太陽電池セル及び太陽電池セルを備えた太陽電池モジュール
【課題】太陽電池セル製造の際の破損リスクを低減すること。
【解決手段】太陽電池セル１００の裏面電極の周辺部には、ストライプ状の電極１２とストライプ状の電極を有しない部分１３とによる凹凸が形成されている。この凹凸が形成された領域は、ダイシングシートに接着・固定されている太陽電池セルの接着力が弱い部分となり、ダイシングシート上でダイシングされた太陽電池セルの安全且つ確実な取り出しが可能となる。
【解決手段】太陽電池セル１００の裏面電極の周辺部には、ストライプ状の電極１２とストライプ状の電極を有しない部分１３とによる凹凸が形成されている。この凹凸が形成された領域は、ダイシングシートに接着・固定されている太陽電池セルの接着力が弱い部分となり、ダイシングシート上でダイシングされた太陽電池セルの安全且つ確実な取り出しが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セル及び該太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
なお、太陽電池セルとは、表裏両面或いは一方の面のみに電極を有し、内部にＰＮ接合、或いはショットキー接合等が形成された半導体素子であって、所定の形状で所定の大きさに切り出された単体の素子であり、太陽電池セルチップと呼ばれる場合もある。太陽電池セルは、太陽光等の光エネルギーを電気エネルギーに代えることができるものであり、前記電極を有する半導体素子は、単結晶の半導体であっても良く、また、多結晶の半導体であっても良い。
【０００３】
また、太陽電池モジュールとは、前記太陽電池セルの複数個が並列或いは直列に接続され、前記太陽電池セルにより発生された電力を取り出すための端子等が設けられたものである。複数の太陽電池セルを並列或いは直列に接続するのは、所望の電圧、電流を取り出すことができるようにするためのものであり、従って、特定の用途では、一個の太陽電池セルによって太陽電池モジュールを構成することもできる。
【背景技術】
【０００４】
最近、二酸化炭素の増大に伴う地球の温暖化が懸念され、二酸化炭素の発生が無いクリーンなエネルギー源として太陽電池が注目されている。これまでも、太陽電池は、大規模な太陽光発電所用の発電素子として、或いは、電卓用、腕時計用等の小容量の電源用発電素子として広く使われているが、無公害エネルギー源としての期待は大きく、近年、更に、その使用範囲が広げられている。
【０００５】
太陽電池には、単結晶半導体或いは多結晶半導体のブロックから所望の大きさのチップを切り出して用いたもの、或いは所望の大きさの基板に半導体薄膜を形成したもの等種々のタイプがある。それら種々のタイプの太陽電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する変換効率の観点、或いは製造コストの観点等から夫々の特性があり、その特性に合わせた用途に使われている。
【０００６】
単結晶半導体或いは多結晶半導体からなる太陽電池は、光エネルギーを電力エネルギーに変換する変換効率が高いところから、太陽電池を設置するための面積が限られているが、比較的大きい電力が要請されるような電子機器類への使用に適している。この場合、太陽電池を設置する場所に合わせて、前記単結晶半導体のブロック、或いは多結晶半導体のブロックから所望の大きさの太陽電池用半導体チップを切り出す必要がある。
【０００７】
従来、所定の厚さに切り出された半導体の薄板（半導体ウエハ）から、ＩＣ等の半導体チップを切り出す方法が知られている。即ち、所定の厚さに切り出され、複数の回路等が形成された半導体の薄板（半導体ウエハ）に対して、ダイシングラインを入れて、所定の大きさの半導体チップ（ＩＣ）を切り出した後、個々の半導体チップ（ＩＣ）に分離して取り出す。
【０００８】
特許文献１には、上記ＩＣ等の半導体チップの製造方法が記載されている。
【０００９】
図１３、１４は、特許文献１に記載の半導体チップ（半導体装置）の製造方法を示す図である。図１３、１４において、１３０は所定の厚みで切り出された半導体ウエハであって、ダイシングシート１３２上にフィルム接着剤１４３（図１４参照）などにより貼り付けられる。その後、この半導体ウエハ１３０は、図示しないダイシングブレードによりダイシングライン１３１に沿ってダイシングされ、多数の半導体素子１３４に分割される。なお、１３３は金属枠である。
【００１０】
ダイシングが施された半導体ウエハは、図１４に示すように、ダイシングシート１３２上に乗せられたままの状態で、台座１４０上にセットされる。次いで、ダイシングシート１３２は、周辺方向に引っ張られる。この引っ張り動作により、各半導体素子１３４間に僅かな間隙が形成される。次いで、ダイシングされダイシングシート上で互いに間隙が形成された状態に置かれた半導体素子１３４は、個別にピックアップされることになる。半導体素子１３４のピックアップには、ピックアップする予定の半導体素子のダイニングシート１３２裏面から突き上げ棒１４１によって突き上げることによってなされる。
【００１１】
図１４は、半導体素子１３４’をダイシングシートからピックアップする際の状態を示している。即ち、突き上げ棒１４１によって、ダイシングシート１３２の裏面を局所的に持ち上げることにより、ピックアップされる予定の半導体素子１３４’とダイシングシート１３２との接着を部分的に剥がして両者の接触面積を少なくする。これによって、半導体素子１３４’とダイシングシート１３２との接着強度を小さくした状態とし、半導体素子１３４’の表面側からコレット１４２を用いて吸着する。この特許文献１の技術の場合には、フィルム接着剤１４３が半導体素子１３４’の裏面に転写されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−２４１４４３号公報（平成１６年８月２６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の図１３、図１４で説明した特許文献１に記載の従来技術を、太陽電池セルの製造に応用した場合、所望の大きさにダイシングされた太陽電池セルを、比較的容易に個別に取り出すことができるが、突き上げ棒によって、太陽電池セルを突き上げた際に、太陽電池セルが上手くダイシングシートから剥がれずに割れてしまう場合があり、製造上の歩留まりが低くなるという課題を有している。
【００１４】
図１２は、太陽電池セルを個別に取り出す際に起きる、太陽電池セルの破損の状況を示している。図１２に示すとおり、台座１２０上のダイシングシート１２２に接着・保持されている太陽電池セル１２３を、突き上げ棒１２１によって上方向に突き上げると、太陽電池セル１２３は、ダイシングシートから剥がれずに割れてしまう場合がある。なお、既に述べたとおり、特許文献１に示された技術では、半導体素子の裏面にフィルム接着剤が転写された状態となっているが、太陽電池セルの場合は、フィルム接着剤が太陽電池セル側に転写されることは必須の要件ではない。図１２の場合は、太陽電池セルの裏面に、フィルム接着剤が転写されていない場合を示している。
【００１５】
半導体素子の場合に上手くピックアップできたにも拘らず、太陽電池セルの場合に破損してしまうことの原因についての本発明者等の分析結果は、後で詳細に述べるが、太陽電池セルの大きさが比較的大きく、また、薄いこともその原因の一つと考えられる。
【００１６】
最近の太陽電池セルでは、その使用分野からの要請から、或いは使用材料の削減の必要性から更なる薄型化が進められており、この薄型化に伴ってダイシングシートからの取り出しに、より困難性が増している。
【００１７】
本発明は、上述の課題に鑑みて成されたものであり、突き上げ棒による太陽電池セルのピックアップ時にも、破損することの無い太陽電池セル及び前記太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【００１８】
本発明者等は、太陽電池セルの製造に際して起きる破損の原因を探り、その原因を取り除くことができる太陽電池セルの構造等を新規に見出したことに基づき、本発明を成したものであるが、太陽電池セルが破損する原因等については、後の「発明を実施するための形態」の項において詳細に述べる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る太陽電池セルでは、
薄い矩形状の半導体本体と、前記半導体本体の一方の面に形成された表面電極と、他方の面に形成された裏面電極とを備えた太陽電池セルであって、
前記半導体本体の裏面電極を形成する面において、前記半導体本体の少なくとも一つの辺を含む領域であって、前記一つの辺の少なくとも一部領域に凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分における接着剤に対する剥離性よりも高くなっていることを特徴としている。
【００２０】
これによれば、ダイシングシート上に接着・保持させた大きな半導体基板から所望の大きさの太陽電池セルをダイシングにより切り出した場合に、前記ダイシングシートから前記太陽電池セルを破損することなく安全且つ容易に取り出すことができる。また、太陽電池セルの取り出しの際に、太陽電池セル自体に加わる力を小さくできるので、より薄い太陽電池セルの取り出しも安全且つ容易に行える。
【００２１】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、前記半導体本体の対向する２つの辺を含む領域に形成されていることを特徴としている。
【００２２】
これによれば、ダイシングシートからの取り出しがより安全・容易になる。また、長方形状の太陽電池セルの場合に、長辺方向端部の辺に凹凸を形成することにより、より効果的な取り出しが可能となる。
【００２３】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、前記半導体本体の４辺を含む領域に形成されていることを特徴としている。
【００２４】
これによれば、ダイシングシートからの取り出しが、更に、より安全・容易になり、大面積の太陽電池セルの取り出しに適用できる。また、正方形状の太陽電池セルであっても安全な取り出しが可能となる。
【００２５】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、電極を設けた部分と電極を設けない部分とによって形成されていることを特徴としている。
【００２６】
これによれば、裏面電極形成時に容易に凹凸を形成することができ、太陽電池セル製造のコストアップを避けることができる。
【００２７】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、厚い電極を設けた部分と薄い電極を設けた部分とによって形成されていることを特徴としている。
【００２８】
これによれば、太陽電池セルの裏面電極を全面電極とすることが可能であり、電極を形成しない部分を形成することによる発電効率の低下を避けることができる。
【００２９】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、ストライプ状の電極とストライプ状の電極無しの領域によって形成されていることを特徴としている。
【００３０】
これによれば、ダイシングシートから太陽電池セルを剥がす場合に、剥がす方向と一致したストライプとすることができ、ダイシングシートと太陽電池セルとの剥離がスムースに行える。
【００３１】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、厚いストライプ状の電極と薄いストライプ状の電極によって構成されていることを特徴としている。
【００３２】
これによれば、ストライプ状の凹凸構成の裏面電極を全面電極とすることができ、高い発電効率の太陽電池セルが得られる。
【００３３】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記太陽電池セルを構成する半導体本体が長方形状であることを特徴としている。
【００３４】
これによれば、各種の機器に最適な形状の太陽電池セルを破損することなく取り出すことが可能となり、従って、各種の機器に最適な太陽電池セルを安価に提供できる。
【００３５】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る太陽電池モジュールでは、前記に記載の太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールであることを特徴としている。
【００３６】
これによれば、製造時に破損することの少ない太陽電池セルを使用しているため、太陽電池モジュールのコストアップを抑えることができる。
【発明の効果】
【００３７】
以上に述べたとおり、本願の発明に従った太陽電池セルでは、
薄い矩形状の半導体本体と、前記半導体本体の一方の面に形成された表面電極と、他方の面に形成された裏面電極とを備えた太陽電池セルであって、前記半導体本体の裏面電極を形成する面において、前記半導体本体の少なくとも一つの辺を含む領域であって、前記一つの辺の少なくとも一部領域に凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分における接着剤に対する剥離性よりも高くなっていることを特徴としている。
【００３８】
これによれば、太陽電池セルの製造時における歩留まりを高くすることができ、その結果として、太陽電池モジュールのコストアップを抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に従った実施の形態１に係る太陽電池セルの裏面電極の構成を示す図である。
【図２】本発明に従った実施の形態１に係る太陽電池セルの裏面電極のその他の構成例を示す図である。
【図３】本発明に従った実施の形態２に係る太陽電池セルの裏面電極の構成を示す図である。
【図４】本発明に従った実施の形態２に係る太陽電池セルのピックアップ装置及びピックアップ方法を説明する図である。
【図５】本発明に従った実施の形態３に係る太陽電池セルの裏面電極の構成を示す図である。
【図６】本発明に従った実施の形態３に係る太陽電池セルのピックアップ装置及びピックアップ方法を説明する図である。
【図７】本発明に好適に用いることができる半導体基板の例を示す図である。
【図８】太陽電池モジュールの例を示す図である。
【図９】半導体基板から太陽電池セルを切り出す方法を説明するための図である。
【図１０】ダイシングシートから太陽電池セルを取り出す方法を説明するための図である。
【図１１】従来の太陽電池セルの裏面電極構成を示す図である。
【図１２】従来の太陽電池セルを個別に取り出す場合に起きる、太陽電池セルの破損状況を示す図である。
【図１３】半導体ウエハから半導体素子をダイシングする従来技術を示す図である。
【図１４】ダイシングされた半導体素子を個々に取り出す従来技術を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明では本発明を実施するために好ましい種々の限定が付与されているが、本発明の技術的範囲は以下の実施例及び図面の記載に限定されるものではない。また、図面は、正しい縮尺で書かれているものではなく、説明の都合上、一部を誇張して記載している場合がある。
【００４１】
本発明の実施の形態を説明する前に、最初に、図７〜図１１を用いて、多結晶シリコン基板から太陽電池セルを作成する製造方法、太陽電池セルの構成、太陽電池モジュールの構成の概略を説明し、更に、本発明者等が見出した太陽電池セル製造時（個別の太陽電池セルのピックアップ時）の破損原因を説明する。
【００４２】
図７（ａ）は、大面積の矩形状の半導体基板７５に、複数の太陽電池セル７０が形成されている様子を示しており、図７（ｂ）は、１個の太陽電池セル７０の表面側（太陽光を受ける側）からみた構成の概略を示しており、図７（ｃ）は、太陽電池セル７０の断面構造を示している。単結晶半導体、特に、シリコン単結晶の場合には、通常円柱形状の単結晶体から薄い基板が切り出されるため、半導体基板（半導体ウエハ）は円形になるが、図７の場合には、角部分が切り落とされた略直方体状の多結晶シリコンのブロックから切り出された略矩形状の半導体基板７５が示されており、例えば、サイズ１５６×１５６ｍｍの略正方形状となっている。
【００４３】
このサイズの半導体基板７５は、そのまま１個の太陽電池セルとして、屋根等に設置する大容量の太陽電池モジュールに組み立てられて用いられるが、小型の電子機器類例えば、携帯電話等の携帯機器用の太陽電池セルには適していない。
【００４４】
太陽電池セル７０は、小型の電子機器類に積載するための太陽電池セルであり、図７に示す例では、前記半導体基板７５を、横方向に８分割し、縦方向に１２分割して得えられたものである。この場合、１個の太陽電池セル７０のサイズは、１２．５×１８．５ｍｍである。
【００４５】
半導体基板７５は、個別の太陽電池セル７０に分割される前に、図７（ｃ）に示されるように、半導体本体７３の表面（一方の面）に表面電極７１が形成され、裏面（他方の面）には裏面電極７４が形成される。また、半導体本体７３の表面には適宜反射防止膜７２が施されており、全体の厚さは、例えば、約２５０μｍである。なお、本発明において、表面電極とは太陽光等の光が入射される側の電極を意味しており、通常、図７（ｂ）に示すような櫛歯状の電極として構成されている。また、裏面電極７４は全面電極として構成されている。これら表裏両面の電極はスクリーン印刷技術等で形成される。
【００４６】
図８は、複数の太陽電池セル７０が、適宜直並列に接続されて構成された太陽電池モジュール８０を示している。図８では、１０個の太陽電池セル７０によって１個の太陽電池モジュール８０が構成されているが、太陽電池セル７０の個数は必要とする発電能力によって適宜決められることになる。また、図８では、太陽電池セル相互の接続状態が示されていないが、必要な電圧、電流容量などによって、適宜、直並列に接続されていて良い。
【００４７】
図９は、多結晶シリコンブロックから板状に切り出され、複数の太陽電池セル７０が形成された半導体基板７５から、個別の太陽電池セル７０を切り出す状況を示している。図９では、図示の都合上、半導体基板７５から１２個の太陽電池セルを切り出すように示されているが、この個数に限られないことは言うまでもない。
【００４８】
先ず、個別の太陽電池セル７０を切り出す前の半導体基板７５を、ダイシングシート９１上に載置する。半導体基板７５は、太陽電池セル７０の裏面電極側（全面電極側）がダイシングシート９１に接するように載せられている。ダイシングシート９１はＩＣチップを切り出す際に用いられるダイシングシートと同様で良く、表面に接着性のフィルム等が貼り付けられている。そのため、太陽電池セル７０が形成されている半導体基板７５は、ダイシングシート９１に接着・保持されることになる。また、ダイシングシート９１は、周辺方向に引っ張られた際に伸張可能な部材から構成されている。ダイシングシート９１上の半導体基板７５は、ダイシングブレード９２により、個別の太陽電池セル７０に切断される。９５は、ダイシングブレード９２の回転方向を示している。
【００４９】
図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、切断分離されたダイシングシート９１上の太陽電池セル７０を、個別にピックアップする際の状況を示している。
【００５０】
図１０（ａ）において、複数の太陽電池セル７０−１、７０−２、７０−３が接着保持されているダイシングシート９１は、周辺方向に引っ張られてステージ９２上に固定されている。ダイシングシート９１を引っ張った状態でステージ９２上に固定する構造は、本願の発明とは直接関係していないため図示していない。ダイシングシート９１が周辺方向に引っ張られているため、太陽電池セル７０−１、７０−２、７０−３間には、僅かな隙間が生じている。
【００５１】
ステージ９２の一部には穴９３が設けられており、この穴９３を貫通して、プッシャー９４が上下動可能に設けられている。ダイシングシート９１は、ステージ９２上を移動可能であり、太陽電池セル７０−２をピックアップする際には、図示のとおり、穴９３が太陽電池セル７０−２の略中心部に来るように移動させられる。
【００５２】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、プッシャー９４を上に動かし、太陽電池セル７０−２を下から突き上げる。ある程度の高さまでプッシャー９４を移動させると、図１０（ｃ）に示すように、太陽電池セル７０−２の両端部は、ダイシングシート９１から剥がれてくる。図１０（ｃ）の場合には、太陽電池セル７０−２の左右の両端部から剥がれている様子が示されているが、プッシャー９１が、太陽電池セル７０−２の中心部のみを押している場合には、太陽電池セル７０−２は、太陽電池セル７０−２の図面前後の端部（紙面上下の端部）からも剥がれることとなり、結局、太陽電池セル７０−２の周辺部（端部）が全体で剥がれることとなる。このため、太陽電池セル７０−２とダイシングシート９１との接着力は大幅に低下し、図１０（ｄ）に示すように、適宜の真空チャック９５を用いることにより、容易にピックアップできることとなる。
【００５３】
上述の方法によって、殆どの太陽電池セルを、破損することなく取り出すことができたが、一部の太陽電池セルでは、図１２を用いて説明したとおり取り出しの際に破損してしまう。この原因は、ダイシングシートと太陽電池セルとの接着力が強すぎることに起因していることは明らかだが、接着力を弱めると、ダイシングブレードによるダイシング作業中に太陽電池セルが動いてしまって、ダイシング作業自体が上手くいかなくなる。
【００５４】
本発明者らは、上手く剥がれる場合と上手く剥がれない場合の差を検証するため、ダイシングシート９１に接着されることになる太陽電池セル７０の裏面電極に注目した。図１１は、太陽電池セル７０の裏面電極の詳細を示している。裏面電極７４は、多数の規則的な点状の凹部（ディンプル）７６を有している。一個の太陽電池セル７０は、１２．５×１８．５ｍｍのサイズであり、凹部７６、７６間の間隙は約２００μｍ、凹部７６の深さは最大で約２０μｍであった。既に説明したとおり、裏面電極７４は、スクリーン印刷によって形成されおり、前記凹部７６は電極印刷の際に用いるスクリーンの網目に対応した箇所に形成されている。
【００５５】
本発明者等は、この裏面電極７４の状況によって上手く剥がれる場合と剥がれない場合があることを確認した。即ち、この裏面電極７４の凹部７６のバラツキ（深さ、或いは大きさ）によって生ずるダイシングシートとの接着力の差が、上手く剥がれる場合と剥がれない場合を分けており、従って、もし、半導体基板７５の裏面全体に均質な凹部７６を形成することができれば、接着力を調整することで、太陽電池セルのほぼ完全な取り出しが可能となると考えられる。しかしながら、スクリーン印刷を注意深く行っても、半導体基板７５の裏面全体に、完全に均質な状態の凹部７６を形成することは困難であった。
【００５６】
そこで、本発明者等は、図１０（ｃ）に示されるように、太陽電池セル７０−２のピックアップ時に、太陽電池セル７０−２がダイシングシート９１から最初に剥がれる箇所が、太陽電池セル７０−２の裏面周辺部（端部）からであることに注目した。即ち、ダイシング時に必要な接着力の確保を、太陽電池セル７０−２の裏面中心部分における接着力で確保し、太陽電池セル７０−２の周辺部に予め接着力の弱い領域（接着剤に対する剥離性が高い領域）を作成すれば、接着力の弱い周辺部から容易に剥がれ始め、この剥離が太陽電池セル７０−２の裏面における他の部分に広がり、最終的には裏面全体が剥がれるだろうという点に着目した。
【００５７】
即ち、ダイシングシートに接着されることになる太陽電池セルの裏面電極の構造を工夫することによって、太陽電池セルの辺部（縁の部分）に接着力の弱い領域（即ち、接着剤に対する剥離性が高い領域）を作り、前記太陽電池セルの辺部からダイシングシートとの剥離をスタートさせ、順次中心部方向に剥離を拡大させる。一方、太陽電池セルの中心部の接着力を必要に応じて強くして、太陽電池セルをダイシングする際の太陽電池セルの移動による破損を抑える。これにより、太陽電池セルの破損を防止しつつ、太陽電池セルの容易なピックアップを実現するものである。
【００５８】
以下、実施の形態の項において、本発明に従った辺部（縁の部分）に形成する接着力の弱い領域（即ち、接着剤に対する剥離性が高い領域）の例を説明する。
(実施の形態)
【００５９】
〔実施の形態１〕
図１、図２を用いて、本発明の実施の形態１を説明する。
【００６０】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明に従った太陽電池セルの裏面電極構造の１例を示すものであり、図において、１００は、本発明に従った実施の形態１における太陽電池セルを示している。
【００６１】
図１（ａ）に示した太陽電池セル１００では、中心部電極１１と、太陽電池セル１００の４辺部分に形成されたストライプ状（櫛歯状）の電極１２とによって裏面電極１０が構成されている。これにより、太陽電池セル１００の裏面電極部分の周縁部分（或いは周辺部分）には、電極１２と電極の無い部分１３とによって凹凸が形成されることになる。
【００６２】
実施の形態１における太陽電池セル１００は、約１８．５×１２．５ｍｍの大きさであり、電極１０におけるストライプ状の電極１２の長さは、約２ｍｍである。また、電極１２の幅は約８００μｍ、電極の無い部分１３の幅（スペース）は、約７６０μｍにしている。また、太陽電池セル１００の厚さは、電極を含めて約２５０μｍのものである。
【００６３】
太陽電池セル１００の裏面電極１０は、ストライプ状の電極１２と電極の無い部分１３とによってその周辺部において凹凸を有することになるが、この裏面電極１０側を、ダイシングシートの接着面に載せると、凸部即ち電極（中心部電極１１及びストライプ状の電極１２）部分が接着剤と接触し、電極の無い部分１３は接着剤に少なくとも完全には接触しないことになる。これにより、太陽電池セル１００の周辺部に、意図的に中心部分に比較して接着力の弱い部分を形成できることになる。換言すれば、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分の接着剤に対する剥離性よりも高くなっていることになる。
【００６４】
電極の無い部分１３の幅は、あまり広くすると接着剤と接触することになるので、接着力の低下が妨げられる場合がある。また、電極の無い部分１３の面積が広くなると、太陽電池セルの発電効率が落ちることにもなる。従って、この電極の無い部分１３の幅は、発電効率を考慮し、また、使用する接着剤の粘度等を考慮した上で、最適値が選択される。
【００６５】
図１（ａ）に記載した実施の形態１の場合には、電極の無い部分１３の幅として、電極１２の幅よりも狭い３００〜８００μｍ程度とすることで、破損の起きないピックアップが可能であるという効果を確認しているが、この値に限定されるものではない。また、ストライプ状の電極１２の長さは、この例では２ｍｍ程度にしているが、これに限定される訳ではない。あまりに短いと、この部分からの剥離の開始が上手く行かない場合があるが、少なくとも１ｍｍ程度以上であれば、その他の部分に比較して、剥離性を高めた領域とすることができる。ストライプ状の電極１２の幅及びストライプ状の電極１２の間隔を変えた場合に形成される凹凸の状況については、図１（ｄ）、図１（ｅ）を用いて後で詳細に述べる。
【００６６】
図１（ｂ）に示した太陽電池セル１００では、周辺部分に、厚い電極１４と薄い電極１５とを形成し、それによって太陽電池セル１００の周辺部分に凹凸を形成し、太陽電池セル１００の中心部分に比較して剥離性の向上した（接着力の弱い）周辺部分を実現している。この場合には、周辺部分の電極は、全て電気的に接続されることになるため、太陽電池としての効率の面で優位になる。この場合の裏面電極１０は、中心部電極１１、厚い電極１４、薄い電極１５により構成される。
【００６７】
厚い電極１４と薄い電極１５とをスクリーン印刷技術で形成するには、例えば、最初に薄い膜厚の電極を全面に形成しておき、更にその上に、例えば、同様な膜厚の電極を中心部電極１１部分及び厚い電極１４部分に形成すれば良い。即ち、スクリーン印刷を２度繰り返すことにより、容易に厚い電極１４と薄い電極１５を形成することができる。図１（ｂ）に示した例では、最初に約３０μｍの電極を全面に形成し、次いで、同じく約３０μｍの厚さの電極を中心部電極１１部分及び厚い電極１４部分に印刷している。この例の場合にも、凹凸のサイズを図１（ａ）の場合と同様なサイズとすることによって、破損の無いピックアップが可能なことを確認している。
【００６８】
図１（ｃ）は、太陽電池セル１００の周辺部に形成される凹凸の他の例を示している。この図１（ｃ）に示したものでは、太陽電池セル１００の周辺部に形成されるストライプ状の電極１２は、太陽電池セル１００の周辺部全域に渡って形成されていることが必須の要件ではなく、場合によっては、その一部１６においてストライプが形成されていなくとも良いことを示している。
【００６９】
要は、太陽電池セル１００の周辺部におけるダイシングシートに対する剥離性が、太陽電池セル１００の中心部分に比較して十分に高ければ良く、ダイシングシートの接着力等を勘案して決定される。換言すれば、前記凹凸は、太陽電池セル１００の少なくとも一つの辺の少なくとも一部領域に形成されており、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分における接着剤に対する剥離性よりも高くなっていれば良い。実際には、用いるダイシングシートと太陽電池セルを用いた実験によって決定することが好ましい。
【００７０】
また、特に、詳細な説明は省くが、上記の「前記凹凸は、太陽電池セル１００の少なくとも一つの辺の少なくとも一部領域に形成されており、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分における接着剤に対する剥離性よりも高くなっていれば良い。」との考え方は、図２に示すような電極構成のものにも適用でき、更に、以下に説明する実施の形態２、実施の形態３においても同様に適用可能である。
【００７１】
図１（ｄ）は、ストライプ状の電極１２の幅を変えた場合の状況を模式的に示した図である。図１（ｄ）において、ストライプ状の電極１２の幅が十分広い幅ｄ−１の場合、或いは一定値より広い幅ｄ−２である場合には、設計した厚み（高さ）の電極を形成できるが、狭い幅ｄ−３になると、設計した厚み（高さ）より低い厚さ（高さ）ｈ−１の電極になってしまう。本発明者等の実験では、電極の厚さ（高さ）を６０μｍ程度に設定した場合、電極の幅が１５０μｍを下回るようになると、設計値（６０μｍ）より低くなるようであった。
【００７２】
図１（ｅ）は、ストライプ状の電極１２のピッチを変えた場合に形成される凹凸の状況を模式的に示している。ストライプ状の電極１２の幅を一定にした場合、ストライプ状の電極１２を十分に広いピッチｐ−１で形成すると、ストライプ状の電極１２間には、電極膜の形成されない領域が残り、十分な凹凸が形成されることになる。一方、一定値以下のピッチｐ−２で形成するとストライプ状の電極１２間にも電極膜が埋まり始め、より狭いピッチｐー３の場合には電極膜によって凹部が埋まってしまい、実効高さがｈ−２になってしまう。
【００７３】
本発明者等の実験では、電極の厚さ（高さ）を６０μｍ程度に設定した場合、ストライプ状の電極１２の間隔が１５０μｍを下回るようになると、凹部が埋まり始め実効高さが低くなるようであった。ストライプ状の電極１２の形成された部分と形成されない部分とで構成される凹凸の高さがあまりに低くなると、凹部におけるダイシングシートとの間の接着力が強くなり、所期の目的を達成できなくなる。
【００７４】
上記の値は、電極の厚さによって変わるものと思われることから、更には、ダイシングシートの接着力によって剥離の条件が変わるものと思われることから、ストライプ状の電極１２の厚さ、幅、間隔、長さ等は、実際に使用するダイシングシートを用いた実験により定めることが好ましい。なお、ストライプ状の電極１２の幅、ピッチ等は必ずしも均等である必要は無く、必要な剥離性が達成できる範囲で変更されていても良い。このことは、図２に示す電極構成の場合にも適用可能であり、実施の形態２、３においても同様である。
【００７５】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、太陽電池セル１００の周辺部に形成する接着力の弱い領域（剥離性が向上した領域）のその他の例を示している。何れも、太陽電池セル１００の裏面電極部分の構成を示しており、裏面電極部分の周辺部に形成されている凹凸を、電極の有無によって形成し、或いは厚い電極と薄い電極とによって形成している。
【００７６】
図２（ａ）は、太陽電池セル１００の周辺部分に、三角形状電極２１を設けたものである。先端部における電極の無い部分の幅が広くなりすぎると、この電極の無い部分とダイシングシートの接着剤とが接触してしまう場合がある。その結果、太陽電池セル１００の周辺部分での剥離性の向上（接着力の低下）が妨げられるため、ダイシングシートの接着強度に合わせた電極サイズの調整が必要となる。なお、既に述べたとおり、中心部の電極及び三角形状電極２１を厚い電極で構成し、その外の部分を薄い電極で構成しても良い。
【００７７】
図２（ｂ）は、図１に示した裏面電極の変形例であり、太陽電池セル１００の周辺部にストライプ状の電極２２を設けたものである。対角線方向に延びる電極２２−１は、対角線部におけるストライプ状の電極２２を接続するために設けられたものであるが、太陽電池の発電効率の多少の低下が許されるような場合には省略することもできる。また、太陽電池セル１００の周辺部に形成されている凹凸を、厚い電極と薄い電極とによって形成しても良く、この場合は、電極２２−１を設けなくとも良い。
【００７８】
図２（ｃ）は、太陽電池セル１００の周辺部分に、複数の環状の電極２３を設けたものである。対角線方向に延びる電極２３−１は、周辺部分に形成された複数の環状の電極を中心部の電極に接続するためのものであるが、この場合も、太陽電池の用途によっては省略可能である。また、既に述べたとおり、太陽電池セル１００の周辺部に形成されている凹凸を、厚い電極と薄い電極とによって形成しても良く、この場合は電極２３−１を設けなくとも良い。
【００７９】
図２（ｄ）は、太陽電池セル１００の周辺部分に、市松模様の電極２４を形成したものである。市松模様の電極２４の各電極部分が互いに電気的に接触していても良く、この場合には、発電効率の低下が防止できる。また、市松模様を、厚い電極と薄い電極とによって構成しても良い。
【００８０】
図２（ｅ）は、太陽電池セル１００の周辺部分に、格子状の電極２５を設けたものである。格子状の電極２５の幅は、ダイシングシートの接着力等に応じて調整する。この場合も、格子状を、厚い電極と薄い電極とによって構成しても良い。
【００８１】
図１、図２に示した太陽電池セル１００は長方形状であるが、これに限られることは無く、例えば、正方形状等、一般的な矩形状あって良い。また、凹凸を形成する領域の大きさは、太陽電池セル１００のサイズ、厚さ、更には、ダイシングシートの接着力等により、種々の値をとることができるが、簡単な実験によって最適な値に設定できる。
【００８２】
以上のべたとおり、本発明の実施の形態１では、太陽電池セル１００の裏面の全周辺部分に、凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域におけるダイシングシートの接着剤に対する剥離性が、その他の部分の接着剤に対する剥離性よりも高くなっている。これにより、太陽電池セル１００のピックアップ時における破損を防止している。
〔実施の形態２〕
図３、図４を用いて、本発明の実施の形態２を説明する。
【００８３】
図３は、本発明の実施の形態２における太陽電池セル１００の裏面電極構造を示す図であり、図４は、この場合の太陽電池セル１００のダイシングシート４１からのピックアップ時の状況を説明する図である。
【００８４】
図３において、太陽電池セル１００は、裏面電極３０として、中央部分の電極３１及び両端部３５、３６に形成されたストライプ状の電極３２を有している。太陽電池セル１００の両端部には、ストライプ状の電極３２と電極無しの部分３３により凹凸が形成されることとなる。この結果、この太陽電池セル１００を接着性のあるダイシングシートに載せた場合、両端部３５、３６におけるダイシングシートへの接着力を弱くすることができる。即ち、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分の接着剤に対する剥離性よりも高くなっている。
【００８５】
図４は、このような太陽電池セル１００を、ダイシングシートからピックアップする様子を示している。図４において、４１はダイシングシートである。図４では、ダイシングシート４１上に一個の太陽電池セル１００のみが示されているが、実際には複数個の太陽電池セルが接着・保持されている。４２、４３は、ステージ（台座）であり、中央部にプッシャー４４を通過させる開口が設けられている。図４では、プッシャー４４は幅広に構成されているが、後で説明するとおり、太陽電池セル１００のサイズによっては、単なる棒状であっても良い。
【００８６】
太陽電池セル１００をダイシングシート４１からピックアップするには、ダイシングシート４１上の太陽電池セル１００の中央部分をプッシャー４４に対向させ、次いで、プッシャー４４を上方向に移動させる。これにより太陽電池セル１００の両端部分がダイシングシート４１から離れるように移動するが、太陽電池セル１００の両端部はダイシングシート４１との接着力が弱いため、容易に剥がれる。プッシャー４４を更に上に移動させることにより太陽電池セル１００の大部分をダイシングシート４１から剥がすことができるので、その際に、図１０（ｄ）で説明した真空チャックによりピックアップすれば良い。
【００８７】
プッシャー４４の幅を、太陽電池セル１００の幅とほぼ同じにしておけば、太陽電池セルを上方向に移動させた場合、太陽電池セルの短辺方向はプッシャー４４によって下から保持されることとなるため、この短辺方向での破損は起きにくい。太陽電池セル１００が長方形である場合には、元々、太陽電池セル１００の短辺方向ではその長さが短いため、剥離時に太陽電池セル１００の短辺方向にかかる力（回転モーメント）が小さく、破損が起きにくい。従って、太陽電池セルが長方形状である場合には、プッシャー４４として棒状のものを用いることもできる。また、太陽電池セル１００の厚さが厚い場合等にも、プッシャー４４として棒状のものを用いることもできる。
【００８８】
なお、以上の説明では、太陽電池セル１００の両端部に、ストライプ状の電極３２と電極無しの部分３３によって凹凸を形成するものを説明したが、この構成に限られるものではない。即ち、中央部分の電極３１とストライプ状の電極３２を厚い電極で構成し、電極なしの部分３３に薄い電極を設けておいても良い。この場合には、太陽電池セル１００の裏面が全て電気的に接続された電極となり、太陽電池としての発電効率の低下を押えることができる。また、ストライプ状の電極３２に代えて、図２（ａ）〜（ｅ）に示したような構成の電極としても良い。
【００８９】
図３、図４に示した太陽電池セル１００は長方形状であるが、これに限られることは無く、例えば、正方形状等、一般的な矩形状であって良い。また、凹凸を形成する領域の大きさは、太陽電池セル１００のサイズ、厚さ、更には、ダイシングシートの接着力等より、種々の値をとることができるが、簡単な実験によって最適な値に設定できる。
【００９０】
以上のべたとおり、本発明の実施の形態２では、太陽電池セル１００の裏面の両端部分に、凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域におけるダイシングシートの接着剤に対する剥離性が、その他の部分の接着剤に対する剥離性よりも高くなっている。これにより、太陽電池セル１００のピックアップ時における破損を防止している。特に、太陽電池セル１００が長方形の場合には、短辺方向の破損は起きにくいため、この実施の形態２が最適に適用可能である。
〔実施の形態３〕
図５、図６を用いて、本発明の実施の形態３を説明する。
【００９１】
図５は、本発明の実施の形態３における太陽電池セル１００の裏面電極構造を示す図であり、図６は、この場合の太陽電池セル１００のダイシングシート６１からのピックアップ時の状況を説明する図である。
【００９２】
図５において、太陽電池セル１００は、裏面電極５０として、裏面の大部分を覆う電極５１及び１つの端部５５に形成されたストライプ状の電極５２を有している。太陽電池セル１００の端部５５には、ストライプ状の電極５２と電極無しの部分５３とにより凹凸が形成されることとなる。この結果、この太陽電池セル１００を接着性のあるダイシングシートに載せた場合、端部５５におけるダイシングシートへの接着力を弱くすることができる。
【００９３】
図６は、このような太陽電池セル１００を、ダイシングシートからピックアップする様子を示している。図６において、６１はダイシングシートである。図６では、ダイシングシート６１上に一個の太陽電池セル１００のみが示されているが、実際には複数個の太陽電池セルが接着・保持されている。６２、６３は、ステージ（台座）であり、中央部にプッシャー６４を通過させる開口が設けられている。図６では、プッシャー６４は幅広に構成されているが、後で説明するとおり、太陽電池セル１００のサイズによっては、単なる棒状であっても良い。
【００９４】
太陽電池セル１００をダイシングシート６１からピックアップするには、ダイシングシート６１上の太陽電池セル１００の一端部分をプッシャー６４に対向させ、次いで、プッシャー６４を上方向に移動させる。これにより太陽電池セル１００の端部５５がダイシングシート６１から離れるように移動するが、太陽電池セル１００の端部５５はダイシングシート６１との接着力が弱いため、容易に剥がれる。プッシャー６４を更に上に移動させることにより太陽電池セル１００のかなりの部分をダイシングシート６１から剥がすことができる。この状態で、図１０（ｄ）で説明した真空チャックによりピックアップすることも可能となる。
【００９５】
ダイシングシート６１と太陽電池セル１００との接着力が真空チャックでピックアップできるほど弱くないときは、ダイシングシート６１を更に矢印６６方向に移動させる。これにより、太陽電池セル１００をダイシングシートから更に剥がすことができ、ダイシングシート６１と太陽電池セル１００間の接着力を更に下げることができる。接着力を十分に下げた後に、真空チャックにより太陽電池セル１００をピックアップする。プッシャー６４の先端部に回転部６５を設けておけば、ダイシングシート６１の移動がよりスムースになる。
【００９６】
また、図６に示すように、予め、プッシャー６４の先端をステージ６２、６３から突出する位置に設定しておき、ダイシングシート６１を矢印６６方向に移動させても良い。ダイシングシート６１を矢印６６方向に移動させると、ダイシングシート６１上に接着・保持された太陽電池セル１００は、プッシャー６４の位置に至り、プッシャー６４の先端位置まで上昇する。
【００９７】
ダイシングシート６１を更に矢印６６方向（プッシャー６４の先端部より下方向）に引っ張ると、ダイシングシート６１は、下方に移動することになるが、太陽電池セル１００はそのまま上に向いて移動しようとし、従って、太陽電池セル１００とダイシングシート６１との間に剥離しようとする力が働く。太陽電池セル１００の先端部には、接着力の弱い領域が設けられているので、その部分でダイシングシート６１と太陽電池セル１００の剥離が始まり、更に、ダイシングシート６１の矢印６６方向への移動に伴って、剥離が広がる。ダイシングシート６１と太陽電池セルの接着力が小さくなった時点で真空チャックにより太陽電池セル１００をピックアップする。より効果的にダイシングシート６１から太陽電池セル１００を剥離させるためには、例えば、ダイシングシート６１を引っ張る方向（矢印６６）を、直角に下方に向けても良い。
【００９８】
図５、図６に示した太陽電池セル１００は何れも長方形状であるが、これに限られることは無く、例えば、正方形状であって良い。また、凹凸を形成する領域の大きさは、太陽電池セル１００のサイズ、厚さ、更には、ダイシングシートの接着力等より、種々の値をとることができるが、簡単な実験によって最適な値に設定できる。また、この場合も、ストライプ状の電極３２に代えて、図２（ａ）〜（ｅ）に示したような構成の電極としても良い。
【００９９】
以上のべたとおり、本発明の実施の形態３では、太陽電池セル１００の裏面の一端部分に、凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域におけるダイシングシートの接着剤に対する剥離性が、その他の部分の接着剤に対する剥離性よりも高くなっている。これにより、太陽電池セル１００のダイシングシートからのピックアップ時における太陽電池セルの破損を防止している。
【０１００】
なお、本願の発明は、多結晶シリコン製の太陽電池セルに限られること無く、単結晶シリコン製、或いは化合物半導体製等の太陽電池セルに適用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、無公害のエネルギー源として、種々の機器への適用が望まれている種々のサイズの太陽電池セルを破損することなく製造できるものであり、産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ 裏面電極
１１ 中心部電極
１２ ストライプ状の電極
１３ 電極の無い部分
１４ 厚い電極
１５ 薄い電極
２１、２２、２３、２４，２５ 電極
３０ 裏面電極
３１ 中央部分の電極
３２ ストライプ状の電極
３５、３６ 接着力の弱い端部
４１ ダイシングシート
４２、４３ ステージ
４４ プッシャー
５０ 裏面電極
５１ 電極
５２ ストライプ状の電極
５３ 電極無しの部分
５５ 接着力の弱い端部
６１ ダイシングシート
６２、６３ ステージ
６４ プッシャー
６５ 回転部
１００ 太陽電池セル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セル及び該太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
なお、太陽電池セルとは、表裏両面或いは一方の面のみに電極を有し、内部にＰＮ接合、或いはショットキー接合等が形成された半導体素子であって、所定の形状で所定の大きさに切り出された単体の素子であり、太陽電池セルチップと呼ばれる場合もある。太陽電池セルは、太陽光等の光エネルギーを電気エネルギーに代えることができるものであり、前記電極を有する半導体素子は、単結晶の半導体であっても良く、また、多結晶の半導体であっても良い。
【０００３】
また、太陽電池モジュールとは、前記太陽電池セルの複数個が並列或いは直列に接続され、前記太陽電池セルにより発生された電力を取り出すための端子等が設けられたものである。複数の太陽電池セルを並列或いは直列に接続するのは、所望の電圧、電流を取り出すことができるようにするためのものであり、従って、特定の用途では、一個の太陽電池セルによって太陽電池モジュールを構成することもできる。
【背景技術】
【０００４】
最近、二酸化炭素の増大に伴う地球の温暖化が懸念され、二酸化炭素の発生が無いクリーンなエネルギー源として太陽電池が注目されている。これまでも、太陽電池は、大規模な太陽光発電所用の発電素子として、或いは、電卓用、腕時計用等の小容量の電源用発電素子として広く使われているが、無公害エネルギー源としての期待は大きく、近年、更に、その使用範囲が広げられている。
【０００５】
太陽電池には、単結晶半導体或いは多結晶半導体のブロックから所望の大きさのチップを切り出して用いたもの、或いは所望の大きさの基板に半導体薄膜を形成したもの等種々のタイプがある。それら種々のタイプの太陽電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する変換効率の観点、或いは製造コストの観点等から夫々の特性があり、その特性に合わせた用途に使われている。
【０００６】
単結晶半導体或いは多結晶半導体からなる太陽電池は、光エネルギーを電力エネルギーに変換する変換効率が高いところから、太陽電池を設置するための面積が限られているが、比較的大きい電力が要請されるような電子機器類への使用に適している。この場合、太陽電池を設置する場所に合わせて、前記単結晶半導体のブロック、或いは多結晶半導体のブロックから所望の大きさの太陽電池用半導体チップを切り出す必要がある。
【０００７】
従来、所定の厚さに切り出された半導体の薄板（半導体ウエハ）から、ＩＣ等の半導体チップを切り出す方法が知られている。即ち、所定の厚さに切り出され、複数の回路等が形成された半導体の薄板（半導体ウエハ）に対して、ダイシングラインを入れて、所定の大きさの半導体チップ（ＩＣ）を切り出した後、個々の半導体チップ（ＩＣ）に分離して取り出す。
【０００８】
特許文献１には、上記ＩＣ等の半導体チップの製造方法が記載されている。
【０００９】
図１３、１４は、特許文献１に記載の半導体チップ（半導体装置）の製造方法を示す図である。図１３、１４において、１３０は所定の厚みで切り出された半導体ウエハであって、ダイシングシート１３２上にフィルム接着剤１４３（図１４参照）などにより貼り付けられる。その後、この半導体ウエハ１３０は、図示しないダイシングブレードによりダイシングライン１３１に沿ってダイシングされ、多数の半導体素子１３４に分割される。なお、１３３は金属枠である。
【００１０】
ダイシングが施された半導体ウエハは、図１４に示すように、ダイシングシート１３２上に乗せられたままの状態で、台座１４０上にセットされる。次いで、ダイシングシート１３２は、周辺方向に引っ張られる。この引っ張り動作により、各半導体素子１３４間に僅かな間隙が形成される。次いで、ダイシングされダイシングシート上で互いに間隙が形成された状態に置かれた半導体素子１３４は、個別にピックアップされることになる。半導体素子１３４のピックアップには、ピックアップする予定の半導体素子のダイニングシート１３２裏面から突き上げ棒１４１によって突き上げることによってなされる。
【００１１】
図１４は、半導体素子１３４’をダイシングシートからピックアップする際の状態を示している。即ち、突き上げ棒１４１によって、ダイシングシート１３２の裏面を局所的に持ち上げることにより、ピックアップされる予定の半導体素子１３４’とダイシングシート１３２との接着を部分的に剥がして両者の接触面積を少なくする。これによって、半導体素子１３４’とダイシングシート１３２との接着強度を小さくした状態とし、半導体素子１３４’の表面側からコレット１４２を用いて吸着する。この特許文献１の技術の場合には、フィルム接着剤１４３が半導体素子１３４’の裏面に転写されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−２４１４４３号公報（平成１６年８月２６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の図１３、図１４で説明した特許文献１に記載の従来技術を、太陽電池セルの製造に応用した場合、所望の大きさにダイシングされた太陽電池セルを、比較的容易に個別に取り出すことができるが、突き上げ棒によって、太陽電池セルを突き上げた際に、太陽電池セルが上手くダイシングシートから剥がれずに割れてしまう場合があり、製造上の歩留まりが低くなるという課題を有している。
【００１４】
図１２は、太陽電池セルを個別に取り出す際に起きる、太陽電池セルの破損の状況を示している。図１２に示すとおり、台座１２０上のダイシングシート１２２に接着・保持されている太陽電池セル１２３を、突き上げ棒１２１によって上方向に突き上げると、太陽電池セル１２３は、ダイシングシートから剥がれずに割れてしまう場合がある。なお、既に述べたとおり、特許文献１に示された技術では、半導体素子の裏面にフィルム接着剤が転写された状態となっているが、太陽電池セルの場合は、フィルム接着剤が太陽電池セル側に転写されることは必須の要件ではない。図１２の場合は、太陽電池セルの裏面に、フィルム接着剤が転写されていない場合を示している。
【００１５】
半導体素子の場合に上手くピックアップできたにも拘らず、太陽電池セルの場合に破損してしまうことの原因についての本発明者等の分析結果は、後で詳細に述べるが、太陽電池セルの大きさが比較的大きく、また、薄いこともその原因の一つと考えられる。
【００１６】
最近の太陽電池セルでは、その使用分野からの要請から、或いは使用材料の削減の必要性から更なる薄型化が進められており、この薄型化に伴ってダイシングシートからの取り出しに、より困難性が増している。
【００１７】
本発明は、上述の課題に鑑みて成されたものであり、突き上げ棒による太陽電池セルのピックアップ時にも、破損することの無い太陽電池セル及び前記太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【００１８】
本発明者等は、太陽電池セルの製造に際して起きる破損の原因を探り、その原因を取り除くことができる太陽電池セルの構造等を新規に見出したことに基づき、本発明を成したものであるが、太陽電池セルが破損する原因等については、後の「発明を実施するための形態」の項において詳細に述べる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る太陽電池セルでは、
薄い矩形状の半導体本体と、前記半導体本体の一方の面に形成された表面電極と、他方の面に形成された裏面電極とを備えた太陽電池セルであって、
前記半導体本体の裏面電極を形成する面において、前記半導体本体の少なくとも一つの辺を含む領域であって、前記一つの辺の少なくとも一部領域に凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分における接着剤に対する剥離性よりも高くなっていることを特徴としている。
【００２０】
これによれば、ダイシングシート上に接着・保持させた大きな半導体基板から所望の大きさの太陽電池セルをダイシングにより切り出した場合に、前記ダイシングシートから前記太陽電池セルを破損することなく安全且つ容易に取り出すことができる。また、太陽電池セルの取り出しの際に、太陽電池セル自体に加わる力を小さくできるので、より薄い太陽電池セルの取り出しも安全且つ容易に行える。
【００２１】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、前記半導体本体の対向する２つの辺を含む領域に形成されていることを特徴としている。
【００２２】
これによれば、ダイシングシートからの取り出しがより安全・容易になる。また、長方形状の太陽電池セルの場合に、長辺方向端部の辺に凹凸を形成することにより、より効果的な取り出しが可能となる。
【００２３】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、前記半導体本体の４辺を含む領域に形成されていることを特徴としている。
【００２４】
これによれば、ダイシングシートからの取り出しが、更に、より安全・容易になり、大面積の太陽電池セルの取り出しに適用できる。また、正方形状の太陽電池セルであっても安全な取り出しが可能となる。
【００２５】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、電極を設けた部分と電極を設けない部分とによって形成されていることを特徴としている。
【００２６】
これによれば、裏面電極形成時に容易に凹凸を形成することができ、太陽電池セル製造のコストアップを避けることができる。
【００２７】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、厚い電極を設けた部分と薄い電極を設けた部分とによって形成されていることを特徴としている。
【００２８】
これによれば、太陽電池セルの裏面電極を全面電極とすることが可能であり、電極を形成しない部分を形成することによる発電効率の低下を避けることができる。
【００２９】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、ストライプ状の電極とストライプ状の電極無しの領域によって形成されていることを特徴としている。
【００３０】
これによれば、ダイシングシートから太陽電池セルを剥がす場合に、剥がす方向と一致したストライプとすることができ、ダイシングシートと太陽電池セルとの剥離がスムースに行える。
【００３１】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、厚いストライプ状の電極と薄いストライプ状の電極によって構成されていることを特徴としている。
【００３２】
これによれば、ストライプ状の凹凸構成の裏面電極を全面電極とすることができ、高い発電効率の太陽電池セルが得られる。
【００３３】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る別の太陽電池セルでは、前記太陽電池セルを構成する半導体本体が長方形状であることを特徴としている。
【００３４】
これによれば、各種の機器に最適な形状の太陽電池セルを破損することなく取り出すことが可能となり、従って、各種の機器に最適な太陽電池セルを安価に提供できる。
【００３５】
上記の課題を解決するために、本願の発明に係る太陽電池モジュールでは、前記に記載の太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールであることを特徴としている。
【００３６】
これによれば、製造時に破損することの少ない太陽電池セルを使用しているため、太陽電池モジュールのコストアップを抑えることができる。
【発明の効果】
【００３７】
以上に述べたとおり、本願の発明に従った太陽電池セルでは、
薄い矩形状の半導体本体と、前記半導体本体の一方の面に形成された表面電極と、他方の面に形成された裏面電極とを備えた太陽電池セルであって、前記半導体本体の裏面電極を形成する面において、前記半導体本体の少なくとも一つの辺を含む領域であって、前記一つの辺の少なくとも一部領域に凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分における接着剤に対する剥離性よりも高くなっていることを特徴としている。
【００３８】
これによれば、太陽電池セルの製造時における歩留まりを高くすることができ、その結果として、太陽電池モジュールのコストアップを抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に従った実施の形態１に係る太陽電池セルの裏面電極の構成を示す図である。
【図２】本発明に従った実施の形態１に係る太陽電池セルの裏面電極のその他の構成例を示す図である。
【図３】本発明に従った実施の形態２に係る太陽電池セルの裏面電極の構成を示す図である。
【図４】本発明に従った実施の形態２に係る太陽電池セルのピックアップ装置及びピックアップ方法を説明する図である。
【図５】本発明に従った実施の形態３に係る太陽電池セルの裏面電極の構成を示す図である。
【図６】本発明に従った実施の形態３に係る太陽電池セルのピックアップ装置及びピックアップ方法を説明する図である。
【図７】本発明に好適に用いることができる半導体基板の例を示す図である。
【図８】太陽電池モジュールの例を示す図である。
【図９】半導体基板から太陽電池セルを切り出す方法を説明するための図である。
【図１０】ダイシングシートから太陽電池セルを取り出す方法を説明するための図である。
【図１１】従来の太陽電池セルの裏面電極構成を示す図である。
【図１２】従来の太陽電池セルを個別に取り出す場合に起きる、太陽電池セルの破損状況を示す図である。
【図１３】半導体ウエハから半導体素子をダイシングする従来技術を示す図である。
【図１４】ダイシングされた半導体素子を個々に取り出す従来技術を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明では本発明を実施するために好ましい種々の限定が付与されているが、本発明の技術的範囲は以下の実施例及び図面の記載に限定されるものではない。また、図面は、正しい縮尺で書かれているものではなく、説明の都合上、一部を誇張して記載している場合がある。
【００４１】
本発明の実施の形態を説明する前に、最初に、図７〜図１１を用いて、多結晶シリコン基板から太陽電池セルを作成する製造方法、太陽電池セルの構成、太陽電池モジュールの構成の概略を説明し、更に、本発明者等が見出した太陽電池セル製造時（個別の太陽電池セルのピックアップ時）の破損原因を説明する。
【００４２】
図７（ａ）は、大面積の矩形状の半導体基板７５に、複数の太陽電池セル７０が形成されている様子を示しており、図７（ｂ）は、１個の太陽電池セル７０の表面側（太陽光を受ける側）からみた構成の概略を示しており、図７（ｃ）は、太陽電池セル７０の断面構造を示している。単結晶半導体、特に、シリコン単結晶の場合には、通常円柱形状の単結晶体から薄い基板が切り出されるため、半導体基板（半導体ウエハ）は円形になるが、図７の場合には、角部分が切り落とされた略直方体状の多結晶シリコンのブロックから切り出された略矩形状の半導体基板７５が示されており、例えば、サイズ１５６×１５６ｍｍの略正方形状となっている。
【００４３】
このサイズの半導体基板７５は、そのまま１個の太陽電池セルとして、屋根等に設置する大容量の太陽電池モジュールに組み立てられて用いられるが、小型の電子機器類例えば、携帯電話等の携帯機器用の太陽電池セルには適していない。
【００４４】
太陽電池セル７０は、小型の電子機器類に積載するための太陽電池セルであり、図７に示す例では、前記半導体基板７５を、横方向に８分割し、縦方向に１２分割して得えられたものである。この場合、１個の太陽電池セル７０のサイズは、１２．５×１８．５ｍｍである。
【００４５】
半導体基板７５は、個別の太陽電池セル７０に分割される前に、図７（ｃ）に示されるように、半導体本体７３の表面（一方の面）に表面電極７１が形成され、裏面（他方の面）には裏面電極７４が形成される。また、半導体本体７３の表面には適宜反射防止膜７２が施されており、全体の厚さは、例えば、約２５０μｍである。なお、本発明において、表面電極とは太陽光等の光が入射される側の電極を意味しており、通常、図７（ｂ）に示すような櫛歯状の電極として構成されている。また、裏面電極７４は全面電極として構成されている。これら表裏両面の電極はスクリーン印刷技術等で形成される。
【００４６】
図８は、複数の太陽電池セル７０が、適宜直並列に接続されて構成された太陽電池モジュール８０を示している。図８では、１０個の太陽電池セル７０によって１個の太陽電池モジュール８０が構成されているが、太陽電池セル７０の個数は必要とする発電能力によって適宜決められることになる。また、図８では、太陽電池セル相互の接続状態が示されていないが、必要な電圧、電流容量などによって、適宜、直並列に接続されていて良い。
【００４７】
図９は、多結晶シリコンブロックから板状に切り出され、複数の太陽電池セル７０が形成された半導体基板７５から、個別の太陽電池セル７０を切り出す状況を示している。図９では、図示の都合上、半導体基板７５から１２個の太陽電池セルを切り出すように示されているが、この個数に限られないことは言うまでもない。
【００４８】
先ず、個別の太陽電池セル７０を切り出す前の半導体基板７５を、ダイシングシート９１上に載置する。半導体基板７５は、太陽電池セル７０の裏面電極側（全面電極側）がダイシングシート９１に接するように載せられている。ダイシングシート９１はＩＣチップを切り出す際に用いられるダイシングシートと同様で良く、表面に接着性のフィルム等が貼り付けられている。そのため、太陽電池セル７０が形成されている半導体基板７５は、ダイシングシート９１に接着・保持されることになる。また、ダイシングシート９１は、周辺方向に引っ張られた際に伸張可能な部材から構成されている。ダイシングシート９１上の半導体基板７５は、ダイシングブレード９２により、個別の太陽電池セル７０に切断される。９５は、ダイシングブレード９２の回転方向を示している。
【００４９】
図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、切断分離されたダイシングシート９１上の太陽電池セル７０を、個別にピックアップする際の状況を示している。
【００５０】
図１０（ａ）において、複数の太陽電池セル７０−１、７０−２、７０−３が接着保持されているダイシングシート９１は、周辺方向に引っ張られてステージ９２上に固定されている。ダイシングシート９１を引っ張った状態でステージ９２上に固定する構造は、本願の発明とは直接関係していないため図示していない。ダイシングシート９１が周辺方向に引っ張られているため、太陽電池セル７０−１、７０−２、７０−３間には、僅かな隙間が生じている。
【００５１】
ステージ９２の一部には穴９３が設けられており、この穴９３を貫通して、プッシャー９４が上下動可能に設けられている。ダイシングシート９１は、ステージ９２上を移動可能であり、太陽電池セル７０−２をピックアップする際には、図示のとおり、穴９３が太陽電池セル７０−２の略中心部に来るように移動させられる。
【００５２】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、プッシャー９４を上に動かし、太陽電池セル７０−２を下から突き上げる。ある程度の高さまでプッシャー９４を移動させると、図１０（ｃ）に示すように、太陽電池セル７０−２の両端部は、ダイシングシート９１から剥がれてくる。図１０（ｃ）の場合には、太陽電池セル７０−２の左右の両端部から剥がれている様子が示されているが、プッシャー９１が、太陽電池セル７０−２の中心部のみを押している場合には、太陽電池セル７０−２は、太陽電池セル７０−２の図面前後の端部（紙面上下の端部）からも剥がれることとなり、結局、太陽電池セル７０−２の周辺部（端部）が全体で剥がれることとなる。このため、太陽電池セル７０−２とダイシングシート９１との接着力は大幅に低下し、図１０（ｄ）に示すように、適宜の真空チャック９５を用いることにより、容易にピックアップできることとなる。
【００５３】
上述の方法によって、殆どの太陽電池セルを、破損することなく取り出すことができたが、一部の太陽電池セルでは、図１２を用いて説明したとおり取り出しの際に破損してしまう。この原因は、ダイシングシートと太陽電池セルとの接着力が強すぎることに起因していることは明らかだが、接着力を弱めると、ダイシングブレードによるダイシング作業中に太陽電池セルが動いてしまって、ダイシング作業自体が上手くいかなくなる。
【００５４】
本発明者らは、上手く剥がれる場合と上手く剥がれない場合の差を検証するため、ダイシングシート９１に接着されることになる太陽電池セル７０の裏面電極に注目した。図１１は、太陽電池セル７０の裏面電極の詳細を示している。裏面電極７４は、多数の規則的な点状の凹部（ディンプル）７６を有している。一個の太陽電池セル７０は、１２．５×１８．５ｍｍのサイズであり、凹部７６、７６間の間隙は約２００μｍ、凹部７６の深さは最大で約２０μｍであった。既に説明したとおり、裏面電極７４は、スクリーン印刷によって形成されおり、前記凹部７６は電極印刷の際に用いるスクリーンの網目に対応した箇所に形成されている。
【００５５】
本発明者等は、この裏面電極７４の状況によって上手く剥がれる場合と剥がれない場合があることを確認した。即ち、この裏面電極７４の凹部７６のバラツキ（深さ、或いは大きさ）によって生ずるダイシングシートとの接着力の差が、上手く剥がれる場合と剥がれない場合を分けており、従って、もし、半導体基板７５の裏面全体に均質な凹部７６を形成することができれば、接着力を調整することで、太陽電池セルのほぼ完全な取り出しが可能となると考えられる。しかしながら、スクリーン印刷を注意深く行っても、半導体基板７５の裏面全体に、完全に均質な状態の凹部７６を形成することは困難であった。
【００５６】
そこで、本発明者等は、図１０（ｃ）に示されるように、太陽電池セル７０−２のピックアップ時に、太陽電池セル７０−２がダイシングシート９１から最初に剥がれる箇所が、太陽電池セル７０−２の裏面周辺部（端部）からであることに注目した。即ち、ダイシング時に必要な接着力の確保を、太陽電池セル７０−２の裏面中心部分における接着力で確保し、太陽電池セル７０−２の周辺部に予め接着力の弱い領域（接着剤に対する剥離性が高い領域）を作成すれば、接着力の弱い周辺部から容易に剥がれ始め、この剥離が太陽電池セル７０−２の裏面における他の部分に広がり、最終的には裏面全体が剥がれるだろうという点に着目した。
【００５７】
即ち、ダイシングシートに接着されることになる太陽電池セルの裏面電極の構造を工夫することによって、太陽電池セルの辺部（縁の部分）に接着力の弱い領域（即ち、接着剤に対する剥離性が高い領域）を作り、前記太陽電池セルの辺部からダイシングシートとの剥離をスタートさせ、順次中心部方向に剥離を拡大させる。一方、太陽電池セルの中心部の接着力を必要に応じて強くして、太陽電池セルをダイシングする際の太陽電池セルの移動による破損を抑える。これにより、太陽電池セルの破損を防止しつつ、太陽電池セルの容易なピックアップを実現するものである。
【００５８】
以下、実施の形態の項において、本発明に従った辺部（縁の部分）に形成する接着力の弱い領域（即ち、接着剤に対する剥離性が高い領域）の例を説明する。
(実施の形態)
【００５９】
〔実施の形態１〕
図１、図２を用いて、本発明の実施の形態１を説明する。
【００６０】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明に従った太陽電池セルの裏面電極構造の１例を示すものであり、図において、１００は、本発明に従った実施の形態１における太陽電池セルを示している。
【００６１】
図１（ａ）に示した太陽電池セル１００では、中心部電極１１と、太陽電池セル１００の４辺部分に形成されたストライプ状（櫛歯状）の電極１２とによって裏面電極１０が構成されている。これにより、太陽電池セル１００の裏面電極部分の周縁部分（或いは周辺部分）には、電極１２と電極の無い部分１３とによって凹凸が形成されることになる。
【００６２】
実施の形態１における太陽電池セル１００は、約１８．５×１２．５ｍｍの大きさであり、電極１０におけるストライプ状の電極１２の長さは、約２ｍｍである。また、電極１２の幅は約８００μｍ、電極の無い部分１３の幅（スペース）は、約７６０μｍにしている。また、太陽電池セル１００の厚さは、電極を含めて約２５０μｍのものである。
【００６３】
太陽電池セル１００の裏面電極１０は、ストライプ状の電極１２と電極の無い部分１３とによってその周辺部において凹凸を有することになるが、この裏面電極１０側を、ダイシングシートの接着面に載せると、凸部即ち電極（中心部電極１１及びストライプ状の電極１２）部分が接着剤と接触し、電極の無い部分１３は接着剤に少なくとも完全には接触しないことになる。これにより、太陽電池セル１００の周辺部に、意図的に中心部分に比較して接着力の弱い部分を形成できることになる。換言すれば、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分の接着剤に対する剥離性よりも高くなっていることになる。
【００６４】
電極の無い部分１３の幅は、あまり広くすると接着剤と接触することになるので、接着力の低下が妨げられる場合がある。また、電極の無い部分１３の面積が広くなると、太陽電池セルの発電効率が落ちることにもなる。従って、この電極の無い部分１３の幅は、発電効率を考慮し、また、使用する接着剤の粘度等を考慮した上で、最適値が選択される。
【００６５】
図１（ａ）に記載した実施の形態１の場合には、電極の無い部分１３の幅として、電極１２の幅よりも狭い３００〜８００μｍ程度とすることで、破損の起きないピックアップが可能であるという効果を確認しているが、この値に限定されるものではない。また、ストライプ状の電極１２の長さは、この例では２ｍｍ程度にしているが、これに限定される訳ではない。あまりに短いと、この部分からの剥離の開始が上手く行かない場合があるが、少なくとも１ｍｍ程度以上であれば、その他の部分に比較して、剥離性を高めた領域とすることができる。ストライプ状の電極１２の幅及びストライプ状の電極１２の間隔を変えた場合に形成される凹凸の状況については、図１（ｄ）、図１（ｅ）を用いて後で詳細に述べる。
【００６６】
図１（ｂ）に示した太陽電池セル１００では、周辺部分に、厚い電極１４と薄い電極１５とを形成し、それによって太陽電池セル１００の周辺部分に凹凸を形成し、太陽電池セル１００の中心部分に比較して剥離性の向上した（接着力の弱い）周辺部分を実現している。この場合には、周辺部分の電極は、全て電気的に接続されることになるため、太陽電池としての効率の面で優位になる。この場合の裏面電極１０は、中心部電極１１、厚い電極１４、薄い電極１５により構成される。
【００６７】
厚い電極１４と薄い電極１５とをスクリーン印刷技術で形成するには、例えば、最初に薄い膜厚の電極を全面に形成しておき、更にその上に、例えば、同様な膜厚の電極を中心部電極１１部分及び厚い電極１４部分に形成すれば良い。即ち、スクリーン印刷を２度繰り返すことにより、容易に厚い電極１４と薄い電極１５を形成することができる。図１（ｂ）に示した例では、最初に約３０μｍの電極を全面に形成し、次いで、同じく約３０μｍの厚さの電極を中心部電極１１部分及び厚い電極１４部分に印刷している。この例の場合にも、凹凸のサイズを図１（ａ）の場合と同様なサイズとすることによって、破損の無いピックアップが可能なことを確認している。
【００６８】
図１（ｃ）は、太陽電池セル１００の周辺部に形成される凹凸の他の例を示している。この図１（ｃ）に示したものでは、太陽電池セル１００の周辺部に形成されるストライプ状の電極１２は、太陽電池セル１００の周辺部全域に渡って形成されていることが必須の要件ではなく、場合によっては、その一部１６においてストライプが形成されていなくとも良いことを示している。
【００６９】
要は、太陽電池セル１００の周辺部におけるダイシングシートに対する剥離性が、太陽電池セル１００の中心部分に比較して十分に高ければ良く、ダイシングシートの接着力等を勘案して決定される。換言すれば、前記凹凸は、太陽電池セル１００の少なくとも一つの辺の少なくとも一部領域に形成されており、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分における接着剤に対する剥離性よりも高くなっていれば良い。実際には、用いるダイシングシートと太陽電池セルを用いた実験によって決定することが好ましい。
【００７０】
また、特に、詳細な説明は省くが、上記の「前記凹凸は、太陽電池セル１００の少なくとも一つの辺の少なくとも一部領域に形成されており、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分における接着剤に対する剥離性よりも高くなっていれば良い。」との考え方は、図２に示すような電極構成のものにも適用でき、更に、以下に説明する実施の形態２、実施の形態３においても同様に適用可能である。
【００７１】
図１（ｄ）は、ストライプ状の電極１２の幅を変えた場合の状況を模式的に示した図である。図１（ｄ）において、ストライプ状の電極１２の幅が十分広い幅ｄ−１の場合、或いは一定値より広い幅ｄ−２である場合には、設計した厚み（高さ）の電極を形成できるが、狭い幅ｄ−３になると、設計した厚み（高さ）より低い厚さ（高さ）ｈ−１の電極になってしまう。本発明者等の実験では、電極の厚さ（高さ）を６０μｍ程度に設定した場合、電極の幅が１５０μｍを下回るようになると、設計値（６０μｍ）より低くなるようであった。
【００７２】
図１（ｅ）は、ストライプ状の電極１２のピッチを変えた場合に形成される凹凸の状況を模式的に示している。ストライプ状の電極１２の幅を一定にした場合、ストライプ状の電極１２を十分に広いピッチｐ−１で形成すると、ストライプ状の電極１２間には、電極膜の形成されない領域が残り、十分な凹凸が形成されることになる。一方、一定値以下のピッチｐ−２で形成するとストライプ状の電極１２間にも電極膜が埋まり始め、より狭いピッチｐー３の場合には電極膜によって凹部が埋まってしまい、実効高さがｈ−２になってしまう。
【００７３】
本発明者等の実験では、電極の厚さ（高さ）を６０μｍ程度に設定した場合、ストライプ状の電極１２の間隔が１５０μｍを下回るようになると、凹部が埋まり始め実効高さが低くなるようであった。ストライプ状の電極１２の形成された部分と形成されない部分とで構成される凹凸の高さがあまりに低くなると、凹部におけるダイシングシートとの間の接着力が強くなり、所期の目的を達成できなくなる。
【００７４】
上記の値は、電極の厚さによって変わるものと思われることから、更には、ダイシングシートの接着力によって剥離の条件が変わるものと思われることから、ストライプ状の電極１２の厚さ、幅、間隔、長さ等は、実際に使用するダイシングシートを用いた実験により定めることが好ましい。なお、ストライプ状の電極１２の幅、ピッチ等は必ずしも均等である必要は無く、必要な剥離性が達成できる範囲で変更されていても良い。このことは、図２に示す電極構成の場合にも適用可能であり、実施の形態２、３においても同様である。
【００７５】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、太陽電池セル１００の周辺部に形成する接着力の弱い領域（剥離性が向上した領域）のその他の例を示している。何れも、太陽電池セル１００の裏面電極部分の構成を示しており、裏面電極部分の周辺部に形成されている凹凸を、電極の有無によって形成し、或いは厚い電極と薄い電極とによって形成している。
【００７６】
図２（ａ）は、太陽電池セル１００の周辺部分に、三角形状電極２１を設けたものである。先端部における電極の無い部分の幅が広くなりすぎると、この電極の無い部分とダイシングシートの接着剤とが接触してしまう場合がある。その結果、太陽電池セル１００の周辺部分での剥離性の向上（接着力の低下）が妨げられるため、ダイシングシートの接着強度に合わせた電極サイズの調整が必要となる。なお、既に述べたとおり、中心部の電極及び三角形状電極２１を厚い電極で構成し、その外の部分を薄い電極で構成しても良い。
【００７７】
図２（ｂ）は、図１に示した裏面電極の変形例であり、太陽電池セル１００の周辺部にストライプ状の電極２２を設けたものである。対角線方向に延びる電極２２−１は、対角線部におけるストライプ状の電極２２を接続するために設けられたものであるが、太陽電池の発電効率の多少の低下が許されるような場合には省略することもできる。また、太陽電池セル１００の周辺部に形成されている凹凸を、厚い電極と薄い電極とによって形成しても良く、この場合は、電極２２−１を設けなくとも良い。
【００７８】
図２（ｃ）は、太陽電池セル１００の周辺部分に、複数の環状の電極２３を設けたものである。対角線方向に延びる電極２３−１は、周辺部分に形成された複数の環状の電極を中心部の電極に接続するためのものであるが、この場合も、太陽電池の用途によっては省略可能である。また、既に述べたとおり、太陽電池セル１００の周辺部に形成されている凹凸を、厚い電極と薄い電極とによって形成しても良く、この場合は電極２３−１を設けなくとも良い。
【００７９】
図２（ｄ）は、太陽電池セル１００の周辺部分に、市松模様の電極２４を形成したものである。市松模様の電極２４の各電極部分が互いに電気的に接触していても良く、この場合には、発電効率の低下が防止できる。また、市松模様を、厚い電極と薄い電極とによって構成しても良い。
【００８０】
図２（ｅ）は、太陽電池セル１００の周辺部分に、格子状の電極２５を設けたものである。格子状の電極２５の幅は、ダイシングシートの接着力等に応じて調整する。この場合も、格子状を、厚い電極と薄い電極とによって構成しても良い。
【００８１】
図１、図２に示した太陽電池セル１００は長方形状であるが、これに限られることは無く、例えば、正方形状等、一般的な矩形状あって良い。また、凹凸を形成する領域の大きさは、太陽電池セル１００のサイズ、厚さ、更には、ダイシングシートの接着力等により、種々の値をとることができるが、簡単な実験によって最適な値に設定できる。
【００８２】
以上のべたとおり、本発明の実施の形態１では、太陽電池セル１００の裏面の全周辺部分に、凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域におけるダイシングシートの接着剤に対する剥離性が、その他の部分の接着剤に対する剥離性よりも高くなっている。これにより、太陽電池セル１００のピックアップ時における破損を防止している。
〔実施の形態２〕
図３、図４を用いて、本発明の実施の形態２を説明する。
【００８３】
図３は、本発明の実施の形態２における太陽電池セル１００の裏面電極構造を示す図であり、図４は、この場合の太陽電池セル１００のダイシングシート４１からのピックアップ時の状況を説明する図である。
【００８４】
図３において、太陽電池セル１００は、裏面電極３０として、中央部分の電極３１及び両端部３５、３６に形成されたストライプ状の電極３２を有している。太陽電池セル１００の両端部には、ストライプ状の電極３２と電極無しの部分３３により凹凸が形成されることとなる。この結果、この太陽電池セル１００を接着性のあるダイシングシートに載せた場合、両端部３５、３６におけるダイシングシートへの接着力を弱くすることができる。即ち、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分の接着剤に対する剥離性よりも高くなっている。
【００８５】
図４は、このような太陽電池セル１００を、ダイシングシートからピックアップする様子を示している。図４において、４１はダイシングシートである。図４では、ダイシングシート４１上に一個の太陽電池セル１００のみが示されているが、実際には複数個の太陽電池セルが接着・保持されている。４２、４３は、ステージ（台座）であり、中央部にプッシャー４４を通過させる開口が設けられている。図４では、プッシャー４４は幅広に構成されているが、後で説明するとおり、太陽電池セル１００のサイズによっては、単なる棒状であっても良い。
【００８６】
太陽電池セル１００をダイシングシート４１からピックアップするには、ダイシングシート４１上の太陽電池セル１００の中央部分をプッシャー４４に対向させ、次いで、プッシャー４４を上方向に移動させる。これにより太陽電池セル１００の両端部分がダイシングシート４１から離れるように移動するが、太陽電池セル１００の両端部はダイシングシート４１との接着力が弱いため、容易に剥がれる。プッシャー４４を更に上に移動させることにより太陽電池セル１００の大部分をダイシングシート４１から剥がすことができるので、その際に、図１０（ｄ）で説明した真空チャックによりピックアップすれば良い。
【００８７】
プッシャー４４の幅を、太陽電池セル１００の幅とほぼ同じにしておけば、太陽電池セルを上方向に移動させた場合、太陽電池セルの短辺方向はプッシャー４４によって下から保持されることとなるため、この短辺方向での破損は起きにくい。太陽電池セル１００が長方形である場合には、元々、太陽電池セル１００の短辺方向ではその長さが短いため、剥離時に太陽電池セル１００の短辺方向にかかる力（回転モーメント）が小さく、破損が起きにくい。従って、太陽電池セルが長方形状である場合には、プッシャー４４として棒状のものを用いることもできる。また、太陽電池セル１００の厚さが厚い場合等にも、プッシャー４４として棒状のものを用いることもできる。
【００８８】
なお、以上の説明では、太陽電池セル１００の両端部に、ストライプ状の電極３２と電極無しの部分３３によって凹凸を形成するものを説明したが、この構成に限られるものではない。即ち、中央部分の電極３１とストライプ状の電極３２を厚い電極で構成し、電極なしの部分３３に薄い電極を設けておいても良い。この場合には、太陽電池セル１００の裏面が全て電気的に接続された電極となり、太陽電池としての発電効率の低下を押えることができる。また、ストライプ状の電極３２に代えて、図２（ａ）〜（ｅ）に示したような構成の電極としても良い。
【００８９】
図３、図４に示した太陽電池セル１００は長方形状であるが、これに限られることは無く、例えば、正方形状等、一般的な矩形状であって良い。また、凹凸を形成する領域の大きさは、太陽電池セル１００のサイズ、厚さ、更には、ダイシングシートの接着力等より、種々の値をとることができるが、簡単な実験によって最適な値に設定できる。
【００９０】
以上のべたとおり、本発明の実施の形態２では、太陽電池セル１００の裏面の両端部分に、凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域におけるダイシングシートの接着剤に対する剥離性が、その他の部分の接着剤に対する剥離性よりも高くなっている。これにより、太陽電池セル１００のピックアップ時における破損を防止している。特に、太陽電池セル１００が長方形の場合には、短辺方向の破損は起きにくいため、この実施の形態２が最適に適用可能である。
〔実施の形態３〕
図５、図６を用いて、本発明の実施の形態３を説明する。
【００９１】
図５は、本発明の実施の形態３における太陽電池セル１００の裏面電極構造を示す図であり、図６は、この場合の太陽電池セル１００のダイシングシート６１からのピックアップ時の状況を説明する図である。
【００９２】
図５において、太陽電池セル１００は、裏面電極５０として、裏面の大部分を覆う電極５１及び１つの端部５５に形成されたストライプ状の電極５２を有している。太陽電池セル１００の端部５５には、ストライプ状の電極５２と電極無しの部分５３とにより凹凸が形成されることとなる。この結果、この太陽電池セル１００を接着性のあるダイシングシートに載せた場合、端部５５におけるダイシングシートへの接着力を弱くすることができる。
【００９３】
図６は、このような太陽電池セル１００を、ダイシングシートからピックアップする様子を示している。図６において、６１はダイシングシートである。図６では、ダイシングシート６１上に一個の太陽電池セル１００のみが示されているが、実際には複数個の太陽電池セルが接着・保持されている。６２、６３は、ステージ（台座）であり、中央部にプッシャー６４を通過させる開口が設けられている。図６では、プッシャー６４は幅広に構成されているが、後で説明するとおり、太陽電池セル１００のサイズによっては、単なる棒状であっても良い。
【００９４】
太陽電池セル１００をダイシングシート６１からピックアップするには、ダイシングシート６１上の太陽電池セル１００の一端部分をプッシャー６４に対向させ、次いで、プッシャー６４を上方向に移動させる。これにより太陽電池セル１００の端部５５がダイシングシート６１から離れるように移動するが、太陽電池セル１００の端部５５はダイシングシート６１との接着力が弱いため、容易に剥がれる。プッシャー６４を更に上に移動させることにより太陽電池セル１００のかなりの部分をダイシングシート６１から剥がすことができる。この状態で、図１０（ｄ）で説明した真空チャックによりピックアップすることも可能となる。
【００９５】
ダイシングシート６１と太陽電池セル１００との接着力が真空チャックでピックアップできるほど弱くないときは、ダイシングシート６１を更に矢印６６方向に移動させる。これにより、太陽電池セル１００をダイシングシートから更に剥がすことができ、ダイシングシート６１と太陽電池セル１００間の接着力を更に下げることができる。接着力を十分に下げた後に、真空チャックにより太陽電池セル１００をピックアップする。プッシャー６４の先端部に回転部６５を設けておけば、ダイシングシート６１の移動がよりスムースになる。
【００９６】
また、図６に示すように、予め、プッシャー６４の先端をステージ６２、６３から突出する位置に設定しておき、ダイシングシート６１を矢印６６方向に移動させても良い。ダイシングシート６１を矢印６６方向に移動させると、ダイシングシート６１上に接着・保持された太陽電池セル１００は、プッシャー６４の位置に至り、プッシャー６４の先端位置まで上昇する。
【００９７】
ダイシングシート６１を更に矢印６６方向（プッシャー６４の先端部より下方向）に引っ張ると、ダイシングシート６１は、下方に移動することになるが、太陽電池セル１００はそのまま上に向いて移動しようとし、従って、太陽電池セル１００とダイシングシート６１との間に剥離しようとする力が働く。太陽電池セル１００の先端部には、接着力の弱い領域が設けられているので、その部分でダイシングシート６１と太陽電池セル１００の剥離が始まり、更に、ダイシングシート６１の矢印６６方向への移動に伴って、剥離が広がる。ダイシングシート６１と太陽電池セルの接着力が小さくなった時点で真空チャックにより太陽電池セル１００をピックアップする。より効果的にダイシングシート６１から太陽電池セル１００を剥離させるためには、例えば、ダイシングシート６１を引っ張る方向（矢印６６）を、直角に下方に向けても良い。
【００９８】
図５、図６に示した太陽電池セル１００は何れも長方形状であるが、これに限られることは無く、例えば、正方形状であって良い。また、凹凸を形成する領域の大きさは、太陽電池セル１００のサイズ、厚さ、更には、ダイシングシートの接着力等より、種々の値をとることができるが、簡単な実験によって最適な値に設定できる。また、この場合も、ストライプ状の電極３２に代えて、図２（ａ）〜（ｅ）に示したような構成の電極としても良い。
【００９９】
以上のべたとおり、本発明の実施の形態３では、太陽電池セル１００の裏面の一端部分に、凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域におけるダイシングシートの接着剤に対する剥離性が、その他の部分の接着剤に対する剥離性よりも高くなっている。これにより、太陽電池セル１００のダイシングシートからのピックアップ時における太陽電池セルの破損を防止している。
【０１００】
なお、本願の発明は、多結晶シリコン製の太陽電池セルに限られること無く、単結晶シリコン製、或いは化合物半導体製等の太陽電池セルに適用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、無公害のエネルギー源として、種々の機器への適用が望まれている種々のサイズの太陽電池セルを破損することなく製造できるものであり、産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ 裏面電極
１１ 中心部電極
１２ ストライプ状の電極
１３ 電極の無い部分
１４ 厚い電極
１５ 薄い電極
２１、２２、２３、２４，２５ 電極
３０ 裏面電極
３１ 中央部分の電極
３２ ストライプ状の電極
３５、３６ 接着力の弱い端部
４１ ダイシングシート
４２、４３ ステージ
４４ プッシャー
５０ 裏面電極
５１ 電極
５２ ストライプ状の電極
５３ 電極無しの部分
５５ 接着力の弱い端部
６１ ダイシングシート
６２、６３ ステージ
６４ プッシャー
６５ 回転部
１００ 太陽電池セル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄い矩形状の半導体本体と、前記半導体本体の一方の面に形成された表面電極と、他方の面に形成された裏面電極とを備えた太陽電池セルであって、
前記半導体本体の裏面電極を形成する面において、前記半導体本体の少なくとも一つの辺を含む領域であって、前記一つの辺の少なくとも一部領域に凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分における接着剤に対する剥離性よりも高くなっていることを特徴とする太陽電池セル。
【請求項２】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、前記半導体本体の対向する２つの辺を含む領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項３】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、前記半導体本体の４辺を含む領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項４】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、電極を設けた部分と電極を設けない部分とによって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項５】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、厚い電極を設けた部分と薄い電極を設けた部分とによって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項６】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、ストライプ状の電極とストライプ状の電極無しの領域によって形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項７】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、厚いストライプ状の電極と薄いストライプ状の電極によって構成されていることを特徴とする請求項１〜３、５のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項８】
前記太陽電池セルを構成する半導体本体が長方形状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池セルを備えた太陽電池モジュール。
【請求項１】
薄い矩形状の半導体本体と、前記半導体本体の一方の面に形成された表面電極と、他方の面に形成された裏面電極とを備えた太陽電池セルであって、
前記半導体本体の裏面電極を形成する面において、前記半導体本体の少なくとも一つの辺を含む領域であって、前記一つの辺の少なくとも一部領域に凹凸が形成されており、前記凹凸が形成された領域における接着剤に対する剥離性が、その他の部分における接着剤に対する剥離性よりも高くなっていることを特徴とする太陽電池セル。
【請求項２】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、前記半導体本体の対向する２つの辺を含む領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項３】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、前記半導体本体の４辺を含む領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項４】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、電極を設けた部分と電極を設けない部分とによって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項５】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、厚い電極を設けた部分と薄い電極を設けた部分とによって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項６】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、ストライプ状の電極とストライプ状の電極無しの領域によって形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項７】
前記一つの辺の少なくとも一部領域に形成された凹凸は、厚いストライプ状の電極と薄いストライプ状の電極によって構成されていることを特徴とする請求項１〜３、５のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項８】
前記太陽電池セルを構成する半導体本体が長方形状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池セル。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池セルを備えた太陽電池モジュール。
【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】
【公開番号】特開２０１１−１３４８０５（Ｐ２０１１−１３４８０５Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９１３０３（Ｐ２００９−２９１３０３）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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