本发明专利技术提供一种多接合光电转换装置、集成型多接合光电转换装置及它们的制造方法，具有双端子构造、且以由先被层叠的层制约少的条件层叠在后的层。层叠分光灵敏度不同的多个光电转换元件，在至少与光入射的一侧相反的相反侧的端部的光电转换元件(2、4)进行连接的连接侧的最上层分别具有导电性薄膜层(5a、5b、5c、5d)，在其他光电转换元件(3)进行连接的连接侧的最上层及最下层分别具有导电性薄膜层(16a、16b)，经由在透明绝缘材料中含有导电性微粒子的各向异性导电粘结层(6a、6b)而使最上层及最下层彼此接合。各向异性导电粘结层(6a、6b)内的导电性微粒子进行各层的层叠方向的电连接，导电性薄膜层(5a、5b、5c、5d)进行作为各接合材料的光电转换层(2、3、4)的横向(面内方向)的电连接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及多接合光电转换装置、集成型多接合光电转换装置、以及它们的制造方法。
技术介绍
对于将太阳能转换为电能的太阳能电池中用到的光电转换装置，通过层叠分光灵敏度不同的发电层(光电转换层)来形成多接合型光电转换装置，从而能够提高转换效率。 在多接合型光电转换装置中有单片型和机械层叠型。单片型的光电转换装置具有双端子构造，利用薄膜生长技术而形成。在图8中示出单片型的光电转换装置的构成的一例。光电转换装置在+(正)极的金属电极上依次层叠有底部元件、隧道二极管、中部元件、隧道二极管、顶部元件。在顶部元件之上设置有-(负)极的金属电极。底部元件、中部元件及顶部元件，分别从+极侧开始依次层叠P 层和η层。隧道二极管从+极侧开始依次层叠η+层和P+层。此外，根据顶部元件、中部元件、底部元件的特性，也有时不需要隧道二极管。作为单片型的光电转换装置的更具体的例子，例如有在Ge基板上依次形成 InGaAs半导体层和InGaP半导体层而得到的化合物半导体太阳能电池、在带透明导电膜的玻璃基板上使非晶质硅半导体层和微结晶硅半导体层顺序层叠或按相反顺序层叠的硅系薄膜太阳能电池等。在上述光电转换装置中，在InGaP半导体层及非晶质硅半导体层这样的在短波长侧具有光吸收谱的半导体层或者禁带宽度宽的半导体层中，短波长区域的光主要被吸收，长波长区域的光透过。在InGaAs半导体层及微结晶硅半导体层这样的在长波长侧具有光吸收谱的半导体层或者禁带宽度窄的半导体层中，上述透过的长波长区域的光主要被吸收。这样一来，通过使分光灵敏度不同的光电转换层层叠，从而能够有效地吸收较宽的波长区域的太阳光，故成为光电转换效率高的光电转换装置。另外，在硅系薄膜太阳能电池中，通过将带透明导电膜的基板的表面设为适当的凹凸形状，来提高光限制效果。机械层叠型的光电转换装置具有多端子构造，使单独形成的2个光电转换元件以机械的方式粘在一起而形成。在图9中示出机械层叠型的光电转换装置的构成的一例。光电转换装置在+极的金属电极上依次层叠Ρ层、η层及-(负)极的金属电极被顺序层叠的底部元件；由与底部元件相同构成组成的中部元件；以及顶部元件。各自的金属电极设置有导线。作为机械层叠型的光电转换装置，例如有专利文献1、专利文献2及专利文献3中公开的串联型太阳能电池。专利文献1及专利文献2的串联太阳能具有单独制作出的上部太阳能电池元件和下部太阳能电池元件由防湿性聚合物粘在一起的构造。上部太阳能电池元件和下部太阳能电池元件分别采用了独立取出输出的构造。因此，防湿性聚合物需要是绝缘物。在专利文献1的串联型太阳能电池中，短波长区域的光被禁带宽度较宽的黄铜矿化合物元件吸收，长波长区域的光被禁带宽度较窄的单结晶硅元件吸收。作为整体而言能够有效地吸收太阳光光谱，从而增大太阳能电池的光电转换效率。关于专利文献3的串联型太阳能电池而言，在绝缘性透明基板上形成有透明导电膜、非晶质硅膜及透明导电膜的太阳能电池元件、和在绝缘性基板上形成有金属薄膜、非晶质硅膜及透明导电膜的太阳能电池元件，以透明导电膜彼此粘合的方式重叠。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平6-283738号公报(第、段)专利文献2 日本特开平7-122762号公报(第、段)专利文献3 日本特开昭64-41278号公报(权利要求1)
技术实现思路
(专利技术要解决的课题)单片型的多接合光电转换装置是依次层叠构成多接合光电转换装置的各层而形成的。一般，在多接合光电转换装置中，各层由不同的材料构成，其物性也不同。因此，必须考虑先被层叠的层的物性来层叠后面的层。例如，在先被层叠的半导体层的稳定温度的上限比后被层叠的半导体层的最适层叠温度低的情况下，若以最适温度层叠后被层叠的半导体层，则先被层叠的半导体层会劣化。因此，层叠后面的层的条件被限定为不会对作为基底的层带来热损伤这样的条件。另一方面，若以最适温度以下的温度层叠后被层叠的半导体层，则后被层叠的半导体层的特性会降低。例如，在由InGaP半导体层/InGaAs半导体层/Ge基板构成的化合物半导体太阳能电池中，优先使锗基板和半导体层进行晶格匹配。因此，应用于半导体层的材料受到限制，无法选择具有任意的晶格常数及禁带宽度的材料。例如，在由带透明导电膜的基板/非晶质硅半导体层/微结晶硅半导体层构成的硅系薄膜太阳能电池中，没有晶格匹配的制约。然而，由于在非晶质硅半导体层和微结晶硅半导体层中被主要吸收的光的波长范围不同，因而应该形成于带透明导电膜的基板的表面上的最适的凹凸形状也不同。为了限制长波长区域的光，也可将凹凸形状设定得较大。另一方面，带透明导电膜的基板的表面的凹凸形状作为中间折射率发挥功能，具有抑制因折射率差引起的界面反射的效果。因而，在凹凸形状大时，短波长区域的光被反射。另外，指出在凹凸形状大时，透明导电膜内的光限制/损失变大。为了解决上述问题，开发了一种带透明导电膜的基板，其具备二重纹理构造，所述二重纹理构造是针对短波长区域的光及长波长区域的光这两者都有光限制效果的构造。然而，为了在具有特殊形状的二重纹理构造上形成粘合性良好的硅半导体层，由于受到制模工艺的限制，故难以制出品质良好的硅半导体层。另一方面，由于机械层叠型的光电转换装置单独地形成2个光电转换元件，因而能够以不同的条件形成各光电转换元件。即、不用介意在单片型中所顾虑的上部光电转换元件层叠时的对下部光电转换元件造成的热损伤等，能够选定最适于各光电转换元件形成的条件。然而，专利文献1及专利文献2中记载的光电转换装置，通过绝缘性的透明环氧树脂以机械方式接合各光电转换元件，故光电转换元件之间未进行电连接。因而，必须从接合部将各光电转换元件的电极取出到外部，成为多端子构造。在具备这种多端子构造的光电转换装置中，在光电转换元件的面积大的情况下，由于从光电转换元件中央部到将电极取出到外部为止的距离变长，因而会产生电阻增大、电力损耗增大的问题。另外，由于额外地需要用于将电极取出到外部进行连接的空间，故也存在着元件尺寸变得大型化的问题。专利文献3的机械层叠型的光电转换装置通过使透明导电膜彼此粘合，从而可实现光学接合/电接合。然而，为了提高机械性接合强度，而产生可接合的透明导电膜的种类、透明导电膜的平坦性等构造上的自由度非常小的问题。因此，无法机械层叠具有在制造时自然产生的表面凹凸的光电转换元件、或者具有为了将光限制在半导体层内而有意地设置凹凸的纹理构造的光电转换元件。本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种具有双端子构造、且在先被层叠的层的制约少的条件下层叠后面的层的多接合光电转换装置、集成型多接合光电转换装置、以及它们的制造方法。(用于解决课题的手段)本专利技术的第1方式提供一种多接合光电转换装置，其层叠分光灵敏度不同的多个光电转换元件并以光学方式、电方式连接而成，其中，至少与光入射的一侧相反侧的端部的光电转换元件在所连接的一侧的最上层分别具有导电性薄膜层，其他发电元件在所连接的一侧的最上层及最下层分别具有导电性薄膜层，隔着在透明绝缘材料中含有导电性微粒子的各向异性导电粘结层而使所述最上层及最下层彼此接合。根据第1方式，由于分别在多个不同基板上形成多个不同光电转换元件，因而能够按每个光电转换元件来选择最适的基板及形成条件。另外，根据第1方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：近藤道雄，鲤田崇，竹内良昭，坂井智嗣，山内康弘，
申请(专利权)人：独立行政法人产业技术综合研究所，三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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