太阳能电池的电极结构和制造方法与流程

1.本发明涉及包含硫族太阳能电池单元的太阳能电池的电极结构。


背景技术：

2.以往，提出了使用包含cu、in、ga、se、s的黄铜矿结构的i-iii-vi2族化合物半导体作为光电转换层的cis系太阳能电池。cis系太阳能电池的制造成本比较低廉，而且在从可见到近红外的波长范围内具有大的吸收系数，因此可期待高的光电转换效率。另外，cis系太阳能电池作为耐放射线性优异、寿命比si系太阳能电池长且价格比gaas系太阳能电池低的太阳能电池，还研究了在宇宙用途中的利用。
3.cis系太阳能电池例如是通过在基板上形成金属的背面电极层，在其上形成作为i-iii-vi2族化合物的光电转换层，进一步依次形成缓冲层、由透明导电膜形成的窗层而构成的。在cis系太阳能电池的+极侧的背面电极上的布线中，以往使用如专利文献1那样使用熔接的方法、如专利文献2那样使用导电性糊的粘接方法等。
4.例如，专利文献1公开了使用in焊料被覆的铜箔带状导线，不使电极膜或导电膜破损地将两者固定的连接方法。
5.另外，在专利文献2的构成中，利用间歇地涂布在电极上的导电性糊粘接的带状线被借由填充材料粘接保持的太阳能电池子模块和盖玻璃夹持。由此，带状线以面接触的方式安装于太阳能电池模块的电极。
6.另外，作为地上用太阳能电池中的背面电极层与金属带的接合方法之一，例如已知专利文献3那样的超声波缝焊。
7.另外，在专利文献4中公开了在gaas系太阳能电池中提高连接电极与电极层的接合强度的技术。专利文献4的构成具备：具有在表面上选择性地设定的接触区的gaas半导体层、形成于接触区上的一部分的tin层、以及形成于tin层和接触区上的整个面的电极层。并且，在位于电极层表面的tin层上的区域的一部分或整个面熔接连接电极和电极层。
8.现有技术文献
9.专利文献
10.专利文献1：日本特开2007-207861号公报
11.专利文献2：日本特开2009-252975号公报
12.专利文献3：日本特开2000-4034号公报
13.专利文献4：日本特开昭62-55963号公报


技术实现要素：

14.发明要解决的课题
15.在宇宙用途的太阳能电池中，要求能够耐受宇宙环境中的急剧的温度变化、发射时的冲击的、密合性比地上用高的互连器的接合技术。另外，宇宙用途的太阳能电池根据高度、日照而暴露于焊料的熔点以上的温度。此外，用于电极等的粘接的通常的粘接剂缺乏uv
耐性。
16.因此，在地上用的太阳能电池中，在通常的基于熔接、粘接的互连器的接合中，担心在太阳能电池的运用中粘接力降低而产生电连接不良。从该观点出发，对于宇宙用途的太阳能电池中的互连器的接合，推荐平行间隙式电阻焊。
17.然而，在cis系太阳能电池的背面电极层(mo)的表面存在层状结构且密合强度弱的mo(se，s)2层。因此，在cis系太阳能电池的互连器的接合中，即使如专利文献4那样在背面电极层上形成ti系的接合层，由于mo(se，s)2层的存在，也难以充分提高接合层与背面电极层的密合强度。
18.另外，这种现象例如在cis系太阳能电池的导电性基板上熔接布线要素的情况下，在基板表面存在mo(se，s)2层、ti(se，s)2层时也同样可能发生。
19.本发明是鉴于上述状况而完成的，提供一种在包含硫族太阳能电池单元的太阳能电池中提高了硫族太阳能电池单元的基板侧的导电体与布线要素的密合强度的电极结构。
20.用于解决课题的手段
21.本发明的一个方式是具有硫族太阳能电池单元的基板侧的导电体和与导电体电连接的布线要素的太阳能电池的电极结构。布线要素层叠并接合于导电体。布线要素的熔点为230℃以上，在与布线要素对应的区域的导电体中包含布线要素的金属元素的一部分。
22.发明效果
23.根据本发明，在包含硫族太阳能电池单元的太阳能电池中，能够提高硫族太阳能电池单元的基板侧的导电体与布线要素的密合强度。
附图说明
24.图1的(a)是表示第1实施方式中的太阳能电池的构成例的俯视图，图1的(b)是图1的(a)的由虚线包围的连接部附近的放大图。
25.图2是图1的(b)的厚度方向截面图。
26.图3是表示太阳能电池的制造方法的流程图。
27.图4是示意地表示图3的制造方法的工序的图。
28.图5是图4的后续的图。
29.图6是表示第2实施方式的太阳能电池的构成例的厚度方向截面图。
30.图7是表示第3实施方式的太阳能电池的构成例的厚度方向截面图。
31.图8是表示第4实施方式的太阳能电池的构成例的厚度方向截面图。
32.图9是表示第5实施方式的太阳能电池的构成例的厚度方向截面图。
33.图10是表示实施例的连接部的厚度方向上的各元素的浓度分布的一个例子的图。
34.图11是表示实施例的连接部的厚度方向上的各元素的浓度分布的一个例子的图。
35.图12是表示实施例1和比较例的密合强度试验的结果的表。
36.图13是表示实施例1和比较例的相图的合金相的有无的表。
37.图14是表示实施例2-7的密合强度试验的结果的表。
38.图15是表示实施例2-7的相图的合金相的有无的表。
具体实施方式
39.以下，参照附图对实施方式进行说明。
40.在实施方式中，为了使其说明容易理解，对本发明的主要部分以外的结构或者要素简化或者省略地进行说明。另外，在附图中，对相同的要素标注相同的符号。此外，在附图中，各要素的形状、尺寸等是示意性地示出的，并不表示实际的形状、尺寸等。
41.《《第1实施方式的说明》》
42.《太阳能电池的结构》
43.图1的(a)是表示第1实施方式中的太阳能电池的构成例的俯视图。图1的(b)是图1的(a)的由虚线包围的连接部附近的放大图。图2是图1的(b)的厚度方向截面图。在第1实施方式中，作为包含硫族太阳能电池单元的太阳能电池的一个例子，对cis系的太阳能电池模块10的构成例进行说明。
44.图1、图2所示的太阳能电池模块10具有在受光面侧形成有光电转换元件12的导电性基板11、互连器13、以及将光电转换元件12与互连器13电连接的连接部14。
45.(导电性基板11)
46.导电性基板11例如由钛(ti)、不锈钢(sus)、铜、铝或它们的合金等形成。导电性基板11可以为柔性基板。导电性基板11可以为层叠了多个金属基材的层叠结构，例如，也可以在基板的表面形成不锈钢箔、钛箔、钼箔。
47.导电性基板11的形状和尺寸根据太阳能电池模块10的大小等来适当确定。第1实施方式中的导电性基板11的整体形状例如为矩形的平板状，但并不限于此。
48.在应用金属基板、柔性基板作为导电性基板11的情况下，能够使太阳能电池模块10弯曲，也能够抑制由弯曲引起的基板的破裂。此外，在上述的情况下，与玻璃基板、树脂基板相比，容易实现太阳能电池模块10的轻量化和薄型化。
49.需要说明的是，在宇宙用途的太阳能电池中，从抑制发射时的载重和实现太阳能电池的高强度化的观点出发，优选由钛或包含钛的合金形成导电性基板11。
50.(光电转换元件12)
51.光电转换元件12是硫族太阳能电池单元的一个例子，具有在导电性基板11上依次层叠有第1电极层21、光电转换层22、缓冲层23、第2电极层24的层叠结构。太阳光等光从与导电性基板11侧相反的一侧(图2的上侧)入射至光电转换元件12。
52.(第1电极层21)
53.第1电极层21例如为钼(mo)的金属电极层，形成在导电性基板11上。第1电极层21面向背面侧(基板侧)，而不是面向光电转换层22的受光面侧，因此也被称为背面电极。虽然没有特别限定，但第1电极层21的厚度例如为200nm～1000nm。
54.另外，在光电转换元件12中的第1电极层21上，在与光电转换层22的界面处形成包含mo(se，s)2的vi族化合物层26。在使后述的前体层22p硫族化而形成光电转换层22时，vi族化合物层26的mo(se，s)2形成于第1电极层21。需要说明的是，vi族化合物层26的mo(se，s)2是具有石墨状的多层结构的物质，具有容易通过层间的解理(日文：
ヘき
開)而剥离的性质。
55.在此，在第1实施方式的太阳能电池模块10中，由于在导电性基板11上层叠有光电转换元件12，所以也可以省略第1电极层21而在导电性基板11上直接层叠光电转换层22。在
导电性基板11上直接层叠光电转换层22的情况下，在后述的前体层22p的硫族化时，在导电性基板11与光电转换层22的界面形成vi族化合物层。例如，在导电性基板11为ti的情况下，在导电性基板11与光电转换层22的界面形成包含ti(se，s)2的vi族化合物层。需要说明的是，ti(se，s)2也与mo(se，s)2同样地是具有石墨状的多层结构的物质，具有容易通过层间的解理而剥离的性质。
56.(光电转换层22)
57.光电转换层22形成在第1电极层21上。光电转换层22可以具有在受光面侧(图2的上侧)和导电性基板11侧(图2的下侧)带隙分别大、在光电转换层22的厚度方向内侧带隙小的双梯度(日文原文：
ダブルゲレ
一
デツド
)结构。虽然没有特别限定，但光电转换层22的厚度例如为1.0μm～3.0μm。
58.光电转换层22作为多晶或微晶的p型化合物半导体层发挥功能。光电转换层22是使用了包含i族元素、iii族元素和vi族元素(硫族元素)的黄铜矿结构的i-iii-vi2族化合物半导体的cis系光电转换元件。i族元素可以选自铜(cu)、银(ag)、金(au)等。iii族元素可以选自铟(in)、镓(ga)、铝(a1)等。另外，光电转换层22中，作为vi族元素，除了硒(se)、硫(s)以外，还可以包含碲(te)等。另外，光电转换层22也可以包含li、na、k、rb、cs等碱金属。
59.需要说明的是，作为硫族太阳能电池单元的光电转换层22也可以是使用了包含cu、zn、sn、s或se的硫族化物系的i
2-(ii-iv)-vi4族化合物半导体的czts系光电转换元件。作为czts系光电转换元件的代表例，可举出使用了cu2znsnse4、cu2znsn(s，se)4等化合物的光电转换元件。
60.(缓冲层23)
61.缓冲层23形成在光电转换层22上。虽然没有特别限定，但缓冲层23的厚度例如为10nm～100nm。
62.缓冲层23例如为n型或i(intrinsic)型高电阻导电层。在此，“高电阻”是指具有比后述的第2电极层24的电阻值高的电阻值。
63.缓冲层23可以选自包含锌(zn)、镉(cd)、铟(in)的化合物。作为包含锌的化合物，例如有zno、zns、zn(oh)2、或作为它们的混晶的zn(o，s)、zn(o，s，oh)、以及znmgo、znsno等。作为包含镉的化合物，例如有cds、cdo、或作为它们的混晶的cd(o，s)、cd(o，s，oh)。作为包含铟的化合物，例如有ins、ino、或作为它们的混晶的in(o，s)、in(o，s，oh)，可以使用in2o3、in2s3、in(oh)
x
等。另外，缓冲层23也可以具有这些化合物的层叠结构。
64.需要说明的是，虽然缓冲层23具有提高光电转换效率等特性的效果，但是可以省略缓冲层23。在省略缓冲层23的情况下，第2电极层24形成在光电转换层22上。
65.(第2电极层24)
66.第2电极层24形成在缓冲层23上。第2电极层24例如为n型导电层。虽然没有特别限定，但第2电极层24的厚度例如为0.5μm～2.5μm。
67.第2电极层24例如优选具备禁带宽度宽且电阻值充分低的材料。另外，第2电极层24成为太阳光等光的通道，因此优选具有透射光电转换层22能够吸收的波长的光的性质。根据该意义，第2电极层24也被称为透明电极层或窗层。
68.第2电极层24例如具备添加了iii族元素(b，al，ga，或in)作为掺杂剂的氧化金属。作为氧化金属的例子，有zno或sno2。第2电极层24例如可以选自ito(氧化铟锡)、itio(氧化
铟钛)、izo(氧化铟锌)、zto(氧化锌锡)、fto(氟掺杂氧化锡)、gzo(镓掺杂氧化锌)、bzo(硼掺杂氧化锌)等。
69.(互连器13)
70.互连器13是太阳能电池模块10的+极侧的布线构件，在太阳能电池模块10的图1右侧端部并联连接有2根。互连器13例如是在材料中包含ag的导电性金属的带状线。
71.虽然没有特别限定，但互连器的尺寸可以设为厚度30μm、宽度2.5mm左右的长条状。
72.在此，互连器13的材料并不限定于包含ag的导电性金属，例如也可以使用铁(fe)
·
镍(ni)
·
钴(co)合金(例如kovar(注册商标)等)、ti。
73.在使用铁镍钴合金作为互连器13的材料的情况下，fe、ni、co的比率可以是与kovar相同的比率(fe：53.5％，ni：29％，co：17％)，也可以是其他比率。
74.例如，如果减小互连器13与导电性基板11的热膨胀系数之差，则因热膨胀而作用于连接部14的应力变小，因此容易抑制连接部14的密合强度降低。因此，为了使与导电性基板11的热膨胀系数之差变小，也可以对铁镍钴合金中的fe、ni、co的比率进行调整。
75.另外，为了促进金属在相对的要素之间的扩散，也可以增加铁镍钴合金中所含的fe。
76.需要说明的是，在第1实施方式中，省略关于太阳能电池模块10的-极侧的布线的说明。
77.(连接部14)
78.连接部14是将互连器13与光电转换元件12的第1电极层21连接的要素，在太阳能电池模块10的图1右侧端部设置有2处。各个连接部14形成于将光电转换元件12局部地切除而使第1电极层21在受光面侧露出的布线区域10a。虽然没有特别限定，但布线区域10a的平面方向的尺寸例如为5mm
×
5mm左右的矩形状。
79.如图2所示，连接部14具有在导电性基板11上依次层叠有与布线区域10a对应的第1电极层21a和接合层27的层叠结构。另外，在接合层27的上表面通过熔接安装有互连器13的端部。接合层27与互连器13的熔接例如通过平行间隙式电阻焊进行。
80.与布线区域10a对应的第1电极层21a与光电转换元件12的第1电极层21一体地形成。
81.然而，对于光电转换元件12的面向光电转换层22的第1电极层21，在与光电转换层22的界面处形成有vi族化合物层26。与此相对，在布线区域10a的第1电极层21a上未形成vi族化合物层26。在布线区域10a中，在第1电极层21a与接合层27之间未形成容易剥离的vi族化合物层26，因此接合层27不易从第1电极层21a剥离。
82.另外，在布线区域10a的第1电极层21a中，如后所述扩散有接合层27的金属元素(例如al)、作为vi族元素的se、s等。通过使接合层27的金属元素向第1电极层21a扩散，从而第1电极层21a与接合层27具有高密合强度。
83.与此相对，光电转换元件12内的第1电极层21不与接合层27接触。因此，在光电转换元件12内的第1电极层21中，与布线区域10a的第1电极层21a不同，几乎没有扩散有接合层27的金属元素。
84.(接合层27)
85.接合层27是用于将布线区域10a的第1电极层21a与互连器13电连接的导电层，由在导电性的金属材料中包含扩散的vi族元素的物质构成。作为一个例子，第1实施方式的接合层27为包含al、ag且包含扩散的se、s的物质。
86.如图1、图2所示，在受光面的平面方向上，在接合层27的周围，在与光电转换层22、缓冲层23和第2电极层24之间形成有槽28。因此，接合层27通过槽28与光电转换层22、缓冲层23和第2电极层24绝缘。虽然没有特别限定，但接合层27的厚度为约2.0μm～3.0μm左右。
87.关于接合层27的金属材料，为了确保在宇宙环境中的由日照等引起的高温下的太阳能电池模块10的使用，使用熔点为230℃以上且熔点比焊料合金高的金属材料。需要说明的是，上述al、ag的熔点均为230℃以上。
88.另外，接合层27的材料优选至少包含作为容易被硫族化的金属元素的al、pt、zn、sn中的任一种。通过使接合层27包含容易被硫族化的金属元素，从而vi族化合物容易均匀地分布于接合层27。并且，在形成后述的接合层27时，促进vi族元素从vi族化合物层26向接合层27侧的扩散。通过该vi族元素的扩散，能够使vi族化合物层26从第1电极层21a与接合层27之间消失。
89.如上所述，在形成接合层27时vi族元素向接合层27侧扩散，vi族化合物层26消失。因此，在连接部14的厚度方向上的vi族元素的浓度分布中，在第1电极层21a与接合层27的界面不具有vi族元素的浓度的峰。
90.另外，接合层27的材料包含容易被硫族化的金属元素，因此在连接部14的厚度方向上vi族元素向接合层27侧更多地扩散。因此，在连接部14的厚度方向上的vi族元素的浓度分布中，在接合层27产生vi族元素的浓度的峰。换言之，接合层27中所含的vi族元素的原子数比第1电极层21a中所含的vi族元素的原子数多。
91.另外，接合层27的材料优选包含相对于作为背面电极层的第1电极层21a的材料在相图中具有合金相的金属元素。或者，接合层27的材料也可以包含第1电极层21a的构成元素中的至少1种。
92.在接合层27的材料的选择中，从二元系状态图(例如binaryalloy phase diagrams second edition vol.1，t.b.massalski，1990)中选择相对于第1电极层21a的材料(mo)在相图中具有合金相的金属即可。
93.通过使接合层27包含相对于第1电极层21a的材料在相图中具有合金相的金属元素(例如al等)、或者第1电极层21a的构成元素中的至少1种，从而在第1电极层21a与接合层27之间容易产生金属元素的扩散。另外，如上所述，随着vi族元素向接合层27侧更多地扩散，接合层27中所含的金属元素成为容易向第1电极层21a扩散的状态。由此，能够提高第1电极层21a与接合层27的密合强度。
94.另外，接合层27中所含的ag如上所述也包含在互连器13中。即，关于接合层27与互连器13的界面，由于两者的材料均包含ag，所以具有高亲和性。因此，在互连器13的熔接时，在互连器13与接合层27的界面也产生金属元素的扩散，互连器13与接合层27的密合强度提高。
95.《太阳能电池的制造方法》
96.接下来，说明太阳能电池模块10的制造方法的例子。图3是表示太阳能电池模块10的制造方法的流程图。另外，图4、图5是示意性地表示制造方法的各工序的图。
97.(s1：第1电极层的形成)
98.在s1中，如图4的(a)所示，在钛等的导电性基板11的表面，例如通过溅射法形成钼(mo)等的薄膜，由此形成第1电极层21。溅射法可以为直流(dc)溅射法，或者也可以为高频(rf)溅射法。另外，也可以代替溅射法而使用cvd(chemical vapor deposition：化学气相沉积)法、ald(atomic layer deposition：原子层沉积)法等来形成第1电极层21。
99.(s2：前体层的形成)
100.在s2中，如图4的(a)中虚线所示，在第1电极层21上形成薄膜状的前体层22p。
101.作为在第1电极层21上形成前体层22p的方法，例如可举出上述溅射法、蒸镀法或油墨涂布法。蒸镀法是使用对蒸镀源进行加热而成为气相的原子等进行成膜的方法。油墨涂布法是将前体膜的材料制成粉体后分散在有机溶剂等溶剂中并涂布在第1电极层21上，然后使溶剂蒸发而形成前体层22p的方法。
102.在形成cis系的光电转换层22的情况下，前体层22p包含i族元素和iii族元素。例如，前体层22p可以包含ag作为i族元素。前体层22p中所含的ag以外的i族元素可以选自铜、金等。另外，前体层22p中所含的iii族元素可以选自铟、镓、铝等。另外，前体层22p可以包含li、na、k、rb、cs等碱金属。另外，前体层22p中，作为vi族元素，除了硒和硫以外，还可以包含碲。
103.另一方面，在形成czts系的光电转换层22的情况下，前体层22p以cu-zn-sn或cu-zn-sn-se-s的薄膜的形式形成。
104.(s3：光电转换层的形成)
105.在s3中，如图4的(b)所示，通过将前体层22p硫族化而形成光电转换层22。
106.在形成cis系的光电转换层22的情况下，在前体层22p的硫族化处理中，在包含vi族元素的气氛中，通过对包含i族元素和iii族元素的前体层22p进行热处理而使其硫族化，形成光电转换层22。
107.例如，首先，进行基于气相硒化法的硒化。硒化通过在包含硒作为vi族元素源的硒源气体(例如硒化氢或硒蒸气)的气氛中对前体层进行加热来进行。虽然没有特别限定，但硒化例如优选在加热炉内在300℃以上且600℃以下的范围内的温度下进行。
108.其结果是，前体层被转换为包含i族元素、iii族元素和硒的化合物(光电转换层22)。需要说明的是，包含i族元素、iii族元素和硒的化合物(光电转换层22)也可以通过气相硒化法以外的方法形成。例如，这样的化合物也可以通过固相硒化法、蒸镀法、油墨涂布法、电沉积法等形成。
109.接下来，进行包含i族元素、iii族元素和硒的光电转换层22的硫化。硫化通过在具有硫的硫源气体(例如硫化氢或硫蒸气)的气氛中对光电转换层22进行加热来进行。其结果是，光电转换层22被转换为包含i族元素、iii族元素、以及作为vi族元素的硒和硫的化合物。硫源气体起到在光电转换层22的表面部将包含i族元素、iii族元素和硒的结晶、例如黄铜矿结晶内的硒置换为硫的作用。
110.虽然没有特别限定，但硫化例如优选在加热炉内在450℃以上且650℃以下的范围内的温度下进行。
111.另一方面，在形成czts系的光电转换层22的情况下，在前体层22p的硫族化处理中，将包含cu、zn、sn的前体层22p在500℃～650℃的硫化氢气氛中和硒化氢气氛中进行硫
化和硒化。由此，能够形成具有cu2znsn(s，se)4的czts系的光电转换层22。
112.另外，伴随s3中的前体层22p的硫族化处理，在第1电极层21中的与光电转换层22的界面形成包含mo(se，s)2的vi族化合物层26。
113.(s4：缓冲层的形成)
114.在s4中，如图4的(c)所示，通过cbd(chemical bath deposition：化学浴沉积)法、溅射法等方法在光电转换层22上制成例如zn(o，s)等的薄膜而形成缓冲层23。需要说明的是，也可以省略缓冲层23的形成。
115.(s5：第2电极层的形成)
116.在s5中，如图4的(c)中虚线所示，通过溅射法、cvd法、ald法等方法在缓冲层23上形成第2电极层24。第2电极层24例如是由添加了b、al或in作为掺杂剂的zno等的薄膜形成的透明电极。
117.通过以上的s1至s5的工序，从而在导电性基板11上形成光电转换元件12。
118.(s6：布线区域的形成)
119.在s6中，例如通过机械图案化将光电转换元件12的受光面端部的规定位置局部地切掉，在受光面侧形成使第1电极层21露出的布线区域10a。需要说明的是，在s6的阶段，在布线区域10a的第1电极层21的表面，与光电转换元件12内的第1电极层21同样地存在vi族化合物层26。
120.作为一个例子，在图5的(a)中，示出了删除了与光电转换元件12的布线区域10a对应的光电转换层22、缓冲层23和第2电极层24的状态。需要说明的是，在图5的(a)中，用虚线表示在s6中删除的区域。
121.(s7：布线区域中的前体层的形成)
122.在s7中，如图5的(b)所示，在布线区域10a的第1电极层21上形成与接合层27对应的前体层27p。
123.在s7中，首先，在光电转换元件12的受光面，适当遮蔽形成前体层27p的区域(布线区域10a中的槽28的内侧)以外的区域。然后，在布线区域10a的第1电极层21上，例如通过蒸镀法形成前体层27p。
124.s7的前体层27p是通过从导电性基板11侧起依次层叠al层27p1和ag层27p2而形成的。al层27p1的制膜条件例如为施加电压10kv左右、eb电流0.2a左右、制膜速率0.4nm/sec、膜厚0.5μm。同样地，ag层27p2的制膜条件例如为施加电压10kv左右、eb电流0.1a左右、制膜速率0.5nm/sec、膜厚2.0μm。
125.在前体层27p中，在面向互连器13的上表面侧配置有ag层27p2。通过将与互连器13的材料共通的ag层27p2配置于面向互连器13的区域，从而在熔接时容易在互连器13与前体层27p的界面产生扩散。
126.另外，在前体层27p中，在面向第1电极层21的vi族化合物层26的下表面侧配置有al层27p1。通过将容易硫族化的al层27p1配置于面向vi族化合物层26的区域，从而在熔接时容易产生vi族化合物向接合层27侧的扩散。
127.(s8：互连器的熔接)
128.在s8中，在前体层27p的上表面配置包含ag的导电性金属的互连器13的端部，进行互连器13向太阳能电池模块10的熔接。作为一个例子，互连器13的熔接通过使用了控制方
式为晶体管式的电阻焊机的平行间隙式熔接法来进行。
129.具体而言，如图5的(c)所示，互连器13的端部以不从前体层27p的周缘部向外侧伸出的方式配置于前体层27p的上表面中央部。然后，例如使用由狭窄的间隙隔开的一对电极30将互连器13与前体层27p熔接。
130.需要说明的是，s8中的熔接条件例如是熔接电流为50～200a，熔接时间为5～900msec。
131.在与互连器13熔接时，前体层27p借由互连器13接受来自电极30的热能。于是，分别在互连器13与前体层27p的界面、以及前体层27p与第1电极层21的界面产生扩散。另外，在前体层27p内的a1层27p1与ag层27p2之间也产生扩散。由此，如图5的(d)所示，作为a1层27p1与ag层27p2的层叠结构的前体层27p转化为扩散有ag、al和vi族元素的se的接合层27。
132.如果由于熔接时的热能而在前体层27p与第1电极层21的界面产生扩散，则第1电极层21中的vi族化合物层26的se向第1电极层21a和接合层27扩散。通过该se的扩散，vi族化合物层26从第1电极层21a与接合层27之间消失。由于在熔接后的第1电极层21a与接合层27之间不存在容易剥离的vi族化合物层26，所以第1电极层21a与接合层27不易剥离。
133.另外，在前体层27p的第1电极层21侧配置有容易硫族化的a1层27p1。因此，与包含mo的第1电极层21a侧相比，从vi族化合物层26扩散的se更多地扩散到包含容易硫族化的al的接合层27侧。并且，随着se更多地向接合层27侧扩散，前体层27p中所含的金属元素的al容易扩散到第1电极层21a。通过作为接合层27的金属元素的al向第1电极层21a扩散，从而熔接后的第1电极层21a与接合层27的密合强度进一步提高。
134.另一方面，关于前体层27p的ag层27p2与互连器13的界面，由于两者的材料均包含ag，所以具有高亲和性。因此，在熔接时，在互连器13与前体层27p的界面产生金属元素的扩散，互连器13与接合层27以高密合强度接合。
135.通过上述的s1～s8的工序，从而在太阳能电池模块10的布线区域形成借由接合层将第1电极层与互连器接合的连接部14。
136.以上，结束图3的说明。
137.如上所述，在第1实施方式中，在布线区域10a的第1电极层21上形成包含a1的前体层27p(s7)。然后，将前体层27p与互连器13熔接而施加热能，使al在前体层27p与第1电极层21之间扩散而形成接合层27(s8)。
138.由此，布线区域10a中的熔接后的第1电极层21a在包含接合层27的al的状态下与接合层27接合，因此能够提高第1电极层21与接合层27的密合强度。
139.《《第2实施方式》》
140.图6是表示第2实施方式的太阳能电池的构成例的厚度方向截面图。第2实施方式是第1实施方式的变形例，在太阳能电池模块10的导电性基板11的背面侧(受光面的相反侧的面)形成有连接部14。
141.需要说明的是，在以下的各实施方式的说明中，对与第1实施方式相同的构成标注相同的符号并省略重复说明。
142.如图6所示，在第2实施方式的导电性基板11的背面侧形成有钼(mo)的导电被膜层31，在导电被膜层31上层叠有接合层27a。然后，在接合层27a的图中下侧通过熔接安装了互连器13的端部。第2实施方式的互连器13例如是以包含ag的导电性金属、ti或铁镍钴合金等
为材料的带状线。
143.通过在导电性基板11的背面侧形成导电被膜层31，能够降低太阳能电池模块10的翘曲。
144.另外，在导电被膜层31的表面，除了层叠有接合层27a的区域以外还形成有包含mo(se，s)2的vi族化合物层32。在使前体层22p硫族化而形成光电转换层22时，vi族化合物层32的mo(se，s)2形成于导电被膜层31。需要说明的是，包含mo(se，s)2的vi族化合物层32具有与第1电极层21的vi族化合物层26同样的性质。
145.换言之，在导电被膜层31与接合层27a之间未形成容易剥离的vi族化合物层32。因此，接合层27a不易从导电被膜层31剥离。
146.另外，第2实施方式的接合层27a为至少包含al、pt、zn、sn中的任一种且包含扩散的se、s的物质。为了确保在宇宙环境中的由日照等引起的高温下的太阳能电池模块10的使用，接合层27a的金属材料使用熔点为230℃以上且熔点比焊料合金高的金属材料。另外，为了促进构件间的金属元素的扩散，接合层27a的材料优选包含相对于导电被膜层31的材料和互连器13的材料在相图中具有合金相的金属元素。
147.另外，接合层27a的材料优选至少包含作为容易被硫族化的金属元素的al、pt、zn、sn中的任一种。由此，vi族化合物容易均匀地分布于接合层27a。在形成接合层27a时，促进vi族元素从vi族化合物层32向接合层27a侧的扩散，能够使vi族化合物层32从导电被膜层31与接合层27a之间消失。
148.另外，在导电被膜层31中，如后所述，在层叠有接合层27a的区域扩散有接合层27a的金属元素(例如a1)、作为vi族元素的se、s等。通过使接合层27a的金属元素向导电被膜层31扩散，从而导电被膜层31与接合层27a具有高密合强度。
149.与此相对，在导电被膜层31中未层叠接合层27a的区域中，几乎没有扩散有接合层27a的金属元素。
150.在形成第2实施方式的连接部14的情况下，直到形成光电转换元件12的工序(s1至s5)为止与第1实施方式的制造方法的工序大致相同。其中，在第2实施方式的情况下，在s1的工序中，在导电性基板11的背面侧形成导电被膜层31。另外，在s3的工序中，在导电被膜层31的表面形成vi族化合物层32。
151.然后，在具有vi族化合物层32的导电被膜层31上形成接合层27a的前体层(未图示)，在接合层27a的前体层上配置互连器13。然后，将接合层27a的前体层与互连器13熔接而施加热能，形成接合层27a。
152.在形成接合层27a时，vi族元素向接合层27a侧扩散从而vi族化合物层32消失。因此，在连接部14的厚度方向上的vi族元素的浓度分布中，在导电被膜层31与接合层27a的界面处不具有vi族元素的浓度的峰。
153.另外，接合层27a的材料包含容易被硫族化的金属元素，因此在连接部14的厚度方向上vi族元素向接合层27a侧更多地扩散。因此，在第2实施方式的连接部14的厚度方向上的vi族元素的浓度分布中，在接合层27a产生vi族元素的浓度的峰。换言之，接合层27a中所含的vi族元素的原子数比导电被膜层31中所含的vi族元素的原子数多。
154.根据上述第2实施方式的构成，能够提高在硫族太阳能电池单元的基板背面侧形成的导电被膜层31与连接部14的密合强度。
155.《《第3实施方式》》
156.图7是表示第3实施方式的太阳能电池的构成例的厚度方向截面图。第3实施方式是第2实施方式的变形例，在导电性基板11的背面侧未形成导电被膜层31这一点上与第2实施方式不同。
157.如图7所示，在第3实施方式的导电性基板11上层叠有接合层27b。并且，在接合层27b的图中下侧通过熔接安装有互连器13的端部。第3实施方式的互连器13例如也是以包含ag的导电性金属、ti或铁镍钴合金等为材料的带状线。
158.另外，在导电性基板11的表面，除了层叠有接合层27b的区域以外，还形成有包含ti(se，s)2的vi族化合物层33。在使前体层22p硫族化而形成光电转换层22时，vi族化合物层33的ti(se，s)2形成于导电性基板11的表面。需要说明的是，包含ti(se，s)2的vi族化合物层33是具有石墨状的多层结构的物质，具有容易通过层间的解理而剥离的性质。
159.换言之，在导电性基板11与接合层27b之间未形成容易剥离的vi族化合物层33。因此，接合层27b不易从导电性基板11剥离。
160.另外，第3实施方式的接合层27b为至少包含al、pt、zn、sn中的任一种且包含扩散的se、s的物质。为了确保在宇宙环境中的由日照等引起的高温下的太阳能电池模块10的使用，接合层27b的金属材料使用熔点为230℃以上且熔点比焊料合金高的金属材料。另外，为了促进构件间的金属元素的扩散，接合层27b的材料优选包含相对于导电性基板11的材料和互连器13的材料在相图中具有合金相的金属元素。
161.另外，接合层27b的材料优选至少包含作为容易被硫族化的金属元素的al、pt、zn、sn中的任一种。由此，vi族化合物容易均匀地分布于接合层27b。在形成接合层27b时，促进vi族元素从vi族化合物层33向接合层27b侧的扩散，能够使vi族化合物层33从导电性基板11与接合层27b之间消失。
162.另外，在导电性基板11中，在层叠有接合层27b的区域，如后所述扩散有接合层27b的金属元素(例如a1)、作为vi族元素的se、s等。通过使接合层27b的金属元素向导电性基板11扩散，从而导电性基板11与接合层27b具有高密合强度。
163.与此相对，在导电性基板11中未层叠接合层27b的区域中，几乎没有扩散有接合层27b的金属元素。
164.在形成第3实施方式的连接部14的情况下，直到形成光电转换元件12的工序(s1至s5)为止与第1实施方式的制造方法的工序大致相同。需要说明的是，在第3实施方式中，在s3的工序中，在导电性基板11的表面形成有vi族化合物层33。
165.然后，在具有vi族化合物层33的导电性基板11上形成接合层27b的前体层(未图示)，在接合层27b的前体层上配置互连器13。然后，将接合层27b的前体层与互连器13熔接而施加热能，形成接合层27b。
166.在形成接合层27b时，vi族元素向接合层27b侧扩散从而vi族化合物层33消失。因此，在连接部14的厚度方向上的vi族元素的浓度分布中，在导电性基板11与接合层27b的界面处不具有vi族元素的浓度的峰。
167.另外，接合层27b的材料包含容易被硫族化的金属元素，因此在连接部14的厚度方向上vi族元素向接合层27b侧更多地扩散。因此，在第3实施方式的连接部14的厚度方向上的vi族元素的浓度分布中，在接合层27b产生vi族元素的浓度的峰。换言之，接合层27b中所
含的vi族元素的原子数比导电性基板11中所含的vi族元素的原子数多。
168.根据上述第3实施方式的构成，能够提高硫族太阳能电池单元的导电性基板11与连接部14的密合强度。
169.《《第4实施方式》》
170.图8是表示第4实施方式的太阳能电池的构成例的厚度方向截面图。第4实施方式是第2实施方式的变形例，在不隔着接合层27a而将互连器13直接熔接于导电被膜层31这一点上与第2实施方式的构成不同。需要说明的是，在第4实施方式中，除了互连器13的被熔接的区域以外，在导电被膜层31的表面还形成有包含mo(se，s)2的vi族化合物层32。
171.换言之，在导电被膜层31与互连器13之间未形成容易剥离的vi族化合物层32。因此，互连器13不易从导电被膜层31剥离。
172.另外，为了确保在宇宙环境中的由日照等引起的高温下的太阳能电池模块10的使用，应用于连接部14的互连器13的材料使用熔点为230℃以上且熔点比焊料合金高的材料。另外，为了促进构件间的金属元素的扩散，第4实施方式的互连器13的材料包含相对于导电被膜层31的材料在相图中具有合金相的金属元素。
173.在第4实施方式的导电被膜层31中，在与互连器13接合的区域扩散有互连器13的金属元素、作为vi族元素的se、s等。通过使互连器13的金属元素向导电被膜层31扩散，从而导电被膜层31与互连器13具有高密合强度。
174.与此相对，在导电被膜层31中未与互连器13接合的区域中，几乎没有扩散有互连器13的金属元素。
175.在形成第4实施方式的连接部14的情况下，直到形成光电转换元件12的工序(s1至s5)为止与第1实施方式的制造方法的工序大致相同。其中，在第4实施方式的情况下，在s1的工序中，在导电性基板11的背面侧形成导电被膜层31。另外，在s3的工序中，在导电被膜层31的表面形成vi族化合物层32。
176.然后，在具有vi族化合物层32的导电被膜层31上配置互连器13，将导电被膜层31与互连器13熔接而施加热能。由此，vi族元素从导电被膜层31与互连器13的界面扩散从而vi族化合物层32消失。因此，在第4实施方式的连接部14的厚度方向上的vi族元素的浓度分布中，在导电被膜层31与互连器13的界面处不具有vi族元素的浓度的峰。
177.根据上述第4实施方式的构成，能够提高在硫族太阳能电池单元的基板背面侧形成的导电被膜层31与互连器13的密合强度。
178.《《第5实施方式》》
179.图9是表示第5实施方式的太阳能电池的构成例的厚度方向截面图。第5实施方式是第3实施方式的变形例，在不隔着接合层27b而将互连器13直接熔接于导电性基板11这一点上与第3实施方式的构成不同。需要说明的是，在第5实施方式中，除了互连器13的经熔接的区域以外，在导电性基板11的表面还形成有包含ti(se，s)2的vi族化合物层33。
180.换言之，在导电性基板11与互连器13之间未形成容易剥离的vi族化合物层33。因此，互连器13不易从导电性基板11剥离。
181.另外，为了确保在宇宙环境中的由日照等引起的高温下的太阳能电池模块10的使用，应用于连接部14的互连器13的材料使用熔点为230℃以上且熔点比焊料合金高的材料。另外，为了促进构件间的金属元素的扩散，第5实施方式的互连器13的材料包含相对于导电
性基板11的材料在相图中具有合金相的金属元素。
182.在第5实施方式的导电性基板11中，在与互连器13接合的区域扩散有互连器13的金属元素、作为vi族元素的se、s等。通过使互连器13的金属元素向导电性基板11扩散，从而导电性基板11与互连器13具有高密合强度。
183.与此相对，在导电性基板11的未与互连器13接合的区域中，几乎没有扩散有互连器13的金属元素。
184.在形成第5实施方式的连接部14的情况下，直到形成光电转换元件12的工序(s1至s5)为止与第1实施方式的制造方法的工序大致相同。需要说明的是，在第5实施方式中，在s3的工序中，在导电性基板11的表面形成vi族化合物层33。
185.然后，在具有vi族化合物层33的导电性基板11上配置互连器13，将导电性基板11与互连器13熔接而施加热能。由此，vi族元素从导电性基板11与互连器13的界面扩散从而vi族化合物层33消失。因此，在第5实施方式的连接部14的厚度方向上的vi族元素的浓度分布中，在导电性基板11与互连器13的界面处不具有vi族元素的浓度的峰。
186.根据上述第5实施方式的构成，能够提高硫族太阳能电池单元的导电性基板11与互连器13的密合强度。
187.《《实施例》》
188.以下，对本发明的太阳能电池模块的实施例进行说明。
189.在此，实施例的连接部与上述第1实施方式中说明的构成同样地形成。即，基板的材料为ti，熔接前的背面电极层是在表面形成有se的层的mo膜。接合层是通过对层叠有al层和ag层的前体施加熔接的热能而形成的。熔接后的背面电极层是扩散有al和se的mo膜，熔接后的接合层是包含在ag、al中扩散的se的物质。
190.(连接部中的元素的浓度分布)
191.在实施例中，通过以下方法求出太阳能电池模块的连接部中的元素的浓度分布。
192.首先，使用聚焦离子束(fib)装置形成实施例的连接部的厚度方向截面。然后，以加速电压15kv拍摄连接部截面的扫描离子显微镜(sim)像。然后，通过能量色散型x射线分析(edx)，对连接部截面中所含的元素进行分析。
193.需要说明的是，实施例中的元素的分析中使用的设备如下。fib装置为sii nanotechnology制smi3200f，sem为日立高新技术制su8240，edx为堀场制作所制ex-370。
194.图10、图11是表示实施例的连接部的厚度方向上的各元素的浓度分布的图。
195.在图10、图11的各图中，纵轴表示元素的含量，横轴表示连接部的厚度方向t的位置。在图10、图11的横轴中，左端与受光面的背面侧对应，右端与受光面侧对应。
196.另外，图10、图11的纵轴所示的含量按将每种元素的含量的最大值设为1进行标准化而示出。需要说明的是，图10、图11所示的各点在检测到作为阈值的标准化后的30％以上的情况下被标绘。
197.图10的(a)重叠表示连接部的mo、ti、ag、al、se的浓度分布例。图10的(b)表示连接部的mo的浓度分布例，图10的(c)表示连接部的ti的浓度分布例。
198.另外，图11的(a)表示连接部的ag的浓度分布例，图11的(b)表示连接部的a1的浓度分布例，图11的(c)表示连接部的se的浓度分布例。
199.如图10、图11所示，连接部的背面电极层(图中由mo+al+se表示)包含mo、al、se，接
合层(图中由ag+al+se表示)包含ag、al、se。根据图10的(a)、图11的(b)、图11的(c)可知，al、se遍及背面电极层和接合层地扩散。
200.另外，如图11的(c)所示，se遍及背面电极层和接合层地广泛地分布，se的浓度分布在背面电极层与接合层的边界不具有峰。因此，可知在连接部的背面电极层与接合层的边界不存在vi族化合物层。
201.另外，如图11的(c)所示，与背面电极层相比，在接合层检测到更多的se。因此，可知接合层中所含的se的原子数比背面电极层中所含的se的原子数多。
202.此外，如图11的(c)所示，如果将背面电极层中的se的最大值与接合层中的se的最大值进行比较，则接合层中的se的最大值更大。因此，可知se的浓度的峰位于接合层的部位。
203.(连接部的密合强度试验)
204.另外，为了评价太阳能电池模块的连接部的密合强度，进行了以下的试验。在试验中，用夹具夹持熔接后的互连器的前端，使用autograph装置将互连器的前端沿45度方向以5mm/min的速度向上方拉伸。然后，测定互连器从连接部偏离的时刻的拉伸强度(最大强度)。
205.作为试验的对象，使用了上述的实施例(以下记为实施例1)的试验片和作为比较例的以下的3个试验片。
206.比较例1是在ti基板/mo(moses)/ag的层叠体上熔接有互连器的试验片。比较例2是在ti基板/mo(moses)/in焊料的层叠体上熔接有互连器的试验片。需要说明的是，比较例2的接合面积为实施例的约60倍。比较例3是在ti基板/mo(moses)的层叠体上熔接有互连器的试验片。需要说明的是，实施例1、比较例1—3的互连器的材料均为ag。
207.图12是表示实施例1、比较例1—3的密合强度试验的结果的表，图13是表示实施例1、比较例1—3的相图的合金相的有无的表。在图13的表中，将在相对的构件间在相图中具有合金相的情况用
“○”
表示，将在相对的构件间在相图中不具有合金相的情况用
“×”
表示。另外，在图12、图13中用
“‑”
表示没有相应的构成的情况。
208.在图12中，分别示出了以比较例1为基准进行了标准化的最大强度的值。
209.如果将比较例1的试验片中的最大强度设为1，则比较例2的试验片中的最大强度为0.18，比较例3的试验片中的最大强度为0.12。与此相对，能够确认实施例1的试验片大于1，最大强度比比较例1～3中的任一个都高，连接部的密合强度良好。
210.另外，如图13所示，在实施例1的试验片中，互连器和接合层的材料均包含ag(同种金属)，且互连器的材料的ag与接合层的材料中所含的a1在相图中具有合金相。另外，在实施例1的试验片中，接合层的材料中所含的al和背面电极层的材料的mo在相图中具有合金相。因此，认为在实施例1的试验片中，在熔接时在同种金属之间、在相图中具有合金相的金属之间产生扩散，各要素间的密合强度提高。
211.另一方面，在比较例1的试验片中，接合层的材料的ag与背面电极层的材料的mo在相图中不具有合金相。另外，在比较例2的试验片中，接合层的材料的in焊料与背面电极层的材料的mo在相图中不具有合金相。因此，比较例1、2在接合层和背面电极层的材料中不产生金属元素的扩散，因此认为与实施例1相比密合强度降低。
212.同样地，在比较例3的试验片中，互连器的材料的ag和背面电极层的材料的mo在相
图中不具有合金相。因此，认为比较例3在互连器和背面电极层的材料中不产生金属元素的扩散，因此与实施例1相比，密合强度降低。
213.另外，图14是表示实施例2-7的密合强度试验的结果的表，图15是表示实施例2-7的相图的合金相的有无的表。图14、图15的表的观察方法与图12、图13相同。
214.实施例2的试验片是与上述第2实施方式对应的构成。实施例2的互连器的材料为ti，接合层的材料为al，导电被膜层的材料为mo，基板的材料为ti。在实施例2中，互连器和接合层的材料在相图中具有合金相，另外，接合层和导电被膜层的材料在相图中具有合金相。如果将比较例1的试验片的最大强度设为1，则实施例2的试验片的最大强度为1.38，显示出比比较例1更大的值。
215.实施例3的试验片是与上述第3实施方式对应的构成。实施例3的互连器的材料为ti，接合层的材料为al，基板的材料为ti。在实施例3中，互连器和接合层的材料在相图中具有合金相，另外，接合层和基板的材料在相图中具有合金相。如果将比较例1的试验片的最大强度设为1，则实施例3的试验片的最大强度为1.24，显示出比比较例1更大的值。
216.实施例4的试验片是与上述第3实施方式对应的构成。实施例4的互连器的材料为kovar，接合层的材料为sn，基板的材料为ti。在实施例4中，互连器和接合层的材料在相图中具有合金相，另外，接合层和基板的材料在相图中具有合金相。如果将比较例1的试验片的最大强度设为1，则实施例4的试验片的最大强度为2.18，显示出比比较例1更大的值。
217.实施例5的试验片是与上述第4实施方式对应的构成。实施例5的互连器的材料为kovar，导电被膜层的材料为mo，基板的材料为ti。在实施例5中，互连器和导电被膜层的材料在相图中具有合金相。如果将比较例1的试验片的最大强度设为1，则实施例5的试验片的最大强度为2.06，显示出比比较例1更大的值。
218.实施例6的试验片是与上述第5实施方式对应的构成。实施例6的互连器的材料为kovar，基板的材料为ti。在实施例6中，互连器和基板的材料在相图中具有合金相。如果将比较例1的试验片的最大强度设为1，则实施例6的试验片的最大强度为2.09，显示出比比较例1更大的值。
219.实施例7的试验片是与上述第5实施方式对应的构成。实施例7的互连器的材料为ti，基板的材料为ti。在实施例6中，互连器与基板的材料为同种金属。如果将比较例1的试验片的最大强度设为1，则实施例7的试验片的最大强度为3.15，显示出比比较例1更大的值。
220.如上所述，在实施例2—7中，与上述的比较例1—3不同，相对的要素间的金属材料均在相图中具有合金相。因此，认为在熔接时在相对的要素间产生金属元素的扩散，各要素间的密合强度提高。
221.另外，认为特别是实施例7的试验片由于互连器和基板的材料为同种金属，因此具有高亲和性，熔接时在互连器与基板的界面产生金属元素的扩散，互连器与基板的密合强度进一步提高。
222.《《实施方式的补充事项》》
223.在上述实施方式中，对由1个光电转换元件构成的单电池单元结构的太阳能电池模块的构成进行了说明，但太阳能电池模块也可以具有在导电性基板的受光面的平面方向上配置多个光电转换元件并将这些光电转换元件串联地连接的集成型结构。需要说明的
是，在集成型结构的太阳能电池模块的情况下，在导电性基板与第1电极层之间形成绝缘层。
224.另外，接合层27的前体层27p并不限定于将al层27p1和ag层27p2各层叠一层的上述实施方式的构成。例如，前体层27p也可以由包含al和ag的单层膜构成。另外，前体层27p也可以由3层以上的层叠膜构成。在将前体层27p设为3层以上的层叠膜的情况下，可以在厚度方向上交替地配置2种材料的层，也可以在2种材料的层中进一步加入其他材料的层。另外，也可以将包含a1和ag的层加入到层叠膜中。
225.另外，在上述第4实施方式(图8)中，对在形成于导电性基板11的背面侧的导电被膜层31接合互连器13的构成例进行了说明。但是，本发明也能够应用于在导电性基板11的受光面侧将互连器13接合于具有vi族化合物层26的第1电极层21(背面电极)的构成。
226.同样地，在上述第5实施方式(图9)中，对在导电性基板11的背面侧接合互连器13的构成例进行了说明。但是，本发明也能够应用于在导电性基板11的受光面侧将互连器13接合于在表面形成有vi族化合物层33的导电性基板11的构成。
227.另外，本发明的太阳能电池的电极结构并不限定于宇宙用途。例如，在设置于地上的太阳能电池中，在形成即使受到强风、地震引起的外力也不易发生故障的连接部时也可以应用本发明。
228.如上所述，对本发明的实施方式进行了说明，但实施方式是作为一个例子而提示的，并不意图限定本发明的范围。实施方式能够以上述以外的各种方式实施，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更等。实施方式及其变形包含在本发明的范围和主旨中，并且要求保护的方案中所记载的发明及其等同物也包含在本发明的范围和主旨中。
229.另外，本技术主张基于2020年12月21日申请的日本专利申请2020-211746号的优先权，将日本专利申请2020-211746号的全部内容援引于本技术中。
230.附图标记说明
231.10
…
太阳能电池模块，10a
…
布线区域，11
…
导电性基板，12
…
光电转换元件，13
…
互连器，14
…
连接部，21、21a
…
第1电极层，22
…
光电转换层，22p
…
前体层，26、32、33
…
vi族化合物层，27、27a、27b
…
接合层，27p
…
前体层，27p1
…
al层，27p2
…
ag层，31
…
导电被膜层。

技术特征：
1.一种太阳能电池的电极结构，其具有硫族太阳能电池单元的基板侧的导电体和与所述导电体电连接的布线要素，所述布线要素层叠并接合于所述导电体，所述布线要素的熔点为230℃以上，在与所述布线要素对应的区域的所述导电体中包含所述布线要素的金属元素的一部分。2.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述导电体在所述硫族太阳能电池单元的受光面侧的不与所述硫族太阳能电池单元的光电转换层重叠的位置露出，所述布线要素层叠于在所述受光面侧露出的所述导电体。3.根据权利要求2所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述导电体是形成在所述硫族太阳能电池单元的基板上的背面电极层，所述布线要素包含布线构件和配置在所述背面电极层与所述布线构件之间的接合层，所述接合层的第1面面向所述背面电极层的受光面侧，所述接合层的与所述第1面相反侧的第2面与所述布线构件接合，所述接合层的熔点为230℃以上，在与所述接合层对应的区域的所述背面电极层中包含所述接合层的金属元素的一部分。4.根据权利要求3所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述背面电极层的材料和所述接合层的材料在相图中具有合金相，所述接合层的材料和所述布线构件的材料在相图中具有合金相。5.根据权利要求3或4所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述布线构件包含所述接合层的金属元素的一部分。6.根据权利要求3或4所述的太阳能电池的电极结构，其中，在所述接合层的材料和所述布线构件的材料中包含相同的金属元素。7.根据权利要求3～6中任一项所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述接合层至少包含a1、pt、zn、sn中的任一种。8.根据权利要求6所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述布线构件包含ag，所述接合层包含al和ag。9.根据权利要求3～7中任一项所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述布线构件的材料包含ti或铁镍钴合金。10.根据权利要求3～9中任一项所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述背面电极层和所述接合层包含vi族元素，在所述背面电极层与所述接合层的层叠方向上，所述vi族元素的浓度分布的峰偏离所述背面电极层与所述接合层的界面。11.根据权利要求10所述的太阳能电池的电极结构，其中，在所述背面电极层与所述接合层的层叠方向上，所述vi族元素的浓度分布的峰位于所述接合层。12.根据权利要求10或11所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述接合层中所含的所述vi族元素的原子数比与所述接合层对应的区域的所述背面电极层中所含的所述vi族元素的原子数多。13.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述导电体在所述硫族太阳能电池单元的与受光面相反侧的面露出，
所述布线要素层叠于在所述相反侧的面露出的所述导电体。14.根据权利要求13所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述导电体是形成在所述硫族太阳能电池单元的基板上的导电层或所述硫族太阳能电池单元的导电性基板，所述布线要素包含布线构件和配置在所述背面电极层与所述布线构件之间的接合层，所述接合层的第1面面向所述导电体，所述接合层的与所述第1面相反侧的第2面与所述布线构件接合，所述接合层的熔点为230℃以上，在与所述接合层对应的区域的所述导电体中包含所述接合层的金属元素的一部分。15.根据权利要求14所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述导电体的材料和所述接合层的材料在相图中具有合金相，所述接合层的材料和所述布线构件的材料在相图中具有合金相。16.根据权利要求13所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述导电体是形成在所述硫族太阳能电池单元的基板上的导电层或所述硫族太阳能电池单元的导电性基板，所述布线要素是层叠于所述导电体的布线构件。17.根据权利要求16所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述导电体的材料和所述布线构件的材料在相图中具有合金相。18.根据权利要求14～17中任一项所述的太阳能电池的电极结构，其中，所述布线构件的材料包含ti或铁镍钴合金。19.一种太阳能电池的电极结构的制造方法，其是具有硫族太阳能电池单元的基板侧的导电体和与所述导电体电连接的布线要素的太阳能电池的电极结构的制造方法，所述制造方法具有：在所述导电体上配置所述布线要素或所述布线要素的前体层的工序；以及对所述布线要素或所述布线要素的前体层施加基于熔接的热能，使所述布线要素或所述前体层中所含的金属元素向所述导电体扩散，从而将所述导电体与所述布线要素接合的工序。20.根据权利要求19所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述导电体在所述硫族太阳能电池单元的受光面侧在不与所述硫族太阳能电池单元的光电转换层重叠的位置露出，所述布线要素层叠于在所述受光面侧露出的所述导电体。21.根据权利要求20所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述导电体是形成在所述硫族太阳能电池单元的基板上的背面电极层，所述布线要素包含布线构件和配置在所述背面电极层与所述布线构件之间的接合层。22.根据权利要求21所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，在所述背面电极层上形成前体层，所述前体层包含所述背面电极层中所含的金属元素、或者相对于所述背面电极层的材料在相图中具有合金相的金属元素，在所述前体层上配置所述布线构件，将所述前体层和所述布线构件熔接而对所述前体层施加热能，使所述前体层中所含的金属元素向所述背面电极层扩散而形成所述接合层，从而将所述背面电极层与所述布线构件接合。
23.根据权利要求22所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述熔接后的所述背面电极层包含从所述前体层扩散的金属元素。24.根据权利要求22或23所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，在所述前体层中的面向所述布线构件的区域中包含所述布线构件中所含的金属元素、或者相对于所述布线构件的材料在相图中具有合金相的金属元素，在将所述前体层和所述布线构件熔接时，所述前体层中所含的金属元素向所述布线构件扩散。25.根据权利要求24所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述熔接后的所述布线构件包含从所述前体层扩散的金属元素。26.根据权利要求22～25中任一项所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述前体层包含al、pt、zn、sn中的任一种。27.根据权利要求22～26中任一项所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述布线构件包含ag，所述前体层包含al和ag。28.根据权利要求27所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述前体层是层叠有包含al的第1层和包含ag的第2层的结构，所述第2层在所述前体层中配置于面向所述布线构件的面。29.根据权利要求22～28中任一项所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述熔接前的所述背面电极层在面向所述前体层的表面具有vi族元素的化合物，所述接合层包含所述前体层中所含的元素和所述vi族元素。30.根据权利要求29所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述接合层中所含的所述vi族元素扩散自位于所述熔接前的所述背面电极层的表面的所述化合物。31.根据权利要求19所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述导电体在所述硫族太阳能电池单元的与受光面相反侧的面露出，所述布线要素层叠于在所述相反侧的面露出的所述导电体。32.根据权利要求31所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述导电体是形成在所述硫族太阳能电池单元的基板上的导电层或所述硫族太阳能电池单元的导电性基板，所述布线要素包含布线构件和配置在所述背面电极层与所述布线构件之间的接合层。33.根据权利要求32所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述导电体的材料和所述接合层的材料在相图中具有合金相，所述接合层的材料和所述布线构件的材料在相图中具有合金相。34.根据权利要求31所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述导电体是形成在所述硫族太阳能电池单元的基板上的导电层或所述硫族太阳能电池单元的导电性基板，所述布线要素是层叠于所述导电体的布线构件。35.根据权利要求34所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所述导电体的材料和所述布线构件的材料在相图中具有合金相。36.根据权利要求32～35中任一项所述的太阳能电池的电极结构的制造方法，其中，所
述布线构件的材料包含ti或铁镍钴合金。

技术总结
太阳能电池的电极结构具有硫族太阳能电池单元的基板侧的导电体和与导电体电连接的布线要素。布线要素层叠并接合于导电体。布线要素的熔点为230℃以上，在与布线要素对应的区域的导电体中包含布线要素的金属元素的一部分。部分。部分。


技术研发人员：宫川善秀 深泽一仁 滨野干雄 堀口恭平 山口幸士
受保护的技术使用者：出光兴产株式会社
技术研发日：2021.12.21
技术公布日：2023/8/24