太陽電池システム及びその製造方法
【課題】太陽電池システムとしての薄膜化および出力回路などの太陽電池ユニットを搭載する部分のスペースの効率化を図ることによって様々な機器に搭載することが可能な太陽電池システムを提供すること。
【解決手段】電源回路システムＳは、太陽電池ユニット１００を支持するとともに当該太陽電池ユニット１００によって生成された電源電圧ＶＥの出力制御を行う出力回路を有するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）２００を有しており、このＦＰＣ２００のベース２１０の上面であって太陽電池ユニット１００が積層される第１基板面に積層される上部配線パターン２２０が太陽電池ユニット１００の一方の電極層として機能する。
【解決手段】電源回路システムＳは、太陽電池ユニット１００を支持するとともに当該太陽電池ユニット１００によって生成された電源電圧ＶＥの出力制御を行う出力回路を有するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）２００を有しており、このＦＰＣ２００のベース２１０の上面であって太陽電池ユニット１００が積層される第１基板面に積層される上部配線パターン２２０が太陽電池ユニット１００の一方の電極層として機能する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池ユニットが搭載された太陽電池システムの技術に関し、特に、フレキシブルプリント基板に太陽電池ユニットを配設する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光のような自然エネルギーの有効利用による電力供給の重要性への認識がますます高まりつつある。例えば、シリコン結晶やアモルファスシリコン薄膜、非シリコン系の化合物半導体の多層薄膜を用いる、いわゆる固体のｐｎ接合型の太陽電池ユニットについて、そのエネルギー変換効率の向上とコスト削減のための研究開発が活発に行われている。特に、製造工程の容易化、低コスト化およびエネルギーの高効率化により、有機薄膜太陽電池または色素増感型太陽電池などの印刷技術を使用して作成可能な太陽電池が提案されている。
【０００３】
また、最近では、太陽電池のみならず、当該太陽電池ユニットにて生成された電圧の取り出す方法などを工夫することによって太陽電池システムとして高効率化および低コスト化を図るものも知られている。例えば、太陽電池（以下、「太陽電池ユニット」という。）と、当該太陽電池ユニットが設けられたスイッチングレギュレータと、を同一基板に一体的に搭載し、太陽電池ユニットにて生成した電圧を電子機器に供給するための太陽電池システムが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６５６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された太陽電池システムにあっては、太陽電池ユニットの裏面電極にスイッチングレギュレータなどの電子回路が接続されているのみで、太陽電池ユニットの薄膜化及びシステム全体のスペース効率化については限界がある。特に、特許文献１には、太陽電池ユニットの裏面電極によって電子回路の配線パターンを形成する旨の記載はなく、かつ、また、裏面電極と配線パターンを共通化することによって太陽電池ユニットの構造を簡素化することについても記載がない。したがって、この太陽電池ユニットにあっては、当該観点に基づいて太陽電池ユニットの薄膜化及びシステム自体のスペースの効率化を向上させることはできない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、太陽電池システムとしての薄膜化および出力回路などの太陽電池ユニットを搭載する部分のスペースの効率化を図ることによって様々な機器に搭載することが可能な太陽電池システム及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記課題を解決するため、本発明の太陽電池システムは、第１電極層と、前記第１電極層上に積層され、受光された光から電圧を生成させるための光電変換が行われる光電変換層と、前記光電変換層上に積層され、当該光電変換層に光を受光させるための構造を有する第２電極層と、から構成される太陽電池ユニットと、前記光電変換によって生成された電圧を出力するための出力回路と前記太陽電池ユニットを接続するための配線パターンが形成されているフレキシブルプリント基板と、を備え、前記配線パターンが、前記第１電極層として、前記フレキシブルプリント基板を構成する基材上に形成されている構成を有している。
【０００８】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、出力回路と接続するためのフレキシブルプリント基板の配線パターンを太陽電池ユニットの電極と共通化させることができるので、可撓性を確保してかつ太陽電池ユニットを薄膜化することができる。
【０００９】
したがって、本発明の太陽電池システムは、薄膜化および出力回路などの太陽電池ユニットを搭載する部分のスペースの効率化を図ることができるので、小型の電子機器またはデザインの制約により電源回路のスペースが限られた機器など、様々な機器に太陽電池に基づく電源システムを搭載することができる。
【００１０】
（２）また、本発明の太陽電池システムは、前記配線パターンには、電子回路部品によって構成される出力回路が形成されている回路パターンが含まれる構成を有している。
【００１１】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、コンデンサ素子、コイル素子、抵抗素子、スイッチ素子、集積回路チップなどの電子回路部品によって、太陽電池ユニットが形成された基板上に当該太陽電池ユニットにて生成された電圧を出力するための出力回路をも形成することができるので、例えば、レギュレータ回路や昇圧回路などの太陽電池ユニットによって生成された電圧を制御または調整する回路を形成させることができるとともに、当該太陽電池システムによって安定した電圧を他の回路に供給することができる。
【００１２】
したがって、本発明の太陽電池システムは、太陽電池ユニットに基づいて生成された電圧を出力する際に必要な回路も含めて太陽電池ユニットを搭載した太陽電池システムとしての薄膜化および当該回路全体のスペースの効率化を図ることができるので、小型の電子機器またはデザインの制約により電源回路のスペースが限られた機器など、様々な機器に太陽電池に基づく電源回路を搭載することができる。
【００１３】
（３）また、本発明の太陽電池システムは、前記回路パターンが、前記電子回路部品の特徴的な機能を発揮させるための少なくとも一部として用いられる構成を有している。
【００１４】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、例えば、コンデンサ素子の電極、コイルの巻き線またはダイオード若しくはトランジスタを構成する膜など、キャパシタンスとしての機能、インダクタンスとしての機能または電圧、電流の増幅機能やその遮断機能を発揮させるための素子の少なくとも一部を、太陽電池ユニットが形成された基板上の回路パターンによって構成させることができるので、出力回路においてもスペースの効率化を図ることができる。
【００１５】
（４）また、本発明の太陽電池システムは、前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面に、前記回路パターンとして第１回路パターンが形成されているとともに、当該第１基板面と反対側の第２基板面に、前記回路パターンとして第２回路パターンが形成されおり、前記第１回路パターンと前記第２回路パターンによって前記電子回路部品が構成される構成を有している。
【００１６】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、例えば、フレキシブルプリント基板に形成された回路パターンの積層構造によってコンデンサ素子またコイル素子などの電子回路部品を形成することができるので、このような電子回路部品を形成するための配線を不要にして回路全体のスペース効率を向上させることができるとともに、一方の基板面にのみに電子回路部品をチップなどによって実装する際に比べて厚みのある回路素子を用いることなく、回路全体の薄型化を図ることができる。
【００１７】
また、通常、太陽電池ユニットに多くの光を取り込む観点から所定の面積を確保する必要があるので、本発明の太陽電池システムは、それに併せて電子回路部品を形成するための回路パターンの面積をも確保することができるので、例えば、コンデンサ素子における静電容量またはコイルにおけるインダクタンス値など大きな値を有するものも形成可能になるので、回路特性をも向上させることができる。
（５）また、本発明の太陽電池システムは、前記回路パターンには、前記出力回路を構成する電子回路部品が実装されている構成を有している。
【００１８】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、太陽電池ユニットが形成された基板上に、例えば、コンデンサ素子、コイル素子、スイッチ素子またはダイオード素子などの電子回路部品を実装することができるので、種々の回路を出力回路として形成することができる。
【００１９】
（６）また、本発明の太陽電池システムは、前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面に前記回路パターンが形成されている構成を有している。
【００２０】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、太陽電池ユニットが形成された面と同一の面に回路パターを形成することができので、当該太陽電池システムの配設場所を考慮してコンデンサ素子、コイル素子またはスイッチ素子などの電子回路部品によって出力回路を形成することができる。
【００２１】
（７）また、本発明の太陽電池システムは、前記回路パターン上に前記太陽電池ユニットと同一の積層構造を備え、当該回路パターンと当該回路パターン上に形成された前記光電変換層及び前記第２電極層とによって前記電子回路部品としての半導体素子が形成されている構成を有している。
【００２２】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、太陽電池ユニットと電子回路部品がフレキシブルプリント基板の同一面に同一の積層構造を有して形成しているので、回路全体としてスペースの効率化を図ることができるとともに、当該太陽電池システムの製造工程を簡易にすることができる。
【００２３】
（８）また、本発明の太陽電池システムは、前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面と反対側の第２基板面に前記回路パターンが形成されている構成を有している。
【００２４】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、フレキシブルプリント基板の太陽電池ユニットが配設される第１基板面と反対側の第２基板面にもコンデンサ素子やコイル素子などの電子回路部品からなる出力回路を形成することができるので、当該太陽電池システムの配設位置を考慮して出力回路を形成することができる。
【００２５】
（９）また、本発明の太陽電池システムは、前記フレキシブルプリント基板が、前記生成された電圧によって駆動する電子回路と接続するための電極端子を更に備える構成を有している。
【００２６】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、一般的にフレキシブルプリント基板を他の基板などに接続する際に用いられる電極端子を用いることによって容易にかつ確実に他の回路との接続を行うことができる。
【００２７】
（１０）また、本発明の太陽電池システムは、前記太陽電池ユニットが、前記光電変換層と絶縁しつつ、前記第２電極層と前記出力回路を接続するためのスルーホールを有するとともに、前記配線パターンが、前記スルーホールと接合されるランドを有する構成をしている。
【００２８】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、スルーホールおよびランドを介して太陽電池ユニットと配線パターンを接続することができるので、太陽電池ユニットに積層されて構成される出力回路との接続を容易にし、回路全体としてのスペースを有効活用することができる。
【００２９】
（１１）また、本発明の太陽電池システムは、前記ランドが、前記配線パターン上に前記太陽電池ユニットを配設する位置を位置決めする際に用いられるアライメントマークとして機能するための形状を有している構成をしている。
【００３０】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、配線パターン上に設けられるアライメントマークの無駄となるスペースをも有効活用することができるので、太陽電池ユニットの光を受光する面積を削ることなく、最大限の面積を当該受光面に利用することができる。
【００３１】
（１２）また、本発明の太陽電池システムは、前記スルーホールおよびランドが、前記太陽電池ユニットが前記フレキシブルプリント基板に装着された際の当該太陽電池ユニットの中央近傍に形成されている構成を有している。
【００３２】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、ＩＴＯなど第２電極層の材質に伴う抵抗率が高い場合であっても、第２電極層の平面上の各位置からの抵抗値を等価的に下げることができるので、太陽電池ユニットから効率よく生成された電圧を出力させることができる。
【００３３】
（１３）また、本発明の太陽電池システムは、前記配線パターンには前記太陽電池ユニットを配設する位置を位置決めするアライメントマークが形成されている構成を有している。
【００３４】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、製造過程において容易にかつ的確にフレキシブルプリント基板上に太陽電池ユニットを積層することができる。
【００３５】
（１４）上記課題を解決するため、本発明の太陽電池システムの製造方法は、太陽電池ユニットと当該太陽電池ユニットによって生成された電圧の出力制御を行う出力回路が形成されるフレキシブルプリント基板とを備える太陽電池システムを製造する製造方法であって、前記太陽電池ユニットと前記出力回路を接続するための配線パターンであって当該出力回路が形成される配線パターンを有する前記フレキシブルプリント基板を準備する準備工程と、前記配線パターン上に、受光された光から電圧を生成させるための光電変換が行われる光電変換層を形成する光電変換層形成工程と、前記光電変換層上に積層され、当該光電変換層に光を受光させるための構造を有する表面電極層を形成する表面電極層形成工程と、を含み、前記配線パターンが、前記太陽電池ユニットの裏面電極層として用いられる構成を有している。
【００３６】
この構成により、本発明の製造方法は、太陽電池ユニットに基づいて生成された電圧を出力する際に必要な回路も含めて薄膜化および当該回路全体のスペースの効率化を図ることが可能な太陽電池システムにおいて、そのフレキシブルプリント基板に配線パターンが形成された後に当該フレキシブルプリント基板上に太陽電池ユニットを形成するので、フレキシブルプリント基板上に配線パターンを貼り合わせる際に加えられる圧力を受けることなく、太陽電池ユニットを形成することができる。したがって、本発明の製造方法は、太陽電池ユニットを破損することなく、太陽電池システムを的確にかつ確実に製造することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明は、薄膜化および出力回路などの太陽電池ユニットを搭載する部分のスペースの効率化を図ることができるので、小型の電子機器またはデザインの制約により電源回路のスペースが限られた機器など、様々な機器に太陽電池に基づく電源システムを搭載することができる。
【００３８】
また、本発明は、このような太陽電池システムにおいて、太陽電池ユニットを破損することなく、当該太陽電池システムを的確にかつ確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る電源回路システムの第１実施形態における構造を示す構造図である。
【図２】第１実施形態における太陽電池ユニットの構造を説明するための図である。
【図３】第１実施形態の電源回路システムにおける製造方法を説明するための図である。
【図４】第１実施形態における電源回路システムの構造を示す構造図のその他の例（Ｉ）である。
【図５】第１実施形態における電源回路システムの構造を示す構造図のその他の例（ＩＩ）である。
【図６】第１実施形態における電源回路システムの構造を示す構造図のその他の例（ＩＩＩ）である。
【図７】第１実施形態における電源回路システムの構造を示す構造図のその他の例（ＩＶ）である。
【図８】第１実施形態の電源回路システムにおける製造方法のその他の例を説明するための図である。
【図９】本発明に係る電源回路システムの第２実施形態における構造を示す構造図である。
【図１０】第２実施形態における電源回路システムの等価回路である。
【図１１】本発明に係る電源回路システムの第３実施形態における構造を示す構造図である。
【図１２】第３実施形態における電源回路システムの等価回路である。
【図１３】第３実施形態における電源回路システムの等価回路の変形例である。
【図１４】本発明に係る電源回路システムの第４実施形態における構造を示す構造図である。
【図１５】第４実施形態における電源回路システムの構造図の変形例である。
【図１６】本発明に係る電源回路システムの第５実施形態における構造を示す構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本願の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施形態は、フレキシブルプリント基板上に搭載された太陽電池ユニットを有する電源回路システム（以下、単に、「電源回路システム」という。）を本願発明の太陽電池システムに適用した場合の実施形態である。
【００４１】
[第１実施形態]
はじめに、図１〜図６の各図を用いて本発明に係る電源回路システムＳの第１実施形態について説明する。
【００４２】
まず、図１を用いて本実施形態の電源回路システムＳの構造について説明する。なお、図１は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図である。
【００４３】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１に示すように、受光した光に基づいて電圧（以下、「電源電圧」ともいう。）ＶＥを生成する太陽電池ユニット１００と、当該太陽電池ユニット１００を支持するとともに当該太陽電池ユニット１００によって生成された電源電圧ＶＥの出力制御またはその調整を行う出力回路１０を有するフレキシブルプリント基板（以下、単に「ＦＰＣ」という。）２００と、から構成される。
【００４４】
太陽電池ユニット１００は、例えば、ショットキー型若しくはヘテロ接合型（バイレイヤー型およびバルクへテロ型を含む。）の有機薄膜太陽電池、または、色素増感型太陽電池の構造を有している。具体的には、この太陽電池ユニット１００は、一方の面（受光面）に受光した光に基づいて電源電圧ＶＥを生成させる光電変換を実行する光電変換層１１０と、当該光電変換層１１０に光を受光させるための透明な材料から形成される電極層（以下、「透明電極層」という。）１２０と、から形成される積層体であり、ＦＰＣ２００の一方の面（以下、「第１基板面」という）に形成されている。そして、この太陽電池ユニット１００は、後述するＦＰＣ２００の上部配線パターン２２０を裏面電極として用いるようになっており、生成された電圧をＦＰＣ２００上に形成された出力回路１０に出力するようになっている。
【００４５】
また、この太陽電池ユニット１００には、透明電極層１２０と光電変換層１１０とを絶縁しつつ、出力回路１０（すなわち、後述の上部および下部配線パターン２２０、２３０）と電気的に接続するためのスルーホールＨが形成されている。特に、本実施形態のスルーホールＨは、後述する上部配線パターン２２０上に設けられたランドＭに接合される。また、このスルーホールＨは、太陽電池ユニット１００の平面上において中央付近に形成されるようになっており、ＩＴＯなどの透明電極層１２０の材質に伴う抵抗率が高い場合であっても、透明電極層１２０の平面における各位置からの抵抗値を等価的に下げることができるので、太陽電池ユニット１００から効率よく生成された電圧を出力させることができるようになっている。
【００４６】
なお、本実施形態において、例えば、太陽電池ユニット１００がショットキー型またはヘテロ接合型の有機薄膜太陽電池の構造を有している場合には、光電変換効率の向上および透明電極層１２０と光電変換層１１０との界面における平滑性や密着性の改善のために設けられた正孔取出し層１１３を有している。また、本実施形態の太陽電池ユニット１００の積層構造の詳細について、後述する。
【００４７】
ＦＰＣ２００は、両面に金属製の配線パターンが形成される両面２層金属フレキシブルプリント基板であり、図１に示すように、ポリイミドやＰＥＴから形成されるベース２１０と、当該ベース２１０の上面であって太陽電池ユニット１００が積層される第１基板面に積層される配線パターン（以下、「上部配線パターン」という。）２２０と、ベース２１０の下面であって第１基板面と反対の面（以下、「第２基板面」という。）に積層される配線パターン（以下、「下部配線パターン」）２３０と、から形成される。
【００４８】
上部配線パターン２２０は、上面に太陽電池ユニット１００が積層されており、当該太陽電池ユニット１００の裏面電極として機能する。また、この上部配線パターン２２０には、太陽電池ユニット１００の裏面電極として機能する部分の他に、太陽電池ユニット１００に形成されたスルーホールＨと接合されるランドＭと下部配線パターン２３０との接続を行う接続パターンが形成されている。具体的には、このランドＭは、太陽電池ユニット１００をＦＰＣ２００上に積層する際にその位置決めに用いられるアライメントマークとしての機能を有している。そして、このランドＭは、透明電極層１２０を、出力回路１０を形成する下部配線パターン２３０に接続するために、上部配線パターン２２０の他の配線パターンと絶縁されて独立しており、ベース２１０に設けられた貫通孔を介して下部配線パターン２３０と接続されている。
【００４９】
なお、このランドＭは、アライメントマークとしてスルーホールＨとともに円形である必要がなく、十字などの太陽電池ユニット１００とＦＰＣ２００の上下左右の位置決めができる形状を有していればよい。また、本実施形態の上部配線パターン２２０は、このランドＭの他に、他のアライメントマークを有していてもよいし、他のアライメントマークが形成されている場合には、アライメントマークとして機能しないランドＭを有していてもよい。
【００５０】
また、上部配線パターン２２０には、出力回路１０と、太陽電池ユニット１００に基づいて生成されて出力回路１０にて制御または調整された電圧（以下、「出力電圧」という。）ＶＯによって駆動する他の回路（以下、「外部電子回路」という。）との接続を行うためのソケットに嵌め込むタイプの電極端子、すなわち、コネクタ（コネクタの詳細については後述の他の実施形態にて説明する。）が設けられている。
【００５１】
上部配線パターン２２０を形成する材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、上述するように太陽電池の種別によって、適切な材料が選択されるようになっており、例えば、ニッケルやアルミニウムによって形成されている。また、上部配線パターン２２０の膜厚は、例えば、９μｍであることが好ましい。
【００５２】
下部配線パターン２３０は、スルーホールＨおよびランドＭを介して透明電極層１２０と接続される。また、この下部配線パターン２３０には、例えば、このスルーホールＨの配設位置に伴って形成される配線パターン上に、抵抗素子、スイッチ素子、コンデンサ素子またはコイル素子などの電子回路素子Ｅやレギュレータなどの電源回路システム用の集積回路チップ（以下、単に「集積回路チップ」という。）Ｉの電子回路部品が実装される。そして、この下部配線パターン２３０は、これらの電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩとともに、太陽電池ユニット１００にて生成された電源電圧ＶＥを調整するための出力回路１０を構成するようになっている。また、電子回路素子Ｅ及び集積回路チップＩは、下部配線パターン２３０に実装された後に、樹脂などの保護層によって被覆されており、可撓性を有するＦＰＣ２００の全体が湾曲された場合であっても、破損しないように実装されている。
【００５３】
下部電極パターンを形成する材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、銅（Ｃｕ）によって形成されている。また、下部電極パターンの膜厚は、例えば、９μｍであることが好ましい。
【００５４】
なお、本実施形態のＦＰＣ２００は、下部配線パターン２３０上に配線の酸化を防ぐための保護膜（図示しない）を有している。ただし、電子回路部品が実装されている部分には保護膜は形成されていない。また、本実施形態のベース２１０は、本発明の基材を構成するとともに、上部配線パターン２２０は、本発明の配線パターンを構成し、本実施形態の下部配線パターン２３０は、本発明の配線パターン及び回路パターンを構成する。
【００５５】
次に、図２を用いて本実施形態における太陽電池ユニット１００の構造について説明する。なお、図２は、本実施形態における太陽電池ユニット１００の構造を説明するための図である。また、図２には、光電流の流れる方向および正負の極性を示す。
【００５６】
例えば、本実施形態の太陽電池ユニット１００は、図２に示すように、Ｐ型およびＮ型有機半導体層１１１、１１２をそれぞれ有し、それらの界面において形成されるＰＮ接合を利用して電荷分離を生じさせるバイレイヤー型、Ｎ型およびＰ型の半導体材料を均一に分散された混合層１１５を有し、この混合層１１５内で形成されるＰＮ接合を利用して電荷分離を生じさせるバルクへテロ型、若しくは、各電極と光電変換層１１０（Ｐ型半導体層）との界面において形成されるショットキー障壁を利用して電荷分離を生じさせるショットキー型の有機薄膜太陽電池の構造、または、有機系の色素に基づいて電荷分離を行う色素増感型太陽電池の構造を有している。
【００５７】
なお、バイレイヤー型、バルクへテロ型またはショットキー型の有機薄膜太陽電池の構造を有する太陽電池ユニット１００を、それぞれ、「バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット」、「バルクへテロ型有機薄膜太陽電池ユニット」または「ショットキー型有機薄膜太陽電池ユニット」といい、色素増感型太陽電池の構造を有する太陽電池ユニットを、「色素増感型太陽電池ユニット」という。以下、各種別毎に太陽電池ユニット１００の構造について説明する。
【００５８】
（１）バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット
バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００は、図２（ａ）に示すように、裏面電極としての上部配線パターン２２０上に、Ｎ型有機半導体層１１１およびＰ型有機半導体層１１２からなる光電変換層１１０と、正孔取出し層１１３と、透明電極層１２０と、が順次積層されている。
【００５９】
（光電変換層（Ｐ型有機半導体層＋Ｎ型有機半導体層））
光電変換層１１０は、有機薄膜太陽電池ユニット１００における電荷分離に寄与し、受光により生じた電子および正孔を各々反対方向の電極に向って輸送させる機能を有している。そして、この光電変換層１１０は、上部配線パターン２２０上に積層された電子受容体として機能するＮ型有機半導体層１１１（電子輸送層）と、Ｎ型有機半導体層１１１上に積層された電子供与体として機能するＰ型有機半導体層１１２（正孔輸送層）とを各々別個に備え、それらの界面において形成されるＰＮ接合を利用して電荷分離を生じさせ、光電流を得るようになっている。
【００６０】
Ｎ型有機半導体層１１１を形成する材料としては、電子受容体としての機能を有するものであれば特に限定されない。具体的には、本実施形態のＮ型有機半導体層１１１を形成する材料は、ＣＮ−ポリ（フェニレン−ビニレン）、ＭＥＨ−ＣＮ−ＰＰＶ、−ＣＮ基または−ＣＦ３基含有ポリマー、それらの−ＣＦ３置換ポリマー、ポリ（フルオレン）誘導体、Ｃ６０などのフラーレン誘導体、カーボンナノチューブ、ペリレン誘導体、多環キノン、キナクリドン等が用いられるようになっている。
【００６１】
Ｐ型有機半導体層１１２を形成する材料としては、電子供与体としての機能を有するものであれば特に限定されない。具体的には、本実施形態のＰ型有機半導体層１１２を形成する材料としては、ポリフェニレンおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリシランおよびその誘導体、ポリアルキルチオフェンおよびその誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、有機金属ポリマーが用いられるようになっている。
【００６２】
Ｎ型有機半導体層１１１およびＰ型有機半導体層１１２の膜厚は、限定されないが、例えば、各々の膜厚が０．１ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲内、特に、１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。この膜厚が上記範囲より厚い場合には、Ｎ型有機半導体層１１１およびＰ型有機半導体層１１２における体積抵抗が高くなる可能性があるとともに、膜厚が上記範囲より薄い場合には、上部配線パターン２２０と透明電極層１２０との間で短絡が生じる可能性があるからである。
【００６３】
Ｎ型有機半導体層１１１およびＰ型有機半導体層１１２を形成する方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されない。具体的には、Ｎ型有機半導体層１１１およびＰ型有機半導体層１１２を形成する方法としては、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に形成する方法が用いられるようになっている。
【００６４】
（正孔取出し層）
正孔取出し層１１３は、Ｐ型有機半導体層１１２上に積層され、上述したように、光電変換効率の向上および透明電極層１２０と光電変換層１１０のとの界面における平滑性や密着性の改善のために設けられている。
【００６５】
具体的には、この正孔取出し層１１３は、導電性高分子材料と両親媒性材料とを含有している。この正孔取出し層１１３における導電性高分子材料としては、一般的に正孔取出し層１１３に使用されるものを用いるようになっており、具体的には、ドープされたポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、トリフェニルジアミン等の導電性有機化合物、あるいは、テトラチオフルバレン、テトラメチルフェニレンジアミン等の電子供与性化合物と、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン等の電子受容性化合物とからなる電荷移動錯体を形成する有機材料等が用いられるようになっている。また、この正孔取出し層１１３の両親媒性材料としては、一般的な界面活性剤を用いられるようになっており、例えば、非イオン性界面活性剤またはフッ素系界面活性剤を用いられるようになっている。
【００６６】
正孔取出し層１１３の膜厚は、導電性高分子材料や両親媒性材料等の種類によって異なり、上述した特性等を考慮して適宜調整される。具体的には、正孔取出し層１１３の膜厚は、０．０１ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲内、最も好ましくは１ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内である。この膜厚が厚すぎると、正孔伝達経路長に比例して抵抗値が上がるため、正孔を十分に第１電極層に取り出せない可能性があるとともに、膜厚が薄すぎると、正孔取出し層１１３と光電変換層１１０との密着性が低下し、また光電変換層１１０の厚みが比較的薄いために透明電極の突起により上部配線パターン２２０と透明電極層１２０とが直接接触して短絡する可能性があるからである。
【００６７】
正孔取出し層１１３の表面粗さＲａは、導電性高分子材料や両親媒性材料等の種類によって異なるものであり、上述した特性等を考慮して適宜調整される。具体的には正孔取出し層１１３の表面粗さＲａが５０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以下、最も好ましくは１０ｎｍ以下である。表面粗さが大きすぎると、正孔取出し層１１３と透明電極層１２０や光電変換層１１０との密着性が低下したり、また光電変換層１１０の厚みが比較的薄いために正孔取出し層１１３表面の突起により透明電極層１２０と上部配線パターン２２０とが直接接触して短絡したりする可能性があるからである。
【００６８】
正孔取出し層１１３の表面抵抗値は、３００Ω／□以下であることが好ましく、より好ましくは１５０Ω／□以下、最も好ましくは５０Ω／□以下である。表面抵抗値が大きすぎると、光電変換層１１０で発生した正孔を十分に透明電極層１２０に移動させることができない、または、正孔取出し層１１３の平滑性や密着性に起因する障壁の影響が大きくなりすぎるために有機薄膜太陽電池としての機能が損なわれる可能性があるからである。
【００６９】
正孔取出し層１１３を形成する方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されない。具体的には、正孔取出し層１１３を形成する方法としては、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって正孔取出し層１１３を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、または、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、正孔取出し層１１３を上部配線パターン２２０に形成させる方法を用いるようになっている。
【００７０】
（透明電極層）
透明電極層１２０は、正孔取出し層１１３上に積層され、光電変換層１１０が受光可能となるようにＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）や酸化チタンなどの透明な導電性の材料によって形成される。
【００７１】
また、この透明電極層１２０のシート抵抗値は、２０Ω／□以下、中でも１０Ω／□以下、特に５Ω／□以下であることが好ましい。シート抵抗値が上記範囲より大きい場合、発生した電荷を十分に出力回路１０へ伝達できない可能性があるからである。また、このような透明電極の膜厚は、０．１〜５００ｎｍの範囲内、その中でも、１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より薄い場合は、透明電極層１２０のシート抵抗が大きくなりすぎ、発生した電荷を十分に外部電子回路へ伝達できない可能性があるとともに、膜厚が上記範囲より厚い場合には、全光線透過率が低下し、光電変換効率を低下させる可能性があるからである。
【００７２】
この透明電極層１２０の形成方法としては、一般的な方法を用いるようになっている。具体的には、この透明電極層１２０の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や、ＣＶＤ法等の乾式塗工法、およびＩＴＯ微粒子を含有する塗工液等を塗布する湿式塗工法を用いるようになっている。また、透明電極層１２０をパターン状に形成する場合のパターニング方法としては、透明電極層１２０を所望のパターンに精度良く形成することができる方法であれば特に限定されないが、具体的には、フォトリソグラフィー法等を用いるようになっている。
【００７３】
（２）バルクへテロ型有機薄膜太陽電池ユニット
バルクヘテロ型有機薄膜太陽電池ユニット１００は、図２（ｂ）に示すように、裏面電極としての上部配線パターン２２０上に、Ｎ型およびＰ型の半導体材料を均一に分散された混合層１１５からなる光電変換層１１０と、正孔取出し層１１３と、透明電極層１２０と、が順次積層されている。なお、光電変換層１１０を除き、正孔取出し層１１３および透明電極層１２０の構造は、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００と同一の構造であるため、その説明を省略する。
【００７４】
（光電変換層（混合層））
光電変換層１１０は、有機薄膜太陽電池ユニット１００における電荷分離に寄与し、受光により生じた電子および正孔を各々反対方向の電極に向って輸送させる機能を有している。そして、この光電変換層１１０は、上部配線パターン２２０上に積層された電子受容体および電子供与体の両方の機能を有する混合層１１５（電子正孔輸送層）を形成し、混合層１１５内で形成されるｐｎ接合を利用して電荷分離を生じさせ、光電流を得るようになっている。
【００７５】
混合層１１５を形成する材料は、一般的に、バルクへテロ接合型有機薄膜太陽電池の構造において用いられているものであれば特に限定されない。具体的には、混合層１１５を形成する材料は、電子供与性の材料および電子受容体の材料の両方の材料を均一に分散させたものであり、電子供与性の材料および電子受容性の両方の材料の混合比は、用いる材料により最適な混合比に適宜調整する。
【００７６】
電子受容性の材料としては、そのような機能を有するものであれば特に限定されない。具体的には、ＣＮ−ポリ（フェニレン−ビニレン）、ＭＥＨ−ＣＮ−ＰＰＶ、−ＣＮ基または−ＣＦ３基含有ポリマー、それらの−ＣＦ３置換ポリマー、ポリ（フルオレン）誘導体、Ｃ６０誘導体、カーボンナノチューブ、ペリレン誘導体、多環キノン、キナクリドン等が用いられるようになっている。また、電子供与性の材料としては、そのような機能を有するものであれば特に限定されない。具体的には、ポリフェニレンおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリシランおよびその誘導体、ポリアルキルチオフェンおよびその誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、有機金属ポリマー等が用いられるようになっている。
【００７７】
この混合層１１５の膜厚は、一般的にバルクヘテロ接合型において採用されている膜厚であれば特に限定されないが、具体的には、０．２ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内、その中でも、１ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より厚い場合には、電子正孔輸送層における体積抵抗が高くなる可能性があるとともに、一方、膜厚が上記範囲より薄い場合には、透明電極層１２０および上部配線パターン２２０に短絡が生じる可能性があるからである。
【００７８】
混合層１１５を形成する方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されない。具体的には、混合層１１５を形成する方法としては、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に形成する方法が用いられるようになっている。
【００７９】
（２）ショットキー型有機太陽電池ユニット
ショットキー型有機薄膜太陽電池ユニット１００は、図２（ｃ）に示すように、裏面電極としての上部配線パターン２２０上に、Ｐ型（またはＮ型）の半導体材料を均一に分散されたＰ型有機半導体層１１２（またはＮ型有機半導体層）からなる光電変換層１１０と、正孔取出し層１１３と、透明電極層１２０と、が順次積層されている。なお、光電変換層１１０を除き、正孔取出し層１１３および透明電極層１２０の構造は、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００と同一の構造であるため、その説明を省略する。
【００８０】
（光電変換層（Ｐ型有機半導体層またはＮ型有機半導体層））
光電変換層１１０は、有機薄膜太陽電池ユニット１００における電荷分離に寄与し、受光により生じた正孔または電子を所定の電極に向って輸送させる機能を有している。そして、この光電変換層１１０は、上部配線パターン２２０上に積層された電子受容性または電子供与性の機能を有する層、すなわち、正孔輸送層としてのＰ型有機半導体層または電子輸送層としてのＮ型有機半導体層とすることにより、そのような光電変換層１１０と電極との界面において形成されるショットキー障壁を利用して光電流を得るようになっている。
【００８１】
ショットキー型有機薄膜太陽電池ユニット１００における光電変換層１１０は、電子受容性または電子供与性の材料を用いて形成するようになっている。例えば、透明電極および上部配線パターン２２０のうち仕事関数が小さい方の電極（仕事関数が大きい方の電極）との界面にショットキー障壁が形成されるため、その界面において光電流を生じさせることができるようになっている。
【００８２】
光電変換層１１０を形成する材料としては、電子受容性または電子受容性の性質を有する材料であれば特に限定されない。具体的には、ペンタセンなどの有機単結晶、ポリ−３−メチルチオフェン、ポリアセチレン、ポリフェニレンおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリシランおよびその誘導体、ポリアルキルチオフェンおよびその誘導体等の導電性高分子およびその誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、メロシアニン誘導体、クロロフィル等の合成色素、有機金属ポリマー等が用いられるようになっている。
【００８３】
光電変換層１１０の膜厚としては、０．１ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲内、その中でも、１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より厚い場合には、光電変換層１１０の体積抵抗が高くなる可能性があり、一方、膜厚が上記範囲より薄い場合には、透明電極層１２０および上部配線パターン２２０に短絡が生じる可能性があるからである。
【００８４】
光電変換層１１０を形成する方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されない。具体的には、光電変換層１１０を形成する方法としては、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に形成する方法が用いられるようになっている。
【００８５】
（４）色素増感型太陽電池ユニット
色素増感型太陽電池ユニット１００は、図２（ｄ）に示すように、裏面電極としての上部配線パターン２２０上に、色素増感剤が含まれる酸化物半導体層１１７からなる光電変換層１１０と、透明電極層１２０と、が順次積層されている。なお、透明電極層１２０は、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００その他の上記の太陽電池ユニット１００と同一であるため、その説明を省略する。
【００８６】
（光電変換層（酸化物半導体層））
光電変換層１１０は、金属酸化物半導体粒子と、光を吸収し起電力を生じさせることが可能であって金属酸化物半導体粒子の表面に吸着した色素増感剤と、を含有して形成される。この光電変換層１１０においては、金属酸化物半導体微粒子の表面に吸着した色素増感剤が、光を受光することによって励起され、励起された電子が上部配線パターン２２０へ伝導し、スルーホールＨを通じて透明電極層１２０へ伝導されるとともに、酸化還元対を介して色素増感剤の基底準位に電子が戻ることよって光電流を得るようになっている。
【００８７】
この金属酸化物半導体微粒子としては、半導体特性を備える金属酸化物からなるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｙ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３等が用いられるようになっている。
【００８８】
この金属酸化物半導体微粒子の粒径としては、酸化物半導体層１１７の表面積を所望の範囲内にできる程度であれば特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜１０μｍの範囲内が好ましく、特に１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００８９】
色素増感剤としては、光を吸収し起電力を生じさせることが可能なものであれば特に限定はされない。このような色素増感剤としては、有機色素または金属錯体色素を用いるようになっている。
【００９０】
光電変換層１１０の厚みは、適宜決定できるものであり特に限定されるものではいが、通常、１μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、特に５μｍ〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。光電変換層１１０の厚みが上記範囲よりも厚いと、酸化物半導体層１１７自体の凝集破壊が起りやすく、膜抵抗となりやすくなってしまう場合があるからである。また、上記範囲よりも薄いと厚みが均一な酸化物半導体層１１７を形成するのが困難になるとともに、例えば、酸化物半導体電極用積層体を用いて色素増感型太陽電池を作製した場合に、色素増感剤を含んだ酸化物半導体層１１７が太陽光などを十分に吸収できないために、性能不良になる可能性があるからである。
【００９１】
光電変換層１１０を形成する方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されない。具体的には、光電変換層１１０を形成する方法としては、上部配線パターン２２０上に光電変換層１１０を成形するための塗工液をダイコートやスクリーン印刷（ロータリー式）によって塗布して焼成する方法が用いられるようになっている。
【００９２】
次に、図３を用いて本実施形態の電源回路システムＳの製造方法について説明する。なお、図３は、本実施形態の製造方法を説明するための図である。
【００９３】
本実施形態の製造方法においては、既に所定の上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０を有するＦＰＣ２００に対して太陽電池ユニット１００を形成する方法であって、太陽電池ユニット１００を形成した後にＦＰＣ２００に電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩを形成する方法である。また、本製造方法においては、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００を形成する場合の製造方法を用いて説明する。
【００９４】
まず、図３（ａ）に示すように、アライメントマークを構成するランドＭを有する上部配線パターン２２０および出力回路１０用の配線パターンが形成された下部配線パターン２３０が既に貼り合わされたＦＰＣ２００に対して、図３（ｂ）に示すように、スルーホールＨとなる部分に孔（以下、「スルーホール用孔」という。）ＯとランドＭ（アライメントマーク）を合わせるとともに、当該スルーホール用孔Ｏを形成させつつ、上部配線パターン２２０上に光電変換層１１０が形成される。例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０が上部配線パターン２２０に形成される。なお、バルクへテロ型有機薄膜太陽電池ユニット、ショットキー型有機薄膜太陽電池ユニットまたは色素増感型太陽電池ユニットの場合でもバイレイヤー型太陽電池ユニットと同様に光電変換層１１０が形成される。
【００９５】
次いで、図３（ｃ）に示すように、ランドＭ（アライメントマーク）に合わせつつ、スルーホール用孔Ｏを維持し、光電変換層１１０上に正孔取出し層１１３が形成される。例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、光電変換層１１０と同様に、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０が上部配線パターン２２０に形成される。
【００９６】
次いで、図３（ｄ）に示すように、正孔取出し層１１３上にスルーホールＨを形成しつつ透明電極が形成される。例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や、ＣＶＤ法等の乾式塗工法、およびＩＴＯ微粒子を含有する塗工液等が塗布されて形成される。
【００９７】
最後に、図３（ｅ）に示すように、電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩを実装してＦＰＣ２００上に太陽電池ユニット１００が形成された電源回路システムＳが生成される。
【００９８】
以上、本実施形態の電源回路システムＳは、ＦＰＣ２００の上部配線パターン２２０を太陽電池ユニット１００の電極と共通化させることができるので、可撓性を確保してかつ太陽電池ユニット１００を薄膜化することができるとともに、出力回路１０を当該太陽電池ユニット１００が形成される基板上に直接形成することができる。したがって、この電源回路システムＳは、太陽電池ユニット１００に基づいて生成された電圧を出力する際に必要な回路も含めて電源回路システムＳの薄膜化および当該回路全体のスペースの効率化を図ることができるので、汎用性が高く、様々な機器の電源回路システムＳとして搭載することができる。
【００９９】
また、本実施形態の電源回路システムＳは、太陽電池ユニット１００が形成されたＦＰＣ２００に、例えば、コンデンサ素子、コイル素子、スイッチ素子またはダイオード素子などの電子回路素子Ｅおよびレギュレータなどの集積回路チップＩを実装することができるので、例えば、レギュレータ回路や昇圧回路などの太陽電池ユニット１００によって生成された電圧を制御または調整する回路など種々の回路を出力回路１０として形成することができる。したがって、この電源回路システムＳは、太陽電池ユニット１００において生成された電源電圧ＶＥに基づいて駆動する外部電子回路に併せて当該電源電圧ＶＥを適切に制御または調整することができる。
【０１００】
また、本実施形態の電源回路システムＳは、アライメントマークおよびスルーホールＨによって製造過程において容易にかつ的確に太陽電池ユニット１００をフレキシブルプリント基板上に積層することができるとともに、透明電極層１２０と出力回路１０が形成される下部配線パターン２３０を容易にかつ的確に接続することができる。
【０１０１】
また、本実施形態の電源回路システムＳは、スルーホールＨおよびランドＭを介して太陽電池ユニット１００と下部配線パターン２３０を接続することができるので、太陽電池ユニット１００に積層されて構成される出力回路１０との接続を容易にし、回路全体としてのスペースを有効活用することができる。特に、この電源回路システムＳは、配線パターン上に設けられるアライメントマークの無駄となるスペースをも有効活用することができるので、太陽電池ユニット１００の光を受光する面積を削ることなく、最大限の面積を当該受光面に利用することができる。
【０１０２】
また、本実施形態の電源回路システムＳは、ＩＴＯなど透明電極層１２０の材質に伴う抵抗率が高い場合であっても、透明電極層１２０の平面上の各位置からの抵抗値を等価的に下げることができるので、太陽電池ユニット１００から効率よく生成された電圧を出力させることができる。
【０１０３】
次に、図４〜図７の各図を用いて本実施形態の電源回路システムＳにおける変形例について説明する。なお、図４〜図７は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図のその他の例（Ｉ）〜（ＩＶ）である。
【０１０４】
本実施形態の電源回路システムＳの第１変形例は、上述の実施形態において下部配線パターン２３０に電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩが実装されている点に代えて、第１基板面（太陽電池ユニット１００が積層された面）に形成された上部配線パターン２２０に、電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩを実装する点に特徴があり、その他の構成は、上述の実施形態と同一である。
【０１０５】
この第１変形例においては、図４に示すように、上部配線パターン２２０には、電極部分に並設されるとともに、その上面に電子回路素子および集積回路チップＩが実装される配線パターン部分２２２を有し、抵抗素子、スイッチ素子、コンデンサ素子またはコイル素子などの電子回路素子Ｅやそれらの電子回路素子Ｅが複数組み合わせて形成される集積回路チップＩが当該配線パターン部分に実装される。そして、この配線パターン部分は、電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩとともに、太陽電池ユニット１００にて生成された電源電圧ＶＥを制御または調整するための出力回路１０を構成するようになっている。
【０１０６】
この構成により、第１変形例の電源回路システムＳは、上部配線パターン２２０にコンデンサ素子、コイル素子、スイッチ素子またはダイオード素子などの電子回路素子Ｅまたは集積回路チップＩを適宜実装することができるので、当該電源回路システムＳの配設位置を考慮して出力回路１０を形成することができる。
【０１０７】
本実施形態の電源回路システムＳの第２変形例は、上述の実施形態において太陽電池ユニット１００における透明電極層１２０に代えて、導電性材料がメッシュ状に形成されたフィルムを電極層に用いる点に特徴があり、その他の構成は、上述の実施形態と同一である。
【０１０８】
この第２変形例の電極に用いられるメッシュ状の電極層（以下、「メッシュ電極層」という。）１３０は、図５に示すように、所定の透明なフィルムに銀などの導電性粒子が微細なメッシュ状にパターン印刷されて形成されており、折り曲げや任意のパターン形成を行うことができるようになっている。
【０１０９】
この構成により、第２変形例の電源回路システムＳは、例えば、ＩＴＯを用いた透明電極層１２０に比べ、コストを低減することができるとともに、有機材料との相性が良く、かつ、高い可撓性を有しているので、汎用性が高く、様々な機器の電源回路システムＳとして搭載することができる。
【０１１０】
本実施形態の電源回路システムＳの第３変形例は、上述の実施形態において下部配線パターン２３０に電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩが実装されている点に代えて、薄膜トランジスタＴ１０が実装されている点に特徴があり、その他の構成は、上述の実施形態と同一である。
【０１１１】
この第３変形例においては、図６に示すように、下部パターンには、配線部分の他にベース２１０に張り合わされた薄膜トランジスタＴ１０を有する出力回路１０が形成されており、上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０によって太陽電池ユニット１００と接続されるとともに、図示しない外部に接続された外部電子回路と接続されるようになっている。この構成により、第３変形例の電源回路システムＳは、出力回路１０に薄膜トランジスタＴ１０をも用いることができる。
【０１１２】
本実施形態の電源回路システムＳの第４変形例は、上述の実施形態において下部配線パターン２３０に電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩが実装されている点に代えて、上部配線パターン２２０に太陽電池ユニット１００と同一の積層構造を有する薄膜ダイオードＤ１０が形成されている点に特徴があり、その他の構成は、上述の実施形態と同一である。
【０１１３】
この第４変形例においては、図７に示すように、太陽電池ユニット１００の形成工程と同一の工程によって、上部配線パターン２２０上に、光電変換層１１０および透明電極層１２０からなる薄膜ダイオードＤ１０が形成される。また、この薄膜ダイオードＤ１０は、太陽電池ユニット１００とは積層構造上においては、すなわち、上部配線パターン２２０、光電変換層１１０および透明電極層１２０においては、太陽電池ユニット１００を形成する上部配線パターン２２０、光電変換層１１０および透明電極層１２０とそれぞれ絶縁されているとともに、薄膜ダイオードＤ１０が形成された一部に下部配線パターン２３０に接続するための複数のコンタクトホール（スルーホール）２０Ａ、２０Ｂが形成されている。そして、この薄膜ダイオードＤ１０は、図７に示されるような方向の電流特性を有している。また、上部配線パターン２２０の一部は、ダイオードＤ１０の一の電極として機能するようになっており、ダイオードＤ１０の特徴的な機能を発揮させるための一部として用いられる。
【０１１４】
なお、薄膜ダイオードＤ１０を的確に動作させるために、薄膜ダイオードＤ１０の透明電極層１２０の上に、アルミニウム、銀ペーストまたは感光性レジストなど光遮蔽層を設けてもよい。また、太陽電池ユニット１００は、スルーホールＨの他に下部電極パターンに接続するためのコンタクトホール２０Ｃを有している
【０１１５】
この構成により、第４変形例の電源回路システムＳにおいて、出力回路１０に薄膜ダイオードＤ１０を備えた場合に当該電源回路システムＳを簡易に製造することができるとともに、上部配線パターン２２０が、ダイオードＤ１０の一部の電極を構成し、電流を遮断するダイオードＤ１０の特徴的な機能を発揮させるための部分として用いられるので、出力回路１０においてもスペースの効率化を図ることができる。
【０１１６】
次に、図８を用いて本実施形態の電源回路システムＳの製造方法における変形例について説明する。なお、図８は、本実施形態における電源回路システムＳの製造方法のその他の例を説明するための図である。
【０１１７】
本実施形態の変形例の製造方法においては、既に所定の上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０と当該下部配線パターン２３０上に電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩとを有するＦＰＣ２００に対して太陽電池ユニット１００を形成する方法である。また、本製造方法においては、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００を形成する場合の製造方法を用いて説明する。
【０１１８】
まず、図８（ａ）に示すように、アライメントマークを構成するランドＭを有する上部配線パターン２２０と出力回路１０用の配線パターンが形成され、回路素子および集積回路チップＩが既に実装されたた下部配線パターン２３０とが形成されたＦＰＣ２００に対して、図８（ｂ）に示すように、電子回路および集積回路チップＩが治具Ｊに当接しないように当該治具ＪをＦＰＣ２００に嵌める。
【０１１９】
次いで、図８（ｃ）に示すように、スルーホールＨとなるスルーホール用孔ＯとランドＭ（アライメントマーク）を合わせ、当該スルーホール用孔Ｏを形成しつつ上部配線パターン２２０上に光電変換層１１０が形成される。例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０が上部配線パターン２２０に形成される。なお、バルクへテロ型有機薄膜太陽電池ユニット、ショットキー型有機薄膜太陽電池ユニットまたは色素増感型太陽電池ユニットの場合でもバイレイヤー型太陽電池ユニットと同様に光電変換層１１０が形成される。
【０１２０】
次いで、図８（ｄ）に示すように、ランドＭ（アライメントマーク）に合わせつつ、スルーホール用孔Ｏを維持し、光電変換層１１０上に正孔取出し層１１３が形成される。例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、光電変換層と同様に、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０が上部配線パターン２２０に形成される。
【０１２１】
次いで、図８（ｅ）に示すように、正孔取出し層１１３上に透明電極が形成されて太陽電池ユニット１００を備える電源回路システムＳが生成される。なお、例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や、ＣＶＤ法等の乾式塗工法、およびＩＴＯ微粒子を含有する塗工液等が塗布されて形成される。
【０１２２】
最後に、図８（ｆ）に示すように、治具ＪをＦＰＣ２００から取り外し、ＦＰＣ２００上に太陽電池ユニット１００が形成された電源回路システムＳが生成される。
【０１２３】
[第２実施形態]
次に、図９および図１０の各図を用いて本発明に係る電源回路システムＳの第２実施形態について説明する。
【０１２４】
本実施形態の電源回路システムＳは、第１実施形態の出力回路１０に、回路パターンによって形成されたコンデンサ素子Ｃ１０、Ｃ２０と集積回路チップＩとしてレギュレータＲとを用いた点（後述の図９および図１０を参照）に特徴があり、その他の構成は、第１実施形態と同様であり、同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２５】
まず、図９および図１０を用いて本実施形態の電源回路システムＳの構造およびその等価回路について説明する。なお、図９は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図であり、図１０は、本実施形態における電源回路システムＳの等価回路である。
【０１２６】
本実施形態の電源回路システムＳは、図９に示すように、電源電圧ＶＥを生成する太陽電池ユニット１００と、上部配線パターン２２０と、レギュレータＲ、第１コンデンサＣ１０および第２コンデンサＣ２０が形成されている下部配線パターン２３０とからなるＦＰＣ２００と、から構成される。特に、本実施形態の上部配線パターン２２０、下部配線パターン２３０、レギュレータＲ、第１コンデンサＣ１０および第２コンデンサＣ１０は、太陽電池ユニット１００において生成された電源電圧ＶＥを安定化させるためのレギュレータ回路を構成する。
【０１２７】
下部配線パターン２３０には、その一部のパターンによって形成される第１コンデンサＣ１０および第２コンデンサＣ２０と、レギュレータＲを備える集積回路チップＩと、が形成される。特に、第１コンデンサＣ１０と第２コンデンサＣ２０は、該当する下部配線パターン２３０の一部と、ベース２１０を介して対向して形成される上部配線パターン２２０の一部と、によって形成される。すなわち、第１コンデンサＣ１０と第２コンデンサＣ２０は、所定の位置に形成された下部配線パターン２３０からなる平面状の電極と、当該下部配線パターン２３０の位置に対応する位置に形成された上部配線パターン２２０からなる平面状の電極と、によって形成される。
【０１２８】
このように、本実施形態では、上部配線パターン２２０及び下部配線パターン２３０が、コンデンサ素子の電極を構成し、キャパシタンスの特徴的な機能を発揮させるための一部として用いられている。なお、上部配線パターン２２０には、下部配線パターン２３０のパターン効率のために、グランド接地に関する接続パターンが形成されている。
【０１２９】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１０に示すような等価回路を形成するようになっており、レギュレータ回路を構成する。具体的には、この電源回路システムＳにおいて、第１コンデンサＣ１０が太陽電池ユニット１００に並列に接続されるとともに、レギュレータＲの一端に接続されている。特に、第１コンデンサＣ１０は、レギュレータＲに入力される、太陽電池ユニット１００において生成された電源電圧ＶＥを平滑化するようになっている。また、第２コンデンサＣ２０は、レギュレータの他端及び出力端子３０の間とグランドに接続され、レギュレータＲから出力された電圧を平滑化して出力電圧ＶＯとして出力端子３０、すなわち、図示しない外部電子回路に出力するようになっている。
【０１３０】
以上のように、本実施形態の電源回路システムＳは、第１実施形態の効果に加えて、ＦＰＣ２００に形成されたパターンの積層構造によってコンデンサ素子を形成することができるので、下部配線パターン２３０のみに実装されるリード型またはチップ型のコンデンサ素子などの厚さを有する素子を用いることなく、薄型化が可能となるとともに、出力回路１０においてもスペースの効率化を図ることができる。
【０１３１】
また、この電源回路システムＳは、コンデンサ素子をＦＰＣ２００に実装するための配線を不要にして回路全体のスペース効率を向上させることができるとともに、太陽電池ユニット１００に併せて電子回路素子Ｅが形成される回路パターンの面積をも確保することができるので、大きな静電容量を有するコンデンサ素子を実装することできるとともに、回路特性をも向上させることができる。
【０１３２】
なお、本実施形態の電源回路システムＳにおいて、第１コンデンサＣ１０および第２コンデンサＣ２０に代えて平面コイルであるコイル素子をそれぞれ上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０の同一の位置に配設させて相互インダクタンスを発生させることができる。
【０１３３】
[第３実施形態]
次に、図１１〜図１３の各図を用いて本発明に係る電源回路システムＳの第３実施形態について説明する。
【０１３４】
本実施形態の電源回路システムＳは、第２実施形態において出力回路１０がレギュレータ回路を構成する点に代えて昇圧回路を構成する点（後述する図１１および図１２を参照）に特徴があり、その他の構成は、第１実施形態と同様であり、同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。特に、本実施形態においては、下部配線パターン２３０部に、平面コイルＬ、トランジスタＴ２０を制御するレギュレータＲと、ダイオードＤ２０およびトランジスタＴ２０と、が実装される点に特徴がある。
【０１３５】
まず、図１１および図１２を用いて本実施形態の電源回路システムＳの構造およびその等価回路について説明する。なお、図１１は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図であり、図１２は、本実施形態における電源回路システムＳの等価回路である。
【０１３６】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１１に示すように、電源電圧ＶＥを生成する太陽電池ユニット１００と、平面コイルＬおよび第２コンデンサＣ２０が形成されるとともにレギュレータＲ、ダイオードＤ２０およびトランジスタＴ２０が実装されている下部配線パターン２３０とそれらを接続する上部配線パターン２２０とからなるＦＰＣ２００と、から構成される。
【０１３７】
下部配線パターン２３０には、形成された回路パターンに沿って、第２コンデンサＣ２０と平面コイルＬが形成されているとともに、ダイオードＤ２０およびトランジスタＴ２０が実装されている。また、この下部配線パターン２３０には、太陽電池ユニット１００によって生成された電源電圧ＶＥを安定化するとともにトランジスタＴ２０のスイッチングを制御するレギュレータＲが集積回路チップＩとして実装されている。
【０１３８】
このように、本実施形態では、第２実施形態と同様に、上部配線パターン２２０及び下部配線パターン２３０が、コンデンサ素子の電極を構成し、キャパシタンスの特徴的な機能を発揮させるための一部として用いられている。さらに、下部配線パターン２３０が、平面コイルＬを構成し、インダクタンスの特徴的な機能を発揮させる部分として機能している。
【０１３９】
なお、本実施形態の第２コンデンサＣ２０は、上述の実施形態と同様に、該当する下部配線パターン２３０の一部と、ベース２１０を介して対向して形成される上部配線パターン２２０の一部と、によって形成される。また、本実施形態の上部配線パターン２２０には、第２実施形態と同様に、太陽電池ユニット１００の裏面電極としての機能する部分の他にグランド接地に関する接続パターンが形成されている。
【０１４０】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１２に示すような昇圧回路としての等価回路を形成するようになっている。レギュレータＲは、電圧が入力されるＬＢＩ（Ｌｏｗ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｉｎｐｕｔ）端子と、電圧を出力するＶＯＵＴ端子と、トランジスタＴ２０の駆動を制御するＥＸＴ（Ｅｘｉｔ）端子と、安定化される電圧を制御するために接地されるＶＦＢ（Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｖｏｌｔａｇｅ）端子と、接地されるグランド端子とを有している。
【０１４１】
平面コイルＬは、電源電圧ＶＥ（太陽電池ユニット１００）とダイオードＤ２０およびトランジスタＴ２０のドレインとの間に接続され、所定のタイミングにて電源電圧ＶＥに基づく電圧を蓄積し、当該蓄積した電圧を第２コンデンサＣ２０に蓄積された電圧とともに出力端子３０から外部に接続された外部電子回路に出力するようになっている。
【０１４２】
ダイオードＤ２０は、平面コイルＬと出力端子３０およびレギュレータＲのＶＯＵＴ端子との間に接続され、平面コイルＬから出力端子３０に電流を流すが、レギュレータＲのＶＯＵＴ端子または出力端子３０から平面コイルＬへの電流の流れを禁止する。
【０１４３】
第２コンデンサＣ２０は、所定のタイミングにて電源電圧ＶＥに基づいて所定の電圧を蓄積するとともに、その蓄積した電圧を平面コイルＬに蓄積された電圧とともに出力端子３０から図示しない外部電子回路に出力するための機能を有している。
【０１４４】
トランジスタＴ２０は、スイッチングトランジスタとして動作して、レギュレータＲのＥＸＴ端子の出力に基づいて平面コイルＬに蓄積された電圧を出力端子３０から外部電子回路に出力するようになっている。具体的には、このトランジスタＴ２０は、第２コンデンサＣ２０に電圧が蓄積されている際におよび外部に電圧を出力する際に、レギュレータＲの制御に基づいてスイッチング駆動せずにドレイン−ソース間を絶縁するとともに、平面コイルＬに電圧を蓄積する際にレギュレータＲの制御に基づいて駆動してドレイン−ソース間を通電するようになっている。
【０１４５】
以上のように、本実施形態の電源回路システムＳは、第２実施形態と同様の効果に加えて、出力回路１０として昇圧回路を形成することができるので、太陽電池ユニット１００において外部電子回路の駆動に必要な電圧より小さな電圧しか発生できない場合であっても、当該外部電子回路の駆動用として用いることができる。
【０１４６】
なお、図１３に示すように、本実施形態の電源回路システムＳの下部配線パターン２３０において、第２コンデンサＣ２０と出力端子３０の間にスイッチＳＷが形成されてもよい。この場合に、この電源回路システムＳは、図１１に示すように、出力端子３０側の一端と第２コンデンサＣ２０の一端との間にスイッチＳＷを直列に形成し、昇圧回路として的確に動作するようにしてもよい。
【０１４７】
すなわち、スイッチＳＷは、平面コイルＬに電圧が蓄積される際におよび第２コンデンサＣ２０に電圧が蓄積される際にオフとなるとともに、平面コイルＬおよび第２コンデンサＣ２０に蓄積された電圧を外部電子回路に出力する際にオンとなり、太陽電池ユニット１００において生成された電源電圧ＶＥよりも高い電圧を的確に出力することができるようになっている。なお、図１３は、本実施形態における電源回路システムＳの等価回路の変形例である。
【０１４８】
[第４実施形態]
次に、図１４および図１５の各図を用いて本発明に係る電源回路システムＳの第４実施形態について説明する。
【０１４９】
本実施形態の電源回路システムＳは、第３実施形態において、複数の太陽電池ユニット１００を備え、かつ、それらを並列に接続する点（後述する図１４を参照）に特徴があり、その他の点は、第３実施形態（第１および第２実施形態も含む。）と同様であり、同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１５０】
まず、図１４を用いて本実施形態の電源回路システムＳの構造について説明する。なお、図１４は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図である。
【０１５１】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１４に示すように、複数（８枚）の電源電圧ＶＥを生成する太陽電池ユニット１００と、第３実施形態と同様に昇圧回路を形成するとともに各太陽電池ユニット１００を並列接続するための上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０からなるＦＰＣ２００と、から構成される。
【０１５２】
本実施形態の各太陽電池ユニット１００は、上部配線パターン２２０上に、並設されるとともに、各太陽電池ユニット１００に形成されたスルーホールＨを介して他の太陽電池ユニット１００と並列接続されている。また、一の太陽電池ユニット１００が、下部配線パターン２３０にて平面コイルＬと接続されている。
【０１５３】
以上のように、本実施形態の電源回路システムＳは、第１実施形態と同様の効果に加えて、太陽電池ユニット１００から発生される電流を複数倍にすることができるとともに、安定的に発生した電源電圧ＶＥを出力することができる。
【０１５４】
また、本実施携帯の電源回路システムＳは、汚れや陰により太陽電池ユニット１００の一部に光が当たらない場合であっても安定した一定の電圧を出力することができる。
【０１５５】
なお、本実施形態の電源回路システムＳは、８枚の太陽電池ユニット１００を有しているが、これ以下またはこれ以上の枚数の太陽電池ユニット１００を有していてもよい。
【０１５６】
また、本実施形態の電源回路システムＳにおいては、ＦＰＣ２００の下部配線パターン２３０に出力回路１０と外部電子回路との接続を行うためのソケットに嵌め込むタイプの電極端子を設けてもよい。
【０１５７】
例えば、本実施形態のＦＰＣ２００は、図１５に示すように、ベース２１０に当該ベース２１０の一部から延伸されたコネクタ部分２５０を有し、当該コネクタ部分２５０に所定のピッチにて形成され、下部配線パターン２３０と一体的に形成される複数の電極端子２５１と、その裏面、すなわち、ベース２１０の上部配線パターン２２０側の面に形成される補強板２５２と、電極端子の先端以外の部分を保護する保護膜２５３と、から構成される。また、このコネクタ部分２５０は、外部電子回路３００のＦＰＣソケット３１０に接続され、調整された電源電圧ＶＥを当該外部電子回路３００に出力するようになっている。なお、図１５は、本実施形態における電源回路システムＳの構造図の変形例である。
【０１５８】
[第５実施形態]
次に、図１６を用いて本発明に係る電源回路システムＳの第５実施形態について説明する。
【０１５９】
本実施形態の電源回路システムＳは、第４実施形態において複数の太陽電池ユニット１００が並列に接続されている点に代えて、当該複数の太陽電池ユニット１００が直列に接続されている点（後述する図１６を参照）に特徴があり、その他の点は、第４実施形態（第１、第２および第３実施形態も含む。）と同様であり、同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１６０】
図１６を用いて本実施形態の電源回路システムＳの構造について説明する。なお、図１６は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図である。
【０１６１】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１６に示すように、複数（８枚）の電源電圧ＶＥを生成する太陽電池ユニット１００と、第３実施形態と同様に昇圧回路を形成するとともに各太陽電池ユニット１００を直列接続するための上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０からなるＦＰＣ２００と、から構成される。
【０１６２】
本実施形態の各太陽電池ユニット１００は、上部配線パターン２２０上に、並設されるとともに、各太陽電池ユニット１００に形成されたスルーホールＨを介して隣接する太陽電池ユニット１００と直列接続されている。また、一の太陽電池ユニット１００が、下部配線パターン２３０にて出力回路１０と接続されている。なお、本実施形態の出力回路１０は、第４実施形態とは異なり、所定の電子回路素子Ｅなどが適宜実装されている。
【０１６３】
以上のように、本実施形態の電源回路システムＳは、第１実施形態と同様の効果に加えて、太陽電池ユニット１００から発生される電圧を複数倍にすることができる。
【０１６４】
なお、本実施形態の電源回路システムＳは、８枚の太陽電池ユニット１００を有しているが、これ以下またはこれ以上の枚数の太陽電池ユニット１００を有していてもよい。
【符号の説明】
【０１６５】
Ｃ１０ … 第１コンデンサ
Ｃ２０ … 第２コンデンサ
Ｄ１０、Ｄ２０ … ダイオード
Ｔ１０、Ｔ２０ … トランジスタ
Ｅ … 電子回路素子
Ｈ … スルーホール
Ｉ … 集積回路チップ
Ｊ … 治具
Ｌ … 平面コイル
Ｍ … ランド
Ｏ … スルーホール用孔
Ｒ … レギュレータ
Ｓ … 電源回路システム
１０ … 出力回路
２０ … コンタクトホール
３０ … 出力端子
１００ … 太陽電池ユニット
１１０ … 光電変換層
１１１ … Ｎ型有機半導体層
１１２ … Ｐ型有機半導体層
１１３ … 正孔取出し層
１１５ … 混合層
１１７ … 酸化物半導体層
１２０ … 透明電極層
１３０ … メッシュ電極層
２００ … ＦＰＣ
２１０ … ベース
２２０ … 上部配線パターン
２３０ … 下部配線パターン
２５０ … コネクタ部分
２５１ … 電極端子
２５２ … 補強板
２５３ … 保護膜
３００ … 外部電子回路
３１０ … ソケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池ユニットが搭載された太陽電池システムの技術に関し、特に、フレキシブルプリント基板に太陽電池ユニットを配設する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光のような自然エネルギーの有効利用による電力供給の重要性への認識がますます高まりつつある。例えば、シリコン結晶やアモルファスシリコン薄膜、非シリコン系の化合物半導体の多層薄膜を用いる、いわゆる固体のｐｎ接合型の太陽電池ユニットについて、そのエネルギー変換効率の向上とコスト削減のための研究開発が活発に行われている。特に、製造工程の容易化、低コスト化およびエネルギーの高効率化により、有機薄膜太陽電池または色素増感型太陽電池などの印刷技術を使用して作成可能な太陽電池が提案されている。
【０００３】
また、最近では、太陽電池のみならず、当該太陽電池ユニットにて生成された電圧の取り出す方法などを工夫することによって太陽電池システムとして高効率化および低コスト化を図るものも知られている。例えば、太陽電池（以下、「太陽電池ユニット」という。）と、当該太陽電池ユニットが設けられたスイッチングレギュレータと、を同一基板に一体的に搭載し、太陽電池ユニットにて生成した電圧を電子機器に供給するための太陽電池システムが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６５６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された太陽電池システムにあっては、太陽電池ユニットの裏面電極にスイッチングレギュレータなどの電子回路が接続されているのみで、太陽電池ユニットの薄膜化及びシステム全体のスペース効率化については限界がある。特に、特許文献１には、太陽電池ユニットの裏面電極によって電子回路の配線パターンを形成する旨の記載はなく、かつ、また、裏面電極と配線パターンを共通化することによって太陽電池ユニットの構造を簡素化することについても記載がない。したがって、この太陽電池ユニットにあっては、当該観点に基づいて太陽電池ユニットの薄膜化及びシステム自体のスペースの効率化を向上させることはできない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、太陽電池システムとしての薄膜化および出力回路などの太陽電池ユニットを搭載する部分のスペースの効率化を図ることによって様々な機器に搭載することが可能な太陽電池システム及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記課題を解決するため、本発明の太陽電池システムは、第１電極層と、前記第１電極層上に積層され、受光された光から電圧を生成させるための光電変換が行われる光電変換層と、前記光電変換層上に積層され、当該光電変換層に光を受光させるための構造を有する第２電極層と、から構成される太陽電池ユニットと、前記光電変換によって生成された電圧を出力するための出力回路と前記太陽電池ユニットを接続するための配線パターンが形成されているフレキシブルプリント基板と、を備え、前記配線パターンが、前記第１電極層として、前記フレキシブルプリント基板を構成する基材上に形成されている構成を有している。
【０００８】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、出力回路と接続するためのフレキシブルプリント基板の配線パターンを太陽電池ユニットの電極と共通化させることができるので、可撓性を確保してかつ太陽電池ユニットを薄膜化することができる。
【０００９】
したがって、本発明の太陽電池システムは、薄膜化および出力回路などの太陽電池ユニットを搭載する部分のスペースの効率化を図ることができるので、小型の電子機器またはデザインの制約により電源回路のスペースが限られた機器など、様々な機器に太陽電池に基づく電源システムを搭載することができる。
【００１０】
（２）また、本発明の太陽電池システムは、前記配線パターンには、電子回路部品によって構成される出力回路が形成されている回路パターンが含まれる構成を有している。
【００１１】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、コンデンサ素子、コイル素子、抵抗素子、スイッチ素子、集積回路チップなどの電子回路部品によって、太陽電池ユニットが形成された基板上に当該太陽電池ユニットにて生成された電圧を出力するための出力回路をも形成することができるので、例えば、レギュレータ回路や昇圧回路などの太陽電池ユニットによって生成された電圧を制御または調整する回路を形成させることができるとともに、当該太陽電池システムによって安定した電圧を他の回路に供給することができる。
【００１２】
したがって、本発明の太陽電池システムは、太陽電池ユニットに基づいて生成された電圧を出力する際に必要な回路も含めて太陽電池ユニットを搭載した太陽電池システムとしての薄膜化および当該回路全体のスペースの効率化を図ることができるので、小型の電子機器またはデザインの制約により電源回路のスペースが限られた機器など、様々な機器に太陽電池に基づく電源回路を搭載することができる。
【００１３】
（３）また、本発明の太陽電池システムは、前記回路パターンが、前記電子回路部品の特徴的な機能を発揮させるための少なくとも一部として用いられる構成を有している。
【００１４】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、例えば、コンデンサ素子の電極、コイルの巻き線またはダイオード若しくはトランジスタを構成する膜など、キャパシタンスとしての機能、インダクタンスとしての機能または電圧、電流の増幅機能やその遮断機能を発揮させるための素子の少なくとも一部を、太陽電池ユニットが形成された基板上の回路パターンによって構成させることができるので、出力回路においてもスペースの効率化を図ることができる。
【００１５】
（４）また、本発明の太陽電池システムは、前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面に、前記回路パターンとして第１回路パターンが形成されているとともに、当該第１基板面と反対側の第２基板面に、前記回路パターンとして第２回路パターンが形成されおり、前記第１回路パターンと前記第２回路パターンによって前記電子回路部品が構成される構成を有している。
【００１６】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、例えば、フレキシブルプリント基板に形成された回路パターンの積層構造によってコンデンサ素子またコイル素子などの電子回路部品を形成することができるので、このような電子回路部品を形成するための配線を不要にして回路全体のスペース効率を向上させることができるとともに、一方の基板面にのみに電子回路部品をチップなどによって実装する際に比べて厚みのある回路素子を用いることなく、回路全体の薄型化を図ることができる。
【００１７】
また、通常、太陽電池ユニットに多くの光を取り込む観点から所定の面積を確保する必要があるので、本発明の太陽電池システムは、それに併せて電子回路部品を形成するための回路パターンの面積をも確保することができるので、例えば、コンデンサ素子における静電容量またはコイルにおけるインダクタンス値など大きな値を有するものも形成可能になるので、回路特性をも向上させることができる。
（５）また、本発明の太陽電池システムは、前記回路パターンには、前記出力回路を構成する電子回路部品が実装されている構成を有している。
【００１８】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、太陽電池ユニットが形成された基板上に、例えば、コンデンサ素子、コイル素子、スイッチ素子またはダイオード素子などの電子回路部品を実装することができるので、種々の回路を出力回路として形成することができる。
【００１９】
（６）また、本発明の太陽電池システムは、前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面に前記回路パターンが形成されている構成を有している。
【００２０】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、太陽電池ユニットが形成された面と同一の面に回路パターを形成することができので、当該太陽電池システムの配設場所を考慮してコンデンサ素子、コイル素子またはスイッチ素子などの電子回路部品によって出力回路を形成することができる。
【００２１】
（７）また、本発明の太陽電池システムは、前記回路パターン上に前記太陽電池ユニットと同一の積層構造を備え、当該回路パターンと当該回路パターン上に形成された前記光電変換層及び前記第２電極層とによって前記電子回路部品としての半導体素子が形成されている構成を有している。
【００２２】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、太陽電池ユニットと電子回路部品がフレキシブルプリント基板の同一面に同一の積層構造を有して形成しているので、回路全体としてスペースの効率化を図ることができるとともに、当該太陽電池システムの製造工程を簡易にすることができる。
【００２３】
（８）また、本発明の太陽電池システムは、前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面と反対側の第２基板面に前記回路パターンが形成されている構成を有している。
【００２４】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、フレキシブルプリント基板の太陽電池ユニットが配設される第１基板面と反対側の第２基板面にもコンデンサ素子やコイル素子などの電子回路部品からなる出力回路を形成することができるので、当該太陽電池システムの配設位置を考慮して出力回路を形成することができる。
【００２５】
（９）また、本発明の太陽電池システムは、前記フレキシブルプリント基板が、前記生成された電圧によって駆動する電子回路と接続するための電極端子を更に備える構成を有している。
【００２６】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、一般的にフレキシブルプリント基板を他の基板などに接続する際に用いられる電極端子を用いることによって容易にかつ確実に他の回路との接続を行うことができる。
【００２７】
（１０）また、本発明の太陽電池システムは、前記太陽電池ユニットが、前記光電変換層と絶縁しつつ、前記第２電極層と前記出力回路を接続するためのスルーホールを有するとともに、前記配線パターンが、前記スルーホールと接合されるランドを有する構成をしている。
【００２８】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、スルーホールおよびランドを介して太陽電池ユニットと配線パターンを接続することができるので、太陽電池ユニットに積層されて構成される出力回路との接続を容易にし、回路全体としてのスペースを有効活用することができる。
【００２９】
（１１）また、本発明の太陽電池システムは、前記ランドが、前記配線パターン上に前記太陽電池ユニットを配設する位置を位置決めする際に用いられるアライメントマークとして機能するための形状を有している構成をしている。
【００３０】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、配線パターン上に設けられるアライメントマークの無駄となるスペースをも有効活用することができるので、太陽電池ユニットの光を受光する面積を削ることなく、最大限の面積を当該受光面に利用することができる。
【００３１】
（１２）また、本発明の太陽電池システムは、前記スルーホールおよびランドが、前記太陽電池ユニットが前記フレキシブルプリント基板に装着された際の当該太陽電池ユニットの中央近傍に形成されている構成を有している。
【００３２】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、ＩＴＯなど第２電極層の材質に伴う抵抗率が高い場合であっても、第２電極層の平面上の各位置からの抵抗値を等価的に下げることができるので、太陽電池ユニットから効率よく生成された電圧を出力させることができる。
【００３３】
（１３）また、本発明の太陽電池システムは、前記配線パターンには前記太陽電池ユニットを配設する位置を位置決めするアライメントマークが形成されている構成を有している。
【００３４】
この構成により、本発明の太陽電池システムは、製造過程において容易にかつ的確にフレキシブルプリント基板上に太陽電池ユニットを積層することができる。
【００３５】
（１４）上記課題を解決するため、本発明の太陽電池システムの製造方法は、太陽電池ユニットと当該太陽電池ユニットによって生成された電圧の出力制御を行う出力回路が形成されるフレキシブルプリント基板とを備える太陽電池システムを製造する製造方法であって、前記太陽電池ユニットと前記出力回路を接続するための配線パターンであって当該出力回路が形成される配線パターンを有する前記フレキシブルプリント基板を準備する準備工程と、前記配線パターン上に、受光された光から電圧を生成させるための光電変換が行われる光電変換層を形成する光電変換層形成工程と、前記光電変換層上に積層され、当該光電変換層に光を受光させるための構造を有する表面電極層を形成する表面電極層形成工程と、を含み、前記配線パターンが、前記太陽電池ユニットの裏面電極層として用いられる構成を有している。
【００３６】
この構成により、本発明の製造方法は、太陽電池ユニットに基づいて生成された電圧を出力する際に必要な回路も含めて薄膜化および当該回路全体のスペースの効率化を図ることが可能な太陽電池システムにおいて、そのフレキシブルプリント基板に配線パターンが形成された後に当該フレキシブルプリント基板上に太陽電池ユニットを形成するので、フレキシブルプリント基板上に配線パターンを貼り合わせる際に加えられる圧力を受けることなく、太陽電池ユニットを形成することができる。したがって、本発明の製造方法は、太陽電池ユニットを破損することなく、太陽電池システムを的確にかつ確実に製造することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明は、薄膜化および出力回路などの太陽電池ユニットを搭載する部分のスペースの効率化を図ることができるので、小型の電子機器またはデザインの制約により電源回路のスペースが限られた機器など、様々な機器に太陽電池に基づく電源システムを搭載することができる。
【００３８】
また、本発明は、このような太陽電池システムにおいて、太陽電池ユニットを破損することなく、当該太陽電池システムを的確にかつ確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る電源回路システムの第１実施形態における構造を示す構造図である。
【図２】第１実施形態における太陽電池ユニットの構造を説明するための図である。
【図３】第１実施形態の電源回路システムにおける製造方法を説明するための図である。
【図４】第１実施形態における電源回路システムの構造を示す構造図のその他の例（Ｉ）である。
【図５】第１実施形態における電源回路システムの構造を示す構造図のその他の例（ＩＩ）である。
【図６】第１実施形態における電源回路システムの構造を示す構造図のその他の例（ＩＩＩ）である。
【図７】第１実施形態における電源回路システムの構造を示す構造図のその他の例（ＩＶ）である。
【図８】第１実施形態の電源回路システムにおける製造方法のその他の例を説明するための図である。
【図９】本発明に係る電源回路システムの第２実施形態における構造を示す構造図である。
【図１０】第２実施形態における電源回路システムの等価回路である。
【図１１】本発明に係る電源回路システムの第３実施形態における構造を示す構造図である。
【図１２】第３実施形態における電源回路システムの等価回路である。
【図１３】第３実施形態における電源回路システムの等価回路の変形例である。
【図１４】本発明に係る電源回路システムの第４実施形態における構造を示す構造図である。
【図１５】第４実施形態における電源回路システムの構造図の変形例である。
【図１６】本発明に係る電源回路システムの第５実施形態における構造を示す構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本願の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施形態は、フレキシブルプリント基板上に搭載された太陽電池ユニットを有する電源回路システム（以下、単に、「電源回路システム」という。）を本願発明の太陽電池システムに適用した場合の実施形態である。
【００４１】
[第１実施形態]
はじめに、図１〜図６の各図を用いて本発明に係る電源回路システムＳの第１実施形態について説明する。
【００４２】
まず、図１を用いて本実施形態の電源回路システムＳの構造について説明する。なお、図１は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図である。
【００４３】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１に示すように、受光した光に基づいて電圧（以下、「電源電圧」ともいう。）ＶＥを生成する太陽電池ユニット１００と、当該太陽電池ユニット１００を支持するとともに当該太陽電池ユニット１００によって生成された電源電圧ＶＥの出力制御またはその調整を行う出力回路１０を有するフレキシブルプリント基板（以下、単に「ＦＰＣ」という。）２００と、から構成される。
【００４４】
太陽電池ユニット１００は、例えば、ショットキー型若しくはヘテロ接合型（バイレイヤー型およびバルクへテロ型を含む。）の有機薄膜太陽電池、または、色素増感型太陽電池の構造を有している。具体的には、この太陽電池ユニット１００は、一方の面（受光面）に受光した光に基づいて電源電圧ＶＥを生成させる光電変換を実行する光電変換層１１０と、当該光電変換層１１０に光を受光させるための透明な材料から形成される電極層（以下、「透明電極層」という。）１２０と、から形成される積層体であり、ＦＰＣ２００の一方の面（以下、「第１基板面」という）に形成されている。そして、この太陽電池ユニット１００は、後述するＦＰＣ２００の上部配線パターン２２０を裏面電極として用いるようになっており、生成された電圧をＦＰＣ２００上に形成された出力回路１０に出力するようになっている。
【００４５】
また、この太陽電池ユニット１００には、透明電極層１２０と光電変換層１１０とを絶縁しつつ、出力回路１０（すなわち、後述の上部および下部配線パターン２２０、２３０）と電気的に接続するためのスルーホールＨが形成されている。特に、本実施形態のスルーホールＨは、後述する上部配線パターン２２０上に設けられたランドＭに接合される。また、このスルーホールＨは、太陽電池ユニット１００の平面上において中央付近に形成されるようになっており、ＩＴＯなどの透明電極層１２０の材質に伴う抵抗率が高い場合であっても、透明電極層１２０の平面における各位置からの抵抗値を等価的に下げることができるので、太陽電池ユニット１００から効率よく生成された電圧を出力させることができるようになっている。
【００４６】
なお、本実施形態において、例えば、太陽電池ユニット１００がショットキー型またはヘテロ接合型の有機薄膜太陽電池の構造を有している場合には、光電変換効率の向上および透明電極層１２０と光電変換層１１０との界面における平滑性や密着性の改善のために設けられた正孔取出し層１１３を有している。また、本実施形態の太陽電池ユニット１００の積層構造の詳細について、後述する。
【００４７】
ＦＰＣ２００は、両面に金属製の配線パターンが形成される両面２層金属フレキシブルプリント基板であり、図１に示すように、ポリイミドやＰＥＴから形成されるベース２１０と、当該ベース２１０の上面であって太陽電池ユニット１００が積層される第１基板面に積層される配線パターン（以下、「上部配線パターン」という。）２２０と、ベース２１０の下面であって第１基板面と反対の面（以下、「第２基板面」という。）に積層される配線パターン（以下、「下部配線パターン」）２３０と、から形成される。
【００４８】
上部配線パターン２２０は、上面に太陽電池ユニット１００が積層されており、当該太陽電池ユニット１００の裏面電極として機能する。また、この上部配線パターン２２０には、太陽電池ユニット１００の裏面電極として機能する部分の他に、太陽電池ユニット１００に形成されたスルーホールＨと接合されるランドＭと下部配線パターン２３０との接続を行う接続パターンが形成されている。具体的には、このランドＭは、太陽電池ユニット１００をＦＰＣ２００上に積層する際にその位置決めに用いられるアライメントマークとしての機能を有している。そして、このランドＭは、透明電極層１２０を、出力回路１０を形成する下部配線パターン２３０に接続するために、上部配線パターン２２０の他の配線パターンと絶縁されて独立しており、ベース２１０に設けられた貫通孔を介して下部配線パターン２３０と接続されている。
【００４９】
なお、このランドＭは、アライメントマークとしてスルーホールＨとともに円形である必要がなく、十字などの太陽電池ユニット１００とＦＰＣ２００の上下左右の位置決めができる形状を有していればよい。また、本実施形態の上部配線パターン２２０は、このランドＭの他に、他のアライメントマークを有していてもよいし、他のアライメントマークが形成されている場合には、アライメントマークとして機能しないランドＭを有していてもよい。
【００５０】
また、上部配線パターン２２０には、出力回路１０と、太陽電池ユニット１００に基づいて生成されて出力回路１０にて制御または調整された電圧（以下、「出力電圧」という。）ＶＯによって駆動する他の回路（以下、「外部電子回路」という。）との接続を行うためのソケットに嵌め込むタイプの電極端子、すなわち、コネクタ（コネクタの詳細については後述の他の実施形態にて説明する。）が設けられている。
【００５１】
上部配線パターン２２０を形成する材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、上述するように太陽電池の種別によって、適切な材料が選択されるようになっており、例えば、ニッケルやアルミニウムによって形成されている。また、上部配線パターン２２０の膜厚は、例えば、９μｍであることが好ましい。
【００５２】
下部配線パターン２３０は、スルーホールＨおよびランドＭを介して透明電極層１２０と接続される。また、この下部配線パターン２３０には、例えば、このスルーホールＨの配設位置に伴って形成される配線パターン上に、抵抗素子、スイッチ素子、コンデンサ素子またはコイル素子などの電子回路素子Ｅやレギュレータなどの電源回路システム用の集積回路チップ（以下、単に「集積回路チップ」という。）Ｉの電子回路部品が実装される。そして、この下部配線パターン２３０は、これらの電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩとともに、太陽電池ユニット１００にて生成された電源電圧ＶＥを調整するための出力回路１０を構成するようになっている。また、電子回路素子Ｅ及び集積回路チップＩは、下部配線パターン２３０に実装された後に、樹脂などの保護層によって被覆されており、可撓性を有するＦＰＣ２００の全体が湾曲された場合であっても、破損しないように実装されている。
【００５３】
下部電極パターンを形成する材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、銅（Ｃｕ）によって形成されている。また、下部電極パターンの膜厚は、例えば、９μｍであることが好ましい。
【００５４】
なお、本実施形態のＦＰＣ２００は、下部配線パターン２３０上に配線の酸化を防ぐための保護膜（図示しない）を有している。ただし、電子回路部品が実装されている部分には保護膜は形成されていない。また、本実施形態のベース２１０は、本発明の基材を構成するとともに、上部配線パターン２２０は、本発明の配線パターンを構成し、本実施形態の下部配線パターン２３０は、本発明の配線パターン及び回路パターンを構成する。
【００５５】
次に、図２を用いて本実施形態における太陽電池ユニット１００の構造について説明する。なお、図２は、本実施形態における太陽電池ユニット１００の構造を説明するための図である。また、図２には、光電流の流れる方向および正負の極性を示す。
【００５６】
例えば、本実施形態の太陽電池ユニット１００は、図２に示すように、Ｐ型およびＮ型有機半導体層１１１、１１２をそれぞれ有し、それらの界面において形成されるＰＮ接合を利用して電荷分離を生じさせるバイレイヤー型、Ｎ型およびＰ型の半導体材料を均一に分散された混合層１１５を有し、この混合層１１５内で形成されるＰＮ接合を利用して電荷分離を生じさせるバルクへテロ型、若しくは、各電極と光電変換層１１０（Ｐ型半導体層）との界面において形成されるショットキー障壁を利用して電荷分離を生じさせるショットキー型の有機薄膜太陽電池の構造、または、有機系の色素に基づいて電荷分離を行う色素増感型太陽電池の構造を有している。
【００５７】
なお、バイレイヤー型、バルクへテロ型またはショットキー型の有機薄膜太陽電池の構造を有する太陽電池ユニット１００を、それぞれ、「バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット」、「バルクへテロ型有機薄膜太陽電池ユニット」または「ショットキー型有機薄膜太陽電池ユニット」といい、色素増感型太陽電池の構造を有する太陽電池ユニットを、「色素増感型太陽電池ユニット」という。以下、各種別毎に太陽電池ユニット１００の構造について説明する。
【００５８】
（１）バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット
バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００は、図２（ａ）に示すように、裏面電極としての上部配線パターン２２０上に、Ｎ型有機半導体層１１１およびＰ型有機半導体層１１２からなる光電変換層１１０と、正孔取出し層１１３と、透明電極層１２０と、が順次積層されている。
【００５９】
（光電変換層（Ｐ型有機半導体層＋Ｎ型有機半導体層））
光電変換層１１０は、有機薄膜太陽電池ユニット１００における電荷分離に寄与し、受光により生じた電子および正孔を各々反対方向の電極に向って輸送させる機能を有している。そして、この光電変換層１１０は、上部配線パターン２２０上に積層された電子受容体として機能するＮ型有機半導体層１１１（電子輸送層）と、Ｎ型有機半導体層１１１上に積層された電子供与体として機能するＰ型有機半導体層１１２（正孔輸送層）とを各々別個に備え、それらの界面において形成されるＰＮ接合を利用して電荷分離を生じさせ、光電流を得るようになっている。
【００６０】
Ｎ型有機半導体層１１１を形成する材料としては、電子受容体としての機能を有するものであれば特に限定されない。具体的には、本実施形態のＮ型有機半導体層１１１を形成する材料は、ＣＮ−ポリ（フェニレン−ビニレン）、ＭＥＨ−ＣＮ−ＰＰＶ、−ＣＮ基または−ＣＦ３基含有ポリマー、それらの−ＣＦ３置換ポリマー、ポリ（フルオレン）誘導体、Ｃ６０などのフラーレン誘導体、カーボンナノチューブ、ペリレン誘導体、多環キノン、キナクリドン等が用いられるようになっている。
【００６１】
Ｐ型有機半導体層１１２を形成する材料としては、電子供与体としての機能を有するものであれば特に限定されない。具体的には、本実施形態のＰ型有機半導体層１１２を形成する材料としては、ポリフェニレンおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリシランおよびその誘導体、ポリアルキルチオフェンおよびその誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、有機金属ポリマーが用いられるようになっている。
【００６２】
Ｎ型有機半導体層１１１およびＰ型有機半導体層１１２の膜厚は、限定されないが、例えば、各々の膜厚が０．１ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲内、特に、１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。この膜厚が上記範囲より厚い場合には、Ｎ型有機半導体層１１１およびＰ型有機半導体層１１２における体積抵抗が高くなる可能性があるとともに、膜厚が上記範囲より薄い場合には、上部配線パターン２２０と透明電極層１２０との間で短絡が生じる可能性があるからである。
【００６３】
Ｎ型有機半導体層１１１およびＰ型有機半導体層１１２を形成する方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されない。具体的には、Ｎ型有機半導体層１１１およびＰ型有機半導体層１１２を形成する方法としては、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に形成する方法が用いられるようになっている。
【００６４】
（正孔取出し層）
正孔取出し層１１３は、Ｐ型有機半導体層１１２上に積層され、上述したように、光電変換効率の向上および透明電極層１２０と光電変換層１１０のとの界面における平滑性や密着性の改善のために設けられている。
【００６５】
具体的には、この正孔取出し層１１３は、導電性高分子材料と両親媒性材料とを含有している。この正孔取出し層１１３における導電性高分子材料としては、一般的に正孔取出し層１１３に使用されるものを用いるようになっており、具体的には、ドープされたポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、トリフェニルジアミン等の導電性有機化合物、あるいは、テトラチオフルバレン、テトラメチルフェニレンジアミン等の電子供与性化合物と、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン等の電子受容性化合物とからなる電荷移動錯体を形成する有機材料等が用いられるようになっている。また、この正孔取出し層１１３の両親媒性材料としては、一般的な界面活性剤を用いられるようになっており、例えば、非イオン性界面活性剤またはフッ素系界面活性剤を用いられるようになっている。
【００６６】
正孔取出し層１１３の膜厚は、導電性高分子材料や両親媒性材料等の種類によって異なり、上述した特性等を考慮して適宜調整される。具体的には、正孔取出し層１１３の膜厚は、０．０１ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲内、最も好ましくは１ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内である。この膜厚が厚すぎると、正孔伝達経路長に比例して抵抗値が上がるため、正孔を十分に第１電極層に取り出せない可能性があるとともに、膜厚が薄すぎると、正孔取出し層１１３と光電変換層１１０との密着性が低下し、また光電変換層１１０の厚みが比較的薄いために透明電極の突起により上部配線パターン２２０と透明電極層１２０とが直接接触して短絡する可能性があるからである。
【００６７】
正孔取出し層１１３の表面粗さＲａは、導電性高分子材料や両親媒性材料等の種類によって異なるものであり、上述した特性等を考慮して適宜調整される。具体的には正孔取出し層１１３の表面粗さＲａが５０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以下、最も好ましくは１０ｎｍ以下である。表面粗さが大きすぎると、正孔取出し層１１３と透明電極層１２０や光電変換層１１０との密着性が低下したり、また光電変換層１１０の厚みが比較的薄いために正孔取出し層１１３表面の突起により透明電極層１２０と上部配線パターン２２０とが直接接触して短絡したりする可能性があるからである。
【００６８】
正孔取出し層１１３の表面抵抗値は、３００Ω／□以下であることが好ましく、より好ましくは１５０Ω／□以下、最も好ましくは５０Ω／□以下である。表面抵抗値が大きすぎると、光電変換層１１０で発生した正孔を十分に透明電極層１２０に移動させることができない、または、正孔取出し層１１３の平滑性や密着性に起因する障壁の影響が大きくなりすぎるために有機薄膜太陽電池としての機能が損なわれる可能性があるからである。
【００６９】
正孔取出し層１１３を形成する方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されない。具体的には、正孔取出し層１１３を形成する方法としては、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって正孔取出し層１１３を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、または、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、正孔取出し層１１３を上部配線パターン２２０に形成させる方法を用いるようになっている。
【００７０】
（透明電極層）
透明電極層１２０は、正孔取出し層１１３上に積層され、光電変換層１１０が受光可能となるようにＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）や酸化チタンなどの透明な導電性の材料によって形成される。
【００７１】
また、この透明電極層１２０のシート抵抗値は、２０Ω／□以下、中でも１０Ω／□以下、特に５Ω／□以下であることが好ましい。シート抵抗値が上記範囲より大きい場合、発生した電荷を十分に出力回路１０へ伝達できない可能性があるからである。また、このような透明電極の膜厚は、０．１〜５００ｎｍの範囲内、その中でも、１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より薄い場合は、透明電極層１２０のシート抵抗が大きくなりすぎ、発生した電荷を十分に外部電子回路へ伝達できない可能性があるとともに、膜厚が上記範囲より厚い場合には、全光線透過率が低下し、光電変換効率を低下させる可能性があるからである。
【００７２】
この透明電極層１２０の形成方法としては、一般的な方法を用いるようになっている。具体的には、この透明電極層１２０の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や、ＣＶＤ法等の乾式塗工法、およびＩＴＯ微粒子を含有する塗工液等を塗布する湿式塗工法を用いるようになっている。また、透明電極層１２０をパターン状に形成する場合のパターニング方法としては、透明電極層１２０を所望のパターンに精度良く形成することができる方法であれば特に限定されないが、具体的には、フォトリソグラフィー法等を用いるようになっている。
【００７３】
（２）バルクへテロ型有機薄膜太陽電池ユニット
バルクヘテロ型有機薄膜太陽電池ユニット１００は、図２（ｂ）に示すように、裏面電極としての上部配線パターン２２０上に、Ｎ型およびＰ型の半導体材料を均一に分散された混合層１１５からなる光電変換層１１０と、正孔取出し層１１３と、透明電極層１２０と、が順次積層されている。なお、光電変換層１１０を除き、正孔取出し層１１３および透明電極層１２０の構造は、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００と同一の構造であるため、その説明を省略する。
【００７４】
（光電変換層（混合層））
光電変換層１１０は、有機薄膜太陽電池ユニット１００における電荷分離に寄与し、受光により生じた電子および正孔を各々反対方向の電極に向って輸送させる機能を有している。そして、この光電変換層１１０は、上部配線パターン２２０上に積層された電子受容体および電子供与体の両方の機能を有する混合層１１５（電子正孔輸送層）を形成し、混合層１１５内で形成されるｐｎ接合を利用して電荷分離を生じさせ、光電流を得るようになっている。
【００７５】
混合層１１５を形成する材料は、一般的に、バルクへテロ接合型有機薄膜太陽電池の構造において用いられているものであれば特に限定されない。具体的には、混合層１１５を形成する材料は、電子供与性の材料および電子受容体の材料の両方の材料を均一に分散させたものであり、電子供与性の材料および電子受容性の両方の材料の混合比は、用いる材料により最適な混合比に適宜調整する。
【００７６】
電子受容性の材料としては、そのような機能を有するものであれば特に限定されない。具体的には、ＣＮ−ポリ（フェニレン−ビニレン）、ＭＥＨ−ＣＮ−ＰＰＶ、−ＣＮ基または−ＣＦ３基含有ポリマー、それらの−ＣＦ３置換ポリマー、ポリ（フルオレン）誘導体、Ｃ６０誘導体、カーボンナノチューブ、ペリレン誘導体、多環キノン、キナクリドン等が用いられるようになっている。また、電子供与性の材料としては、そのような機能を有するものであれば特に限定されない。具体的には、ポリフェニレンおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリシランおよびその誘導体、ポリアルキルチオフェンおよびその誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、有機金属ポリマー等が用いられるようになっている。
【００７７】
この混合層１１５の膜厚は、一般的にバルクヘテロ接合型において採用されている膜厚であれば特に限定されないが、具体的には、０．２ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内、その中でも、１ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より厚い場合には、電子正孔輸送層における体積抵抗が高くなる可能性があるとともに、一方、膜厚が上記範囲より薄い場合には、透明電極層１２０および上部配線パターン２２０に短絡が生じる可能性があるからである。
【００７８】
混合層１１５を形成する方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されない。具体的には、混合層１１５を形成する方法としては、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に形成する方法が用いられるようになっている。
【００７９】
（２）ショットキー型有機太陽電池ユニット
ショットキー型有機薄膜太陽電池ユニット１００は、図２（ｃ）に示すように、裏面電極としての上部配線パターン２２０上に、Ｐ型（またはＮ型）の半導体材料を均一に分散されたＰ型有機半導体層１１２（またはＮ型有機半導体層）からなる光電変換層１１０と、正孔取出し層１１３と、透明電極層１２０と、が順次積層されている。なお、光電変換層１１０を除き、正孔取出し層１１３および透明電極層１２０の構造は、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００と同一の構造であるため、その説明を省略する。
【００８０】
（光電変換層（Ｐ型有機半導体層またはＮ型有機半導体層））
光電変換層１１０は、有機薄膜太陽電池ユニット１００における電荷分離に寄与し、受光により生じた正孔または電子を所定の電極に向って輸送させる機能を有している。そして、この光電変換層１１０は、上部配線パターン２２０上に積層された電子受容性または電子供与性の機能を有する層、すなわち、正孔輸送層としてのＰ型有機半導体層または電子輸送層としてのＮ型有機半導体層とすることにより、そのような光電変換層１１０と電極との界面において形成されるショットキー障壁を利用して光電流を得るようになっている。
【００８１】
ショットキー型有機薄膜太陽電池ユニット１００における光電変換層１１０は、電子受容性または電子供与性の材料を用いて形成するようになっている。例えば、透明電極および上部配線パターン２２０のうち仕事関数が小さい方の電極（仕事関数が大きい方の電極）との界面にショットキー障壁が形成されるため、その界面において光電流を生じさせることができるようになっている。
【００８２】
光電変換層１１０を形成する材料としては、電子受容性または電子受容性の性質を有する材料であれば特に限定されない。具体的には、ペンタセンなどの有機単結晶、ポリ−３−メチルチオフェン、ポリアセチレン、ポリフェニレンおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリシランおよびその誘導体、ポリアルキルチオフェンおよびその誘導体等の導電性高分子およびその誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、メロシアニン誘導体、クロロフィル等の合成色素、有機金属ポリマー等が用いられるようになっている。
【００８３】
光電変換層１１０の膜厚としては、０．１ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲内、その中でも、１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。膜厚が上記範囲より厚い場合には、光電変換層１１０の体積抵抗が高くなる可能性があり、一方、膜厚が上記範囲より薄い場合には、透明電極層１２０および上部配線パターン２２０に短絡が生じる可能性があるからである。
【００８４】
光電変換層１１０を形成する方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されない。具体的には、光電変換層１１０を形成する方法としては、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に形成する方法が用いられるようになっている。
【００８５】
（４）色素増感型太陽電池ユニット
色素増感型太陽電池ユニット１００は、図２（ｄ）に示すように、裏面電極としての上部配線パターン２２０上に、色素増感剤が含まれる酸化物半導体層１１７からなる光電変換層１１０と、透明電極層１２０と、が順次積層されている。なお、透明電極層１２０は、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００その他の上記の太陽電池ユニット１００と同一であるため、その説明を省略する。
【００８６】
（光電変換層（酸化物半導体層））
光電変換層１１０は、金属酸化物半導体粒子と、光を吸収し起電力を生じさせることが可能であって金属酸化物半導体粒子の表面に吸着した色素増感剤と、を含有して形成される。この光電変換層１１０においては、金属酸化物半導体微粒子の表面に吸着した色素増感剤が、光を受光することによって励起され、励起された電子が上部配線パターン２２０へ伝導し、スルーホールＨを通じて透明電極層１２０へ伝導されるとともに、酸化還元対を介して色素増感剤の基底準位に電子が戻ることよって光電流を得るようになっている。
【００８７】
この金属酸化物半導体微粒子としては、半導体特性を備える金属酸化物からなるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｙ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３等が用いられるようになっている。
【００８８】
この金属酸化物半導体微粒子の粒径としては、酸化物半導体層１１７の表面積を所望の範囲内にできる程度であれば特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜１０μｍの範囲内が好ましく、特に１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００８９】
色素増感剤としては、光を吸収し起電力を生じさせることが可能なものであれば特に限定はされない。このような色素増感剤としては、有機色素または金属錯体色素を用いるようになっている。
【００９０】
光電変換層１１０の厚みは、適宜決定できるものであり特に限定されるものではいが、通常、１μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、特に５μｍ〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。光電変換層１１０の厚みが上記範囲よりも厚いと、酸化物半導体層１１７自体の凝集破壊が起りやすく、膜抵抗となりやすくなってしまう場合があるからである。また、上記範囲よりも薄いと厚みが均一な酸化物半導体層１１７を形成するのが困難になるとともに、例えば、酸化物半導体電極用積層体を用いて色素増感型太陽電池を作製した場合に、色素増感剤を含んだ酸化物半導体層１１７が太陽光などを十分に吸収できないために、性能不良になる可能性があるからである。
【００９１】
光電変換層１１０を形成する方法としては、所定の膜厚に均一に形成することができる方法であれば特に限定されない。具体的には、光電変換層１１０を形成する方法としては、上部配線パターン２２０上に光電変換層１１０を成形するための塗工液をダイコートやスクリーン印刷（ロータリー式）によって塗布して焼成する方法が用いられるようになっている。
【００９２】
次に、図３を用いて本実施形態の電源回路システムＳの製造方法について説明する。なお、図３は、本実施形態の製造方法を説明するための図である。
【００９３】
本実施形態の製造方法においては、既に所定の上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０を有するＦＰＣ２００に対して太陽電池ユニット１００を形成する方法であって、太陽電池ユニット１００を形成した後にＦＰＣ２００に電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩを形成する方法である。また、本製造方法においては、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００を形成する場合の製造方法を用いて説明する。
【００９４】
まず、図３（ａ）に示すように、アライメントマークを構成するランドＭを有する上部配線パターン２２０および出力回路１０用の配線パターンが形成された下部配線パターン２３０が既に貼り合わされたＦＰＣ２００に対して、図３（ｂ）に示すように、スルーホールＨとなる部分に孔（以下、「スルーホール用孔」という。）ＯとランドＭ（アライメントマーク）を合わせるとともに、当該スルーホール用孔Ｏを形成させつつ、上部配線パターン２２０上に光電変換層１１０が形成される。例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０が上部配線パターン２２０に形成される。なお、バルクへテロ型有機薄膜太陽電池ユニット、ショットキー型有機薄膜太陽電池ユニットまたは色素増感型太陽電池ユニットの場合でもバイレイヤー型太陽電池ユニットと同様に光電変換層１１０が形成される。
【００９５】
次いで、図３（ｃ）に示すように、ランドＭ（アライメントマーク）に合わせつつ、スルーホール用孔Ｏを維持し、光電変換層１１０上に正孔取出し層１１３が形成される。例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、光電変換層１１０と同様に、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０が上部配線パターン２２０に形成される。
【００９６】
次いで、図３（ｄ）に示すように、正孔取出し層１１３上にスルーホールＨを形成しつつ透明電極が形成される。例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や、ＣＶＤ法等の乾式塗工法、およびＩＴＯ微粒子を含有する塗工液等が塗布されて形成される。
【００９７】
最後に、図３（ｅ）に示すように、電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩを実装してＦＰＣ２００上に太陽電池ユニット１００が形成された電源回路システムＳが生成される。
【００９８】
以上、本実施形態の電源回路システムＳは、ＦＰＣ２００の上部配線パターン２２０を太陽電池ユニット１００の電極と共通化させることができるので、可撓性を確保してかつ太陽電池ユニット１００を薄膜化することができるとともに、出力回路１０を当該太陽電池ユニット１００が形成される基板上に直接形成することができる。したがって、この電源回路システムＳは、太陽電池ユニット１００に基づいて生成された電圧を出力する際に必要な回路も含めて電源回路システムＳの薄膜化および当該回路全体のスペースの効率化を図ることができるので、汎用性が高く、様々な機器の電源回路システムＳとして搭載することができる。
【００９９】
また、本実施形態の電源回路システムＳは、太陽電池ユニット１００が形成されたＦＰＣ２００に、例えば、コンデンサ素子、コイル素子、スイッチ素子またはダイオード素子などの電子回路素子Ｅおよびレギュレータなどの集積回路チップＩを実装することができるので、例えば、レギュレータ回路や昇圧回路などの太陽電池ユニット１００によって生成された電圧を制御または調整する回路など種々の回路を出力回路１０として形成することができる。したがって、この電源回路システムＳは、太陽電池ユニット１００において生成された電源電圧ＶＥに基づいて駆動する外部電子回路に併せて当該電源電圧ＶＥを適切に制御または調整することができる。
【０１００】
また、本実施形態の電源回路システムＳは、アライメントマークおよびスルーホールＨによって製造過程において容易にかつ的確に太陽電池ユニット１００をフレキシブルプリント基板上に積層することができるとともに、透明電極層１２０と出力回路１０が形成される下部配線パターン２３０を容易にかつ的確に接続することができる。
【０１０１】
また、本実施形態の電源回路システムＳは、スルーホールＨおよびランドＭを介して太陽電池ユニット１００と下部配線パターン２３０を接続することができるので、太陽電池ユニット１００に積層されて構成される出力回路１０との接続を容易にし、回路全体としてのスペースを有効活用することができる。特に、この電源回路システムＳは、配線パターン上に設けられるアライメントマークの無駄となるスペースをも有効活用することができるので、太陽電池ユニット１００の光を受光する面積を削ることなく、最大限の面積を当該受光面に利用することができる。
【０１０２】
また、本実施形態の電源回路システムＳは、ＩＴＯなど透明電極層１２０の材質に伴う抵抗率が高い場合であっても、透明電極層１２０の平面上の各位置からの抵抗値を等価的に下げることができるので、太陽電池ユニット１００から効率よく生成された電圧を出力させることができる。
【０１０３】
次に、図４〜図７の各図を用いて本実施形態の電源回路システムＳにおける変形例について説明する。なお、図４〜図７は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図のその他の例（Ｉ）〜（ＩＶ）である。
【０１０４】
本実施形態の電源回路システムＳの第１変形例は、上述の実施形態において下部配線パターン２３０に電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩが実装されている点に代えて、第１基板面（太陽電池ユニット１００が積層された面）に形成された上部配線パターン２２０に、電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩを実装する点に特徴があり、その他の構成は、上述の実施形態と同一である。
【０１０５】
この第１変形例においては、図４に示すように、上部配線パターン２２０には、電極部分に並設されるとともに、その上面に電子回路素子および集積回路チップＩが実装される配線パターン部分２２２を有し、抵抗素子、スイッチ素子、コンデンサ素子またはコイル素子などの電子回路素子Ｅやそれらの電子回路素子Ｅが複数組み合わせて形成される集積回路チップＩが当該配線パターン部分に実装される。そして、この配線パターン部分は、電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩとともに、太陽電池ユニット１００にて生成された電源電圧ＶＥを制御または調整するための出力回路１０を構成するようになっている。
【０１０６】
この構成により、第１変形例の電源回路システムＳは、上部配線パターン２２０にコンデンサ素子、コイル素子、スイッチ素子またはダイオード素子などの電子回路素子Ｅまたは集積回路チップＩを適宜実装することができるので、当該電源回路システムＳの配設位置を考慮して出力回路１０を形成することができる。
【０１０７】
本実施形態の電源回路システムＳの第２変形例は、上述の実施形態において太陽電池ユニット１００における透明電極層１２０に代えて、導電性材料がメッシュ状に形成されたフィルムを電極層に用いる点に特徴があり、その他の構成は、上述の実施形態と同一である。
【０１０８】
この第２変形例の電極に用いられるメッシュ状の電極層（以下、「メッシュ電極層」という。）１３０は、図５に示すように、所定の透明なフィルムに銀などの導電性粒子が微細なメッシュ状にパターン印刷されて形成されており、折り曲げや任意のパターン形成を行うことができるようになっている。
【０１０９】
この構成により、第２変形例の電源回路システムＳは、例えば、ＩＴＯを用いた透明電極層１２０に比べ、コストを低減することができるとともに、有機材料との相性が良く、かつ、高い可撓性を有しているので、汎用性が高く、様々な機器の電源回路システムＳとして搭載することができる。
【０１１０】
本実施形態の電源回路システムＳの第３変形例は、上述の実施形態において下部配線パターン２３０に電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩが実装されている点に代えて、薄膜トランジスタＴ１０が実装されている点に特徴があり、その他の構成は、上述の実施形態と同一である。
【０１１１】
この第３変形例においては、図６に示すように、下部パターンには、配線部分の他にベース２１０に張り合わされた薄膜トランジスタＴ１０を有する出力回路１０が形成されており、上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０によって太陽電池ユニット１００と接続されるとともに、図示しない外部に接続された外部電子回路と接続されるようになっている。この構成により、第３変形例の電源回路システムＳは、出力回路１０に薄膜トランジスタＴ１０をも用いることができる。
【０１１２】
本実施形態の電源回路システムＳの第４変形例は、上述の実施形態において下部配線パターン２３０に電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩが実装されている点に代えて、上部配線パターン２２０に太陽電池ユニット１００と同一の積層構造を有する薄膜ダイオードＤ１０が形成されている点に特徴があり、その他の構成は、上述の実施形態と同一である。
【０１１３】
この第４変形例においては、図７に示すように、太陽電池ユニット１００の形成工程と同一の工程によって、上部配線パターン２２０上に、光電変換層１１０および透明電極層１２０からなる薄膜ダイオードＤ１０が形成される。また、この薄膜ダイオードＤ１０は、太陽電池ユニット１００とは積層構造上においては、すなわち、上部配線パターン２２０、光電変換層１１０および透明電極層１２０においては、太陽電池ユニット１００を形成する上部配線パターン２２０、光電変換層１１０および透明電極層１２０とそれぞれ絶縁されているとともに、薄膜ダイオードＤ１０が形成された一部に下部配線パターン２３０に接続するための複数のコンタクトホール（スルーホール）２０Ａ、２０Ｂが形成されている。そして、この薄膜ダイオードＤ１０は、図７に示されるような方向の電流特性を有している。また、上部配線パターン２２０の一部は、ダイオードＤ１０の一の電極として機能するようになっており、ダイオードＤ１０の特徴的な機能を発揮させるための一部として用いられる。
【０１１４】
なお、薄膜ダイオードＤ１０を的確に動作させるために、薄膜ダイオードＤ１０の透明電極層１２０の上に、アルミニウム、銀ペーストまたは感光性レジストなど光遮蔽層を設けてもよい。また、太陽電池ユニット１００は、スルーホールＨの他に下部電極パターンに接続するためのコンタクトホール２０Ｃを有している
【０１１５】
この構成により、第４変形例の電源回路システムＳにおいて、出力回路１０に薄膜ダイオードＤ１０を備えた場合に当該電源回路システムＳを簡易に製造することができるとともに、上部配線パターン２２０が、ダイオードＤ１０の一部の電極を構成し、電流を遮断するダイオードＤ１０の特徴的な機能を発揮させるための部分として用いられるので、出力回路１０においてもスペースの効率化を図ることができる。
【０１１６】
次に、図８を用いて本実施形態の電源回路システムＳの製造方法における変形例について説明する。なお、図８は、本実施形態における電源回路システムＳの製造方法のその他の例を説明するための図である。
【０１１７】
本実施形態の変形例の製造方法においては、既に所定の上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０と当該下部配線パターン２３０上に電子回路素子Ｅおよび集積回路チップＩとを有するＦＰＣ２００に対して太陽電池ユニット１００を形成する方法である。また、本製造方法においては、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００を形成する場合の製造方法を用いて説明する。
【０１１８】
まず、図８（ａ）に示すように、アライメントマークを構成するランドＭを有する上部配線パターン２２０と出力回路１０用の配線パターンが形成され、回路素子および集積回路チップＩが既に実装されたた下部配線パターン２３０とが形成されたＦＰＣ２００に対して、図８（ｂ）に示すように、電子回路および集積回路チップＩが治具Ｊに当接しないように当該治具ＪをＦＰＣ２００に嵌める。
【０１１９】
次いで、図８（ｃ）に示すように、スルーホールＨとなるスルーホール用孔ＯとランドＭ（アライメントマーク）を合わせ、当該スルーホール用孔Ｏを形成しつつ上部配線パターン２２０上に光電変換層１１０が形成される。例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０が上部配線パターン２２０に形成される。なお、バルクへテロ型有機薄膜太陽電池ユニット、ショットキー型有機薄膜太陽電池ユニットまたは色素増感型太陽電池ユニットの場合でもバイレイヤー型太陽電池ユニットと同様に光電変換層１１０が形成される。
【０１２０】
次いで、図８（ｄ）に示すように、ランドＭ（アライメントマーク）に合わせつつ、スルーホール用孔Ｏを維持し、光電変換層１１０上に正孔取出し層１１３が形成される。例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、光電変換層と同様に、印刷、スクリーン印刷、インクジェット方式によって光電変換層１１０を上部配線パターン２２０に直接パターニングする方法、スピンコートなどで塗布後に感光性レジスト膜を設け、露光および現像することによって、光電変換層１１０が上部配線パターン２２０に形成される。
【０１２１】
次いで、図８（ｅ）に示すように、正孔取出し層１１３上に透明電極が形成されて太陽電池ユニット１００を備える電源回路システムＳが生成される。なお、例えば、バイレイヤー型有機薄膜太陽電池ユニット１００の場合には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や、ＣＶＤ法等の乾式塗工法、およびＩＴＯ微粒子を含有する塗工液等が塗布されて形成される。
【０１２２】
最後に、図８（ｆ）に示すように、治具ＪをＦＰＣ２００から取り外し、ＦＰＣ２００上に太陽電池ユニット１００が形成された電源回路システムＳが生成される。
【０１２３】
[第２実施形態]
次に、図９および図１０の各図を用いて本発明に係る電源回路システムＳの第２実施形態について説明する。
【０１２４】
本実施形態の電源回路システムＳは、第１実施形態の出力回路１０に、回路パターンによって形成されたコンデンサ素子Ｃ１０、Ｃ２０と集積回路チップＩとしてレギュレータＲとを用いた点（後述の図９および図１０を参照）に特徴があり、その他の構成は、第１実施形態と同様であり、同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２５】
まず、図９および図１０を用いて本実施形態の電源回路システムＳの構造およびその等価回路について説明する。なお、図９は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図であり、図１０は、本実施形態における電源回路システムＳの等価回路である。
【０１２６】
本実施形態の電源回路システムＳは、図９に示すように、電源電圧ＶＥを生成する太陽電池ユニット１００と、上部配線パターン２２０と、レギュレータＲ、第１コンデンサＣ１０および第２コンデンサＣ２０が形成されている下部配線パターン２３０とからなるＦＰＣ２００と、から構成される。特に、本実施形態の上部配線パターン２２０、下部配線パターン２３０、レギュレータＲ、第１コンデンサＣ１０および第２コンデンサＣ１０は、太陽電池ユニット１００において生成された電源電圧ＶＥを安定化させるためのレギュレータ回路を構成する。
【０１２７】
下部配線パターン２３０には、その一部のパターンによって形成される第１コンデンサＣ１０および第２コンデンサＣ２０と、レギュレータＲを備える集積回路チップＩと、が形成される。特に、第１コンデンサＣ１０と第２コンデンサＣ２０は、該当する下部配線パターン２３０の一部と、ベース２１０を介して対向して形成される上部配線パターン２２０の一部と、によって形成される。すなわち、第１コンデンサＣ１０と第２コンデンサＣ２０は、所定の位置に形成された下部配線パターン２３０からなる平面状の電極と、当該下部配線パターン２３０の位置に対応する位置に形成された上部配線パターン２２０からなる平面状の電極と、によって形成される。
【０１２８】
このように、本実施形態では、上部配線パターン２２０及び下部配線パターン２３０が、コンデンサ素子の電極を構成し、キャパシタンスの特徴的な機能を発揮させるための一部として用いられている。なお、上部配線パターン２２０には、下部配線パターン２３０のパターン効率のために、グランド接地に関する接続パターンが形成されている。
【０１２９】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１０に示すような等価回路を形成するようになっており、レギュレータ回路を構成する。具体的には、この電源回路システムＳにおいて、第１コンデンサＣ１０が太陽電池ユニット１００に並列に接続されるとともに、レギュレータＲの一端に接続されている。特に、第１コンデンサＣ１０は、レギュレータＲに入力される、太陽電池ユニット１００において生成された電源電圧ＶＥを平滑化するようになっている。また、第２コンデンサＣ２０は、レギュレータの他端及び出力端子３０の間とグランドに接続され、レギュレータＲから出力された電圧を平滑化して出力電圧ＶＯとして出力端子３０、すなわち、図示しない外部電子回路に出力するようになっている。
【０１３０】
以上のように、本実施形態の電源回路システムＳは、第１実施形態の効果に加えて、ＦＰＣ２００に形成されたパターンの積層構造によってコンデンサ素子を形成することができるので、下部配線パターン２３０のみに実装されるリード型またはチップ型のコンデンサ素子などの厚さを有する素子を用いることなく、薄型化が可能となるとともに、出力回路１０においてもスペースの効率化を図ることができる。
【０１３１】
また、この電源回路システムＳは、コンデンサ素子をＦＰＣ２００に実装するための配線を不要にして回路全体のスペース効率を向上させることができるとともに、太陽電池ユニット１００に併せて電子回路素子Ｅが形成される回路パターンの面積をも確保することができるので、大きな静電容量を有するコンデンサ素子を実装することできるとともに、回路特性をも向上させることができる。
【０１３２】
なお、本実施形態の電源回路システムＳにおいて、第１コンデンサＣ１０および第２コンデンサＣ２０に代えて平面コイルであるコイル素子をそれぞれ上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０の同一の位置に配設させて相互インダクタンスを発生させることができる。
【０１３３】
[第３実施形態]
次に、図１１〜図１３の各図を用いて本発明に係る電源回路システムＳの第３実施形態について説明する。
【０１３４】
本実施形態の電源回路システムＳは、第２実施形態において出力回路１０がレギュレータ回路を構成する点に代えて昇圧回路を構成する点（後述する図１１および図１２を参照）に特徴があり、その他の構成は、第１実施形態と同様であり、同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。特に、本実施形態においては、下部配線パターン２３０部に、平面コイルＬ、トランジスタＴ２０を制御するレギュレータＲと、ダイオードＤ２０およびトランジスタＴ２０と、が実装される点に特徴がある。
【０１３５】
まず、図１１および図１２を用いて本実施形態の電源回路システムＳの構造およびその等価回路について説明する。なお、図１１は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図であり、図１２は、本実施形態における電源回路システムＳの等価回路である。
【０１３６】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１１に示すように、電源電圧ＶＥを生成する太陽電池ユニット１００と、平面コイルＬおよび第２コンデンサＣ２０が形成されるとともにレギュレータＲ、ダイオードＤ２０およびトランジスタＴ２０が実装されている下部配線パターン２３０とそれらを接続する上部配線パターン２２０とからなるＦＰＣ２００と、から構成される。
【０１３７】
下部配線パターン２３０には、形成された回路パターンに沿って、第２コンデンサＣ２０と平面コイルＬが形成されているとともに、ダイオードＤ２０およびトランジスタＴ２０が実装されている。また、この下部配線パターン２３０には、太陽電池ユニット１００によって生成された電源電圧ＶＥを安定化するとともにトランジスタＴ２０のスイッチングを制御するレギュレータＲが集積回路チップＩとして実装されている。
【０１３８】
このように、本実施形態では、第２実施形態と同様に、上部配線パターン２２０及び下部配線パターン２３０が、コンデンサ素子の電極を構成し、キャパシタンスの特徴的な機能を発揮させるための一部として用いられている。さらに、下部配線パターン２３０が、平面コイルＬを構成し、インダクタンスの特徴的な機能を発揮させる部分として機能している。
【０１３９】
なお、本実施形態の第２コンデンサＣ２０は、上述の実施形態と同様に、該当する下部配線パターン２３０の一部と、ベース２１０を介して対向して形成される上部配線パターン２２０の一部と、によって形成される。また、本実施形態の上部配線パターン２２０には、第２実施形態と同様に、太陽電池ユニット１００の裏面電極としての機能する部分の他にグランド接地に関する接続パターンが形成されている。
【０１４０】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１２に示すような昇圧回路としての等価回路を形成するようになっている。レギュレータＲは、電圧が入力されるＬＢＩ（Ｌｏｗ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｉｎｐｕｔ）端子と、電圧を出力するＶＯＵＴ端子と、トランジスタＴ２０の駆動を制御するＥＸＴ（Ｅｘｉｔ）端子と、安定化される電圧を制御するために接地されるＶＦＢ（Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｖｏｌｔａｇｅ）端子と、接地されるグランド端子とを有している。
【０１４１】
平面コイルＬは、電源電圧ＶＥ（太陽電池ユニット１００）とダイオードＤ２０およびトランジスタＴ２０のドレインとの間に接続され、所定のタイミングにて電源電圧ＶＥに基づく電圧を蓄積し、当該蓄積した電圧を第２コンデンサＣ２０に蓄積された電圧とともに出力端子３０から外部に接続された外部電子回路に出力するようになっている。
【０１４２】
ダイオードＤ２０は、平面コイルＬと出力端子３０およびレギュレータＲのＶＯＵＴ端子との間に接続され、平面コイルＬから出力端子３０に電流を流すが、レギュレータＲのＶＯＵＴ端子または出力端子３０から平面コイルＬへの電流の流れを禁止する。
【０１４３】
第２コンデンサＣ２０は、所定のタイミングにて電源電圧ＶＥに基づいて所定の電圧を蓄積するとともに、その蓄積した電圧を平面コイルＬに蓄積された電圧とともに出力端子３０から図示しない外部電子回路に出力するための機能を有している。
【０１４４】
トランジスタＴ２０は、スイッチングトランジスタとして動作して、レギュレータＲのＥＸＴ端子の出力に基づいて平面コイルＬに蓄積された電圧を出力端子３０から外部電子回路に出力するようになっている。具体的には、このトランジスタＴ２０は、第２コンデンサＣ２０に電圧が蓄積されている際におよび外部に電圧を出力する際に、レギュレータＲの制御に基づいてスイッチング駆動せずにドレイン−ソース間を絶縁するとともに、平面コイルＬに電圧を蓄積する際にレギュレータＲの制御に基づいて駆動してドレイン−ソース間を通電するようになっている。
【０１４５】
以上のように、本実施形態の電源回路システムＳは、第２実施形態と同様の効果に加えて、出力回路１０として昇圧回路を形成することができるので、太陽電池ユニット１００において外部電子回路の駆動に必要な電圧より小さな電圧しか発生できない場合であっても、当該外部電子回路の駆動用として用いることができる。
【０１４６】
なお、図１３に示すように、本実施形態の電源回路システムＳの下部配線パターン２３０において、第２コンデンサＣ２０と出力端子３０の間にスイッチＳＷが形成されてもよい。この場合に、この電源回路システムＳは、図１１に示すように、出力端子３０側の一端と第２コンデンサＣ２０の一端との間にスイッチＳＷを直列に形成し、昇圧回路として的確に動作するようにしてもよい。
【０１４７】
すなわち、スイッチＳＷは、平面コイルＬに電圧が蓄積される際におよび第２コンデンサＣ２０に電圧が蓄積される際にオフとなるとともに、平面コイルＬおよび第２コンデンサＣ２０に蓄積された電圧を外部電子回路に出力する際にオンとなり、太陽電池ユニット１００において生成された電源電圧ＶＥよりも高い電圧を的確に出力することができるようになっている。なお、図１３は、本実施形態における電源回路システムＳの等価回路の変形例である。
【０１４８】
[第４実施形態]
次に、図１４および図１５の各図を用いて本発明に係る電源回路システムＳの第４実施形態について説明する。
【０１４９】
本実施形態の電源回路システムＳは、第３実施形態において、複数の太陽電池ユニット１００を備え、かつ、それらを並列に接続する点（後述する図１４を参照）に特徴があり、その他の点は、第３実施形態（第１および第２実施形態も含む。）と同様であり、同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１５０】
まず、図１４を用いて本実施形態の電源回路システムＳの構造について説明する。なお、図１４は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図である。
【０１５１】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１４に示すように、複数（８枚）の電源電圧ＶＥを生成する太陽電池ユニット１００と、第３実施形態と同様に昇圧回路を形成するとともに各太陽電池ユニット１００を並列接続するための上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０からなるＦＰＣ２００と、から構成される。
【０１５２】
本実施形態の各太陽電池ユニット１００は、上部配線パターン２２０上に、並設されるとともに、各太陽電池ユニット１００に形成されたスルーホールＨを介して他の太陽電池ユニット１００と並列接続されている。また、一の太陽電池ユニット１００が、下部配線パターン２３０にて平面コイルＬと接続されている。
【０１５３】
以上のように、本実施形態の電源回路システムＳは、第１実施形態と同様の効果に加えて、太陽電池ユニット１００から発生される電流を複数倍にすることができるとともに、安定的に発生した電源電圧ＶＥを出力することができる。
【０１５４】
また、本実施携帯の電源回路システムＳは、汚れや陰により太陽電池ユニット１００の一部に光が当たらない場合であっても安定した一定の電圧を出力することができる。
【０１５５】
なお、本実施形態の電源回路システムＳは、８枚の太陽電池ユニット１００を有しているが、これ以下またはこれ以上の枚数の太陽電池ユニット１００を有していてもよい。
【０１５６】
また、本実施形態の電源回路システムＳにおいては、ＦＰＣ２００の下部配線パターン２３０に出力回路１０と外部電子回路との接続を行うためのソケットに嵌め込むタイプの電極端子を設けてもよい。
【０１５７】
例えば、本実施形態のＦＰＣ２００は、図１５に示すように、ベース２１０に当該ベース２１０の一部から延伸されたコネクタ部分２５０を有し、当該コネクタ部分２５０に所定のピッチにて形成され、下部配線パターン２３０と一体的に形成される複数の電極端子２５１と、その裏面、すなわち、ベース２１０の上部配線パターン２２０側の面に形成される補強板２５２と、電極端子の先端以外の部分を保護する保護膜２５３と、から構成される。また、このコネクタ部分２５０は、外部電子回路３００のＦＰＣソケット３１０に接続され、調整された電源電圧ＶＥを当該外部電子回路３００に出力するようになっている。なお、図１５は、本実施形態における電源回路システムＳの構造図の変形例である。
【０１５８】
[第５実施形態]
次に、図１６を用いて本発明に係る電源回路システムＳの第５実施形態について説明する。
【０１５９】
本実施形態の電源回路システムＳは、第４実施形態において複数の太陽電池ユニット１００が並列に接続されている点に代えて、当該複数の太陽電池ユニット１００が直列に接続されている点（後述する図１６を参照）に特徴があり、その他の点は、第４実施形態（第１、第２および第３実施形態も含む。）と同様であり、同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１６０】
図１６を用いて本実施形態の電源回路システムＳの構造について説明する。なお、図１６は、本実施形態における電源回路システムＳの構造を示す構造図である。
【０１６１】
本実施形態の電源回路システムＳは、図１６に示すように、複数（８枚）の電源電圧ＶＥを生成する太陽電池ユニット１００と、第３実施形態と同様に昇圧回路を形成するとともに各太陽電池ユニット１００を直列接続するための上部配線パターン２２０および下部配線パターン２３０からなるＦＰＣ２００と、から構成される。
【０１６２】
本実施形態の各太陽電池ユニット１００は、上部配線パターン２２０上に、並設されるとともに、各太陽電池ユニット１００に形成されたスルーホールＨを介して隣接する太陽電池ユニット１００と直列接続されている。また、一の太陽電池ユニット１００が、下部配線パターン２３０にて出力回路１０と接続されている。なお、本実施形態の出力回路１０は、第４実施形態とは異なり、所定の電子回路素子Ｅなどが適宜実装されている。
【０１６３】
以上のように、本実施形態の電源回路システムＳは、第１実施形態と同様の効果に加えて、太陽電池ユニット１００から発生される電圧を複数倍にすることができる。
【０１６４】
なお、本実施形態の電源回路システムＳは、８枚の太陽電池ユニット１００を有しているが、これ以下またはこれ以上の枚数の太陽電池ユニット１００を有していてもよい。
【符号の説明】
【０１６５】
Ｃ１０ … 第１コンデンサ
Ｃ２０ … 第２コンデンサ
Ｄ１０、Ｄ２０ … ダイオード
Ｔ１０、Ｔ２０ … トランジスタ
Ｅ … 電子回路素子
Ｈ … スルーホール
Ｉ … 集積回路チップ
Ｊ … 治具
Ｌ … 平面コイル
Ｍ … ランド
Ｏ … スルーホール用孔
Ｒ … レギュレータ
Ｓ … 電源回路システム
１０ … 出力回路
２０ … コンタクトホール
３０ … 出力端子
１００ … 太陽電池ユニット
１１０ … 光電変換層
１１１ … Ｎ型有機半導体層
１１２ … Ｐ型有機半導体層
１１３ … 正孔取出し層
１１５ … 混合層
１１７ … 酸化物半導体層
１２０ … 透明電極層
１３０ … メッシュ電極層
２００ … ＦＰＣ
２１０ … ベース
２２０ … 上部配線パターン
２３０ … 下部配線パターン
２５０ … コネクタ部分
２５１ … 電極端子
２５２ … 補強板
２５３ … 保護膜
３００ … 外部電子回路
３１０ … ソケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層と、前記第１電極層上に積層され、受光された光から電圧を生成させるための光電変換が行われる光電変換層と、前記光電変換層上に積層され、当該光電変換層に光を受光させるための構造を有する第２電極層と、から構成される太陽電池ユニットと、
前記光電変換によって生成された電圧を出力するための出力回路と前記太陽電池ユニットを接続するための配線パターンが形成されるフレキシブルプリント基板と、
を備え、
前記配線パターンが、前記第１電極層として、前記フレキシブルプリント基板を構成する基材上に形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池システムにおいて、
前記配線パターンには、電子回路部品によって構成される出力回路が形成されている回路パターンが含まれることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池システムにおいて、
前記回路パターンが、前記電子回路部品の特徴的な機能を発揮させるための少なくとも一部として用いられることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池システムにおいて、
前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面に、前記回路パターンとして第１回路パターンが形成されているとともに、当該第１基板面と反対側の第２基板面に、前記回路パターンとして第２回路パターンが形成されおり、
前記第１回路パターンと前記第２回路パターンによって前記電子回路部品が構成されることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れか一項に記載の太陽電池システムにおいて、
前記回路パターンには、前記出力回路を構成する電子回路部品が実装されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項６】
請求項２または３に記載の太陽電池システムにおいて、
前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面に前記回路パターンが形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項７】
請求項６に記載の太陽電池システムにおいて、
前記回路パターン上に前記太陽電池ユニットと同一の積層構造を備え、当該回路パターンと当該回路パターン上に形成された前記光電変換層及び前記第２電極層とによって前記電子回路部品が形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項８】
請求項２または３に記載の太陽電池システムにおいて、
前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面と反対側の第２基板面に、前記回路パターンが形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の太陽電池システムにおいて、
前記フレキシブルプリント基板が、前記生成された電圧によって駆動する電子回路と接続するための電極端子を更に備えることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の太陽電池システムにおいて、
前記太陽電池ユニットが、前記光電変換層と絶縁しつつ、前記第２電極層と前記出力回路を接続するためのスルーホールを有するとともに、
前記配線パターンが、前記スルーホールと接合されるランドを有することを特徴とする太陽電池システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の太陽電池システムにおいて、
前記ランドが、前記配線パターン上に前記太陽電池ユニットを配設する位置を位置決めする際に用いられるアライメントマークとして機能するための形状を有していることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載の太陽電池システムにおいて、
前記スルーホールおよびランドが、前記太陽電池ユニットが前記フレキシブルプリント基板に装着された際の当該太陽電池ユニットの中央近傍に形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項１３】
請求項１乃至９に記載の太陽電池システムにおいて、
前記配線パターンには前記太陽電池ユニットを配設する位置を位置決めするアライメントマークが形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項１４】
太陽電池ユニットと当該太陽電池ユニットによって生成された電圧の出力制御を行う出力回路が形成されるフレキシブルプリント基板とを備える太陽電池システムを製造する製造方法であって、
前記太陽電池ユニットと前記出力回路を接続するための配線パターンであって当該出力回路が形成される配線パターンを有する前記フレキシブルプリント基板を準備する準備工程と、
前記配線パターン上に、受光された光から電圧を生成させるための光電変換が行われる光電変換層を形成する光電変換層形成工程と、
前記光電変換層上に積層され、当該光電変換層に光を受光させるための構造を有する表面電極層を形成する表面電極層形成工程と、
を含み、
前記配線パターンが、前記太陽電池ユニットの裏面電極層として用いられることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項１】
第１電極層と、前記第１電極層上に積層され、受光された光から電圧を生成させるための光電変換が行われる光電変換層と、前記光電変換層上に積層され、当該光電変換層に光を受光させるための構造を有する第２電極層と、から構成される太陽電池ユニットと、
前記光電変換によって生成された電圧を出力するための出力回路と前記太陽電池ユニットを接続するための配線パターンが形成されるフレキシブルプリント基板と、
を備え、
前記配線パターンが、前記第１電極層として、前記フレキシブルプリント基板を構成する基材上に形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池システムにおいて、
前記配線パターンには、電子回路部品によって構成される出力回路が形成されている回路パターンが含まれることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池システムにおいて、
前記回路パターンが、前記電子回路部品の特徴的な機能を発揮させるための少なくとも一部として用いられることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池システムにおいて、
前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面に、前記回路パターンとして第１回路パターンが形成されているとともに、当該第１基板面と反対側の第２基板面に、前記回路パターンとして第２回路パターンが形成されおり、
前記第１回路パターンと前記第２回路パターンによって前記電子回路部品が構成されることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れか一項に記載の太陽電池システムにおいて、
前記回路パターンには、前記出力回路を構成する電子回路部品が実装されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項６】
請求項２または３に記載の太陽電池システムにおいて、
前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面に前記回路パターンが形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項７】
請求項６に記載の太陽電池システムにおいて、
前記回路パターン上に前記太陽電池ユニットと同一の積層構造を備え、当該回路パターンと当該回路パターン上に形成された前記光電変換層及び前記第２電極層とによって前記電子回路部品が形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項８】
請求項２または３に記載の太陽電池システムにおいて、
前記基材の前記太陽電池ユニットが配設される側である第１基板面と反対側の第２基板面に、前記回路パターンが形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の太陽電池システムにおいて、
前記フレキシブルプリント基板が、前記生成された電圧によって駆動する電子回路と接続するための電極端子を更に備えることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の太陽電池システムにおいて、
前記太陽電池ユニットが、前記光電変換層と絶縁しつつ、前記第２電極層と前記出力回路を接続するためのスルーホールを有するとともに、
前記配線パターンが、前記スルーホールと接合されるランドを有することを特徴とする太陽電池システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の太陽電池システムにおいて、
前記ランドが、前記配線パターン上に前記太陽電池ユニットを配設する位置を位置決めする際に用いられるアライメントマークとして機能するための形状を有していることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載の太陽電池システムにおいて、
前記スルーホールおよびランドが、前記太陽電池ユニットが前記フレキシブルプリント基板に装着された際の当該太陽電池ユニットの中央近傍に形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項１３】
請求項１乃至９に記載の太陽電池システムにおいて、
前記配線パターンには前記太陽電池ユニットを配設する位置を位置決めするアライメントマークが形成されていることを特徴とする太陽電池システム。
【請求項１４】
太陽電池ユニットと当該太陽電池ユニットによって生成された電圧の出力制御を行う出力回路が形成されるフレキシブルプリント基板とを備える太陽電池システムを製造する製造方法であって、
前記太陽電池ユニットと前記出力回路を接続するための配線パターンであって当該出力回路が形成される配線パターンを有する前記フレキシブルプリント基板を準備する準備工程と、
前記配線パターン上に、受光された光から電圧を生成させるための光電変換が行われる光電変換層を形成する光電変換層形成工程と、
前記光電変換層上に積層され、当該光電変換層に光を受光させるための構造を有する表面電極層を形成する表面電極層形成工程と、
を含み、
前記配線パターンが、前記太陽電池ユニットの裏面電極層として用いられることを特徴とする太陽電池システム。
【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２０１１−７７３６１（Ｐ２０１１−７７３６１Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２８２９１（Ｐ２００９−２２８２９１）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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