半导体装置、太阳电池模块、太阳电池串及太阳电池阵列的制作方法
【专利摘要】半导体装置包括导电性基板，包含导电性材料；非导电性层，设在导电性基板的表面的至少一部分；多个半导体元件，设在所述非导电性层上；配线，电连接多个半导体元件；以及非导电性层与半导体元件或配线的至少1个电连接部。与导电性基板的电位差最大的半导体元件配置在由多个半导体元件组成的排列的几何学末端以外的位置。
【专利说明】半导体装置、太阳电池模块、太阳电池串及太阳电池阵列
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体装置、太阳电池模块、太阳电池串及太阳电池阵列，尤其涉及在半导体装置中提高包含导电性材料的导电性基板与半导体元件之间的绝缘性的半导体元件的配置方法、以及使用该半导体元件的太阳电池模块、太阳电池串及太阳电池阵列。
【背景技术】
[0002]作为包含具有轻量性、可挠性等特征的金属、合金等导电性材料的基板，存在能够应用于广泛的用途中的可能性。而且，包含所述导电性材料的基板还能耐高温工艺(process)，因此也能应用于聚酰亚胺等树脂基板无法应对的半导体中。例如，如果用作太阳电池用基板那么能提闻光电转换效率，从而可提闻太阳电池的闻效化。
[0003]然而，当将金属、合金等导电性材料用作基板时，必须在形成于基板上的半导体元件及配线与基板之间设置绝缘层，来调整各部分的电位差。通常，在包含导电性材料的基板的至少一面设置绝缘层。
[0004]作为绝缘层，可使用对基板材料进行阳极氧化而成的氧化物等(例如，专利文献I)。
[0005]作为提升绝缘层的绝缘性的方法，在专利文献I中揭示了如下技术:通过使串联连接的元件(也就是太阳电池单元)的中间附近的电位与包含导电性材料的基板(金属基板)的电位成为等电位而减小元件与基板的电位差。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利专利第4612731号公报
[0009]专利文献2:国际公开第2010 / 049495号
[0010]专利文献3:日本专利特开2007-35695号公报
[0011]专利文献4:日本专利特开2009-260147号公报
【发明内容】
[0012]发明所要解决的问题
[0013]然而，专利文献I中，由半导体元件组成的排列的末端部(两端部)与基板的电位差最大，存在因沿面放电或角部的电场集中等而使绝缘性下降的问题。
[0014]图7(a)、图7(b)中表示模拟电极角部的电解集中的状况的结果。图7(a)表示使角部的曲率变化时的结果，图7(b)表示使角部的角度变化时的结果。
[0015]根据图7(a)可知，直径25mm的电极端部(对应于曲率半径为12.5mm的电极角部)的电场Eniax是电极中央部的电场Etl的1.3倍左右，且图7(b)中角部为直角的电场Eniax是电极中央部的电场Etl的1.1倍左右。
[0016]为了抑制角部的电场集中，例如，在专利文献2揭示了使角部变圆的技术，在专利文献3中揭示了使角部成为钝角的技术。然而，仍然存在如下问题:末端部与基板的电位差最大，因此，末端部的绝缘性低。
[0017]而且，专利文献4中揭示了针对减小基板上的配线间的电位差的平面分布的课题而对配线配置进行设计。
[0018]然而，专利文献4所揭示的方法中，并未揭示当基板包含导电性材料时调整半导体元件及配线与基板的电位的方法，因此，直接采用此方法无法提高与基板的绝缘性。
[0019]为了解决所述现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种包含导电性材料的导电性基板上所设的多个半导体元件与导电性基板之间的绝缘耐电压性优良的半导体装置、太阳电池模块、太阳电池串及太阳电池阵列。
[0020]解决问题的技术手段
[0021]为了达成所述目的，本发明的第I实施方式的特征在于，具有:导电性基板，包含导电性材料；非导电性层，设在基板的表面的至少一部分且包含非导电性材料；多个半导体元件，设在非导电性层上；配线，电连接多个半导体元件；以及至少I个电连接部，连接导电性基板与半导体元件或配线，且与导电性基板的电位差最大的半导体元件配置在由多个半导体元件组成的排列的几何学末端以外的位置。
[0022]本发明中，所谓几何学末端，例如，当多个半导体元件组成的排列为一线段时，如图1(a)所示，是指多个半导体元件51中、包含线段的顶点在内的半导体元件51a。而且，所谓几何学末端，当如图1(b)所示多个半导体元件51组成的排列为多边形时，是指包含多边形的顶点在内的半导体元件51a。而且，所谓几何学末端，当如图1(c)所示半导体元件51的形状为多边形时，是指包含该多边形的顶点在内的半导体元件51a，当如图1(d)所示多个半导体元件51的排列为同心圆状时，是指包含圆周在内的半导体元件51a。不论I个半导体元件为何种形状，本发明中，均将包含上述任一种情况的半导体元件51a称作几何学末端。
[0023]而且，本发明中，所谓电连接部，例如，包括如对半导体元件的一部分施加压力进行挤压的机械式接触部、焊接等的合金的接合部、对相关部位进行加热熔融而成的熔接部等。而且，即便基板与半导体元件未接触，也可例如以存在薄的绝缘层、及存在具有半导体的性质的构件等方式，使电连接部中还包含实质上能决定半导体元件相对于基板的电位的部分。
[0024]利用电连接部可调整导电性基板(导电性材料部分)与半导体元件的电位差。
[0025]通过利用配线将各半导体元件串联或并联连接，可调整导电性基板与半导体元件或配线之间的电位差分布。
[0026]通过将与导电性基板(导电性材料部分)之间的电位差最大的半导体元件配置在排列的几何学末端以外的位置，可使末端部分的电场缓和。
[0027]通过使末端部分的电场缓和，能提高导电性基板(导电性材料部分)与半导体元件之间的绝缘耐电压性。
[0028]而且，与电连接部连接的半导体元件的特征在于:优选的是配置在从排列的至少I个末端起的多个半导体元件的数量的10%的范围内，更优选的是配置在从排列的至少I个末端起的多个半导体元件的数量的5%的范围内，且是彼此为等电位的至少I个半导体元件。该半导体元件的特征在于:尤其优选的是配置在排列的至少I个末端的半导体元件。
[0029]因排列的末端附近与导电性材料部分为等电位，所以能减小末端部的电位差。[0030]因末端部周边的电位差减小，所以电场集中得到缓和且整体的绝缘性提升。
[0031]而且，本发明的另一实施方式的半导体装置的特征在于:非导电性层是通过对导电性基板进行阳极氧化处理而形成，且多个半导体元件中的最大电位的至少I个半导体元件连接于电连接部。
[0032]关于阳极氧化膜，已知当将母体金属侧作为正极时绝缘性提升。因最大电位的半导体元件与导电性基板(导电性材料部分)为等电位，所以导电性基板(导电性材料部分)一直为正极，因此，整体的绝缘性提升。
[0033]作为导电性基板，优选的是包含具有轻量性、可挠性的钛或铝的基板，更优选的是包含廉价的铝的基板。而且，为了提高各项特性，优选的并非包含铝的基板，而是包含复合材料的复合铝基板。复合材料中，例如含有树脂或其他金属与铝组合而成的材料等。其中，钢板或不锈钢(stainless)板与铝板的复合(clad)基板能提高铝的耐热性，因此更优选。
[0034]而且，本发明的另一实施方式的半导体装置的特征在于:多个半导体元件呈同心圆状配置，与导电性基板的电位差最大的至少I个半导体元件配置在同心圆状的配置的中心。
[0035]利用同心圆状的排列能使电场集中缓和，且与导电性基板的电位差最大的至少I个半导体元件与导电性基板的电位差位于最远离排列末端的位置，因此，平行于导电性基板的方向上的电场减小，整体的绝缘性提升。
[0036]而且，本发明的另一实施方式的半导体装置的特征在于:多个半导体元件配置在一条直线上，且串联连接的2个排列并联地连接。通过使所有半导体元件配置在一条直线上，不会增加制造工艺，且通过使2个串联电路并联连接，能令为了使输出电压减半而要求的耐电压减半，且通过使与基板的电位差最大的半导体元件配置在由半导体元件组成的排列的几何学末端以外的位置，能减少电场集中点，改善绝缘性。利用同样的方法增加4个、8个、...并联的串联电路的数量，能使输出电压减小为四分之一、八分之一、...，从而使耐电压进一步下降。
[0037]而且，2个排列中，位于排列的连接部及所有排列的两端部的半导体元件之间的电位差最大，但因在排列的两端并未配置与导电性基板的电位差最大的半导体元件，所以，位于2个排列的连接部的半导体元件或配线与导电性基板的电位差最大，容易引起电场集中的排列的几何学末端部与导电性基板之间的绝缘性提升，所以整体的绝缘性提升。
[0038]发明的效果
[0039]根据本发明，能提供一种导电性基板上所设的多个半导体元件与导电性基板之间的绝缘耐电压性优良的半导体装置。而且，根据本发明，绝缘耐电压性提高，由此，通过增加半导体元件数量而能制作高性能的装置。而且，通过使非导电性层的厚度变薄能以低成本进行制造。
[0040]而且，因装置的、尤其是端部的绝缘性提升，所以装置与周围的绝缘性也提高，例如，能将轻且结实的导电性框架设在装置的周围。
[0041]而且，当多个半导体元件配置在一条直线上、且将串联连接的2个排列并联连接时，能利用并联电路将输出分成2个系统，且即便在装置的半部发生故障时，也能维持一半输出。通过进一步增加并联电路，能使故障概率进一步下降，且提高耐久性。
[0042]而且，因绝缘性提升，所以作为半导体装置，优选的是串联连接且以高电压输出的太阳电池模块，更优选的是需要轻量性及可挠性的薄膜型或集成型太阳电池模块。尤其优选的是能实现高效化的铜铟镓硒(CIGS)系太阳电池模块。另外，使用这些太阳电池模块，能制作太阳电池串及太阳电池阵列。
[0043]而且，因绝缘性提升，所以，当输出相同电压时，能减少产生于基板端部的非有效区域(area),能有效率地使用材料,从而能削减成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1(a)是表示多个太阳电池单元排列在一条线上的状态的示意图，(b)及(C)是表示排列着多边形太阳电池单元的状态的示意图，(d)是表示多个太阳电池单元的排列为圆时的状态的示意图。
[0045]图2是本发明的半导体装置的第I实施方式的光电转换装置的示意性截面图。
[0046]图3是本发明的半导体装置的第I实施方式的光电转换装置的电路构成图。
[0047]图4是用于对本发明的半导体装置的第I实施方式的光电转换装置的制造工序的一例进行说明的制造中的光电转换装置的示意性立体图。
[0048]图5是表示本发明的半导体装置的第I实施方式的光电转换装置的制造方法的一例的流程图(flow chart)。
[0049]图6是本发明的半导体装置的第2实施方式的光电转换装置的示意性截面图。
[0050]图7(a)、(b)中表示模拟电极角部的电解集中的状况的结果，(a)表示使角部的曲率变化时的结果，(b)表示使角部的角度变化时的结果。
[0051]图8是表示现有的光电转换装置的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0052]以下，依据附图所示的优选实施方式，来详细说明本发明的半导体装置。
[0053]本实施方式中，作为半导体装置，以半导体元件是包括光电转换半导体元件(光电转换元件)的光电转换装置(太阳电池模块)为例进行说明。
[0054]图2是本发明的半导体装置的第I实施方式的光电转换装置的示意性截面图，图3是本发明的半导体装置的第I实施方式的光电转换装置的电路构成图。
[0055]如图2所示，本发明的光电转换装置201 (太阳电池模块)例如具有:支撑基板110 (包含导电性材料的基板+包含非导电性材料的层)，含有接地且大致长方形状并且包含导电性材料的导电性基板100、及形成于该导电性基板100上且包含非导电性材料的非导电性层(绝缘层)130 ；以及发电层140，形成于非导电性层130上且包含光电转换装置201的多个太阳电池单元151 (光电转换元件)。
[0056]发电层140是通过使多个太阳电池单元151配置在一条直线上、且使串联连接的2个排列并联连接而构成。图2中，在中央的负极的两侧各有I个串联连接的排列，合计有2个串联连接的排列，且这2个排列是并联连接。
[0057]本发明的光电转换装置201的特征在于:将发电层140的多个太阳电池单元151中的、位于两端部的至少I个太阳电池单元151a的正极(+)侧作为正极端子，且经由未图示的带(ribbon)状的导线而连接于未图示的接电箱的正极端子，并且，作为接地端子通过直接电连接于支撑基板110的导电性基板100而接地，且将多个太阳电池单元151的位于大致中央的太阳电池单元151、也就是多个太阳电池单元151的位于中央的I个或2个太阳电池单元151d的负极(-)侧作为负极端子，且经由未图示的带状的导线而连接于未图示的接电箱的负极端子。
[0058]本发明的光电转换装置201中，如图3所示，支撑基板110的导电性基板100接地，正极直接电连接于支撑基板110的导电性基板100的接地用太阳电池单元151a是经由导电层160而接地，而该接地用太阳电池单元151a最优选的是多个太阳电池单元151中的位于两端部的太阳电池单元。
[0059]通过以所述方式设置，使所有太阳电池单元151中的发电层中央部的太阳电池单元151d与导电性基板100之间的电位差Vld成为最大，因此，光电转换装置201中发电层140与导电性基板100之间所要求的耐电压VWl与电位差Vld所要求的耐电压Vwld程度相同。
[0060]另一方面，图8所示的专利文献I的第I实施方式中的现有的仅由串联连接的太阳电池单元153所构成的光电转换装置203中，任一个太阳电池单元153d与导电性基板100之间的电位差V2d最大，因此，发电层140与基板100之间所要求的耐电压VW2与电位差V2d所要求的耐电压Vw2d程度相同。另外，光电转换装置203相当于专利文献I的太阳电池模块10。
[0061]当本实施方式的光电转换装置201与现有的光电转换装置203中的太阳电池单元数量相同时，各自的输出程度相同。然而，因电场集中或沿面放电的影响，在所要求的耐电压提高的发电层的周缘部，本实施方式的光电转换装置201中，仅与太阳电池单元151d的基板端对向的两端部的2边与导电性基板100的电位差最大，且电场集中；相对于此，现有的光电转换装置203中，与太阳电池单元153a或153d的基板端对向的3边与导电性基板100的电位差最大，且电场集中，因此，本实施方式的光电转换装置201对绝缘性有利。
[0062]另外，组成位于发电层140的两端部的单元153a或153b的平面形状的4边中，3边是与基板端对向，剩余的I边是与相邻的单元对向。
[0063]如以上所述，本实施方式的光电转换装置201中，与导电性基板100的电位差最大的太阳电池单元151配置在发电层140的多个太阳电池单元151中的位于两端部的至少I个太阳电池单元之外的位置，因此，能减小与发电层140的周缘部的导电性基板100的电位差，从而绝缘性提升。
[0064]另外，图2所示的光电转换装置201中，是将接地用太阳电池单元151a的位置设为发电层140的多个太阳电池单元151中位于两端部的至少I个太阳电池单元，但本发明并不限于此，也可设为发电层140的两端周边的太阳电池单元。而且，也可设为位于从发电层140的两端部起为多个太阳电池单元151的数量的10%的范围内的至少I个太阳电池单元。如此设置的理由在于，从太阳电池单元151d至I个发电层140的多个太阳电池单元151中位于两端部的至少I个太阳电池单元151a为止，太阳电池单元151都是串联连接，从太阳电池单元151d至两端周边的I个太阳电池单元为止的太阳电池单元151的数量是整体的40%以上。因此，电位差Vld是发电层140两端周边的太阳电池单元与导电性基板100之间的电位差Vlc的4倍以上，从而，光电转换装置201中，即便将接地用太阳电池单元151a的位置设为两端周边的太阳电池单元，也和所述情况相同，所有太阳电池单元151中的电位差Vld最大。[0065]另外，如果将接地用太阳电池单元151a的位置设为位于从发电层140的两端部起为多个太阳电池单元151的数量的5%的范围内的至少I个太阳电池单元，那么电位差Vld为Val的9倍以上。因此，更优选的是设为位于从两端部起为多个太阳电池单元151的数量的10%的范围内的至少I个太阳电池单元。
[0066]图示例的光电转换装置201中使用的支撑基板110是附绝缘层的金属板，且具有导电性基板100、及形成于该导电性基板100上的非导电性层130。作为支撑基板110，只要为附绝缘层的金属板即可，并无特别限制，但优选的是可通过如下方式获得的支撑基板110:对铝(Al)板的至少一面侧进行阳极氧化而将阳极氧化膜形成为非导电性层130，且将未受阳极氧化的Al板作为导电性基板100。
[0067]此处，作为导电性基板100，只要能形成非导电性层130、且当作为附绝缘层的金属板即支撑基板110时能支撑发电层140即可，并无特别限制。作为导电性基板100，优选的是至少一侧表面是Al层的Al基板，例如，可列举Al基板、及包含Al与其他金属的复合材料的复合Al基板等。
[0068]在设为附绝缘层的金属板即支撑基板110的实施方式中，该支承基板110的厚度优选的是0.05mm?10mm。另外，当由Al基板或复合Al基板等制造支撑基板110时,必须预先设为已预见因阳极氧化、以及阳极氧化的预先洗净及研磨而使厚度减少的厚度。
[0069]本发明中，作为Al基板，例如，既可为日本工业规格(JIS)的1000系列纯Al板，也可为Al合金板,例如Al-Mn系合金板、Al-Mg系合金板、Al-Mn-Mg系合金板、Al-Zr系合金板、Al-Si系合金板、及Al-Mg-Si系合金板等Al与其他金属兀素的合金板。
[0070]而且,作为复合Al基板,可为Al板与其他金属板的复合板,例如为与不锈钢(SUS)板的复合板、由2块Al板夹入各种钢板的复合板。另外，本发明中，关于构成与Al板的复合板的其他金属板，除了各种不锈钢板之外，例如还可使用包含软钢等钢、42因瓦(Invar)合金、可伐(Kovar)合金、或36因瓦合金的板材，而且，为了能将本发明的光电转换装置用作屋顶材料一体型太阳电池面板(panel)，也可使用能用作住房或建筑物等的屋顶材料或墙壁材料的金属板。
[0071]此处使用的Al板或Al合金板中，也可含有Fe、S1、Mn、Cu、Mg、Cr、Zn、B1、N1、及
Ti等各种微量金属元素。
[0072]形成于导电性基板100上的非导电性层130并无特别限制。当导电性基板100为Al基板或复合Al基板时，优选的是通过使Al基板或复合Al基板阳极氧化而形成于该Al基板或复合Al基板的表面的阳极氧化膜。另外，Al基板或复合Al基板的阳极氧化可通过如下方式实施:将Al基板或复合Al基板作为阳极而与阴极一同浸溃于电解液中，向阳极阴极间施加电压而进行电解处理。
[0073]另外，作为非导电性层130的阳极氧化膜只要形成于作为导电性基板100的Al基板或复合Al基板的Al层的一侧表面即可，但当为Al基板或由2块Al板夹住的复合板时，在发电层140的形成工序等中，为了抑制因Al层与阳极氧化膜的热膨胀系数差而引起的翘曲或阳极氧化膜上产生的裂痕(crack)等，优选的是在两侧的Al层表面设置阳极氧化膜。
[0074]而且，以所述方式形成的非导电性层130的厚度、也就是、阳极氧化膜的厚度并无特别限制。非导电性层130只要具有绝缘性、及防止因操作(handling)时的机械撞击而引起的损伤等的表面硬度即可，但如果非导电性层130过厚那么有时会在可挠性方面产生问题。因此，非导电性层130的优选的厚度为0.5 μ m?50μπι。非导电性层130的厚度的控制能利用恒电流电解或恒电压电解、以及电解时间来进行控制。
[0075]而且，作为非导电性层130的种类，除了 Al的阳极氧化被膜以外，也可为利用蒸镀、溶胶凝胶(Sol-Gel)法等各种方法形成含有S1、Ca、Zn、B、P、Ti等元素的玻璃(glass)等各种氧化物层的类型。
[0076]图2所示的本发明的第I实施方式的光电转换装置201是被称为衬底(substrate)型的装置，设在光电转换装置201中的发电层140是薄膜集成型的层。关于发电层140，在支撑基板110的非导电性层130上，具有配置在发电层140的两端的接地用太阳电池单元151a、及与该接地用太阳电池单元151a邻接地配置在一条直线上且使串联连接的2个排列并联连接的多个太阳电池单元151。
[0077]太阳电池单元151具有形成在图8的支撑基板110的非导电性层130的表面上的背面电极170a、形成在背面电极170a上且对所接收的光进行电性转换的光电转换层170b、及形成在光电转换层170b上的透明电极170c，且在非导电性层130上依次积层有背面电极170a、光电转换层170b及透明电极170c。
[0078]另一方面，接地用太阳电池单元151a是作为本发明特征的部分，其中，太阳电池单元151的支撑基板110上所形成的非导电性层130的一部分成为导电层160，在导电层160上，与太阳电池单元151相同，依序积层有背面电极170a、光电转换层170b及透明电极170c。该接地用太阳电池单元151a只要形成有将背面电极170a与导电性基板100导通而电连接的导电层160，则既可为有助于发电的单元，也可为无助于发电的单元。
[0079]另外，图2中虽未图示，但太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a中，在光电转换层170b上形成有缓冲(buffer)层，且依序积层有背面电极170a、光电转换层170b、缓冲层及透明电极170c。
[0080]多个太阳电池单元151中，背面电极170a是以从邻接(图中为左边)的太阳电池单元151或接地用太阳电池单元151a的端部侧(图中为右侧的一部分)的区域起配置在该太阳电池单元151 (图中为左侧)的大部分区域的方式，与邻接的太阳电池单元151的背面电极170a隔着规定间隔的Pl划刻的沟180a而形成在非导电性层130的表面上。接地用太阳电池单元151a中，背面电极170a也与太阳电池单元151相同，以从邻接的(图中为左边)的太阳电池单元151的端部侧(图中为右侧的一部分)的区域起配置在接地用太阳电池单元151a(图中为左侧)的大部分区域的方式，与邻接的太阳电池单元151的背面电极170a隔着规定间隔的沟180a而形成在导电层160及非导电性层130的表面上。另外，接地用太阳电池单元151a的背面电极170a的大部分配置在导电层160上。
[0081]而且，多个太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a中，光电转换层170b是以填埋邻接的背面电极170a间的沟180a的方式形成在背面电极170a上。因此，在该沟180a的部分，光电转换层170b是直接接触于非导电性层130及/或导电层160。
[0082]而且，在光电转换层170b，形成有从邻接的太阳电池单元151或接地用太阳电池单元151a起延伸而到达背面电极170a的P2划刻的沟180b。因此，该沟180b形成在与邻接的背面电极170a间的沟180a不同的位置(图中为右侧)。
[0083]而且，透明电极170c是以填埋光电转换层170b的沟180b的方式形成在光电转换层170b的表面上。因此，在该沟180b的部分，透明电极170c是直接接触于邻接的太阳电池单元151或接地用太阳电池单元151a的背面电极170a，从而所述透明电极170c与所述背面电极170a电连接。这样，邻接的2个太阳电池单元151彼此、及邻接的太阳电池单元151与接地用太阳电池单元151a是串联连接。
[0084]另外，多个太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a中，在太阳电池单元151或接地用太阳电池单元151a的透明电极170c及光电转换层170b、与邻接的太阳电池单元151或接地用太阳电池单元151a的透明电极170c及光电转换层170b之间，形成有到达背面电极170a的沟180c。利用该沟180c，使邻接的2个太阳电池单元151彼此、及邻接的太阳电池单元151与接地用太阳电池单元151a分离。
[0085]这样，多个太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a是通过使该太阳电池单元151或接地用太阳电池单元151a的透明电极170c与邻接的太阳电池单元151或接地用太阳电池单元151a的背面电极170a连接而串联连接。
[0086]图2所示的本实施方式的光电转换装置201中，两端部的太阳电池单元151的背面电极170a是利用未图示的铜带等导线而作为阳极端子(+端子)被引出，且正中或大致中央的太阳电池单元151的透明电极170c是利用同样的导线而作为阴极端子(_端子)被引出，两端部的接地用太阳电池单元151a的背面电极170a是通过电连接于经由接地用太阳电池单元151a接地的导电性基板100而接地。另外，导电性基板100是利用同样的导线而连接于接地端子。
[0087]另外，太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a在垂直于图2所示的截面的方向(与图2的纸面正交的方向)上具有形成为沿矩形状的导电性基板100的一边平行地延伸的线(line)状的长条状的形状。因此，背面电极170a及透明电极170c也同样是在与导电性基板100的边平行的一方向上较长的长条状的电极。
[0088]本实施方式的太阳电池单元151被称作集成型CIGS系太阳电池单元(CIGS系光电转换元件)，例如，背面电极170a包含钥(molybdenum)电极，光电转换层170b包含CIGS，透明电极170c包含ZnO。另外，当形成有缓冲层时，包含CdS。另外，接地用太阳电池单元151a也设为同样的构成。
[0089]另外，所述太阳电池单元151及接地用太阳电池单元15Ia可例如利用公知的CIGS系太阳电池的制造方法制造。而且，关于背面电极170a间的沟180a、形成在光电转换层170b且到达背面电极170a的沟180b、用于使光电转换层170b及透明电极一体地与邻接的光电转换层170b及透明电极分离且到达背面电极170a的沟180c等线状沟部，可利用激光划刻(laser scribe)或机械划刻(mechanical scribe)形成。
[0090]本实施方式的光电转换装置201中，当使光从透明电极170c侧入射至太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a时，此光会穿过透明电极170c及缓冲层(未图示)，当到达光电转换层170b时会产生电动势，例如，产生从透明电极170c朝向背面电极170a的电流。另外，图2所示的箭头表示电流的方向，电子的移动方向与电流的方向相反。因此，图2中，左侧端的太阳电池单元151的背面电极170a为正极(+极)，右侧端的太阳电池单元151的透明电极170c为负极(_极)。
[0091]接着，对构成发电层140的太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a的各要素进行说明。
[0092]太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a中，背面电极170a及透明电极170c均是用于获取光电转换层170b中产生的电流的部件。背面电极170a及透明电极170c均包含导电性材料。光入射侧的透明电极170c必须具有透光性。
[0093]背面电极170a包含例如Mo、Cr、或w及由它们组合而成的物质。该背面电极170a既可为单层结构，也可为2层结构等积层结构。
[0094]背面电极170a的厚度优选的是IOOnm以上，更优选的是0.45 μ m~1.0 μ m。
[0095]而且，背面电极170a的形成方法并无特别限制，可利用电子束蒸镀法、溅射(sputtering)法等气相成膜法形成。
[0096]透明电极170c可包含例如ZnO、ITO (铟锡氧化物)或SnO2及由它们组合而成的物质。该透明电极170c既可为单层结构，也可为2层结构等积层结构。
[0097]而且，透明电极170c的厚度并无特别限制，优选的是0.3 μπι~1μ m。
[0098]而且，透明电极170c的形成方法并无特别限制，可利用电子束蒸镀法、溅射法等的气相成膜法形成。
[0099]另外，也可在透明电极170c上形成MgF2等反射防止膜。
[0100]缓冲层是为了保护形成透明电极170c时的光电转换层170b、且使已入射至透明电极170c的光穿透至光电转换层170b而形成。
[0101]该缓冲层包 含例如CdS、ZnS、ZnO、ZnMgO、或ZnS(0、0H)及由它们组合而成的物质。
[0102]缓冲层的厚度优选的是0.03 μ m~0.1 μ m。而且，该缓冲层可利用例如化学浴沉积(Chemical Bath Deposition, CBD)法、溶液生长法等形成。
[0103]另外，也可在CBD-CdS等缓冲层与ZnO:Al等透明电极170c之间形成例如包含ZnO等的闻电阻月旲。
[0104]光电转换层170b是吸收穿过透明电极170c及缓冲层而到达的光且产生电流的层。本实施方式中，光电转换层170b的构成并无特别限制，优选的是例如为至少I种黄铜矿(chalcopyrite)结构的化合物半导体。而且，光电转换层170b也可为含有Ib族元素、IIIb族元素及VIb族元素的至少I种化合物半导体。
[0105]另外，因光吸收率高、可获得较高的光电转换效率，所以，光电转换层170b优选的是如下的至少I种化合物半导体，该至少I种化合物半导体包含选自由Cu及Ag组成的群的至少I种Ib族元素、选自由Al、Ga及In组成的群的至少I种IIIb族元素、及选自由S、Se及Te组成的群的至少I种VIb族元素。作为该化合物半导体，可列举CuA1S2、CuGaS2,CuInS2'CuAlSe2'CuGaSe2'CuInSe2 (CIS) ,AgAlS2,AgGaS2,AgInS2,AgAlSe2,AgGaSe2,AgInSe2,AgAlTe2' AgGaTe2' AgInTe2' Cu (IrvxGax) Se2 (CIGS)、Cu(In1^xAlx)Se2, Cu(In1^xGax) (S，Se)2、Ag(IrvxGax) Se2 及 Ag(IrvxGax) (S, Se)2 等。
[0106]光电转换层170b尤其优选的是含有CuInSe2 (CIS )及/或在CuInSe2 (CIS)中固溶有Ga的Cu (In，Ga) Se2 (CIGS)。CIS (铜铟硒)及CIGS是具有黄铜矿结晶结构的半导体，光吸收率高，且表现出高光电转换效率。而且，因光照射等引起的效率的劣化少，且耐久性优良。
[0107]光电转换层170b中含有用于获得所需的半导体导电型的杂质。杂质可通过来自邻接的层的扩散及/或积极的掺杂而包含于光电转换层170b中。光电转换层170b中，1-1I1-VI族半导体的构成元素及/或杂质可存在浓度分布，也可包含η型、P型及i型等半导体性不同的多个层区域。[0108]例如，CIGS系中，如果光电转换层170b中的Ga量具有厚度方向上的分布，那么能控制带隙(band gap)的宽度/载子(carrier)的迁移率等,且能将光电转换效率设计得闻。
[0109]光电转换层170b也可包含1-1I1-VI族半导体以外的I种或2种以上的半导体。作为1-1I1-VI族半导体以外的半导体，可列举包含Si等IVb族元素的半导体(IV族半导体)、包含GaAs等IIIb族元素及Vb族元素的半导体(II1-V族半导体)、及包含CdTe等IIb族元素及VIb族元素的半导体(I1-VI族半导体)等。光电转换层170b中，只要不影响特性，那么也可包含为了成为半导体、所需的导电型的杂质以外的任意成分。
[0110]而且，光电转换层170b中的1-1I1-VI族半导体的含量并无特别限制。光电转换层170b中的1-1I1-VI族半导体的含量优选的是75质量％以上，更优选的是95质量％以上，尤其优选的是99质量％以上。
[0111]本实施方式中，当将光电转换层170b设为CIGS层时，作为CIGS层的成膜方法，已知有I)多源同时蒸镀法、2)硒化法(硒化/硫化法)、3)溅射法、4)混合(hybrid)溅射法、及5)机械化学(Mechanochemical)工艺法等。
[0112]I)作为多源同时蒸镀法，已知有3阶段法(J.R.塔特尔等人(J.R.Tuttle et.al)，《材料研究学会论文集(Mat.Res.Soc.Symp.Proc.))),卷 426 (1996)页 143.等)、EC 族(ECGroup)的同时蒸镀法(L.史托特(L.Stolt)等人:《第十三届ECPVSEC论文集(Proc.13thECPVSEC))) (1995，尼斯(Nice)) 1451.等)。
[0113]前面的3阶段法是在高真空中最初以300°C 的基板温度同时对In、Ga及Se进行蒸镀，接着升温至500°C?560°C且同时对Cu及Se进行蒸镀之后，进一步同时对In、Ga及Se进行蒸镀的方法。
[0114]后面的EC族的同时蒸镀法是在蒸镀初期对Cu过量的CIGS进行蒸镀、而在后半期对In过量的CIGS进行蒸镀的方法。
[0115]作为为了提升CIGS膜的结晶性而对所述方法进行改良的方法，已知有a)使用经离子化的Ga的方法(H.宫崎等人(H.Miyazaki, et.al),《固体物理(a) (phys.stat.sol.(a))》,卷203(2006 )页2603.等)、b)使用已裂解(cracking)的Se的方法(《第68届应用物理学会学术讲演会预备讲演稿集》(2007秋北海道工业大学)7P-L-6等)、c)使用已自由基(radical)化的Se的方法(《第54届应用物理学会学术讲演会预备讲演稿集》(2007春青山学院大学)29P-ZW-10等)、d)利用光激励工艺的方法(《第54届应用物理学会学术讲演会预备讲演稿集》(2007春青山学院大学)29P-ZW-14等)等。
[0116]2)硒化法也称为2阶段法，该硒化法中，最初，利用溅射法、蒸镀法、或电镀法等对Cu层/ In层或(Cu-Ga)层/ In层等积层膜的金属前驱体(precursor)进行成膜,且将成膜所得者在硒蒸气或硒化氢中加热至450°C ?550°C左右，由此，利用热扩散反应生成Cu(IrvxGax)Se2等硒化合物。该方法称为气相硒化法。除此之外，还有如下固相硒化法:在金属前驱膜上堆积固相硒，利用将该固相硒作为硒源的固相扩散反应进行硒化。
[0117]硒化法中，已知有如下方法:为了在进行硒化时避免产生急剧的体积膨胀，而预先以某种比例将硒混合于金属前驱膜中(T.中田等人(T.Nakada et.al.),《太阳能材料及太阳能电池(Solar Energy Materials and Solar Cells)》35 (1994) 204-214.等)；以及将砸夹在金属薄层之间(例如以Cu层/ In层/ Se层...Cu层/ In层/ Se层的方式积层)而形成多层化前驱膜的方法(T.中田等人(T.Nakada et.al.)，《第10届欧洲光伏太阳能会议议程(Proc.0f IOth European Photovoltaic Solar Energy Conference)))(1991)887-890.等)。
[0118]而且，作为分级(graded)带隙CIGS膜的成膜方法，有如下方法:最初堆积Cu-Ga合金膜，在该Cu-Ga合金膜上堆积In膜，且当进行硒化时，利用自然热扩散而使Ga浓度在膜厚方向上倾斜(K.櫛屋等人(K.Kushiya et.al)，《第9届光伏科学和工程会议技术文献(Tech.Digest9th Photovoltaic Science and Engineering Conf.)〉〉，宫崎(Miyazaki),1996(国际光伏科学与工程展览会(Intn.PVSEC)_9，东京(Tokyo)，1996)页149.等)。
[0119]3)作为溅射法，已知有将CuInSe2多结晶作为靶(target)的方法、将Cu2Se及In2Se3作为靶且使用H2Se / Ar混合气体作为溅射气体的2源溅射法(J.H.埃默尔(J.H.Emer等人)，《第18届电气与电子工程师协会(IEEE)光伏专家会议议程(Proc.18thIEEE Photovoltaic Specialists Conf.))) (1985) 1655-1658.等)、及对 Cu 革巴、In 革巴、及Se或CuSe靶在Ar气中进行溅射的3源溅射法(T.中田等人(T.Nakada)，《日本应用物理杂志(Jpn.J.Appl.Phys.)》32 (1993) L1169-L1172.等)。
[0120]4)作为混合溅射法，已知有在所述溅射法中对Cu及In金属进行直流溅射而仅对Se进行蒸镀的混合派射法(T.中田等人(T.Nakada)，《日本应用物理(Jpn.Appl.Phys.)))34(1995)4715-4721.等)。
[0121]5)机械化学工艺法中，将对应于CIGS的组成的原料放入行星式球磨机(Planetary Ball Mill)的容器中，利用机械能(Mechanical energy)将原料混合而获得CIGS粉末,之后,利用丝网印刷(screen printing)将所述CIGS粉末涂布在基板上,进行退火(anneal),从而获得CIGS膜(T.和田等人(T.Wada et.al)，《固体物理(a) (Phys.stat.sol.(a))》，卷 203 (2006)页 2593 等)。
[0122]作为其他的CIGS成膜法，可列举丝网印刷法、近空间升华(close-spacedsublimation)法、金属有机化学气相淀积(MOCVD)法及喷雾(spray)法等。例如,通过利用丝网印刷法或喷雾法等，将包含Ib族元素、IIIb族元素及VIb族元素的微粒子膜形成在基板上，实施热分解处理(此时，也可进行VIb族元素环境中的热分解处理)等，可获得所需组成的结晶(日本专利特开平9-74065号公报、日本专利特开平9-74213号公报等)。
[0123]所述第I实施方式的光电转换装置201 (太阳电池模块)的太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a是集成型CIGS系太阳电池单元，但本发明并不限于此，关于作为本发明的光电转换装置(太阳电池模块)的太阳电池而发挥功能的太阳电池单元、光电转换元件、尤其是其光电转换层的构成，例如，可为非晶硅(a-Si)系太阳电池单元、串接(tandem)结构系太阳电池单元(a_Si / a_SiGe串接结构太阳电池单元)、串联连接结构(SCAF)系太阳电池单元(a-Si串联连接结构太阳电池单元)、CdTe (镉/碲)系太阳电池单元、II1-V族系太阳电池单元、薄膜硅系太阳电池单元、色素敏化系太阳电池单元、或有机系太阳电池单元，且既可为称为衬底型的类型，也可为称为超直(super straight)型的类型。
[0124]另外，在图2所示的实施方式的光电转换装置201中，背面电极170a侧为正极(+极)、透明电极170c侧为负极(_极)，但本发明并不限于此，也可根据太阳电池单元而将背面电极170a侧作为负极(_极)、将透明电极170c侧作为正极(+极)。[0125]例如，关于太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a，当使用串接结构系太阳电池单元(a-Si / a-SiGe串接结构太阳电池单元)时，例如，作为背面电极170a可使用积层有Ag (银)及ZnO的电极，作为透明电极170c可使用ΙΤ0，且作为光电转换层170b，例如可使用如下光电转换层:积层有η型半导体层、微结晶硅及非晶硅锗(a-SiGe)等本征半导体层、P型半导体层，而且在这些半导体层上还积层有η型半导体层、非晶硅(a-Si)等本征半导体层、P型半导体层。
[0126]而且，关于太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a，当使用CdTe系太阳电池单兀时，作为光电转换层170b,例如可使用称为CdTe (镉/締)型的光电转换层。
[0127]接着，对接地用太阳电池单元151a的导电层160进行说明。
[0128]导电层160是本发明的最具特征的部分，且是接地用太阳电池单元151a中代替非导电性层130而配置在导电性基板100与背面电极170a之间的部件，该导电层160具有导电性，且用于使背面电极170a电连接于接地的导电性基板100而导通，从而使该背面电极170a接地。
[0129]导电层160成为混合有导电性基板100的成分、非导电性层130的成分及背面电极170a的成分的状态，结果，具有导电性。
[0130]此处，在图2所示的示例中，导电层160仅形成于接地用太阳电池单元151a的背面电极170a的下侧部分，未形成于沟180a的下侧部分而保留非导电性层130，但本发明并不限于此，只要在接地用太阳电池单元151a内，那么沟180a的下侧部分及邻接的太阳电池单元151的背面电极170a的下侧部分也可成为导电层160。然而，此时，接地用太阳电池单元151a的背面电极170a与邻接的太阳电池单元151的背面电极170a短路，因此接地用太阳电池单元151a无助于发电。
[0131]所述导电层160例如可如图4所示通过以下方式形成:在作为接地用太阳电池单元151a的太阳电池单元151的透明电极170c上涂布超声波焊料190，仅对涂布着超声波焊料190的太阳电池单元151a实施加热超声波处理，借此，破坏与该太阳电池单元151a的涂布着超声波焊料190的部分对应的非导电性层130，并且使与被破坏的非导电性层130接触的导电性基板100及背面电极170a的表面溶解而混合，且使导电性基板100、背面电极170a及被破坏的非导电性层130成为混合状态。另外，关于导电层14的混合状态的形成虽未特别明示，但可推测，例如，通过仅对涂布着超声波焊料190的太阳电池单元151a实施加热超声波处理，破坏与该太阳电池单元151a的涂布着超声波焊料190的部分对应的非导电性层130而产生微细的空隙，从而成为多孔质，并且使与被破坏的非导电性层130接触的导电性基板100及背面电极170a的表面溶解而浸入被破坏的非导电性层130的微细的空隙，从而形成混合状态。另外，当接地用太阳电池单元151a的透明电极170c及光电转换层170b也被破坏时，也可形成混合有所述透明电极170c、光电转换层170b及超声波焊料190的导电层160。
[0132]焊料可涂布在整个接地用太阳电池单元151a上，也可如图4所示保留透明电极170c的一部分。
[0133]而且，也可不涂布焊料而一边向单元上供给焊料一边依次呈线状进行焊接，但就生产方面而言，优选的是在配置焊料后在线上一次进行焊接、或者在线状的多个位置同时进行焊接。[0134]另外，认为以所述方式形成的导电层160的导电性取决于导电层160的混合状态，因此，可通过根据作为接地用太阳电池单元151a的太阳电池单元151的构成或功能及是否需要发电功能、尤其是非导电性层130等的厚度，来适当地控制超声波焊料190的涂布量、加热超声波处理中的加热温度、加热时间、超声波的强度及超声波处理时间等，而控制导电层160的导电性，从而可获得必要的导电性。
[0135]关于导电层160的导电性，与太阳电池单元151的构成及功能、尤其是非导电性层130等的厚度，以及超声波焊料190的涂布量、加热超声波处理中的加热温度、加热时间、超声波的强度及超声波处理时间等的关系，可预先利用实验或模拟等获得。
[0136]本实施方式中，是以所述方式形成导电层160，但本发明并不限于此，只要在包含导电性材料的基板101上形成非导电性层130，那么可在光电转换装置的制造中的任一阶段形成。
[0137]例如，也可在导电性基板100上的非导电性层130的、作为接地用太阳电池单元151a的相关部分涂布超声波焊料且进行加热超声波处理，从而形成混合有被破坏的非导电性层130、导电性基板100及超声波焊料的导电层160，之后，形成多个太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a。而且，也可在将背面电极170a形成在导电性基板100上的非导电性层130上之后，在作为接地用太阳电池单元151a的相关部分的背面电极170a上涂布超声波焊料而进行加热超声波处理，从而形成混合有被破坏的非导电性层130、导电性基板100及背面电极170a的导电层160、或是进一步混合有超声波焊料的导电层160，且在该导电层160上依序形成光电转换层170b及透明电极170c，从而形成多个太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a。另外，在形成光电转换层170b之后，同样形成导电层160，且在该导电层160上形成透明电极170c，从而形成多个太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a。
[0138]这些方法均是在形成导电层160之后制成太阳电池单元151，因此，需要形成背面电极170a、光电转换层170b及透明电极170c中的I个以上，所以需要准确的对准(alignment),因此,优选的是,在形成太阳电池单元151之后形成导电层160。
[0139]本发明的第I实施方式的光电转换装置201基本上是以所述方式构成，且是以如下方式制造。
[0140]图5是表示图1所示的本发明的第I实施方式的光电转换装置的制造方法的一例的流程图。
[0141]如图5所示，使用Al基板作为导电性基板100，利用所述方法进行阳极氧化处理，且在表面形成作为非导电性层130的阳极氧化被膜，从而形成具有阳极氧化被膜的Al基板，且将该Al基板准备为支撑基板110 (步骤S100)。
[0142]当然，也可预先准备具有阳极氧化被膜的Al基板作为支撑基板110。
[0143]接着,在支撑基板110的非导电性层130上,利用所述直流(Direct Current,DC)磁控派射(magnetron sputtering)法等公知的成膜法堆积Mo而形成Mo膜(步骤S102)。
[0144]接着，利用所述激光划刻法，将以所述方式形成在非导电性层130上的Mo膜切断，以图案(pattern) I进行图案化而形成沟180a，且形成背面电极170a(步骤S104)。
[0145]接着，在形成于非导电性层130上的背面电极170a上，以填埋沟180a的方式，利用所述硒化/硫化法或多源同时蒸镀法等公知的方法，形成作为光电转换层170b的CIGS系化合物半导体膜(P型CIGS系光吸收膜)(步骤S106)。
[0146]然后，在以所述方式形成的CIGS系化合物半导体膜上，利用所述CBD等公知的方法形成作为缓冲层的CdS膜(η型高电阻缓冲层)(步骤S108)。
[0147]接着，将以所述方式形成在背面电极170a上的CIGS系化合物半导体膜及CdS膜作为一体，利用所述机械划刻法切断，以图案2进行图案化而形成到达背面电极170a的沟180b，且形成光电转换层170b及缓冲层(步骤SI 10)。
[0148]然后，在以所述方式形成的缓冲层(光电转换层170b)上，以填埋沟180b的方式，利用所述MOCVD法或射频(RF)溅射法等公知的方法形成作为透明电极170c的ZnO膜(η型ZnO透明导电膜窗层)(步骤S112)。
[0149]接着，将以所述方式形成的ZnO膜、缓冲层及光电转换层170b作为一体，利用所述机械划刻法切断，以图案3进行图案化，而在邻接的太阳电池单元151之间形成到达背面电极170a的沟180c，且针对各个太阳电池单元151使各个光电转换层170b、缓冲层及透明电极170c各自分离，从而形成多个太阳电池单元151 (步骤S114)。
[0150]然后，在预先设定的作为接地用太阳电池单元151a的太阳电池单元151的透明电极170c上，涂布超声波焊料190 (步骤SI 16)。
[0151]接着，对涂布着超声波焊料190的太阳电池单元151的透明电极170c选择性地实施加热超声波处理，且破坏该太阳电池单元151的非导电性层130而使该非导电性层130的成分、导电性基板100的成分及背面电极170a的成分混合从而形成导电层160 (步骤S118)。
[0152]这样，形成本实施方式的光电转换装置201 (步骤S118)。
[0153]接着，对本发明的第2实施方式的光电转换装置进行说明。
[0154]图6是本发明的半导体装置的第2实施方式的光电转换装置202 (太阳电池模块)的示意性截面图。
[0155]另外，关于图6所示的本实施方式的光电转换装置202、及图1所示的第I实施方式的光电转换装置201，除了接地用太阳电池单元151a的导电层160的构成不同之外，其他构成均相同，且对构成相同的要素标注相同的参照符号，省略相同构成要素的详细说明。
[0156]如图6所示，本实施方式的光电转换装置202中，使从邻接的太阳电池单元151延伸的背面电极170a直接配置在导电性基板100与光电转换层170b之间而形成导电层160,以此代替第I实施方式的光电转换装置201的接地用太阳电池单元151a的导电层160。因此，本实施方式的光电转换装置202中，背面电极170a与接地的导电性基板100是直接接触而电性导通，因此，能使接地用太阳电池单元151a的背面电极170a经由导电性基板100而接地。
[0157]因此，本实施方式的光电转换装置202中，当然也与所述第I实施方式的光电转换装置201相同，太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a的构成可为任意的太阳电池单元(光电转换元件、光电转换层)。
[0158]此种光电转换装置202的导电层160中，可使用如下包含Al基板等导电性基板100的支撑基板110，该导电性基板100中仅在与接地用太阳电池单元151a相应的部分未形成阳极氧化膜等的非导电性层130、而在其他部分形成阳极氧化膜等的非导电性层130，与所述第I实施方式的光电转换装置201的情况相同，形成发电层140，也就是依序形成背面电极170a及导电层160、光电转换层170b及缓冲层、以及透明电极170c，且形成多个太阳电池单元151及接地用太阳电池单元151a。这样，能形成本实施方式的光电转换装置202。
[0159]另外，也可代替包含仅在与接地用太阳电池单元151a相应的部分未形成非导电性层130的导电性基板100的支撑基板110，而使用处于如下状态的支撑基板110，所述状态是指利用划刻或蚀刻(etching)等将如阳极氧化Al基板那样在整个导电性基板100上形成有非导电性层130的支撑基板110的、与接地用太阳电池单元151a相应的部分的阳极氧化膜等的非导电性层130去除后的状态，且同样以背面电极170a的蒸镀为起始而形成发电层140，从而形成本实施方式的光电转换装置202。
[0160]另外，第I实施方式的光电转换装置201 (太阳电池模块)及第2实施方式的光电转换装置202 (太阳电池模块)可均包括导电性框架(frame)。该导电性框架是指为了将太阳电池模块载置在望板或防水衬底材料等屋顶基材上而安装在太阳电池模块的周端缘部、也就是屋脊侧、屋檐侧、左侧、右侧的端缘部的太阳电池模块用构件。作为导电性框架，主要可使用适于施工性及耐环境性等的铝框架。
[0161]而且,第I实施方式的光电转换装置201 (太阳电池模块)及第2实施方式的光电转换装置202 (太阳电池模块)均可串联连接而成为太阳电池串。而且，也可通过将该太阳电池串并联连接而成为太阳电池阵列。
[0162]以下，对第I实施方式的光电转换装置201、第2实施方式的光电转换装置202、现有的光电转换装置203及作为普通的光电转换装置的专利文献I的图7所揭示的太阳电池模块50进行比较。
[0163]在第I实施方式的光电转换装置201、第2实施方式的光电转换装置202、现有的光电转换装置203及作为普通的光电转换装置的专利文献I的图7所揭示的太阳电池模块50中，可分别例如将307个短边5mm、长边1000mm的太阳电池单元151并排，而成为分别实现100W输出的光电转换装置。在此时的第I实施方式的光电转换装置201、第2实施方式的光电转换装置202、现有的光电转换装置203及作为普通的光电转换装置的专利文献I的图7所揭示的太阳电池模块50的各发电层140中，将多个太阳电池单元的位于中央的I个或2个太阳电池单元的端部X11、X12，多个太阳电池单元的位于两端的2个太阳电池单元的端部X21、X22、X23、X24，多个太阳电池单元的位于两端的2个太阳电池单元的中央部X31、X32的各点上的太阳电池单元与导电性基板之间的电位差VX11、VX12、VX21、VX22、VX23、VX24、VX31、VX32示于下述表1中。
[0164][表 I]
[0165]
【权利要求】
1.一种半导体装置，其特征在于包括: 导电性基板，包含导电性材料； 非导电性层，设在所述导电性基板的表面的至少一部分； 多个半导体元件，设在所述非导电性层上； 配线，电连接所述多个半导体元件；以及 至少I个电连接部，连接所述导电性基板与所述半导体元件或所述配线，与所述导电性基板的电位差最大的所述半导体元件配置在由所述多个半导体元件组成的排列的几何学末端以外的位置。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中在所述至少I个电连接部连接有位于从所述排列的至少I个末端起的所述多个半导体元件的数量的10%的范围内的至少I个半导体元件，当连接于所述电连接部的所述半导体元件有多个时，所述半导体元件彼此为等电位。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中在所述至少I个电连接部连接有位于从所述排列的至少I个末端起的所述多个半导体元件的数量的5%的范围内的至少I个半导体元件，当连接于所述电连接部的所述半导体元件有多个时，所述半导体元件彼此为等电位。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其中在所述至少I个电连接部连接有位于所述排列的至少I个末端的半导体元件，当连接于所述电连接部的所述半导体元件有多个时，所述半导体元件彼此为等电位。
5.根据权利要 求1所述的半导体装置，其中所述非导电性层是通过对所述导电性基板进行阳极氧化处理而形成，所述多个半导体元件中的成为最大电位的至少I个半导体元件与所述电连接部连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其中所述多个半导体元件呈同心圆状配置， 与所述导电性基板的电位差最大的至少I个半导体元件配置在所述同心圆状的配置的中心。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其中所述多个半导体元件配置在一条直线上，且串联连接的2个排列是并联连接。
8.根据权利要求5所述的半导体装置，其中所述导电性基板是包含铝的基板。
9.根据权利要求5所述的半导体装置，其中所述导电性基板是包含复合材料的复合铝基板。
10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中所述复合铝基板是钢板与铝板的复合板、或不锈钢板与铝板的复合板。
11.一种太阳电池模块，其特征在于:权利要求1至10中任一项所述的半导体元件是作为太阳电池而发挥功能的光电转换元件，且所述太阳电池模块包括所述光电转换元件。
12.根据权利要求11所述的太阳电池模块，其中所述太阳电池是薄膜型太阳电池。
13.根据权利要求12所述的太阳电池模块，其中所述薄膜型太阳电池是集成型薄膜太阳电池。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的太阳电池模块，其中所述太阳电池是铜铟硒系薄膜型太阳电池、铜铟镓硒系薄膜型太阳电池、薄膜硅系薄膜型太阳电池、CdTe系薄膜型太阳电池、II1-V族系薄膜型太阳电池、色素敏化系薄膜型太阳电池及有机系薄膜型太阳电池中的任一种薄膜型太阳电池。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的太阳电池模块，其中所述太阳电池具有至少I种黄铜矿结构的化合物半导体。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的太阳电池模块，其中所述太阳电池具有包含Ib族元素、IIIb族元素及VIb族元素的至少I种化合物半导体。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的太阳电池模块，其中所述太阳电池具有包含选自由Cu及Ag组成的群的至少I种Ib族元素、选自由Al、Ga及In组成的群的至少I种IIIb族元素、及选自由S、Se及Te组成的群的至少I种VIb族元素的至少I种化合物半导体。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的太阳电池模块，其包括导电性框架。
19.一种太阳电池串，其特征在于:通过将权利要求11至18中任一项所述的太阳电池模块串联连接而作成。
20.一种太阳电池阵列，其特征在于:通过将权利要求19所述的太阳电池串并联连接而作成。·
【文档编号】H01L31/0465GK103548151SQ201280022934
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年5月1日 优先权日:2011年5月13日
【发明者】宫下阳太, 矢后栄郎, 祐谷重徳 申请人:富士胶片株式会社