JPH07202241A - 太陽電池、太陽電池の実装方法および太陽電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 宇宙用太陽電池の実装が容易かつ安定にかつ
効率よく行うことのできる太陽電池およびその実装方法
を提供するものである。 【構成】 導体の基材となる鉄ニッケル合金板に例えば
電気めっき法によって銀を両面に被覆する。次に、例え
ば打ち抜き法によって短冊形状に加工する。さらに、太
陽電池セル１の第二の電極２ｂと多層導体３を例えばパ
ラレルギャップ溶接法によって溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は太陽電池およびその実
装並びに製造方法に関するものであり、特に宇宙用の太
陽電池およびその実装並びに製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来太陽電池は、目的に応じて太陽電池
を並列あるいは直列に電気的に接続し、絶縁基体等の上
に接着して用いる。特に宇宙用の太陽電池は発電効率お
よび発電量を上げるために、数多くの太陽電池間をより
高密度で信頼性高く接続する必要がある。また、近年に
おいては、さらにより安価に接続する方法が望まれてい
る。このような要求に対して、宇宙用太陽電池の接続に
おいては主にインタコネクタと呼ばれる金属リボン線を
用いて接続されていた。図２４は実開平３−８１６４８
号公報において従来例として示されたインタコネクタを
用いて接続する方法であるが、太陽電池セル１の受光面
側電極２ａにインタコネクタ１９を例えばジュール発熱
を利用したパラレルギャップ溶接法で接合し、さらに受
光面に接着剤１３を用いてカバーガラス１２をはりつけ
てインタコネクタ付太陽電池を製造する。このような太
陽電池を例えば直列接続するにはインタコネクタの端部
を太陽電池セルの裏面側電極と接合しモジュールとす
る。

【０００３】しかし、図２４に示した方法においてはイ
ンタコネクタ１９と太陽電池セル１の熱膨張係数の違い
から発生する応力を小さく制限するためインタコネクタ
１９を立体的な複雑形状に加工する必要があるほか、イ
ンタコネクタ両端を量産管理が困難かつ太陽電池セルの
割れが発生しがちなパラレルギャップ溶接法で接合する
ため、材料コストが高く歩留まりも向上しないという問
題を有していた。また、数万枚の太陽電池を組み上げる
必要のある宇宙用太陽電池実装においては、太陽電池セ
ルの受光面側の第一の電極と反対側の第二の電極を一枚
のインタコネクタで接合するための組立工程中の表裏反
転作業が何度も発生し煩雑となり、無人の自動化ライン
ができず、組立コストが高くなるという問題を有してい
た。さらに、太陽電池セルから突出した柔軟なインタコ
ネクタが煩雑な組立工程中に曲がり、接合強さの低下や
未接続部の発生が生じ、接続信頼性が低下するという問
題を有していた。

【０００４】また、表裏の反転作業を減らすための例と
して、上記実開平３−８１６４８号公報においては図２
５に示すように受光面の周縁部の側面を覆う絶縁層を有
する太陽電池を用いて、受光面側電極に接合されたイン
タコネクタを裏面側に配置させ、裏面側でインタコネク
タを用いて接続する方法を考案している。しかし、この
場合においては、局部的に均一な絶縁層およびその上に
被覆する導体を形成するコスト、とくに２００μｍ程度
と薄い太陽電池セル側面から裏面にわたって立体形状を
安定に形成するには工業的に量産するには困難であるた
めコストが高いという問題があった。

【０００５】さらに、特開平３−１９３７９号公報にお
いては、接続のための導体として金属リボン線のかわり
に金属ワイヤを用いたワイヤボンディング方法や、薄膜
形成プロセスを用いた配線方法が示されており、それぞ
れ図２６、図２７に示す。ワイヤボンディングは半導体
チップの接続方法として実績があり１ワイヤ当りの接続
速度が０．３秒と速いというメリットがある。一方、薄
膜形成プロセスを用いた方法では高い信頼性を持って実
現できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図２６の方法
においては、数１０点程度の接続を行えばよい電卓や腕
時計に比べて構造上はるかに大きく数万点の接続を要す
る宇宙用の太陽電池組立に用いると接合の安定性および
信頼性が重要な問題となる。すなわち、例えば１０００
０点に１回の接合不良が発生すると電卓や腕時計では９
９％以上の歩留まりが得られるが、宇宙用太陽電池パネ
ルでは全数が不良となり、手直し工程に多大なコストが
必要となる。また、信頼性の面においても宇宙での修理
は不可能であり、使用環境下での寿命が完全に保証され
た製品を提供する必要がある。従来例に示されているよ
うな導電性接着剤にワイヤボンディングする方法は接合
不良が発生し易く、少なくとも宇宙用としては採用でき
なかった。

【０００７】また、宇宙用では紫外線遮断のためカバー
ガラスを受光面に接着する必要があるがワイヤがこのガ
ラス面より突出すると、ワイヤボンディング工程以降の
工程で強度的に弱いワイヤに接触しないよう細心の注意
を払う必要があった。

【０００８】さらに、図２７に示す薄膜形成プロセスを
用いる方法においては薄膜の形成コストが高く、特に宇
宙用太陽電池を薄膜プロセスで接続し大面積化するには
ブロック毎に接続したとしても通常の薄膜形成を行うサ
イズよりはるかに大きく工業的利用価値は少なかった。
また、薄膜で形成された透明電極や表面保護層は薄いた
め、宇宙環境下での紫外線劣化を防ぐことはできなかっ
た。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、太陽電池およびその実装方法、
特に宇宙用太陽電池の実装が容易かつ安定にかつ効率よ
く行うことのできる太陽電池およびその実装方法を提供
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、受光面側の第一の電極と反対面側の第二の電極を有
する太陽電池セル、上記第一もしくは第二の電極に接合
され太陽電池セル端面から付き出た平面状の多層導体か
ら構成されたものである。

【００１１】また、請求項２の発明においては、第一の
電極上に金属突起を有するものである。

【００１２】請求項３の発明においては、多層導体上に
金属突起を有するものである。

【００１３】また、請求項４の発明においては、多層導
体の電極と接合されていない端部に絶縁物を被覆したも
のである。

【００１４】請求項５の発明においては、第一の電極が
形成された受光面側と太陽電池セル端面の交差する縁辺
において第一の電極が形成された縁辺に絶縁物を被覆し
たものである。

【００１５】また、請求項６の発明においては、多層導
体は、鉄ニッケルの合金もしくはニオブを基材として表
面層に貴金属を被覆して構成したものである。

【００１６】請求項７の発明の太陽電池の実装方法は、
受光面側の第一の電極と、第二電極と接合された多層導
体を上記太陽電池セル端面に接触しないように突出した
状態で接合する工程、多層導体付き太陽電池を複数個絶
縁基体上に固着する工程、多層導体相互もしくは上記導
体と上記太陽電池の第二の電極、もしくは第二の電極相
互とをワイヤボンディングにより接続する工程、からな
るものである。

【００１７】また、請求項８の発明の太陽電池の実装方
法は、太陽電池セル受光面側の第一の電極と、第二の電
極と接合された多層導体とを太陽電池セル端面に接触し
ないように突出した状態で接合する工程、複合導体付き
太陽電池を複合導体の先端部が隣接する太陽電池の下面
に、隣接する太陽電池の第二の電極と複合導体を絶縁し
た状態で複数個配置して絶縁基体上に固着する工程、多
層導体相互もしくは多層導体と太陽電池セル受光面側の
第一の電極、もしくは第一の電極相互をワイヤボンディ
ングにより接続する工程、からなるものである。

【００１８】請求項９の発明の太陽電池の実装方法は、
太陽電池セルの受光面側の第一の電極から第一の電極と
導通を取った多層導体を太陽電池セル端面より引出す工
程、太陽電池をカバーガラスに接着する工程、複数個の
太陽電池をシート状の治具に隣接配置して固定する工
程、導体相互もしくは導体と太陽電池セルの反対側の第
二の電極もしくは第二の電極相互をワイヤボンディング
する工程、絶縁基体にワイヤボンディングした太陽電池
を固着する工程、シート状の治具を取り除く工程からな
るものである。

【００１９】また、請求項１０、１１の発明の太陽電池
の実装方法は、太陽電池セルの受光面側と反対面側の第
二の電極と、多層導体を太陽電池セル端面より突出した
状態で接合して第二の電極と導通を取る工程、多層導体
付き太陽電池を多層導体が隣接する太陽電池の受光面側
の第一の電極面と重なるように瓦積み状に配置して絶縁
基体上に固着する工程、多層導体相互もしくは多層導体
と太陽電池セル受光面側の第一の電極、もしくは第一の
電極相互をワイヤボンディングにより接続した工程から
なるもの及び、太陽電池セルに接合された多層導体を隣
接する太陽電池の第一の電極面上に高分子材料を介して
重ねたものである。

【００２０】請求項１２の発明の太陽電池の実装方法
は、金属薄膜が局部形成されたカバーガラス、カバーガ
ラスと接着された受光面側の第一の電極と反対面側の第
二の電極を有する太陽電池セル、第二の電極およびカバ
ーガラス上の金属薄膜に接合され第二の電極と金属薄膜
間の導通を取った導体、からなるものである。

【００２１】また、請求項１３の発明は金属薄膜が複数
個局部形成されたカバーガラス、カバーガラスと接着さ
れた受光面側の第一の電極と反対面側の第二の電極を有
する太陽電池セル、第一の電極およびカバーガラス上の
第一の金属薄膜に接合され第一の電極と第一の金属薄膜
間の導通を取った第一の導体、第二の電極およびカバー
ガラス上の第二の金属薄膜に接合され第二の電極と第二
の金属薄膜間の導通を取るための第二の導体、から構成
されたものである。

【００２２】請求項１４の発明は少なくとも第一もしく
は第二の導体を引き出した側の太陽電池セル端面におい
て端面よりカバーガラスが突き出ており、突き出た部分
に金属薄膜が形成かつ導体が接合されているものであ
る。

【００２３】また、請求項１５、１６の発明はカバーガ
ラス上の複数個の金属薄膜が太陽電池セルの接着される
側に形成されており、かつ金属薄膜が太陽電池セルの端
面より突き出たもの、および導体付き太陽電池を基体上
に隣接配置したのちカバーガラス上の導体相互もしくは
カバーガラス上の導体と太陽電池セルの反対面側の電極
もしくは反対面側の電極相互をワイヤボンディングによ
り接続したものである。

【００２４】請求項１７の発明は複数個の太陽電池のカ
バーガラス側をシート状の治具に隣接配置して固定する
固定、導体相互もしくは導体と太陽電池セルの反対側の
第一の電極もしくは第一の電極相互をワイヤボンディン
グする工程、絶縁基体にワイヤボンディングした太陽電
池を接着する工程、シート状の治具を取り除く工程から
なるものである。

【００２５】また、請求項１８の発明は太陽電池セルの
受光面側の第一の電極から導体を引き出す工程、太陽電
池セルの受光面側にカバーガラスを接着するとともに、
太陽電池セルの受光面と反対側の電極から第二の電極と
導通を取った第二の導体を太陽電池セル端面より引出す
工程、導体付き太陽電池を絶縁基体に接着する工程、第
一および第二の導体を接合する工程、からなるものであ
る。

【００２６】請求項１９の発明は絶縁基体上に厚さ５０
μｍ以上の銅を主成分とする回路パターンを形成する工
程、回路パターン上の所望の箇所に貴金属膜を形成する
工程、パターンと太陽電池セルの受光面と反対面側の第
二の電極が会合するように絶縁基体上に複数の太陽電池
を隣接させ、かつ回路導体と導通接着する工程、回路パ
ターンの貴金属膜と太陽電池セルの受光面側の金属突起
を有する第一の電極とをインタコネクタもしくはワイヤ
を用いて接続する工程、太陽電池セルの受光面側にカバ
ーガラスを接着する工程、からなるものである。

【００２７】また、請求項２０の発明は絶縁基体上に銅
を主成分とする回路パターンを形成する工程、回路パタ
ーン上の所望の箇所に金属突起を形成する工程、パター
ンと太陽電池セルの受光面と反対面側の第二の電極が会
合するように絶縁基体上に複数の太陽電池を隣接させ、
かつ回路導体と導通接着する工程、回路パターンの貴金
属膜と太陽電池セルの受光面側の金属突起を有する第一
の電極とをワイヤボンディングする工程、太陽電池セル
の受光面側にカバーガラスを接着する工程、からなるも
のである。

【００２８】請求項２１の発明は導体路形成穴に充填さ
れた導体が受光面より凹んだものである。

【００２９】また、請求項２２の発明は導体路形成穴の
周辺部の少なくとも一部において受光面側から受光面に
対しておおよそ平行に段付加工され、導体形成穴の導体
が第二の電極から受光面の表面と段付加工面の間まで充
填されたものである。

【００３０】請求項２３の発明は導体路形成穴の内部に
導体を充填したのち導体および導体形成穴の周囲を除去
したものである。

【００３１】

【作用】請求項１、７の発明においては、電極に平面状
の複合導体を接合したことにより、低コストで信頼性の
高い実装ができ、かつ太陽電池寿命を長くすることがで
きる。

【００３２】請求項２の発明においては、第一電極上に
金属突起を形成したことにより、ワイヤのループ形状が
変化してもワイヤが太陽電池セル側面に接触してショー
トすることを防止できる。

【００３３】請求項３の発明においては導体上に金属突
起を形成したことによって太陽電池を絶縁基体上に接着
する際に接着剤がはみ出したとしても金属突起先端まで
はい上がることはなく、かつ金属突起の変形によって信
頼性の高いワイヤボンディングが可能となる。

【００３４】請求項４の発明においては多層導体の端部
に絶縁物を被覆することによって隣接した太陽電池の位
置決めや重ね合わせが可能となり、接着剤のはみ出しに
よって導体表面が汚染されワイヤボンディングの歩留ま
りが低下することを防止できる。

【００３５】請求項５の発明においては太陽電池セル縁
辺に絶縁物を被覆したことによってボンディングワイヤ
と太陽電池セルが接触してショートする事を防止でき
る。

【００３６】請求項６の発明においては複合導体として
貴金属と鉄ニッケルの合金もしくはニオブで構成するこ
とによって太陽電池セルのクラックを防止しつつ、ワイ
ヤボンディングの安定性確保が可能となる。

【００３７】請求項８の発明においては多層導体の先端
を隣接する太陽電池の下面に配置することにより太陽電
池と基体間の間隔が一定となる結果、安定した接着がで
きる。

【００３８】請求項９の発明においては、シート状の治
具を用いて仮固定した後太陽電池間を接続し、絶縁基体
上に本接着したことによって、ワイヤのループが太陽電
池表面より突出することがないため、その後の組立工程
における作業が容易となる。

【００３９】請求項１０の発明においては、導体を隣接
する太陽電池上に配置したことによって太陽電池を隙間
無く配置することができるため、発電効率がアップし、
かつワイヤボンディング部がカバーガラス表面から、よ
り突出することがなくなるため、その後の組立工程にお
ける作業が容易となる。

【００４０】請求項１１の発明において、導体と太陽電
池の間に高分子材料を挟み込むことにより、振動等が加
えられたときの太陽電池素子間の接触が防止されること
により、太陽電池の破損を防止することがで、かつワイ
ヤボンディング時に太陽電池素子を破壊することを防止
できる。

【００４１】請求項１２の発明においては、金属薄膜を
形成したカバーガラス上に第二の電極と導通を取った導
体を接合することによってワイヤボンディングの安定性
を向上できるほかワイヤボンディングにおける段差を少
なくすることができるため太陽電池を隙間なく配置する
ことができ、発電効率がアップする。

【００４２】請求項１３の発明においては、金属薄膜を
形成したカバーガラス上に第一の電極及び第二の電極と
導通を取った電極を接合することにより、請求項１２の
発明に加えて太陽電池セルの受光面を完全にカバーガラ
スと導体で覆うことができ、紫外線による太陽電池の損
傷を防ぐことができる。

【００４３】請求項１４、１６の発明においては、太陽
電池セルよりカバーガラスが突き出た構造とする事によ
って、請求項１２、１３の発明に加えて、導体が太陽電
池セル側面と接触してショートすることを防止できる。
また、導体の接続部を太陽電池セル受光面を遮らない位
置としたため、受光効率が向上する。

【００４４】請求項１５、１７の発明においてはカバー
ガラス上の金属薄膜を太陽電池セルの接着されている側
に形成、導体を接合し、ワイヤボンディングしたため、
ワイヤボンディング部がカバーガラス表面から、より突
出することがなくなるため、その後の組立工程における
作業が容易となる。

【００４５】請求項１８の発明においては電極から引き
出す導体を２個として接合する構成とする事によってス
トレスリリーフを図り導体形状を単純形状として安価に
提供できる。

【００４６】請求項１９、２０の発明においては絶縁基
体上にワイヤボンディング安定性の高い回路を形成す
る。

【００４７】請求項２１、２２、２３の発明においては
受光面側に第二の電極と導通のとれた導体を容易に信頼
性高く形成できる。

【００４８】

【実施例】

実施例１ 図１は本発明の実施例による太陽電池の断面構造を示す
図である。図１において１は太陽電池セル、２は太陽電
池セル上に形成された電極であり、２ａが受光面側の通
常パターンが形成された第一の電極、２ｂが反対面側の
通常は全面に形成された第二の電極、３は例えば第二の
電極に接合され、層状の導体で構成された多層導体であ
る。本実施例では、太陽電池セルは厚さ２００μｍのシ
リコン製を、太陽電池セルの電極材料は銀の蒸着膜を、
多層導体として表面に厚さ２μｍの銀めっきを施した厚
さ５０μｍの鉄ニッケル合金を用いた。この多層導体付
き太陽電池は以下に示す方法により製造することができ
る。まず、導体の基材となる鉄ニッケル合金板に例えば
電気めっき法によって銀を両面に被覆する。次に、例え
ば打ち抜き法によって短冊形状に加工する。さらに、太
陽電池セル１の第二の電極２ｂと多層導体３を例えばパ
ラレルギャップ溶接法によって溶接する。パラレルギャ
ップ溶接法は１対の電極を被接合部の片方（ここでは多
層導体）上に加圧・接触し、数１００Ａ程度の電流を１
００ｍｓ程度瞬間的に流すことによって被溶接材をジュ
ール発熱させて接合するものである。

【００４９】図６、図７（ａ）は本発明に係わる多層導
体付き太陽電池の実装方法を示す概略斜視図および断面
図である。この図において１から３は図１と同様もしく
は同様の機能を有するものであり、８は太陽電池セル１
を図に示すように隣接配置するための例えば強化プラス
チックから構成される基体、９ａは太陽電池セル１と基
体８を固定するための接着剤で例えばエポキシ系の接着
剤、１０は太陽電池間を電気的に接続するための例えば
直径２５μｍの金からなるワイヤ、１３は例えばシリコ
ン系の透明接着剤、１２は太陽電池セルに宇宙空間で紫
外線が照射され劣化してしまうことを防止するカバーガ
ラスである。このような構造による太陽電池の実装方法
は以下の様にして製造する。まず、基体８上に接着剤９
ａをそれぞれの太陽電池セル１の下に例えば印刷法を用
いて供給する。太陽電池セル１はワイヤボンディングが
可能となるよう、おおよそ５００μｍの間隔をあけて接
着する。この状態で接着剤を硬化させた後、ワイヤボン
ディング法によって多層導体３相互もしくは多層導体３
と第一の電極２ａもしくは第一の電極相互２ａとを電気
的に接続する。このときワイヤボンディング方法として
ボールボンディグとウェッジボンディングを使用する例
えば金ワイヤの場合はボールボンディングを多層導体側
にもってくることが好ましい。

【００５０】すなわち、太陽電池はなるべく密に実装す
ることが高効率の発電をする上で有効となるため、太陽
電池間の隙間はできるだけ細くすることが望まれ、図７
（ａ）に示すように多層導体側をボールボンディングし
てワイヤを上方に引き上げた後、第一の電極上にウェッ
ジボンディングする。この結果、キャピラリと呼ばれる
接合用治具が太陽電池セル１Ａ，１Ｂ間にはいるだけの
間隔を設けるだけで良い。また、ウェッジボンディング
のみで接続することが多いアルミニウムワイヤの場合
は、多層導体上でウェッジボンディングした後、太陽電
池セル１Ａ，１Ｂ間の隙間の長手方向にキャピラリを移
動・上昇させ、第一の電極上にウェッジボンディングす
る。この結果、ほぼボールボンディングと同等の隙間を
開けるだけで接続が可能となる。このようにして、所望
の接続ができた太陽電池の上に接着剤１３を局部的に供
給し、カバーガラス１２を受光面上に接着して太陽電池
の実装が終了する。ここで、カバーガラスを最終工程で
接着しているが高効率の発電をするには、この製造プロ
セスを採ることが好ましい。なぜなら、カバーガラスは
１２５μｍ程度の厚さを有しており、またキャピラリは
一般的に先端が細くなっているため、深い位置で接合し
ようとすればその分太陽電池の隙間を広くする必要があ
るからである。さらに、ワイヤボンディング後にカバー
ガラスを接着すると、ワイヤがほぼ水平方向に引き回さ
れているため、このワイヤを覆うようにカバーガラスを
接着することによって第一の電極２ａ部分以外の所はす
べて有効受光面となる。さらにまた、カバーガラス１２
でワイヤ１０を覆うことによってワイヤ１０がカバーガ
ラス表面から突出することがないため、髪の毛程度しか
ない細いワイヤ１０に接触して断線してしまうことがな
く、その後の取り扱いが非常に容易になる。

【００５１】以上のような実装方法を用いると多層導体
は短冊状に加工するだけでよい。すなわち、使用環境下
における温度サイクルによって基体８や太陽電池セル
１、多層導体３等は異なる熱膨張で伸び縮みする。この
とき信頼性を確保するには応力を逃がす方策を採ること
が必要であり、基体８と太陽電池セル１は剛性の低い接
着剤９ａで固定し、太陽電池間は細いワイヤ１０を介在
させて接続し、太陽電池セル１と多層導体３は熱膨張の
整合性を取っている。多層導体３の機能としては、太陽
電池セル１に応力を与えずに、安定にワイヤボンディン
グできることであり、形状としては従来のように複雑な
３次元形状に加工する必要はなく、はるかに安価な平面
状の短冊形状でよい。

【００５２】太陽電池セル１と接続する導体をあえて多
層材料とし、従来の３０μｍ程度の銀リボンを用いてい
ないのは以下の理由による。まず、この銀リボンを接着
剤９ａで固定した場合、ワイヤボンディングの歩留まり
が大幅に低下したため、ワイヤボンディングに用いる超
音波エネルギの伝達状況をモニタしたところ不安定とな
っていることが判明した。そこで、銀より降伏応力の高
く１００μｍ程度の厚い銅を用いたところワイヤボンデ
ィングの歩留まりは向上したが、太陽電池セル１とパラ
レルギャップ溶接を行ったところ接合時に太陽電池セル
が割れるとか、温度サイクル中に太陽電池セルが割れる
という問題が発生した。これは厚く熱伝導の良好な導体
を接合するために大電流を流したことで溶接時に大きな
熱応力が発生したことと、熱膨張の大きい材料を利用し
たためである。そこで、太陽電池セル１に大きな応力を
発生せずに、かつ安定なワイヤボンディングが可能な導
体として低熱膨張、高降伏、低熱伝導材料として鉄ニッ
ケルの合金もしくニオブを主体となる導体として、金、
銀など貴金属を少なくともの電極との接合部およびワイ
ヤボンディング部に被覆した導体が有効であった。鉄ニ
ッケルもしくはニオブ導体のままではワイヤボンディン
グやパラレルギャップ溶接ができなかった。また、鉄ニ
ッケルもしくはニオブ導体の厚さは２０μｍ以下ではワ
イヤボンディングが不安定となりがちで、厚さ１００μ
ｍ以上では太陽電池セルに割れが発生することがあり、
この間の厚さが好ましい。さらに、貴金属厚さは数μｍ
程度が良好であった。なお、貴金属はめっきや蒸着等の
方法によって容易に形成できる。

【００５３】なお、多層導体３は図においては３層構造
としているが、前述のように局部的でも良いが、３層の
場合はめっきによって容易にかつ安価に製造できるとい
う効果がある。

【００５４】実施例２ 図２は本発明に係る別の実施例を示す。図において１か
ら３は図１と同一であり、４は例えば第一の電極上に形
成した金属突起である。この金属突起は太陽電池セル１
を形成する半導体製造工程の最終段階で電極２ａ、２ｂ
を形成した後、例えば金めっきによって３０μｍ程度の
厚さで部分形成することができる。本実施例において、
この太陽電池の実装形態は実施例１と同様であり、ワイ
ヤボンディングをこの金属突起４上で行う。実施例１と
の違いを説明したものが図７（ｂ）である。第一の電極
上には実施例１で説明したようにウェッジボンディング
を利用し、なるべく低くワイヤのループを形成するが、
受光面に対して第一の電極は厚さ数μｍと薄いため、こ
のときワイヤ１０が太陽電池セルの受光面の縁辺に接触
すると太陽電池がショートしてしまう。特に、カバーガ
ラス１２でカバーしたときにワイヤ１０が接着剤１３で
押さえつけられるため、この不良が多発した。そこで、
縁辺近くに金属突起４を形成し、この上にウェッジボン
ディングするようにしたところ、不良はほとんど皆無と
なった。

【００５５】また、この金属突起４はボールボンディン
グのプロセスを用いて、第一の電極２ａ上にボンディン
グした後ワイヤを引きちぎることによって、若干の形状
のばらつきはあるものの、図２に示すような形状の突起
がめっきに比べて安価に形成できる。

【００５６】なお、上記実施例においては金突起で説明
したが、金以外のほかの材料、例えば銀、銅、アルミニ
ウム、ニッケルにおいても、受光面からワイヤの直径程
度の突起があれば、同様の作用が期待できることは言う
までもない。ただし、ワイヤボンディング性からは金が
すぐれており、少なくとも突起の最表面の材料は貴金属
とくに金が好ましく、材料硬さはワイヤの硬さに近いこ
とが好ましい。

【００５７】実施例３ 図３は本発明に係る別の実施例である。図において１か
ら３は図１と同一であり、５は太陽電池セルの第二の電
極に接合された複合導体表面に形成された金突起であ
る。この金属突起は例えば打ち抜き前の多層の板に局部
的に金めっきを形成したのち、打ち抜き切断すれば多層
導体３が得られ、本実施例において、実装形態は実施例
１と同様であり、ワイヤボンディングをこの金属突起５
上で行う。実装工程で、多層導体付き太陽電池を基体１
上に絶縁性接着剤９ａを用いて接着する時、一般的には
荷重を加えるが、この荷重によって接着剤９ａが流動
し、多層導体３上に回り込みワイヤボンディングが不可
能となることが問題となった。これに対して、多層導体
３をわずかに上方に曲げ加工すると、接着剤９ａのはい
上がりを防止することは可能となったが、多層導体３が
接着剤９ａで十分固定されないためワイヤボンディング
の歩留まりが低下するという別の問題も発生した。そこ
で、金属突起５を用いることによって、接着剤９ａのは
い上がりを防止しつつ多層導体３のみの場合よりワイヤ
ボンディング性を改善することができた。なお、金属突
起５は実施例２と形状および構造において同等のものを
用いることができる。

【００５８】実施例４ 図４は本発明に係る別の実施例である。図において１か
ら３は図１と同一であり、６は多層導体表面に被覆した
絶縁物である。この絶縁物６は例えば太陽電池セル１に
多層導体３を接合した後にポッティングにより塗布する
ことによって得られる。本実施例において、実装形態は
実施例１とほぼ同様であるが、太陽電池セル１Ａを接着
するとき多層導体３の先端絶縁部を既に接着した隣接す
る太陽電池セル１Ｂの側面に当接させることによって容
易に太陽電池セル１Ａ、１Ｂ間が絶縁された状態で所望
の間隔を持って配置することができる。さらに、ワイヤ
ボンディング部近傍にこの部分を取り囲むように絶縁物
６を数１０から１００μｍ程度の厚さでポッティングす
ることによって絶縁性接着剤９ａがはみ出したとしても
ワイヤボンディング部を汚染することがなく、ワイヤボ
ンディング歩留まりを改善できる。

【００５９】また、図８に示すように太陽電池セル１Ｂ
を隣接する太陽電池セル１Ａの多層導体３に被覆された
絶縁物６上に重ねて配置することによって、接着剤９ａ
の厚さが多層導体３が接合された側とその反対側でほぼ
同一となり、印刷等高精度の接着剤供給を行った場合に
接着剤９ａの流動を最小限に抑えることが可能となり、
接着剤９ａのはみ出しによる多層導体３上のワイヤボン
ディング部を汚染することがなく、ワイヤボンディング
歩留まりを改善できる。

【００６０】実施例５ 図５は本発明に係わる別の実施例を示す。図において１
から３は図１と同一であり、７は太陽電池セル１の第一
の電極２ｂが形成された縁辺側に絶縁性の高分子材料を
例えばポッティングによって塗布する事により形成した
絶縁膜を示す。本実施例において、この太陽電池の実装
形態は実施例１と同様であり、絶縁物７が形成された太
陽電池セル１を基体８上に接着剤９ａを介して固定し、
ワイヤボンディングする。ワイヤが接触する可能性のあ
る箇所を直接、安価な絶縁物７で被覆することによって
１００％絶縁を確保することができる。

【００６１】実施例６ 図９は本発明に係わる別の実施例を示す。図において１
から１０、および１２、１３は図７ａと同一で、１１は
カバーガラス１２を下にしてサブ実装するためのシート
状の治具である。本実施例においては、太陽電池セル１
の第一の電極２ａに導体１５を例えばパラレルギャップ
溶接法によって溶接する。つぎに接着剤１３によってカ
バーガラス１２を太陽電池セル１の受光面側に固定す
る。このようにして製造された導体付き太陽電池をシー
ト状の治具１１に複数個隣接して搭載し、必要に応じて
例えば粘着テープ（図示せず）で仮固定する。さらに、
この状態でワイヤボンディングを行い太陽電池間の接続
を行う。図に示すように、導体１５は多層導体でなく例
えば厚さ５０μｍの銀でよいが、これは導体下に柔軟な
接着剤がないためボンディングエネルギが安定に伝達さ
れるためである。シート上の突起もしくはその最表面は
剛性の高い例えばステンレス鋼やタングステンなどで構
成すると、より好ましい。ただし、導体の厚さが１０μ
ｍ以下となるとシート上の材料構成によらず接合安定性
は低下した。以上のように、シート上の突起はカバーガ
ラス及び太陽電池の位置決めとワイヤボンディングの台
を兼ねているため取扱いが容易となり、ワイヤボンディ
ングの安定性も確保できた。最後に、基体８上に接着剤
９ａを例えば印刷で供給し、前述のシート状の治具１１
を反転して太陽電池を一括接着する。このような実装方
法では一回反転を行う必要があるが、ワイヤ１０が完全
にカバーガラス１２より下に位置するため、その後の取
り扱いが非常に容易になる。

【００６２】実施例７ 図１０は本発明に係わる別の実施例を示す。図において
符号は図７ａと同一である。本実施例においては、多層
導体３Ａを第二の電極に接合した太陽電池セル１Ａを、
隣接する太陽電池セル１Ｂの受光面側に重なるように瓦
積みして基体８上に位置決めし、接着剤９ａにより固定
した。接着剤９ａは基体８上に例えばポッティングによ
り供給し太陽電池セルを押しつけることにより接着面に
広げ、さらに硬化させる。つぎに第一の電極２ａＢと多
層導体３Ａをワイヤボンディングし電気的導通を確保
し、同様に他の第一の電極と多層導体もワイヤボンディ
ングする。ワイヤボンディングは別の実施例と同様に例
えば直径２５μｍの金ワイヤ１０を用いて接合すればよ
い。多層導体３と太陽電池セル１上の第一の電極２ａは
ともに少なくとも１方向にはキャピラリの移動を制限す
るものがないため、ワイヤボンディングが容易となっ
た。また、ワイヤボンディングは図に示すように例えば
太陽電池セルの重なる辺と平行な方向にワイヤループを
引き回すことにより受光面を遮る面積を最小限に抑える
ことができる。その後太陽電池セルの受光面に透光性の
接着剤を塗布し、カバーガラス１２をワイヤ１０に接触
しないように位置決めして接着固定した。その結果、ワ
イヤ１０がカバーガラス１２に隠れた構造とすることが
可能となり、その後の取り扱いが非常に容易になる。

【００６３】多層導体３は別の実施例と同様基本的には
短冊状に打ち抜き加工すれず良い。しかし、この多層導
体３Ａは隣接する太陽電池セル１Ｂの第一の電極２ａＢ
上に接合はされていないものの重なっているため、受光
面に対して平行方向の力は多層導体３Ａと第一の電極２
ａＢ間のすべりにより開放されるが、垂直方向の力は剛
性の高い多層導体３Ａから伝達され、太陽電池セル１Ｂ
に割れが発生することがわずかながらもあるため、多層
導体３Ａを例えば曲げ加工する、Ｌ字形にする等でバネ
性をもたすことが望ましい。また、多層導体３はワイヤ
ボンディング性を確保することが必須であるが、安易に
バネ性を持たすと超音波エネルギが安定に伝達しなくな
る。そこで、多層導体３の形状は、超音波の振動方向に
幅の細い箇所を形成しておくと安定性が大幅に向上す
る。例えば超音波の振動を多層導体３が太陽電池セル１
から突き出た方向とした場合は、その方向に対して例え
ば凸状のように幅を細くすることによって、目的が達成
される。

【００６４】なお、上記実施例は最後にカバーガラス１
２を太陽電池セル１に接着する工程としたが、ワイヤボ
ンディングを行う前に接着しておいても同様の効果が期
待できる。しかし、実施例１で説明したようにカバーガ
ラス１２が厚いため、ワイヤボンディングの自由度は低
くなるという問題を有する。

【００６５】また、上記実施例では多層導体３と第一の
電極２ａは接触しているように図示しているが、必ずし
も接触している必要はなく、むしろ接着剤９ａの厚さが
制御できれば、接着剤９ａをこの間にわずかにはみ出さ
せることや１００μｍ程度の空間を設けることによって
隣合う太陽電池間で力を及ぼし合うことなく信頼性上好
ましい。

【００６６】実施例８ 図１１は本発明に係わる別の実施例を示す。図において
符号は他の実施例と同一あるいは同様の機能を有するも
のである。本実施例の一つの例においては、実施例５で
示したように太陽電池セル１に絶縁物７が被覆されてお
り（図１１（ａ））、またもう一つの例においては、実
施例４で示したように多層導体３に絶縁物６が被覆され
ており（図１１（ｂ））、このような太陽電池を用いて
瓦積み実装する方法である。多層導体３Ａと太陽電池セ
ル１Ｂの第一の電極２ａＢの間に柔軟な絶縁物６、７を
介しているため、振動や熱歪による力が太陽電池セル１
Ｂに伝達されるのを防止して、信頼性を向上することが
できた。この場合においては、絶縁物６、７のためにワ
イヤボンディング時の超音波の伝達が不安定となり易
く、絶縁物の厚さは１００μｍ以内、多層導体の厚さは
５０μｍ以上とすることが好ましい。

【００６７】実施例９ 図１２に本発明の別の実施例による太陽電池の断面構造
を示す。この図において１と２は図１と同等もしくは同
等の機能を有するものであり、１２と１３は、図７ａに
あるものと同等もしくは同等の機能を有する。１４ｂは
カバーガラス１２上に形成された金属薄膜であり、１６
は太陽電池セルの第二の電極２ｂからカバーガラス上の
金属薄膜１４ｂと導通を取るための金属の薄板状の第二
の導体である。本実施例ではこの金属薄膜として面積１
００μｍ×１００μｍの領域に下地としてクロム５００
オングストローム、その上に銀を２μｍ真空蒸着により
形成したものを用いた。また薄板状の導体として厚さ３
０μｍの銀薄板を打ち抜きで短冊状に成形したものを用
いた。カバーガラス上の金属薄膜はこの実施例ではパラ
レルギャップにより薄板導体を接合するために設けた。
このように溶接によって固定する理由は、後に太陽電池
間の結線を行うときにワイヤボンディングを用いる時
に、３０μｍという剛性の低い導体薄板とカバーガラス
の間を低ヤング率の例えば接着剤等の物質で接合する
と、著しくワイヤボンディング性が低下するという問題
が発生したため、それを回避するためである。

【００６８】太陽電池セル１の受光面に透光性の接着剤
１３を塗布し、表面に金の薄膜１４ｂを表面に形成した
カバーガラス１２と接着剤１３を用いて接着する。その
後太陽電池セル１の第二の電極２ｂに薄板導体１６を例
えばパラレルギャップ溶接により接続し、導体１６を折
曲げてカバーガラス上の銀薄膜と例えばパラレルギャッ
プ溶接により接合し、カバーガラス表面に導体１６を固
定する。カバーガラスは太陽電池セルの端部より数十μ
ｍ突き出るように接着することで、導体と太陽電池セル
の受光面の絶縁は自動的に確保される。

【００６９】太陽電池を配列し直列及び並列に太陽電池
の電極間を結線するときに、この導体１６がカバーガラ
ス１２上に接合された太陽電池を用いることにより、ワ
イヤボンディング部の段差がカバーガラス１２だけの長
さとなるため、隣合う太陽電池の間隔を接触しない最小
限に抑えることができ、同じ発電量を発生させる基体の
面積が少なくなるため、重さあたりの発電効率が高くな
る。またカバーガラスを貼る工程を基体上に太陽電池を
接着する前に行うことができ、基体に接着後に行う工程
を大幅に減らすことができ、基体上での修理はワイヤボ
ンディング不良のみで済むという効果もある。

【００７０】実施例１０ 図１３は本発明にかかわる別の実施例である。図におい
て１と２は図１と同様もしくは同様の機能を有するもの
であり、１２、１３は図７ａと同様もしくは同様の機能
を有するものである。また１４ｂ及び１６は、図１２と
同様もしくは同様の機能を有するものである。図１３中
１４ａはカバーガラス上に形成された金属薄膜、１５は
太陽電池セルの受光面側の第一の電極とカバーガラス表
面の金属薄膜１４ａの電気的導通を取るための第一の導
体である。本実施例においては１４ａは１４ｂと同様の
方法で作成した厚さ５μｍ面積１００μｍ×１００μｍ
の銀薄膜であり、カバーガラス上におおよそ太陽電池セ
ルの長さと同じ間隔で１４ａ、１４ｂを作成している。
１５は１６と同じく厚さ３０μｍの銀の薄板導体であ
る。

【００７１】太陽電池セルの第一の電極２ａに第一の導
体１５を接合した後、太陽電池セルの受光面に接着剤１
３を塗布し、カバーガラス１２を金属薄膜１４ａ、１４
ｂが外側に露出する向きで、位置決め後接着固定する。
つぎに太陽電池セル１を上下反転し第二の電極２ｂに導
体１６を接続する。そして両方の導体をカバーガラスの
表面に折り込み、導体とカバーガラス上の金属薄膜を接
合する。これらの接合は例えばパラレルギャップ溶接に
より行うことができる。このことによりリボンが固定さ
れ取扱い性が良くなった。また、カバーガラスが太陽電
池セルの受光面全面を覆っているため、宇宙用太陽電池
の場合に問題となる紫外線による太陽電池へのダメージ
が回避され、使用時の信頼性が高まった。

【００７２】なお、カバーガラス１２上の第一の導体１
５および第二の導体１６は受光面を遮らないようなるべ
く微細に加工することが好ましい。

【００７３】実施例１１ 図１４は本発明にかかわる別の実施例である。図１４に
おいて符号は図１３のものと同一もしくは同等の機能を
有するものである。ここでは第一の電極２ａが形成され
た縁辺と直角の辺の長さを太陽電池セル１の長さより５
００μｍ程度長く加工したカバーガラスを用いる。この
ように太陽電池セルより５００μｍ程度長いカバーガラ
スを用いる理由は、カバーガラス上の金属薄膜が太陽電
池セルの受光面上に重ならないようにするためである。

【００７４】この太陽電池の製造方法は実施例１０の場
合と同様である。この結果、カバーガラス表面の電極１
４ａ、１４ｂ及び電極に接続された導体１５、１６が太
陽電池セルの受光面を遮らないため太陽電池の効率が上
昇した。

【００７５】図１５に本発明の実施例による太陽電池の
接続方法を示す。図１５中１と２は図１と同様もしくは
同様の機能を有するものであり、図１５中８から１０、
１２、１３は図６、７ａと同様もしくは同様の機能を有
し、図１５中１４から１６は図１４に示されているもの
と同一である。

【００７６】カバーガラス表面に薄板導体が折り込まれ
接合された太陽電池を、絶縁基体８上に絶縁性接着剤９
ａを例えば印刷により塗布し位置決め後接着固定する。
その後隣接した太陽電池の表面の導体上にワイヤボンデ
ィングし電気的導通を得る。この場合においては、太陽
電池を基体に張り付けてからの作業がワイヤボンディン
グのみになるため、実施例９と同様の効果として基体上
での修理が最小限で済む。また、ワイヤボンディングを
最表面で行うため、太陽電池の間隔を少なくする事が可
能となり、発電効率が増した。

【００７７】この例では図１４に示す太陽電池に付いて
示しているが、図１２および図１３についてもほぼ同様
に接続することができる。ただし、実施例１２の太陽電
池に付いては、薄板導体上相互をワイヤボンディングす
るのではなく、一方が薄板導体１６、他方が太陽電池の
第一の電極２ａとなるため異なるが、その他の部分は共
通である。

【００７８】実施例１２ 図１６に本発明の他の実施例による太陽電池の構造を示
す。図中符号は図１４のものと同一もしくは同等のもの
である。カバーガラス１２上の金属薄膜１４ａ、１４ｂ
は接着剤１３側に形成されている。

【００７９】この太陽電池の製造方法は以下の通りであ
る。まず、受光面側の第一の電極２ａに第一の導体１５
を接合した太陽電池を、カバーガラス１２の金属薄膜を
有する面と接着固定する。そして第一の電極２ａと接続
されている第一の導体１５をカバーガラス１２上の金属
薄膜１４ａと接合する。次に太陽電池の第二の電極２ｂ
とカバーガラス上の金属薄膜１４ｂとを第二の導体１６
で接合する。

【００８０】図１７に図１６太陽電池を用いた接続方法
を示す。図中１と２は図１と同様もしくは同一の機能を
持つもの、１１は図９のものと同様または同一の機能を
有するものである。１２から１６は図１５と同一であ
る。シート状治具１１上に例えば粘着テープでカバーガ
ラス付き太陽電池を仮固定する。そして隣接する太陽電
池の接続をカバーガラス上に接続された薄板導体１５、
１６上にワイヤボンディングすることにより行う。そし
てワイヤを破断しないようにシートごと上下反転し、接
着剤を塗布した絶縁基体に位置決めして接着固定する。
接着剤が硬化し、絶縁基体と各太陽電池セルが接着され
た後、最後にシートと両面粘着テープを剥す。

【００８１】この実施例ではシート状治具１１に、カバ
ーガラス１２上に太陽電池セル１が接着され薄板導体１
５、１６がそれぞれ接合されたものを接着したが、シー
ト上にまずカバーガラス１２を粘着テープで仮固定し、
薄板導体１５、１６を接合した太陽電池セル１を接着剤
１３でカバーガラス１２に接着し、薄板導体１５、１６
をカバーガラスに例えばパラレルギャップでカバーガラ
ス上の金属薄膜１４ａ、１４ｂに溶接するというよう
に、シート上で各工程を行ってもよい。

【００８２】以上の結果、基体に太陽電池が固定された
状態で、ワイヤが基体表面に露出しない構成になり、そ
の後の取り扱いが非常に容易になる。

【００８３】実施例１３ 図１８に本発明に係わる太陽電池接続方法の実施例の概
略図を示す。図中１と２は図１と同一、図中８、９ａ、
１２、１３は図７ａと同一、１５は太陽電池セルの第一
の電極と接続された第一の導体、１６は第二の電極と接
続された第二の導体であり、図１４、１５等と同様の機
能を有する。

【００８４】例えば太陽電池セルの第一の電極２ａに突
き出し量が２ｍｍ程度、第二の電極に突き出し量が２ｍ
ｍ程度で厚さ３０μｍの銀導体１５、１６をパラレルギ
ャップ溶接により接続し、両導体１５、１６を受光面側
に折曲げた状態で太陽電池セルを、例えば印刷により表
面に接着剤を塗布した基体８上に、複数個位置決めして
接着固定する。そして導体１５、１６が表面から突き出
すようにカバーガラス１２を接着する。最後に隣合った
太陽電池の第一の電極に接続された第一の導体１５と第
二の電極に接続された第二の導体１６をペンチ状の電極
を持つスポット溶接機で接続し、導通を確保する。この
例では銀の薄板を用いた接続方法を示したが、自重を支
える強度と十分な電気伝導性、接合性を有する方法なら
何でも良く、線径１００μｍ以上のワイヤでもよい。

【００８５】この方法によれば単純な導体形状でストレ
スリリーフが図れ、また太陽電池を基体上に張り付けた
後で受光面側から接続を行うため、作業性が大幅に向上
する。

【００８６】なお、ここでは接続後に太陽電池セルの受
光面にカバーガラスを接着固定した例を示したが、カバ
ーガラスを接着する前に接合を行いその後カバーガラス
を接着しても良い。

【００８７】実施例１４ 図１９に本発明の別の実施例である接続方法を示す。図
中１と２は図１と同一、図中８は他の実施例と同様の機
能を有する基体、１７は回路パターン、９ｂは太陽電池
セルの第二の電極２ｂを回路パターン１７に導通を取り
つつ接合するための導電性接着剤、９ｃは回路パターン
１７と基体８を接着するための回路接着剤、５はワイヤ
ボンディングを信頼性よく行うための回路パターン１７
上の金属突起、１０は図７ａにおけるワイヤと同一のも
のである。

【００８８】基体８の表面に厚さ２０μｍの銅箔を回路
接着剤９ｃを介して接着し、太陽電池セルの第二の電極
２ｂと重なる部分及びワイヤボンディングを行う領域
を、所望の太陽電池の数だけエッチングで回路パターン
１７を生成する。この回路パターン上にワイヤボンディ
ングを直接行った場合、歩留まりが低下する問題点が生
じた。この原因は一つは銅の酸化皮膜であり、もう一つ
は超音波の不安定伝達であった。これは、一般の基板に
比べて太陽電池搭載用の基体８はサイズ的に大きく、接
着剤厚さを薄くすることが困難であり、その結果柔軟な
接着剤９ｃに超音波エネルギが吸収されたために生じて
おり、回路パターン１７の厚さを９０μｍとすることに
よってワイヤボンディングの歩留まりは大幅に改善され
た。また、酸化防止に対してはワイヤボンディングを行
う領域に、例えば金の厚さ５μｍの薄膜を例えば蒸着に
より生成し、上の問題点を回避した。このようにしてで
きた、表面に回路パターン１７を持つ基体８上に、例え
ば金属粉末を含むエポキシ系の導電性接着剤９ｂをポッ
ティングにより厚さが数十から百μｍ以内になるように
供給し、太陽電池セル１と回路パターンを接着すると共
に導通を得た。そして、回路パターン上の金属膜６と隣
接する太陽電池の第一の電極２ａをワイヤボンディング
し、導通を得た。安定にワイヤボンディングするには最
低５０μｍの回路厚さが必要であった。

【００８９】この方法では太陽電池セルに溶接する必要
がなく、太陽電池の取り扱いが容易になった。また、導
電性接着剤と回路パターンを用いることにより、接着と
導通を同一の工程で行うため製造が簡略化された。

【００９０】なお、本実施例においてはワイヤボンディ
ング後にカバーガラスを接着する工程を示したが、カバ
ーガラスを接着した太陽電池を用いても良い。しかし、
実施例１と同様の問題点が発生する。

【００９１】実施例１５ 図２０に本発明の他の実施例である太陽電池の接合方法
を示す。図中１と２、６、８から１０、１７は図１９と
同一もしくは同等の機能を有するものである。基体８表
面に実施例１４と同様の方法で３０μｍ厚さの銅箔を接
着しエッチングによって回路パターン１７とする。さら
に、銅回路パターン１７上に厚さ２００μｍ程度の例え
ばニッケルめっきを施した銅板からなる金属突起５Ａを
はんだ付で接合する。また、銅回路パターン１７上に太
陽電池セル１を導電性接着剤９ｂで固定し、太陽電池セ
ルの第二の電極９ｂと銅回路パターン１７の導通を取
る。最後に回路パターン１７上に接続された金属突起５
Ａと、隣接する太陽電池セルの受光面側の第一の電極２
ａをワイヤボンディングし導通を取った。

【００９２】回路パターンが薄くてよいため全体の重量
を低下させることができた。また従来太陽電池の間にワ
イヤボンディングを行うのはキヤピラリが入るだけの間
隔をあける必要があるため、最低でも３００μｍ以上の
間隔をあける必要があったが、金属突起６を高さ２００
μｍとすることにより、ワイヤボンディングに必要な間
隔が少なくても良くなり、太陽電池の実装密度を向上す
ることができたため、基体の重量を少なくすることがで
き、宇宙用太陽電池としての性能を向上できた。

【００９３】実施例１６ 図２１に本発明の他の実施例による太陽電池の構造を示
す。図中１と２は図１と同一である。１６は図１２と同
等の機能を有する。１８は導通路形成穴を示す。

【００９４】太陽電池セル１に例えば直径１００μｍの
導体路形成穴１８を例えばドリルで加工した。そしてｐ
ｎ接合面に接しないように太陽電池セルの受光面の反対
側から金属材料を充填して金属導体１６とした。金属導
体１６の充填方法の例としては、例えば金属ペーストを
導体路形成穴に必要量だけ太陽電池セルの第二の電極２
ｂ側から供給する。そして赤外線加熱により溶融凝固さ
せ、太陽電池セルの第二の電極との導通をとるととも
に、受光面側に金属面を形成した。金属材料として金や
はんだ等を用いることができるが、シリコン太陽電池に
おいてはアルミニウム・シリコンろうや金・シリコンろ
うが好ましい。このような太陽電池においては、導体表
面と第一の電極をワイヤボンディングすることによって
接続が達成される。

【００９５】また、ここではドリルに穴開けにより導体
路形成穴を形成した例を示したが、例えばレーザ等の他
の方法によって形成してもよい。レーザを用いることに
よってマイクロクラックの発生を防止することができ
る。レーザの波長としては太陽電池セルの主な構成材料
であるシリコンによく吸収される波長１μｍ以下のレー
ザが望ましく、なかでもエキシマレーザは波長が短く除
去したい分子に与えるエネルギーが大きいため有効であ
る。

【００９６】この太陽電池では、受光面側に太陽電池セ
ルの第二の電極と導通を取った領域が存在するために、
太陽電池を直列に接続することが容易となった。

【００９７】しかし、図２１の場合は、充填された金属
導体１６の量が十分制御できないため、この導体１６が
太陽電池セルのｐｎ接合面に接触してしまい太陽電池の
機能が失われると云う問題点が生じた。そこで図２３に
示すようにｐｎ接合面と導体１６の接触箇所を除去する
ことにより、かかる問題点を簡便な方法で解消すること
ができた。この除去方法としては前述のレーザが最適で
あった。

【００９８】なお、上記実施例においては、導通路形成
穴１８を太陽電池セル１の中に形成しているが、ウエハ
プロセスで隣接する太陽電池セルの境界に形成した後、
導体１６を充填し、さらに、この穴を横切るように切断
することによっても、第二の電極２ｂ受光面側に引き上
げることが可能となる。このような構成にすることによ
って、接続部分を縁辺にもってくることが可能となり、
受光面の有効利用が可能となる。

【００９９】実施例１７ 図２２に本発明の別の実施例による太陽電池の構造を示
す。図中１と２は図１と同一であり、１６、１８は図２
１と同等の機能を持つ。

【０１００】太陽電池セル１に導体路形成穴１８を例え
ばレーザ加工により直径１００μｍ程度形成した。そし
て太陽電池セルの受光面からｐｎ接合面を越える部分ま
で直径２００μｍ程度にわたってレーザ加工により除去
した。このようにすることによって太陽電池セルに与え
るダメージを少なくして受光面側に所望のサイズの穴が
形成できる。そしてこの段差付き導体路形成穴１８に金
属導体１６を充填し実施例１６と同様に赤外線加熱を行
い導体を形成した。これによって、大きな穴に充填され
た導体上でワイヤボンディグが安定して可能であるとい
う効果がある。

【０１０１】また、導通路形成穴１８内に金等の金属を
めっきして、太陽電池セルの受光面からｐｎ接合面より
先までをエッチングにより除去しても良い。この太陽電
池においては段差つき加工を行ったため、受光面と平行
な面にも導体が形成されており、この面を利用してワイ
ヤボンディングが可能となる。

【０１０２】また、実施例１６と同様、最終工程でレー
ザ加工により受光面側から導体１６を除去し、短絡を回
避することができる。

【０１０３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような構成・製
造方法がなされているので、以下に記載されるような効
果を奏する。

【０１０４】請求項１、３、６、７、１２〜１７、１
９、２０の発明においては、ワイヤボンディングエネル
ギの安定伝達を可能とすることによって、また請求項
３、４、８の発明においては電極上の接合部を接着剤で
汚染されることを防止することによって接合安定性の高
い実装ができる。

【０１０５】請求項２、５、１４、１６の発明において
は、太陽電池のショートを防止することによって、また
請求項６、１１の発明は太陽電池の破壊を防止すること
によって信頼性の高い接続が可能となる。

【０１０６】請求項１０、１２、１３、１４、１６、２
１、２２、２３の発明においては太陽電池を隙間なく配
置することによって、また受光面を有効利用することに
よって発電効率を上げることができる。

【０１０７】請求項９、１０、１５、１７の発明におい
てはワイヤボンディング部がカバーガラス表面から突出
することがないため、接合後の組立作業を容易にするこ
とができる。

【０１０８】請求項１８の発明においては簡単な構造で
ストレスリリーフできるため安価になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる実施例１の多層導体付太陽電
池を示す概略断面図である。

【図２】この発明に係わる実施例２の多層導体上の金属
突起の位置を示す概略断面図である。

【図３】この発明に係わる実施例３の第一の電極上の金
属突起の位置を示す概略断面図である。

【図４】この発明に係わる実施例４の多層導体上の絶縁
物の位置を示す概略断面図である。

【図５】この発明に係わる実施例５の太陽電池セル受光
面の縁辺上の絶縁物の位置を示す概略断面図である。

【図６】この発明に係わる実施例１の太陽電池の実装方
法を示す概略斜視図である。

【図７】この発明に係わる図１、図２に示した実施例
１，２の太陽電池実装方法を示す概略断面図である。

【図８】この発明に係わる実施例４を示す概略断面図で
ある。

【図９】この発明に係わる実施例６による太陽電池の実
装方法を示す概略断面図である。

【図１０】この発明に係わる実施例７による太陽電池の
実装方法を示す概略断面図及び概略図である。

【図１１】この発明に係わる実施例８による太陽電池の
実装方法及び絶縁物の位置を示す概略断面図である。

【図１２】この発明に係わる実施例９によるカバーガラ
スとカバーガラス上の第二の薄膜及び第二の導体の位置
を示す概略断面図である。

【図１３】この発明に係わる実施例１０によるカバーガ
ラス上の第一の薄膜及び第一の導体の位置を示す概略断
面図である。

【図１４】この発明に係わる実施例１１によるカバーガ
ラスと第二の導体及び太陽電池の位置関係を示す概略断
面図である。

【図１５】この発明に係わる実施例１１による太陽電池
実装方法を示す概略断面図である。

【図１６】この発明に係わる実施例１２によるカバーガ
ラス上の薄膜と第一の導体及び第二の導体の接合位置を
示す概略断面図である。

【図１７】この発明に係わる実施例１２による、図１６
の太陽電池を用いた太陽電池実装方法を示す概略断面図
である。

【図１８】この発明に係わる実施例１３による、他の太
陽電池の実装方法を示す概略断面図である。

【図１９】この発明に係わる実施例１４における回路パ
ターン付基体の太陽電池の実装方法を示す概略断面図で
ある。

【図２０】この発明に係わる実施例１５における他の回
路パターン付基体の太陽電池の実装方法を示す概略断面
図である。

【図２１】この発明に係わる実施例１６における導体路
形成穴およびその中に充填された導体を有する太陽電池
の構造を示す概略斜視図である。

【図２２】この発明に係わる実施例１７における別の太
陽電池の構造を示す概略斜視図である。

【図２３】この発明に係わる実施例１６における太陽電
池の製造方法を示す概略断面図である。

【図２４】従来の太陽電池の実装方法を示す概略断面図
である。

【図２５】従来の太陽電池の別の実装方法を示す概略断
面図である。

【図２６】従来の太陽電池のさらに別の実装方法を示す
概略断面図である。

【図２７】従来の太陽電池のさらに別の実装方法を示す
概略断面図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池セル ２ａ 第一の電極 ２ｂ 第二の電極 ２ｃ 透明電極 ３ 多層電極 ４ 電極上の突起 ５ 導体上の突起 ６ 導体端部の絶縁物 ７ 太陽電池セル縁辺の絶縁物 ８ 基体 ９ａ 絶縁性接着剤 ９ｂ 導電性接着剤 ９ｃ 回路接着剤 １０ ワイヤ １１ シート １２ カバーガラス １３ カバーガラス用接着剤 １４ａ 第一のカバーガラス上金属薄膜 １４ｂ 第二のカバーガラス上金属薄膜 １５ 第一の導体 １６ 第二の導体 １７ 回路パターン １８ 導通路形成穴 １９ インタコネクタ ２０ 絶縁層 ２１ 表面保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 充 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会社 鎌倉製作所内 (72)発明者 渡辺 伸夫 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会社 鎌倉製作所内 (72)発明者 高浜 隆 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会社 鎌倉製作所内

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光面側の第一の電極と反対面側の第二
   の電極を有する太陽電池セル、上記第一もしくは第二の
   電極に接合され太陽電池セル端面から付き出た平面状の
   多層導体から構成されたことを特徴とする導体付き太陽
   電池。
2. 【請求項２】 第一の電極上に金属突起を有することを
   特徴とする請求項１記載の太陽電池。
3. 【請求項３】 多層導体上に金属突起を有することを特
   徴とする請求項１もしくは２記載の太陽電池。
4. 【請求項４】 多層導体の電極と接合されていない端部
   に絶縁物を被覆したことを特徴とする請求項１から３い
   ずれか記載の太陽電池。
5. 【請求項５】 第一の電極が形成された受光面側と太陽
   電池セル端面の交差する縁辺において第一の電極が形成
   された縁辺に絶縁物を被覆したことを特徴とする請求項
   １から４いずれか記載の太陽電池のうち上記第一の電極
   に上記多層導体が接合されていない太陽電池。
6. 【請求項６】 多層導体は、貴金属と鉄ニッケルの合金
   もしくはニオブから構成したことを特徴とする請求項１
   から５いずれか記載の太陽電池。
7. 【請求項７】 受光面側の第一の電極と、第二電極と接
   合された多層導体を上記太陽電池セル端面に接触しない
   ように突出した状態で接合する工程、上記多層導体付き
   太陽電池を複数個絶縁基体上に固着する工程、上記多層
   導体相互もしくは上記導体と上記太陽電池の第二の電
   極、もしくは上記第二の電極相互とをワイヤボンディン
   グにより接続する工程、からなることを特徴とする太陽
   電池の実装方法。
8. 【請求項８】 太陽電池受光面側の第一の電極と、第二
   の電極と接合された多層導体とを上記太陽電池セル端面
   に接触しないように突出した状態で接合する工程、上記
   複合導体付き太陽電池を上記複合導体の先端部が隣接す
   る太陽電池の下面に、上記隣接する太陽電池の第二の電
   極と上記複合導体を絶縁した状態で複数個配置して絶縁
   基体上に固着する工程、上記多層導体相互もしくは上記
   多層導体と上記太陽電池受光面側の第一の電極、もしく
   は上記第一の電極相互をワイヤボンディングにより接続
   する工程、からなることを特徴とする太陽電池の実装方
   法。
9. 【請求項９】 太陽電池セルの受光面側の第一の電極か
   ら上記第一の電極と導通を取った多層導体を上記太陽電
   池セル端面より引出す工程、多層導体付き太陽電池をカ
   バーガラスに接着する工程、複数個の上記太陽電池をシ
   ート状の治具に隣接配置して固定する工程、上記導体相
   互もしくは上記導体と上記太陽電池の反対側の第二の電
   極もしくは上記第二の電極相互をワイヤボンディングす
   る工程、絶縁基体に上記ワイヤボンディングした太陽電
   池を固着する工程、上記シート状の治具を取り除く工程
   からなることを特徴とする太陽電池の実装方法。
10. 【請求項１０】 太陽電池セルの受光面側と反対面側の
    第二の電極と、多層導体を上記太陽電池セル端面より突
    出した状態で接合して上記第二の電極と導通を取る工
    程、多層導体付き太陽電池を上記多層導体が隣接する太
    陽電池の受光面側の第一の電極面と重なるように瓦積み
    状に配置して絶縁基体上に固着する工程、上記多層導体
    相互もしくは上記多層導体と上記太陽電池受光面側の第
    一の電極、もしくは上記第一の電極相互をワイヤボンデ
    ィングにより接続したことを特徴とする太陽電池の実装
    方法。
11. 【請求項１１】 太陽電池セルに接合された多層導体を
    隣接する太陽電池の第一の電極面上に高分子材料を介し
    て重ねたことを特徴とする請求項１０記載の太陽電池の
    実装方法。
12. 【請求項１２】 金属薄膜が局部形成されたカバーガラ
    ス、上記カバーガラスと接着された受光面側の第一の電
    極と反対面側の第二の電極を有する太陽電池セル、上記
    第二の電極および上記カバーガラス上の金属薄膜に接合
    され上記第二の電極と上記金属薄膜間の導通を取った導
    体とから構成されたことを特徴とする導体付き太陽電
    池。
13. 【請求項１３】 金属薄膜が複数個局部形成されたカバ
    ーガラス、上記カバーガラスと接着された受光面側の第
    一の電極と反対面側の第二の電極を有する太陽電池セ
    ル、上記第一の電極および上記カバーガラス上の第一の
    金属薄膜に接合され上記第一の電極と上記第一の金属薄
    膜間の導通を取った第一の導体、上記第二の電極および
    上記カバーガラス上の第二の金属薄膜に接合され上記第
    二の電極と上記第二の金属薄膜間の導通を取るための第
    二の導体とから構成されたことを特徴とする導体付き太
    陽電池。
14. 【請求項１４】 少なくとも第一もしくは第二の導体を
    引き出した側の太陽電池セル端面において上記端面より
    カバーガラスが突き出ており、突き出た部分に金属薄膜
    が形成かつ導体が接合されていることを特徴とする請求
    項１２もしくは１３記載の導体付き太陽電池。
15. 【請求項１５】 カバーガラス上の複数個の金属薄膜が
    太陽電池セルの接着される側に形成されており、かつ上
    記金属薄膜が上記太陽電池セルの端面より突き出たこと
    を特徴とする請求項１３記載の導体付き太陽電池。
16. 【請求項１６】 請求項１２もしくは１３記載の導体付
    き太陽電池を基体上に隣接配置したのち上記カバーガラ
    ス上の導体相互もしくは上記カバーガラス上の導体と上
    記太陽電池の反対面側の電極もしくは上記反対面側の電
    極相互をワイヤボンディングにより接続したことを特徴
    とする太陽電池の実装方法。
17. 【請求項１７】 請求項１５記載の太陽電池において、
    複数個の上記太陽電池のカバーガラス側をシート状の治
    具に隣接配置して固定する工程、上記導体相互もしくは
    上記導体と上記太陽電池の反対側の第一の電極もしくは
    上記第一の電極相互をワイヤボンディングする工程、絶
    縁基体に上記ワイヤボンディングした太陽電池を接着す
    る工程、上記シート状の治具を取り除く工程からなるこ
    とを特徴とする太陽電池の実装方法。
18. 【請求項１８】 太陽電池セルの受光面側の第一の電極
    から導体を引き出す工程、上記太陽電池セルの受光面側
    にカバーガラスを接着するとともに、上記太陽電池セル
    の受光面と反対側側の電極から上記第二の電極と導通を
    取った第二の導体を上記太陽電池セル端面より引出す工
    程、上記導体付き太陽電池を絶縁基体に接着する工程、
    上記第一および第二の導体を接合する工程、からなるこ
    とを特徴とする太陽電池の実装方法。
19. 【請求項１９】 絶縁基体上に厚さ５０μｍ以上の銅を
    主成分とする回路パターンを形成する工程、上記回路パ
    ターン上の所望の箇所に貴金属膜を形成する工程、上記
    パターンと太陽電池セルの受光面と反対面側の第二の電
    極が会合するように上記絶縁基体上に複数の上記太陽電
    池を隣接させ、かつ上記回路導体と導通接着する工程、
    上記回路パターンの貴金属膜と太陽電池セルの受光面側
    の金属突起を有する第一の電極とをインタコネクタもし
    くはワイヤを用いて接続する工程、上記太陽電池セルの
    受光面側にカバーガラスを接着する工程、からなるとを
    特徴とする太陽電池の実装方法。
20. 【請求項２０】 絶縁基体上に銅を主成分とする回路パ
    ターンを形成する工程、上記回路パターン上の所望の箇
    所に金属突起を形成する工程、上記パターンと太陽電池
    セルの受光面と反対面側の第二の電極が会合するように
    上記絶縁基体上に複数の上記太陽電池を隣接させ、かつ
    上記回路導体と導通接着する工程、上記回路パターンの
    貴金属膜と太陽電池セルの受光面側の金属突起を有する
    第一の電極とをワイヤボンディングする工程、上記太陽
    電池セルの受光面側にカバーガラスを接着する工程、か
    らなることを特徴とする太陽電池の実装方法。
21. 【請求項２１】 太陽電池セル受光面側の第一の電極と
    反対面側の第二の電極から受光面側に導体路を形成する
    ための導体路形成穴を有する太陽電池において、上記導
    体路形成穴に充填された導体が受光面の表面より凹んで
    いることを特徴とする太陽電池。
22. 【請求項２２】 太陽電池セル受光面側の第一の電極と
    反対面側の第二の電極から受光面側に導体路を形成する
    ための導体路形成穴を有する太陽電池において、少なく
    とも上記導体路形成穴の周辺部の一部において受光面側
    から受光面に対しておおよそ平行に段付加工され、上記
    導体路形成穴の導体が上記第二の電極から受光面の表面
    と上記段付加工面の間まで充填されたことを特徴とする
    太陽電池。
23. 【請求項２３】 導体路形成穴の内部に導体を充填した
    のち、レーザにより導体および導体形成穴の周囲を除去
    することにより、受光面より凹んだ導体接続部を形成し
    たことを特徴とする太陽電池の製造方法。