受光元件模塊及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開受光元件模塊及其制造方法。本發(fā)明得到在連接了多個(gè)受光元件的受光元件模塊中針對(duì)設(shè)置面積的光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊。將在背面?zhèn)染哂械?及第2電極的背面連接型的受光元件(10a~10f)通過(guò)具備板狀的主體部(32)和元件間連接部(31)的元件間連接體(30)進(jìn)行連接并構(gòu)成受光元件模塊(1)。該主體部(32)對(duì)第1電極選擇性地直接連接,并且在第2電極中隔著絕緣層配置,除了第2電極的一部分以外,覆蓋受光元件(10a~10f)的背面?zhèn)鹊拇笾抡w。第2電極與元件間連接部(31)連接。而且,主體部在受光元件之間構(gòu)成反射部,構(gòu)成為反射光能夠從第1及第2電極的間隙入射到受光元件(10a~10f)。
【專利說(shuō)明】受光元件模塊及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及受光元件模塊及其制造方法,特別涉及將在一個(gè)主面?zhèn)染哂姓龢O和負(fù)極這兩方的電極的受光元件使用以連成一塊的方式進(jìn)行連接的元件間連接體相互連接而成的受光元件模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]以往,公開了如下受光元件模塊,在該受光元件模塊中,不在受光面?zhèn)仍O(shè)置電極而在非受光面?zhèn)仍O(shè)置了正極和負(fù)極的受光元件縱橫地并列設(shè)置多個(gè),將一個(gè)受光元件的正極和鄰接的受光元件的負(fù)極用被稱為內(nèi)部連線器的元件間連接體進(jìn)行了連接。
[0003]在這樣的受光元件模塊中,一般情況下,為了對(duì)第I受光元件的背面中所形成的正電極和第2受光元件的背面中所形成的負(fù)電極進(jìn)行電連接,用元件間連接體連接了元件之間。作為該元件間連接體,一般使用對(duì)銅箔等導(dǎo)電性高的金屬的整面進(jìn)行了焊料包覆的連接體。在元件間連接體的連接中,在作為由銀等金屬構(gòu)成的元件電極(以下還有時(shí)稱為電極)的正電極或者負(fù)電極上配置元件間連接體來(lái)加熱,部分性地或者在全長(zhǎng)上,將元件間連接體和元件電極進(jìn)行壓接,從而進(jìn)行連接。
[0004]當(dāng)僅在受光元件的一個(gè)面上配置了正和負(fù)這兩個(gè)電極的背面連接型的受光元件的情況下,元件間連接體安裝到受光元件的背面即可,所以不會(huì)覆蓋受光元件的受光面。因此,具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠使元件間連接體以及元件電極的形狀變粗,能夠減小在元件內(nèi)進(jìn)行集電的電阻以及用于連接元件之間的電阻,將光轉(zhuǎn)換為電的效率即光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良。
[0005]作為這樣的背面連接型的受光元件模塊,有如下背面連接型的受光元件模塊:許多細(xì)長(zhǎng)的線狀電極在元件的端部匯總連接于匯流(母線)電極或者電流取出電極,使用元件間連接體將受光元件相互連接到電流取出電極(專利文獻(xiàn)I)。在這樣的受光元件模塊中,用許多細(xì)長(zhǎng)的線狀電極,將發(fā)電電流集電至元件的端部為止,電流從該端部通過(guò)元件間連接體流向鄰接的元件。
[0006]另外,還提出了在元件上隔著絕緣層用2層構(gòu)造形成了正和負(fù)的電極的太陽(yáng)能電池元件(專利文獻(xiàn)2)。在該構(gòu)造中,相比于專利文獻(xiàn)1,能夠增大元件的每投影面積的電極面積,作為其結(jié)果,針對(duì)受光電流的集電電阻被降低,能夠減小電阻所致的電力損耗。
[0007]進(jìn)而,還公開了如下受光元件模塊:針對(duì)在元件背面形成了正電極和負(fù)電極的元件,配置設(shè)置了與元件背面的正電極和負(fù)電極同等的圖案的金屬電極的樹脂片,將樹脂片上的金屬電極作為元件間連接體兼電流取出電極,連接了多個(gè)元件之間的元件電極(專利文獻(xiàn)3)。
[0008]另外,還公開了如下太陽(yáng)能電池模塊:在單元(受光元件)的背面用2層構(gòu)造成膜形成正和負(fù)的元件電極,元件間連接線與元件電極重疊而配置于元件整體,降低針對(duì)光電流的集電電阻,減小了電阻所致的電力損耗(專利文獻(xiàn)4)。
[0009]在專利文獻(xiàn)I的元件構(gòu)造中,許多細(xì)長(zhǎng)的線狀電極將發(fā)電電流集電至元件的端部為止,在元件的端部匯總連接到匯流(母線)電極或者電流取出電極,向電流取出電極連接元件間連接體,電流通過(guò)元件間連接體流向鄰接的元件。但是,在這樣的元件的構(gòu)造中,需要通過(guò)線狀電極將發(fā)電電流集電至元件的端為止,存在集電時(shí)的電阻損耗比較大這樣的問(wèn)題。另外,在專利文獻(xiàn)I中,元件電極的正極和負(fù)極在平面上的位置關(guān)系是一定的,所以需要制作由多個(gè)元件形成的串(String),在這些連接的部分、即串的折返部分中,在串之間配置導(dǎo)體來(lái)連接。因此,存在在元件以外的部分中需要面積,無(wú)法提高作為模塊的光電轉(zhuǎn)換效率這樣的問(wèn)題。
[0010]另外,在專利文獻(xiàn)2中,分2層形成了元件的正和負(fù)的電極,為了制作這樣的構(gòu)造的元件,花費(fèi)成本,雖然一方的電極覆蓋元件背面整面,但難以通過(guò)在元件上使電極的厚度增大來(lái)謀求充分地降低集電電阻,存在無(wú)法充分地減小電阻所致的電力損耗這樣的問(wèn)題。
[0011]在專利文獻(xiàn)3中,不在元件上形成電流取出電極、匯流電極,將形成了金屬圖案的樹脂膜用作元件間連接體,在模塊化時(shí),需要進(jìn)行元件間連接體和受光元件上的電極的對(duì)位。因此,在專利文獻(xiàn)3的模塊構(gòu)造中,為了防止正電極和負(fù)電極之間的短路而所需的間隔不僅依賴于元件電極的位置精度,還依賴于元件與樹脂膜之間的對(duì)位精度。例如,在為了高精度的對(duì)位而在元件中加入了對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志(alignment mark)的情況下,需要導(dǎo)入形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志的工序,在用銀電極形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志的情況下,需要相應(yīng)量的銀,并且,與具有高精度的對(duì)位機(jī)構(gòu)的情況相應(yīng)地,還需要裝置成本。除此以外,還有由于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志部而光電轉(zhuǎn)換效率降低的情況。
[0012]進(jìn)而,另外,在專利文獻(xiàn)4中,通過(guò)2層構(gòu)造在受光元件背面成膜形成了正和負(fù)的電極,元件間連接線與元件電極重疊而配置于元件整體,所以雖然針對(duì)光電流的集電電阻被降低但并不充分,要求通過(guò)進(jìn)一步降低電阻來(lái)降低電力損耗。
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本特表2010 - 521811號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)2:日本特開2001 - 189475號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)3:日本特開2010 - 245399號(hào)公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)4:日本特開2009 - 206366號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0017]但是,根據(jù)上述以往的技術(shù),元件電極與元件間連接體之間的對(duì)位精度不充分,集電電阻帶來(lái)的電力損耗的降低不充分,要求進(jìn)一步提高光電轉(zhuǎn)換效率。
[0018]本發(fā)明是鑒于上述而完成的,其目的在于,得到一種在連接了多個(gè)受光元件的受光元件模塊中相對(duì)設(shè)置面積的光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊及其制造方法。
[0019]為了解決上述課題并達(dá)成目的,本發(fā)明具備:背面連接型的受光元件,在背面?zhèn)染哂械贗以及第2電極;板狀的主體部,選擇性地直接連接于第I電極,并且對(duì)第2電極隔著絕緣層配置,除了所述第2電極的一部分以外,覆蓋受光元件的背面?zhèn)鹊拇笾抡w;以及元件間連接部,與主體部連接,與鄰接的受光元件的第2電極連接,在主體部與受光元件之間構(gòu)成反射部,以反射光能夠從第I以及第2電極的間隙入射到受光元件的方式,連接鄰接的受光元件。
[0020]根據(jù)本發(fā)明,元件間連接體的板狀的主體部覆蓋了受光元件的背面的大致整體,所以至少受光元件上的第I電極針對(duì)元件間連接體的主體部通過(guò)面接觸而連接。因此,連接的第I電極(元件電極)至元件間連接體的連接距離小,并且元件間連接體具有與受光元件相同程度的面積且充分的厚度,從而是低電阻,所以能夠大幅降低電阻損耗。另外,能夠使受光元件的透射光反射而再次入射到受光元件,所以起到如下效果:能夠降低光透射損耗,能夠提高針對(duì)設(shè)置面積的發(fā)電輸出。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是從受光面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式I的受光元件模塊的俯視圖。
[0022]圖2是從背面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式I的受光元件模塊的俯視圖。
[0023]圖3是示意地示出構(gòu)成在實(shí)施方式I中使用的受光元件模塊的受光元件以及與元件間連接體的位置關(guān)系的立體圖,是示出在連接元件間連接體之前的狀態(tài)下從背面?zhèn)扔^察了元件和與元件間連接體連接的受光元件的狀態(tài)的圖。
[0024]圖4(a)是從背面?zhèn)扔^察了在實(shí)施方式I中使用的背面連接型的受光元件的俯視圖,圖4(b)是圖4(a)的A —B剖面圖。
[0025]圖5(a)是示出實(shí)施方式I的受光元件與粘接層的位置關(guān)系的一個(gè)例子的俯視圖,圖5(b)是圖5(a)的A— B剖面圖。
[0026]圖6是示出在實(shí)施方式I中使用的元件間連接體的第I層的俯視圖。
[0027]圖7(a)是示出在實(shí)施方式I中使用的背面連接型的受光元件與元件間連接體的第I層的位置關(guān)系的俯視圖,圖7(b)是示出在實(shí)施方式I中使用的背面連接型的受光元件與元件間連接體的第I層的位置關(guān)系的變形例的俯視圖。
[0028]圖8 (a)是示出在實(shí)施方式I的受光元件模塊中使用的元件間連接體的俯視圖,圖8(b)是圖8(a)的E — F剖面圖、圖8(c)是圖8(a)的E’ — F,剖面圖,圖8(d)是圖8(a)的G— H剖面圖。
[0029]圖9(a)是示出向?qū)嵤┓绞絀的受光元件的元件間連接體的連接工序的工序剖面圖,圖9(b)是示出向?qū)嵤┓绞絀的受光元件的元件間連接體的連接工序的工序剖面圖,圖9(c)是示出向?qū)嵤┓绞絀的受光元件的元件間連接體的連接工序的工序剖面圖。
[0030]圖10是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的結(jié)構(gòu)的剖面圖,是圖1以及圖2的C 一D剖面圖。
[0031]圖11是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的安裝工序的流程圖。
[0032]圖12(a)是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的安裝工序的工序說(shuō)明圖,圖12(b)是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的安裝工序的工序說(shuō)明圖,圖12(c)是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的安裝工序的工序說(shuō)明圖。
[0033]圖13(a)是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的安裝工序的工序說(shuō)明圖,圖13(b)是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的安裝工序的工序說(shuō)明圖。
[0034]圖14(a)是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的安裝工序的工序說(shuō)明圖,圖14(b)是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的安裝工序的工序說(shuō)明圖。
[0035]圖15是從受光面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式2的受光元件模塊的俯視圖。
[0036]圖16(a)是從背面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式2的受光元件模塊的俯視圖,圖16(b)是從背面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式2的受光元件模塊的主要部分放大俯視圖。
[0037]圖17是示意地示出構(gòu)成在實(shí)施方式2中使用的受光元件模塊的受光元件以及與元件間連接體的位置關(guān)系的立體圖,是示出在連接元件間連接體之前的狀態(tài)下從背面?zhèn)扔^察了元件和與元件間連接體連接的受光元件的狀態(tài)的圖。
[0038]圖18是示出在實(shí)施方式2中使用的元件間連接體的連接部的立體圖。
[0039]圖19(a)是示出在實(shí)施方式2中使用的元件間連接體的主體部的俯視圖,圖19(b)是示出在實(shí)施方式2中使用的元件間連接體的主體部的主要部分放大俯視圖,圖19(c)是示出在實(shí)施方式2中使用的元件間連接體的主體部的主要部分放大剖面圖。
[0040]圖20 (a)是示出在實(shí)施方式2中使用的背面連接型的受光元件與元件間連接體的主體部的位置關(guān)系的俯視圖,圖20(b)是示出實(shí)施方式2的受光元件和元件間連接體的結(jié)構(gòu)的剖面圖,是圖16(a)的E — F剖面圖。
[0041]圖21 (a)是示出實(shí)施方式2的受光元件模塊的結(jié)構(gòu)的剖面圖,是圖16(a)的C2 —D2剖面圖,圖21(b)是示出實(shí)施方式2的受光元件模塊的結(jié)構(gòu)的剖面圖,是圖16(a)的C3 —D3剖面圖。
[0042]圖22是從受光面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式3的受光元件模塊的俯視圖。
[0043]圖23是從背面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式3的受光元件模塊的俯視圖。
[0044]圖24(a)是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的元件間連接體的圖,圖24(b)是圖23以及圖24(a)的O1部分的放大圖,圖24(c)是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的串的折返部的元件間連接體的圖,圖24(d)是圖23以及圖24(c)的O2部分的放大圖,圖24(e)是圖24(a)以及圖24(c)的剖面圖。
[0045]圖25(a)是示出在實(shí)施方式3中使用的受光元件的俯視圖,圖25(b)是示出用于受光元件的電極形成的接觸位置的圖。
[0046]圖26是示出實(shí)施方式3的元件基板上的電極和絕緣層的接觸形狀的一個(gè)例子的俯視圖,是從背面(非受光面)側(cè)透射元件間連接體而觀察了做好的帶元件間連接體的受光元件的情況的透視圖。
[0047]圖27(a)是示出在實(shí)施方式3的受光元件模塊中使用的元件間連接體的俯視圖,圖27(b)是示出在受光元件上形成粘接層而連接了元件間連接體的狀態(tài)的圖。
[0048]圖28是示出帶元件間連接體的受光元件模塊的圖。
[0049]圖29是示出受光元件與元件間連接體的連接的狀態(tài)的剖面圖。
[0050]圖30(a)是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的剖面圖,是圖23的C2 — D2剖面圖,圖30(b)是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的剖面圖,是圖23的C3 - D3剖面圖。
[0051]圖31是示出實(shí)施方式3的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0052]圖32是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的流程圖。
[0053]圖33 (a)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖,圖33(b)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖,圖33(c)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖。
[0054]圖34 (a)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖,圖34(b)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖,圖34(c)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖。
[0055]圖35 (a)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖,圖35(b)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖。
[0056]圖36 (a)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖,圖36(b)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖。
[0057]圖37是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的變形例I的帶元件間連接體的受光元件的俯視圖。
[0058]圖38是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的變形例I的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0059]圖39是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的變形例2的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0060]圖40是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的變形例3的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0061]圖41是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的變形例4的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0062]圖42 (a)是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的變形例5的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖,圖42(b)是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的變形例5的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0063]圖43 (a)是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的變形例6的帶元件間連接體的受光元件的俯視圖,圖43(b)是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的變形例6的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0064]圖44是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的變形例6的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0065]圖45(a)是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的變形例7的受光元件的剖面圖,圖45(b)是示出在基板內(nèi)形成的導(dǎo)電層的位置與元件間連接體的位置關(guān)系的圖,是示出與圖45 (a)的剖面正交的包括點(diǎn)狀電極的面的圖。
[0066]圖46 (a)是從表面(與元件電極連接的面)側(cè)觀察了實(shí)施方式4的元件間連接體的主體部的俯視圖,圖46(b)是從背面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式4的元件間連接體的主體部的俯視圖。
[0067]圖47是元件間連接體的剖面圖。
[0068]圖48是本實(shí)施方式4的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0069]圖49(a)是用通過(guò)與元件間連接體連接的點(diǎn)狀電極的部分切斷出的本實(shí)施方式4的受光元件模塊的剖面圖,圖49(b)是用通過(guò)另一方的極性的元件電極的部分切斷出的本實(shí)施方式4的受光元件模塊的剖面圖。
[0070]圖50(a)是形成了電連接體之后的本實(shí)施方式4的元件間連接體的俯視圖,圖50(b)是實(shí)施方式4的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖,圖50 (C)是實(shí)施方式4的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0071]圖51是示出實(shí)施方式4的帶元件間連接體的受光元件的變形例的圖。
[0072]圖52 (a)是從表面(與元件基板連接的面)側(cè)觀察了實(shí)施方式5的元件間連接體的俯視圖,圖52 (b)是實(shí)施方式5的元件間連接體的剖面圖,是示意地示出通過(guò)圖53的A —B以及C —D的剖面的圖。
[0073]圖53是示出實(shí)施方式5的元件間連接體的一部分以及與線狀電極的一部分的位置關(guān)系的立體圖。
[0074]圖54是實(shí)施方式5的帶元件間連接體的受光元件的俯視圖。
[0075]圖55是示出使實(shí)施方式5的元件間連接體重疊到受光元件的工序的圖。
[0076]圖56是示出實(shí)施方式5的元件間連接體的變形例的立體圖。
[0077]符號(hào)說(shuō)明
[0078]1:受光元件模塊;10、10a?10f.310.310a?310f:受光元件;11:元件基板;12:線狀電極;12D:點(diǎn)狀電極;12a:負(fù)電極第I層;12b:負(fù)電極第2層;12c:負(fù)電極第3層;12d:負(fù)電極第4層;13:電流取出電極;14:集電電極;14a:正電極第I層;14b:正電極第2層;14c:正電極第3層;15:電流取出電極;16、17:半導(dǎo)體區(qū)域;18:鈍化膜;21、33:電連接體;22:密封材料;23:受光面?zhèn)戎髅娌牧希?5:背面?zhèn)戎髅娌牧希?6:粘接層;26b:元件間連接體上的絕緣層;26c:受光元件上的絕緣層;30、130、230、930、1030、1230:元件間連接體;31、131、231、931、1031:元件間連接體的元件間連接部;32A:元件間連接體的元件背部分(主體部);32B:外側(cè)部分;32、132、232、532、632、732、832、932、1032、1132、1232:元件間連接體的主體部;32R1、132R1、232R1、532R1、632R1、732R1、832R1、932R1、1232R1:凸部;32R2、132R2、232R2、532R2、632R2、732R2、832R2、932R2、1232R2:凹部;30e:串端部的元件間連接體;38:電流引出線;50:元件間連接體的元件背部分(主體部)的基材;51:構(gòu)成元件間連接體的元件背部分(主體部)與元件間連接部的連接部分的鍍覆層;52:元件側(cè)表面層(占據(jù)元件間連接體上的大部分的元件側(cè)的第一層反射層);53:元件電極與元件間連接體的主體部的電連接區(qū)域(與元件的連接層)。
【具體實(shí)施方式】
[0079]以下,參照附圖,詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的元件間連接體、受光元件以及受光元件模塊和它們的制造方法。另外,本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式,能夠在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)適當(dāng)變更。另外,在附圖中,為了易于理解,有各部件的縮尺與實(shí)際不同的情況。在各附圖間也是同樣的。進(jìn)而,在以下的實(shí)施方式中,對(duì)相同的構(gòu)成要素,附加相同的符號(hào),針對(duì)在某個(gè)實(shí)施方式中說(shuō)明的構(gòu)成要素,在其他實(shí)施方式中,省略其詳細(xì)的說(shuō)明。另外,以下所示的尺寸是一個(gè)例子,在將聚光型太陽(yáng)能電池、熱電動(dòng)勢(shì)元件等用作受光元件的情況下,能夠在更小的狀態(tài)下使用。
[0080]實(shí)施方式1.
[0081]圖1是從受光面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式I的受光元件模塊的俯視圖,圖2是從背面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式I的受光元件模塊的俯視圖。圖3是示意地示出構(gòu)成實(shí)施方式I的受光元件模塊的受光元件以及與元件間連接體的位置關(guān)系的立體圖,是示出在連接元件間連接體之前的狀態(tài)下從背面?zhèn)扔^察了元件和與元件間連接體連接的受光元件的狀態(tài)的圖。圖4(a)從背面?zhèn)扔^察了在實(shí)施方式I中使用的背面連接型的受光元件的俯視圖,圖4(b)是圖4(a)的A — B剖面圖。圖5(a)是示出實(shí)施方式I的受光元件與粘接層的位置關(guān)系的一個(gè)例子的俯視圖,圖5(b)是圖5(a)的A —B剖面圖。圖6是示出在實(shí)施方式I中使用的元件間連接體的第I層的俯視圖。圖7(a)是示出在實(shí)施方式I中使用的背面連接型的受光元件與元件間連接體的第I層的位置關(guān)系的俯視圖。圖7(b)是示出在實(shí)施方式I中使用的背面連接型的受光元件與元件間連接體的第I層的位置關(guān)系的俯視圖。圖8(a)?圖8(d)是示出在實(shí)施方式I的受光元件模塊中使用的元件間連接體的圖,圖8(a)是俯視圖,圖8(b)是圖8(a)的E — F剖面圖,圖8(c)是圖8(a)的E’一 F’剖面圖,圖8 (d)是圖8(a)的G —H剖面圖。圖9(a)?圖9(c)是示出向?qū)嵤┓绞絀的受光元件的元件間連接體的連接工序的工序剖面圖,圖9(b)、(c)是帶元件間連接體的受光元件,是圖1以及圖2的A— B剖面圖。圖10是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的剖面圖,是圖1和圖2的C 一 D剖面圖。圖11是示出該受光元件模塊的安裝工序的流程圖,圖12(a)?圖12 (C)、圖13(a)?圖13(b)、圖14(a)?圖14(b)是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的安裝工序的工序說(shuō)明圖。另外,在圖1、圖2、圖7(a)、圖8(a)?圖8(d)中,為了易于觀察,省略了元件密封材料、框架、接線盒(連接箱)的圖示,在圖1、圖2、圖7(a)中,省略了受光面和背面中使用的模塊主面材料的圖示。還有時(shí)將受光元件10根據(jù)串上的位置稱為1a?10f。
[0082]本實(shí)施方式的元件間連接體30用來(lái)連接在背面?zhèn)染哂械贗以及第2電極的背面連接型的受光元件1a?1f,具備覆蓋受光元件的背面的大致整體的主體部32、和與主體部32連接且與鄰接的受光元件的第2電極連接的元件間連接部31 (圖1?3)。在該主體部32中,與受光元件10的第I電極的連接點(diǎn)(連接區(qū)域)以外的部分的表面由針對(duì)透射受光元件的光的反射性高的光反射體構(gòu)成。另外,主體部32選擇性地直接連接于受光元件1a?1f的作為第I電極的線狀電極12,并且對(duì)作為第2電極的集電電極14是隔著作為絕緣層的粘接層26配置的。而且,除了主體部32導(dǎo)致的反射以外,在該主體部32與受光元件1a?1f之間構(gòu)成反射部,反射光從第I以及第2電極(線狀電極12、集電電極14)的間隙向受光元件1a?1f入射,提高光電轉(zhuǎn)換效率。
[0083]另外,在本實(shí)施方式中,元件間連接體30的主體部32如圖8(a)?圖8(d)所示,由2層構(gòu)造體構(gòu)成,該2層構(gòu)造體由以抵接到受光元件10的背面的方式形成的作為第I層的元件背部分(主體部)32A、和作為第2層的外側(cè)部分32B構(gòu)成。33是由焊料鍍覆層構(gòu)成的電連接體。元件背部分(主體部)32A由具有可撓性的薄的導(dǎo)電體箔構(gòu)成,具有凹凸以選擇性地連接于元件電極中的一方例如作為第I電極的線狀電極12 (以及電流取出電極13),外側(cè)部分32B具有平坦構(gòu)造,與元件間連接部31連續(xù)地形成。而且,與該外側(cè)部分32B —體地形成的元件間連接部31抵接到鄰接的受光元件10的作為第2電極的電流取出電極15。另外,除了元件背部分(主體部)32A與線狀電極12的連接點(diǎn)以外,在與受光元件10之間,填充了由包含反射性粒子的絕緣性樹脂構(gòu)成的粘接層26。
[0084]因此,在使用元件間連接體30將背面連接型的受光元件1a?1f連接而成的受光元件模塊I中,至少受光元件1a?1f上的(作為第I電極的)線狀電極12在受光元件的主面上廣泛分布,在基板表面的整個(gè)區(qū)域中被連接到元件間連接體30的平面形狀部分。
[0085]根據(jù)本實(shí)施方式的元件間連接體、受光元件以及受光元件模塊,從所連接的元件電極至元件間連接體30為止的連接距離小,而且能夠使用與受光元件1a?1f相同程度的面積的導(dǎo)電體,所以電阻損耗小。另外,能夠使透射了受光元件1a?1f的透射光反射,再次入射到受光元件,能夠降低光透射損耗,能夠得到相對(duì)設(shè)置面積的發(fā)電輸出高的受光兀件模塊I。
[0086]另外,關(guān)于主體部32,能夠在用于光反射的元件背部分(主體部)32A和進(jìn)行電氣以及機(jī)械性的連接的外側(cè)部分32B以及元件間連接部31中使用不同的材料,能夠提高連接性和光利用效率。另外,元件間連接部31和外側(cè)部分32B由金屬的連續(xù)體構(gòu)成,所以具有不會(huì)使光泄露等的特征。
[0087]另外,根據(jù)需要,能夠使第I電極比第2電極更向所述元件間連接體側(cè)突出,所以能夠通過(guò)高度來(lái)分離導(dǎo)電部和絕緣部,在該情況下,不需要將元件間連接體連接到元件時(shí)的精密的對(duì)位。
[0088](受光元件模塊的構(gòu)造)
[0089]此處,首先,在說(shuō)明了用元件間連接體連接了受光元件的受光元件模塊的構(gòu)造之后,說(shuō)明受光元件的構(gòu)造,然后,說(shuō)明將受光元件間進(jìn)行連接的元件間連接體的構(gòu)造。
[0090]實(shí)施方式I的受光元件模塊I如圖1和圖2所示,背面連接型的受光元件1a?1f以連成一塊的方式串聯(lián)地連接而構(gòu)成。在圖1、2中未圖示的、作為受光面?zhèn)戎髅娌牧?3的玻璃板與作為背面?zhèn)戎髅娌牧?5的背面片之間,通過(guò)密封材料22密封了圖1、2所示的受光元件列。
[0091]各受光元件1a?1f之間通過(guò)元件間連接體30電連接,形成直線狀的元件列(串),串之間通過(guò)串間連接體34電連接。
[0092]在連成一塊的元件列的末端的受光元件10a、10f中,電流引出線38與元件連接,成為如下狀態(tài):2條電流引出線38的一部分從背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?2以及背面?zhèn)戎髅娌牧?5中所形成的孔的部分露出到密封材料22和背面?zhèn)戎髅娌牧?5之外。從背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?2露出的電流引出線38與接線盒中的導(dǎo)線連接,通過(guò)與接線盒連接的電纜(cable)取出到受光元件模塊I的外部,從而成為受光元件模塊I。
[0093]實(shí)施方式I的受光元件1a?1f如圖3以及圖4(a)以及圖4 (b)所示,由作為主面的表面(受光面)和背面(非受光面)的平面形狀是大致矩形且厚度是例如0.1?0.5_的薄板狀的、具有Pn結(jié)的受光元件用的半導(dǎo)體基板(以下還有時(shí)稱為元件基板)11構(gòu)成。大致矩形是指,具有相互垂直的2組平行的邊的四邊形形狀即可。在圖中,示出了正方形的角的一部分被切掉了的形狀的例子,但也可以是長(zhǎng)方形。特別是,在使用了單晶體的受光元件中,在從圓柱的單晶體坯料形成矩形的基板時(shí),為了減少?gòu)膱A形切成矩形而成為浪費(fèi)的部分,多數(shù)情況下使用圖3以及圖4(a)所示那樣的角的一部分被切掉的形狀的基板,這樣的形狀也包含于前述的大致矩形中。除此以外,也可以是三角形、六邊形、八邊形等形狀。
[0094]作為這樣的受光元件,還能夠利用使用了具有pn結(jié)的晶體硅的晶體硅系受光元件、使用了砷化鎵等的化合物半導(dǎo)體的化合物系受光元件等。另外,Pn結(jié)既可以通過(guò)雜質(zhì)擴(kuò)散來(lái)形成,也可以是通過(guò)非晶硅或者微晶硅等的薄膜形成的異質(zhì)結(jié)型的元件。
[0095]如圖3所示,在受光元件1a?1f的背面?zhèn)鹊膮^(qū)域中,作為一方的極的電極,形成了線狀電極12和電流取出電極13,作為另一方的電極,形成了集電電極14和電流取出電極15。關(guān)于這些線狀電極12和電流取出電極13,作為與元件用的元件基板11接觸的部分,為了對(duì)透射了元件的光進(jìn)行反射的目的,優(yōu)選使用主要包含了鎳、錫、銅、銀、金、其混合體以及合金等在寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)光反射率高的材料的金屬材料,設(shè)為反射金屬層。通過(guò)在該反射金屬層上,作為第2層,層疊抑制與金屬材料、反射金屬層的反應(yīng)的阻擋(barrier)層等,從而能夠提高線狀電極中的電氣傳導(dǎo)。作為為此的材料,能夠使用鎳、錫、銅、銀、其混合體以及合金等。除此以外,在例如通過(guò)異質(zhì)結(jié)形成了半導(dǎo)體結(jié)的受光元件的情況下,也可以使用層疊了由銦氧化物等來(lái)形成的透光性電極和鋁、銀、金等的結(jié)構(gòu)。
[0096]作為線狀電極的最外層,期望使用在模塊化時(shí)適合于與元件間連接體進(jìn)行連接的材料。例如,在使用焊料來(lái)連接元件和元件間連接體的情況下,期望使用銅、錫、銀等。
[0097]本實(shí)施方式I的線狀電極12和集電電極14是將通過(guò)光生載流子生成而產(chǎn)生的電荷從半導(dǎo)體基板取出并且集電的電極,隔開適當(dāng)?shù)拈g隔而配設(shè)。線狀電極12的圖案根據(jù)通過(guò)摻雜來(lái)形成的結(jié)或者異質(zhì)結(jié)、基板電阻等而不同,例如具有如下構(gòu)造:以0.05?0.5mm程度的寬度在規(guī)定的方向上延伸的直線形狀部按照0.2?2.5mm的周期配置在與電極的延伸方向正交的方向上。集電電極14的圖案也根據(jù)通過(guò)摻雜來(lái)形成的結(jié)或者異質(zhì)結(jié)等而不同,例如具有如下構(gòu)造:以寬度0.2?2mm程度的寬度在規(guī)定的方向上延伸的直線形狀部按照0.2?2.5mm的周期配置在與電極的延伸方向正交的方向上。
[0098]另外,電流取出電極13與一方的極性的線狀電極12連接,作為將由線狀電極12集電的電流向受光元件10的外部取出的電流取出電極發(fā)揮功能。另外,將多個(gè)受光元件之間進(jìn)行電連接的元件間連接體30和電流取出電極13在與線狀電極12正交的方向上在受光元件10上延伸地形成。進(jìn)而,電流取出電極13與元件間連接體30連接,所以比線狀電極12粗的情況多,具有例如I?2mm程度的寬度。該寬度優(yōu)選為比基板的少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度小的值。為了該目的,關(guān)于電流取出電極13,也可以形成隔開一定的距離的多個(gè)線狀的電極。另外,當(dāng)間距在排列方向上是Imm程度、且元件基板的尺寸是156mm的情況下,集電電極14的個(gè)數(shù)成為150程度,但在圖3、4(a)、5(a)以及其以后的圖中,示意化而減少個(gè)數(shù)來(lái)顯示。在其以后,關(guān)于元件電極以及與其對(duì)應(yīng)的元件間連接體的主體部32上形成的凹凸部分的大小,也為了容易理解圖內(nèi)的位置關(guān)系而比實(shí)際的縮尺更大地顯示。
[0099]如圖4(a)以及圖4(b)所示,在作為受光元件10的主面的背面?zhèn)鹊囊徊糠謪^(qū)域中,形成了與線狀電極12、電流取出電極13不同極性的集電電極14和電流取出電極15,作為背面電極。集電電極14設(shè)置于背面?zhèn)鹊拇笾抡婊蛘咭徊糠謪^(qū)域中,具有將電流匯集到電流取出電極15為止的功能。集電電極14能夠通過(guò)以例如Al (鋁)、銀、銅為主成分的材料以及將它們層疊而成的材料構(gòu)成。
[0100]電流取出電極15與一方的極性的集電電極14連接,作為將由集電電極14集電的電流向受光元件10的外部取出的電流取出電極發(fā)揮功能。電流取出電極15期望由主要包含Ag、鋁、銅的金屬材料以及其層疊體構(gòu)成。這樣由集電電極14集電的電流經(jīng)由元件間連接體30被取出到外部。
[0101]這些電極的電極高度在線狀電極12、集電電極14、電流取出電極13、15之間可以是不同的高度,但在本實(shí)施方式I中,敘述成為大致相同的高度的情況。在該情況下,圖4(a)以及圖4(b)的線狀電極12、集電電極14、電流取出電極13、15的電極的高度優(yōu)選設(shè)為I?50 μ m程度。
[0102]另外,此處,作為線狀電極12,示出了以Ag為主成分的材料在背面形成為細(xì)線狀并集電的情況,但未必是線形狀,也可以是多個(gè)點(diǎn)狀的電極相離開而成的電極群。另外,除此以外,背面電極也可以是在負(fù)電極與正電極之間被絕緣、且在大致整面中所形成的透光性導(dǎo)電膜和金屬電極的層疊構(gòu)造。另外,在本實(shí)施方式的構(gòu)造的模塊中,能夠?qū)⒃g連接體30的主體部32和集電電極12直接連接,所以并不一定設(shè)置電流取出電極13。
[0103]關(guān)于本實(shí)施方式的受光元件10,為了提高電流取出效率,需要將少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度設(shè)為比元件電極間的距離更長(zhǎng),因此,元件表面優(yōu)選被非活性化(鈍化)。作為這樣的元件構(gòu)造的例子,可以舉出通過(guò)在單晶硅基板上形成的非晶硅膜、微晶硅制作的異質(zhì)結(jié)型太陽(yáng)能電池。不是特別限定為背面連接型的受光元件,但在使用了例如異質(zhì)結(jié)的受光元件的情況下,作為元件基板11,在單晶體η型硅基板的兩面,形成5nm程度的厚度的本征非晶硅膜,在其上層疊而分別形成P型非晶硅膜以及η型非晶硅膜。此處,能夠采用如下構(gòu)造:在一方的極性的電極部分、例如集電電極14、電流取出電極15所形成的部分中,形成ρ型非晶硅膜,在作為另一方的極性的電極部分的線狀電極12、電流取出電極13所形成的部分中,形成η型非晶硅膜,在這些電極之間形成的間隙,形成了本征非晶硅膜、或者氧化硅膜等絕緣膜。
[0104]進(jìn)而,也可以在非受光面?zhèn)鹊淖钔鈱有纬摄熝趸锏韧腹庑噪姌O,能夠設(shè)為在一方的電極部分與另一方的電極之間使銦氧化物間電氣分離的構(gòu)造。在該透光性導(dǎo)電膜以及雜質(zhì)摻雜非晶硅膜的層疊膜上,形成線狀電極12、電流取出電極13、集電電極14、電流取出電極15。另一方面,在受光面?zhèn)?,作為鈍化膜層疊η型非晶硅膜,并且,作為反射防止膜層疊通過(guò)濺射、CVD法等而成膜的非晶硅氮化膜或者二氧化鈦等高折射率膜而形成。
[0105](元件間連接體與元件電極之間的連接方法)
[0106]然后,在對(duì)元件間連接體與元件電極之間進(jìn)行連接時(shí),由于這樣的元件背面電極在元件的同一面中具有正極和負(fù)極,所以需要使電極之間絕緣。為此,如圖5(a)以及圖5 (b)所示,以如下方式形成粘接層26:僅除了元件的電流取出電極15的一部分以外主要覆蓋集電電極14,使線狀電極12、電流取出電極13的大部分向外部露出。此時(shí),粘接層26也可以在線狀電極12上部分重疊。在形成粘接層26時(shí),能夠使用如下方法:暫且比元件背部分(主體部)32A與元件基板11之間的預(yù)定的間隙更厚地形成粘接層26,之后將元件背部分(主體部)32A按壓到元件基板11而使粘接層26在橫向上擴(kuò)展。在該情況下,粘接層26的寬度比集電電極14的線寬更細(xì)地形成,在連接元件背部分(主體部)32A時(shí)變寬,成為圖5(b)那樣的形狀。
[0107]這樣,為了對(duì)受光元件10與元件間連接體30之間賦予高的粘接強(qiáng)度并且使集電電極14與元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A之間絕緣,元件間連接體30與受光元件10之間的除了焊接的部分以外的部分是通過(guò)粘接層26粘接的。具體而言,能夠使用乙烯乙酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate)、包含填料的環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺等樹脂等,但為了使透射了元件的光通過(guò)元件間連接體反射而再次入射到元件,期望使用盡可能沒有光的吸收的材料。另外,為了上述目的,粘接層26也可以具有光反射或者光散射功能。作為這樣的粘接層26,能夠使用高濃度地包含幾百nm程度的二氧化鈦粒子的乙烯乙酸乙烯酯等。此處使用的無(wú)機(jī)粒子的尺寸優(yōu)選比受光元件10與元件間連接體30之間的距離小一半程度,為了賦予光散射性,優(yōu)選設(shè)為希望散射的光的波長(zhǎng)的一半程度的大小的粒徑。
[0108]此時(shí),作為粘接層26,還能夠?qū)⒏采w集電電極14部分和線狀電極12的一部分但不覆蓋電流取出電極15的大部分的形狀的樹脂膜用作材料。在使用了這樣的樹脂膜的情況下,不會(huì)妨礙線狀電極12和元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A的電連接,另一方面能夠保持集電電極14與元件間連接體的元件背部分(主體部)32A的絕緣?;蛘?也可以預(yù)先在元件間連接體的元件背部分(主體部)32A上涂覆與集電電極14同等的形狀的樹脂,在其以外的部分中涂覆焊料膏,將其作為背面的線狀電極12、電流取出電極13和元件間連接體30的電連接體21。在該情況下,在相對(duì)該電連接體21的熔點(diǎn),在其以后使用的電連接體33的熔點(diǎn)更低時(shí),不會(huì)產(chǎn)生與電連接體21的再熔融相伴的位置偏移等,所以優(yōu)選。另外,其另一方面,粘接層26的熔融溫度優(yōu)選比電連接體21的熔點(diǎn)高。由此,在粘接工序中,通過(guò)將粘接層26保持為熔融溫度以下,能夠防止產(chǎn)生再熔融等。
[0109]另外,作為電連接體21,具體而言,能夠使用錫/銀焊料、導(dǎo)電性粘接劑、導(dǎo)電性帶等。該電連接體21僅形成在各電極之間被連接的部分,主要形成于元件間連接體30和電流取出電極13、15以及線狀電極12的重疊部分(圖5(a)以及圖5(b))。其另一方面,也可以覆蓋元件間連接體30的元件側(cè)的整面、或者兩面的整面,但在該情況下,電連接體21優(yōu)選為光的反射率盡可能聞的材料。另外,錫/銀焊料是指,含有錫和銀的焊料。
[0110]對(duì)于這樣形成的受光元件的背面電極連接圖6所示那樣的元件間連接體30的元件背部分(主體部)32八,成為具有圖7(&)所示的背面的帶元件間連接體的受光元件。另夕卜,作為變形例,也可以如圖7(b)所示,與圖2、圖3、圖7(a)所示的例子不同,成為作為元件電極的線狀電極12、電流取出電極13被元件背部分(主體部)32A以及粘接層26遮擋而在受光元件10的表面中未出現(xiàn)的狀態(tài)。在這樣的構(gòu)造中,如圖7(b)那樣線狀電極12、電流取出電極13被元件背部分(主體部)32A的金屬、由粘接層26構(gòu)成的樹脂覆蓋時(shí),來(lái)自外部的水分侵入等變少,可靠性、耐久性提高,所以優(yōu)選。
[0111]元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A由具有可撓性的導(dǎo)電體箔構(gòu)成,對(duì)例如銅箔預(yù)先進(jìn)行沖壓,成型為如圖8(b)?圖8(d)示出剖面圖那樣的凹凸形狀即可。元件背部分(主體部)32A與一方的電極的線狀電極12以及電流取出電極13通過(guò)電連接體21導(dǎo)通,與另一方的電極的集電電極14通過(guò)粘接層26絕緣。此時(shí),如圖9(a)?圖9(c)示出向受光元件10安裝元件間連接體30的安裝工序那樣,在另一方的集電電極14以及電流取出電極15的部分中,相對(duì)于與一方的線狀電極12以及電流取出電極13對(duì)應(yīng)的部分的元件背部分(主體部)32A,元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A成為凹陷的形狀(凹部),在與線狀電極12以及電流取出電極13對(duì)應(yīng)的部分中,成為相對(duì)地凸出的形狀(凸部)。
[0112]這樣,在本實(shí)施方式I中,元件間連接體的元件背部分(主體部)32A具有用圖中的32R1示出的凸部以及用32R2示出的凹部。這樣,使用具有可撓性的導(dǎo)電體作為元件間連接體的元件背部分(主體部)32A,并設(shè)為這樣的導(dǎo)電體在除了一部分的電連接以外的部分中不直接固定到受光元件10的構(gòu)造,從而在未與受光元件10連接的部分中元件間連接體的元件背部分(主體部)32A變形,能夠緩和由于受光元件基板與元件間連接體的元件背部分(主體部)32A以及外側(cè)部分32B之間的熱膨脹率差而產(chǎn)生的受光元件10的變形以及向受光元件10的應(yīng)力,具有能夠得到受光元件10的翹曲少且強(qiáng)度以及長(zhǎng)期可靠性以及生產(chǎn)性優(yōu)良的帶元件間連接體的受光元件10以及受光元件模塊I這樣的效果。針對(duì)這樣的元件間連接體30,粘接層26作為絕緣層發(fā)揮功能,并且作為固定受光元件10與元件間連接體30之間并且可變形的層發(fā)揮功能,從而還作為緩和應(yīng)力的層發(fā)揮功能。
[0113]為了使元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A具有可撓性,其厚度薄,且導(dǎo)電性低。因此,在電流從受光元件10流向受光元件10時(shí),由于電阻損耗而光電轉(zhuǎn)換效率降低。因此,通過(guò)在圖8(b)?圖8(d)所示的元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A的非受光面?zhèn)冗B接外側(cè)部分32B,從而外側(cè)部分32B作為導(dǎo)電體發(fā)揮作用,能夠抑制元件的模塊化時(shí)的光電轉(zhuǎn)換效率降低。在本實(shí)施方式I中,元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A與圖8 (a)?圖8 (d)所示那樣的元件間連接體30的外側(cè)部分32B通過(guò)電連接體33導(dǎo)通。此時(shí),也可以在元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A與元件間連接體30的外側(cè)部分32B之間設(shè)置粘接層來(lái)強(qiáng)化連接。
[0114]元件間連接體30如圖8(a)?圖8(d)所示,連接元件之間的元件間連接部31和具有與受光元件10相同程度的大小和同等的形狀且與受光元件10的背面?zhèn)冗B接的由平面狀的導(dǎo)電體部分構(gòu)成的外側(cè)部分32B —體地構(gòu)成,與元件電極直接連接的元件間連接體的元件背部分(主體部)32A和外側(cè)部分32B經(jīng)由電連接體21在主面彼此被連接,從而在受光元件10的背面?zhèn)人纬傻木€狀電極12、電流取出電極13和元件間連接部31被電連接。
[0115]圖8(a)?圖8(d)所示那樣的形狀的元件間連接體30能夠通過(guò)對(duì)例如銅箔進(jìn)行沖裁加工來(lái)制造。外側(cè)部分32B和元件間連接部31并不一定一體地構(gòu)成,元件間連接部31和元件背部分(主體部)32A也可以獨(dú)立地構(gòu)成,通過(guò)焊料、導(dǎo)電性粘接劑等從后面連接。此處,使用銅箔作為具有可撓性的元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A以及元件間連接體30的外側(cè)部分32B,但在本實(shí)施方式I中,它們也可以不是連續(xù)的金屬箔。例如,也可以使用在聚酰亞胺膜上蒸鍍的金屬膜、含金屬粒子的樹脂、通過(guò)使印刷膏干燥而形成的金屬微粒群或者金屬燒結(jié)體等按照與元件電極相同的圖案形狀連接而成的膜、箔等。
[0116]作為這樣的元件間連接體30的厚度,能夠設(shè)為例如0.01?1mm。這樣,通過(guò)將元件間連接體、特別是主體部的厚度設(shè)為0.0lmm以上,能夠?qū)崿F(xiàn)低電阻化。如果超過(guò)1mm,則存在加工性降低并且與受光元件的接合性降低或者重量增大這樣的問(wèn)題。通過(guò)至少將主體部設(shè)為0.0lmm以上的金屬箔或者金屬板等板狀體,能夠形成低電阻并且可靠性高的受光元件模塊。在本實(shí)施方式中,使作為主體部的元件背部分32A成為上述范圍,進(jìn)而接合外側(cè)部分32B,所以能夠進(jìn)一步降低集電電阻,作為模塊的強(qiáng)度也增大。
[0117]另外,主體部期望是比受光元件的第I電極的膜厚充分厚的金屬板。由此,能夠降低集電電阻,進(jìn)而能夠形成針對(duì)受光元件的支撐強(qiáng)度高且可靠性高的受光元件模塊。
[0118]另外,主體部期望是受光元件的第I電極的膜厚的3倍以上的厚度的金屬板。由此,能夠進(jìn)一步降低集電電阻,進(jìn)而能夠形成針對(duì)受光元件的支撐強(qiáng)度高且可靠性高的受光兀件模塊。
[0119]主體部期望由金屬板構(gòu)成,經(jīng)由僅針對(duì)連接部選擇性地形成的電連接體而與受光元件的第I電極接合。由此,能夠進(jìn)一步降低集電電阻,進(jìn)而能夠形成針對(duì)受光元件的支撐強(qiáng)度高且可靠性高的受光元件模塊。
[0120]主體部由金屬板構(gòu)成,通過(guò)經(jīng)由焊料層而與受光元件的第I電極接合,實(shí)現(xiàn)電阻更低且可靠性更高的連接。
[0121]另外,關(guān)于元件間連接體30的主體部32,與受光元件的第I電極的連接點(diǎn)以外的部分的表面期望由針對(duì)透射受光元件的光的光反射體構(gòu)成。通過(guò)上述結(jié)構(gòu),能夠進(jìn)一步增大光量。
[0122]另外,關(guān)于元件間連接體30的主體部32,優(yōu)選與受光元件相向的面在相當(dāng)于第2電極的區(qū)域中,相對(duì)受光元件構(gòu)成凹部。根據(jù)上述結(jié)構(gòu),能夠通過(guò)電極高度的差來(lái)防止泄漏。
[0123]進(jìn)而另外,關(guān)于主體部,也可以將與受光元件相向的面設(shè)為平坦面,在該情況下,加工性良好。
[0124]關(guān)于主體部,優(yōu)選與受光元件相向的面在相當(dāng)于所述第2電極的區(qū)域中具有絕緣層圖案。根據(jù)上述結(jié)構(gòu),通過(guò)電極高度的差,能夠使第I以及第2電極可靠地分離,能夠防止泄漏。
[0125]如圖4(a)以及圖4(b)以及圖9 (C)所示,在受光元件10 (受光元件用的元件基板11)的背面?zhèn)龋纬呻娏魅〕鲭姌O13和與其正交的線狀電極12,形成電流取出電極15和集電電極14。元件間連接體30的元件間連接部31與形成在受光元件10的背面的電流取出電極15經(jīng)由電連接體21連接,元件背部分(主體部)32A以及外側(cè)部分32B與形成在和上述受光元件10不同的受光元件10的背面?zhèn)鹊碾娏魅〕鲭姌O13以及線狀電極12連接,從而達(dá)成鄰接的2個(gè)受光元件10之間的電連接,形成元件串。
[0126]這樣,通過(guò)使用元件間連接體30來(lái)連接受光元件10之間,從而形成如圖1以及圖2所示受光元件10a、10b、1c直線狀地連接的串。通過(guò)將由受光元件10a、10b、1c形成的直線狀的串和由受光元件10d、10e、10f形成的直線狀的串利用串間連接體34以及焊料等來(lái)連接,形成圖1、2所示的2個(gè)串列被串聯(lián)地連接的受光元件模塊I的元件排列。
[0127]成為該受光元件模塊I的終端部的受光元件10a、1f與用于從受光元件模塊I取出電流的電流引出線38連接。
[0128]另外,對(duì)構(gòu)成模塊的元件的終端部用焊料等來(lái)連接模塊的電流引出線38,所以受光元件1f的元件間連接體30的形狀與其他受光元件1b?1e不同,成為只有元件背部分(主體部)32A(圖6)的形狀。
[0129]在受光元件1a中,電流引出線38通過(guò)電連接體21連接到電流取出電極15部分,在受光元件1f中,電流引出線38通過(guò)電連接體21連接到元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A,能夠?qū)崿F(xiàn)外部連接。
[0130]雖然在圖1和圖2中省略了圖示,但如圖10中示出剖面圖那樣,在圖1和圖2所示的由2列的串構(gòu)成的受光元件排列的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)?,配置了乙烯乙酸乙烯酯樹脂片等片狀的密封材?2,隔著該密封材料22,在表面(受光面)側(cè)粘接了玻璃等受光面?zhèn)戎髅娌牧?3,在背面?zhèn)日辰恿四秃蛐缘木蹖?duì)苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)樹脂片等背面?zhèn)戎髅娌牧?5。
[0131]另外,用由金屬等構(gòu)成的框架對(duì)由受光面?zhèn)戎髅娌牧?3和背面?zhèn)戎髅娌牧?5夾住的構(gòu)造進(jìn)行支撐,成為電流引出線38從密封材料22和背面?zhèn)戎髅娌牧?5的縫隙經(jīng)由連接箱被取出到背面的構(gòu)造,構(gòu)成了受光元件模塊I。
[0132]通過(guò)利用密封材料以及主面材料對(duì)這樣制作出的元件串的受光面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)冗M(jìn)行密封,從而能夠得到圖1、2以及10所示的受光元件模塊構(gòu)造。
[0133]接下來(lái),以使用了單晶硅太陽(yáng)能電池的情況為例子,說(shuō)明實(shí)施方式I的受光元件模塊I的制造方法。圖11是示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的流程圖,圖12(a)?圖12(c)、圖13(a)?圖13(b)、圖14(a)?圖14(b)是示意地示出實(shí)施方式I的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖。另外,此處,說(shuō)明如下情況:作為受光元件,使用在背面具有圖4(a)以及圖4(b)所示的線狀電極12、電流取出電極13、15、集電電極14那樣的圖案的Ag電極的縱橫156mm且大致正方形形狀的單晶硅太陽(yáng)能電池,制作圖1和圖2所示的受光元件模塊I。
[0134]在使用了例如異質(zhì)結(jié)的受光元件的情況下,作為元件基板11,在單晶體η型硅基板的背面,形成5nm程度的厚度的非晶硅膜,在其上層疊地,在形成一方的極性的電極、例如圖4(a)以及圖4(b)的集電電極14、電流取出電極15的部分的本征非晶硅膜上,形成硼摻雜非晶硅膜,在作為另一方的極性的電極的線狀電極12、電流取出電極13部分的本征非晶硅膜上,形成磷摻雜非晶硅膜。于是,成為如下構(gòu)造:在這些電極之間的間隙部分的中途,具有僅形成本征非晶硅膜或者氧化硅膜等絕緣膜而沒有P型非晶硅層以及η型非晶硅層的區(qū)域、或者、具有P型非晶硅層以及η型非晶硅層重疊的區(qū)域。成為如下構(gòu)造:在形成該電極的主面(非受光面)側(cè),進(jìn)而層疊了銦氧化物等透光性電極,在一方的電極部分和另一方的電極之間具有線狀地連續(xù)地沒有透光性電極層的區(qū)域,各電極間被電氣地絕緣。
[0135]在該透光性導(dǎo)電膜上、以及上述電極之間的絕緣膜的一部分上,形成線狀電極12、電流取出電極13、集電電極14、電流取出電極15。關(guān)于這樣的元件電極,針對(duì)能夠在低溫下形成的由幾十nm程度的粒徑的銀以及溶劑和樹脂成分構(gòu)成的納米銀膏,通過(guò)絲網(wǎng)印刷法,形成圖4(a)以及圖4(b)所示的線狀電極12、電流取出電極13以及集電電極14、電流取出電極15所示出的2個(gè)極性的電極圖案。然后,在100?200°C程度下加熱,去除溶劑成分,并且提高銀粒子之間的導(dǎo)通性,從而形成線狀電極12、電流取出電極13以及集電電極14、電流取出電極15。此時(shí),溶劑、樹脂成分優(yōu)選為在上述溫度范圍內(nèi)蒸發(fā)或者分解的成分。另夕卜,這些線狀電極12、電流取出電極13以及集電電極14、電流取出電極15所示出的各電極是在各極性的透光性導(dǎo)電膜上對(duì)準(zhǔn)位置而形成的。另外,在本實(shí)施方式I中,通過(guò)一次絲網(wǎng)印刷來(lái)形成這些線狀電極12、電流取出電極13以及集電電極14、電流取出電極15,所以這些電極的厚度(高度)大致同等。
[0136]另外,在受光面?zhèn)龋鳛殁g化膜形成5nm程度的η型非晶硅膜或者30nm程度的氧化硅膜。然后,在其上層疊地,形成通過(guò)濺射法、化學(xué)氣相沉積法等來(lái)成膜的40?SOnm程度的厚度的非晶硅氮化膜或者二氧化鈦、銦氧化物、氧化錫等反射防止膜,得到圖4(a)以及圖4(b)所示的受光元件。
[0137]為了對(duì)這樣制作出的受光元件電連接圖4(a)以及圖4(b)所示的元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A,形成電連接體21。具體而言,以與圖4(a)以及圖4(b)中的線狀電極12和電流取出電極13重疊的方式,使用絲網(wǎng)印刷法來(lái)涂覆焊料膏。作為在這樣的電連接體21中使用的焊料膏,因?yàn)樵谑褂昧朔蔷Ч璧氖芄庠杏捎诟邷囟谠墓怆娹D(zhuǎn)換特性中產(chǎn)生劣化,所以優(yōu)選使用將與元件連接時(shí)的連接溫度抑制得較低的低溫焊料。作為這樣的能夠在低溫下連接的材料,能夠使用包含錫、鉍、銀、銦等的材料。此處,使用含有例如錫/鉍/銀/銦的焊料,當(dāng)使用與在其以后使用的錫/銀焊料相比熔點(diǎn)低、其另一方面與在電連接體33中使用的材料相比熔點(diǎn)高的焊料膏時(shí),在高效地進(jìn)行模塊制作的作業(yè)的方面是優(yōu)選的。
[0138]本實(shí)施方式的元件的元件背面電極以及元件間連接體在元件的同一面具有正極和負(fù)極,所以使電極間絕緣以避免在各電極間短路是重要的。為此,如圖5(a)以及圖5(b)所示,以如下方式形成具有電氣絕緣性的粘接層26:僅除了元件的電流取出電極15的一部分以外,主要覆蓋集電電極14,電極12、13的大部分向外部露出。
[0139]此時(shí),如果是小面積,則粘接層26也可以重疊在線狀電極12上。作為這樣的粘接層26,能夠使用具有二氧化硅填料以及聚合引發(fā)劑并使涂膜干燥后的膨脹系數(shù)接近于元件基板的環(huán)氧樹脂,通過(guò)利用分配器(dispenser)的涂覆或者絲網(wǎng)印刷來(lái)形成。另外,作為粘接層26,也可以使用熱耐性高的聚酰亞胺等。在是熱硬化性的材料的情況下,也可以在加熱的狀態(tài)下進(jìn)行涂覆,在以覆蓋集電電極14的方式流動(dòng)之后硬化。另外,如果是熱可塑性的材料,則也可以在涂覆之后加熱而使其流動(dòng)。通過(guò)使用這樣的方法,能夠可靠地用粘接層26覆蓋集電電極14的表面。作為進(jìn)一步提高了散熱性的粘接層26,也可以使用包含AlN等而作為填料的高熱傳導(dǎo)絕緣粘接片等。
[0140]另外,在這樣在基板上直接形成粘接層26和電連接體21的情況下,當(dāng)即使在粘接層26上重疊電連接體21也不易產(chǎn)生問(wèn)題的情況下,也可以在形成了粘接層26之后形成電連接體21。通過(guò)按照這樣的順序形成,電極之間的絕緣性高,且印刷對(duì)位的似然度變大,所以優(yōu)選。作為這樣的粘接層26,期望針對(duì)透射硅基板的800?1300nm程度的光的光透射性高,更優(yōu)選使用在組成中不包含羥基的材料。由于通過(guò)這樣的粘接層26而元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A形成于受光元件10的形成了電極的面的大致整個(gè)區(qū)域中的構(gòu)造,具有如下優(yōu)點(diǎn):防止因水分等浸透所致的元件電極自身以及元件電極與元件的連接劣化,緩和因受光元件與元件間連接體的元件背部分(主體部)32A之間的熱膨脹率差所致的變形以及應(yīng)力,并且提高來(lái)自受光元件的散熱性,提高受光元件的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0141]接下來(lái),通過(guò)沖裁加工、激光劃線等,加工圖6所示的形狀的0.02mm程度的厚度的銅片,形成元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A。通過(guò)同樣的方法,以厚度0.05mm程度,形成圖8(a)所示的元件間連接部31和外側(cè)部分32B的連續(xù)體。
[0142]作為同樣的形狀,與其獨(dú)立地,作為受光元件模塊I的端部的受光元件1a以及1d用的元件連接體30e,按照與圖6同樣的形狀,制作厚度為0.2mm程度的銅片,對(duì)其預(yù)先連接好例如用寬度為3mm程度、厚度為0.2mm程度、長(zhǎng)度為160mm程度的帯狀的銅線制作出的電流引出線38。此處,關(guān)于電流引出線38與元件連接體30e之間,為了避免由于在后面的工序中連接電連接體21、33時(shí)的加熱而剝離,優(yōu)選使用能夠耐受200°C程度的高溫的、例如錫/銀焊料等來(lái)連接。
[0143]另外,作為受光元件模塊I的端部的受光元件1c以及1d之間的串間連接體34,制作寬度為8mm程度、厚度為0.2mm程度、長(zhǎng)度為285mm程度的帯狀的銅,預(yù)先對(duì)整體的一半程度涂上錫/鉍焊料、銦/錫焊料等低熔點(diǎn)焊料。另外,將成為圖2的受光元件1c部分的元件連接體30e、和串間連接體34預(yù)先連接好。此時(shí),為了避免由于在后面的工序中使電連接體21、33熔解時(shí)的加熱而剝離,關(guān)于元件連接體30e與串間連接體34之間,優(yōu)選使用能夠耐受200°C程度的溫度的、例如錫/銀焊料等來(lái)連接。另外,關(guān)于串間連接體34,使用未被涂上上述焊料的部分,與元件連接體30e進(jìn)行連接。
[0144]另一方面,將預(yù)先通過(guò)沖壓而沖裁為圖8(a)所示的形狀的0.05mm程度的厚度的銅片作為元件間連接體30的元件間連接部31以及外側(cè)部分32B,并將其在加熱而熔融的錫/鉍焊料槽中主要浸潰單面,從而預(yù)先對(duì)元件間連接體30的單面涂上電連接體33 (錫/鉍焊料)。同樣地,在端部的元件連接體30e的與元件連接的面也涂上焊料。相對(duì)電連接體21的熔點(diǎn),電連接體33的熔點(diǎn)優(yōu)選更低。因此,關(guān)于電連接體33,優(yōu)選改變對(duì)錫/鉍焊料添加鉍的添加量等而使用熔點(diǎn)比電連接體21低的材料。另外,在本實(shí)施方式I中,作為元件間連接體30的外側(cè)部分32B使用了銅,但也可以使用不脹鋼等鎳鐵合金。在該情況下,關(guān)于元件間連接體的外側(cè)部分32B的熱膨脹系數(shù),例如,調(diào)整鎳與鐵的比例而設(shè)為與硅基板相同程度的熱膨脹系數(shù),從而能夠降低相對(duì)于溫度變化的受光元件10與元件間連接體的變形量的差。
[0145]另外,在本實(shí)施方式I中,具有可撓性的元件間連接體的元件背部分(主體部)32A處于受光元件與元件間連接體的外側(cè)部分32B之間,所以通過(guò)元件背部分(主體部)32A變形并且翹曲,從而能夠充填受光元件與元件間連接體的變形量的差。因此,具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠緩和在受光元件中產(chǎn)生的應(yīng)力,能夠得到強(qiáng)度和可靠性以及發(fā)電壽命優(yōu)良的受光元件以及太陽(yáng)能電池。
[0146]這些元件背部分(主體部)32A、外側(cè)部分32B以及端部的元件連接體30e以與構(gòu)成單晶硅太陽(yáng)能電池的受光元件用的元件基板11相同程度的大小設(shè)為與元件基板11大致相似的形狀。另外,如圖7(a)以及圖9(a)所示,設(shè)為比作為元件的一方的極性的線狀電極12、電流取出電極13稍微大、并且覆蓋作為另一方的極性的集電電極14的整體、且比電流取出電極15的最外部小的程度的大小以及形狀。作為這樣的元件背部分(主體部)32A、夕卜側(cè)部分32B,具體而言,作為材質(zhì)使用銅箔,作為具體的大小,可以設(shè)為例如長(zhǎng)邊152mm、短邊150_的疑似長(zhǎng)方形,將構(gòu)成一方的長(zhǎng)邊的2個(gè)角設(shè)為由98_的半徑形成的圓弧,將其厚度設(shè)為0.01?Imm程度。另外,將元件間連接部31能夠設(shè)為例如寬度為3?1mm程度、長(zhǎng)度為130mm程度、厚度為0.01?Imm程度的銅箔。另外,關(guān)于元件背部分(主體部)32A、元件連接體30e的、不是與元件的連接面的面?zhèn)?背面?zhèn)?,也可以通過(guò)例如聚酰亞胺那樣的樹脂等來(lái)覆蓋電連接部以外的大部分,例如,能夠使用在聚酰亞胺上粘貼了銅的膜、板。
[0147]接下來(lái),將上述的預(yù)先在非受光面?zhèn)韧扛擦撕噶细嗪统蔀檎辰訉拥沫h(huán)氧樹脂的圖5所示的受光元件10,在加熱到100?140°C程度的熱板(hot plate)上將受光面朝向熱板側(cè)(下)而設(shè)置(圖9 (b))。將元件背部分(主體部)32A重疊配置在該受光元件10的非受光面?zhèn)鹊脑巢糠?主體部),將熱板的溫度設(shè)定為環(huán)氧樹脂中包含的硬化材料的硬化溫度以上的溫度并且電連接體21的連接溫度、具體而言焊料的熔點(diǎn)以上的溫度。例如,在電連接體21是錫/鉍焊料的情況下,能夠設(shè)為大致140?200°C程度。此時(shí),以不超過(guò)環(huán)氧樹脂的熱分解溫度的方式控制溫度。此時(shí),在焊料中使用除了錫、鉍以外還包含銦、銀的材料,使得能夠取得粘接層26的硬化溫度與電連接體21的連接溫度的均衡,通過(guò)熱而使環(huán)氧樹脂開始硬化,另一方面能夠防止電連接體21熔融。在用更高溫的焊料等來(lái)連接的情況下,作為能夠在更高溫下硬化的粘接層,也可以使用聚酰亞胺等。
[0148]邊用熱板加熱,邊使用隔膜、發(fā)泡硅酮橡膠等,從元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A的上方朝向熱板施加壓力,從而在圖7的狀態(tài)下施加壓力和熱,從而使得元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A變形。此時(shí),這些壓模具有可撓性,成為與硬化了某種程度的粘接層26的部分碰到的部分凹陷、在沒有粘接層26的部分中向元件側(cè)凸的形狀,如圖9 (c)所示,針對(duì)受光元件背面的集電電極14通過(guò)粘接層26絕緣,并且針對(duì)受光元件背面的線狀電極12以及電流取出電極13通過(guò)電連接體21連接。另外,在該加熱工序中,更優(yōu)選使用加熱真空層壓裝置。
[0149]如果需要,則在該狀態(tài)下評(píng)價(jià)受光元件的電氣特性。由此,能夠評(píng)價(jià)包括實(shí)際的元件背面的元件間連接體所致的光反射的效果的電氣特性。
[0150]進(jìn)而,將上述的僅在單面涂覆了錫/鉍焊料的元件間連接體30、此處為元件連接體30e (在對(duì)象是串列中的元件的情況下使用元件間連接體30)配置于受光元件1a的元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A上。此時(shí),也可以使用分配器等來(lái)在元件連接體30e(或者外側(cè)部分32B)與元件背部分(主體部)32A之間部分性地設(shè)置粘接層。與其同時(shí),將新的元件間連接體30的元件間連接部31以與受光元件1a的電流取出電極15部分重疊一部分的方式配置,并用熱板加熱(步驟S1、圖12(a))。在對(duì)熱板進(jìn)行加熱時(shí),使用隔膜、發(fā)泡硅酮橡膠等,從元件間連接體30的外側(cè)部分32B的上方朝向熱板施加壓力,從而將元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A和外側(cè)部分32B、受光元件1a的電流取出電極15和元件間連接體30的元件間連接部31進(jìn)行連接。在連接時(shí),避免上述受光元件1a和元件間連接體30的各原材料的位置偏移。另外,進(jìn)行對(duì)位,以避免元件間連接體的元件背部分(主體部)32A、外側(cè)部分32B的端部直接與受光元件的集電電極14的最外側(cè)的電極接觸。接下來(lái),使熱板溫度降低至100°C程度。
[0151]雖然這樣依次進(jìn)行連接,但連接工藝可分成3種,在另外有要連接的受光元件的情況(在步驟S2中“是”的情況)下,處理返回到步驟SI。即,作為連接下一個(gè)受光元件的情況,能夠分成(連接工藝I)沿著元件串的延伸方向連接下一個(gè)受光元件10的情況、(連接工藝2)在與元件串的延伸方向不同的方向上連接下一個(gè)受光元件10的情況、(連接工藝3)連接受光元件模塊I的另一方的端部的受光元件1f的情況。此處,關(guān)于各個(gè)情況,以將6個(gè)受光元件連接成3組2列的情況為例子,簡(jiǎn)單地進(jìn)行說(shuō)明。
[0152](連接工藝I)
[0153]連接工藝I是沿著元件串的延伸方向連接下一個(gè)受光元件10的情況。將預(yù)先連接有元件背部分(主體部)32A的受光元件1b配置于熱板上,以使與上述受光元件1a的電流取出電極15連接的元件間連接體30的元件間連接部31重疊于該元件背部分(主體部)32A部分的方式進(jìn)行配置(圖12(b))。將新的元件間連接體30的元件間連接部31配置于受光元件1b的電流取出電極15上(圖12 (c)、返回到步驟SI的狀態(tài)),從熱板移開受光元件1a而設(shè)為在熱板上主要僅載置了受光元件1b部分的狀態(tài),邊對(duì)受光元件1b上的元件間連接體的外側(cè)部分32B施加朝下的壓力,邊再次使熱板的溫度上升至140?200°C程度之后,將溫度再次降低至100°C程度,從而使包覆了元件間連接體30的單面的焊料熔接到元件的背面電極,將元件間連接體的元件背部分(主體部)32A和外側(cè)部分32B用電連接體33進(jìn)行連接。通過(guò)這樣使上次的受光元件1a從熱板上脫離,從而即使與熱板一起對(duì)新的受光元件1b進(jìn)行加熱,受光元件1a的焊料也不會(huì)脫落。此時(shí),也可以對(duì)受光元件1a進(jìn)行冷卻。另外,上述中在大氣圧下用橡膠等來(lái)施加了壓力,但使用加熱真空層壓裝置則更好。此處,又成為步驟S2。
[0154]進(jìn)而,在將串延長(zhǎng)的情況下也同樣地,準(zhǔn)備新的受光元件10c,與上述方法同樣地,連接串端部的元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A (步驟SI)。在熱板上將受光元件1c以使受光面成為熱板側(cè)的方式進(jìn)行配置,將與受光元件1b連接的串端部的元件間連接體30的外側(cè)部分32B配置于受光元件1c的線狀電極12以及電流取出電極13上,并且,將新的元件間連接體30的元件間連接部31以與電流取出電極15重疊的方式進(jìn)行配置(步驟S2)。此時(shí)也使得一方的極的元件電極不與另一方的極的元件電極接觸。
[0155]在使連接有元件間連接體的受光元件1a以及1b移動(dòng)到熱板的加熱部分之外的同時(shí)對(duì)受光元件1c進(jìn)行加熱、加圧而粘接、連接(步驟SI)。通過(guò)將該步驟反復(fù)期望的次數(shù),能夠形成受光元件10的串列。
[0156](連接工藝2)
[0157]連接工藝2是在與元件串的延伸方向不同的方向上連接受光元件10的情況。在該情況下,在步驟SI中,首先,將串的折返地點(diǎn)的受光元件1c配置于元件間連接體30的外側(cè)部分32B下,如圖13(a)那樣配置。此時(shí),受光元件1c和元件間連接體30尚未被加熱,未進(jìn)行粘接。接下來(lái),將被涂上焊料的串間連接體34重疊配置于基板上的電流取出電極15。此時(shí),如已經(jīng)記載那樣,對(duì)于串間連接體34預(yù)先連接有元件連接體30e,元件列成為如圖13(b)所示。
[0158]通過(guò)將受光元件10c、元件間連接體30的外側(cè)部分32B、以及串間連接體34在熱板上進(jìn)行加圧、加熱(步驟SI),受光元件1c和1b通過(guò)元件間連接體被連接,并且,受光元件10。上的電流取出電極15和元件連接體30e被連接,在受光元件1c處串被折返的狀態(tài)下元件連接體30e被連接。
[0159]在其以后,在連接元件而延長(zhǎng)串的情況下,按照與(連接工藝I)相同的次序,通過(guò)元件間連接體連接元件即可。具體而言,將元件連接體30e配置于受光元件1d的元件間連接體的元件背部分(主體部)32A上。與其同時(shí),將新的元件間連接體30的元件間連接部31以與受光元件1d的電流取出電極15部分重疊一部分的方式進(jìn)行配置,并用熱板進(jìn)行加熱(步驟SI)。在對(duì)熱板進(jìn)行加熱時(shí),通過(guò)使用隔膜、發(fā)泡硅酮橡膠等來(lái)從元件間連接體的外側(cè)部分32B的上方朝向熱板施加壓力,從而將元件間連接體的元件背部分(主體部)32A和元件間連接體的外側(cè)部分32B、受光元件1d的電流取出電極15和元件間連接體30的元件間連接部31進(jìn)行連接。在連接時(shí),避免上述受光元件1d和元件間連接體30的各原材料的位置偏移。另外,使得元件間連接體的元件背部分(主體部)32A、外側(cè)部分32B的端部不直接與元件的集電電極14的最外側(cè)的電極接觸。然后,使熱板溫度降低至100°C程度,I個(gè)量的元件的連接完成。
[0160](連接工藝3)
[0161]連接工藝3是連接受光元件模塊I的另一方的端部的受光元件1f的情況。在該情況下,將預(yù)先連接有元件連接體30e的元件背部分(主體部)32A的受光元件1f以使受光面成為熱板側(cè)的方式在熱板上進(jìn)行配置。將圖14(a)所示的、預(yù)先與受光元件1e的電流取出電極15連接的元件間連接體的外側(cè)部分32B以與受光元件1f重疊的方式進(jìn)行配置(圖 14(b))。
[0162]將新的電流引出線38配置于受光元件1f的電流取出電極15上,設(shè)為在熱板上主要僅載置了受光元件1f部分的狀態(tài),邊對(duì)受光元件1f上的元件間連接體的外側(cè)部分32B施加向熱板側(cè)的壓力,邊使熱板的溫度上升至140?200°C程度之后(步驟SI),再次使溫度降低至100°c程度,從而使包覆了元件間連接體30的單面以及電流引出線38的焊料熔接到受光元件1f的電流取出電極15,從而將元件間連接體的元件背部分(主體部)32A和外側(cè)部分32B,而且將電流引出線38和受光元件1f的電流取出電極15用電連接體33進(jìn)行連接。通過(guò)這樣使受光元件1f以外從熱板上脫離,從而即使與熱板一起對(duì)受光元件1f進(jìn)行加熱,其他受光元件的焊料也不會(huì)再熔融而脫落。另外,上述中在大氣圧下用橡膠等來(lái)施加了壓力,但使用加熱真空層壓裝置則更好。
[0163]邊組合邊反復(fù)執(zhí)行以上的工序,在圖11的步驟S2中沒有了另外要連接的受光元件的狀態(tài)(在步驟S2中“否”的情況)下,得到圖1和圖2所示的受光元件排列。
[0164]以上,依照從受光元件1a向受光元件1f連接的方向,說(shuō)明了受光元件模塊的制作方法,但也可以相反地按照從受光元件1f向受光元件1a連接的方向、即以在將元件間連接體30的外側(cè)部分32B與元件連接之后將元件間連接體的元件間連接部31和相鄰的受光元件上的電流取出電極15連接的順序進(jìn)行連接。另外,將受光元件10的受光面?zhèn)仍O(shè)為熱板側(cè)而進(jìn)行了連接,但也可以相反地將受光元件背面朝向熱板側(cè)而與元件間連接體30連接。
[0165]之后,構(gòu)成如下層疊體:在由2列的串構(gòu)成的受光元件排列的表面?zhèn)壬?,配置比受光元件排列稍微大的程度的大小的片狀的乙烯乙酸乙烯酯樹脂等密封材?2和玻璃等表面?zhèn)戎髅娌牧?3,在背面?zhèn)壬吓渲昧吮仁芄庠帕猩晕⒋蟮某潭鹊拇笮〉钠瑺畹囊蚁┮宜嵋蚁渲让芊獠牧?2和由粘貼了耐候性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹脂和鋁的片等來(lái)構(gòu)成的背面?zhèn)戎髅娌牧?5 (背片)。然后,將該層疊體通過(guò)加熱真空層壓裝置在減壓下在100?150°C的溫度下加熱20分鐘程度,從而受光元件排列被表面?zhèn)戎髅娌牧?3和背面?zhèn)戎髅娌牧?5密封(步驟S3)。
[0166]此時(shí),先在背面?zhèn)戎髅娌牧?5以及背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?2中開好孔,在從形成在受光元件排列的背側(cè)的該孔的部分引出了 2個(gè)受光元件模塊I的電流引出線38的狀態(tài)下進(jìn)行密封,從而使得從背面?zhèn)戎髅娌牧?5的孔部分取出電流引出線38。該電流引出線38與接線盒中的導(dǎo)線連接,通過(guò)與接線盒連接的電纜被取出到受光元件模塊I的外部。
[0167]之后,在被密封的板狀的受光元件排列的端部,用硅酮樹脂等來(lái)粘接框架,在電流引出線38部分,用硅酮樹脂等來(lái)粘接接線盒(步驟S4)。這樣能夠得到圖1以及圖2所示的受光元件模塊I。
[0168]如以上說(shuō)明,在實(shí)施方式I的受光元件模塊I中,受光元件的元件電極的圖案采用常例的結(jié)構(gòu),在同一面上以同一厚度形成,但元件間連接體30通過(guò)元件背部分(主體部)32A而與作為負(fù)電極的第I電極電連接,并且通過(guò)作為絕緣層的粘接層26而與作為正電極的第2電極絕緣。因此,負(fù)電極中的集電不僅通過(guò)線狀電極12進(jìn)行,而且還通過(guò)在線狀電極12的正上方面接觸的元件間連接體30來(lái)進(jìn)行,所以相比于只是線狀電極12的情況,能夠大幅降低集電電阻,能夠比以往提高光電轉(zhuǎn)換效率。由此,能夠?qū)⒃叽绺蟮脑糜谀K,具有能夠得到光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊這樣的優(yōu)點(diǎn)。這關(guān)于用于從元件散熱的熱阻也是同樣的,在實(shí)施方式I中能夠?qū)⒃囟缺3值幂^低,作為其結(jié)果具有能夠得到光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊I這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0169]另外,在本實(shí)施方式I的受光元件模塊I中,通過(guò)將作為絕緣層的粘接層26預(yù)先形成于作為一方的元件電極的第2電極(集電電極14、電流取出電極15)上,從而具有無(wú)需進(jìn)行模塊化時(shí)的高精度的對(duì)位就能夠?qū)~箔僅連接到作為另一方的元件電極的第I電極(線狀電極12、電流取出電極13)這樣的優(yōu)點(diǎn)。由此,在以往的受光元件模塊中所需要的元件間連接體30與受光元件10之間的細(xì)致的對(duì)位變得不需要,不依賴于對(duì)位精度就能夠使元件電極的電極間距變窄。因此,具有得到內(nèi)部電阻小、載流子收集效率高、且光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊這樣的優(yōu)點(diǎn),并且能夠制造具有更窄的電極間距的受光元件模塊。
[0170]另外,在實(shí)施方式I的受光元件模塊I中,在元件背面具有針對(duì)硅基板的光吸收系數(shù)小而透射的一部分的波長(zhǎng)的光而言反射率高的銅箔(元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A)(圖9 (c)),在受光元件10與元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A之間主要僅有透光性高的粘接層26。因此,即使800?1300nm程度的波長(zhǎng)的光透射至元件的背面,也能夠通過(guò)元件間連接體30的元件背部分(主體部)32A使光再次入射到元件。因此,具有能夠得到光的損耗變小、光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0171]另外,在本實(shí)施方式I的受光元件模塊I中,能夠用金屬(元件間連接體30)和作為密封材料22的樹脂來(lái)覆蓋元件電極部分,所以能夠減少?gòu)氖芄庠闹車h(huán)境到達(dá)元件電極部分的水分。因此,能夠防止元件電極金屬的遷移所致的正負(fù)極之間的短路、電氣化學(xué)反應(yīng)所致的電阻增大,具有得到光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊這樣的優(yōu)點(diǎn)。這特別是在正極和負(fù)極的電極間距離小且光電轉(zhuǎn)換效率高的受光元件的情況下是重要的。
[0172]另外,在本實(shí)施方式I的受光元件模塊I中,與一方的電極連接的元件間連接體覆蓋了元件背面整面,所以透射了元件的光被電極反射而光再次入射到元件,不僅光的透射損耗被降低,而且相比于元件電極覆蓋元件背面整面的構(gòu)造,能夠容易地將元件間連接體的厚度設(shè)為厚。因此,相比于僅具有元件電極的元件,能夠大幅降低元件內(nèi)的導(dǎo)電電阻,作為其結(jié)果針對(duì)受光電流的集電電阻被降低,能夠減小電阻所致的電力損耗。
[0173]另外,并非僅通過(guò)元件電極承擔(dān)集電,而通過(guò)元件間連接體進(jìn)行集電,所以也沒有如在元件上形成了厚膜的電極的情況那樣由于元件翹曲或者向元件電極的膜應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋、剝離這樣的問(wèn)題。
[0174]進(jìn)而,另外,在室外使用的受光元件中,由于外部空氣的濕度的高低而水分侵入到樹脂內(nèi),引起電氣化學(xué)反應(yīng),從而存在引起金屬電極的腐蝕的可能性,但在本實(shí)施方式中,能夠通過(guò)元件間連接體30和密封材料22來(lái)抑制水分的侵入。
[0175]在本實(shí)施方式I中,在進(jìn)行模塊化時(shí),為了將元件間連接體連接到元件,與受光元件的背面相一致地粘接元件間連接體即可,不需要高精度的對(duì)位,作為其結(jié)果具有能夠提高對(duì)位精度這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外,在形成粘接層26時(shí)雖然進(jìn)行了對(duì)位,但關(guān)于該對(duì)位,只是完全覆蓋某一個(gè)電極并且使另一方的電極的一部分露出即可,所以不需要高精度的對(duì)位。
[0176]另外,在實(shí)施方式I的受光元件模塊I中,圖6以及圖8(a)?圖8(d)所示的平板狀的元件間連接體30與受光元件10的正極連接,另一方面,與負(fù)極是通過(guò)粘接層26絕緣,所以不需要如以往那樣進(jìn)行元件之間的對(duì)位。在本實(shí)施方式I的方法中,能夠按照受光元件10的單位針對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行連接,之后匯總為I個(gè)模塊,所以生產(chǎn)性高。另外,即使在產(chǎn)生了位置偏移的情況下,將產(chǎn)生了位置偏移的元件重新再次配置即可,所以作業(yè)性高。
[0177]進(jìn)而,另外,在本實(shí)施方式中,通過(guò)元件間連接體輸送電流,所以不需要如元件電極的情況那樣是光反射性高的金屬、用于提高橫向?qū)щ娦缘暮衲せ⒂糜谀K化的焊接性的確保、向元件背面的高緊貼性等必要條件。另外,在使用了銅的情況下,用于防止由于直接接觸而銅向硅內(nèi)擴(kuò)散而使元件的光電轉(zhuǎn)換特性惡化的阻擋金屬的形成等也不需要。
[0178]在本實(shí)施方式I中,能夠通過(guò)元件間連接體實(shí)現(xiàn)對(duì)元件內(nèi)的集電作出貢獻(xiàn)的背面?zhèn)入姌O,并且使元件間連接體還具有作為對(duì)透射了元件的光進(jìn)行反射的背面反射膜的功能。因此,能夠以更少的工序數(shù)形成連接元件之間的元件間連接體,能夠通過(guò)更少的工序制造光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊。
[0179]另外,作為受光元件上的元件電極的第I電極與元件間連接體的連接是通過(guò)直接抵接到第I電極來(lái)實(shí)現(xiàn)的,所以能夠得到元件上的電流輸送距離極其短、電阻損耗少、且光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件。
[0180]在這樣的作為反射體的元件間連接體30處于元件背面的情況下,由于透射作為元件電極的線狀電極12與集電電極14之間的光被元件間連接體30反射而得到的獲利,光電流量發(fā)生變化。在實(shí)施方式I中,在將元件間連接體30連接到元件之后,評(píng)價(jià)光電流量,能夠組合光電流量一致的元件來(lái)制作模塊,所以能夠使各受光元件10的發(fā)電電流值大致一致。其結(jié)果,在串中沒有具有相比于其他受光元件10顯著低的發(fā)電電流值的受光元件10,所以能夠比以往提高受光元件模塊I的發(fā)電效率。因此,能夠防止產(chǎn)生如以往那樣受光元件之間的電流不一致那樣的狀況。
[0181]在以上的實(shí)施方式I中,以作為受光元件在單晶硅基板上形成了非晶硅層的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池為例子進(jìn)行了記載,但除了形成了微晶非晶硅、微晶硅炭化物等其他半導(dǎo)體薄膜層的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池以外,還能夠應(yīng)用于擴(kuò)散型太陽(yáng)能電池等所有受光元件。
[0182]另外,在實(shí)施方式I中,記載了不聚光的用途的太陽(yáng)能電池,但也可以用于聚光用途的太陽(yáng)能電池。此時(shí),進(jìn)一步減小元件的尺寸,增大元件之間,作為受光面材料不使用平坦的板玻璃而能夠使用針對(duì)每個(gè)元件具有透鏡功能的透光部件,但基本的構(gòu)造與實(shí)施方式I相同。
[0183]另外,這樣的受光元件模塊在受光面?zhèn)炔话姌O,所以能夠設(shè)為均勻的外觀,設(shè)計(jì)性高,還能夠應(yīng)用于時(shí)鐘用電源等、光量傳感器等受光傳感器。
[0184]實(shí)施方式2.
[0185]在實(shí)施方式I中,敘述了使用元件間連接部31和與元件的背面連接的主體部32是一體構(gòu)造的元件間連接體30來(lái)連接了元件之間的情況,但本實(shí)施方式2中的受光元件模塊的特征在于,作為元件間連接體,如圖15以及圖16(a)所示,使用了由主體部132和重疊在該主體部132上的指(finger)狀的元件間連接部131構(gòu)成的獨(dú)立體型的元件間連接體130。本實(shí)施方式2的元件間連接體作成如下構(gòu)造:主體部132設(shè)為單層構(gòu)造,將元件間連接部131設(shè)為由指根部131a和指131b構(gòu)成的指狀,用指131b支撐了主體部132的背面?zhèn)取?br>
[0186]圖15是從受光面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式2的受光元件模塊的俯視圖,圖16(a)是從背面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式2的受光元件模塊的俯視圖。圖16(b)是圖16(a)的Otl部分的放大圖。圖17是示意地示出構(gòu)成實(shí)施方式2的受光元件模塊的受光元件以及與元件間連接體的位置關(guān)系的立體圖,是示出在連接元件間連接體之前的狀態(tài)下從背面?zhèn)扔^察了元件和與元件間連接體連接的受光元件的狀態(tài)的圖。圖18是示出元件間連接部131的立體圖。圖19(a)是示出在實(shí)施方式2中使用的元件間連接部的俯視圖,圖19(b)是圖19(a)的主要部分放大圖,圖19(c)是圖19(b)的I 一 J剖面圖。圖20(a)是示出實(shí)施方式2的受光元件和元件間連接體的主體部(特別是粘接層)的位置關(guān)系的一個(gè)例子的俯視圖,圖20(b)是與圖20(a)的X方向剖面相當(dāng)?shù)膱D,示出了安裝了元件間連接部的狀態(tài)。S卩,圖20(b)相當(dāng)于圖16(a)的E —F剖面圖。圖21(a)以及圖21(b)是示出實(shí)施方式2的受光元件模塊的剖面圖,是圖16(a)的C2 — D2剖面圖以及C3 — D3剖面圖。在本實(shí)施方式中,在圖15、圖
16、圖20 (a)、圖21(a)?圖21(b)中,為了易于觀察,省略了元件密封材料、框架、接線盒的圖示,在圖15、圖16中,省略了受光面和背面中使用的模塊主面材料的圖示。
[0187]本實(shí)施方式的元件間連接體130如圖17所示,由主體部132和與其連接的指狀的元件間連接部131構(gòu)成。而且,該主體部132是I層構(gòu)造,但具有凸部132R1和凹部132R2。作為使用這樣的元件間連接體130的受光元件,具有約156_見方的疑似地成為方形的基板,作為其元件電極,在本實(shí)施方式2中說(shuō)明將2個(gè)極這兩方與實(shí)施方式I同樣地設(shè)為柵格狀的集電電極的情況。另外,元件電極也可以是除此以外的形狀,關(guān)于例如一方的極性的元件電極,也可以是后述實(shí)施方式3的受光元件所示那樣的多個(gè)點(diǎn)狀的電極隔開而形成列而構(gòu)成的電極等。
[0188]另外,一般情況下,從提高受光元件中的光電轉(zhuǎn)換效率的觀點(diǎn)來(lái)看,集電電極的寬度優(yōu)選比元件基板內(nèi)的少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度窄。因此,集電電極的寬度是2_程度以下,但在圖20(a)中,為了容易理解元件間連接體相對(duì)元件基板的X方向的位置,使X方向的電極寬度變寬,將相對(duì)元件基板的集電電極的個(gè)數(shù)記載得較少。在圖20(a)中,為了易于觀察,減少了在基板上形成的元件電極的條數(shù),所以相對(duì)元件基板的大小,元件電極的寬度被較大地顯示,與其相配合地,在元件間連接體的元件背部分(主體部)132中所形成的凸部132R1、凹部132R2也被記載得較大。另外,示出了受光元件10的基板上電極的位置和在作為元件間連接體的元件背部分的主體部132中所形成的凸部132R1的Y方向的位置一致,示出了在凸部132R1中元件間連接體的主體部132和在基板上所形成的線狀電極12接觸。而另一方面,粘接層26與在實(shí)施方式I中圖5所示的粘接層26大致同樣地以主要覆蓋集電電極14的方式形成,所以在基板上所形成的作為元件電極的另一方的極的集電電極14和元件間連接體的主體部132被電氣地絕緣。
[0189]如圖20(a)所示,元件間連接體130的凸部132R1為了與受光元件10上的一方的極性的線狀電極12對(duì)上位置,與受光元件對(duì)準(zhǔn)位置而進(jìn)行連接。另外,在本實(shí)施方式2中的元件間連接體130中,如圖20(a)所示,所形成的凸部132R1在X方向的寬度形成得比在受光元件基板上所形成的一方的極性的鄰接的集電電極14之間的間隔小(U23>U24)。X21表示線狀電極12的間距、X22表示凸部132R1的間距。而且,成為元件間連接體130的凸部132R1向元件電極的方向突出的構(gòu)造,元件上的線狀電極12和凸部132R1被連接,成為該凸部132R1位于集電電極14之間的構(gòu)造。如果將該構(gòu)造圖示為用與X方向平行的面切下的剖面圖,則元件間連接體130、粘接層26、在基板上形成的元件電極之間的層結(jié)構(gòu)如圖19所示。
[0190]在圖20(a)以及(b)中,在集電電極14的外周部也形成了粘接層26。這樣的元件間連接體能夠利用銅箔來(lái)制作,能夠?qū)⑵浜穸仍O(shè)為20?50 μ m,作為電連接體33能夠使用銀錫焊料等。圖19(c)示出用于形成這樣的帶元件間連接體的受光元件的元件間連接體的剖面圖。在圖19(c)的元件間連接體中,作為與受光元件的連接區(qū)域,通過(guò)鍍覆等而在大致凸部132R1的整個(gè)域中形成了錫等焊接性良好的金屬。進(jìn)而,也可以通過(guò)在熔融焊料槽中浸潰該凸部132R1來(lái)在與元件電極的連接區(qū)域中形成電連接體21。另外,也可以如在后面說(shuō)明的實(shí)施方式3、5的受光元件模塊那樣將受光元件側(cè)浸潰到熔融焊料槽中來(lái)在元件電極上形成電連接體21。
[0191]關(guān)于受光元件的構(gòu)造以及制造工序,與上述實(shí)施方式I相同。另外,關(guān)于受光元件模塊的制造工序,也與上述實(shí)施方式I相同,如在圖21 (a)以及圖21(b)中示出圖16(a)的C2 - D2剖面圖以及C3 - D3剖面圖那樣。圖21 (a)是存在指狀的元件間連接部131的剖面,圖21(b)是不存在指狀的元件間連接部131的剖面。而且,與實(shí)施方式I同樣地,在由2列的串構(gòu)成的受光元件排列的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)?,配置了片狀的密封材?2,隔著該密封材料22,在表面(受光面)側(cè)粘接了表面?zhèn)戎髅娌牧?3,在背面?zhèn)日辰恿吮趁鎮(zhèn)戎髅娌牧?5。
[0192]另外,通過(guò)由金屬等構(gòu)成的框架來(lái)對(duì)由表面?zhèn)戎髅娌牧?3和背面?zhèn)戎髅娌牧?5夾住的構(gòu)造進(jìn)行支撐,成為電流引出線38從密封材料22和背面?zhèn)戎髅娌牧?5的縫隙經(jīng)由連接箱被取出到背面的構(gòu)造,構(gòu)成了受光元件模塊I。
[0193]通過(guò)利用密封材料以及主面材料對(duì)這樣制作出的元件串的受光面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)冗M(jìn)行密封,能夠得到受光元件模塊構(gòu)造。
[0194]在這樣的實(shí)施方式2所示的元件間連接體、帶元件間連接體的受光元件、受光元件模塊的構(gòu)造中,元件間連接體130的主體部132具有規(guī)則性的凹凸,所以主體部132上的凸部132R1所占的面積比率小,所以能夠減少元件間連接體130上的凸部與作為另一方的極的元件上的集電電極14之間的重疊面積。因此,具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠提高絕緣性,并且能夠提高紅外線的光反射率高的銅在表面露出的比例,能夠增大在受光元件10背面?zhèn)戎邢蚧宓墓夥瓷淞?,提高受光元件的光電轉(zhuǎn)換效率。另外,由于凹凸的存在,能夠防止稍微的翹曲、變形所致的接觸不良。另外,針對(duì)熱形變而言其吸收性也良好,能夠防止元件間連接體130從受光元件剝離或者變形。
[0195]另外,作為元件間連接體130的主體部132以及元件間連接部131的形狀,不限于這樣的形狀。關(guān)于在這樣的元件間連接體中形成的凸部132R1,只要是元件間連接體的主體部132不與受光元件10上的另一方的極性的集電電極14以及電流取出電極15接觸的狀態(tài),也可以并非所有凸部132R1存在于集電電極14之間。例如,也可以以相對(duì)受光元件10的邊成傾斜的方式,在元件間連接體中形成凹凸列,此時(shí),凸部不與元件上的線狀電極12平行,所以也可以是一部分的凸部132R1與集電電極14等重疊。
[0196]在本實(shí)施方式2的元件間連接體中,形成如下構(gòu)造:將主體部132設(shè)為單層構(gòu)造,而將元件間連接部設(shè)為由指根部131a和指131b構(gòu)成的指狀,用指131b支撐了主體部132的背面?zhèn)取H绻紤]其他看法,則主體部132的一部分通過(guò)指131b成為2層構(gòu)造,具有加強(qiáng)以及通電電阻的降低效果。
[0197]實(shí)施方式3.
[0198]圖22是從受光面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式3的受光元件模塊的俯視圖,圖23是從背面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式3的受光元件模塊的俯視圖。圖24(a)?圖24(e)是示出元件間連接體的圖。圖24(a)以及圖24(b)是與串端以外的部分相當(dāng)?shù)牟糠值脑g連接體及其主要部分放大圖,圖24(b)是圖23以及圖24(a)的O1部分的放大圖。圖24(c)以及圖24(d)是串的折返部的元件間連接體及其主要部分放大圖,圖24(d)是圖23以及圖24(c)的O2部分的放大圖。圖24(e)是其剖面圖。圖25(a)是示出在實(shí)施方式3中使用的受光元件的俯視圖,圖25(b)是示出用于受光元件10的電極形成的接觸位置的圖。圖26是示出實(shí)施方式3的元件基板上的電極和絕緣層的接觸形狀的一個(gè)例子的俯視圖,是從背面(非受光面)側(cè)透射元件間連接體而觀察了做好的帶元件間連接體的受光元件的情況的透視圖。圖27(a)是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊中使用的元件間連接體的俯視圖。圖27(b)是示出在受光元件上形成粘接層而連接了元件間連接體的狀態(tài)的圖。圖28是示出帶元件間連接體的受光元件模塊的抽出元件間連接體和元件部分的狀態(tài)的圖。圖29是示出受光元件與元件間連接體的連接的狀態(tài)的剖面圖。圖30(a)以及圖30(b)是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的剖面圖,是圖23的C2 - D2剖面圖以及C3 - D3剖面圖。圖31是示出帶元件間連接體的受光元件的剖面圖,圖32是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的流程圖。圖33(a)?圖36(b)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖。
[0199]將如圖27(b)那樣在其背面?zhèn)劝惭b了元件間連接體的狀態(tài)的受光元件在本實(shí)施方式3中稱為帶元件間連接體的受光元件,將未附加元件間連接體的狀態(tài)的元件稱為受光元件。受光元件310還有時(shí)根據(jù)串上的位置而稱為310a?310f。與上述實(shí)施方式1、2較大不同點(diǎn)在于:在本實(shí)施方式3中,由獨(dú)立地形成的元件間連接部231和在表面具有凹凸的單層構(gòu)造的主體部232構(gòu)成了元件間連接體230、受光元件310的元件電極是點(diǎn)狀電極。51是元件間連接部231和主體部232的連接部,26是由絕緣性樹脂構(gòu)成的粘接層。
[0200](受光元件模塊的構(gòu)造)
[0201]此處,首先說(shuō)明了用元件間連接體連接了受光元件的受光元件模塊的構(gòu)造之后,說(shuō)明受光元件的構(gòu)造,然后說(shuō)明連接受光元件之間的元件間連接體的構(gòu)造。
[0202]實(shí)施方式3的受光元件模塊I如圖22以及圖23所示,背面連接型的受光元件以連成一塊的方式串聯(lián)地連接而構(gòu)成。在圖22、23中未圖示的、表面?zhèn)戎髅娌牧吓c背面?zhèn)戎髅娌牧现g,受光元件列通過(guò)密封材料被密封。
[0203]各元件之間通過(guò)由元件間連接部231和主體部232構(gòu)成的元件間連接體230被電連接而形成了直線狀的元件列(串)。如圖22以及圖23或者圖36(b)的受光元件310c、31Od所示,I個(gè)串與其他串之間通過(guò)朝向相對(duì)于在其以外的串部分中使用的元件間連接體(圖24(a))旋轉(zhuǎn)了 90度的元件間連接體230 (圖24(c))被電連接。關(guān)于元件間連接體230,將獨(dú)立成型的元件間連接部231和主體部232進(jìn)行接合來(lái)使用,所以具有朝向的選擇自由這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0204]在本實(shí)施方式3中,也與實(shí)施方式1、2同樣地,在連成一塊的元件列的末端的受光元件310a、31f中,電流引出線38與元件連接,成為2個(gè)電流引出線38的一部分從背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?2以及背面?zhèn)戎髅娌牧?5中所形成的孔的部分向密封材料22和背面?zhèn)戎髅娌牧?5之外露出的狀態(tài)。從密封材料22露出的電流引出線38與接線盒中的導(dǎo)線連接,通過(guò)與接線盒連接的電纜向受光元件模塊I的外部取出,從而成為受光元件模塊I。
[0205]實(shí)施方式3的受光元件310如圖25(a)和圖25(b)的元件背面的俯視圖所示,通過(guò)基板的平面形狀是大致矩形、且厚度是例如0.01?0.5mm程度的薄板狀的具有pn結(jié)的元件基板11構(gòu)成。
[0206]在本實(shí)施方式3中,也多數(shù)情況下使用如圖25(a)以及圖25(b)所示在將圓柱坯料切成片的狀態(tài)下角的一部分被切掉的形狀的基板,這樣的形狀也包含于所述大致矩形中。
[0207]作為這樣的受光元件310,也與實(shí)施方式1、2同樣地能夠使用具有pn結(jié)的晶體硅受光元件、砷化鎵受光元件等使用了化合物半導(dǎo)體的化合物系受光元件。另外,pn結(jié)也可以通過(guò)摻雜劑在基板中擴(kuò)散而形成,也可以是通過(guò)晶體硅基板和非晶硅膜或者微晶硅等薄膜等帶隙相互不同的材料的組合等來(lái)形成的異質(zhì)結(jié)型的元件。
[0208]如圖25(a)所示,在受光元件310的背面?zhèn)鹊膮^(qū)域中,點(diǎn)狀電極12D被形成為負(fù)電極。關(guān)于這些點(diǎn)狀電極12D,作為與元件基板直接接觸的部分,為了對(duì)透射了元件的光進(jìn)行反射的目的,優(yōu)選使用主要包含鋁、銀、金、錫、銠、鈀等在寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)光反射率高的材料的金屬材料,設(shè)為反射金屬層。另外,優(yōu)選選擇與元件基板11的接觸電阻小的金屬。例如,如果針對(duì)硅基板的P型半導(dǎo)體區(qū)域使用鋁,針對(duì)η型半導(dǎo)體區(qū)域使用含有鈦、鋯、鉻等功函數(shù)小的金屬的鋁等,則肖特基勢(shì)壘低且接觸電阻小,所以優(yōu)選。
[0209]在該反射金屬層上,作為第2層層疊抑制與金屬材料或反射金屬層的反應(yīng)、金屬向半導(dǎo)體基板的擴(kuò)散的阻擋層等,從而能夠防止金屬向半導(dǎo)體擴(kuò)散,并且提高從點(diǎn)狀電極12D向元件間連接體230的電連接性。作為用于此的材料,能夠使用鎳、鈦、鎢、其混合體以及合金等。作為點(diǎn)狀電極12D的最外層,優(yōu)選使用在模塊化時(shí)適合與元件間連接體進(jìn)行連接的材料。例如,在使用焊料來(lái)連接元件和元件間連接體的情況下,優(yōu)選使用銅、錫、銀、錫一鉛合金、錫一銀合金等。在這些電極中,也可以包含樹脂、玻璃成分等。
[0210]除此以外,在形成了例如異質(zhì)結(jié)的受光元件的情況下,也可以使用將由銦氧化物等來(lái)形成的透光性電極和所述金屬等進(jìn)行層疊而成的電極。在這些電極中,也可以包含樹月旨、玻璃成分等。
[0211]點(diǎn)狀電極12D是取出由于光生載流子生成而在元件背面?zhèn)瘸蔀楦邼舛鹊呢?fù)的電荷的電極,隔開適當(dāng)?shù)拈g隔而配設(shè)。通過(guò)在后面連接的元件間連接體230對(duì)由各點(diǎn)狀電極12D匯集的負(fù)電荷進(jìn)行集電。點(diǎn)狀電極12D的圖案不僅根據(jù)是否為通過(guò)向基板的摻雜而形成的擴(kuò)散型元件、或者是否為通過(guò)在基板上形成非晶態(tài)薄膜等而形成的異質(zhì)結(jié)型元件,而且還根據(jù)基板的比電阻等,最佳的配置不同。在規(guī)定的方向(在本實(shí)施方式3中為圖25(a)的Y方向)上,按照0.02?2mm的周期,直線地配置例如直徑0.01?Imm程度的圓形電極,構(gòu)成電極列。這樣的直線地配置的電極列圖案按照0.05?2.5mm的周期在與電極列的延伸方向正交的方向(圖25(a)的X方向)上隔開配置。這些電極間隔如后所述優(yōu)選為比基板的少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度小的值。
[0212]在本實(shí)施方式3中,如后述那樣,點(diǎn)狀電極12D和元件間連接體230直接連接,元件間連接體230作為向受光元件310a的外部取出電流的電流取出電極發(fā)揮功能,并且作為將從元件內(nèi)取出的電流集電到元件的末端的元件間連接體的元件間連接部231為止的集電電極發(fā)揮功能。另外,當(dāng)例如電極之間的間距在Y方向以及X方向上是2mm程度、且元件基板的尺寸是156mm的情況下,作為集電電極14的個(gè)數(shù)以及點(diǎn)狀電極12D在Y方向的列的數(shù)量會(huì)成為很多個(gè)數(shù),雖然在圖中也需要記載,但與實(shí)施方式2同樣地,在圖24(a)以及其以后的圖中,簡(jiǎn)化而減少個(gè)數(shù)來(lái)顯示。
[0213]如圖25(a)所示,在受光元件310的作為主面的背面?zhèn)鹊囊徊糠謪^(qū)域中,與點(diǎn)狀電極12D不同的極性的集電電極14和電流取出電極15被形成為背面電極。集電電極14被設(shè)置成覆蓋由半導(dǎo)體基板構(gòu)成的元件基板11的背面?zhèn)鹊膹V域,具有將電流匯集至電流取出電極15的功能。集電電極14能夠由例如以鋁、銀、銅為主成分的材料以及將它們層疊而成的材料構(gòu)成。不需要該集電電極14的所有部分直接接觸到元件基板11,在摻雜劑擴(kuò)散而形成的受光元件中,優(yōu)選集電電極14的一部分與構(gòu)成受光元件的元件基板11點(diǎn)狀地接觸。作為這樣的構(gòu)成點(diǎn)狀電極12D以及集電電極14和受光元件基板的接觸部分的開口部的接觸孔12h、14h的圖案,能夠例如如圖25(b)那樣設(shè)為點(diǎn)狀。點(diǎn)狀電極12D以及集電電極14以經(jīng)由該接觸孔12h、14h接觸到受光元件基板的方式形成。在通過(guò)異質(zhì)結(jié)形成的受光元件的情況下,電極不直接與半導(dǎo)體基板接觸而經(jīng)由12h、14h、在接觸孔12h、14h中暴露的透光性導(dǎo)電膜、非晶硅等來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。
[0214]電流取出電極15與一方的極性的集電電極14連接,作為將由集電電極14集電的電流取出到受光元件310的外部的電流取出電極發(fā)揮功能。電流取出電極15由主要包含Ag、鋁、銅的金屬材料、合金、以及其層疊體構(gòu)成。這樣由集電電極14集電的電流經(jīng)由與電流取出電極15連接的元件間連接體230被取出到外部。如圖25(a)所示與元件基板11相反的導(dǎo)電類型的區(qū)域包括元件端部而形成得較寬的本實(shí)施方式3的受光元件具有光電轉(zhuǎn)換效率良好這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0215]關(guān)于這些電極的高度,在本實(shí)施方式3中,如圖29示出帶元件間連接體的受光元件的剖面圖那樣,點(diǎn)狀電極12D形成得比集電電極14以及電流取出電極15高。在該情況下,雖然根據(jù)受光元件的大小而不同,但圖25(a)的點(diǎn)狀電極12D的電極的高度是Iym?Imm程度,集電電極14以及電流取出電極15的高度比其低,能夠設(shè)為I?500 μ m程度。該電極部分的高度越高,通過(guò)在電極部分中變形,從而越能夠利用電極部分緩和由于元件間連接體230與元件基板11 (半導(dǎo)體基板)的膨脹系數(shù)差所致的應(yīng)力,并且,越能夠提高元件電極的正極與負(fù)極之間的絕緣性。
[0216]關(guān)于電極間間距是根據(jù)少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度而決定的。由于是幾mm程度,所以關(guān)于電極間間距,成為2_程度以下。另外,如果是在元件間連接體中使用銅的情況,則若作為與串延伸方向垂直的剖面積設(shè)為例如Imm2程度以上,就沒有大的電阻損耗。因此,在使用了 150mm寬的元件間連接體的情況下,需要約10微米程度以上的厚度的元件間連接體。
[0217]在這樣的元件電極的電極間間距的情況下,元件間連接體薄且可撓性高,所以由于在集電電極14的部分中元件間連接體向元件側(cè)彎曲,存在元件間連接體230和集電電極14短路的可能性。另外,一般情況下,元件基板自身也在表面具有凹凸、起伏(Waviness)、翹曲、厚度分布等,并且,具有通過(guò)印刷等而形成的元件電極自身的高度偏差。起因于這些元件的制造工藝,在2mm程度以內(nèi)鄰接的元件電極之間產(chǎn)生10微米程度的高低差,存在集電電極14和元件間連接體230短路的可能性。作為不產(chǎn)生短路的電極之間的高低差,依賴于元件電極之間的間隔、元件間連接體的平坦性、剛性、以及模塊的密封材料的厚度,但在該高低差大時(shí),無(wú)需進(jìn)行精密的對(duì)位就能夠防止元件間連接體230和集電電極14短路。為了防止電極之間的短路,需要將元件間連接體的厚度變厚、或者將點(diǎn)狀電極12D與集電電極14的高低差變大、或者將元件電極之間的間隙變窄等。如果還包括支撐體、電連接體的元件間連接體的厚度成為100微米程度以上,則元件間連接體自身不易產(chǎn)生具有急劇的角度的彎曲、撓曲,所以作為點(diǎn)狀電極12D和集電電極14的高低差與點(diǎn)狀電極12D之間的間隙(Y31 — V31)之比,設(shè)為點(diǎn)狀電極12D和集電電極14的高低差+電極間間隙距離^ 0.005,由此抑制元件間連接體232和集電電極14的短路。
[0218]其另一方面,在包括支撐體、電連接體的元件間連接體230的厚度是100微米程度以下的情況下,元件間連接體自身產(chǎn)生具有急劇的角度的彎曲、撓曲,所以作為點(diǎn)狀電極12D和集電電極14的高低差與點(diǎn)狀電極12D之間的間隙(Y31 — V31)之比,優(yōu)選設(shè)為點(diǎn)狀電極12D和集電電極14的高低差+電極間間隙距離彡0.01,由此抑制元件間連接體230和集電電極14的短路。關(guān)于Y方向也同樣地,點(diǎn)狀電極12D和其以外的元件基板的高低差與點(diǎn)狀電極12D之間的電極距離之比優(yōu)選設(shè)為與上述相同。
[0219]在本實(shí)施方式3中,將元件間連接體230的厚度設(shè)為30微米,將集電電極從基板起的高度設(shè)為10微米,將寬度設(shè)為600微米,將點(diǎn)狀電極12D從基板起的高度設(shè)為40微米,將直徑(X方向?qū)挾?U31以及(Y方向?qū)挾?V31設(shè)為100微米,將元件上電極的電極間間隙距離(Y31 - V31)設(shè)為0.2mm,將點(diǎn)狀電極12D之間的電極間距X31設(shè)為1mm。
[0220]另外,其另一方面,即使如實(shí)施方式I的圖9 (a)?9 (c)、實(shí)施方式2的圖20 (b)那樣在元件電極的正極與負(fù)極之間沒有高低差的情況下,通過(guò)在集電電極14部分預(yù)先配置樹脂、陶瓷等,使用具有可撓性的元件間連接體,在集電電極14的部分中,使元件間連接體230從元件基板浮起,由此能夠防止元件間連接體230和集電電極14短路,所以未必一定形成高低差。也可以同時(shí)實(shí)施這兩方,也可以在元件電極之間設(shè)置高低差,并且使元件間連接體232在集電電極14的部分中從元件基板浮起。
[0221]作為在這些電極之間設(shè)置高低差的方法,能夠僅在一方的電極印刷焊料膏,在設(shè)置進(jìn)一步更大的高低差的情況下,還能夠連接焊料球。作為這樣的例子,例如能夠在點(diǎn)狀電極12D部分形成Sn — Ag — Cu焊料球或者焊料凸塊等。例如,在直徑100微米程度的點(diǎn)狀電極12部分形成了直徑300微米程度的Sn — Ag — Cu焊料球的情況下,點(diǎn)狀電極12能夠相對(duì)集電電極14保持200?300微米程度的高低差。由此,易于對(duì)一方的元件電極連接元件間連接體。關(guān)于電連接體21或者元件電極自身,除了這樣的使低熔點(diǎn)金屬熔融的方法以夕卜,還可以通過(guò)使用由含金屬的樹脂等來(lái)構(gòu)成的導(dǎo)電性樹脂、或者利用Sn等的光電解鍍覆來(lái)僅在負(fù)極中形成,由此提高一方的極性的電極,增大高低差。
[0222]S卩,針對(duì)點(diǎn)狀電極12構(gòu)成的第I電極,連接負(fù)極,將受光元件浸潰到鍍覆槽,進(jìn)行光電解鍍覆,由此能夠僅在點(diǎn)狀電極12上選擇性地形成Sn層等鍍覆層,設(shè)為比第2電極厚。通過(guò)上述結(jié)構(gòu),在同一平面上存在的正極和負(fù)極(第I以及第2電極)之中,能夠選擇性地僅提高負(fù)極,所以在與元件間連接體進(jìn)行連接時(shí),不需要對(duì)位。
[0223]另外,在圖25(a)中,作為集電電極14示出了以金屬為主成分的導(dǎo)電體在背面形成為細(xì)線狀的情況,但關(guān)于本實(shí)施方式的受光元件,為了提高電流取出效率,需要將少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度設(shè)為比元件電極之間的距離長(zhǎng),元件表面優(yōu)選通過(guò)鈍化膜被非活性化。在表面具有這樣的鈍化膜的元件構(gòu)造中,點(diǎn)狀電極12D、集電電極14等電極與作為元件基板11的硅的接觸部分中的載流子的再結(jié)合的影響大。因此,盡量減少電極和硅的接觸面積,并增加鈍化膜所占的面積會(huì)關(guān)系到元件自身的光電轉(zhuǎn)換效率的高效化,更優(yōu)選。
[0224]因此,在本實(shí)施方式3中,通過(guò)以圖25(b)所示那樣的圖案所形成的局部的鈍化膜的接觸孔12h以及14h,達(dá)成元件基板和電極類的接觸。在本實(shí)施方式中,為了從這樣的從受光元件基板取出電流的各個(gè)接觸孔12h以及14h將電流歸攏到一起取出,在正極中,集電電極14、電流取出電極15被形成為連續(xù)體而從電流取出電極15集電至元件的端部,在負(fù)極中,元件間連接體的作為元件背部分的主體部232與在接觸孔12h中所形成的點(diǎn)狀電極12D連接來(lái)承擔(dān)直至元件的端部為止的集電。于是,電流能夠通過(guò)電流取出電極15以及元件間連接體230在元件之間流動(dòng)。
[0225]另外,本實(shí)施方式3的元件和電極的接觸形狀不限于圖25(b)所示的形狀,無(wú)需一定是點(diǎn)形狀,也可以具有與實(shí)施方式I同樣地以線狀連續(xù)地接觸而成的電極群。同樣地,本實(shí)施方式3的元件電極的圖案不限于圖25(a)所示的圖案,一方的電極無(wú)需一定是點(diǎn)形狀,也可以是與實(shí)施方式I同樣地以線狀連續(xù)地接觸而成的電極群,并且具有電流取出電極13。
[0226]另外,在實(shí)施方式3中,記載了作為元件電極僅使用金屬的受光元件,但除此以夕卜,也可以是在負(fù)電極與正電極之間被絕緣并使用了在大致整面中形成的透光性導(dǎo)電膜和金屬電極的層疊構(gòu)造的受光元件。
[0227]在背面連接型的受光元件中,背面電極在元件的同一面中具有正極和負(fù)極,所以優(yōu)選使正和負(fù)的電極之間絕緣。作為絕緣層,也可以是包含氣體的空隙等,但在本實(shí)施方式3中,為了對(duì)受光元件310a與元件間連接體230的作為元件背部分的主體部232之間賦予高的粘接強(qiáng)度,并且使點(diǎn)狀電極12D與集電電極14之間以及元件間連接體230的主體部232與集電電極14及電流取出電極15之間絕緣,如圖26所示,以僅除了元件的電流取出電極15的一部分以及點(diǎn)狀電極12D部分以外覆蓋集電電極14以及電流取出電極15的方式,形成了粘接層26。為了提高絕緣性,作為該絕緣層,優(yōu)選使用樹脂等。
[0228]這樣,在本發(fā)明的實(shí)施方式3中,由于是在元件間連接體230的主體部232與元件基板11之間夾著粘接層26的構(gòu)造,所以具有如下優(yōu)點(diǎn):通過(guò)將粘接層26的熱膨脹率設(shè)為元件基板11與元件間連接體230之間的程度,從而能夠在粘接層26中緩和由于構(gòu)成受光元件的元件基板11與元件間連接體230的主體部232之間的膨脹系數(shù)差所致的應(yīng)力。
[0229]因此,本實(shí)施方式的受光元件310能夠?qū)⑴c在元件背面直接形成電極層的情況相比具有厚度的部件用作元件間連接體的主體部232,所以具有能夠設(shè)為集電電阻小的受光元件這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0230]另外,如后述那樣,本實(shí)施方式3中的元件間連接體230的主體部232不平坦而具有凹凸,所以粘接層26的元件間連接體側(cè)的界面具有凹凸,但在圖26中省略了顯示。
[0231]此時(shí),點(diǎn)狀電極12D的電極面積小,所以如果與元件間連接體230的連接被妨礙,則受光元件310與元件間連接體230之間的電阻變大,所以粘接層26優(yōu)選不重疊于點(diǎn)狀電極12D上。當(dāng)粘接層26重疊于點(diǎn)狀電極12D上的情況下,能夠在后面的工序中通過(guò)例如對(duì)點(diǎn)狀電極12D上的由粘接層26形成的凸部進(jìn)行研磨等來(lái)去除粘接層26,使點(diǎn)狀電極12D露出。
[0232]如果將這樣的圖26所示的由作為絕緣層的粘接層26以及點(diǎn)狀電極12D、集電電極
14、電流取出電極15、元件基板11等構(gòu)成的受光元件310在形成了圖27(a)所示的元件間連接體的主體部232的狀態(tài)下從背面觀察,則成為圖27(b)所示的構(gòu)造。圖27(a)是從受光元件基板和元件間連接體的粘接面(表面?zhèn)?觀察的元件間連接體230的主體部232,圖27 (b)是從背面?zhèn)?模塊的非受光面?zhèn)?觀察的帶元件間連接體230的主體部232的受光元件310。圖28示出安裝了元件間連接部231的狀態(tài)。
[0233]圖29示出安裝了這樣的元件間連接體230的主體部232的狀態(tài)的受光元件310的剖面圖。如圖29所示,一方的電極的點(diǎn)狀電極12D比另一方的集電電極14以及電流取出電極15高,成為點(diǎn)狀電極12D相對(duì)集電電極14以及電流取出電極15凸出的形狀。因此,元件間連接體230的主體部232能夠通過(guò)電連接體21而與一方的電極的點(diǎn)狀電極12D導(dǎo)通,能夠通過(guò)粘接層26而與另一方的電極的集電電極14絕緣。此時(shí),粘接層26作為絕緣層發(fā)揮功能,并且作為固定受光元件310與元件間連接體230的主體部232之間的層發(fā)揮功能。
[0234]元件間連接體230的主體部232可以使用平坦的板狀的形狀的主體部,但本實(shí)施方式3中的元件間連接體230的主體部232具有圖27(a)的用232R1示出的凸部以及用232R2示出的凹部。此處,關(guān)于元件間連接體230的主體部232中形成的凸部232R1與凹部232R2的間隔,其X方向的間隔(U32)與元件電極的寬度相配合而成為2mm程度以下,所以針對(duì)156mm的基板實(shí)際上需要記載80個(gè)程度,但在圖27 (a)以后,與實(shí)施方式2同樣地,與元件電極的個(gè)數(shù)相配合而簡(jiǎn)化顯示。
[0235]這樣的元件間連接體230與受光元件310粘接而形成本實(shí)施方式3的帶元件間連接體的受光元件。圖27(b)示出從背面?zhèn)扔^察了這樣的帶元件間連接體的受光元件的俯視圖,并且,圖29示出圖27(b)所示的帶元件間連接體的受光元件的、沿著X方向通過(guò)點(diǎn)狀電極12D的剖面圖。受光元件的剖面成為圖29所示的構(gòu)造,元件間連接體230的作為元件背部分的主體部232具有凸部232R1和凹部232R2,凸部232R1與作為元件電極的點(diǎn)狀電極12D接觸,從而得到電連接。這樣的本實(shí)施方式3的構(gòu)造的結(jié)果,元件間連接體230的主體部232與構(gòu)成受光元件的元件基板11上的集電電極14以及電流取出電極15之間的距離變大,所以具有同一受光元件上的正負(fù)極之間的絕緣性提高這樣的優(yōu)點(diǎn)。其另一方面,在凹部232R2中,相比于平面狀的電極,能夠較大地得到元件電極與元件間連接體230的距離,所以具有能夠提高元件上的正的電極與負(fù)的電極之間的絕緣性這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0236]另外,元件間連接體230的作為元件背部分的主體部232具有這樣的凹凸,從而能夠使元件間連接體230的主體部232的凸部232R1和凹部232R2的邊界部分易于變形。因此,能夠在元件間連接體230的平面(XY)方向上伸縮,所以具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠緩和由于受光元件310和元件間連接體230的主體部232的熱膨脹系數(shù)差而產(chǎn)生的應(yīng)力,能夠得到耐久性以及強(qiáng)度優(yōu)良的受光元件以及受光元件模塊。另外,受光元件310和元件間連接體230的接觸性也良好,所以接觸電阻小。
[0237]進(jìn)而,優(yōu)選如圖29所示元件間連接體230的主體部232的凸部232R1之間的X方向的間隔U32比多個(gè)點(diǎn)狀電極12D在X方向上的寬度U31窄,凹部232R2的間隔比點(diǎn)狀電極12D自身在Y方向上的寬度V31小。由于元件間連接體230的主體部232具有這樣的形狀的凹凸構(gòu)造,從而能夠防止點(diǎn)狀電極12D侵入到元件間連接體230的主體部232上的相鄰的凸部232R1之間的區(qū)域。因此,無(wú)需進(jìn)行對(duì)位,就能夠使元件間連接體230的主體部232的凸部232R1和點(diǎn)狀電極12D的位置一致。因此,能夠防止元件間連接體230的主體部232的凸部232R1和集電電極14、電流取出電極15接觸而從圖29的狀態(tài)產(chǎn)生位置偏移、在受光元件310上的正和負(fù)的電極間產(chǎn)生短路這樣的問(wèn)題。另外,元件間連接體的凸部232R1和點(diǎn)狀電極12D無(wú)需一對(duì)一地對(duì)應(yīng),只要點(diǎn)狀電極12D不與232R2部分連接即可,所以232R1以及232R2在X方向或者Y方向上的數(shù)量也可以比線狀電極在X方向或者Y方向上的數(shù)量更多。
[0238]另外,一般情況下,關(guān)于點(diǎn)狀電極12D的電極間距X31和Y31,在集電電極14的長(zhǎng)度(圖中Y方向)方向和與集電電極14的長(zhǎng)度方向正交的(X方向)方向中,集電電極14的長(zhǎng)度方向(圖中Y方向)更窄(在圖中X3DY31)。這樣,在與集電電極14的長(zhǎng)度方向正交的(在圖中與X方向平行的)方向上,點(diǎn)狀電極12D的電極間距X31以及元件間連接體232的凸部232R1之間的距離U32變寬。因此,即使不進(jìn)行精密的對(duì)位,只要元件間連接體的主體部232的凸部232R1在X方向上的寬度寬,則通過(guò)進(jìn)行點(diǎn)狀電極12D和元件間連接體的主體部232的大致的對(duì)位(元件間連接體232的凸部232R1在X方向上的寬度的一半程度的精度)就能夠連接點(diǎn)狀電極12D和元件間連接體的主體部232的凸部232R1。
[0239]其另一方面,關(guān)于Y方向,點(diǎn)狀電極12D之間的距離Y31窄,所以難以使點(diǎn)狀電極12D和元件間連接體230的主體部232的凸部232R1對(duì)位。因此,相比于X方向,在Y方向上對(duì)位更困難,是高成本化的主要原因,所以優(yōu)選使元件間連接體的主體部232的凸部232R1在Y方向上的間隔V32小于點(diǎn)狀電極12D自身在Y方向上的大小V31,防止點(diǎn)狀電極12D侵入到232R2。
[0240]作為其結(jié)果,如圖27(a)所示,凸部232R1之間的X方向的間隔U32比較寬,而另一方面凹部232R2的寬度即凸部232R1之間的Y方向的間隔V32變窄。此處,將元件間連接體的主體部232的凸部232R1之間的X方向的間距設(shè)為X32,將Y方向的間距設(shè)為Y32。
[0241]這樣,通過(guò)在元件間連接體230的元件背部分(主體部)中形成凸部232R1以使在元件的集電電極14的長(zhǎng)度方向(與Y方向平行的方向)上使凸部232R1之間的間隔V32變窄,由此只是僅在與元件的集電電極14正交的方向(圖27(a)中的X方向)上進(jìn)行大致的對(duì)位,就能夠使元件間連接體230的元件背部分(主體部)的凸部232R1與元件的點(diǎn)狀電極12D連接。由此,在元件與元件間連接體之間的對(duì)位方法中不需要對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志等,采用通過(guò)使元件基板端部碰撞到元件間連接體來(lái)實(shí)施的端部檢測(cè)方法也可以,所以不需要為了提高對(duì)位精度而產(chǎn)生的成本。另外,在元件間連接體230的主體部232的凹部232R2中,能夠較寬地取得元件的集電電極14和元件間連接體230的主體部232的間隔,能夠提高集電電極14和元件間連接體230的主體部232之間的絕緣性。
[0242]作為這樣的元件間連接體230的主體部232的凹凸的列在X方向以及Y方向上的間距X32以及Y32,使間隔與元件的點(diǎn)狀電極12D在X方向以及Y方向上的電極間距X31、Y31相匹配。例如,需要將X32設(shè)為0.05?2.5mm程度,另一方面,關(guān)于Y方向的電極間距Y32,在負(fù)極側(cè)的元件電極線狀地以連成一塊的方式連接的情況下,可以設(shè)為任意。但是,為了降低元件電極上的集電電阻,優(yōu)選以在元件電極上集電電阻不會(huì)變大的距離的周期,連接元件電極和元件間連接體,所以為了使元件電極與元件間連接體的連接間隔變小,作為Y32,優(yōu)選設(shè)為0.02?1mm以下,作為凹凸的高低差,可以設(shè)為例如10 μ m?5mm程度。作為這樣的凹凸的列的間隔,如本實(shí)施方式3那樣,在受光元件310和元件間連接體230的連接點(diǎn)附近,元件間連接體230的主體部232在凹凸部或者凹凸部之間具有傾斜面,從而在凹凸部分中元件間連接體230變形,具有能夠緩和由于受光元件310和元件間連接體230之間的熱膨脹系數(shù)的差產(chǎn)生的應(yīng)力這樣的優(yōu)點(diǎn),所以該凹凸部的數(shù)量?jī)?yōu)選很多,作為凸部的寬度,優(yōu)選為1mm程度以下。
[0243]另外,在負(fù)極側(cè)的電極是點(diǎn)狀電極等的形狀而未線狀地連續(xù)地連接的情況下,關(guān)于Y方向的元件間連接體的主體部的凸部232R1的間隔U32,縮窄間隔以成為點(diǎn)狀電極12D自身的寬度(大小)U31以下,從而能夠防止點(diǎn)狀電極12D侵入到凹部232R2而短路的現(xiàn)象。作為為此的凸部232R1之間的間隔U32,需要設(shè)為比點(diǎn)狀電極12D的大小U31窄、設(shè)為
0.01?0.1mm程度以下。關(guān)于Y方向也是同樣的。但是,在受光元件310與元件間連接體230的主體部232之間精密地進(jìn)行了對(duì)位之后連接的情況下,也可以擴(kuò)大間隔。作為應(yīng)放入凸部232R1之間的X方向的點(diǎn)狀電極的寬度U31,能夠設(shè)為比X方向的凸部232R1之間的間隔U32窄、設(shè)為Imm程度以下。這樣,作為凹部232R2的大小,通過(guò)使該凹部232R2在平面內(nèi)的X方向和Y方向上的大小小于點(diǎn)狀電極12D在各個(gè)方向上的電極寬度U31、V31,在構(gòu)造上能夠使凸部232R1易于接觸到點(diǎn)狀電極12D部分,而對(duì)于另一方的集電電極14以及電流取出電極15的部分,隔開距離而使其不易接觸到。另外,作為構(gòu)成凸部232R1的面,能夠設(shè)為曲面或者平坦面,但優(yōu)選平坦。
[0244]元件間連接體的主體部232連接有對(duì)元件之間進(jìn)行連接的元件間連接體的元件間連接部231,所以作為對(duì)元件之間進(jìn)行連接的元件間連接體的元件間連接部231被連接的部分,具有元件間連接體的主體部232和元件間連接部231的連接部51。作為具體的連接部51的材質(zhì),能夠使用電鍍等來(lái)形成例如錫等焊接性良好的金屬。作為元件間連接體的基體的材質(zhì),能夠使用銅、鋁等,但通過(guò)例如將元件間連接體的主體部232的原材料設(shè)為銅,從而與元件間連接部31之間的焊料的潤(rùn)濕性提高,所以未必需要連接部51。在該情況下,與圖27 (a)、27 (b)不同,也可以不從元件間連接體的主體部232形成與元件間連接體的元件間連接部231的連接部51。另外,關(guān)于元件電極的圖案也是,成為凸部的電極無(wú)需一定是點(diǎn)狀電極,也可以與實(shí)施方式I的圖4(a)以及圖4(b)同樣地是柵格狀,并且也可以具有電流取出電極13。另外,粘接層無(wú)需形成于背面整面,例如,也可以僅形成于元件間連接體的元件背部分(主體部)232的端的部分,也可以不形成于元件背面?zhèn)取?br>
[0245]圖26的元件背面?zhèn)鹊狞c(diǎn)狀電極12D經(jīng)由電連接體21與圖27 (a)所示的元件間連接體的主體部232連接,作為元件背面的正負(fù)的電極,圖27(b)所示那樣的受光元件背面的電流取出電極15和元件間連接體的主體部232露出,形成元件之間的電連接部分。此時(shí),通過(guò)連接這些元件間連接體的主體部232和元件上的點(diǎn)狀電極12D,元件間連接體的主體部232作為導(dǎo)電體發(fā)揮功能,能夠?qū)υ谠?nèi)產(chǎn)生的電流進(jìn)行集電。另外,通過(guò)采用這樣的受光元件和元件間連接體的主體部232成為一體的構(gòu)造,具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠反射元件透射光,并且由元件間連接體230的主體部232支撐構(gòu)成受光元件的元件基板11,從而能夠提高強(qiáng)度,防止元件開裂。在本實(shí)施方式3中,從硅基板至連接了元件間連接體的主體部232的此處為止的構(gòu)造部分稱為帶連接體的受光元件。
[0246]由于將這樣連接的元件間連接體230的主體部232與鄰接的受光元件的電流取出電極15連接,所以元件間連接體的元件間連接部231的一方的端通過(guò)電連接體21、33連接于元件間連接體的主體部232上的連接部51,使用了元件間連接體230、受光元件、粘接層26、密封材料、受光面?zhèn)戎髅娌牧?、背面?zhèn)戎髅娌牧系鹊哪K成為在圖30(a)以及30(b)中示出受光元件模塊I的剖面圖那樣的形狀,透射元件間連接體而觀察了連接了該元件間連接體的受光元件的背側(cè)的圖如圖26所示,包括元件間連接部的帶元件間連接體的受光元件的形狀成為圖28所示那樣的結(jié)構(gòu)。這成為I個(gè)重復(fù)單位,元件間連接體的元件間連接部231的一方側(cè)通過(guò)電連接體33而與元件間連接體的主體部232連接,另一方側(cè)通過(guò)電連接體33而與相鄰的元件的電流取出電極15連接,通過(guò)該結(jié)構(gòu)連續(xù)而形成受光元件直線地連接的串。在串的折返部分中,元件間連接體的主體部232和元件間連接體的元件間連接部231如圖24(c)以及24(d)所示那樣連接。通過(guò)這樣連接元件之間而形成圖22、23、30 (a)、30 (b)所示的受光元件之間被電連接的受光元件模塊。
[0247]關(guān)于元件間連接體的元件間連接部231,由于與受光元件310、背面?zhèn)戎髅娌牧?5一起從受光面?zhèn)瓤匆?,所以?duì)外觀造成影響。為了使得從受光面?zhèn)扔^察的模塊整體的外觀是黑的,也可以用吸收500?600nm的波長(zhǎng)的光的絕緣體等來(lái)覆蓋從元件間連接體的元件間連接部231的表面看見的部分,以使得看起來(lái)是黑的。作為這樣的材料,也可以使用含有二萘嵌苯顏料的樹脂、帶、或者在元件間連接體的元件間連接部231中使用銅并使其表面氧化而形成的氧化銅等。另外,關(guān)于元件間連接體的主體部232,在使用比受光元件310大的主體部的情況下,一部分會(huì)從受光面?zhèn)瓤匆?,所以也可以針?duì)至少?gòu)氖芄饷鎮(zhèn)瓤匆姷牟糠謱?shí)施同樣的處理。
[0248]關(guān)于本實(shí)施方式3中的帶元件間連接體的受光元件,在圖26中示出受光元件與粘接層的關(guān)系,并且在圖28中示出俯視圖那樣,元件的點(diǎn)狀電極12D以及集電電極14被元件連接體230e的主體部232以及粘接層26隱藏而成為未在帶元件間連接體的受光元件的表面出現(xiàn)的狀態(tài)。在該情況下,元件電極被金屬、樹脂覆蓋,所以具有如下優(yōu)點(diǎn):來(lái)自外部的水分的侵入等變少,可靠性、耐久性提高。
[0249]作為其以外的方式,元件間連接體230的作為元件背部分的主體部232也可以整面或者局部性地經(jīng)由粘接層26粘接到受光元件。另外,也可以未必具有粘接層26。
[0250]電連接體33既可以與電連接體21相同也可以不同,但優(yōu)選為能夠以比電連接體21低的溫度連接的電連接體。作為這樣的電連接體,例如,能夠?qū)㈦娺B接體21設(shè)為錫/銀系的焊料,將電連接體33設(shè)為錫/鉍系的焊料。除此以外,作為電連接體21、33,除了焊料以外,還能夠使用包含導(dǎo)電性高分子、金屬粒子的導(dǎo)電性樹脂膏、導(dǎo)電性帶等。
[0251]另外,在并不連接多個(gè)而僅用I個(gè)受光元件來(lái)模塊化的情況下,在將圖30 (a)以及(b)所示的電流取出電極15以及元件間連接體的元件間連接部231分別接到其他導(dǎo)電體并將導(dǎo)電體從密封材料引出的狀態(tài)下,用針對(duì)受光元件的吸收波長(zhǎng)區(qū)域的光有透光性的密封材料來(lái)密封即可。在連接到印刷基板等的情況下,能夠使用該元件間導(dǎo)電體來(lái)與印刷基板等連接。
[0252]為了對(duì)受光元件310a?310f (以下有時(shí)稱為受光元件310)與元件間連接體230之間賦予高的粘接強(qiáng)度,并且使受光元件310上的集電電極14與元件間連接體230之間絕緣,元件間連接體230與受光元件310之間的除了被焊接的部分以外的部分是通過(guò)粘接層26來(lái)粘接的。具體而言,能夠使用乙烯乙酸乙烯酯、聚酰亞胺、包含填料的環(huán)氧樹脂等樹脂等。以使粘接層26的膨脹系數(shù)接近受光元件的目的,能夠含有填料。另外,作為粘接層26的材料,也可以使用玻璃。
[0253]作為這樣的粘接層26,為了使透射了受光元件310的光通過(guò)元件間連接體230或者粘接層26反射而再次入射到元件,優(yōu)選使用盡可能沒有光的吸收的材料。另外,粘接層26也可以為了向受光元件310再次入射光而具有光反射或者光散射功能。作為這樣的粘接層26,能夠使用高濃度地包含幾百nm程度的二氧化鈦粒子的乙烯乙酸乙烯酯等。此處使用的填料、光散射性的無(wú)機(jī)粒子的尺寸優(yōu)選相比于元件與元件間連接體230之間的距離小一半程度,為了賦予光散射性,優(yōu)選設(shè)為希望散射的光的波長(zhǎng)的一半程度的大小的粒徑。
[0254]另外,在形成這樣的粘接層26時(shí),首先,預(yù)先在點(diǎn)狀電極12D上形成了焊料層之后,邊將元件間連接體230的主體部232和受光元件310的背側(cè)貼在一起,邊進(jìn)行加熱、冷卻。由此,使焊料熔融一次而將元件間連接體230的與元件背部分相當(dāng)?shù)闹黧w部232和受光元件上的點(diǎn)狀電極12D進(jìn)行電連接。而且,之后,在被粘貼的元件間連接體230的主體部232與元件背面之間,利用毛細(xì)管現(xiàn)象供給環(huán)氧樹脂前驅(qū)物。然后,之后再次加熱而使環(huán)氧樹脂單體聚合、硬化,從而能夠粘接元件間連接體230的主體部232和受光元件310。
[0255]在該情況下,電連接體21的熔點(diǎn)優(yōu)選與粘接層26的熔融溫度相同或者更高。另夕卜,作為該情況的環(huán)氧樹脂前驅(qū)物,優(yōu)選粘度低、且流動(dòng)性高的前驅(qū)物。另外,除此以外,在預(yù)先在點(diǎn)狀電極12D上形成了焊料層的受光元件的背面?zhèn)龋鐖D26所示,在除了點(diǎn)狀電極12D以外的部分涂覆環(huán)氧樹脂前驅(qū)物,邊與元件間連接體的主體部232粘貼,邊加熱、冷卻,從而使焊料熔融一次而將元件間連接體的主體部232和元件上的點(diǎn)狀電極12D進(jìn)行電連接,并且使作為粘接層26的環(huán)氧樹脂聚合、硬化,從而能夠粘接元件間連接體的主體部232和受光元件310。在該情況下,粘接層26的熔融溫度優(yōu)選與電連接體21的熔點(diǎn)相同或者更高。另外,作為環(huán)氧樹脂前驅(qū)物,優(yōu)選為有粘度、流動(dòng)性低的前驅(qū)物。
[0256]通過(guò)將粘接層26設(shè)為如該圖26那樣線狀地殘留而形成的構(gòu)造,不會(huì)妨礙點(diǎn)狀電極12D和元件間連接體的主體部232的電連接,另一方面,能夠保持集電電極14與元件間連接體的主體部232之間的絕緣。
[0257]元件間連接體230的元件間連接部231的一方的端與形成在受光元件310的背面的電流取出電極15連接,另一方的端與元件間連接體230的主體部232連接。主體部232與不同于受光元件310的受光元件310b的背面?zhèn)人纬傻脑系狞c(diǎn)狀電極12D連接,達(dá)成鄰接的2個(gè)受光元件310之間的電連接。元件間連接體230、受光元件310的電流取出電極15、和其它受光元件310的點(diǎn)狀電極12D通過(guò)電連接體21以及33連接。
[0258]這樣,通過(guò)用元件間連接體230連接受光元件310之間,如圖22以及圖23所示,形成受光元件310a、310b、310c直線狀地連接的串。在與圖22、圖23的310c、310d相當(dāng)?shù)?、串的折返地點(diǎn)的元件中,如圖24(c)那樣,以相對(duì)串延伸的方向成為90度的方式,連接元件間連接體230的元件間連接部231。由此,能夠使串的方向折返。這樣,通過(guò)利用構(gòu)成元件間連接體230的元件間連接體的元件間連接部231來(lái)將由受光元件310a、310b、310c形成的直線狀的串和由受光元件310d、310e、310f形成的直線狀的串進(jìn)行連接,形成圖22、圖23所示的2個(gè)串列被串聯(lián)地連接的受光元件模塊I的元件排列。
[0259]成為該受光元件模塊I的終端部的受光元件310a、310f與用于從受光元件模塊I取出電流的電流引出線38連接。在構(gòu)成模塊的元件的終端部中,將電流引出線38直接連接到元件間連接體230的主體部232,所以受光元件310f的元件間連接體230的形狀與其他受光元件310b?310e不同,成為只有元件間連接體的主體部232的形狀。
[0260]在受光元件310a中,電流引出線38通過(guò)電連接體21連接到電流取出電極15部分,在受光元件310f中,電流引出線38通過(guò)電連接體21連接到元件間連接體的主體部232部分。
[0261]在圖22以及圖23所示的由2列的串構(gòu)成的受光元件排列的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)龋纬善瑺畹囊蚁┮宜嵋蚁渲让芊獠牧?2。而且,經(jīng)由該密封材料22,在表面?zhèn)日辰恿瞬AУ缺砻鎮(zhèn)戎髅娌牧?3,在背面?zhèn)日辰恿四秃蛐缘木蹖?duì)苯二甲酸乙二醇酯樹脂片等背面?zhèn)戎髅娌牧?5。
[0262]另外,在圖22以及圖23中,雖然省略了圖示,但用框架支撐由表面?zhèn)戎髅娌牧?3和背面?zhèn)戎髅娌牧?5夾著的構(gòu)造,成為電流引出線38從密封材料22和背面?zhèn)戎髅娌牧?5的縫隙經(jīng)由連接箱被取出到背面的構(gòu)造,構(gòu)成了受光元件模塊I。
[0263](制造方法)
[0264]接下來(lái),舉使用了單晶硅太陽(yáng)能電池的情況為例子,說(shuō)明實(shí)施方式3的受光元件模塊I的制造方法。圖32是示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的流程圖,圖33(a)?36(b)是示意地示出實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法的次序的一個(gè)例子的俯視圖。另外,此處,說(shuō)明作為受光元件使用在背面具有圖25(a)所示的點(diǎn)狀電極12D、電流取出電極15、集電電極14那樣的圖案的銀電極的縱橫156mm且大致正方形形狀的單晶硅太陽(yáng)能電池來(lái)制造圖22以及圖23所示的受光元件模塊I的情況。
[0265](受光元件的制造方法)
[0266]圖31示出完成后的帶元件間連接體的主體部232的受光元件的更詳細(xì)的剖面圖。參照?qǐng)D31,簡(jiǎn)單說(shuō)明受光元件的制造方法。首先,作為按照100面切成片的元件基板11,準(zhǔn)備n型單晶硅基板。首先,在KOH水溶液等堿溶液中使元件基板11的表面溶解10 μ m程度之后,在硫酸和過(guò)氧化氫混合溶液、接著、在鹽酸和過(guò)氧化氫水的混合溶液中,浸潰元件基板11而洗浄。之后,將基板在POCl3氣氛中加熱到800?900°C程度,使磷在該元件基板11表面擴(kuò)散。在氫氟酸溶液中去除形成在表面的磷玻璃。接下來(lái),通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)法,在基板的單面形成氧化硅膜。作為氧化硅膜的原料,能夠使用硅烷、TEOS(Tetra EthylOrtho Silicate)等。接著,通過(guò)等離子體支援CVD法,在氧化娃膜上沉積氮化娃膜。
[0267]在元件基板11的形成了氮化硅膜和氧化硅膜的面(以后稱為背面),以成為與圖25(a)以及圖26的點(diǎn)狀電極12D和與圖25(b)的元件基板11的接觸孔12h相同的圖案的方式,涂覆耐酸抗蝕劑。之后,浸潰到氫氟酸水溶液中來(lái)去除抗蝕劑涂覆部以外的氮化硅膜以及氧化硅膜,浸潰到氫氟酸和硝酸的混合水溶液中,從而對(duì)抗蝕劑涂覆部以外的部分的硅基板進(jìn)行蝕刻,去除基板表面的磷擴(kuò)散層。關(guān)于在該蝕刻中使用的溶液,也可以包含醋酸以在蝕刻時(shí)在硅表面不產(chǎn)生微細(xì)的凹凸,也可以使用被稱為CP44A的氫氟酸、硝酸以及醋酸混合而成的溶液等。接下來(lái),將基板浸潰到有機(jī)溶劑或者堿水溶液中,從而去除耐酸性抗蝕劑。
[0268]在再次通過(guò)CVD法在背面?zhèn)刃纬闪搜趸枘ぶ?,在腔?nèi)的電極之間導(dǎo)入氯(Cl2)、六氟化硫(SF6)以及氧(O2)等氣體,施加高頻電壓,從而設(shè)為等離子體狀態(tài),在該氣氛中對(duì)氧化硅膜進(jìn)行蝕刻。此時(shí),通過(guò)將基板的溫度設(shè)為低溫,以成為各向異性蝕刻的方式選擇蝕刻條件,從而蝕刻主要在元件基板11上的硅側(cè)壁以外的水平部中發(fā)展。這樣主要去除基板背面的凹部的水平部的氧化硅膜,使背面表面成為只在基板背面的凹部的水平部露出硅基板的狀態(tài)之后,浸潰到氫氟酸水溶液中之后,在80°C程度的氫氧化鉀水溶液中浸潰基板,去除包含等離子體損傷的硅。通過(guò)這些操作時(shí)的氣相中以及堿中的蝕刻量,基板上的凸部相對(duì)凹部的高度確定,并且能夠進(jìn)一步提高針對(duì)之后形成的集電電極14以及電流取出電極15的點(diǎn)狀電極12D相對(duì)元件基板11的高度。通過(guò)這樣使元件電極上的負(fù)極和正極的高度不同,具有作為元件間連接體的主體部232能夠容易地使用廉價(jià)的平面狀的金屬這樣的優(yōu)點(diǎn)。例如,在實(shí)施方式I中,元件上的正電極和負(fù)電極的高低差小,所以需要設(shè)為元件間連接體的主體部232在元件的正電極部分中向元件側(cè)突出的形狀,但在本實(shí)施方式中,具有能夠減小或者消除該突出量這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0269]將元件基板11短時(shí)間浸潰到氫氟酸水溶液中,通過(guò)上述的CVD法,邊使半導(dǎo)體基板凸部附近所形成的氧化膜殘留,邊去除了基板表面的自然氧化膜之后,將基板在通過(guò)了BBr3的氮?dú)鈿夥罩屑訜岬?00?1000°C,在該基板表面使硼擴(kuò)散。在通過(guò)上述的CVD法形成的氧化硅膜未被去除的程度的期間,將基板浸潰到氫氟酸水溶液中,去除形成在基板表面的硼玻璃,同時(shí)使在前面的工序中部分性地形成的氮化硅膜露出在表面。
[0270]在通過(guò)將上述半導(dǎo)體基板浸潰到被加熱的磷酸中而去除了氮化硅膜之后,通過(guò)CVD法在基板背面制作氧化硅膜,從其上制作氮化硅膜。之后,在將基板短時(shí)間浸潰到氫氟酸水溶液中之后,在包含I?5%程度的異丙醇的80?90°C程度的氫氧化鉀水溶液中浸潰基板,從而在表面中作為紋理形成主要由硅111面構(gòu)成的金字塔型的構(gòu)造體。然后,將基板在POCl3氣氛中加熱到800?900°C程度,在其表面?zhèn)鹊墓璞砻媸沽讛U(kuò)散。在氫氟酸溶液中去除形成在表面的磷玻璃。
[0271]接下來(lái),在通過(guò)在氧氣氛中加熱到800°C?1100°C程度而使基板表面氧化20?30nm程度之后,在表面?zhèn)戎谱鞯枘ぃ纬煞瓷浞乐鼓?。在圖25(a)的背面的除了形成點(diǎn)狀電極12D以及集電電極14以及電流取出電極15以外的部分、或者除了與圖25(b)的接觸孔12h和14h相當(dāng)?shù)牟糠忠酝獾牟糠种型扛擦四退嵝钥刮g劑之后,浸潰到氫氟酸中,去除各電極形成部分的氧化膜,使硅表面露出。此處,殘留的氧化膜成為鈍化膜。
[0272](元件電極的制造方法)
[0273]之后,在基板的背面蒸鍍鋁(Al)以及鎳而層疊之后,在丙酮等有機(jī)溶劑中去除抗蝕劑以及抗蝕劑上的鋁。通過(guò)作為元件基板11將硅基板以150?400°C程度加熱,使電極和基板表面融合,減小接觸電阻來(lái)獲得硅基板與鋁的連接,如圖31所示,形成點(diǎn)狀電極12D以及集電電極14的第I層12a、14a以及第2層12b、14b。作為形成這些電極第I層的金屬,除了鋁以外,還可以使用銀、鎳等,并且,作為在電極第2層中使用的金屬,除了鎳以外,還能夠使用鉻、鈦、鈦鎢、鈀等。另外,為了提高元件電極之間的絕緣性、以及元件電極與元件間連接體的主體部232之間的絕緣性,也可以在集電電極14上形成絕緣層,該情況的帶元件間連接體的受光元件的剖面成為圖31所示那樣的構(gòu)造。在這樣的構(gòu)造中,由于有絕緣層26c,所以具有即使元件間連接體的主體部232彎曲也不會(huì)與集電電極14直接接觸而能夠保持絕緣性這樣的優(yōu)點(diǎn)。作為形成這樣的絕緣層的膏,有例如日立化成工業(yè)株式會(huì)社的HP — 300 等。
[0274]在本實(shí)施方式3的受光元件中,為了提高電流取出效率,需要使少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度比元件電極之間的距離長(zhǎng),因此,元件表面被非活性化(鈍化)。因此,在上述中也作為鈍化膜使用了氧化硅膜。在元件背面的電極和硅的接觸部分中,易于產(chǎn)生載流子的再結(jié)合,所以盡量減少電極和硅的接觸面積,并增加鈍化膜所占的面積會(huì)關(guān)系到光電轉(zhuǎn)換效率的高效化。因此,在本實(shí)施方式3中,通過(guò)上述那樣的工序,僅在圖25(a)或者25(b)所示的電極圖案部分實(shí)現(xiàn)電極和硅的接觸。
[0275]之后,使用絲網(wǎng)印刷法,按照點(diǎn)狀電極12D、集電電極14、電流取出電極15的形狀,涂覆了含有幾百nm以下的銀粒子且通過(guò)200°C程度的加熱能夠形成導(dǎo)電體的膏等之后,在200°C程度下加熱,從而形成負(fù)電極以及正電極的第3層12c、14c,增加電極的厚度來(lái)降低集電電極14中的集電電阻。如果作為這樣的導(dǎo)電體特別是在第4層12d中使用含銀環(huán)氧樹脂等楊氏模量低的導(dǎo)電體,則從能夠緩和由于受光元件基板與元件間連接體之間的熱膨脹率差所致的應(yīng)力這樣的觀點(diǎn)來(lái)看是優(yōu)選的。另外,在受光元件基板背面的凹凸大且利用絲網(wǎng)印刷的印刷困難的情況下,也可以使用濺射等。另外,還能夠通過(guò)利用絲網(wǎng)印刷而追加地僅在負(fù)電極側(cè)附加電極層來(lái)只增大負(fù)電極側(cè)的高度。這樣能夠形成基板的點(diǎn)狀電極12D部分以及點(diǎn)狀電極12D自身相對(duì)除此以外的部分向背面突出的背面連接元件。
[0276]在本實(shí)施方式3中,為了使點(diǎn)狀電極12D的高度高于其他電極部分,在第4層12d的形成中使用選擇鍍覆。在例如包含錫離子或者銀離子的溶液中,邊從受光元件的表側(cè)照射硅吸收光的1300nm以下且300nm以上的波長(zhǎng)的光,邊實(shí)施從作為正極側(cè)的集電電極14以及電流取出電極15供電的電解鍍覆,從而僅在負(fù)極側(cè)實(shí)施電鍍,僅使點(diǎn)狀電極12D部分的電極高度自匹配地變高。其結(jié)果,僅在負(fù)極側(cè)形成負(fù)電極的第4層12d,具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠擴(kuò)大元件的正極與負(fù)極的高度之差,在作成模塊時(shí)能夠提高元件的正極與負(fù)極之間的絕緣性。另外,通過(guò)實(shí)施這樣的電解鍍覆,具有能夠在表面形成針對(duì)熔融焊料的潤(rùn)濕性高的金屬這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外,通過(guò)這樣使元件電極上的負(fù)極和正極的高度不同,具有作為元件間連接體的元件背部分(主體部)32A能夠容易地使用廉價(jià)的平面狀的金屬這樣的優(yōu)點(diǎn)。除此以外,作為上述那樣的光電鍍,也可以在例如包含錫以及鉛、銅等的溶液中實(shí)施鍍覆處理。
[0277]這樣,根據(jù)本實(shí)施方式,在形成受光元件的工序中,邊照射光以在受光元件中產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì),邊對(duì)第I以及第2電極通電,從而浸潰到含有金屬離子的鍍覆槽,從而使金屬選擇性地析出到作為負(fù)電極側(cè)的第I電極,形成鍍覆層以使作為負(fù)電極的第I電極的高度高于作為正電極的第2電極。
[0278]此時(shí),如果需要,則不在集電電極14以及電流取出電極15上通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成銀電極,并且,將在表面中使用的金屬的材質(zhì)設(shè)為鋁,從而焊料不易附加到受光元件背面的正極,所以在熔融了的焊料槽中浸潰了受光元件時(shí),能夠使焊料選擇性地僅附著于點(diǎn)狀電極12D的部分。作為其結(jié)果,具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠用焊料僅將受光元件背面的點(diǎn)狀電極12D和元件間連接體的主體部232進(jìn)行連接,另一方面,不與受光元件背面的集電電極14連接,能夠提高電極之間的絕緣性,并且能夠容易地進(jìn)行焊接。通過(guò)作為構(gòu)成這些點(diǎn)狀電極12D以及電連接體21的材質(zhì)選擇柔軟的金屬或者導(dǎo)電體并且提高其高度,還具有如下優(yōu)點(diǎn):通過(guò)點(diǎn)狀電極12D以及電連接體21部分變形而能夠緩和由于受光元件與元件間連接體的元件背部分(主體部)之間的熱膨脹系數(shù)差所致的應(yīng)力。
[0279]之后,為了僅在元件電極部分中形成電連接體21,通過(guò)在加熱而熔融的錫/銀焊料槽中浸潰元件,從而僅對(duì)元件電極部分涂上電連接體21 (錫/銀焊料)。作為這樣的錫/銀焊料,能夠使用例如含有約3.5%的銀的材料。
[0280]另外,也可以在將受光元件的除了第I以及第2電極的接合部以外的區(qū)域用絕緣層包覆的狀態(tài)下,將受光元件的一部分或者全部浸潰到焊料槽,從而在接合部中形成焊料層。由此,在受光元件與元件間連接體的連接時(shí),對(duì)位容易。
[0281]另外,也可以在通過(guò)光電解鍍覆等而在第I以及第2電極中形成了高低差之后,在將除了第I以及第2電極的接合部以外的區(qū)域用絕緣層包覆的狀態(tài)下,將受光元件的一部分或者全部浸潰到焊料槽中,從而在接合部中形成焊料層。由此,在受光元件與元件間連接體的連接時(shí),對(duì)位變得更容易。
[0282](元件間連接體的構(gòu)造)
[0283]接下來(lái),對(duì)這樣制作出的受光元件連接圖27(a)所示的元件間連接體的主體部232。在本實(shí)施方式3中,將按照?qǐng)D27(a)所示的形狀切下來(lái)的鋁片用作元件間連接體的主體部232。在本實(shí)施方式3中,通過(guò)使用鋁片,即使表面被氧化也成為光透射性高的氧化鋁,光通過(guò)鋁片基材內(nèi)部的鋁被反射,具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠保持高的反射率,能夠得到優(yōu)良的耐久性。在本實(shí)施方式中,預(yù)先通過(guò)陽(yáng)極氧化等來(lái)在鋁片表面形成均勻的膜厚的氧化鋁膜。由此,具有如下優(yōu)點(diǎn):通過(guò)氧化鋁膜使得產(chǎn)生光的干涉而使針對(duì)透射受光元件而來(lái)的光的反射率高于鋁單體。為了在后面的工序中與受光元件進(jìn)行焊接,在與和元件電極連接的部分對(duì)應(yīng)的部分的元件間連接體表面,為了易于附加焊料而連接鋁以外的金屬。
[0284]在本實(shí)施方式中,如圖24(e)所示,在主體部232的凸部232R1部分所示的圖案中,通過(guò)電解鍍覆或者無(wú)電解鍍覆來(lái)形成鎳。另外,在和與其相反側(cè)的面的元件間連接體的元件間連接部231的連接部分所相當(dāng)?shù)牟糠种?,也通過(guò)電解鍍覆或者無(wú)電解鍍覆等來(lái)形成鎳或者錫等的被膜。作為這樣的金屬,也可以使用錫、銀等金屬。另外,在這些鍍覆處理時(shí),如果需要,則也可以進(jìn)行將鋁浸潰到鋅溶液中的鋅酸鹽處理。在該工序中,在鍍覆材質(zhì)中使用了鎳的情況下,以提高之后的熔融焊料的附著性的目的,在這些鎳膜上,進(jìn)而鍍覆銅、錫。這樣,為了通過(guò)鍍覆在鋁箔上形成金屬圖案,使用掩蔽膜等,按照期望的圖案切下來(lái)粘貼到元件間連接體片,浸潰到磷酸水溶液中而去除表面的鋁氧化膜之后,實(shí)施鍍覆處理,之后剝離掩蔽膜即可。
[0285]作為這樣的具有高的光反射率的元件間連接體的主體部232,除了鋁以外,還能夠使用銅箔、銀箔、鋁和銅的合金等,還能夠原樣地使用銅箔本身,但也可以使用在銅箔和元件的點(diǎn)狀電極12D的連接部分以外、例如圖27(a)的凸部232R1以外的部分中通過(guò)電鍍、噴鍍、蒸鍍等來(lái)形成了鋁的主體部。這樣,通過(guò)在表面反射層中使用鋁,即使表面被氧化也只是成為光透射性高的氧化鋁,所以具有能夠保持高的反射率這樣的優(yōu)點(diǎn)。除此以外,作為防止銅的表面的氧化的層(耐氧化性被膜),也可以使用將苯并三唑等氧化防止劑涂覆到銅箔而得到的層、將包含代白金(Platinite)R(關(guān)西涂料公司制)等鋁反射體的涂覆材料涂覆到銅板而得到的層、通過(guò)貼箔而部分性地將鋁膜粘貼到銅箔而得到的層、在真空中部分性地涂上了聚酰胺、氟樹脂等聚合物的銅等。這些受光元件的元件電極側(cè)的表面的大部分被施以涂層的元件間連接體的主體部232通過(guò)浸潰到焊料槽中,能夠在未被施以涂層的部分中選擇性地形成焊料層,所以通過(guò)預(yù)先以成為反射區(qū)域的圖案的方式涂上反射體,從而能夠主要在元件間連接體上的與元件電極的連接部分中形成焊料層,能夠提高元件間連接體針對(duì)元件電極的焊接性。關(guān)于該主體部232的并非與元件的連接面的面?zhèn)?背面?zhèn)?,也可以除了與元件間連接體的元件間連接部231的連接部分以外,用例如聚酰亞胺那樣的樹脂等來(lái)覆蓋。在這樣的情況下,作為受光元件模塊的背面?zhèn)鹊慕^緣體,除了密封材料22以及背面?zhèn)戎髅娌牧?5以外,還追加絕緣層,所以具有受光元件模塊的絕緣性提高這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外,此時(shí)具有密封材料22和元件間連接體的元件背部分(主體部)232的緊貼性能提高這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0286]這樣,具有能夠制作如下元件間連接體的優(yōu)點(diǎn):在該元件間連接體中,關(guān)于元件間連接體和元件電極的連接部分,針對(duì)焊料的潤(rùn)濕性高,其另一方面,關(guān)于其以外的部分,銅或者招在表面露出,針對(duì)元件電極的電連接性高,并且來(lái)自元件電極的電流的集電性能高,透射了元件的光的反射性優(yōu)良。
[0287]該主體部232在實(shí)施方式3中是以與受光元件(構(gòu)成單晶硅太陽(yáng)能電池的受光元件用的元件基板11)相同的程度的大小、且與受光元件大致相似的形狀構(gòu)成。優(yōu)選如圖25(a)以及圖25(b)所示設(shè)為比形成了作為元件的一方的極性的點(diǎn)狀電極12D、電流取出電極13的區(qū)域稍微大、且比作為另一方的極性的集電電極14、電流取出電極15整體的最外部小的程度的大小以及形狀。作為這樣的元件間連接體的主體部232,具體而言,能夠設(shè)為例如長(zhǎng)邊152mm且短邊150mm的疑似長(zhǎng)方形,構(gòu)成一方的長(zhǎng)邊的2個(gè)角設(shè)為由98mm的半徑形成的圓弧,其厚度設(shè)為0.01?Imm程度。
[0288]另外,與其獨(dú)立地,由例如寬度為3?1mm程度、長(zhǎng)度為130mm程度、厚度為
0.01?Imm程度的銅箔,制作將形成受光元件模塊I的受光元件之間進(jìn)行連接的元件間連接體的元件間連接部231。另外,預(yù)先制作由例如寬度為3mm程度、厚度為0.2mm程度、長(zhǎng)度為160_程度的帯狀的銅箔構(gòu)成的電流引出線38。關(guān)于這些導(dǎo)體,至少與元件間連接體的元件背部分(主體部)232的連接部分是通過(guò)錫/銀焊料被包覆的。
[0289]作為電連接體21,除了錫/銀焊料以外,也可以使用錫/鉍焊料、導(dǎo)電性樹脂等。作為電連接體21的材料,在形成電連接體21部分時(shí)所需的溫度低的情況下,在連接體接合之后將溫度降低至室溫時(shí)的向受光元件以及元件間連接體的主體部232的應(yīng)力降低,具有能夠得到受光元件的翹曲少且強(qiáng)度以及長(zhǎng)期可靠性優(yōu)良的受光元件模塊這樣的效果。另外,關(guān)于元件間連接體的主體部232、串端部的元件間連接體(例如圖23的230e等)的、并非與元件的連接面的面?zhèn)?背面?zhèn)?,也可以用例如聚酰亞胺、聚酰胺那樣的樹脂等,覆蓋電連接部以外的大部分,例如,能夠使用在聚酰亞胺上粘貼了銅的膜、板。
[0290](元件間連接體與元件電極之間的連接方法)
[0291]作為在形成了受光元件的半導(dǎo)體基板上直接連接粘接層26和元件間連接體230的次序,在本實(shí)施方式3中,將元件間連接體230針對(duì)受光元件310電連接之后形成粘接層26。在按照這樣的順序形成的情況下,在粘接層26的前驅(qū)物中,使用粘度低的材料,在通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象在之前形成了連接的元件間連接體230與元件基板11之間,注入粘接層26的前驅(qū)物之后使其硬化。此時(shí),也可以以注入粘接層26的前驅(qū)物液的目的,在元件間連接體的主體部232的一部分中形成一個(gè)或者多個(gè)小的孔。作為這樣的粘接層26,依賴于半導(dǎo)體基板的厚度,但在作為半導(dǎo)體基板使用了硅基板的情況下,優(yōu)選針對(duì)透射硅的大致900?1300nm程度的光的光透射性高。
[0292]以下,以將6個(gè)受光元件按照3組2列進(jìn)行連接的情況為例子,說(shuō)明受光元件之間的連接方法。將在背面?zhèn)刃纬闪藞D22所示的形狀的元件電極的受光元件310a的受光面,朝向加熱到100?140°C程度的熱板側(cè)設(shè)置(步驟S301)。之后,在該受光元件310的非受光面?zhèn)鹊脑巢糠种?,重疊配置元件間連接體的主體部232,從其上設(shè)置被錫/銀焊料包覆的電流引出線38以及被錫/銀焊料包覆了與元件間連接體230的主體部232的連接部分的元件間連接體的元件間連接部231 (步驟S302、圖33(a))。
[0293]接下來(lái),使熱板的溫度上升至電連接體21的連接溫度(步驟S303)。在本實(shí)施方式3的情況下,設(shè)定為錫/銀焊料的熔點(diǎn)以上的溫度、例如230°C程度。邊用熱板加熱,邊使用隔膜、發(fā)泡硅酮橡膠等,從元件間連接體的主體部232的上方朝向熱板施加壓力。此時(shí),在使用的負(fù)重夾具(壓模)具有柔軟性的情況下,在向主體部232施加壓力時(shí),關(guān)于與沒有電極的部分以及高度低的集電電極14和電流取出電極15部分相當(dāng)?shù)牟糠?,壓模成為向受光元件?cè)凸出的形狀,在點(diǎn)狀電極12D部分中成為凹陷形狀,元件間連接體32易于接觸到集電電極14以及電流取出電極15。為了防止該現(xiàn)象,在集電電極14以及電流取出電極15部分中,通過(guò)絲網(wǎng)印刷等,預(yù)先形成由氧化鋯粒子、聚酰亞胺、聚酰胺等構(gòu)成的絕緣性的粘接層26,設(shè)為圖26所示的構(gòu)造。另外,例如,為了避免元件間連接體230的端部與元件的集電電極14的最外側(cè)的電極直接接觸,也可以在集電電極14的最外側(cè)的電極部分的元件間連接體的主體部232與受光元件310之間夾著元件的PFA制等的薄的片、帶的絕緣體。
[0294]施加熱,使預(yù)先附著在受光元件、元件間連接體230、元件間連接體的元件間連接部231、以及電流引出線38上的錫/銀焊料熔融了之后,使熱板溫度再次降低至100°C?140°C程度,使熔融的焊料返回到固體狀態(tài)。由此,來(lái)自模塊的電流引出線38和元件間連接體的主體部232被連接,并且連接元件間連接體的主體部232和元件間連接部231,受光元件在圖33(a)的狀態(tài)下被固定。
[0295]雖然這樣依次進(jìn)行連接,但在本實(shí)施方式中也能夠?qū)⑦B接工藝分成3種,在另外有要連接的受光元件的情況(在步驟S304中“是”的情況)下,處理返回到步驟S301。SP,作為連接下一個(gè)受光元件的情況,能夠分成(I)沿著元件串的延伸方向連接下一個(gè)受光元件310的情況、(2)在與元件串的延伸方向不同的方向上連接下一個(gè)受光元件310的情況、
(3)連接受光元件模塊I的另一方的端部的受光元件310f的情況。此處,關(guān)于各個(gè)情況,以將6個(gè)受光元件按照3組2列進(jìn)行連接的情況為例子,簡(jiǎn)單說(shuō)明。
[0296](連接工藝I)
[0297]連接工藝I是沿著元件串的延伸方向連接下一個(gè)受光元件310的情況。將連接有元件間連接體的主體部232、且成為圖33(a)所示的構(gòu)造的帶元件間連接體230的受光元件310a從熱板移開,設(shè)置于熱板的旁邊。將受光元件310b配置于熱板上,配置成與上述受光元件310a上的元件間連接體的主體部232連接的元件間連接部231重疊于受光元件310b的電流取出電極15上(圖33(b))。以不與上述元件間連接部231重疊的方式將新的元件間連接體230的主體部232以及元件間連接部231配置于受光元件310b的背面上,并且邊向熱板上的受光元件310b部分施加朝下的壓力,邊再次使熱板的溫度上升至230°C程度(步驟S303)之后,再次將溫度降低至100°C程度,從而使包覆了元件間連接體的元件間連接部231以及主體部232的一部分、受光元件的點(diǎn)狀電極12D的焊料在各導(dǎo)電體之間熔接,用焊料(電連接體21)將元件間連接體的元件間連接部231和元件間連接體的主體部232、以及元件間連接體的主體部232和受光元件的點(diǎn)狀電極12D進(jìn)行連接(圖33(c)、步驟S304的狀態(tài))。這樣,通過(guò)使上次的受光元件310a從熱板上脫離,從而即使與熱板一起對(duì)新的受光元件310b進(jìn)行加熱,受光元件310a的焊料也不會(huì)剝離。此時(shí),也可以對(duì)受光元件310a提供冷風(fēng)或者在受光元件上的元件間連接體230上緊貼熱容量大的材料等而使受光元件310a冷卻。另外,在上述中,在大氣圧下,使用橡膠等來(lái)施加了壓力,但也可以使用加熱真空層壓裝置。
[0298]進(jìn)而,在連接元件的情況下,返回到步驟S301,反復(fù)次序,將該工序反復(fù)期望的次數(shù),從而能夠形成受光元件310的串列。
[0299](連接工藝2)
[0300]連接工藝2是在與元件串的延伸方向不同的方向上連接受光元件310的情況。在該情況下,在將串的折返地點(diǎn)的受光元件310c放置于熱板之后(步驟S301),在步驟S302中與處于旁邊的受光元件310b上的元件間連接體的主體部232連接的元件間連接體230的元件間連接部231被配置成重疊于受光元件310c的電流取出電極15上(圖34(a))。另夕卜,將元件間連接體230的主體部232新配置于受光元件310c上(圖34(b))。到此為止的次序與(I)同樣地進(jìn)行,在將新的元件間連接體230的元件間連接部231配置于受光元件310c的背面上時(shí),如圖34(c)所示,按照相對(duì)(I)中的元件間連接體230的元件間連接部231的配置旋轉(zhuǎn)了 90度的朝向進(jìn)行配置。在此基礎(chǔ)上,邊向熱板上的受光元件310c部分施加朝下的壓力,邊再次使載置有受光元件310c的熱板的溫度上升至230°C程度(步驟S303)之后,將溫度降低至100°C程度,從而使包覆了元件間連接體的元件間連接部231以及主體部232的一部分、受光元件的點(diǎn)狀電極12D的焊料在各導(dǎo)電體之間熔接,用焊料(電連接體21)將元件間連接體的元件間連接部231和元件間連接體的主體部232、以及元件間連接體的主體部232和受光元件的點(diǎn)狀電極12D進(jìn)行連接(在圖34(c)的狀態(tài)下固定,成為步驟S304的狀態(tài))。這樣,受光元件310c和310b通過(guò)元件間連接體連接,在受光元件310c處元件間連接體的元件間連接部231相對(duì)串列折返了 90°的狀態(tài)下連接。
[0301]之后,將與所形成的串列連接的受光元件310c從熱板取下來(lái),與熱板鄰接地放置。將受光元件310d以成為受光元件310c的元件間連接部231之下的方式配置于熱板上(圖35(a)、步驟S301)。以使受光元件310d的電流取出電極15部分的一部分以及點(diǎn)狀電極12D重疊于新的元件間連接體230的元件間連接部231以及主體部232的方式進(jìn)行配置(圖35 (b)、步驟S302)。將熱板加熱到約230°C,使用隔膜、發(fā)泡硅酮橡膠等,從元件間連接體230的上方朝向熱板施加壓力,從而將元件間連接體的主體部232和元件間連接部231、受光元件310d的電流取出電極15和元件間連接體230的元件間連接部231、以及受光元件310D的點(diǎn)狀電極12D和元件間連接體230的主體部232這樣的各組進(jìn)行連接(步驟S303)。在連接時(shí),避免上述受光元件310d和元件間連接體230的各原材料的位置偏移。此時(shí),也可以為了避免元件間連接體的主體部232的端部與元件的集電電極14直接接觸,向集電電極14部分插入絕緣片等。然后,使熱板溫度降低至100°C程度,I個(gè)量的元件的連接完成,成為使串列折返了 90°的狀態(tài)。
[0302]在步驟S304中,在其以后連接元件而使串直線地延伸的情況下,按照與(連接工藝I)相同的次序,通過(guò)元件間連接體連接元件即可。
[0303](連接工藝3)
[0304]連接工藝3是連接受光元件模塊I的另一方的端部的受光元件310f的情況。在該情況下,將所形成的串列的末端的受光元件(在當(dāng)前的情況下是受光元件310e)從熱板取下來(lái),與熱板鄰接地放置。將預(yù)先連接有元件間連接體的主體部232的受光元件310f以使受光面成為熱板側(cè)的方式配置于熱板上(步驟S301)。將受光元件310f配置于熱板上,配置成與上述受光元件310e上的元件間連接體的主體部232連接的元件間連接體230的元件間連接部231重疊于受光元件310f的電流取出電極15上(圖36 (a))。以不與和上述受光元件310e連接的元件間連接部231重疊的方式將新的元件間連接體230的主體部232以及電流引出線38配置于受光元件310f的背面上,并且邊向熱板上的受光元件310f以及電流引出線38部分施加朝下的壓力,邊再次使熱板的溫度上升至230°C程度(步驟S303)之后,再次將溫度降低至100°C程度,從而使包覆了元件間連接體的主體部232的一部分、電流引出線38、以及受光元件的點(diǎn)狀電極12D的焊料在各導(dǎo)電體之間熔接,用焊料(電連接體21)將電流引出線38和元件間連接體的主體部232、元件間連接體的元件間連接部231和元件間連接體的主體部232、以及元件間連接體的主體部232和受光元件的點(diǎn)狀電極12D進(jìn)行連接(圖36(b)、步驟S304的狀態(tài))。此時(shí),也可以向受光元件31e提供冷風(fēng)或者在受光元件310e上的元件間連接體230的主體部232上緊貼熱容量大的材料等而使受光元件310e冷卻。另外,在上述中,在大氣圧下,用橡膠等來(lái)施加了壓力,但也可以使用加熱真空層壓裝置。
[0305]邊組合邊反復(fù)執(zhí)行以上的工序,在圖32的步驟S304中沒有了另外要連接的受光元件的狀態(tài)(在步驟S304中“否”的情況)下,得到圖22以及圖23所示的受光元件排列。通過(guò)組合以上的工序,還能夠形成更大的受光元件模塊。
[0306]另外,以上,按照將受光元件的受光面?zhèn)仍O(shè)為熱板側(cè)并在其上設(shè)置元件間連接體的形式進(jìn)行了連接,但也可以相反地將元件間連接體設(shè)置于熱板上,從其上將元件背面朝向熱板側(cè)配置而連接。特別是,在元件間連接體的主體部232大于受光元件的情況下,為了易于了解受光元件和元件間連接體的主體部232的位置關(guān)系,優(yōu)選在熱板側(cè)配置元件間連接體的主體部232而連接。
[0307](粘接層的形成方法)
[0308]之后,作為粘接層26,對(duì)串列內(nèi)的各元件與各元件間連接體的主體部232之間,供給包含二氧化硅填料的環(huán)氧樹脂前驅(qū)物(步驟S305)。作為這樣的方法,具體而言,能夠使用在將環(huán)氧樹脂前驅(qū)物含有液供給到各元件以及各元件間連接體的主體部232的周緣部之后,在腔中等使元件列整體成為減壓狀態(tài)的方法。由此,在減壓下各元件與各元件間連接體的主體部232之間被脫氣,由于毛細(xì)管現(xiàn)象,環(huán)氧樹脂前驅(qū)物含有液侵入到各元件與各元件間連接體的主體部232之間。之后,通過(guò)將受光元件排列整體加熱到100?150°C程度,使環(huán)氧樹脂的聚合反應(yīng)發(fā)展,形成粘接層26。作為這樣的前驅(qū)物含有液的粘度,優(yōu)選低。
[0309]這樣,能夠得到由具有如圖26所示粘接層26覆蓋受光元件的背側(cè)整面、且元件間連接體的主體部232 (未圖示)與集電電極14(未圖示)以及電流取出電極15之間被絕緣的受光元件構(gòu)造的元件列所構(gòu)成的受光元件模塊I。作為這樣的絕緣層的粘接層26僅除了元件的電流取出電極15的一部分以外主要覆蓋集電電極14和電流取出電極15,另一方面,未形成于點(diǎn)狀電極12D的凸部的上表面,不會(huì)妨礙元件間連接體的主體部232與點(diǎn)狀電極12D之間的電連接,另一方面,元件間連接體的主體部232與受光元件的作為正極的電流取出電極15以及集電電極14絕緣。另外,作為這樣的粘接層26,具有二氧化硅等填料以及聚合引發(fā)劑等,使用在聚合之后使膨脹系數(shù)接近元件基板的環(huán)氧樹脂等聚合物,從而緩和元件間連接體的主體部232所致的收縮應(yīng)力,降低元件的翹曲,能夠制作模塊的長(zhǎng)期壽命優(yōu)良的受光元件模塊。另外,能夠成為具有降低模塊形成時(shí)的元件開裂這樣的優(yōu)點(diǎn)的受光元件模塊制造方法。也可以作為這樣的粘接層26,作為填料包含AlN等來(lái)提高熱傳導(dǎo)性,將元件間連接體的主體部232用作散熱板,在該情況下,最好設(shè)為元件間連接體的主體部232的模塊背面?zhèn)鹊谋砻娣e變大的構(gòu)造。
[0310]在本實(shí)施方式3中,在先通過(guò)電連接體2連接了受光元件和各元件間連接體的主體部232之后形成了粘接層26,但也可以與實(shí)施方式I同樣地在連接各元件之間之前形成粘接層26。作為其他的粘接層26的形成方法,也可以按照受光元件的背面?zhèn)鹊膱D26所示的形狀預(yù)先配置樹脂或者樹脂前驅(qū)物之后通過(guò)電連接體21連接元件間連接體的元件間連接部231和受光元件,接下來(lái)連接各元件之間。在該情況下,在連接這些元件間連接體的元件間連接部231以及元件間連接體的主體部232和受光元件時(shí),為了避免粘接層26的樹脂的熱分解、電連接體21的再熔融,優(yōu)選使用更低溫的電連接體來(lái)在更低溫下進(jìn)行電連接。作為這樣的電連接體,也可以使用包含銀錫鉍、銦的焊料、包含銀粒子的樹脂、導(dǎo)電粘接膜等?;蛘撸瑑?yōu)選在粘接層26的樹脂中使用耐熱性高的材料,作為在這樣的工序中使用的粘接層26能夠使用乙烯乙酸乙烯酯,作為樹脂前驅(qū)物能夠使用聚酰亞胺單體溶液、環(huán)氧樹脂單體溶液等。另外,作為粘接層26能夠使用耐受高溫的聚砜、聚酰亞胺、聚酰胺、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺等,另外,也可以不使用粘接層26而設(shè)為空隙。
[0311]關(guān)于這些粘接層26以及其前驅(qū)物,通過(guò)施加熱和壓力,從圖31所示的粘接層26的形狀擴(kuò)展,如圖31所示,填充受光元件與元件間連接體的主體部232之間。這樣,在使電連接體21熔融時(shí),為了形成粘接層也優(yōu)選施加一定的溫度,但其另一方面,優(yōu)選不使溫度過(guò)高以避免樹脂成為高溫而分解,并且縮短加熱時(shí)間。之后,使用元件間連接體的元件間連接部231,將連接了元件間連接體的主體部232的受光元件之間進(jìn)行連接,從而能夠形成圖22以及圖23所示的受光元件模塊。另外,在按照這樣的順序形成粘接層和元件間連接體的元件背部分(主體部)的情況下,如果需要,則在連接元件之間之前在元件單體的狀態(tài)下評(píng)價(jià)元件的電氣特性。這樣的制造方法能夠評(píng)價(jià)包括通過(guò)實(shí)際的元件背面的元件間連接體得到的光反射的效果的電氣特性,所以在制作串聯(lián)地連接了元件的元件模塊時(shí),能夠選擇元件之間的電流在實(shí)際環(huán)境中一致的元件來(lái)制作I個(gè)模塊,具有能夠得到光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外,在按照這樣的順序形成了粘接層26和元件間連接體的主體部232的情況下,能夠在元件背面連接了元件間連接體的主體部232的狀態(tài)下實(shí)施從元件至模塊化的工序,所以具有能夠降低在搬送、層壓等的制造工序中產(chǎn)生元件開裂的可能性這樣的優(yōu)點(diǎn)。特別是如果構(gòu)成受光元件310的元件基板11薄,成為150μπι程度以下的厚度,則元件本身的強(qiáng)度變低,產(chǎn)生元件開裂的可能性飛躍地變高,所以在使用了薄的受光元件基板的受光元件中是有用的。為了支撐受光元件基板,也可以將元件間連接體的主體部232的厚度增加到例如0.5mm程度以上。
[0312]另外,除了這些方法以外,也可以在形成粘接層26之前,預(yù)先連接受光元件和元件間連接體的主體部232。例如,也可以將元件間連接體的主體部232以及受光元件310加熱到焊料不熔融的程度,對(duì)加熱而成為流動(dòng)狀態(tài)的樹脂或者樹脂前驅(qū)物施加壓力,使粘接層26流入到受光元件與元件間連接體的主體部232之間之后,使溫度下降。另外,也可以之后使用元件間連接體的元件間連接部231,將連接了元件間連接體的主體部232的受光元件之間進(jìn)行連接,從而形成圖22以及圖23所示的受光元件模塊I。
[0313](層壓工序)
[0314]之后,在由2列的串構(gòu)成的受光元件排列的表面?zhèn)壬?,配置比受光元件排列稍微大的程度的大小的片狀的乙烯乙酸乙烯酯樹脂等密封材?2和玻璃等表面?zhèn)戎髅娌牧?3,在受光元件排列背面?zhèn)壬?,配置比受光元件排列稍微大的程度的大小的片狀的乙烯乙酸乙烯酯樹脂等密封材?2和由將耐候性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹脂及鋁粘貼而成的片等構(gòu)成的背面?zhèn)戎髅娌牧?5(背片),從而構(gòu)成層疊體。然后,將該層疊體通過(guò)加熱真空層壓裝置在減壓下以100?150°C的溫度加熱20分鐘程度,從而受光元件排列通過(guò)表面?zhèn)戎髅娌牧?3和背面?zhèn)戎髅娌牧?5密封(步驟S306)。
[0315]此時(shí),在背面?zhèn)戎髅娌牧?5以及背面?zhèn)鹊拿芊獠牧?2中開好孔,在從形成于受光元件排列的背側(cè)的該孔的部分引出了 2個(gè)受光元件模塊I的電流引出線38的狀態(tài)下進(jìn)行密封,從而從背面?zhèn)戎髅娌牧?5的孔部分取出電流引出線38。該電流引出線38與接線盒(連接箱)中的導(dǎo)線連接,通過(guò)與接線盒連接的電纜被取出到受光元件模塊I的外部。
[0316]特別是如果構(gòu)成受光元件310的元件基板11薄,成為150 μ m程度以下的厚度,則元件本身的強(qiáng)度變低,在搬送、層壓等的制造工序中產(chǎn)生元件開裂的可能性飛躍地變高。在該情況下,通過(guò)將元件間連接體的主體部232的厚度增加到例如0.5_程度以上等,支撐元件基板11,從而在本實(shí)施方式3中的受光元件中,具有能夠防止元件開裂、提高成品率這樣的優(yōu)點(diǎn)。特別是,關(guān)于層壓時(shí)的元件開裂,即便是一個(gè)元件開裂,模塊整體也變得不合格,所以能夠抑制元件開裂的本發(fā)明的構(gòu)造是有用的。
[0317](模塊化工序)
[0318]之后,在密封的板狀的受光元件排列的端部,使用硅酮樹脂等來(lái)粘接框架,在電流引出線38部分,粘接接線盒(連接箱)(步驟S307)。這樣,能夠得到受光元件模塊I。
[0319]在上述實(shí)施方式中,使用了表面的反射率高的元件間連接體,但在提高元件間連接體的光反射率的必要性低的情況下,也可以通過(guò)如圖27(a)所示在具有凹凸的導(dǎo)電體的整面或者僅在凸部232R1涂覆導(dǎo)電性粘接劑,并將其按壓到受光元件上的電極并粘接,從而進(jìn)行連接。
[0320]如以上說(shuō)明,在本實(shí)施方式3的受光元件模塊I中,作為導(dǎo)電電阻比正極高的負(fù)電極的點(diǎn)狀電極12D和元件間連接體230通過(guò)元件背部分直接電連接。另一方面,與導(dǎo)電電阻比較小的正電極(集電電極14、電流取出電極15)是通過(guò)作為絕緣層的粘接層26被絕緣的,負(fù)電極中的集電不僅通過(guò)點(diǎn)狀電極12D而且還通過(guò)以覆蓋受光元件的背面整體的方式形成的導(dǎo)電性高的元件間連接體230來(lái)進(jìn)行的。因此,不僅相比于只有線狀電極的情況,或者相比于在背面整體中形成了元件電極的專利文獻(xiàn)4的情況,能夠大幅降低集電電阻,能夠比以往提高光電轉(zhuǎn)換效率。由此,相比于用元件電極進(jìn)行集電的情況,能夠?qū)⒃叽绺蟮脑糜谀K,具有能夠得到光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0321]同樣地,關(guān)于從受光元件散熱時(shí)的熱阻,在實(shí)施方式3中也是受光元件模塊的厚度方向以及平面方向的熱傳導(dǎo)性高,作為熱阻變低,所以相比于專利文獻(xiàn)I的元件,能夠?qū)⒃囟缺3值酶?,作為其結(jié)果具有能夠得到光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0322]另外,在本實(shí)施方式3中,在進(jìn)行模塊化時(shí),為了將元件間連接體連接到元件,與受光元件基板的背面一致地粘接元件間連接體即可,不需要高精度的對(duì)位,能夠減少對(duì)位的次數(shù),作為其結(jié)果能夠提高對(duì)位精度,能夠得到電極間距更窄、且光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊。另外,在用電連接體21將元件間連接體的主體部232和受光元件基板的元件電極進(jìn)行連接之前形成粘接層26的情況下,需要對(duì)位,但關(guān)于該對(duì)位,只是如圖29所示粘接層26覆蓋正負(fù)中的一方的電極的大部分并且能夠使另一方的電極的一部分露出即可,所以不需要高精度的對(duì)位。
[0323]另外,在本實(shí)施方式3的受光元件模塊I中,具有作為一方的元件電極的點(diǎn)狀電極12D相對(duì)作為其他極的元件電極突出的構(gòu)造,所以具有如下優(yōu)點(diǎn):無(wú)需進(jìn)行模塊化時(shí)的高精度的對(duì)位,就能夠?qū)⒆鳛樵g連接體的主體部232的鋁箔僅連接到點(diǎn)狀電極12D。另夕卜,粘接層26也是在將元件間連接體的主體部232與受光元件310連接之后形成,所以具有不需要對(duì)位這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外,粘接層26作為絕緣層發(fā)揮功能,所以能夠得到電極之間的絕緣性優(yōu)良的帶元件間連接體的受光元件以及受光元件模塊。由此,在專利文獻(xiàn)2所示的受光元件模塊中所需要的元件間連接體與元件基板之間的細(xì)致的對(duì)位變得不需要,不依賴于對(duì)位精度就能夠縮窄元件電極的電極間距。因此,能夠得到內(nèi)部電阻小、載流子收集效率高、光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的帶連接體的受光元件以及受光元件模塊。
[0324]另外,在本實(shí)施方式3的受光元件模塊I中,如圖29、30(a)至30 (b)所示,透射構(gòu)成受光元件的元件基板11并透射元件電極(點(diǎn)狀電極12D、集電電極14、電流取出電極15)之間而逃到基板外的光通過(guò)元件間連接體230被反射,入射到元件基板內(nèi),從而能夠降低光透射損耗,能夠制造光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊I。在本實(shí)施方式中,在構(gòu)成受光元件的硅基板的背面?zhèn)?,作為元件間連接體的主體部232具有鋁箔,在元件基板與元件間連接體230之間,主要僅有透光性高的粘接層26。鋁箔(元件間連接體的主體部232)針對(duì)硅基板的光吸收系數(shù)小而透射那樣的一部分的波長(zhǎng)的光,反射率高。因此,即使例如900?1300nm程度的波長(zhǎng)的光透射至硅基板的背面,也能夠通過(guò)基于元件間連接體230的反射,使光再次入射到元件,能夠大幅降低光的損耗。
[0325]另外,在本實(shí)施方式3的帶連接體的受光元件以及受光元件模塊I中,如圖30(a)以及30 (b)所示,能夠用金屬(元件間連接體的主體部232)和樹脂(粘接層26和密封材料22)覆蓋元件電極(點(diǎn)狀電極12D、集電電極14、電流取出電極15)。因此,能夠降低從受光元件的周圍環(huán)境到達(dá)元件電極部分的水分,所以能夠防止元件電極的遷移所致的短路、電氣化學(xué)反應(yīng)所致的電阻增大,能夠提供光電轉(zhuǎn)換效率的長(zhǎng)期穩(wěn)定性優(yōu)良的帶連接體的受光元件以及受光元件模塊。這特別是在正極和負(fù)極的電極間距離小、且光電轉(zhuǎn)換效率高的受光元件的情況下是重要的。
[0326]另外,特別是在室外使用的受光元件中,由于外部氣體的濕度的高低,水分侵入到密封樹脂內(nèi),引起電氣化學(xué)反應(yīng),從而引起電極金屬的腐蝕,有電極部的電阻增大的可能性。相對(duì)于此,在本實(shí)施方式3中,元件電極被主要由金屬構(gòu)成的元件間連接體的主體部232和粘接層26包圍,成為水分不易到達(dá)至元件電極的構(gòu)造,所以具有是長(zhǎng)期性的光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的帶連接體的受光元件以及受光元件模塊的構(gòu)造這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0327]另外,在本實(shí)施方式3中,能夠如圖22、23所示,在串的端部使受光元件旋轉(zhuǎn)90°來(lái)連接,能夠使用元件間連接體的元件間連接部231來(lái)取得串之間的電連接。因此,能夠減少在實(shí)施方式I等中在受光元件的外緣部設(shè)置串間連接體34(圖2)時(shí)所產(chǎn)生的非發(fā)電區(qū)域,能夠得到光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊。
[0328]另外,在本實(shí)施方式3中,元件間連接體230未直接與受光元件310相接地形成,而存在粘接層26,所以具有如下優(yōu)點(diǎn):粘接層26緩和與元件間連接體230之間的應(yīng)力,能夠設(shè)為翹曲被降低且強(qiáng)度優(yōu)良的受光元件以及受光元件模塊。因此,在元件電極中也不會(huì)產(chǎn)生膜應(yīng)力裂紋、剝離。
[0329]進(jìn)而,另外,在本實(shí)施方式3中,在元件間連接體的主體部232與受光元件之間,具有膨脹系數(shù)接近元件基板11的粘接層26,所以能夠緩和受光元件的應(yīng)力來(lái)減小翹曲。進(jìn)而,在本實(shí)施方式3中,元件間連接體的主體部232具有凹凸構(gòu)造,所以能夠在凹凸的交界線處比較大地變形,能夠緩和應(yīng)力來(lái)減小翹曲。另外,這樣緩和應(yīng)力,并且元件間連接體的主體部232并非作為基板上的膜而作為獨(dú)立的支撐體存在,所以能夠?qū)⒃g連接體的主體部232的厚度容易設(shè)厚。因此,由此能夠成為集電電阻小、且光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊構(gòu)造。特別是,元件間連接體230的主體部232即使在受光元件薄的情況下,也能夠減少元件基板11的翹曲,并且作為元件基板11的支撐體發(fā)揮功能,抑制元件開裂。
[0330]進(jìn)而,另外,如果對(duì)元件間連接體自身設(shè)置厚度,減小集電電阻,則存在在元件電極的延伸方向上對(duì)受光元件施加的應(yīng)力變大這樣的問(wèn)題,但在本實(shí)施方式3中,能夠增加在集電中使用的電極面積,其結(jié)果,能夠相應(yīng)地降低元件間連接體的厚度,能夠降低對(duì)元件施加的應(yīng)力,能夠制作強(qiáng)度優(yōu)良的帶連接體的受光元件以及受光元件模塊。
[0331]另外,在本實(shí)施方式3中,具有對(duì)元件內(nèi)的集電作出貢獻(xiàn)的元件間連接體230的主體部232,并且具有具備能夠使透射了元件基板的光反射的表面的元件間連接體230的主體部232,所以關(guān)于連接元件之間的元件間連接體,能夠以更少的模塊組裝工序數(shù)來(lái)制造受光元件模塊,是能夠通過(guò)更少的工序制造光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊的方法。
[0332]另外,一般情況下,在太陽(yáng)能電池的用途中,在同一受光元件模塊內(nèi)的元件之間電流不一致的情況下,存在作為模塊整體的光電轉(zhuǎn)換效率降低這樣的問(wèn)題。因此,在沒有元件間連接體的元件的狀態(tài)下事先測(cè)定發(fā)電特性,以使元件之間的電流一致的方式選擇元件來(lái)制作受光元件模塊。在反射體處于元件背面的情況下,由于透射沒有元件電極的部分的光通過(guò)元件背面的反射體被反射而入射到基板內(nèi)而得到的獲利,光電流量發(fā)生變化。相對(duì)于此,通過(guò)使用實(shí)施方式3的太陽(yáng)能電池模塊,在將元件間連接體的主體部232連接到元件基板11 (半導(dǎo)體基板)之后評(píng)價(jià)光電流量,能夠組合光電流量一致的元件來(lái)制造模塊,所以能夠使帶元件間連接體的受光元件之間的發(fā)電電流值更接近。其結(jié)果,通過(guò)使用本實(shí)施方式3的制造方法,在串中沒有具有比其他受光元件顯著低的發(fā)電電流值的受光元件,所以能夠比以往提高受光元件模塊I的發(fā)電效率。因此,根據(jù)實(shí)施方式3的受光元件模塊的制造方法,能夠降低受光元件之間的電流的不一致量,能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)壽命化。
[0333]另外,如果使用本實(shí)施方式的方法,則由于針對(duì)每個(gè)受光元件連接了元件間連接體,所以在模塊化時(shí)無(wú)需進(jìn)行對(duì)位,關(guān)于由于位置偏移而正極與負(fù)極之間短路的元件,能夠以元件單體去掉,能夠減少受光元件的浪費(fèi)。
[0334]另外,在實(shí)施方式3的受光元件模塊I中,使用了如圖27(a)所示在表面具有凹凸的板狀的元件間連接體,但也可以使用平面狀的元件間連接體230。在如本實(shí)施方式那樣在表面具有凹凸的元件間連接體的情況下,在背面的元件電極中具有凹凸的受光元件用的元件基板11上的成為凸部的負(fù)極和元件間連接體被連接,另一方面,成為凹部的正極和元件間連接體在空間上離開,并且在最終的受光元件構(gòu)造中通過(guò)粘接層26被絕緣,所以無(wú)需在元件基板與元件間連接體之間進(jìn)行對(duì)位,能夠縮窄元件電極的正極與負(fù)極之間的間隔,具有能夠得到光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外,在本實(shí)施方式3的制造方法中,通過(guò)在元件電極與元件間連接體進(jìn)行連接之后流入流動(dòng)狀態(tài)的樹脂、樹脂前驅(qū)物等,從而使作為絕緣層的粘接層26自匹配地形成,所以具有在形成粘接層26時(shí)不需要對(duì)位這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0335]另外,在本實(shí)施方式3中的制造方法中,通過(guò)利用光電解鍍覆來(lái)自匹配地僅使負(fù)極突出,從而具有不進(jìn)行對(duì)位就能夠僅使背面連接型受光元件的一方的電極成為凸部這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外,本實(shí)施方式3的受光元件、帶連接體的受光元件以及受光元件模塊采用通過(guò)光電解鍍覆來(lái)自匹配地僅使負(fù)極突出的構(gòu)造,從而不進(jìn)行對(duì)位就能夠僅使背面連接型受光元件的一方的電極成為凸部,所以能夠得到絕緣性優(yōu)良、對(duì)位精度高、正和負(fù)的電極間距離短、光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊。
[0336]根據(jù)本實(shí)施方式3,是平面狀的元件間連接體的主體部232形成于元件基板的背面、且其他元件間連接體的元件間連接部231能夠自由地連接到該主體部232的構(gòu)造,所以具有鄰接的受光元件之間的位置關(guān)系的自由度高這樣的優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)果,例如如圖22、23所示,能夠直線地連接元件之間,能夠僅用I列的受光元件作為I個(gè)串,具有能夠制作按照任意的列數(shù)在任意的地點(diǎn)使串折返了的受光元件模塊這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0337]另外,在以上的實(shí)施方式I?3中,作為受光元件使用了單晶硅基板,但也可以使用多晶硅基板,即使在使用了砷化鎵等化合物半導(dǎo)體基板的情況下,也能得到同樣的效果。另外,在本實(shí)施方式I?3中,記載為對(duì)元件之間進(jìn)行串聯(lián)連接,但也可以對(duì)元件之間進(jìn)行并聯(lián)連接。
[0338]另外,在以上的實(shí)施方式I?3中,作為背面連接型元件使用了在元件基板中沒有貫通孔的背面連接型元件,但也可以使用經(jīng)由例如一般被稱為發(fā)射極環(huán)繞穿通(emitterwrap through)或者金屬環(huán)繞穿通(metal wrap through)的貫通孔在背面形成了再排列布線的背面連接型的受光元件。
[0339](變形例)
[0340]以下,按照實(shí)際,具體說(shuō)明上述實(shí)施方式I?3或者其變形例中的材料、構(gòu)造。
[0341]元件間連接體30、130、230由導(dǎo)電體箔或者導(dǎo)電體板構(gòu)成,關(guān)于元件背部分(主體部)32A、外側(cè)部分32B、主體部132、232,至少其表面的材料優(yōu)選在受光元件的光吸收率低的波長(zhǎng)區(qū)域中其反射率高。其另一方面,在與元件電極的連接部分的表面中,與電連接體21的潤(rùn)濕性、緊貼性、連接性等優(yōu)選高。另外,作為基材的材質(zhì),優(yōu)選導(dǎo)電性高,為了緩和與元件的應(yīng)力的目的,優(yōu)選為柔軟的金屬,另一方面,在受光元件基板薄的情況下,優(yōu)選具有保持受光元件基板的強(qiáng)度。為了在不同的區(qū)域中滿足這些不同的特性,也可以在元件間連接體的主體部或者元件背部分的基材、與受光元件的連接部、連接部以外的元件間連接體的表面部分這樣的各部中,使用不同的材料來(lái)形成元件間連接體的元件背部分(主體部)32、132,232ο
[0342]在例如受光元件由硅構(gòu)成的情況下,作為這樣的元件間連接體的主體部、元件背部分的導(dǎo)電體的基材,使用由鐵、鐵鎳合金、鋁、銅、銀、金、錫、它們的組合構(gòu)成的箔或者板。而且,其表面基于硅的厚度,但優(yōu)選成為針對(duì)800?1300nm的波長(zhǎng)域的光的反射率高的材料。另外,在用焊料對(duì)受光元件和元件間連接體的主體部(元件背部分)進(jìn)行電連接的情況下,在其連接部分中,優(yōu)選使用針對(duì)焊料的潤(rùn)濕性良好的材料。
[0343]另外,在作為元件間連接體的主體部的基材50使用反射率高但另一方面針對(duì)焊料的潤(rùn)濕性差的金屬的情況下,能夠?qū)⒒谋旧碛米鞴夥瓷潴w,但另一方面難以取得與受光元件的電連接。因此,在與受光元件的連接部分的至少表面優(yōu)選形成錫、銅、銀等的易于取得電連接、或者焊接性高的金屬。作為這樣的金屬,有鋁。鋁是從可見區(qū)域到紅外區(qū)域的區(qū)域內(nèi)光反射率高的材料,另一方面,易于被氧化,針對(duì)焊料的潤(rùn)濕性差,所以在將鋁用作元件間連接體的主體部(元件背部分)的基材的材料的情況下,優(yōu)選在與元件電極的連接部分中介有焊料等連接性良好的材料。
[0344](變形例I)
[0345]圖37以及圖38示出具有這樣的電連接層的本實(shí)施方式3的元件間連接體的變形例。圖38是用圖37的Y方向的包括凸部的面切斷后的剖面圖。
[0346]在圖37所示的元件間連接體的作為元件背部分的主體部532中,在和與元件電極的連接部分相當(dāng)?shù)幕?0上的凸部532R1的表面,為了作為電連接體21而使用焊料來(lái)連接,沿著元件的點(diǎn)狀電極12D的配置,在鋁表面作為與焊料的粘接性高的金屬層具有電連接區(qū)域53。由此,即使在基材中使用焊接性低的鋁,也能夠針對(duì)受光元件上的元件電極良好地取得連接。其另一方面,鋁的反射率高,即使被氧化也不易引起反射率的降低,所以也可以不形成表面反射層。作為這樣的電連接區(qū)域53,具體而言,能夠使用鎳和錫的層疊體。另外,當(dāng)形成反射體層的區(qū)域?qū)挄r(shí),光電轉(zhuǎn)換效率高,所以電連接區(qū)域53所形成的區(qū)域更窄則優(yōu)選,未必以與凸部532R1相同的寬度量形成,也可以形成為比凸部532R1窄的區(qū)域。51是構(gòu)成用于與元件間連接部(未圖示)連接的連接部的鍍覆層。
[0347]根據(jù)變形例I,僅在與受光元件的點(diǎn)狀電極12D等元件電極的連接點(diǎn)處選擇性地形成了電連接區(qū)域53,所以能夠確保反射部,能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率。
[0348](變形例2)
[0349]作為使用了這樣的光反射性高的基材的元件間連接體的元件背部分(主體部)532的變形例,能夠使用圖39那樣的構(gòu)造的元件間連接體的元件背部分(主體部)532。圖39的元件間連接體的元件背部分(主體部)532在元件間連接體的元件背部分(主體部)532上的未與受光元件的元件電極連接的部分中具有光透射性高的絕緣層26b,其以外的部分被利用焊料等的連接性高的錫覆蓋。這樣的構(gòu)造是通過(guò)如下方式制作的:預(yù)先在成為基材50的鋁上,通過(guò)樹脂等來(lái)在與圖37的元件電極的電連接區(qū)域53以外的部分形成了絕緣層26b之后,通過(guò)電解鍍覆等來(lái)在絕緣膜以外的部分選擇性地形成鎳以及錫,通過(guò)沖壓加工等來(lái)形成凹凸構(gòu)造。通過(guò)使用這樣的元件間連接體,能夠制作圖31的剖面圖所示那樣的帶元件間連接體的受光元件。
[0350]另外,關(guān)于凹凸部的形成,當(dāng)基材是箔等而剛性低,難以保持對(duì)凸部532R1、凹部532R2進(jìn)行沖壓加工形成而得到的形狀的情況下,在作為后面的工序的連接受光元件和元件間連接體時(shí),也可以在使用具有凹凸的形狀的夾具等來(lái)保持了凹凸部的狀態(tài)下,將受光元件和元件間連接體連接而形成。另外,能夠與形成圖38的元件間連接體的構(gòu)造的工序同樣地,制作圖39所示的元件間連接體的作為元件背部分的主體部532。具體而言,在形成圖40所示的構(gòu)造時(shí),代替將基材整體浸潰到鍍覆槽而變更為僅將圖39的凸部532R1突出的部分浸潰到鍍覆槽中,之后用有機(jī)溶劑等來(lái)去除絕緣層26b,只在基材的端部的表面進(jìn)行錫鍍覆來(lái)形成連接部51,從而能夠制作圖39所示的元件間連接體的主體部532。
[0351](變形例3)
[0352]接下來(lái),參照?qǐng)D40,說(shuō)明將潤(rùn)濕性高且針對(duì)光的反射率高的金屬用作元件間連接體的作為元件背部分的主體部632的基材50的情況。作為這樣的基材50的材料的例子,可以舉出銅、錫,但此處以反射率更高且電阻率更小的銅為例子進(jìn)行說(shuō)明。在將銅用作元件間連接體的主體部632的基材50的情況下,銅向焊料的潤(rùn)濕性高,并且,SOOnm以上的波長(zhǎng)下的反射率高,所以也可以不形成表面反射層。因此,也可以不像圖37以及圖38所示那樣設(shè)為多層構(gòu)造,能夠如實(shí)施方式2中示出那樣僅利用作為基材50的30 μ m程度的厚度的銅箔作為元件間連接體的作為元件背部分的主體部632。此處,主體部632也具有凸部632R1、凹部632R2。
[0353]但是,其另一方面,銅由于氧化而引起反射率的降低。為了防止該現(xiàn)象,作為表面保護(hù)材料,也可以使用噻唑、苯并三唑等,但當(dāng)設(shè)置受光元件的環(huán)境是高溫多濕的情況下,在模塊化之后也會(huì)存在銅的表面被氧化的可能性。因此,也可以如圖40的剖面圖所示,在元件間連接體的主體部632上的、與受光元件的點(diǎn)狀電極12D連接的區(qū)域中,作為反射層52,蒸鍍50nm程度的鋁。這樣,通過(guò)形成鋁等的反射層52,還能夠抑制銅的表面氧化所致的反射率降低。
[0354](變形例4)
[0355]另外,也可以在鋁與銅之間,以抑制銅的擴(kuò)散、氧化的目的,通過(guò)熔融鍍覆、電鍍等,在銅箔表面形成錫、錫/銀焊料層。也可以將這樣的在表面具有錫層的銅箔作為基材50,如圖41所示,設(shè)為元件間連接體的作為元件背部分(主體部)的由單層構(gòu)成的主體部732。另外,在將基材50設(shè)為錫箔或者錫板的情況下,也能夠用錫單體來(lái)設(shè)為元件間連接體的元件背部分(主體部)732,但還能夠與銅同樣地,將鋁作為反射層52,使用圖41那樣的構(gòu)造。通過(guò)例如真空蒸鍍等,經(jīng)由金屬掩膜等,僅在與元件電極的連接部分以外的部分中,在銅箔上形成30?40nm厚度的鋁層,在形成之后,通過(guò)沖壓加工,形成凸部732R1、凹部732R2,從而能夠制作這樣的元件間連接體的作為元件背部分的主體部732。關(guān)于這些凹凸部的形成,當(dāng)基材是箔等而剛性低,難以保持凹凸部的形狀的情況下,在作為后面的工序的連接受光元件和元件間連接體時(shí),也可以在使用具有凹凸的形狀的夾具等來(lái)保持了凹凸部的狀態(tài)下,將受光元件和元件間連接體進(jìn)行連接而形成。另外,在將針對(duì)焊料的潤(rùn)濕性良好的金屬用作基材的情況下,焊料性良好,所以也可以在元件間連接體之間的元件間連接部中不形成焊料層等包覆層。另外,關(guān)于由鋁構(gòu)成的反射層,不僅通過(guò)蒸鍍,而且還能夠通過(guò)熔融鍍覆等來(lái)形成,反射層的厚度也可以更厚。
[0356]接下來(lái),敘述將潤(rùn)濕性低且針對(duì)光的反射率比較低的金屬用作元件間連接體的作為元件背部分的主體部832的基材50的情況。在將除了鋁、金、銀、銅、銠、鉬等以外的例如不銹鋼等反射率低且針對(duì)焊料等的粘接性低的材料用作基材的情況下,優(yōu)選如圖42(a)所示形成反射層52以及電連接區(qū)域53這兩方。
[0357](變形例5)
[0358]另外,如圖42(a)那樣,在反射層52下沒有電連接區(qū)域53的構(gòu)造也有效。根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠更可靠地維持凹凸。在制造時(shí),與使用了上述銅箔的情況同樣地,將例如鐵、或者不銹鋼、或者科瓦鐵鎳鈷合金等作為基材的材料,通過(guò)熔融鍍覆等,將基材用焊料性良好的金屬涂上之后,以成為與圖38的連接區(qū)域53相同的圖案的方式,在基材上形成樹脂掩模,蒸鍍30?50nm程度的厚度的鋁來(lái)形成反射層52,通過(guò)有機(jī)溶劑等來(lái)去除樹脂掩模即可。為了制作如圖42(a)所示局部性地形成了反射層52和電連接區(qū)域53的元件間連接體的主體部832,能夠如下那樣進(jìn)行。
[0359]也可以將例如鐵、或者不銹鋼、或者科瓦鐵鎳鈷合金等作為基材的材料,將基材金屬用作反射層52,但為了進(jìn)一步提高反射率,說(shuō)明使用鋁作為反射層52的情況。首先,在預(yù)先按照與受光元件相同程度的大小切下來(lái)的金屬箔或者板上,以成為與圖37的連接區(qū)域53相同的圖案的方式形成樹脂掩模。在該樹脂掩模上,蒸鍍30?50nm程度的厚度的鋁來(lái)形成反射層52。之后,利用有機(jī)溶劑等來(lái)去除樹脂掩模,形成反射層52。將形成了該反射層52的金屬箔或者連接部51的端部浸潰到含有鎳等金屬離子的鍍覆槽中,通過(guò)電鍍或者無(wú)電解鍍覆等,在表面形成鎳層。之后,通過(guò)浸潰到溶解有錫離子的溶液中并進(jìn)行電鍍,由此在金屬基材的表面形成錫層,在與元件間連接體的元件間連接部(此處未圖示)的連接部51中,形成焊料性良好的金屬被膜。之后,以使凸部832R1相對(duì)凹部832R2突出的方式,根據(jù)需要進(jìn)行沖壓加工而在元件間連接體的作為元件背部分的主體部832中形成凸部832R1。在該狀態(tài)下,將凸部側(cè)的面浸潰到鎳鍍覆槽中進(jìn)行電解鍍覆或者無(wú)電解鍍覆之后,進(jìn)而在包含錫離子的鍍覆槽中進(jìn)行鍍覆,由此能夠在凸部832R1中形成與受光元件的連接區(qū)域53。同樣地,能夠僅將元件間連接體的作為元件背部分的主體部832的端部浸潰到鍍覆槽中來(lái)形成與元件間連接體的元件間連接部(未圖示)的連接部51。
[0360]在本實(shí)施方式3的變形例中,作為該元件間連接體的主體部832,設(shè)為圖42 (a)所示的形狀,作為其材料使用鋁箔,在元件背面?zhèn)鹊谋砻?,通過(guò)鍍覆形成鉻、鎳,進(jìn)而在其上形成錫等的金屬膜,使得后面的工序的焊接變得容易。此時(shí),關(guān)于與元件電極連接的部分,為了作為電連接體21進(jìn)行焊接,如圖42(a)所示,設(shè)為在沿著元件的點(diǎn)狀電極12D所形成的列的配置的電連接區(qū)域53的圖案上使錫露出的形狀。進(jìn)而,也可以將該元件間連接體浸潰到熔融的焊料槽中,如圖42(b)所示,利用電連接體21在與元件間連接體的元件間連接部的連接部51以及與受光元件的電極的電連接區(qū)域53中形成焊料層。另外,在圖42(b)中,成為圖37的Y方向的剖面圖,Y32比W31更窄,點(diǎn)狀電極12D不會(huì)進(jìn)入到凹部832R2部分。
[0361]在這些鍍覆處理時(shí),由于鋁預(yù)先被氧化,從而難以針對(duì)鋁蒸鍍膜形成部分形成鍍覆金屬,所以能夠用鍍覆金屬僅涂上元件間連接體的元件背部分(主體部)832的形成了樹脂掩模的部分(用于電連接的連接區(qū)域53)。關(guān)于這些凹凸部的形成,當(dāng)基材是箔等而剛性低,難以保持凸部832R1以及凹部832R2的形狀的情況下,在作為后面的工序的連接受光元件和元件間連接體時(shí),也可以在使用具有凹凸的形狀的夾具等來(lái)保持了凹凸部的狀態(tài)下,將受光元件和元件間連接體進(jìn)行連接而形成。能夠如以上那樣,制作圖42所示的元件間連接體的作為元件背部分的主體部832。
[0362](變形例6)
[0363]在該例子中,在受光元件與元件間連接體的主體部932之間配置的粘接層26A中,含有二氧化鈦粒子等光反射體。圖43 (a)示出俯視圖,圖43 (b)示出圖43 (a)的A — B剖面圖,圖44示出受光元件模塊的剖面圖。圖44是示出相對(duì)圖43(b)正交的剖面的圖。對(duì)點(diǎn)狀電極12D和元件間連接體930進(jìn)行電連接的電連接體21僅形成在元件間連接體的主體部932和電流取出電極15以及點(diǎn)狀電極12D被連接的部分,在其他面形成了絕緣層26b。另外,也可以較寬地覆蓋元件間連接體930的元件側(cè)的面。但是,即使在電連接體21如圖43(b)那樣覆蓋元件間連接體主體部932的元件側(cè)的面,并且其光反射率在受光元件的光吸收系數(shù)小的區(qū)域中不一定高的情況下,由于在粘接層26A中包含二氧化鈦粒子等光反射體,所以也能夠進(jìn)行充分的聚光。另外,受光元件的光吸收系數(shù)小的區(qū)域是指,例如將如下波長(zhǎng)區(qū)域等為目標(biāo),在該波長(zhǎng)區(qū)域下,具有光透射除了電極以外的部分的受光元件I %以上的程度的侵入長(zhǎng)度,并且,透射了受光元件的光中的I %以上被吸收。在受光元件由硅基板構(gòu)成的情況下,雖然基于基板的厚度,但是800?1300nm的波長(zhǎng)區(qū)域。
[0364]另外,元件間連接部931通過(guò)用元件間連接體930連接的鄰接的2個(gè)受光元件之間,所以隔開一些間隔來(lái)配置2個(gè)受光元件。元件間連接部931通過(guò)該元件之間的間隙部分,所以該間隙部分的光反射性高,從外面的外觀有時(shí)不同。在這樣的情況下,如果需要?jiǎng)t僅對(duì)該間隙部分涂覆涂料、或者、粘貼遮光帶等,能夠使間隙部分的外觀與其他部分大致相同。
[0365]另外,在上述實(shí)施方式3中,記載了在構(gòu)成受光元件310的元件基板11的背面有凹凸的情況,但基板本身也可以不具有這樣的凹凸,也可以僅通過(guò)電極的高度來(lái)附加高低差。這樣的形成有點(diǎn)狀電極12D的部分的元件基板相比于其他部分未凸的情況下的受光元件模塊的剖面如圖44所示。另外,通過(guò)將元件間連接體930的作為元件背部分的主體部932設(shè)為不與集電電極14的最外周的電極重疊的程度的大小,從而能夠提高受光元件的正極與元件間連接體之間的絕緣性,所以在圖44中,將元件間連接體930的主體部932的大小設(shè)為比圖30(a)以及圖30(b)所示的實(shí)施方式3的元件間連接體的構(gòu)造小,成為不與電流取出電極15重疊而僅覆蓋點(diǎn)狀電極12D的大小。另外,元件間連接體本身也可以不具有凹凸,在圖44中示出了該情況。相對(duì)于此,在與元件間連接體930連接的這一側(cè)的元件電極凸的情況下,元件間連接體向負(fù)電極的連接變得簡(jiǎn)便,并且另一方的正電極和元件間連接體離開距離,所以具有絕緣性提高這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0366](變形例7)
[0367]另外,在上述實(shí)施方式3中,說(shuō)明了作為受光元件使基板成為凹凸的例子,但也可以如圖45(a)所示,基板具有平坦的表面,電極形成于同一面上,點(diǎn)狀電極12D形成于從表面突出的面上。圖45(b)是主要示出在基板內(nèi)形成的導(dǎo)電層的位置與元件間連接體的位置關(guān)系的圖,是示出與圖45(a)的剖面正交的包括點(diǎn)狀電極12D的面的剖面圖。在圖中,記載了用元件間連接體連接了元件的狀態(tài)的串的一部分,省略了受光面?zhèn)鹊拟g化膜、密封材料等的記載。關(guān)于其他部分,與圖31所示的實(shí)施方式3的受光元件相同,所以此處省略說(shuō)明。對(duì)同一部位附加了同一符號(hào)。
[0368]一般情況下,光電轉(zhuǎn)換元件利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。但是,半導(dǎo)體由于導(dǎo)電性低,所以如果電流在半導(dǎo)體基板內(nèi)流過(guò)的距離長(zhǎng),則電阻損耗增大,并且,如果少數(shù)載流子移動(dòng)的距離長(zhǎng),則由于光生載流子的失活,產(chǎn)生電流的降低,所以一般的光電轉(zhuǎn)換元件成為通過(guò)在半導(dǎo)體基板上形成金屬、透光性導(dǎo)電膜來(lái)確保面內(nèi)方向的導(dǎo)電性的構(gòu)造。因此,金屬電極成為按照某種間隔隔開的同時(shí)在半導(dǎo)體基板面內(nèi)整體廣泛地分布的構(gòu)造。
[0369]在光電轉(zhuǎn)換元件中,作為背面連接型的光電轉(zhuǎn)換元件的元件構(gòu)造,一般有MWT (Metal Wrap Through)單兀、EWT (Emitter Wrap Through)單兀、IBC (Inter-digitBack-contact)單元這樣的構(gòu)造。其中,在IBC單元和EWT單元中,在受光面中沒有柵電極,所以需要如上所述在背面使正和負(fù)這兩極隔開的同時(shí)廣泛地分布。相對(duì)于此,在MWT單元中,在受光面?zhèn)染哂袞烹姌O,所以雖然產(chǎn)生電極影子,但在背面?zhèn)?,只有正極和負(fù)極中的某一個(gè)廣泛地分布即可,所以背面?zhèn)鹊脑姌O構(gòu)造相對(duì)地變得單純。因此,在本實(shí)施方式中,將在受光面不具有元件電極的元件構(gòu)造作為主要的對(duì)象,但也可以應(yīng)用于在受光面具有元件電極的元件。
[0370]在這樣需要使不同的2個(gè)極性的電極僅在一個(gè)面隔開的同時(shí)廣泛地分布的情況下,其布線變得復(fù)雜。因此,設(shè)計(jì)了如專利文獻(xiàn)I那樣用使梳齒狀的電極相向了的元件電極進(jìn)行集電的構(gòu)造、如專利文獻(xiàn)2那樣使元件電極多層化的方法。但是,為了以使電阻相對(duì)半導(dǎo)體基板變小的方式形成元件電極,例如需要在蒸鍍了金屬之后進(jìn)行5 - 30分鐘的200 -400°C程度的加熱處理、在印刷了含有玻璃料的膏之后進(jìn)行500 - 900°C程度的加熱處理等的高溫的熱處理。此時(shí),在專利文獻(xiàn)1、2記載那樣的隔著鈍化膜等在元件基板上直接具有金屬電極的半導(dǎo)體元件中,金屬材料穿透鈍化膜或者通過(guò)偶然所形成的針孔等而到達(dá)半導(dǎo)體元件基板。在該情況下,金屬作為再結(jié)合中心發(fā)揮作用,金屬存在的區(qū)域的半導(dǎo)體內(nèi)的導(dǎo)電率越小,半導(dǎo)體內(nèi)的再結(jié)合的影響越增大,存在光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換效率降低這樣的問(wèn)題。在半導(dǎo)體內(nèi)部存在導(dǎo)電率高達(dá)某種程度以上的區(qū)域的情況下,成為俄歇(Auger)再結(jié)合等的原因,元件的光電轉(zhuǎn)換效率降低,所以在限制了導(dǎo)電率高的區(qū)域的面積的情況下,如上述那樣,金屬作為再結(jié)合中心較強(qiáng)地發(fā)揮作用。
[0371]在這樣的元件電極經(jīng)由絕緣層或者鈍化膜與元件直接接觸的元件構(gòu)造中,由于用于降低接觸電阻的高溫處理等,存在元件電極的金屬在絕緣層中擴(kuò)散而與基板內(nèi)導(dǎo)通的可能性,但除此以外,在一方的極性的電極經(jīng)由在半導(dǎo)體基板上所形成的無(wú)機(jī)絕緣層直接接觸于具有另一方的極性的半導(dǎo)體層上的情況下,從電極擴(kuò)散的金屬使半導(dǎo)體層與金屬之間短路,所以光電轉(zhuǎn)換效率的降低變得顯著。雖然介有絕緣層,但在寬的面積中半導(dǎo)體基板和電極金屬緊貼,在其上進(jìn)而加熱,因此產(chǎn)生該問(wèn)題。進(jìn)而,存在如下問(wèn)題:元件面積越大,越顯著地產(chǎn)生這些問(wèn)題(參照例如“Decoupling charge carrier collect1n andmetallizat1n geometry of back-contacted back—junct1n silicon solar cells byusing insulating thin films,“c.Reichel,M.Reusch,F(xiàn).Granek,M.Hermle,S.W.Glunz,第35 次 IEEE Photovoltaic Specialists Conference 國(guó)際會(huì)議會(huì)議紀(jì)要 2010 年 7 月;1034頁(yè)一 1038頁(yè))。相對(duì)于此,在本申請(qǐng)的各實(shí)施方式中,能夠?qū)⑴c發(fā)電元件的半導(dǎo)體基板直接接觸元件電極等的金屬的區(qū)域,僅限定于雜質(zhì)比較高濃度地添加的低電阻半導(dǎo)體區(qū)域,通過(guò)焊料等,以比較低的溫度取得元件電極與元件間連接體之間的導(dǎo)通,并且,元件間連接體也不直接與元件基板接觸,所以具有能夠在金屬電極與半導(dǎo)體基板之間得到高的絕緣性這樣的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)而,通過(guò)使用不易產(chǎn)生針孔的樹脂等來(lái)形成有充分的厚度的絕緣層26,從而能夠提高絕緣性。相對(duì)于此,在例如氧化硅膜等絕緣膜上,通過(guò)蒸鍍等來(lái)直接成膜了導(dǎo)電體的情況下,與元件基板經(jīng)由絕緣膜以寬的面積直接接觸,所以存在通過(guò)之后的接觸退火、絕緣層樹脂的熱聚合等而特別是經(jīng)由絕緣膜的針孔等出現(xiàn)短路的部分這樣的問(wèn)題。特別是,在使用銅那樣的廉價(jià)的良導(dǎo)體的情況下,銅易于在硅中擴(kuò)散,所以存在非常易于短路這樣的問(wèn)題。
[0372]在本實(shí)施方式中,如圖45(b)所示,元件間連接體的主體部932針對(duì)半導(dǎo)體區(qū)域17的η型擴(kuò)散層被隔絕,并且,通過(guò)焊料、導(dǎo)電性樹脂等的電連接體21,在低溫下,元件間連接體的主體部932和元件電極內(nèi)的點(diǎn)狀電極12D被連接。另一方面,通過(guò)介有絕緣層26,與作為半導(dǎo)體區(qū)域16的P型擴(kuò)散層連接的點(diǎn)狀電極12D與作為η型擴(kuò)散層的半導(dǎo)體區(qū)域17分離。另外,半導(dǎo)體區(qū)域17表面被鈍化膜18包覆。作為鈍化膜18,使用氧化硅膜以及非晶硅氮化膜的層疊體。因此,具有如下優(yōu)點(diǎn):不易產(chǎn)生向半導(dǎo)體基板中的金屬擴(kuò)散、以及正極(圖45(b)中的元件間連接體932)與負(fù)極(圖45(b)中的半導(dǎo)體區(qū)域17)之間的短路所致的光電轉(zhuǎn)換效率降低,能夠簡(jiǎn)便地制作光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊。特別是,在將銅用作電極的情況下,銅針對(duì)硅的擴(kuò)散系數(shù)大,所以存在在銅的擴(kuò)散部分中非常易于產(chǎn)生短路、載流子的再結(jié)合這樣的問(wèn)題。
[0373]在本實(shí)施方式中,能夠使發(fā)電元件上的元件基板與元件電極接觸的部分僅存在于雜質(zhì)比較高濃度地添加的電氣導(dǎo)通部(例如,半導(dǎo)體區(qū)域16),并且,元件間連接體也不直接與元件基板接觸,所以能夠得到高的絕緣性。因此,具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠?qū)⒆鳛楹附有粤己玫牧紝?dǎo)體的銅用作用于簡(jiǎn)便地降低元件內(nèi)的電阻的電極材料,降低一般在元件電極中使用且作為稀少資源的銀的使用量。
[0374]另外,金屬與半導(dǎo)體基板是與作為半導(dǎo)體區(qū)域16的P型擴(kuò)散層相接觸,但是如本實(shí)施方式那樣存在比較高濃度的雜質(zhì)的情況下,金屬導(dǎo)致的再結(jié)合的影響小,所以,在本實(shí)施方式中金屬經(jīng)由半導(dǎo)體區(qū)域16而與半導(dǎo)體基板相接觸的情況與針對(duì)其以外的部分存在金屬的情況相比不會(huì)成為大的問(wèn)題。
[0375]另外,除了這些以外,在專利文獻(xiàn)1、2等的元件電極承擔(dān)集電的構(gòu)造中,為了降低元件面內(nèi)的集電電阻,在元件電極自身中需要厚度,所以相對(duì)于需要通過(guò)真空蒸鍍、鍍覆等而增加元件電極的厚度的工序,通過(guò)使用本實(shí)施方式來(lái)在一方的極的元件電極中不需要厚度,并且,能夠在連接元件之間的同時(shí)降低元件基板面內(nèi)的電阻,所以具有能夠減少工序數(shù)這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0376]在專利文獻(xiàn)2那樣的聚酰亞胺絕緣層和金屬蒸鍍膜的組合中,根據(jù)模塊的使用環(huán)境,有可能產(chǎn)生伴隨由于樹脂絕緣層的膨脹濕潤(rùn)等而引起的體積變化的皸裂開裂,由于形狀變化而金屬蒸鍍膜成為島狀地非連續(xù),或者從絕緣層剝離,金屬膜在元件面內(nèi)方向的導(dǎo)電性降低。相對(duì)于此,在本申請(qǐng)的各實(shí)施方式中使用的元件間連接體使用能夠獨(dú)立的厚膜的金屬的連續(xù)體,所以具有如下優(yōu)點(diǎn):不易破斷,能夠較高地保持元件背面的元件間連接體的導(dǎo)電性。
[0377]另外,與這些不同地,在專利文獻(xiàn)3、4那樣的針對(duì)元件電極在元件基板的面的寬范圍內(nèi)連接元件間連接體的背面連接型的光電轉(zhuǎn)換元件中,在連接元件之間時(shí)需要對(duì)位,并且,相比于此時(shí)的對(duì)位精度,存在無(wú)法使電極元件的正極與負(fù)極之間的間隔變窄這樣的問(wèn)題,但根據(jù)本實(shí)施方式,具有如下優(yōu)點(diǎn):不需要對(duì)位精度,不依賴于對(duì)位精度就能夠使元件電極的電極間距變窄,能夠使正和負(fù)的電極之間的間隔變窄,能夠通過(guò)簡(jiǎn)便的構(gòu)造以及方法,制作光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的光電轉(zhuǎn)換元件模塊。
[0378]另外,如W02012/171968那樣通過(guò)激光直接接合元件基板和元件間連接體的情況下,存在元件間連接體被限于在半導(dǎo)體基板內(nèi)作為雜質(zhì)發(fā)揮作用的金屬這樣的問(wèn)題,但是根據(jù)本實(shí)施方式,通過(guò)使用焊料、導(dǎo)電性粘接劑,能夠組合廣泛的金屬作為元件間連接體以及元件電極使用,具有能夠制造耐久性、生產(chǎn)性、省資源性優(yōu)良的模塊這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0379]以上說(shuō)明的元件間連接體以及受光元件不僅能夠應(yīng)用于實(shí)施方式1、2、3而且還能夠應(yīng)用于后述實(shí)施方式4、5。另外,關(guān)于任意一個(gè)元件間連接體的作為元件背部分的主體部932也是,除了與元件間連接體的元件間連接部的連接部分以外通過(guò)樹脂等來(lái)覆蓋,從而能夠提聞耐電壓。
[0380]實(shí)施方式4.
[0381]在實(shí)施方式4的受光元件模塊I中,元件間連接體的作為元件背部分的主體部1032的結(jié)構(gòu)和形狀、以及元件電極與主體部1032之間的連接方式與實(shí)施方式3不同。因此,以下,以這些相異點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明。另外,關(guān)于其以外的部分,與實(shí)施方式3的說(shuō)明相同,所以省略其說(shuō)明。
[0382]圖46 (a)是從表面(與元件電極連接的面)側(cè)觀察了實(shí)施方式4的元件間連接體1030的主體部1032的俯視圖,圖46(b)是從背面?zhèn)扔^察了實(shí)施方式4的元件間連接體的主體部1032的俯視圖,圖47是元件間連接體的剖面圖。圖48是本實(shí)施方式4的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。圖49(a)是用通過(guò)與元件間連接體的主體部1032連接的點(diǎn)狀電極12D的部分切斷出的本實(shí)施方式4的受光元件模塊的剖面圖。圖49(b)是用通過(guò)另一方的極性的元件電極的部分切斷出的本實(shí)施方式4的受光元件模塊的剖面圖。圖50(a)是形成了電連接體之后的本實(shí)施方式4的元件間連接體的俯視圖。圖50(b)、50(c)是實(shí)施方式4的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0383]在本實(shí)施方式4中,作為元件間連接體1030的基材50部分,使用了具有0.2mm程度的厚度、包含30?50重量%程度的鎳的鐵鎳合金(不脹鋼)。通過(guò)選擇鎳的含有比率,能夠使與后述元件間連接體的元件側(cè)表面層52配合的熱膨脹率接近硅基板等受光元件的基板。作為其結(jié)果,能夠降低元件基板11與元件間連接體的主體部1032之間的熱膨脹率的差異所致的向元件的應(yīng)力、翅曲。因此,在本實(shí)施方式4中,具有如下優(yōu)點(diǎn):元件間連接體的主體部1032也可以不具有可撓性,能夠使元件間連接體的主體部1032變厚,即使使用薄的元件基板,元件間連接體的主體部1032也能夠支撐元件基板本身,能夠提高作為帶元件間連接體的元件整體的強(qiáng)度。其結(jié)果,具有即使使用更薄的元件基板也能夠避免層壓、搬送時(shí)的元件開裂等這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外,元件間連接體的主體部1032成為支撐元件基板11的基板,所以具有能夠減小所使用的半導(dǎo)體基板這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0384]關(guān)于這樣的鐵鎳合金,作為在受光元件中比較常用的波長(zhǎng)域的可見域至近紅外域的光反射率不太高,并且,傳導(dǎo)率也與銅等相比更低,所以為了提高反射率、導(dǎo)電性的目的,在本實(shí)施方式4中,在不脹鋼的表面,作為元件間連接體的元件側(cè)表面層52,連接了光反射性高的金屬等。在本實(shí)施方式4中,將在不脹鋼的表面的整面粘接了 1ym程度的銅箔的部件用作元件間連接體的主體部1032。作為這樣的在表面形成了銅的不脹鋼的例子,也可以使用例如銅和不脹鋼的層疊體銅/不脹鋼/銅包層板等。
[0385]另外,在上述中,作為元件間連接體的主體部1032的基材50,使用了鐵鎳合金,但除此以外,還能夠使用鈦、鎢、鑰等熱膨脹率比較接近半導(dǎo)體基板的金屬。在面積大且熱膨脹率差的影響大的太陽(yáng)能電池中,特別是僅在一方的主面具有電極的背面連接型受光元件中,這樣的金屬的選擇是特別重要的。除此以外,在元件間連接體的主體部1032中使用在元件電極側(cè)沒有銅箔等、且難以附加鐵鎳合金等焊料的材料的情況下,也可以與實(shí)施方式3同樣地,作為與受光元件的電連接區(qū)域53,通過(guò)鍍覆來(lái)在元件間連接體的主體部1032與元件電極的大致連接的部分形成錫等來(lái)提高焊接性。
[0386]另外,作為元件間連接體的主體部1032,作為整體是導(dǎo)電體即可,所以元件間連接體的基材50不是金屬也可以。例如,作為這樣的例子,在受光元件由無(wú)機(jī)基板構(gòu)成的情況下,也可以使用在玻璃環(huán)氧樹脂基板上粘貼了銅箔的部件、在A1203、AIN、S12, BN等的基材上通過(guò)蒸鍍、粘貼而形成了銀、銅的部件等。
[0387]不脹鋼本身不易針對(duì)熔融焊料連接,所以在與元件間連接體的元件間連接部1031的連接部51中,以易于實(shí)施焊接的接合的方式形成電極層。在本實(shí)施方式4中,如圖50(a)所示,在元件間連接體的主體部1032的背側(cè)的端部中,通過(guò)鍍覆等來(lái)形成鎳,并在其上形成錫,將其作為元件間連接體的元件間連接部1031和元件間連接體的主體部1032的連接部51。將預(yù)先按照與元件同樣的形狀切下來(lái)的在一方的面具有銅箔的不脹鋼板基材50的端部浸潰到鎳鍍覆槽中,通過(guò)電解鍍覆等,在與元件間連接體的元件間連接部1031的連接部51中形成了鎳層之后,同樣地實(shí)施錫鍍覆,形成與元件間連接體的元件間連接部1031的連接部51,從而能夠制作這樣的元件間連接體1030。
[0388]能夠通過(guò)與實(shí)施方式3中記載的自匹配(自調(diào)整)工序同樣的方法,進(jìn)行元件間連接體和受光元件的連接。具體而言,通過(guò)使用僅在基板電極上形成了焊料層(電連接體21)的帶電極的受光元件基板,邊加熱邊使帶電極的元件基板和元件間連接體的主體部1032粘接,從而形成帶連接體的受光元件。通過(guò)與實(shí)施方式3同樣地用元件間連接體的元件間連接部1031連接這些帶連接體的受光元件,能夠制作本實(shí)施方式4的受光元件模塊。關(guān)于這樣制作出的受光元件模塊的俯視圖,除了在元件間連接體的主體部1032中沒有凹凸以外,與圖22、23大致相同,所以省略俯視圖。圖48示出本實(shí)施方式4的帶元件間連接體的受光元件,圖49(a) ,49(b)示出受光元件模塊的剖面圖。
[0389]通過(guò)使用這樣的構(gòu)造,除了元件電極部分以外,不存在光反射率低的電連接體21,所以具有如下優(yōu)點(diǎn):關(guān)于從沒有元件電極的部分透射基板的光,能夠通過(guò)具有高的反射率的元件間連接體表面的銅箔對(duì)光進(jìn)行反射,并且能夠針對(duì)元件電極通過(guò)焊料將元件電極和元件間連接體的主體部1032進(jìn)行電連接,能夠降低基板電極上的集電電阻。
[0390]除此以外,作為電連接體21,能夠使用在環(huán)氧樹脂中包含銀粒子的銀環(huán)氧樹脂、銦/錫焊料等。銀環(huán)氧樹脂的楊氏模量低,所以通過(guò)用于電連接體21,具有變形而能夠降低元件基板與元件間連接體的主體部1032之間的應(yīng)力這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外,在進(jìn)一步需要應(yīng)力緩和的情況下,也可以在受光元件的電極與元件間連接體的主體部1032之間導(dǎo)入由柔軟的金屬構(gòu)成的引線框架、或者去掉粘接層26。特別是,在本實(shí)施方式4中,元件間連接體的主體部1032的平坦性良好,所以具有如下優(yōu)點(diǎn):元件間連接體的主體部1032接觸到突出這一側(cè)的元件電極,另一方面不易接觸到凹陷這一側(cè)的元件電極。
[0391]作為元件間連接體的元件間連接部1031,使用對(duì)銅箔涂上了錫/銀焊料的元件間連接部,與實(shí)施方式3同樣地,在將受光元件和元件間連接體的主體部1032進(jìn)行連接時(shí),與元件間連接體的主體部1032上的連接區(qū)域53接觸,并且同時(shí),與元件間連接體的元件間連接部1031和基板上的電流取出電極15接觸,并進(jìn)行加熱,從而能夠?qū)⒒迳系狞c(diǎn)狀電極12D和元件間連接體的主體部1032、元件間連接體的元件間連接部1031和基板上的電流取出電極15、元件間連接體的元件間連接部1031和元件間連接體的主體部1032的各個(gè)進(jìn)行連接。通過(guò)將其反復(fù),能夠制作除了不具有凹凸部以外與實(shí)施方式3的圖22、23所示的俯視圖同樣的受光元件模塊。
[0392]為了連接受光元件基板和元件間連接體的目的等,有在高溫下對(duì)電極形成之后的受光元件基板進(jìn)行加熱的情況,但存在如下問(wèn)題:由于元件與元件間連接體的膨脹系數(shù)的差異,在元件中發(fā)生翹曲或者在元件電極中發(fā)生皸裂開裂等,元件的強(qiáng)度降低或者元件電極的電阻增大。另外,在翹曲大的情況下,存在在利用密封材料層壓時(shí)元件開裂這樣的問(wèn)題。因此,由于因金屬電極的厚度增大所致的電極剝離的增大和基板的翹曲的增大,在高效地制造可靠性高的太陽(yáng)能電池的方面存在問(wèn)題。這些問(wèn)題在半導(dǎo)體基板的主面中僅在一方的面形成電極的背面連接型的受光元件中、進(jìn)而基板的厚度薄的情況下是特別嚴(yán)重的問(wèn)題。
[0393]相對(duì)于此,本實(shí)施方式4的帶連接體的受光元件以及受光元件模塊通過(guò)使用熱膨脹率接近元件基板的元件間連接體,從而具有能夠制造不易產(chǎn)生發(fā)電輸出的降低的優(yōu)良的帶連接體的受光元件以及受光元件模塊I這樣的效果。另外,在本實(shí)施方式4中,在元件間連接體的表面形成了銅箔,使形成在元件電極的焊料熔融而與元件間連接體表面的銅箔連接,從而具有如下優(yōu)點(diǎn):僅在元件間連接體1030的與元件電極的位置對(duì)應(yīng)的部分中自匹配地形成光反射率低的焊料區(qū)域,在其以外的部分中能夠提高光反射率。由此,根據(jù)實(shí)施方式4,入射到受光元件的光中的、到達(dá)受光基板背面的元件電極(點(diǎn)狀電極12D、集電電極14、電流取出電極15)以外的部分并透射基板的光被元件間連接體1030反射而再次入射到受光元件基板,從而具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠降低光透射損耗,能夠制造光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊I。
[0394]另外,在本實(shí)施方式4中,也可以與實(shí)施方式3的圖29等同樣地,在元件間連接體的主體部1032側(cè)設(shè)置絕緣層26b。圖50(a)示出這樣的元件間連接體的主體部1032的俯視圖,圖50(b)示出不使用粘接層26的情況下的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖,圖50(c)示出使用粘接層26b的情況下的帶元件間連接體的受光元件的剖面圖。
[0395]能夠如以下那樣地制作這樣的帶元件間連接體的受光元件。在元件間連接體的主體部1032中使用兩面被銅夾住并粘接的不脹鋼,將按照?qǐng)D50(a)中的與受光元件的連接部分以外的部分的形狀切下來(lái)的聚酰亞胺粘著帶,粘接到元件間連接體的主體部1032來(lái)形成絕緣層26b。接下來(lái),與元件電極的連接區(qū)域53是未形成絕緣層26b而基材表面的銅在表面露出的狀態(tài),所以通過(guò)將形成了該粘接層26b的面浸潰到熔融焊料槽中,能夠在與元件電極的電連接區(qū)域53中利用焊料形成電連接體21,制作圖50(b)所示的元件間連接體的主體部1032。
[0396]在使用這樣的在元件間連接體的主體部1032上形成了電連接體21的元件間連接體的情況下,如果連接元件間連接體的元件電極是點(diǎn)狀電極,則需要精密地進(jìn)行對(duì)位。因此,作為在該情況下使用的受光元件,如實(shí)施方式1、2那樣,與元件間連接體的主體部1032連接的元件電極優(yōu)選是具有線狀的集電電極的受光元件。使用該元件間連接體的主體部1032,與實(shí)施方式3同樣地,設(shè)為使元件間連接體的主體部1032上的連接區(qū)域53中所形成的電連接體21和受光元件上的元件電極接觸的狀態(tài),并且同時(shí),使由涂上了焊料的銅構(gòu)成的元件間連接體的元件間連接部1031和受光元件基板上的電流取出電極15接觸,并進(jìn)行加熱,從而能夠?qū)⒃?1上的線狀電極12和元件間連接體的主體部1032、元件間連接體的元件間連接部1031和基板上的電流取出電極15、元件間連接體的元件間連接部1031和元件間連接體的主體部1032的各個(gè)進(jìn)行連接。此時(shí),不限于全部元件間連接體上的連接區(qū)域53與受光元件電極連接,但在當(dāng)前的例子中,元件電極是線狀電極,所以不一定需要使全部元件間連接體上的電連接區(qū)域53與元件電極直接接觸,使元件上的線狀電極橫向地導(dǎo)電而通過(guò)與元件電極連接的部分連接到元件間連接體即可。
[0397]這樣,能夠制作圖50(b)所示的帶元件間連接體的受光元件,對(duì)其作為粘接層26與實(shí)施方式3同樣地在元件間連接體與受光元件之間注入環(huán)氧樹脂前驅(qū)物,從而能夠制作圖50 (c)所示的帶元件間連接體的受光元件。通過(guò)使用新的受光元件和元件間連接體來(lái)反復(fù)該工序,能夠制作除了不具有凹凸部以外與實(shí)施方式3的圖22、23所示的俯視圖同樣的受光兀件模塊。
[0398]另外,為了減少元件間連接體的因熱膨脹率所致的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度,能夠減小元件間連接體的大小,也可以例如如圖51的帶元件間連接體的受光元件的變形例所示,將分割的元件內(nèi)的連接體之間用導(dǎo)體1131b進(jìn)行連接來(lái)設(shè)為一個(gè)元件的元件間連接體1130。另外,在不需要提高元件間連接體的光反射率的情況下,也可以通過(guò)在平坦的導(dǎo)電體整面涂覆導(dǎo)電性粘接劑,并將其按壓到受光元件上的電極來(lái)粘接,由此進(jìn)行連接。
[0399]這樣,通過(guò)在元件間連接體側(cè)形成絕緣層26b,具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠降低元件電極與元件間連接體之間的短路的可能性,提高絕緣性。另外,聚酰亞胺在硅制的受光元件易于透射的800?1300nm的波長(zhǎng)區(qū)域中光透射性高,所以光不會(huì)衰減而通過(guò)作為元件間連接體的主體部1132的表面層的銅反射,能夠再次入射到受光元件,所以不會(huì)使光電轉(zhuǎn)換效率降低。
[0400]通過(guò)這些構(gòu)造,也能夠得到與上述本實(shí)施方式4的元件間連接體同樣的效果。另夕卜,在這些本實(shí)施方式4中的元件間連接體、以及帶元件間連接體的受光元件、受光元件模塊中,也能夠得到與實(shí)施方式1、2、3同樣的效果。
[0401]實(shí)施方式5.
[0402]在實(shí)施方式5的受光元件模塊I中,元件間連接體的主體部1132的結(jié)構(gòu)和形狀、以及元件電極與元件間連接體的主體部1232之間的連接方式與實(shí)施方式3不同。因此,以下,以這些相異點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明。另外,關(guān)于其以外的部分,與在實(shí)施方式3中說(shuō)明的部分相同,所以省略其說(shuō)明。
[0403]圖52 (a)是從表面(與元件基板連接的面)側(cè)觀察了實(shí)施方式5的元件間連接體的俯視圖,圖52 (b)是實(shí)施方式5的元件間連接體的剖面圖,是示意地示出通過(guò)圖53的A —B以及C 一 D的剖面的圖,圖53是示出實(shí)施方式5的元件間連接體的一部分以及與線狀電極的一部分的位置關(guān)系的立體圖。
[0404]作為元件間連接體1230的基體,能夠使用例如I?500 μ m程度的厚度的銅等。如圖所示,成為如下構(gòu)造:在銅中形成切口,在與至少元件的元件電極連接的部分中,切口部分的銅箔從其他部分的銅箔凹部1232R2突出而形成凸部1232R1。該突出的部分(凸部1232R1)與受光元件的元件電極連接而形成帶連接體的受光元件以及受光元件模塊。作為該突出的部分的凸部1232R1與作為其他銅箔部分的凹部1232R2斷開,能夠?qū)崿F(xiàn)與其他部分獨(dú)立的活動(dòng),能夠容易地變形,所以具有能夠降低由于元件基板11與元件間連接體的主體部1232之間的熱膨脹率的差異所致的向元件的應(yīng)力、翹曲這樣的優(yōu)點(diǎn)。特別是,在面積大且熱膨脹率差的影響大的太陽(yáng)能電池、并且僅在一方的主面具有電極的背面連接型受光元件中,通過(guò)這樣的構(gòu)造來(lái)緩和應(yīng)力是特別重要的。
[0405]能夠如以下那樣制作圖52(a)所示的元件間連接體。將20μπι程度的厚度的平坦的銅箔切出為與受光元件大致同等的大小,在Y方向上將成為Υ51的長(zhǎng)度的線段的切口逐次隔開V51來(lái)形成切口的列。在X方向上以Χ51以及U51的間隔交替形成該切口的列。之后,能夠通過(guò)在與成為凸部的電連接體33和成為凹部的串間連接體34部分相反的方向上用銷按壓來(lái)制作。作為這樣的Χ51以及Υ51的大小,能夠設(shè)為1mm以下,在5mm程度的大小的情況下,也可以將點(diǎn)狀或者線狀的多個(gè)元件電極連接到一個(gè)元件間連接體的凸部1232R1。其另一方面,在X51以及Y51是0.1mm程度的大小而與元件電極的間隔相比非常小的情況下,也可以是多個(gè)凸部1232R1連接到I個(gè)點(diǎn)狀的元件電極,在受光元件上的電極形狀是線狀的情況下,針對(duì)一個(gè)線狀電極12連接多個(gè)凸部1232R1。
[0406]通過(guò)在實(shí)施方式3中記載的自匹配(自調(diào)整)工序,使用僅在基板電極上形成了焊料層(電連接體21)的帶電極的基板,邊進(jìn)行加熱,邊使帶電極的元件基板和元件間連接體的主體部1232上的凸部1232R1粘接,從而能夠制作具有與實(shí)施方式3同樣的效果的帶連接體的受光元件、受光元件模塊。此時(shí),實(shí)際上通過(guò)僅對(duì)形成電連接的元件間連接體1230的凸部1232R1通過(guò)例如激光照射加熱、感應(yīng)電流加熱等而局部性地進(jìn)行加熱,從而能夠抑制熱擴(kuò)散到元件間連接體整體以及受光元件整體,減少熱膨脹,能夠降低帶元件間連接體的受光元件的翹曲,提高強(qiáng)度。進(jìn)而,還能夠邊使凹部1232R2冷卻邊連接受光元件和元件間連接體。產(chǎn)生這樣的優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)椋捎诳p隙,元件間連接體的熱阻大,在元件間連接體的面內(nèi),易于形成溫度差。
[0407]在這樣的帶連接體的受光元件、受光元件模塊中,關(guān)于從帶電極的元件基板上的沒有電極的部分透射基板的光,能夠通過(guò)具有高的反射率的銅箔對(duì)光進(jìn)行反射,并且針對(duì)元件電極,能夠通過(guò)焊料將帶電極的元件基板和元件間連接體的主體部1232進(jìn)行電連接,具有能夠降低基板電極上的集電電阻這樣的優(yōu)點(diǎn)。銅在硅基板的光吸收系數(shù)小且透射光多的800?1300nm的波長(zhǎng)區(qū)域中光反射率高,電氣傳導(dǎo)率高,并且是比較柔軟的金屬,所以適用于這樣的用途。
[0408]作為元件間連接體的構(gòu)造,除了圖52(a)、52(b)、53所示以外,還能夠使用與實(shí)施方式3同樣的基體、或者形成反射層、與受光元件的電極的連接層。例如,還能夠使用銅以外的金屬,作為這樣的具有高的光反射率的元件間連接體的主體部1232,還能夠使用鋁箔、銀箔、鋁和銅的合金箔等。另外,也可以使用在除了銅箔和元件的元件電極的連接部分以外、例如圖52 (a)、52 (b)、53的凸部1232R1以外的部分中,通過(guò)電鍍、噴鍍、蒸鍍等來(lái)形成了鋁的構(gòu)造。這樣,通過(guò)在表面反射層中使用鋁,即使表面被氧化也只是成為光透射性高的氧化鋁,所以具有能夠長(zhǎng)期地保持高的反射率這樣的優(yōu)點(diǎn)。除此以外,作為防止銅的表面的氧化的層(耐氧化性被膜),也可以使用將苯并三唑等氧化防止劑涂覆到銅箔而得到的層、將包含代白金R等鋁反射體的涂覆材料涂覆到銅板而得到的層、通過(guò)貼箔而部分性地將鋁膜粘貼到銅箔而得到的層、在真空中部分性地涂上了聚酰胺、氟樹脂等聚合物的銅等。除此以夕卜,作為絕緣層,也可以在元件間連接體的主體部1232的凹部1232R2部分中形成透光性樹月旨、氧化鋁、二氧化硅等的膜。通過(guò)將這些表面的大部分被涂上聚酰胺等焊接性低的材料的元件間連接體的主體部1232浸潰到焊料槽中,能夠主要在元件間連接體上的與元件電極的連接部分中形成焊料層,能夠提高元件間連接體針對(duì)元件電極的焊接性。另外,與實(shí)施方式3同樣地,即使僅將元件間連接體1230的凸部1232R1浸潰到焊料熔融了的層中,也能夠僅在凸部1232R1中形成焊料層。
[0409]在電連接體21中,除了可以使用焊料以外,作為電連接體21能夠使用在環(huán)氧樹脂中包含銀粒子的銀環(huán)氧樹脂等。銀環(huán)氧樹脂的楊氏模量低,所以通過(guò)用于電連接體21,具有變形而能夠降低元件基板與元件間連接體的主體部1232之間的應(yīng)力這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0410]另外,在本實(shí)施方式5的元件間連接體中,在元件間連接體中有縫隙,所以具有如下優(yōu)點(diǎn):能夠從該縫隙供給成為絕緣層的流動(dòng)狀態(tài)的絕緣物前驅(qū)物,在元件間連接體的主體部1232與受光元件之間易于形成絕緣層。具體而言,能夠與實(shí)施方式3同樣地,將元件間連接體的凸部1232R1連接到作為元件電極的線狀電極12之后,在將作成棒狀的乙烯乙酸乙烯酯(EVA)樹脂伸入到圖52(b)中凹部1232R2下的空間的狀態(tài)下進(jìn)行加熱,在高溫下使EVA成為流動(dòng)狀態(tài),在凹部1232R2與受光元件之間形成EVA作為粘接層26。另外,在該加熱時(shí),通過(guò)隔膜、壓模等,從帶元件間連接體的受光元件的背面(與有受光元件的一側(cè)相反側(cè)的元件間連接體的面)側(cè)施加壓力,從而能夠?qū)⒊蔀榱肆鲃?dòng)狀態(tài)的EVA導(dǎo)入到元件間連接體的主體部1232的凸部1232R1與受光元件之間。
[0411]進(jìn)而,在該加熱時(shí),通過(guò)將帶元件間連接體的受光元件設(shè)為減壓環(huán)境,能夠無(wú)間隙地將成為了流動(dòng)狀態(tài)的EVA引入到元件間連接體的主體部1232與受光元件之間,所以是優(yōu)選的。關(guān)于形成該粘接層26的工序,也可以在與實(shí)施方式3同樣地形成了串之后,與制作模塊的工序同時(shí)進(jìn)行,但也可以在對(duì)元件電連接了元件間連接體之后進(jìn)行。此時(shí),也可以在除了與元件間連接體的元件間連接部的連接部51以外的元件間連接體的背面整面形成由絕緣層構(gòu)成的粘接層26,在該情況下,絕緣性提高。在僅在元件間連接體的背面的一部分中形成粘接層26的情況下,設(shè)為凹部1232R2比由絕緣層構(gòu)成的粘接層26更向背側(cè)突出那樣的構(gòu)造,從而具有能夠在帶元件間連接體的受光元件的狀態(tài)下評(píng)價(jià)電流電位特性這樣的優(yōu)點(diǎn)。圖54示出這樣的帶元件間連接體的受光元件的俯視圖。另外,在該圖中,為了易于觀察,去掉了粘接層26。
[0412]在X51、Y51小到某種程度的情況下,也可以不使用如上述那樣作成棒狀的EVA樹月旨,而是通過(guò)在帶元件間連接體的受光元件的背面整體上重疊了 EVA片的狀態(tài)下,加熱到高溫而使EVA成為流動(dòng)狀態(tài)的基礎(chǔ)上設(shè)為減壓狀態(tài),由此能夠使EVA侵入到元件間連接體與受光元件之間。此時(shí),為了避免凹部1232R2與元件電極短路,也可以在圖52 (b)中將PTFE等難以粘接到EVA的棒放入到凹部1232R2下的空間的狀態(tài)下進(jìn)行加熱,在EVA硬成某種程度之后抽出而形成粘接層26。這樣,通過(guò)在設(shè)為硬成某種程度的狀態(tài)之后在模塊化時(shí)在密封時(shí)再次加熱,從而能夠使得凹部1232R2不易與元件電極短路。這樣,本實(shí)施方式5的元件間連接體1230成為應(yīng)與元件間連接體絕緣的集電電極14和元件間連接體的凹部1232R2的位置相互重疊的狀態(tài)(圖55),特別是應(yīng)絕緣的凹部1232R2與受光元件側(cè)相反地凸出,受光元件與元件間連接體之間變寬,易于供給成為絕緣層的流動(dòng)狀態(tài)的絕緣物前驅(qū)物,所以具有在應(yīng)絕緣的凹部1232R2易于形成絕緣層這樣的優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)果,能夠得到具有優(yōu)良的絕緣性的帶元件間連接體的受光元件以及受光元件模塊。
[0413]另外,在實(shí)施方式5中,作為元件電極,能夠使用線狀、點(diǎn)狀中的任意一種,但通過(guò)將連接本元件間連接體的受光元件上的元件電極設(shè)為線狀電極12,元件間連接體上的凸部1232R1和元件電極的電極延伸方向(Y方向)的對(duì)位變得不需要,并且受光元件的電極是線狀電極12,所以未必所有凸部1232R1與元件電極接觸也可以,如果凸部1232R1的數(shù)量多,則形成凸部1232R1的位置也可以不以列狀對(duì)齊,可以是任意位置,具有如下優(yōu)點(diǎn):元件間連接體的制造變得簡(jiǎn)便,并且受光元件與元件間連接體之間的對(duì)位也變得簡(jiǎn)單。在圖53中,記載了使用了線狀電極12的情況下的元件上的線狀電極12和元件間連接體的主體部1232的位置關(guān)系,使用其來(lái)說(shuō)明上述優(yōu)點(diǎn)。在受光元件的電極是線狀的情況下,關(guān)于在圖53的凸部1232R1附近產(chǎn)生的光電流,電流通過(guò)圖25(b)的用12h表示那樣的接觸孔(開口部)中的某一個(gè)被取出到點(diǎn)狀電極12D,但即使例如圖53的凸部1232R1未與線狀電極12接觸,在凸部1232R1附近產(chǎn)生的光電流也能夠通過(guò)線狀電極12以及凹部1232R2沿著具有比較低的電阻值的金屬電極到達(dá)至元件間連接體的主體部1232。
[0414]相對(duì)于此,在元件電極是點(diǎn)狀電極的情況下,關(guān)于在圖53的凸部1232R1附近產(chǎn)生的光電流,電流通過(guò)圖25(b)的用12h示出那樣的接觸孔中的某一個(gè)被取出到點(diǎn)狀電極12D,但如果例如圖53的凸部1232R1未與線狀電極12接觸,則在凸部1232R1附近產(chǎn)生的光電流只能夠通過(guò)電阻高的元件基板內(nèi)到達(dá)至元件間連接體的主體部1232,所以電阻變高。因此,在元件電極中使用點(diǎn)狀電極的情況下,優(yōu)選如實(shí)施方式3那樣實(shí)施使切口的列之間的距離V51變窄等的處置。
[0415]另外,在X方向上易于變形,所以易于降低應(yīng)力,但在Y方向上變形量小,所以對(duì)元件施加應(yīng)力。為了緩和該應(yīng)力,也可以與圖51所示的實(shí)施方式4同樣地,分割元件間連接體的主體部1232,用電連接體(未圖示)連接各元件間連接體的主體部1232之間。
[0416]另外,作為其他變形例,也可以使用由圖56所示那樣的單位構(gòu)成的元件間連接體1330。在該元件間連接體1330中,主體部1332和元件間連接部1331被一體成型。而且,主體部1332具有平坦部1332F和百頁(yè)板片部1332P,在金屬板中引入長(zhǎng)度V52、寬度U52的切口而形成的、百頁(yè)板片部1332P對(duì)與元件電極的連接作出貢獻(xiàn),與平坦部1332F —起承擔(dān)作為電流搬送部的作用。構(gòu)造簡(jiǎn)單,覆蓋元件的大致整面。關(guān)于該例子,主體部1332也可以與元件間連接部1331獨(dú)立成型。
[0417]另外,在本實(shí)施方式的元件間連接體1230、1330中,作為受光元件,作為背面連接型以外的受光元件,也可以使用能夠在表和背這兩面中受光而產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)的兩面受光元件。在這樣的元件中,也產(chǎn)生元件透射光,所以通過(guò)使用本實(shí)施方式的元件間連接體具有能夠降低元件上的集電電阻并且能夠使元件透射光再次入射到受光元件來(lái)提高光的利用效率這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0418]這樣,在本實(shí)施方式5的元件間連接體、帶元件間連接體的受光元件、以及受光元件模塊中,元件間連接體與元件電極的連接部分針對(duì)焊料的潤(rùn)濕性高,其另一方面,在其以外的部分,銅或者招在表面露出,具有如下優(yōu)點(diǎn):針對(duì)元件電極的電連接性高,并且來(lái)自元件電極的電流的集電性能高,能夠制作透射了元件的光的反射性優(yōu)良的元件間連接體。
[0419]為了連接受光元件基板和元件間連接體的目的等,有在高溫下對(duì)電極形成之后的受光元件基板進(jìn)行加熱的情況,但在以往的受光元件中,存在如下問(wèn)題:由于元件與元件間連接體的膨脹系數(shù)的差異,在元件中發(fā)生翹曲或者在元件電極中發(fā)生皸裂開裂等,元件的強(qiáng)度降低或者元件電極的電阻增大。另外,在翹曲大的情況下,存在在通過(guò)密封材料進(jìn)行層壓時(shí)元件開裂這樣的問(wèn)題。因此,由于因金屬電極的厚度增大所致的電極剝離的增大和基板的翹曲的增大,在高效地制造可靠性高的太陽(yáng)能電池的方面存在問(wèn)題。這些問(wèn)題在半導(dǎo)體基板的主面中僅在一方的面形成電極的背面連接型的受光元件中、進(jìn)而基板的厚度薄的情況下是特別嚴(yán)重的問(wèn)題。
[0420]相對(duì)于此,在本實(shí)施方式5的帶連接體的受光元件以及受光元件模塊中,由于引入切口,凸部1232R1能夠相對(duì)凹部1232R2比較自由地變形,從而具有能夠制造發(fā)電輸出不易降低的優(yōu)良的帶連接體的受光元件以及受光元件模塊I這樣的效果。這關(guān)于變形例的元件間連接體1330也是同樣的,百頁(yè)板片部1332P能夠相對(duì)平坦部1332F比較自由地變形。同時(shí),具有通過(guò)該切口易于在元件間連接體與受光元件之間形成絕緣層(粘接層26)這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0421]關(guān)于該元件間連接體,也可以形成切口并設(shè)為平坦的板狀體,形成粘接層26,在與受光元件抵接的狀態(tài)下,邊用熱板進(jìn)行加熱,邊從元件間連接體的主體部的上方朝向熱板通過(guò)壓模施加壓力。此時(shí),在使用的壓模具有柔軟性的情況下,在對(duì)主體部施加壓力時(shí),沒有電極的部分以及與高度低的集電電極14和電流取出電極15部分相當(dāng)?shù)牟糠殖蔀閴耗O蚴芄庠?cè)凸的形狀,在點(diǎn)狀電極12D部分中成為凹陷形狀,針對(duì)集電電極14以及電流取出電極15,元件間連接體良好地接觸。
[0422]另外,在本實(shí)施方式5中,在元件間連接體的表面形成了銅箔,使形成在元件電極的焊料熔融而與元件間連接體表面的銅箔連接,從而具有如下優(yōu)點(diǎn):僅在元件間連接體1230上的與元件電極的位置對(duì)應(yīng)的部分中自匹配地形成光反射率低的焊料區(qū)域,在其以外的部分,能夠提高光反射率。由此,根據(jù)實(shí)施方式5,在入射到受光元件的光中,到達(dá)受光基板背面的元件電極(線狀電極12、集電電極14、電流取出電極15)以外的部分并透射基板的光通過(guò)元件間連接體1232、1332反射,再次入射到受光元件基板,從而能夠降低光透射損耗,具有能夠制造光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)良的受光元件模塊I這樣的優(yōu)點(diǎn)。除此以外,在本實(shí)施方式5中也能夠得到與實(shí)施方式1、2、3、4同樣的效果。
[0423]另外,在以上的實(shí)施方式I?5中,優(yōu)選除了元件間連接體的包括元件背部分的主體部和線狀電極12或者點(diǎn)狀電極12D的連接點(diǎn)(連接區(qū)域)以外,在與受光元件10之間填充由包含反射性粒子的絕緣性樹脂構(gòu)成的粘接層26。另外,在受光元件模塊中,針對(duì)密封樹脂也使用包含反射性粒子的絕緣性樹脂,從而能夠進(jìn)一步提高聚光性。
[0424]如以上說(shuō)明,根據(jù)使用了本發(fā)明的元件間連接體的受光元件模塊,通過(guò)元件間連接體,受光元件的大致整面被由金屬連續(xù)體構(gòu)成的主體部覆蓋,所以光逃離到比元件間連接體更后方的量減少,能夠提高光利用效率。另外,不需要精密的對(duì)位,而且強(qiáng)度高,在附加了受光元件的狀態(tài)下搬送時(shí)等,不易開裂。能夠以任意的大小搬送。另外,元件間連接體以整體地與受光元件連接,所以即使在串狀態(tài)下也不會(huì)對(duì)一點(diǎn)施加力而不易開裂。根據(jù)以上的方面,本發(fā)明的受光元件模塊特別是對(duì)薄型的受光元件的安裝有效。
【權(quán)利要求】
1.一種受光兀件模塊,具備: 背面連接型的受光元件,在背面?zhèn)染哂袠O性不同的第I電極以及第2電極; 板狀或者箔狀的主體部,與所述第I電極選擇性地連接,并且與所述第2電極隔著絕緣層絕緣,除了所述第2電極的一部分以外,覆蓋所述受光元件的所述背面?zhèn)鹊拇笾抡w;以及 元件間連接部,與所述受光元件的所述第2電極中的未被所述主體部覆蓋的部分連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受光元件模塊,其特征在于, 具備多個(gè)所述受光元件,所述元件間連接部的一端連接到受光元件的所述主體部,另一端連接到鄰接的所述受光元件的所述第2電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 所述主體部由金屬板或者金屬箔構(gòu)成,與所述受光元件的所述第I電極經(jīng)由僅針對(duì)與其連接的部分選擇性地形成的電連接體進(jìn)行接合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 所述主體部由金屬板或者金屬箔構(gòu)成,與所述受光元件的所述第I電極經(jīng)由焊料層接入口 ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 所述主體部的受光元件側(cè)表面的除了與所述受光元件的所述第I電極的連接點(diǎn)以外的部分由針對(duì)透射受光元件的光的光反射體構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 所述主體部在與所述受光元件相向的面的與所述第2電極相當(dāng)?shù)膮^(qū)域中,針對(duì)所述受光元件構(gòu)成凹部而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 所述主體部和所述元件間連接部一體地形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 所述主體部和所述元件間連接部獨(dú)立地形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 僅在所述第I電極以及第2電極與元件間連接體的連接部中,選擇性地形成電連接體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 所述受光元件上的所述第I電極相比于所述第2電極朝向所述元件間連接體的所述主體部側(cè)突出。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 所述元件間連接體的主體部具有凹凸構(gòu)造,針對(duì)所述第I電極通過(guò)凸部連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的受光元件模塊,其特征在于, 在與所述第2電極的延伸方向成垂直的方向上,所述元件間連接體的主體部的凹凸構(gòu)造的、相對(duì)受光面?zhèn)鹊陌疾康膶挾缺人龅贗電極的寬度窄。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 所述主體部在與所述受光元件相向的面的與所述第2電極相當(dāng)?shù)膮^(qū)域中具有絕緣層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 在所述主體部與所述受光元件之間,填充了包含反射性粒子的絕緣性樹脂。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的受光元件模塊,其特征在于, 所述主體部由在所述受光元件側(cè)配置的元件背部分和進(jìn)而在其背面的外側(cè)配置的外側(cè)部分這2層構(gòu)造體構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的受光元件模塊,其特征在于, 多個(gè)所述受光元件通過(guò)所述元件間連接體連接而構(gòu)成串, 串端部的受光元件具有與串內(nèi)部的受光元件相似的形狀的電極圖案,并且 串端部的受光元件的元件電極相對(duì)串內(nèi)部的受光元件的元件電極旋轉(zhuǎn)元件基板面的頂點(diǎn)所形成的多邊形的外角中的至少一個(gè)以上的外角的和的量而配置。
17.一種受光元件模塊的制造方法,包括: 形成在背面?zhèn)染哂械贗電極以及第2電極的受光元件的工序;以及 將具備板狀的主體部和元件間連接部的元件間連接體安裝到所述受光元件,將所述第I電極和所述主體部、所述第2電極和元件間連接部進(jìn)行電連接的工序,其中,所述板狀的主體部與所述第I電極選擇性地直接連接,并且對(duì)所述第2電極隔著絕緣層配置,除了所述第2電極的一部分以外覆蓋所述受光元件的所述背面?zhèn)鹊拇笾抡w,所述元件間連接部與所述主體部連接,與鄰接的所述受光元件的第2電極連接, 在所述主體部與所述受光元件之間構(gòu)成反射部,使反射光能夠從所述第I電極以及第2電極的間隙入射到所述受光元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的受光元件模塊的制造方法,其特征在于, 在所述元件間連接體中,所述主體部和所述元件間連接部獨(dú)立地形成, 所述制造方法包括: 對(duì)所述第I電極連接元件間連接體的主體部的工序; 測(cè)定連接了所述主體部的所述受光元件的光電轉(zhuǎn)換效率來(lái)區(qū)分所述受光元件的工序;以及 將區(qū)分的所述受光元件的所述元件間連接部連接到鄰接的所述受光元件的所述主體部,對(duì)多個(gè)所述受光元件的元件之間進(jìn)行連接的工序。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的受光元件模塊的制造方法,其特征在于,包括: 將所述受光元件的所述第I電極的至少一個(gè)連接到負(fù)電極,并進(jìn)行光電解鍍覆,從而在所述第I電極上選擇性地形成鍍覆層的工序。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中的任意一項(xiàng)所述的受光元件模塊的制造方法,其特征在于,包括: 將所述受光元件的除了所述第I電極以及第2電極的接合部以外的區(qū)域用絕緣層進(jìn)行包覆的工序;以及 通過(guò)將所述受光元件的一部分或者全部浸潰到焊料槽中來(lái)在所述接合部形成焊料層的工序。
【文檔編號(hào)】H01L31/056GK104241429SQ201410260831
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月14日
【發(fā)明者】新延大介, 坂井裕一 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社