太陽電池装置の製造方法
【課題】太陽電池装置を湾曲したとしても、引き出し電極と、上部電極および下部電極との間に間隙が形成される不良が発生せず、長時間に亘り、所望の光起電力を得ることのできる太陽電池装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】湾曲状態の太陽電池素子で発生する光起電力を取り出すための接続基板が、太陽電池素子の引き出し電極に接続されてなる太陽電池装置を、可撓性基板の一方の面に、下部電極と光電変換層と上部電極とを順次形成し、表面で露出する下部電極と上部電極のそれぞれに、導電性粉体を含む樹脂バインダーからなる導電性ペーストを塗布して、引き出し電極を形成した後に、その引き出し電極を仮硬化する工程と、その後、可撓性基板をリング状に湾曲させ、この湾曲状態を保ったまま引き出し電極を本硬化する工程と、この引き出し電極に接続基板を接続する工程とを有する製造法にて形成する。
【解決手段】湾曲状態の太陽電池素子で発生する光起電力を取り出すための接続基板が、太陽電池素子の引き出し電極に接続されてなる太陽電池装置を、可撓性基板の一方の面に、下部電極と光電変換層と上部電極とを順次形成し、表面で露出する下部電極と上部電極のそれぞれに、導電性粉体を含む樹脂バインダーからなる導電性ペーストを塗布して、引き出し電極を形成した後に、その引き出し電極を仮硬化する工程と、その後、可撓性基板をリング状に湾曲させ、この湾曲状態を保ったまま引き出し電極を本硬化する工程と、この引き出し電極に接続基板を接続する工程とを有する製造法にて形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短辺と長辺を有する帯状の可撓性基板の一方の面に、光電変換層を有する太陽電池素子に、接続基板が接続された太陽電池装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の起電力を利用した太陽電池付き電子時計は、光エネルギーを電気エネルギーに変換して時計駆動に利用する太陽電池を有しており、一般のクオーツ時計に内蔵される電池の消耗により、駆動が突然停止してしまうという心配がない。また、光エネルギーがある限り発電を続けることが可能であるので、電池の交換が不要な時計である。そのため、廃棄電池が発生することがないので、この時計は環境負荷が小さいという有利な点を有している。
【０００３】
通常使われている太陽電池付き電子時計の構造は、文字板の裏面に太陽電池を配置していた。この構造における文字板は、透明もしくは半透明である必要があるため、その文字板材料が限定されてしまう。しかも、十分な光を太陽電池に導く必要があるために、光透過を阻害するデザインを文字板表面に付加することができない。つまり、従来の太陽電池付き電子時計は、文字板のデザイン性に制約を受けるものであった。
【０００４】
そこで、文字板のデザイン性を重視して、風防ガラスと文字板との間の隙間の文字板最外周部に、太陽電池を湾曲して設置した太陽電池付き電子時計が提案された（例えば、特許文献１参照）。この太陽電池は、帯状の透明樹脂製の可撓性基板の一方の面に光電変換層が形成された太陽電池素子に、この光電変換層で発生する光起電力を外部に取り出すための接続基板が取り付けられる。この太陽電池素子に接続基板が接続された素子のことを、以下の説明では、太陽電池装置として説明する。
【０００５】
ここで、特許文献１に示されている太陽電池素子および太陽電池装置について説明する。図７は、太陽電池素子の構成を示す上部平面図と、引き出し電極部分のＤ−Ｄ’断面図であり、図８は、この太陽電池素子に接続基板を取り付けた太陽電池装置の構成を示す上部平面図と、Ｅ−Ｅ’断面図である。
【０００６】
図７（ａ）（ｂ）に示す太陽電池素子１は、透光性であって帯状の可撓性基板１０のほぼ全面に渡って、光電変換領域２ｃが形成されている。この光電変換領域２ｃは、透明導電材料からなる下部電極１１と、アモルファスシリコンからなる光電変換層１２と、金属材料からなる上部電極１３とが順次形成された構成となっている。そして、この光電変換領域２ｃからは、下部電極１１および上部電極１３から延出する電極端子部が、絶縁保護膜１４から露出して形成されており、ここで露出する下部電極１１と上部電極１３には、樹脂バインダーに金属粒子を含む導電性ペースト材からなる引き出し電極２０ａ、２０ｂが接続されている。この様にして、太陽電池素子１は、光電変換層１２で得られる光起電力を、この引き出し電極２０ａ、２０ｂでもって外部に取り出せるようになる。なお、この太陽電池素子１が完成した段階で、導電性ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂは、完全に硬化した状態にある。
【０００７】
そして、図８に示すように、図７で示した太陽電池素子１に形成した引き出し電極２０ａ、２０ｂと、接続基板４に設けた、導電性ペーストからなる接続電極５ａ、５ｂとを、素子を平坦状態としたままで接続することで、目的の太陽電池装置３が完成する。
【０００８】
そして、この太陽電池装置３を湾曲させた状態で、文字板に対して略鉛直させて、文字
板外周に配置することで、前述した文字板を透明もしくは半透明とする必要がない太陽電池付き電子時計となる。
【０００９】
この様に構成すれば、デザイン性に優れた文字板、例えば文字板の材料に高反射性の金属材料を用いたり、視認側表面に多彩なインク層を設けた文字板を用いることができる。
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００４／０６６０４２号パンフレット（第１２頁、第１図、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図８に示した太陽電池装置３を、上述したように湾曲させると、下記記載の問題が生ずる。図９は、太陽電池装置３を湾曲させたときに生じる問題点を説明するための図面であり、斜視図とＦ−Ｆ’断面図を示した。
【００１２】
図８に示した平坦状の太陽電池素子１に接続基板４を接続した太陽電池装置３を、図９（ａ）（ｂ）に示すように、光電変換層１２を外側にして、素子の長辺方向に沿って湾曲させると、接続基板４は、太陽電池素子１とは追従して変形しないので、接続基板４と太陽電池素子１とを繋ぐ、引き出し電極２０ａ、２０ｂ、および接続電極５ａ、５ｂに歪み応力が掛かる。
【００１３】
すると、密着強度が弱い、樹脂材料を主成分とする導電性ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂと、金属酸化物材料からなる下部電極１１、および金属材料からなる上部電極１３との接続界面で密着剥がれが起こり、ここに間隙３０が形成されてしまう場合がある。
【００１４】
この様に、上記接続界面に間隙３０が形成されると、光電変換層１２で光起電力が得られても、引き出し電極２０ａ、２０ｂと上部電極１３および下部電極１１間の接続抵抗が上昇して、光起電力の出力が阻害される。これにより、時計の駆動部にこの光起電力を伝達することが不可能となり、太陽電池付き電子時計の運針が停止してしまうなどの問題が発生する。
【００１５】
ここで、明るさ５００ルクスの光を照射したときの、従来の太陽電池装置の特性評価を行ったので、その結果を図１０に示す。図１０の縦軸は電流、横軸には電圧を示している。なお、本図の符号４０は、図８で示した平坦状態での太陽電池装置３のＩ−Ｖ特性を示し、符号５０は図９で示したリング状に湾曲させた太陽電池装置３のＩ−Ｖ特性を示してある。
【００１６】
図１０からわかるように、平坦状態の太陽電池装置３のＩ−Ｖ特性４０では、正常な出力特性が得られているものの、この太陽電池装置３をリング状に湾曲させただけで、Ｉ−Ｖ特性５０となって著しく特性が劣化していることが確認できる。この現象の確認のため、Ｉ−Ｖ特性５０を示した太陽電池装置３における、引き出し電極２０ａ、２０ｂと接続基板４の接続した箇所の断面を、ＳＥＭ（走査線型電子顕微鏡）により観察した。その結果、従来の太陽電池装置３では、引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３および下部電極１１と間に、それぞれ間隙３０が発生していることが確認された。
【００１７】
そこで、本発明は上記課題を解決し、太陽電池装置を湾曲したとしても、接続不良が発生せず、長時間に亘り所望の光起電力を得ることのできる太陽電池装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明の太陽電池装置の製造方法は、下記記載の手段を使用する。
【００１９】
本発明に係る太陽電池装置は、可撓性基板の一方の面に形成された太陽電池素子で発生する光起電力を取り出すための接続基板が、太陽電池素子の引き出し電極に接続されて湾曲状態を保って形成される。まず、本発明の製造方法では、可撓性基板の一方の面に、下部電極と光電変換層と上部電極とを順次形成し、表面で露出する下部電極と上部電極のそれぞれに、導電性粉体を含む樹脂バインダーからなる導電性ペーストを塗布して、引き出し電極を形成した後に、この引き出し電極を仮硬化して太陽電池素子を形成する。そして、この太陽電池素子における可撓性基板を、リング状に湾曲させた状態を保ったまま、引き出し電極を本硬化した後に、この引き出し電極に接続基板を接続することで、目的の太陽電池装置を得ることができる。
【００２０】
また、上述した、導電性ペーストからなる引き出し電極を本硬化する工程と、引き出し電極と接続基板との接続する工程とを、同時に行うことが望ましい。
【００２１】
また、上記接続基板は、引き出し電極との接合を行うための、導電性粉体を含む樹脂バインダーからなる導電性ペーストで形成された接続電極を有し、引き出し電極の導電性ペーストと、接続電極の導電性ペーストに含まれる樹脂バインダーに、同じ樹脂材料を用いるのが望ましい。
【００２２】
また、上記接続基板は、引き出し電極との接合を行うための、電極パッドを有し、この引き出し電極を軟化させて、電極パッドとの接続を行っても良い。
【００２３】
なお、上記樹脂バインダーは、熱硬化性樹脂を用いて行うのが最も好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
上記の製造方法を採用することで、仮硬化後の導電性ペーストは、比較的柔軟な状態であるために、引き出し電極と、上部電極および下部電極の接続界面で剥離が生じ、接続抵抗が急激に上昇することはない。これにより、太陽電池素子で発生した光起電力を、時計の駆動部に安定して供給することができ、太陽電池付き電子時計の運針が停止してしまうなどの問題は発生しない。
【００２５】
なお、本発明の太陽電池装置の製造方法の技術は、太陽電池付き電子時計に限らず、携帯電話、各種表示装置、測定装置、カード、電卓など、太陽電池装置を搭載可能なすべての電子機器に適用できる技術である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１の実施形態］
本発明の太陽電池装置の製造方法を、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は本発明の太陽電池装置の製造方法の工程フローである。図２は図１に示したフロー中のステップ１〜３を説明する図であり、図３は図１に示したステップ４を説明するための図であり、図４はステップ５を説明するための図である。
【００２７】
まず、図１、図２に示すように、ステップ1で、帯状の太陽電池素子１が、厚さ１００μｍの、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる透明樹脂製の可撓性基板１０上に、素子のほぼ全面に光電変換領域２ｃを有して構成される。そして、この光電変換領域２ｃの端部であって、この光電変換領域２ｃではない箇所（図の右側の、光電変換層１２が形成されていない領域）にて、絶縁保護膜１４
の開口部を介して下部電極１１と上部電極１３とが露出形成されている。そして、この露出する下部電極１１および上部電極１３は、導電ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂを介して、光電変換層１２で得た光起電力を、外部に導出できる構成となっている。
【００２８】
ここで、本ステップにおける太陽電池素子１の具体的な形成工程について説明する。図２に示すように、最初に、ＰＥＮやＰＥＴなどの透明樹脂製の帯状の可撓性基板１０上に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＳｎＯ２（酸化スズ）、ＺｎＯ２（酸化亜鉛）などの透明導電膜からなる下部電極１１をスパッタリング法で形成する。
【００２９】
次に、この下部電極１１の表面に、アモルファスシリコン層からなる光電変換層１２をプラズマＣＶＤ法により形成する。光電変換層１２の接合構造は、ｐｉｎ接合構造、ｐｎ接合構造、ヘテロ接合構造、ショットキー型構造、多重接合構造等のいずれの構成でも構わない。
【００３０】
次に、スパッタリング法によって、ＡｌやＴｉからなる上部電極１３を形成する。その後、詳細は略すが、フォトリソグラフィ法、ドライエッチング法により、光電変換領域２ｃの形状と、下部電極１１を表面に露出させるパターンを形成する。
【００３１】
最後に、アクリル系、エポキシ系あるいはウレタン系の光硬化性または熱硬化性の樹脂を用いて、スクリーン印刷法にて絶縁保護膜１４を積層して形成する。このとき、この絶縁保護膜１４には、上記パターン形成で露出した下部電極１１と、上部電極１３における引き出し電極形成部分に開口部を形成し、他の素子表面は、この絶縁保護膜１４で覆う。
【００３２】
次に、ステップ２で、太陽電池素子１における、絶縁保護膜１４の表面で露出する、上部電極１３と下部電極１１に、スクリーン印刷によって導電性ペーストを塗布して、引き出し電極２０ａ、２０ｂを形成する。この導電性ペーストは、導電性粉体材料として微粒子状のカーボンを含む、熱硬化性のフェノール樹脂やポリエステル樹脂からなる主樹脂バインダーであり、電気回路接続のためのペースト材料として、一般に使われるものである。ここで、導電性ペーストとしてカーボンペースト、銀ペーストなどを使用できるが、ここではカーボンペーストを採用した。なお、この状態では、引き出し電極２０ａ、２０ｂは、未硬化状態である。
【００３３】
次に、ステップ３で、未硬化状態の導電性ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂを仮硬化する。ここでの仮硬化とは、本硬化条件の温度以下で、導電性ペーストの溶剤成分を乾燥させた半硬化状態を意味しており、僅かな力で容易に変形できる柔軟な状態のことを指す。具体的には、採用したカーボンペーストの場合、図２の状態で１００℃の大気雰囲気の加熱炉中に１０分間放置することで、ここでの仮硬化を行った。
【００３４】
次に、ステップ４で、図３（ａ）に示すように、可撓性基板１０上に形成した太陽電子素子１をリング状に湾曲させる。このとき、太陽電池素子１は、強引にリング状に湾曲しても、導電性ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂは仮硬化状態（軟質状態）であるため、基板を曲げることにより引き出し電極２０ａ、２０ｂに掛かる歪み応力は、著しく緩和される。そのため、この引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３および下部電極１１間での剥離は発生しない。
【００３５】
その後、この湾曲状態を保ったまま、この仮硬化状態の引き出し電極２０ａ、２０ｂの本硬化を行い、完全に硬化された引き出し電極２０ａ、２０ｂを得る。ここでの本硬化とは、熱硬化性の主樹脂バインダーが完全に硬化し、導電粉の流動が起こらず、容易に変形することが不可能な状態を指す。具体的には、採用したカーボンペーストの場合、１４０
℃の大気雰囲気の加熱炉中に６０分間放置して、ここでの本硬化を行った。
【００３６】
次に、ステップ５で、図４に示すように、湾曲状態で完全に硬化した引き出し電極２０ａ、２０ｂに、接続基板４に予め形成されている接続電極５ａ、５ｂを熱圧着することにより、他の電気回路に接続するための接続基板４を接合した。このとき、接続電極５ａ、５ｂは、銀ペーストあるいは異方性導電ペーストからなり、ここでは銀ペーストを１５０℃、１秒間、１００ｇ／cm２の圧力で熱圧着した。
【００３７】
この様にして、本発明の製造方法で作製した、図４に示すリング状の太陽電池装置３は、装置を湾曲した状態としても、図１０中のＩ−Ｖ特性４０で示した平坦な状態での太陽電池装置３の特性と同じく、安定した挙動を取ることが確認できた。このＩ−Ｖ特性の安定化は、引き出し電極２０ａ、２０ｂと下部電極１１と上部電極１３間での急激な抵抗の上昇が起こっていないことを示している。なお、本発明の製造方法で作製した、太陽電池装置３の接続基板４を熱圧着した箇所の断面を、ＳＥＭ（走査線型電子顕微鏡）により観察したが、引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３および下部電極１１間が剥離し、間隙が発生するなどの不良箇所は全く観察されなかった。
【００３８】
以上の結果から、本発明の太陽電池装置の製造方法を採用すれば、リング状に湾曲させることによって、太陽電池素子１における引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３と下部電極１１との間に剥離による間隙が発生するなどの問題がなくなる。その結果、光電変換層１２で発生した光起電力を、常に安定して、時計の駆動部に供給することが可能になるため、長時間に亘り、駆動可能な太陽電池付き電子時計となる。
【００３９】
［第２の実施形態］
次に、本発明の太陽電池装置の他の製造方法について説明する。
第１の実施形態では、素子を湾曲させた上で、仮硬化状態の引き出し電極２０ａ、２０ｂを本硬化する工程と、太陽電池素子１に接続基板４を接合する工程を、別々の工程にて行う例を示したが、本実施形態では、これら工程（図１のステップ４とステップ５）を同時に行う。他の工程は、第１の実施形態と同じであるので、下記説明では、この相違点について主に説明をし、重複する説明は割愛する。
【００４０】
まず、図２に示したステップ１〜３に沿って、熱硬化性樹脂の導電性ペーストで形成された、仮硬化した引き出し電極２０ａ、２０ｂを有する太陽電池素子１を形成する。
【００４１】
次に、図３に示すように、太陽電池素子１を湾曲させ、図４に示すように、この湾曲状態を保ったまま、接続基板４に形成された、熱硬化性樹脂の導電性ペーストからなり、仮硬化状態の接続電極５ａ、５ｂと、同じく仮硬化状態の引き出し電極２０ａ、２０ｂとを重ねあわせる。
【００４２】
次に、この太陽電池素子１を湾曲させた状態であって、ともに仮硬化状態の接続電極５ａ、５ｂと引き出し電極２０ａ、２０ｂとを、接続基板４の接続面とは反対側から熱圧着することにより、これら接続電極５ａ、５ｂと引き出し電極２０ａ、２０ｂとを、同時に本硬化させる。
【００４３】
このとき仮硬化状態の、接続電極５ａ、５ｂと引き出し電極２０ａ、２０ｂは、樹脂バインダーとして熱硬化性樹脂を含む導電性ペーストなので、仮硬化した状態で更に熱が掛けられると、この仮硬化状態の導電性ペーストは一旦軟化した後に完全に硬化する。したがって、これら部材の接合段階で、両電極が仮硬化していたとしても、確実に電気的導通を持って接続することができる。
【００４４】
この様な工程を経ることにより、引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３と下部電極１１間の剥離現象が防止できるだけでなく、図示しない接続基板４における金属配線と、導電ペーストからなる接続電極５ａ、５ｂとの接続の安定化も図ることができるので、第１の実施形態よりも、更に信頼性を向上させた装置とすることができる。
【００４５】
なお、上記工程における、引き出し電極２０ａ、２０ｂを本硬化する工程と、太陽電池素子１に接続基板４を接合する工程を同時に行うにあたって、接続電極５ａ、５ｂの導電性ペーストの主成分である樹脂バインダーと、引き出し電極２０ａ、２０ｂの導電性ペースト主成分である樹脂バインダーに、共通の樹脂材料を用いるのが望ましい。この様に同じ樹脂バインダーを使用して接合工程を行うことで、同じ温度で確実に硬化反応が進めて、上記接合および本硬化を行うことができる。
【００４６】
［第３の実施形態］
次に、本発明の太陽電池装置の更に他の製造方法について説明する。図５は、本発明のステップ５の他の例を説明するための図である。なお、本図面では、接続基板４と太陽電池素子１との接続箇所の断面のみを示している。
【００４７】
第３の実施形態の製造方法は、第３の実施形態のように、接続基板４に接続電極５ａ、５ｂを設けず、接続基板４に設けた電極パッドに、直に引き出し電極２０ａ、２０ｂを接合しようとするものである。他の工程は、第２の実施形態と同じであるので、下記説明では、この相違点について主に説明をし、重複する説明は割愛する。
【００４８】
まず、図１に示したステップ１〜３に沿って、熱硬化性樹脂の導電性ペーストで形成された、仮硬化した引き出し電極２０ａ、２０ｂを有する太陽電池素子１を形成し、図３に示した、太陽電池素子１を湾曲させる所までは、先の実施形態と同じである。
【００４９】
次に、この湾曲状態を保ったまま、太陽電池素子１と接続基板４とを接続するが、本実施形態では、図５に示すように、太陽電池素子１の引き出し電極２０ａ、２０ｂと、接続基板４の電極パッド６ａ、６ｂとを重ねあわせる。
【００５０】
次に、この太陽電池素子１を湾曲させた状態であって、仮硬化状態の引き出し電極２０ａ、２０ｂと電極パッド６ａ、６ｂとを介して、接続基板４の接続面とは反対側から熱圧着する。このとき仮硬化状態の導電性ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂは、第３の実施形態と同様に、一旦軟化した後に完全に硬化する。この様にして、引き出し電極２０ａ、２０ｂの本硬化と、太陽電池素子１と接続基板４との接合を同時に行うことができ、両部材が確実に電気的導通を取る接続を実現する。
【００５１】
上記工程を経ることにより、引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３と下部電極１１間の剥離現象が防止できるだけでなく、引き出し電極２０ａ、２０ｂと、接続基板４における電極パッド６ａ、６ｂとの接続の安定化も図ることができる。また、本実施形態の製造方法によれば、第１、第２の実施形態のように、接続電極５ａ、５ｂを設ける必要がないので、第１の実施形態よりも、更に信頼性を向上させた装置とすることができる。
【００５２】
［第４の実施形態］
次に、本発明の製造方法で形成した太陽電池装置を搭載した太陽電池付き電子時計について図６を用いて説明する。図６（ａ）は、この太陽電池付き電子時計の正面図を示し、図６（ｂ）は、（ａ）図におけるＧ−Ｇ’断面図を示している。
【００５３】
図６（ａ）に示す様に、太陽電池付き電子時計５００を構成する文字板２５は円形状であり、文字板２５の最外周部に見切りリング２３を設置している。
【００５４】
また、図６（ｂ）に示すように、この太陽電池付き電子時計５００は、時計ケース２７に取り付けられた風防ガラス２１と、その風防ガラス２１と文字板２５との隙間であり、この文字板２５の最外周に透光性の見切りリング２３を配置し、更にその見切りリング２３の外周部に太陽電池装置３を配置している。そして、この太陽電池装置３は、引き出し電極に接続された接続基板４を介して、時計ケース２７に収納されたムーブメント２６の二次電池（図示せず）に接続されている。
【００５５】
これにより、風防ガラス２１を透過して文字板２５と風防ガラス２１間で反射を繰り返した光、または風防ガラス２１を透過した直接光がこの透光性の見切りリング２３に入射し、この見切りリング２３を透過した光を、前述した太陽電池装置３に入射させることができる。そして、これらの入射光により光電交換した光起電力が、文字板５下に配設したムーブメント２６における二次電池に蓄電される。
【００５６】
また、文字板２５には、ほぼ中心部に指針軸を通すだけの貫通孔が設けられており、上記二次電池により得られる電圧を昇圧するための昇圧回路と、指針２４を駆動するための駆動回路を有するムーブメント２６により、指針２４を回転駆動させる。
【００５７】
なお、太陽電池装置３は、文字板２５の外周の時計ケース２７の凹みに、この文字板２５に対して略鉛直して配置される。
【００５８】
この様に、第１および第２の実施形態で示した、導電性ペーストと電極間での、素子を湾曲させたときに掛かる歪み応力が緩和された太陽電池装置３を、太陽電池付き電子時計に適用すれば、太陽電池素子１で発生した光起電力を、時計の駆動部に常に安定して供給することが可能となり、時計の運針が停止してしまうなどの問題は発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の太陽電池装置の製造方法の工程フローを説明するための図である。
【図２】本発明に係る太陽電池素子の製造方法を説明するための図面である。
【図３】図２の続きの工程を示す図面である。
【図４】本発明の製造方法で形成された太陽電池装置を示す図面である。
【図５】本発明の他の製造方法で形成された太陽電池装置を示す図面である。
【図６】本発明の製造方法で形成された太陽電池装置を搭載した太陽電池付き電子時計の構成例を示す図面である。
【図７】従来の太陽電池素子の構成、および製造方法を説明するための図面である。
【図８】従来の太陽電池装置の構成、および製造方法を説明するための図面である。
【図９】従来の太陽電池装置の問題点を説明するための図面である。
【図１０】従来の太陽電池装置の特性を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１ 太陽電池素子
２ｃ 光電変換層領域
３ 太陽電池装置
４ 接続基板
５ａ、５ｂ 接続電極
６ａ、６ｂ 電極パッド
１０ 可撓性基板
１１ 下部電極
１２ 光電変換層
１３ 上部電極
１４ 絶縁保護膜
２０ａ、２０ｂ 引き出し電極
２１ 風防ガラス
２３ 見切りリング
２４ 指針
２５ 文字板
２６ ムーブメント
２７ 時計ケース
５００ 太陽電池付き電子時計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短辺と長辺を有する帯状の可撓性基板の一方の面に、光電変換層を有する太陽電池素子に、接続基板が接続された太陽電池装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の起電力を利用した太陽電池付き電子時計は、光エネルギーを電気エネルギーに変換して時計駆動に利用する太陽電池を有しており、一般のクオーツ時計に内蔵される電池の消耗により、駆動が突然停止してしまうという心配がない。また、光エネルギーがある限り発電を続けることが可能であるので、電池の交換が不要な時計である。そのため、廃棄電池が発生することがないので、この時計は環境負荷が小さいという有利な点を有している。
【０００３】
通常使われている太陽電池付き電子時計の構造は、文字板の裏面に太陽電池を配置していた。この構造における文字板は、透明もしくは半透明である必要があるため、その文字板材料が限定されてしまう。しかも、十分な光を太陽電池に導く必要があるために、光透過を阻害するデザインを文字板表面に付加することができない。つまり、従来の太陽電池付き電子時計は、文字板のデザイン性に制約を受けるものであった。
【０００４】
そこで、文字板のデザイン性を重視して、風防ガラスと文字板との間の隙間の文字板最外周部に、太陽電池を湾曲して設置した太陽電池付き電子時計が提案された（例えば、特許文献１参照）。この太陽電池は、帯状の透明樹脂製の可撓性基板の一方の面に光電変換層が形成された太陽電池素子に、この光電変換層で発生する光起電力を外部に取り出すための接続基板が取り付けられる。この太陽電池素子に接続基板が接続された素子のことを、以下の説明では、太陽電池装置として説明する。
【０００５】
ここで、特許文献１に示されている太陽電池素子および太陽電池装置について説明する。図７は、太陽電池素子の構成を示す上部平面図と、引き出し電極部分のＤ−Ｄ’断面図であり、図８は、この太陽電池素子に接続基板を取り付けた太陽電池装置の構成を示す上部平面図と、Ｅ−Ｅ’断面図である。
【０００６】
図７（ａ）（ｂ）に示す太陽電池素子１は、透光性であって帯状の可撓性基板１０のほぼ全面に渡って、光電変換領域２ｃが形成されている。この光電変換領域２ｃは、透明導電材料からなる下部電極１１と、アモルファスシリコンからなる光電変換層１２と、金属材料からなる上部電極１３とが順次形成された構成となっている。そして、この光電変換領域２ｃからは、下部電極１１および上部電極１３から延出する電極端子部が、絶縁保護膜１４から露出して形成されており、ここで露出する下部電極１１と上部電極１３には、樹脂バインダーに金属粒子を含む導電性ペースト材からなる引き出し電極２０ａ、２０ｂが接続されている。この様にして、太陽電池素子１は、光電変換層１２で得られる光起電力を、この引き出し電極２０ａ、２０ｂでもって外部に取り出せるようになる。なお、この太陽電池素子１が完成した段階で、導電性ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂは、完全に硬化した状態にある。
【０００７】
そして、図８に示すように、図７で示した太陽電池素子１に形成した引き出し電極２０ａ、２０ｂと、接続基板４に設けた、導電性ペーストからなる接続電極５ａ、５ｂとを、素子を平坦状態としたままで接続することで、目的の太陽電池装置３が完成する。
【０００８】
そして、この太陽電池装置３を湾曲させた状態で、文字板に対して略鉛直させて、文字
板外周に配置することで、前述した文字板を透明もしくは半透明とする必要がない太陽電池付き電子時計となる。
【０００９】
この様に構成すれば、デザイン性に優れた文字板、例えば文字板の材料に高反射性の金属材料を用いたり、視認側表面に多彩なインク層を設けた文字板を用いることができる。
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００４／０６６０４２号パンフレット（第１２頁、第１図、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図８に示した太陽電池装置３を、上述したように湾曲させると、下記記載の問題が生ずる。図９は、太陽電池装置３を湾曲させたときに生じる問題点を説明するための図面であり、斜視図とＦ−Ｆ’断面図を示した。
【００１２】
図８に示した平坦状の太陽電池素子１に接続基板４を接続した太陽電池装置３を、図９（ａ）（ｂ）に示すように、光電変換層１２を外側にして、素子の長辺方向に沿って湾曲させると、接続基板４は、太陽電池素子１とは追従して変形しないので、接続基板４と太陽電池素子１とを繋ぐ、引き出し電極２０ａ、２０ｂ、および接続電極５ａ、５ｂに歪み応力が掛かる。
【００１３】
すると、密着強度が弱い、樹脂材料を主成分とする導電性ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂと、金属酸化物材料からなる下部電極１１、および金属材料からなる上部電極１３との接続界面で密着剥がれが起こり、ここに間隙３０が形成されてしまう場合がある。
【００１４】
この様に、上記接続界面に間隙３０が形成されると、光電変換層１２で光起電力が得られても、引き出し電極２０ａ、２０ｂと上部電極１３および下部電極１１間の接続抵抗が上昇して、光起電力の出力が阻害される。これにより、時計の駆動部にこの光起電力を伝達することが不可能となり、太陽電池付き電子時計の運針が停止してしまうなどの問題が発生する。
【００１５】
ここで、明るさ５００ルクスの光を照射したときの、従来の太陽電池装置の特性評価を行ったので、その結果を図１０に示す。図１０の縦軸は電流、横軸には電圧を示している。なお、本図の符号４０は、図８で示した平坦状態での太陽電池装置３のＩ−Ｖ特性を示し、符号５０は図９で示したリング状に湾曲させた太陽電池装置３のＩ−Ｖ特性を示してある。
【００１６】
図１０からわかるように、平坦状態の太陽電池装置３のＩ−Ｖ特性４０では、正常な出力特性が得られているものの、この太陽電池装置３をリング状に湾曲させただけで、Ｉ−Ｖ特性５０となって著しく特性が劣化していることが確認できる。この現象の確認のため、Ｉ−Ｖ特性５０を示した太陽電池装置３における、引き出し電極２０ａ、２０ｂと接続基板４の接続した箇所の断面を、ＳＥＭ（走査線型電子顕微鏡）により観察した。その結果、従来の太陽電池装置３では、引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３および下部電極１１と間に、それぞれ間隙３０が発生していることが確認された。
【００１７】
そこで、本発明は上記課題を解決し、太陽電池装置を湾曲したとしても、接続不良が発生せず、長時間に亘り所望の光起電力を得ることのできる太陽電池装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明の太陽電池装置の製造方法は、下記記載の手段を使用する。
【００１９】
本発明に係る太陽電池装置は、可撓性基板の一方の面に形成された太陽電池素子で発生する光起電力を取り出すための接続基板が、太陽電池素子の引き出し電極に接続されて湾曲状態を保って形成される。まず、本発明の製造方法では、可撓性基板の一方の面に、下部電極と光電変換層と上部電極とを順次形成し、表面で露出する下部電極と上部電極のそれぞれに、導電性粉体を含む樹脂バインダーからなる導電性ペーストを塗布して、引き出し電極を形成した後に、この引き出し電極を仮硬化して太陽電池素子を形成する。そして、この太陽電池素子における可撓性基板を、リング状に湾曲させた状態を保ったまま、引き出し電極を本硬化した後に、この引き出し電極に接続基板を接続することで、目的の太陽電池装置を得ることができる。
【００２０】
また、上述した、導電性ペーストからなる引き出し電極を本硬化する工程と、引き出し電極と接続基板との接続する工程とを、同時に行うことが望ましい。
【００２１】
また、上記接続基板は、引き出し電極との接合を行うための、導電性粉体を含む樹脂バインダーからなる導電性ペーストで形成された接続電極を有し、引き出し電極の導電性ペーストと、接続電極の導電性ペーストに含まれる樹脂バインダーに、同じ樹脂材料を用いるのが望ましい。
【００２２】
また、上記接続基板は、引き出し電極との接合を行うための、電極パッドを有し、この引き出し電極を軟化させて、電極パッドとの接続を行っても良い。
【００２３】
なお、上記樹脂バインダーは、熱硬化性樹脂を用いて行うのが最も好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
上記の製造方法を採用することで、仮硬化後の導電性ペーストは、比較的柔軟な状態であるために、引き出し電極と、上部電極および下部電極の接続界面で剥離が生じ、接続抵抗が急激に上昇することはない。これにより、太陽電池素子で発生した光起電力を、時計の駆動部に安定して供給することができ、太陽電池付き電子時計の運針が停止してしまうなどの問題は発生しない。
【００２５】
なお、本発明の太陽電池装置の製造方法の技術は、太陽電池付き電子時計に限らず、携帯電話、各種表示装置、測定装置、カード、電卓など、太陽電池装置を搭載可能なすべての電子機器に適用できる技術である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１の実施形態］
本発明の太陽電池装置の製造方法を、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は本発明の太陽電池装置の製造方法の工程フローである。図２は図１に示したフロー中のステップ１〜３を説明する図であり、図３は図１に示したステップ４を説明するための図であり、図４はステップ５を説明するための図である。
【００２７】
まず、図１、図２に示すように、ステップ1で、帯状の太陽電池素子１が、厚さ１００μｍの、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる透明樹脂製の可撓性基板１０上に、素子のほぼ全面に光電変換領域２ｃを有して構成される。そして、この光電変換領域２ｃの端部であって、この光電変換領域２ｃではない箇所（図の右側の、光電変換層１２が形成されていない領域）にて、絶縁保護膜１４
の開口部を介して下部電極１１と上部電極１３とが露出形成されている。そして、この露出する下部電極１１および上部電極１３は、導電ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂを介して、光電変換層１２で得た光起電力を、外部に導出できる構成となっている。
【００２８】
ここで、本ステップにおける太陽電池素子１の具体的な形成工程について説明する。図２に示すように、最初に、ＰＥＮやＰＥＴなどの透明樹脂製の帯状の可撓性基板１０上に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＳｎＯ２（酸化スズ）、ＺｎＯ２（酸化亜鉛）などの透明導電膜からなる下部電極１１をスパッタリング法で形成する。
【００２９】
次に、この下部電極１１の表面に、アモルファスシリコン層からなる光電変換層１２をプラズマＣＶＤ法により形成する。光電変換層１２の接合構造は、ｐｉｎ接合構造、ｐｎ接合構造、ヘテロ接合構造、ショットキー型構造、多重接合構造等のいずれの構成でも構わない。
【００３０】
次に、スパッタリング法によって、ＡｌやＴｉからなる上部電極１３を形成する。その後、詳細は略すが、フォトリソグラフィ法、ドライエッチング法により、光電変換領域２ｃの形状と、下部電極１１を表面に露出させるパターンを形成する。
【００３１】
最後に、アクリル系、エポキシ系あるいはウレタン系の光硬化性または熱硬化性の樹脂を用いて、スクリーン印刷法にて絶縁保護膜１４を積層して形成する。このとき、この絶縁保護膜１４には、上記パターン形成で露出した下部電極１１と、上部電極１３における引き出し電極形成部分に開口部を形成し、他の素子表面は、この絶縁保護膜１４で覆う。
【００３２】
次に、ステップ２で、太陽電池素子１における、絶縁保護膜１４の表面で露出する、上部電極１３と下部電極１１に、スクリーン印刷によって導電性ペーストを塗布して、引き出し電極２０ａ、２０ｂを形成する。この導電性ペーストは、導電性粉体材料として微粒子状のカーボンを含む、熱硬化性のフェノール樹脂やポリエステル樹脂からなる主樹脂バインダーであり、電気回路接続のためのペースト材料として、一般に使われるものである。ここで、導電性ペーストとしてカーボンペースト、銀ペーストなどを使用できるが、ここではカーボンペーストを採用した。なお、この状態では、引き出し電極２０ａ、２０ｂは、未硬化状態である。
【００３３】
次に、ステップ３で、未硬化状態の導電性ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂを仮硬化する。ここでの仮硬化とは、本硬化条件の温度以下で、導電性ペーストの溶剤成分を乾燥させた半硬化状態を意味しており、僅かな力で容易に変形できる柔軟な状態のことを指す。具体的には、採用したカーボンペーストの場合、図２の状態で１００℃の大気雰囲気の加熱炉中に１０分間放置することで、ここでの仮硬化を行った。
【００３４】
次に、ステップ４で、図３（ａ）に示すように、可撓性基板１０上に形成した太陽電子素子１をリング状に湾曲させる。このとき、太陽電池素子１は、強引にリング状に湾曲しても、導電性ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂは仮硬化状態（軟質状態）であるため、基板を曲げることにより引き出し電極２０ａ、２０ｂに掛かる歪み応力は、著しく緩和される。そのため、この引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３および下部電極１１間での剥離は発生しない。
【００３５】
その後、この湾曲状態を保ったまま、この仮硬化状態の引き出し電極２０ａ、２０ｂの本硬化を行い、完全に硬化された引き出し電極２０ａ、２０ｂを得る。ここでの本硬化とは、熱硬化性の主樹脂バインダーが完全に硬化し、導電粉の流動が起こらず、容易に変形することが不可能な状態を指す。具体的には、採用したカーボンペーストの場合、１４０
℃の大気雰囲気の加熱炉中に６０分間放置して、ここでの本硬化を行った。
【００３６】
次に、ステップ５で、図４に示すように、湾曲状態で完全に硬化した引き出し電極２０ａ、２０ｂに、接続基板４に予め形成されている接続電極５ａ、５ｂを熱圧着することにより、他の電気回路に接続するための接続基板４を接合した。このとき、接続電極５ａ、５ｂは、銀ペーストあるいは異方性導電ペーストからなり、ここでは銀ペーストを１５０℃、１秒間、１００ｇ／cm２の圧力で熱圧着した。
【００３７】
この様にして、本発明の製造方法で作製した、図４に示すリング状の太陽電池装置３は、装置を湾曲した状態としても、図１０中のＩ−Ｖ特性４０で示した平坦な状態での太陽電池装置３の特性と同じく、安定した挙動を取ることが確認できた。このＩ−Ｖ特性の安定化は、引き出し電極２０ａ、２０ｂと下部電極１１と上部電極１３間での急激な抵抗の上昇が起こっていないことを示している。なお、本発明の製造方法で作製した、太陽電池装置３の接続基板４を熱圧着した箇所の断面を、ＳＥＭ（走査線型電子顕微鏡）により観察したが、引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３および下部電極１１間が剥離し、間隙が発生するなどの不良箇所は全く観察されなかった。
【００３８】
以上の結果から、本発明の太陽電池装置の製造方法を採用すれば、リング状に湾曲させることによって、太陽電池素子１における引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３と下部電極１１との間に剥離による間隙が発生するなどの問題がなくなる。その結果、光電変換層１２で発生した光起電力を、常に安定して、時計の駆動部に供給することが可能になるため、長時間に亘り、駆動可能な太陽電池付き電子時計となる。
【００３９】
［第２の実施形態］
次に、本発明の太陽電池装置の他の製造方法について説明する。
第１の実施形態では、素子を湾曲させた上で、仮硬化状態の引き出し電極２０ａ、２０ｂを本硬化する工程と、太陽電池素子１に接続基板４を接合する工程を、別々の工程にて行う例を示したが、本実施形態では、これら工程（図１のステップ４とステップ５）を同時に行う。他の工程は、第１の実施形態と同じであるので、下記説明では、この相違点について主に説明をし、重複する説明は割愛する。
【００４０】
まず、図２に示したステップ１〜３に沿って、熱硬化性樹脂の導電性ペーストで形成された、仮硬化した引き出し電極２０ａ、２０ｂを有する太陽電池素子１を形成する。
【００４１】
次に、図３に示すように、太陽電池素子１を湾曲させ、図４に示すように、この湾曲状態を保ったまま、接続基板４に形成された、熱硬化性樹脂の導電性ペーストからなり、仮硬化状態の接続電極５ａ、５ｂと、同じく仮硬化状態の引き出し電極２０ａ、２０ｂとを重ねあわせる。
【００４２】
次に、この太陽電池素子１を湾曲させた状態であって、ともに仮硬化状態の接続電極５ａ、５ｂと引き出し電極２０ａ、２０ｂとを、接続基板４の接続面とは反対側から熱圧着することにより、これら接続電極５ａ、５ｂと引き出し電極２０ａ、２０ｂとを、同時に本硬化させる。
【００４３】
このとき仮硬化状態の、接続電極５ａ、５ｂと引き出し電極２０ａ、２０ｂは、樹脂バインダーとして熱硬化性樹脂を含む導電性ペーストなので、仮硬化した状態で更に熱が掛けられると、この仮硬化状態の導電性ペーストは一旦軟化した後に完全に硬化する。したがって、これら部材の接合段階で、両電極が仮硬化していたとしても、確実に電気的導通を持って接続することができる。
【００４４】
この様な工程を経ることにより、引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３と下部電極１１間の剥離現象が防止できるだけでなく、図示しない接続基板４における金属配線と、導電ペーストからなる接続電極５ａ、５ｂとの接続の安定化も図ることができるので、第１の実施形態よりも、更に信頼性を向上させた装置とすることができる。
【００４５】
なお、上記工程における、引き出し電極２０ａ、２０ｂを本硬化する工程と、太陽電池素子１に接続基板４を接合する工程を同時に行うにあたって、接続電極５ａ、５ｂの導電性ペーストの主成分である樹脂バインダーと、引き出し電極２０ａ、２０ｂの導電性ペースト主成分である樹脂バインダーに、共通の樹脂材料を用いるのが望ましい。この様に同じ樹脂バインダーを使用して接合工程を行うことで、同じ温度で確実に硬化反応が進めて、上記接合および本硬化を行うことができる。
【００４６】
［第３の実施形態］
次に、本発明の太陽電池装置の更に他の製造方法について説明する。図５は、本発明のステップ５の他の例を説明するための図である。なお、本図面では、接続基板４と太陽電池素子１との接続箇所の断面のみを示している。
【００４７】
第３の実施形態の製造方法は、第３の実施形態のように、接続基板４に接続電極５ａ、５ｂを設けず、接続基板４に設けた電極パッドに、直に引き出し電極２０ａ、２０ｂを接合しようとするものである。他の工程は、第２の実施形態と同じであるので、下記説明では、この相違点について主に説明をし、重複する説明は割愛する。
【００４８】
まず、図１に示したステップ１〜３に沿って、熱硬化性樹脂の導電性ペーストで形成された、仮硬化した引き出し電極２０ａ、２０ｂを有する太陽電池素子１を形成し、図３に示した、太陽電池素子１を湾曲させる所までは、先の実施形態と同じである。
【００４９】
次に、この湾曲状態を保ったまま、太陽電池素子１と接続基板４とを接続するが、本実施形態では、図５に示すように、太陽電池素子１の引き出し電極２０ａ、２０ｂと、接続基板４の電極パッド６ａ、６ｂとを重ねあわせる。
【００５０】
次に、この太陽電池素子１を湾曲させた状態であって、仮硬化状態の引き出し電極２０ａ、２０ｂと電極パッド６ａ、６ｂとを介して、接続基板４の接続面とは反対側から熱圧着する。このとき仮硬化状態の導電性ペーストからなる引き出し電極２０ａ、２０ｂは、第３の実施形態と同様に、一旦軟化した後に完全に硬化する。この様にして、引き出し電極２０ａ、２０ｂの本硬化と、太陽電池素子１と接続基板４との接合を同時に行うことができ、両部材が確実に電気的導通を取る接続を実現する。
【００５１】
上記工程を経ることにより、引き出し電極２０ａ、２０ｂと、上部電極１３と下部電極１１間の剥離現象が防止できるだけでなく、引き出し電極２０ａ、２０ｂと、接続基板４における電極パッド６ａ、６ｂとの接続の安定化も図ることができる。また、本実施形態の製造方法によれば、第１、第２の実施形態のように、接続電極５ａ、５ｂを設ける必要がないので、第１の実施形態よりも、更に信頼性を向上させた装置とすることができる。
【００５２】
［第４の実施形態］
次に、本発明の製造方法で形成した太陽電池装置を搭載した太陽電池付き電子時計について図６を用いて説明する。図６（ａ）は、この太陽電池付き電子時計の正面図を示し、図６（ｂ）は、（ａ）図におけるＧ−Ｇ’断面図を示している。
【００５３】
図６（ａ）に示す様に、太陽電池付き電子時計５００を構成する文字板２５は円形状であり、文字板２５の最外周部に見切りリング２３を設置している。
【００５４】
また、図６（ｂ）に示すように、この太陽電池付き電子時計５００は、時計ケース２７に取り付けられた風防ガラス２１と、その風防ガラス２１と文字板２５との隙間であり、この文字板２５の最外周に透光性の見切りリング２３を配置し、更にその見切りリング２３の外周部に太陽電池装置３を配置している。そして、この太陽電池装置３は、引き出し電極に接続された接続基板４を介して、時計ケース２７に収納されたムーブメント２６の二次電池（図示せず）に接続されている。
【００５５】
これにより、風防ガラス２１を透過して文字板２５と風防ガラス２１間で反射を繰り返した光、または風防ガラス２１を透過した直接光がこの透光性の見切りリング２３に入射し、この見切りリング２３を透過した光を、前述した太陽電池装置３に入射させることができる。そして、これらの入射光により光電交換した光起電力が、文字板５下に配設したムーブメント２６における二次電池に蓄電される。
【００５６】
また、文字板２５には、ほぼ中心部に指針軸を通すだけの貫通孔が設けられており、上記二次電池により得られる電圧を昇圧するための昇圧回路と、指針２４を駆動するための駆動回路を有するムーブメント２６により、指針２４を回転駆動させる。
【００５７】
なお、太陽電池装置３は、文字板２５の外周の時計ケース２７の凹みに、この文字板２５に対して略鉛直して配置される。
【００５８】
この様に、第１および第２の実施形態で示した、導電性ペーストと電極間での、素子を湾曲させたときに掛かる歪み応力が緩和された太陽電池装置３を、太陽電池付き電子時計に適用すれば、太陽電池素子１で発生した光起電力を、時計の駆動部に常に安定して供給することが可能となり、時計の運針が停止してしまうなどの問題は発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の太陽電池装置の製造方法の工程フローを説明するための図である。
【図２】本発明に係る太陽電池素子の製造方法を説明するための図面である。
【図３】図２の続きの工程を示す図面である。
【図４】本発明の製造方法で形成された太陽電池装置を示す図面である。
【図５】本発明の他の製造方法で形成された太陽電池装置を示す図面である。
【図６】本発明の製造方法で形成された太陽電池装置を搭載した太陽電池付き電子時計の構成例を示す図面である。
【図７】従来の太陽電池素子の構成、および製造方法を説明するための図面である。
【図８】従来の太陽電池装置の構成、および製造方法を説明するための図面である。
【図９】従来の太陽電池装置の問題点を説明するための図面である。
【図１０】従来の太陽電池装置の特性を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１ 太陽電池素子
２ｃ 光電変換層領域
３ 太陽電池装置
４ 接続基板
５ａ、５ｂ 接続電極
６ａ、６ｂ 電極パッド
１０ 可撓性基板
１１ 下部電極
１２ 光電変換層
１３ 上部電極
１４ 絶縁保護膜
２０ａ、２０ｂ 引き出し電極
２１ 風防ガラス
２３ 見切りリング
２４ 指針
２５ 文字板
２６ ムーブメント
２７ 時計ケース
５００ 太陽電池付き電子時計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性基板の一方の面に形成された太陽電池素子で発生する光起電力を取り出すための接続基板が、当該太陽電池素子の引き出し電極に接続されて湾曲状態を保って形成される太陽電池装置の製造方法において、
前記可撓性基板の一方の面に、下部電極と光電変換層と上部電極とを順次形成し、
表面で露出する前記下部電極と前記上部電極のそれぞれに、導電性粉体を含む樹脂バインダーからなる導電性ペーストを塗布して、引き出し電極を形成した後に、当該引き出し電極を仮硬化して前記太陽電池素子を形成し、
前記太陽電池素子における前記可撓性基板をリング状に湾曲させ、この湾曲状態を保ったまま、前記引き出し電極を本硬化した後に、前記引き出し電極に前記接続基板を接続する
ことを特徴とする太陽電池装置の製造方法。
【請求項２】
前記引き出し電極を本硬化する工程と、前記引き出し電極と前記接続基板との接続とを、同時に行う
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置の製造方法。
【請求項３】
前記接続基板は、前記引き出し電極との接合を行うための、導電性粉体を含む樹脂バインダーからなる導電性ペーストで形成された接続電極を有し、
前記引き出し電極の前記導電性ペーストと、前記接続電極の前記導電性ペーストに含まれる樹脂バインダーは、同じ樹脂材料である
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池装置の製造方法。
【請求項４】
前記接続基板は、前記引き出し電極との接合を行うための、電極パッドを有し、
前記引き出し電極を軟化させて、前記電極パッドとの接続を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池装置の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂バインダーは、熱硬化性樹脂である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池装置の製造方法。
【請求項１】
可撓性基板の一方の面に形成された太陽電池素子で発生する光起電力を取り出すための接続基板が、当該太陽電池素子の引き出し電極に接続されて湾曲状態を保って形成される太陽電池装置の製造方法において、
前記可撓性基板の一方の面に、下部電極と光電変換層と上部電極とを順次形成し、
表面で露出する前記下部電極と前記上部電極のそれぞれに、導電性粉体を含む樹脂バインダーからなる導電性ペーストを塗布して、引き出し電極を形成した後に、当該引き出し電極を仮硬化して前記太陽電池素子を形成し、
前記太陽電池素子における前記可撓性基板をリング状に湾曲させ、この湾曲状態を保ったまま、前記引き出し電極を本硬化した後に、前記引き出し電極に前記接続基板を接続する
ことを特徴とする太陽電池装置の製造方法。
【請求項２】
前記引き出し電極を本硬化する工程と、前記引き出し電極と前記接続基板との接続とを、同時に行う
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池装置の製造方法。
【請求項３】
前記接続基板は、前記引き出し電極との接合を行うための、導電性粉体を含む樹脂バインダーからなる導電性ペーストで形成された接続電極を有し、
前記引き出し電極の前記導電性ペーストと、前記接続電極の前記導電性ペーストに含まれる樹脂バインダーは、同じ樹脂材料である
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池装置の製造方法。
【請求項４】
前記接続基板は、前記引き出し電極との接合を行うための、電極パッドを有し、
前記引き出し電極を軟化させて、前記電極パッドとの接続を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池装置の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂バインダーは、熱硬化性樹脂である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２１８４９０（Ｐ２００９−２１８４９０Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６２８５８（Ｐ２００８−６２８５８）
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
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