置決め用のマーカ１３を引くなどしてもよい。
【０１２１】
本実施形態の製造装置（スクライブ加工装置）１００は、以上のように構成されている。本実施形態によれば、基板Ｂの位置決めを高精度に実施でき、開溝部６２〜６４を高精度に形成することができる。位置検出手段１５０はレーザスクライブ加工により開溝部６１を形成する場合にも適用可能である。この場合には、スクライブ加工手段として、レーザ光を照射するレーザ光学系を備える構成とすればよい。
【０１２２】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明の基板とその位置検出方法は、光電変換素子等の用途に好ましく適用できる。本発明の光電変換素子は、太陽電池、及び赤外センサ等の用途に好ましく適用できる。
【符号の説明】
【０１２４】
１ 光電変換素子（太陽電池）
１０ 陽極酸化基板
１１ 金属基材
１２ 陽極酸化膜
１３ 位置決め用のマーカ
２０ 下部電極
３０ 光電変換半導体層
４０ バッファ層
５０ 上部電極
６１〜６４ 開溝部
１００ 製造装置（スクライブ加工装置）
１３０ スクライブ加工手段
１５０ 位置検出手段
１５１ 光照射手段
１５２ 検出手段
Ｌ１ 検出光
Ｌ２ 反射光
Ｂ 可撓性基板
Ｈ 開溝部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子用等として好適な基板とその位置決め方法、光電変換素子とその製造方法及び製造装置、及び光電変換素子を用いた太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下部電極（裏面電極）と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有する光電変換素子が、太陽電池等の用途に使用されている。
従来、太陽電池においては、バルクの単結晶Ｓｉ又は多結晶Ｓｉ、あるいは薄膜のアモルファスＳｉを用いたＳｉ系太陽電池が主流であったが、Ｓｉに依存しない化合物半導体系太陽電池の研究開発がなされている。化合物半導体系太陽電池としては、ＧａＡｓ系等のバルク系と、Iｂ族元素とIIIｂ族元素とVIｂ族元素とからなるＣＩＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ）系あるいはＣＩＧＳ（Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ）系等の薄膜系とが知られている。ＣＩＳ系あるいはＣＩＧＳ系は、光吸収率が高く、高エネルギー変換効率が報告されている。
【０００３】
薄膜系光電変換素子等の各種電子デバイスの分野においては、可撓性基板上に各種機能膜を成膜及び加工して、デバイス全体を薄板状に加工する技術の開発が進められている。かかるプロセスでは、原材料使用量を低減でき、製造工程を連続工程（Roll to Roll工程）とすることができるので、製造コストを低減することができる。光電変換素子用の可撓性基板としては、金属基材の表面に絶縁膜を形成した基板等が挙げられる。
【０００４】
従来より、高効率化及び低コスト化等を目的として、集積デバイスをモノリシックに作製することが行なわれている。その際、鍵となる技術の一つが、薄膜に開溝部を設けて多数のセルに分割する技術である。多数のセルに分割するための上記開溝部を形成する際には、基板の位置を高精度に検出する必要がある。
【０００５】
特許文献１，２には、基板に位置決め用のマーカを設けて、基板の位置検出を行うことが記載されている。特許文献１の請求項３には、基板に形成されたマーカを基準としてパターニングの位置決めを行うことが開示されており、段落００２８にマーカとして基板に開けた直径１．５ｍｍの孔が挙げられている。特許文献２の請求項１０には最終的に光電変換素子に使用されない基板の耳端部を裁断除去する際に、基板に形成されたマーカを検出して裁断位置信号を得ることが記載されており、図２（Ａ）にマーカ（１ｍ）として孔が図示されている。これら文献に示されているように、従来、基板の位置決め用のマーカとしては孔が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2003-110224号公報
【特許文献２】特開2000-183387号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載された孔からなるマーカでは、基板にマーカを形成する加工が大掛かりであり、基板の削りカスが生じるため、削りカスの洗浄工程が必須となる。また、基板に対して最終的に光電変換素子に使用されない耳端部を設けてマーカを形成する必要があり、基板の全面を有効に活用することができない。
【０００８】
半導体デバイスでは、Ｓｉウエハに元々利用できない耳端部があるので、耳端部にマーカを設けても基板の有効利用面積に変わりはないが、光電変換素子では、耳端部をなくすことができれば、基板の有効利用面積が大きくなり、耳端部の裁断除去工程も不要となるので、好ましい。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、基板に位置決め用のマーカを簡易に形成することができ、基板の位置決めを高精度に実施できる基板とその位置決め方法を提供することを目的とするものである。
本発明はまた、基板に対して最終的に使用されない耳端部を設ける必要なく、基板に位置決め用のマーカを形成することができる基板とその位置決め方法を提供することを目的とするものである。
本発明はまた、上記基板を用いた光電変換素子とその製造方法及び製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の基板は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の光電変換素子は、
基板上に下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有し、かつ該積層構造が複数の開溝部によって複数のセルに分割された光電変換素子において、
前記基板は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の太陽電池は、上記の本発明の光電変換素子を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の基板の位置決め方法は、
特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する基板を用い、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射し、前記位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、前記基板の位置決めを行うことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の光電変換素子の製造方法は、
基板上に下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有し、かつ該積層構造が複数の開溝部によって複数のセルに分割された光電変換素子の製造方法において、
前記基板として、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する基板を用い、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射し、前記位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、前記基板の位置決めを行う工程を有することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の光電変換素子の製造方法において、
前記基板の位置決めを行う工程を実施した後に、得られた前記基板の位置データに基づいて、前記複数の開溝部を形成する工程を有することが好ましい。
【００１６】
本発明の光電変換素子の製造装置は、上記の本発明の光電変換素子を製造する製造装置であって、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射する光照射手段と、
前記位置決め用のマーカからの反射光を検出する検出手段とを備えたことを特徴とするものである。
本発明の光電変換素子の製造装置はさらに、前記複数の開溝部を形成するスクライブ加工手段を備えたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板に位置決め用のマーカを簡易に形成することができ、基板の位置決めを高精度に実施できる基板とその位置決め方法を提供することができる。
本発明によれば、基板に対して最終的に使用されない耳端部を設ける必要なく、基板に位置決め用のマーカを形成することができる基板とその位置決め方法を提供することができる。
本発明によれば、上記基板を用いた光電変換素子とその製造方法及び製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明に係る一実施形態の光電変換素子の短手方向の模式断面図
【図１Ｂ】本発明に係る一実施形態の光電変換素子の長手方向の模式断面図
【図２】陽極酸化基板の構成を示す模式断面図
【図３】陽極酸化基板の製造方法を示す斜視図
【図４】陽極酸化基板の裏面を示す平面図
【図５】I−III−VI化合物半導体における格子定数とバンドギャップとの関係を示す図
【図６】本発明に係る一実施形態の製造装置（スクライブ加工装置）の概略斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
「基板」
本発明の基板は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有することを特徴とするものである。
光吸収剤による光吸収率、光反射剤による光反射率は特に制限なく、位置検出が可能なレベルであればよい。
【００２０】
前記特定波長域の光は特に制限されず、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線であることが好ましい。
【００２１】
本明細書において、「近赤外線」は７００〜２５００ｎｍの波長域内の光、「赤外線」は７００〜１０００μｍの波長域内の光、「近紫外線」は２９０〜３８０ｎｍの波長域内の光、「紫外線」は１００〜３８０ｎｍの波長域内の光であると定義する。
【００２２】
光吸収剤又は光反射剤の形態は特に制限されず、基板に塗布可能な染料、顔料、あるいはこれらを含むインク等が好ましい。かかる材形であれば、基板上にインクジェット法等により光吸収剤又は光反射剤を所望のパターンで塗布印刷し、その後、必要に応じて加熱等により乾燥することで、位置決め用マーカを簡易に形成できる。
【００２３】
検出光の光源としては特に制限されない。近赤外線又は赤外線を吸収又は反射するマーカの場合、７５０〜８５０ｎｍの近赤外線を発光する近赤外ＬＥＤ等が使用できる。近紫外線又は紫外線を吸収又は反射するマーカの場合、ブラックライト等が使用できる。
【００２４】
近赤外線又は赤外線を吸収する光吸収剤としては、特開2008-284817号公報段落[0029]〜[0041]に記載の波長７６０〜１２００ｎｍに吸収極大を有する染料又は顔料が挙げられる。
近赤外線又は赤外線を吸収する染料としては、市販の染料及び例えば「染料便覧」（有機合成化学協会編集、昭和４５年刊）等の文献に記載されている公知のものが利用できる。具体的には、アゾ染料、金属錯塩アゾ染料、ピラゾロンアゾ染料、ナフトキノン染料、アントラキノン染料、フタロシアニン染料、カルボニウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、シアニン染料、スクワリリウム色素、ピリリウム塩、金属チオレート錯体等の染料が挙げられる。
【００２５】
好ましい染料としては、例えば、特開昭５８−１２５２４６号、特開昭５９−８４３５６号、特開昭６０−７８７８７号等の公報に記載されているシアニン染料、特開昭５８−１７３６９６号、特開昭５８−１８１６９０号、特開昭５８−１９４５９５号等の公報に記載されているメチン染料、特開昭５８−１１２７９３号、特開昭５８−２２４７９３号、特開昭５９−４８１８７号、特開昭５９−７３９９６号、特開昭６０−５２９４０号、特開昭６０−６３７４４号等の公報に記載されているナフトキノン染料、特開昭５８−１１２７９２号公報等に記載されているスクワリリウム色素、英国特許第４３４，８７５号明細書記載のシアニン染料等を挙げることができる。
【００２６】
米国特許第５，１５６，９３８号明細書記載の近赤外吸収増感剤も好適に用いられ、また、米国特許第３，８８１，９２４号明細書記載の置換されたアリールベンゾ（チオ）ピリリウム塩、特開昭５７−１４２６４５号公報（米国特許第４，３２７，１６９号明細書）記載のトリメチンチアピリリウム塩、特開昭５８−１８１０５１号、同５８−２２０１４３号、同５９−４１３６３号、同５９−８４２４８号、同５９−８４２４９号、同５９−１４６０６３号、同５９−１４６０６１号の各公報に記載されているピリリウム系化合物、特開昭５９−２１６１４６号公報記載のシアニン色素、米国特許第４，２８３，４７５号明細書に記載のペンタメチンチオピリリウム塩等や特公平５−１３５１４号、同５−１９７０２号の各公報に開示されているピリリウム化合物も好ましく用いられる。また、染料として好ましい別の例として米国特許第４，７５６，９９３号明細書中に式（Ｉ）及び（II）として記載されている近赤外吸収染料を挙げることができる。
【００２７】
赤外線吸収色素の好ましい他の例としては、特開２００２−２７８０５７号公報に記載の特定インドレニンシアニン色素が挙げられる。これらの染料のうち中でも好ましいものとしては、シアニン色素、スクワリリウム色素、ピリリウム塩、ニッケルチオレート錯体、インドレニンシアニン色素が挙げられる。
【００２８】
近赤外線又は赤外線を吸収する顔料としては、市販の顔料及びカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）便覧、「最新顔料便覧」（日本顔料技術協会編、１９７７年刊）、「最新顔料応用技術」（ＣＭＣ出版、１９８６年刊）、「印刷インキ技術」ＣＭＣ出版、１９８４年刊）に記載されている顔料が利用できる。
【００２９】
顔料の種類としては、黒色顔料、黄色顔料、オレンジ色顔料、褐色顔料、赤色顔料、紫色顔料、青色顔料、緑色顔料、蛍光顔料、金属粉顔料、その他、ポリマー結合色素が挙げられる。具体的には、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン及びペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、染付けレーキ顔料、アジン顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、天然顔料、蛍光顔料、無機顔料、カーボンブラック等が使用できる。
【００３０】
近赤外線又は赤外線を吸収するインクとしては、富士フイルム（株）製「赤外線吸収インクＰｒｏ-ＪＥＴ」等が挙げられる。
【００３１】
近紫外線又は紫外線を吸収する光吸収剤としては、特開2008-195830号公報段落[0028]〜[0034]に記載のものが挙げられる。
【００３２】
近紫外線又は紫外線を吸収する光吸収剤としては、ベンゾトアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸系、シアノアクリレート系、及び環状イミノエステル系等が挙げられる。
【００３３】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−ブチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）−５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−アミルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−（メタクリロイルオキシメチル）フェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−（メタクリロイルオキシプロピル）フェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−（メタクリロイルオキシエチル）フェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−ブチル−３’−（メタクリロイルオキシエチル）フェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−（メタクリロイルオキシエチル）フェニル）−５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
さらに、アデカスタブＬＡ−３１（商品名：旭電化社製）等のように、紫外線吸収骨格がメチレン等を介して２量化した分子量の大きい化合物もまた好ましく用いられる。
【００３４】
環状イミノエステル系紫外線吸収剤としては、例えば以下のものを挙げることができる。２，２’−（１，４−フェニレン）ビス（４Ｈ−３，１−ベンズオキサジノン−４−オン）、２−メチル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ブチル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−フェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−（１−又は２−ナフチル）−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−（４−ビフェニル）−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｐ−ニトロフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｍ−ニトロフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｐ−ベンゾイルフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｐ−メトキシフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｏ−メトキシフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−シクロヘキシル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２−ｐ−（又はｍ−）フタルイミドフェニル−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン、２，２’−（１，４−フェニレン）ビス（４Ｈ−３，１−ベンズオキサジノン−４−オン）、２、２’−ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−エチレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−テトラメチレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−デカメチレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−ｐ−フェニレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−ｍ−フェニレンビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（４，４’−ジフェニレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（２，６−又は１，５−ナフタレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（２−メチル−ｐ−フェニレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（２−ニトロ−ｐ−フェニレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（２−クロロ−ｐ−フェニレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、２，２’−（１，４−シクロヘキシレン）ビス（３，１−ベンゾオキサジン−４オン）。
【００３５】
１，３，５−トリ（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン−２−イル）ベンゼン、１，３，５−トリ（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン−２−イル）ナフタレン、および２，４，６−トリ（３，１−ベンゾオキサジン−４−オン−２−イル）ナフタレン。
【００３６】
２，８−ジメチル−４Ｈ，６Ｈ−ベンゾ（１，２−ｄ；５，４−ｄ’）ビス−（１，３）−オキサジン−４，６−ジオン、２，７−ジメチル−４Ｈ，９Ｈ−ベンゾ（１，２−ｄ；５，４−ｄ’）ビス−（１，３）−オキサジン−４，９−ジオン、２，８−ジフェニル−４Ｈ，８Ｈ−ベンゾ（１，２−ｄ；５，４−ｄ’）ビス−（１，３）−オキサジン−４，６−ジオン、２，７−ジフェニル−４Ｈ，９Ｈ−ベンゾ（１，２−ｄ；５，４−ｄ’）ビス−（１，３）−オキサジン−４，６−ジオン、６，６’−ビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−ビス（２−エチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−ビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−メチレンビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−メチレンビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６ ’−エチレンビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−エチレンビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−ブチレンビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−ブチレンビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−オキシビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−オキシビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−スルホニルビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−スルホニルビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−カルボニルビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，６’−カルボニルビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’ −メチレンビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’−メチレンビス（２−フェニル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’−ビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’−エチレンビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７ ’−オキシビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’−スルホニルビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、７，７’−カルボニルビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）、６，７’−ビス（２−メチル−４Ｈ，３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）。
【００３７】
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルオキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４，４’ −ジメトキシベンゾフェノン、２，−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルホベンゾフェノン等を挙げることができる。
【００３８】
サリチル酸系紫外線吸収剤としては、フェニルサリチレート、ｐ−ｔ−ブチルフェニルサリチレート、ｐ−ｎ−オクチルフェニルサリチレート等を挙げることができる。
【００３９】
シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば２−エチルへキシルー２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート等を挙げることが可能である。
【００４０】
紫外線を吸収する光吸収剤としては、不可視インクと呼ばれ、可視光では視認できないが紫外線照射により視認可能となるインクが使用できる。不可視インクとしては、（株）ユニオンコーポレーション製「インビジブルインク＃214、＃6330」（紫外線照射により青く視認できる。）等が挙げられる。
【００４１】
本発明の基板の組成は特に制限されない。本発明は、下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有する光電変換素子等に好ましく適用できる。
【００４２】
光電変換素子用の基板としては、ソーダライムガラス基板等のガラス基板、表面に絶縁膜が成膜されたＡｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、及びステンレス等の金属基板、Ａｌを主成分とする金属基材の少なくとも一方の面側に陽極酸化膜を有する陽極酸化基板、及びポリイミド等の樹脂基板等が挙げられる。
【００４３】
連続搬送系（Roll to Roll工程）により高速で製造が可能であること、薄型軽量化が可能なことから、陽極酸化基板、表面に絶縁膜が成膜された金属基板、及び樹脂基板等の可撓性基板を用いることが好ましい。
【００４４】
ポリイミド等の樹脂基板を用いる場合には、樹脂の耐熱温度以下で光電変換層の成膜を行う必要があり、４００℃程度のプロセスが限界である。この温度では高特性の光電変換層を成膜することは難しいため、エネルギーアシスト層を設けるなどの工夫を要する。
【００４５】
熱応力による基板の反り等を抑制するためには基板とその上に形成される各層との間の熱膨張係数差が小さいことが好ましい。光電変換層及び下部電極（裏面電極）との熱膨張係数差、コスト、及び太陽電池に要求される特性等の観点から、また、大面積基板を用いる場合も、その表面全体にピンホールなく簡易に絶縁膜を形成することができことから、Ａｌを主成分とする金属基材の少なくとも一方の面側に陽極酸化膜を有する陽極酸化基板が特に好ましい。
【００４６】
本明細書において、「金属基材の主成分」は、含量９８質量％以上の成分であると定義する。金属基材は、微量元素を含んでいてもよい純Ａｌ基材でもよいし、Ａｌと他の金属元素との合金基材でもよい。
本明細書において、基板上に形成される電極、光電変換半導体層、及び必要に応じて設けられる他の任意の層の「主成分」は、含量９０質量％以上の成分であると定義する。
【００４７】
本発明の基板では、位置決め用のマーカに対して位置決め用のマーカが選択的に吸収／又は反射する特定波長域内の検出光を照射し、位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、基板の位置決めを行うことができる。
【００４８】
すなわち、本発明の基板の位置決め方法は、
特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する基板を用い、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射し、前記位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、前記基板の位置決めを行うことを特徴とするものである。
【００４９】
本発明では光吸収剤又は光反射剤を用いてマーカを形成し、マーカを形成するために孔を空けない。したがって、基板に位置決め用のマーカを簡易に形成することができ、基板に孔を設けることで生じる削りカスの洗浄工程が不要である。
【００５０】
本発明では特定波長域の光を用いて光検出によりマーカを検出することができるので、基板の位置決めを高精度に実施することができる。特に、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線を選択的に吸収又は反射するマーカを用いることで、外光の影響をなくして、基板の位置検出を高感度に実施することができる。
【００５１】
本発明では孔を設けないので、基板の裏面にマーカを形成することができる。したがって、マーカを形成するために基板に対して最終的に使用されない耳端部を設ける必要がない。したがって、本発明によれば、基板の全面を有効に活用することが可能となり、耳端部の裁断除去工程も不要となる。
【００５２】
「光電変換素子」
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の光電変換素子の構造について説明する。図１Ａは光電変換素子の短手方向の模式断面図、図１Ｂは光電変換素子の長手方向の模式断面図、図２は陽極酸化基板の構成を示す模式断面図、図３は陽極酸化基板の製造方法を示す斜視図、図４は基板の裏面を示す平面図である。視認しやすくするため、図中、各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００５３】
光電変換素子１は、陽極酸化基板１０上に、下部電極（裏面電極）２０と光電変換半導体層３０とバッファ層４０と上部電極５０とが順次積層された素子である。以降、光電変換半導体層は「光電変換層」と略記する。
【００５４】
光電変換素子１には、短手方向断面視において、下部電極２０のみを貫通する第１の開溝部６１、光電変換層３０とバッファ層４０とを貫通する第２の開溝部６２、及び上部電極５０のみを貫通する第３の開溝部６３が形成されており、長手方向断面視において、光電変換層３０とバッファ層４０と上部電極５０とを貫通する第４の開溝部６４が形成されている。
【００５５】
上記構成では、第１〜第４の開溝部６１〜６４によって素子が多数のセルＣに分離された構造が得られる。また、第２の開溝部６２内に上部電極５０が充填されることで、あるセルＣの上部電極５０が隣接するセルＣの下部電極２０に直列接続した構造が得られる。
【００５６】
（陽極酸化基板）
本実施形態において、陽極酸化基板１０はＡｌを主成分とする金属基材１１の少なくとも一方の面側を陽極酸化して得られた基板である。陽極酸化基板１０は、図２の左図に示すように、金属基材１１の両面側に陽極酸化膜１２が形成されたものでもよいし、図２の右図に示すように、金属基材１１の片面側に陽極酸化膜１２が形成されたものでもよい。陽極酸化膜１２はＡｌ２Ｏ３を主成分とする膜である。
【００５７】
デバイスの製造過程において、ＡｌとＡｌ２Ｏ３との熱膨張係数差に起因した基板の反り、及びこれによる膜剥がれ等を抑制するには、図２の左図に示すように金属基材１１の両面側に陽極酸化膜１２が形成されたものが好ましい。両面の陽極酸化方法としては、片面に絶縁材料を塗布して片面ずつ両面を陽極酸化する方法、及び両面を同時に陽極酸化する方法が挙げられる。
【００５８】
陽極酸化基板１０の両面側に陽極酸化膜１２を形成する場合、基板両面の熱応力のバランスを考慮して、２つの陽極酸化膜１２の膜厚がほぼ等しくする、若しくは光電変換層等が形成されない面側の陽極酸化膜１２を他方の陽極酸化膜１２よりもやや厚めとすることが好ましい。
【００５９】
金属基材１１としては、日本工業規格（ＪＩＳ）の１０００系純Ａｌでもよいし、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｚｒ系合金、Ａｌ−Ｓｉ系合金、及びＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金等のＡｌと他の金属元素との合金でもよい（「アルミニウムハンドブック第４版」（１９９０年、軽金属協会発行）を参照）。金属基材１１には、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｎｉ、及びＴｉ等の各種微量金属元素が含まれていてもよい。
【００６０】
陽極酸化は、必要に応じて洗浄処理・研磨平滑化処理等が施された金属基材１１を陽極とし陰極と共に電解質に浸漬させ、陽極陰極間に電圧を印加することで実施できる。陰極としてはカーボンやアルミニウム等が使用される。電解質としては制限されず、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、及びアミドスルホン酸等の酸を、１種又は２種以上含む酸性電解液が好ましく用いられる。
【００６１】
陽極酸化条件は使用する電解質の種類にもより特に制限されない。条件としては例えば、電解質濃度１〜８０質量％、液温５〜７０℃、電流密度０．００５〜０．６０Ａ／ｃｍ２、電圧１〜２００Ｖ、電解時間３〜５００分の範囲にあれば適当である。
【００６２】
電解質としては、硫酸、リン酸、シュウ酸、若しくはこれらの混合液が好ましい。かかる電解質を用いる場合、電解質濃度４〜３０質量％、液温１０〜３０℃、電流密度０．０５〜０．３０Ａ／ｃｍ２、及び電圧３０〜１５０Ｖが好ましい。
【００６３】
図３に示すように、Ａｌを主成分とする金属基材１１を陽極酸化すると、表面１１ｓから該面に対して略垂直方向に酸化反応が進行し、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする陽極酸化膜１２が生成される。陽極酸化により生成される陽極酸化膜１２は、多数の平面視略正六角形状の微細柱状体１２ａが隙間なく配列した構造を有するものとなる。各微細柱状体１２ａの略中心部には、表面１１ｓから深さ方向に略ストレートに延びる微細孔１２ｂが開孔され、各微細柱状体１２ａの底面は丸みを帯びた形状となる。通常、微細柱状体１２ａの底部には微細孔１２ｂのないバリア層（通常、厚み０．０１〜０．４μｍ）が形成される。陽極酸化条件を工夫すれば、微細孔１２ｂのない陽極酸化膜１２を形成することもできる。
【００６４】
陽極酸化膜１２の微細孔１２ｂの径は特に制限されない。表面平滑性及び絶縁特性の観点から、微細孔１２ｂの径は好ましくは２００ｎｍ以下であり、より好ましくは１００ｎｍ以下である。微細孔１２ｂの径は１０ｎｍ程度まで小さくすることが可能である。
【００６５】
陽極酸化膜１２の微細孔１２ｂの開孔密度は特に制限されない。絶縁特性の観点から、微細孔１２ｂの開孔密度は好ましくは１００〜１００００個／μｍ２であり、より好ましくは１００〜５０００個／μｍ２であり、特に好ましくは１００〜１０００個／μｍ２である。
【００６６】
陽極酸化膜１２の表面粗さＲａは特に制限されない。上層の光電変換層３０を均一に形成する観点から、陽極酸化膜１２の表面平滑性は高い方が好ましい。表面粗さＲａは好ましくは０．３μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下である。
【００６７】
金属基材１１及び陽極酸化膜１２の厚みは特に制限されない。陽極酸化基板１０の機械的強度及び薄型軽量化等を考慮すれば、陽極酸化前の金属基材１１の厚みは例えば０．０５〜０．６ｍｍが好ましく、０．１〜０．３ｍｍがより好ましい。基板の絶縁性、機械的強度、及び薄型軽量化を考慮すれば、陽極酸化膜１２の厚みは例えば０．１〜１００μｍが好ましい。
【００６８】
陽極酸化膜１２の微細孔１２ｂには、必要に応じて公知の封孔処理を施してもよい。封孔処理により、耐電圧及び絶縁特性を向上させることが可能である。また、アルカリ金属イオンを含む材料を用いて封孔を行うと、ＣＩＧＳ等からなる光電変換層３０のアニール時にアルカリ金属、好ましくはＮａが光電変換層３０に拡散し、そのことにより光電変換層３０の結晶性が向上し、光電変換効率が向上する場合がある。
【００６９】
本実施形態において、陽極酸化基板１０は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカ１３を有する本発明の基板である。
【００７０】
具体的には、図４に示すように、陽極酸化基板１０の裏面１０Ｂには、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカ１３が形成されている。本実施形態において、位置決め用のマーカ１３は光電変換素子１に必要な層（電極及び光電変換層等）が形成されない基板１０の裏面１０Ｂに形成されているので、その形成位置は制限されず、任意である。
【００７１】
位置決め用のマーカ１３の形状及び大きさは光検出ができれば特に制限なく、「×」の場合について図示してある。マーカ１３の形状は、ライン状、ドット状、及び点線状等でもよい。
【００７２】
本実施形態では、位置決め用のマーカ１３に対して位置決め用のマーカ１３が選択的に吸収／又は反射する特定波長域内の検出光を照射し、位置決め用のマーカ１３からの反射光を検出することで、基板１０の位置決めを行うことができる。
【００７３】
（光電変換層）
光電変換層３０は光吸収により電流を発生する層である。その主成分は特に制限されず、少なくとも１種のカルコパイライト構造の化合物半導体であることが好ましい。光電変換層３０の主成分は、Iｂ族元素とIIIｂ族元素とVIｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であることが好ましい。
【００７４】
光吸収率が高く、高い光電変換効率が得られることから、
光電変換層３０の主成分は、
Ｃｕ及びＡｇからなる群より選択された少なくとも１種のIｂ族元素と、
Ａｌ，Ｇａ及びＩｎからなる群より選択された少なくとも１種のIIIｂ族元素と、
Ｓ，Ｓｅ，及びＴｅからなる群から選択された少なくとも１種のVIｂ族元素とからなる少なくとも１種の化合物半導体であることが好ましい。
【００７５】
上記化合物半導体としては、
ＣｕＡｌＳ２，ＣｕＧａＳ２，ＣｕＩｎＳ２，
ＣｕＡｌＳｅ２，ＣｕＧａＳｅ２，ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ），
ＡｇＡｌＳ２，ＡｇＧａＳ２，ＡｇＩｎＳ２，
ＡｇＡｌＳｅ２，ＡｇＧａＳｅ２，ＡｇＩｎＳｅ２，
ＡｇＡｌＴｅ２，ＡｇＧａＴｅ２，ＡｇＩｎＴｅ２，
Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ），Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＡｌｘ）Ｓｅ２，Ｃｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ，Ｓｅ）２，
Ａｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２，及びＡｇ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）（Ｓ，Ｓｅ）２等が挙げられる。
【００７６】
光電変換層３０は、ＣｕＩｎＳｅ２（ＣＩＳ）、及び／又はこれにＧａを固溶したＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ）を含むことが特に好ましい。ＣＩＳ及びＣＩＧＳはカルコパイライト結晶構造を有する半導体であり、光吸収率が高く、高エネルギー変換効率が報告されている。また、光照射等による効率の劣化が少なく、耐久性に優れている。
【００７７】
光電変換層３０には、所望の半導体導電型を得るための不純物が含まれる。不純物は隣接する層からの拡散、及び／又は積極的なドープによって、光電変換層３０中に含有させることができる。
【００７８】
光電変換層３０中において、I−III−VI族半導体の構成元素及び／又は不純物には濃度分布があってもよく、ｎ型，ｐ型，及びｉ型等の半導体性の異なる複数の層領域が含まれていても構わない。例えば、ＣＩＧＳ系においては、光電変換層３０中のＧａ量に厚み方向の分布を持たせると、バンドギャップの幅／キャリアの移動度等を制御でき、光電変換効率を高く設計することができる。
【００７９】
光電変換層３０は、I−III−VI族半導体以外の１種又は２種以上の半導体を含んでいてもよい。I−III−VI族半導体以外の半導体としては、Ｓｉ等のIVｂ族元素からなる半導体（IV族半導体）、ＧａＡｓ等のIIIｂ族元素及びＶｂ族元素からなる半導体（III−Ｖ族半導体）、及びＣｄＴｅ等のIIｂ族元素及びVIｂ族元素からなる半導体（II−VI族半導体）等が挙げられる。
【００８０】
光電変換層３０には、特性に支障のない限りにおいて、半導体、所望の導電型とするための不純物以外の任意成分が含まれていても構わない。
【００８１】
ＣＩＧＳ層の成膜方法としては、１）多源同時蒸着法、２）セレン化法、３）スパッタ法、４）ハイブリッドスパッタ法、及び５）メカノケミカルプロセス法等が知られている。
【００８２】
１）多源同時蒸着法としては、
３段階法（J.R.Tuttle et.al,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.,Vol.426(1996)p.143.等）と、
ＥＣグループの同時蒸着法（L.Stolt et al.：Proc.13th ECPVSEC(1995,Nice)1451.等）とが知られている。
前者の３段階法は、高真空中で最初にＩｎ、Ｇａ、及びＳｅを基板温度３００℃で同時蒸着し、次に５００〜５６０℃に昇温してＣｕ及びＳｅを同時蒸着後、Ｉｎ、Ｇａ、及びＳｅをさらに同時蒸着する方法である。後者のＥＣグループの同時蒸着法は、蒸着初期にＣｕ過剰ＣＩＧＳ、後半でＩｎ過剰ＣＩＧＳを蒸着する方法である。
【００８３】
ＣＩＧＳ膜の結晶性を向上させるため、上記方法に改良を加えた方法として、
ａ）イオン化したＧａを使用する方法（H.Miyazaki, et.al, phys.stat.sol.(a),Vol.203（2006）p.2603.等）、
ｂ）クラッキングしたＳｅを使用する方法（第６８回応用物理学会学術講演会 講演予稿集（２００７秋 北海道工業大学）７Ｐ−Ｌ−６等）、
ｃ）ラジカル化したＳｅを用いる方法（第５４回応用物理学会学術講演会 講演予稿集（２００７春 青山学院大学）２９Ｐ−ＺＷ−１０等）、
ｄ）光励起プロセスを利用した方法（第５４回応用物理学会学術講演会 講演予稿集（２００７春 青山学院大学）２９Ｐ−ＺＷ−１４等）等が知られている。
【００８４】
２）セレン化法は２段階法とも呼ばれ、最初にＣｕ層／Ｉｎ層あるいは（Ｃｕ−Ｇａ）層／Ｉｎ層等の積層膜の金属プレカーサをスパッタ法、蒸着法、あるいは電着法などで成膜し、これをセレン蒸気またはセレン化水素中で４５０〜５５０℃程度に加熱することにより、熱拡散反応によってＣｕ（Ｉｎ１−ｘＧａｘ）Ｓｅ２等のセレン化合物を生成する方法である。この方法を気相セレン化法と呼ぶ。このほか、金属プリカーサ膜の上に固相セレンを堆積し、この固相セレンをセレン源とした固相拡散反応によりセレン化させる固相セレン化法がある。
【００８５】
セレン化法においては、セレン化の際に生ずる急激な体積膨張を回避するために、金属プリカーサ膜に予めセレンをある割合で混合しておく方法（T.Nakada et.al,, Solar Energy Materials and Solar Cells 35(1994)204-214.等）、及び金属薄層間にセレンを挟み（例えばＣｕ層／Ｉｎ層／Ｓｅ層…Ｃｕ層／Ｉｎ層／Ｓｅ層と積層する）多層化プリカーサ膜を形成する方法（T.Nakada et.al,, Proc. of 10th European Photovoltaic Solar Energy Conference(1991)887-890. 等）が知られている。
【００８６】
また、グレーデッドバンドギャップＣＩＧＳ膜の成膜方法として、最初にＣｕ−Ｇａ合金膜を堆積し、その上にＩｎ膜を堆積し、これをセレン化する際に、自然熱拡散を利用してＧａ濃度を膜厚方向で傾斜させる方法がある（K.Kushiya et.al, Tech.Digest 9th Photovoltaic Science and Engineering Conf. Miyazaki, 1996(Intn.PVSEC-9，Tokyo，1996)p.149.等）。
【００８７】
３）スパッタ法としては、
ＣｕＩｎＳｅ２多結晶をターゲットとした方法、
Ｃｕ２ＳｅとＩｎ２Ｓｅ３をターゲットとし、スパッタガスにＨ２Ｓｅ／Ａｒ混合ガスを用いる２源スパッタ法（J.H.Ermer,et.al, Proc.18th IEEE Photovoltaic Specialists Conf.(1985)1655-1658.等）、
Ｃｕターゲットと、Ｉｎターゲットと、ＳｅまたはＣｕＳｅターゲットとをＡｒガス中でスパッタする３源スパッタ法（T.Nakada,et.al, Jpn.J.Appl.Phys.32(1993)L1169-L1172.等）が知られている。
【００８８】
４）ハイブリッドスパッタ法としては、前述のスパッタ法において、ＣｕとＩｎ金属は直流スパッタで、Ｓｅのみは蒸着とするハイブリッドスパッタ法（T.Nakada,et.al., Jpn.Appl.Phys.34(1995)4715-4721.等）が知られている。
【００８９】
５）メカノケミカルプロセス法は、ＣＩＧＳの組成に応じた原料を遊星ボールミルの容器に入れ、機械的なエネルギーによって原料を混合してＣＩＧＳ粉末を得、その後、スクリーン印刷によって基板上に塗布し、アニールを施して、ＣＩＧＳの膜を得る方法である（T.Wada et.al, Phys.stat.sol.(a), Vol.203（2006）p2593等）。
【００９０】
６）その他のＣＩＧＳ成膜法としては、スクリーン印刷法、近接昇華法、ＭＯＣＶＤ法、及びスプレー法などが挙げられる。例えば、スクリーン印刷法あるいはスプレー法等で、Iｂ族元素、IIIｂ族元素、及びVIｂ族元素を含む微粒子膜を基板上に形成し、熱分解処理（この際、VIｂ族元素雰囲気での熱分解処理でもよい）を実施するなどにより、所望の組成の結晶を得ることができる（特開平９−７４０６５号公報、特開平９−７４２１３号公報等）。
【００９１】
図５は、主なI−III−VI化合物半導体における格子定数とバンドギャップとの関係を示す図である。組成比を変えることにより様々な禁制帯幅（バンドギャップ）を得ることができる。バンドギャップよりエネルギーの大きな光子が半導体に入射した場合、バンドギャップを超える分のエネルギーは熱損失となる。太陽光のスペクトルとバンドギャップの組合せで変換効率が最大になるのがおよそ１．４〜１．５ｅＶであることが理論計算で分かっている。
【００９２】
光電変換効率を上げるために、例えばＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２（ＣＩＧＳ）のＧａ濃度を上げたり、Ｃｕ（Ｉｎ，Ａｌ）Ｓｅ２のＡｌ濃度を上げたり、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）２のＳ濃度を上げたりしてバンドギャップを大きくすることで、変換効率の高いバンドギャップを得ることができる。ＣＩＧＳの場合、１．０４〜１．６８ｅＶの範囲で調整できる。
【００９３】
組成比を膜厚方向に変えることでバンド構造に傾斜を付けることができる。傾斜バンド構造としては、光の入射窓側から反対側の電極方向にバンドギャップを大きくするシングルグレーデットバンドギャップ、あるいは、光の入射窓からＰＮ接合部に向かってバンドギャップが小さくなりＰＮ接合部を過ぎるとバンドギャップが大きくなるダブルグレーデッドバンドギャップの２種類がある（T.Dullweber et.al, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol.67, p.145-150(2001)等）。いずれもバンド構造の傾斜によって内部に発生する電界のため、光に誘起されたキャリアが加速され電極に到達しやすくなり、再結合中心との結合確率を下げるため、発電効率が向上する（ＷＯ２００４／０９０９９５号パンフレット等）。
【００９４】
スペクトルの範囲別にバンドギャップの異なる半導体を複数使うと、光子エネルギーとバンドギャップの乖離による熱損失を小さくし、発電効率を向上することができる。このような複数の光電変換層を重ねて用いるものをタンデム型という。２層タンデムの場合、例えば１．１ｅＶと１．７ｅＶの組合せを用いることにより発電効率を向上することができる。
【００９５】
（電極、バッファ層）
下部電極２０及び上部電極５０はいずれも導電性材料からなる。光入射側の上部電極５０は透光性を有する必要がある。
下部電極２０の主成分としては特に制限されず、Ｍｏ，Ｃｒ，Ｗ，及びこれらの組合わせが好ましく、Ｍｏが特に好ましい。下部電極２０の厚みは特に制限されず、０．３〜１μｍが好ましい。
上部電極５０の主成分としては特に制限されず、ＺｎＯ，ＩＴＯ（インジウム錫酸化物），ＳｎＯ２，及びこれらの組合わせが好ましい。上部電極５０の厚みは特に制限されず、０．６〜１．０μｍが好ましい。
下部電極２０及び／又は上部電極５０は、単層構造でもよいし、２層構造等の積層構造もよい。
下部電極２０及び上部電極５０の成膜方法は特に制限されず、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法等の気相成膜法が挙げられる。
【００９６】
バッファ層４０の主成分としては特に制限されず、ＣｄＳ，ＺｎＳ，ＺｎＯ，ＺｎＭｇＯ，ＺｎＳ(Ｏ，ＯＨ) ，及びこれらの組合わせが好ましい。バッファ層４０の厚みは特に制限されず、０．０３〜０．１μｍが好ましい。
好ましい組成の組合わせとしては例えば、Ｍｏ下部電極／ＣｄＳバッファ層／ＣＩＧＳ光電変換層／ＺｎＯ上部電極が挙げられる。
【００９７】
光電変換層３０〜上部電極５０の導電型は特に制限されない。通常、光電変換層３０はｐ層、バッファ層４０はｎ層（ｎ−ＣｄＳ等）、上部電極５０はｎ層（ｎ−ＺｎＯ層等 ）あるいはｉ層とｎ層との積層構造（ｉ−ＺｎＯ層とｎ−ＺｎＯ層との積層等）とされる。かかる導電型では、光電変換層３０と上部電極５０との間に、ｐｎ接合、あるいはｐｉｎ接合が形成されると考えられる。また、光電変換層３０の上にＣｄＳからなるバッファ層４０を設けると、Ｃｄが拡散して、光電変換層３０の表層にｎ層が形成され、光電変換層３０内にｐｎ接合が形成されると考えられる。光電変換層３０内のｎ層の下層にｉ層を設けて光電変換層３０内にｐｉｎ接合を形成してもよいと考えられる。
【００９８】
（その他の構成）
光電変換素子１は必要に応じて、上記で説明した以外の任意の構成を備えることができる。
【００９９】
ソーダライムガラス基板を用いた光電変換素子においては、基板中のアルカリ金属元素（Ｎａ元素）がＣＩＧＳ膜に拡散し、エネルギー変換効率が高くなることが報告されている。本実施形態においても、アルカリ金属をＣＩＧＳ膜に拡散させることは好ましい。アルカリ金属元素の拡散方法としては、Ｍｏ下部電極上に蒸着法またはスパッタリング法によってアルカリ金属元素を含有する層を形成する方法（特開平８−２２２７５０号公報等）、Ｍｏ下部電極上に浸漬法によりＮａ２Ｓ等からなるアルカリ層を形成する方法（ＷＯ０３／０６９６８４号パンフレット等）、Ｍｏ下部電極上に、Ｉｎ、Ｃｕ及びＧａ金属元素を含有成分としたプリカーサを形成した後このプリカーサに対して例えばモリブデン酸ナトリウムを含有した水溶液を付着させる方法等が挙げられる。
【０１００】
また、下部電極２０を積層構造とし、下部電極２０の積層構造の間に、Ｎａ２Ｓ，Ｎａ２Ｓｅ，ＮａＣｌ，ＮａＦ，及びモリブデン酸ナトリウム塩等の１種又は２種以上のアルカリ金属化合物を含む層を設ける構成も好ましい。この層は、酸化アルミニウム等のアルカリ金属を含まない材料を含んでいてもよい。
【０１０１】
陽極酸化基板１０と下部電極２０との間、及び／又は下部電極２０と光電変換層３０との間に、必要に応じて、層同士の密着性を高めるための密着層（緩衝層）を設けることができる。また、必要に応じて、陽極酸化基板１０と下部電極２０との間に、アルカリイオンの拡散を抑制するアルカリバリア層を設けることができる。アルカリバリア層については、特開平８−２２２７５０号公報を参照されたい。
【０１０２】
本実施形態の光電変換素子１は、以上のように構成されている。
本実施形態の光電変換素子１は陽極酸化基板１０を用いた素子であるので、軽量かつフレキシブルであり、連続工程（Roll to Roll工程）による製造が可能であり、低コストで製造可能な素子である。
【０１０３】
本実施形態では、基板１０に光吸収剤又は光反射剤を用いてマーカ１３を形成し、マーカ１３を形成するために孔を空けない。したがって、基板１０に位置決め用のマーカ１３を簡易に形成することができ、基板１０に孔を設けることで生じる削りカスの洗浄工程が不要である。
【０１０４】
本実施形態では特定波長域の光を用いて光検出によりマーカを検出することができるので、基板１０の位置決めを高精度に実施することができる。特に、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線を選択的に吸収又は反射するマーカ１３を用いることで、外光の影響をなくして、基板１０の位置検出を高感度に実施することができる。
【０１０５】
本実施形態では孔を設けないので、基板１０の裏面１０Ｂにマーカを形成することができる。したがって、マーカ１３を形成するために基板１０に対して最終的に使用されない耳端部を設ける必要がなく、基板１０の全面を有効に活用することができ、耳端部の裁断除去工程も不要である。
【０１０６】
本実施形態では、開溝部６１〜６４の形成時に基板１０の位置決めを高精度に実施することができ、高精度に開溝部６１〜６４を形成することができ、歩留まり良く、光電変換素子１を製造することができる。
【０１０７】
例えば、下部電極２０を形成した後、位置決め用のマーカ１３に対して特定波長域内の検出光を照射し、位置決め用のマーカ１３からの反射光を検出することで、基板１０の位置決めを行い、その後に、得られた基板１０の位置データに基づいて複数の開溝部６１を形成することで、複数の開溝部６１を高精度に形成することができる。開溝部６２〜６４についても同様である。
【０１０８】
光電変換素子１においては、それぞれの膜の材質及び特性により適したスクライブ加工が実施される。例えば、ＣＩＧＳ系の素子では通常、第１の開溝部６１は好ましくはレーザスクライブ加工により形成され、第２〜第４の開溝部６２〜６４は好ましくはスクライブ刃を用いた機械的なスクライブ加工により形成される。
【０１０９】
マーカ１３は基板１０の裏面１０Ｂに設け、基板１０に対して最終的には切り落とされる耳端部を設けないことが好ましいが、基板１０に対して最終的には切り落とされる耳端部を設け、耳端部の表面又は裏面にマーカ１３を設ける構成としても構わない。この場合には、基板１０の有効利用の効果は得られないが、基板１０に位置決め用のマーカ１３を簡易に形成することができ、基板１０の位置決めを高精度に実施するという効果は得られる。
【０１１０】
光電変換素子１は、太陽電池等に好ましく使用することができる。光電変換素子１に対して必要に応じて、カバーガラス、保護フィルム等を取り付けて、太陽電池とすることができる。
【０１１１】
「製造装置（スクライブ加工装置）」
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の製造装置（スクライブ加工装置）の構造について説明する。図６は装置の概略斜視図である。
【０１１２】
本実施形態は、上記実施形態の光電変換素子１の製造装置であり、光電変換層３０とバッファ層４０との積層膜を形成した後、該積層膜に開溝部６２を形成するスクライブ加工装置である。開溝部６３，６４についても、同じ装置を用いて形成することができる。
【０１１３】
本実施形態の製造装置（スクライブ加工装置）１００は、表面に被スクライブ加工膜Ｍ（光電変換層３０とバッファ層４０との積層膜）が形成された連続した帯状の可橈性基板Ｂ（陽極酸化基板１０）を、張力を付与しながらウェブ搬送する搬送手段１１０と、被スクライブ加工膜Ｍが形成されていない側から可橈性基板Ｂを押圧する押圧手段１２０と、可橈性基板Ｂの押圧手段１２０により押圧された部分の表面に形成された被スクライブ加工膜Ｍに対してスクライブ加工を行うスクライブ加工手段１３０と、基板の位置検出手段１５０とを備えている。
【０１１４】
本実施形態において、搬送手段１１０は、表面に被スクライブ加工膜Ｍが形成された連続した帯状の可橈性基板Ｂを送り出す回動可能な第１のローラ（送出しローラ）１１１と、スクライブ加工後の可橈性基板Ｂを巻き取る回動可能な第２のローラ（巻取りローラ）１１２とから概略構成されている。第１のローラ１１１は、先の工程からスクライブ加工工程に基板を搬送する搬送ローラであってもよい。同様に、第２のローラ１１２は、スクライブ加工工程から次の工程に基板を搬送する搬送ローラであってもよい。
【０１１５】
押圧手段１２０は、可橈性基板Ｂを押圧する回動可能な押圧ローラ１２１とその上下方向の位置を調整する位置調整機構（図示略）とから概略構成されている。
【０１１６】
スクライブ加工手段１３０は、可橈性基板Ｂを挟んで押圧ローラ１２１に対向配置され、機械的にスクライブ加工を行う複数のスクライブ刃１３１から概略構成されている。複数のスクライブ刃１３１は可橈性基板Ｂの幅方向に配列されている。各スクライブ刃１３１の基板の幅方向の位置及び上下方向の位置が調整可能とされている。図中、符号Ｈは、スクライブ加工により形成された開溝部を示している。
【０１１７】
本実施形態の装置１００には、蛇行検出センサ１４１と複数の蛇行修正ローラ１４２とからなる蛇行修正手段１４０も備えられている。
【０１１８】
位置検出手段１５０は、図４に示した位置決め用のマーカ１３に対して位置決め用のマーカ１３が選択的に吸収／又は反射する特定波長域内の検出光Ｌ１を照射する光照射手段１５１と、位置決め用のマーカ１３からの反射光Ｌ２を検出する検出手段１５２とを備えている。
【０１１９】
光照射手段１５１は、レーザあるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源、及び必要に応じて設けられるレンズや光ファイバ等の調光・伝送光学系により構成される。検出手段１５２としては、反射光Ｌ２の光量あるいは波長スペクトル等の光学特性を検出する受光素子等が挙げられる。検出手段１５２としては、光学濃度計、分光光度計、（近）赤外光あるいは（近）紫外光の透過フィルタをつけた各種半導体光センサあるいは光電管等が挙げられる。
【０１２０】
位置決め用のマーカ１３の形状及び大きさは光検出ができれば特に制限なく、「×」の場合について図示してある。帯状の可橈性基板Ｂに対して幅方向に沿って一方の端部又は両端部にライン状に位置決め用のマーカ１３を引くなどしてもよい。
【０１２１】
本実施形態の製造装置（スクライブ加工装置）１００は、以上のように構成されている。本実施形態によれば、基板Ｂの位置決めを高精度に実施でき、開溝部６２〜６４を高精度に形成することができる。位置検出手段１５０はレーザスクライブ加工により開溝部６１を形成する場合にも適用可能である。この場合には、スクライブ加工手段として、レーザ光を照射するレーザ光学系を備える構成とすればよい。
【０１２２】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明の基板とその位置検出方法は、光電変換素子等の用途に好ましく適用できる。本発明の光電変換素子は、太陽電池、及び赤外センサ等の用途に好ましく適用できる。
【符号の説明】
【０１２４】
１ 光電変換素子（太陽電池）
１０ 陽極酸化基板
１１ 金属基材
１２ 陽極酸化膜
１３ 位置決め用のマーカ
２０ 下部電極
３０ 光電変換半導体層
４０ バッファ層
５０ 上部電極
６１〜６４ 開溝部
１００ 製造装置（スクライブ加工装置）
１３０ スクライブ加工手段
１５０ 位置検出手段
１５１ 光照射手段
１５２ 検出手段
Ｌ１ 検出光
Ｌ２ 反射光
Ｂ 可撓性基板
Ｈ 開溝部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有することを特徴とする基板。
【請求項２】
前記特定波長域の光が、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線であることを特徴とする請求項１に記載の基板。
【請求項３】
Ａｌを主成分とする金属基材の少なくとも一方の面側に陽極酸化膜を有する陽極酸化基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板。
【請求項４】
下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有する光電変換素子用の基板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板。
【請求項５】
基板上に下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有し、かつ該積層構造が複数の開溝部によって複数のセルに分割された光電変換素子において、
前記基板は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有することを特徴とする光電変換素子。
【請求項６】
前記特定波長域の光が、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線であることを特徴とする請求項５に記載の光電変換素子。
【請求項７】
前記位置決め用のマーカが前記基板の裏面に形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の光電変換素子。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の光電変換素子を備えたことを特徴とする太陽電池。
【請求項９】
特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する基板を用い、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射し、前記位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、前記基板の位置決めを行うことを特徴とする基板の位置決め方法。
【請求項１０】
基板上に下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有し、かつ該積層構造が複数の開溝部によって複数のセルに分割された光電変換素子の製造方法において、
前記基板として、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する基板を用い、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射し、前記位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、前記基板の位置決めを行う工程を有することを特徴とする光電変換素子の製造方法。
【請求項１１】
前記基板の位置決めを行う工程を実施した後に、得られた前記基板の位置データに基づいて、前記複数の開溝部を形成する工程を有することを特徴とする請求項１０に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項５〜７のいずれかに記載の光電変換素子を製造する製造装置であって、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射する光照射手段と、
前記位置決め用のマーカからの反射光を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする光電変換素子の製造装置。
【請求項１３】
さらに、前記複数の開溝部を形成するスクライブ加工手段を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の光電変換素子の製造装置。
【請求項１】
特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有することを特徴とする基板。
【請求項２】
前記特定波長域の光が、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線であることを特徴とする請求項１に記載の基板。
【請求項３】
Ａｌを主成分とする金属基材の少なくとも一方の面側に陽極酸化膜を有する陽極酸化基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板。
【請求項４】
下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有する光電変換素子用の基板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板。
【請求項５】
基板上に下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有し、かつ該積層構造が複数の開溝部によって複数のセルに分割された光電変換素子において、
前記基板は、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有することを特徴とする光電変換素子。
【請求項６】
前記特定波長域の光が、近赤外線、赤外線、近紫外線、又は紫外線であることを特徴とする請求項５に記載の光電変換素子。
【請求項７】
前記位置決め用のマーカが前記基板の裏面に形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の光電変換素子。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の光電変換素子を備えたことを特徴とする太陽電池。
【請求項９】
特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する基板を用い、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射し、前記位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、前記基板の位置決めを行うことを特徴とする基板の位置決め方法。
【請求項１０】
基板上に下部電極と光吸収により電流を発生する光電変換半導体層と上部電極との積層構造を有し、かつ該積層構造が複数の開溝部によって複数のセルに分割された光電変換素子の製造方法において、
前記基板として、特定波長域の光を選択的に吸収する光吸収剤、又は特定波長域の光を選択的に反射する光反射剤を用いて形成された位置決め用のマーカを有する基板を用い、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射し、前記位置決め用のマーカからの反射光を検出することで、前記基板の位置決めを行う工程を有することを特徴とする光電変換素子の製造方法。
【請求項１１】
前記基板の位置決めを行う工程を実施した後に、得られた前記基板の位置データに基づいて、前記複数の開溝部を形成する工程を有することを特徴とする請求項１０に記載の光電変換素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項５〜７のいずれかに記載の光電変換素子を製造する製造装置であって、
前記位置決め用のマーカに対して前記特定波長域内の検出光を照射する光照射手段と、
前記位置決め用のマーカからの反射光を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする光電変換素子の製造装置。
【請求項１３】
さらに、前記複数の開溝部を形成するスクライブ加工手段を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の光電変換素子の製造装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２３２４５４（Ｐ２０１０−２３２４５４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７８９１３（Ｐ２００９−７８９１３）
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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