JP2010068004A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明基板上に積層された第１電極と、第１電極上に積層された光電変換層と、光電変換層上に積層された第２電極とを備え、第２電極は、透明導電膜と金属膜とから構成された太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法に関する。 The present invention includes a first electrode laminated on a transparent substrate, a photoelectric conversion layer laminated on the first electrode, and a second electrode laminated on the photoelectric conversion layer, and the second electrode is transparent The present invention relates to a solar cell module including a conductive film and a metal film, and a method for manufacturing the solar cell module.
近年、太陽電池の低コスト化、高効率化を両立するために原材料の使用量が少ない薄膜系の太陽電池モジュールの開発が精力的に行われている。従来の薄膜系の太陽電池モジュールの断面図の一例を、図１に示す。 In recent years, in order to achieve both low cost and high efficiency of solar cells, thin-film solar cell modules that use less raw materials have been vigorously developed. An example of a cross-sectional view of a conventional thin film solar cell module is shown in FIG.
図１に示すように、従来の薄膜系の太陽電池モジュール１０は、ガラス等の透明基板１１上に、第１透明導電膜１２と光電変換層１３と裏面電極１４とを、レーザー照射によりパターニングしながら順次積層して形成される。又、太陽電池モジュール１０は、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）等の保護材１６がＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate）等の充填材１５によって接着される。
As shown in FIG. 1, a conventional thin-film
ここで、裏面電極１４を、第２透明導電膜１４a上に金属薄膜１４bを積層して形成することにより、裏面電極１４をレーザー照射によりパターニングする際に生じる第２透明導電膜１４aのレーザーアブレーション現象を有効に利用して、容易なパターニングを可能とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
Here, by forming the
このような従来の薄膜系の太陽電池モジュール１０の製造工程では、第２透明導電膜１４aと金属薄膜１４bとに対して同時にレーザーを照射することにより、裏面電極１４のパターニングが行われる。
一般的に、薄膜系の太陽電池モジュール１０は屋外で長期間に渡って使用されるため、たとえ水分が浸入したとしても安定した高い発電力を維持するための充分な耐湿性を備える必要がある。
In general, since the thin-film
しかしながら、図１に示すような従来の薄膜系の太陽電池モジュール１０では、第２透明導電膜１４aの一部は金属薄膜１４bに覆われることなく、金属薄膜１４bから露出している。従って、保護材１６及び充填材１５を浸潤してきた水分が第２透明導電膜１４aにまで到達すれば、第２透明導電膜１４aは容易に劣化し、安定した高い発電力を維持することができないという問題があった。
However, in the conventional thin film
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、水分が浸入しても、高い発電力を維持することができる太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at providing the manufacturing method of a solar cell module and a solar cell module which can maintain high electric power generation even if a water | moisture content permeates. To do.
本発明の第１の特徴に係る太陽電池モジュールは、基板と、基板上に積層された第１電極、第１電極上に積層された光電変換層、及び光電変換層上に積層された第２電極を含む発電領域とを備え、第２電極は、光電変換層上に積層された透明導電膜と、透明導電膜上に積層された金属膜とを含み、金属膜は、発電領域の端部において透明導電膜の側壁を覆うとともに、光電変換層に接していることを要旨とする。 A solar cell module according to a first feature of the present invention includes a substrate, a first electrode laminated on the substrate, a photoelectric conversion layer laminated on the first electrode, and a second laminated on the photoelectric conversion layer. The second electrode includes a transparent conductive film laminated on the photoelectric conversion layer, and a metal film laminated on the transparent conductive film, and the metal film is an end of the power generation area. The gist of the method is to cover the side wall of the transparent conductive film and to be in contact with the photoelectric conversion layer.
本発明の第２の特徴に係る太陽電池モジュールは、基板と、基板上に積層された第１電極、第１電極上に積層された光電変換層、及び光電変換層上に積層された第２電極とを備え、第２電極は、光電変換層上に積層された透明導電膜と、透明導電膜上に積層された金属膜とから構成されており、第１電極、光電変換層、及び第２電極を分離する溝部をさらに備え、金属膜は、溝部に面する透明導電膜の側壁を覆うとともに、光電変換層に接していることを要旨とする。 A solar cell module according to a second feature of the present invention includes a substrate, a first electrode laminated on the substrate, a photoelectric conversion layer laminated on the first electrode, and a second laminated on the photoelectric conversion layer. The second electrode is composed of a transparent conductive film laminated on the photoelectric conversion layer and a metal film laminated on the transparent conductive film. The first electrode, the photoelectric conversion layer, and the first electrode The gist further includes a groove part for separating the two electrodes, and the metal film covers the side wall of the transparent conductive film facing the groove part and is in contact with the photoelectric conversion layer.
第１及び第２の特徴に係る太陽電池モジュールによれば、透明導電膜は、金属膜によって覆われて露出していないため、浸入した水分が裏面電極まで到達しても、金属膜によって封止されている透明導電膜が水分によって劣化することはなく、安定した高い発電力を維持することができる。 According to the solar cell module according to the first and second features, since the transparent conductive film is covered with the metal film and is not exposed, the transparent conductive film is sealed by the metal film even when the infiltrated moisture reaches the back electrode. The transparent conductive film is not deteriorated by moisture, and a stable high power generation can be maintained.
本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、溝部は、透明基板の周縁部に設け、第１電極、光電変換層、第２電極からなる発電領域と非発電領域を分離することを要旨とする。 A third feature of the present invention relates to the second feature of the present invention, wherein the groove is provided on the peripheral edge of the transparent substrate, and includes a power generation region and a non-power generation region including the first electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode. The gist is to separate.
本発明の第４の特徴は、本発明の第２及び３の特徴に係り、溝部は、透明基板の周縁部に設け、発電領域を囲む前記非発電領域を形成することを要旨とする。 A fourth feature of the present invention relates to the second and third features of the present invention, and is summarized in that the groove portion is provided at a peripheral portion of the transparent substrate to form the non-power generation region surrounding the power generation region.
本発明の第５の特徴は、本発明の第２〜４いずれか１つの特徴に係り、非発電領域において、金属膜は、溝部に面する透明導電膜の側壁を覆うとともに、光電変換層に接していることを要旨とする。 A fifth feature of the present invention relates to any one of the second to fourth features of the present invention, and in the non-power generation region, the metal film covers the side wall of the transparent conductive film facing the groove and is formed on the photoelectric conversion layer. The point is that they are in contact.
本発明によると、水分が浸入しても、高い発電力を維持することができる太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if a water | moisture content penetrate | invades, the manufacturing method of the solar cell module which can maintain a high electric power generation, and a solar cell module can be provided.
《第１実施形態》
次に、図面を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
<< First Embodiment >>
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
〈太陽電池モジュール１０の構成〉
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０の上面図を図２に示す。
<Configuration of
A top view of the
太陽電池モジュール１０は、透明基板１１上に、光起電力素子２０を複数含む発電領域２１と、発電領域２１の周囲に設けられた非発電領域２２と、第１溝部３０と、第２溝部４０とを備える。
The
透明基板１１は、太陽電池モジュール１０の単一基板である。透明基板１１は、ガラス等の光透過性、遮水性を有する部材により構成される。
The
光起電力素子２０は、第１透明導電膜１２と光電変換層１３と裏面電極１４とを順次積層して形成される。一の光起電力素子２０の第１透明導電膜１２は、第１溝部３０において、隣接する他の光起電力素子２０の裏面電極１４と接続される。これにより、光起電力素子２０同士は電気的に直列接続される。
The
第１溝部３０は、一の光起電力素子２０の光電変換層１３及び裏面電極１４と、隣接する他の光起電力素子２０の光電変換層１３及び裏面電極１４とを電気的に分離する溝である。
The
発電領域２１は、複数の光起電力素子２０を電気的に直列接続することにより形成される。発電領域２１は、発電に寄与する有効領域である。
The
非発電領域２２は、第２溝部４０を介して、発電領域２１の周囲に設けられる。非発電領域２２は、発電に寄与しない無効領域である。非発電領域２２は、光起電力素子２０と同様に、第１透明導電膜１２と光電変換層１３と裏面電極１４とを順次積層して形成される積層体である。
The
第２溝部４０は、発電領域２１と非発電領域２２とを電気的に分離する溝である。
The
図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図２の下部（図２のαで囲んだ部分）を拡大したものである。 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and is an enlarged view of the lower part of FIG.
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０は、図３に示すように、透明基板１１と、透明基板１１上に積層された第１透明導電膜１２（第１電極）と、第１透明導電膜１２上に積層された光電変換層１３と、光電変換層１３上に積層された裏面電極１４（第２電極）とを備える。
As shown in FIG. 3, the
第１透明導電膜１２は、透明基板１１上に積層されている。第１透明導電膜１２は、第１溝部３０において一部が除去され、短冊状に形成されている。第１透明導電膜１２は、ＺｎＯ，Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＣｄＯ，ＴｉＯ2，ＣｄＩｎ2Ｏ4，Ｃｄ2ＳｎＯ4，Ｚｎ2ＳｎＯ4にＳｎ，Ｓｂ，Ｆ，Ａｌ、Ｂ、Ｇａをドープした金属酸化物の一群より選択された一種類あるいは複数種類の積層体により構成される。なお、ＺｎＯは、高い光透過性、低抵抗性、可塑性を有し、低価格であるため透明導電膜材料として好適である。
The first transparent
光電変換層１３は、第１透明導電膜１２上に積層されている。光電変換層１３は、第１溝部３０において一部が除去され、短冊形状に形成されている。本実施形態に係る光電変換層１３は、非結晶シリコン半導体により構成される。本実施形態に係る光電変換層１３は、非晶質シリコン半導体上に微結晶シリコン半導体を積層して形成される。このような非晶質シリコンと微結晶シリコンを用いたタンデム型太陽電池モジュールは、光吸収波長が異なる二種類の半導体を積層した構造を有し、太陽光スペクトルを有効に利用することができる。尚、本明細書に置いて、「微結晶」の用語は、多数の微小な結晶粒を含むものを意味し、部分的に非晶質状態を含む状態をも意味するものとする。
The
裏面電極１４は、第２透明導電膜１４ａ上に金属膜１４ｂが積層された２層構造を有する。
The
第２透明導電膜１４ａは、光電変換層１３上に積層される。第２透明導電膜１４ａは、第１溝部３０において一部が除去され、短冊状に形成されている。図３に示すように、第２透明導電膜１４ａの一部が除去された幅をＡとする。
The second transparent
金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａ上に積層される。金属膜１４ｂは、第１溝部３０において一部が除去され、短冊状に形成されている。図３に示すように、金属膜１４ｂの一部が除去された幅をＢとする。
The
ここで、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０では、金属膜１４ｂの一部が除去された幅Ｂは、第２透明導電膜１４ａの一部が除去された幅Ａよりも狭い。
Here, in the
即ち、金属膜１４ｂは、第１溝部３０において、第２透明導電膜１４ａが分離された幅Ａよりも狭い幅Ｂで分離されている。
That is, the
具体的には、図３に示すように、第１溝部３０において、第２透明導電膜１４ａは、光電変換層１３の側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接する。又、金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接する。又、金属膜１４ｂは、第１溝部３０において、光電変換層１３上に形成された第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接する。
Specifically, as shown in FIG. 3, in the
このように、第１溝部３０において、第２透明導電膜１４ａは、金属膜１４ｂによって覆われた状態にあり、外部に露出していない。
Thus, in the
第２透明導電膜１４ａは、第１透明導電膜１２と同様に、ＺｎＯ，Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＣｄＯ，ＴｉＯ2，ＣｄＩｎ2Ｏ4，Ｃｄ2ＳｎＯ4，Ｚｎ2ＳｎＯ4にＳｎ，Ｓｂ，Ｆ，Ａｌ、Ｂ、Ｇａをドープした金属酸化物の一群より選択された一種類あるいは複数種類の積層体により構成される。
Similarly to the first transparent
金属膜１４ｂは、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｔａ等の一群より選択された一種類あるいは複数種類の積層体により構成される。
The
図４は、図２のＢ−Ｂ断面図であり、図２の右部（図２のβで囲んだ部分）を拡大したものである。 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2, and is an enlarged view of the right part of FIG. 2 (part surrounded by β in FIG. 2).
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０は、発電領域２１と非発電領域２２と第２溝部４０とを備える。
The
第２透明導電膜１４ａは、光電変換層１３上に積層される。第２透明導電膜１４ａは、第２溝部４０において一部が除去されている。図４に示すように、第２透明導電膜１４ａの一部が除去された幅をＡ´とする。
The second transparent
金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａ上に積層される。金属膜１４ｂは、第２溝部４０において一部が除去されている。図４に示すように、金属膜１４ｂの一部が除去された幅をＢ´とする。
The
ここで、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０では、金属膜１４ｂの一部が除去された幅Ｂ´は、第２透明導電膜１４ａの一部が除去された幅Ａ´よりも狭い。
Here, in the
即ち、金属膜１４ｂは、第２溝部４０において、第２透明導電膜１４ａが分離された幅Ａ´よりも狭い幅Ｂ´で分離されている。
That is, the
具体的には、図４に示すように、第２溝部４０において、金属膜１４ｂは、第２溝部４０において、光電変換層１３上に形成された第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、光電変換層１３に接している。
Specifically, as shown in FIG. 4, in the
このように、第２溝部４０において、第２透明導電膜１４ａは、金属膜１４ｂによって覆われた状態にあり、外部に露出していない。
Thus, in the
〈太陽電池モジュール１０の製造方法〉
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０の製造方法について、図３乃至図１０を用いて説明する。
<Method for Manufacturing
A method for manufacturing the
透明基板１１上に、スパッタ等により第１透明導電膜１２を形成する。図５（ａ）に示すように、第１透明導電膜１２は、ＹＡＧレーザーを照射することにより、短冊状にパターニングされる。又、図５（ｂ）に示すように、第１透明導電膜１２は、ＹＡＧレーザーを複数回往復させて照射され、発電領域２１となる領域と、非発電領域２２となる領域とに電気的に分離される。これにより、第１透明導電膜１２は、各光起電力素子２０間で電気的に分離される。即ち、第１透明導電膜１２の一部が、第２溝部４０において除去される。ＹＡＧレーザーの照射は、光入射側から、又は、光入射側と反対の裏面側から行うことができる。
A first transparent
次に、プラズマＣＶＤ法により、光電変換層１３を形成する。具体的には、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１透明導電膜１２上にp-i-n型の非晶質シリコン半導体を順次積層した後、p-i-n型の微結晶シリコン半導体を順次積層して光電変換層１３を形成する。
Next, the
光電変換層１３は、第１透明導電膜１２のパターニング位置から所定間隔の位置に光入射側からＹＡＧレーザーを照射することにより、短冊状にパターニングされる。即ち、光電変換層１３の一部が、第１溝部３０において除去される。これにより、図７に示すように、光電変換層１３は、光起電力素子２０毎に電気的に分離される。
The
次に、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２透明導電膜１４ａが、光電変換層１３上にスパッタ等により形成される。第２透明導電膜１４ａは、光電変換層１３のパターニング位置から所定間隔の位置に、裏面側からＹＡＧレーザーを照射することにより、短冊状にパターニングされる。即ち、透明導電膜１４ａの一部が、第１溝部３０において除去される。これにより、図９（ａ）に示すように、透明導電膜１４ａは、光起電力素子２０毎に電気的に分離される。
Next, as shown in FIGS. 8A and 8B, the second transparent
又、図９（ｂ）に示すように、第２透明導電膜１４ａは、裏面側からＹＡＧレーザーを複数回往復させて照射され、発電領域２１となる領域と、非発電領域２２となる領域とに電気的に分離される。即ち、第２透明導電膜１４ａの一部が、第２溝部４０において除去される。
Further, as shown in FIG. 9B, the second transparent
次に、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属膜１４ｂが、第２透明導電膜１４ａ上にスパッタ等により形成される。
Next, as shown in FIGS. 10A and 10B, a
次に、図３に示すように、光電変換層１３及び金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａのパターニング位置から所定間隔の位置に光入射側からＹＡＧレーザーを照射することにより、短冊状にパターニングされる。即ち、金属膜１４ｂの一部が、第１溝部３０において除去される。特に、本発明に係る金属膜１４ｂは、第１溝部３０において、第２透明導電膜１４ａが除去された幅Ａよりも狭い幅Ｂで除去される。
Next, as shown in FIG. 3, the
又、図４に示すように、光電変換層１３及び金属膜１４ｂは、光入射側からＹＡＧレーザーを照射され、発電領域２１となる領域と、非発電領域２２となる領域とを電気的に分離する。即ち、金属膜１４ｂの一部が、第２溝部４０において除去される。特に、本発明に係る金属膜１４ｂは、第２溝部４０において、第２透明導電膜１４ａが除去された幅Ａ´よりも狭い幅Ｂ´で除去される。
As shown in FIG. 4, the
次に、裏面側に、樹脂からなる充填材１５及び保護材１６（不図示）を順次配置して、ラミネート装置を用いて真空加熱圧着を行った後、加熱処理により充填材１５を架橋、安定化させる。
Next, a
充填材１５として、ＥＶＡの他、ＥＥＡ等のエチレン系樹脂、ＰＶＢ、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ樹脂を用いてもよい。又、保護材１６として、フッ素系樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ等）、ＰＣ、ガラス等が金属箔を挟んだ構造、ＳＵＳ、鋼板を用いてもよい。
As the
以上により、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０が形成される。尚、当該太陽電池モジュール１０には、端子ボックス及び取出し電極を接続し、ブチルゴム等によりアルミニウム枠を取付けることができる。
Thus, the
〈作用及び効果〉
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０では、第２透明導電膜１４ａは、第１溝部３０において、光電変換層１３の側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接している。又、金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接している。又、金属膜１４ｂは、第１溝部３０において、光電変換層１３上に形成された第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、光電変換層１３に接している。
<Action and effect>
In the
このように、第１溝部３０において、第２透明導電膜１４ａは、金属膜１４ｂによって覆われた状態にあり、外部に露出していない。
Thus, in the
従って、保護材１６及び充填材１５を浸潤してきた水分が裏面電極１４まで到達しても、金属膜１４ｂによって覆われている第２透明導電膜１４ａが水分によって劣化することはなく、安定した高い発電力を維持することができる。
Therefore, even if the moisture that has infiltrated the
特に、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０は、高い光透過性、低抵抗性、可塑性を有し、低価格であるＺｎＯを、第２透明導電膜材料として使用するために好適である。
In particular, the
〈その他の実施形態〉
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
<Other embodiments>
Although the present invention has been described according to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、上記実施形態では、非晶質シリコン半導体と微結晶シリコン半導体とが順次積層された光電変換層１２及び１３を用いたが、微結晶又は非晶質シリコン半導体の単層又は３層以上の積層体を用いても同様の効果を得ることができる。 For example, in the above embodiment, the photoelectric conversion layers 12 and 13 in which an amorphous silicon semiconductor and a microcrystalline silicon semiconductor are sequentially stacked are used. However, a single layer or three or more layers of a microcrystalline or amorphous silicon semiconductor are used. The same effect can be obtained even when a laminate is used.
又、上記実施形態では、第２透明導電膜１４ａを光電変換層１３上に積層した後にＹＡＧレーザーによりパターニングを行ったが、第２透明導電膜１４ａは、所望のパターンのフォトマスクを用いて形成されてもよい。
In the above embodiment, the second transparent
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
以下、本発明に係る太陽電池モジュールについて、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。 Hereinafter, the solar cell module according to the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to those shown in the following examples, and the gist thereof is not changed. It can be implemented with appropriate modifications.
〈実施例〉
本発明の実施例に係る太陽電池モジュールとして、図３及び図４に示す太陽電池モジュール１０を以下のように製造した。
<Example>
As the solar cell module according to the example of the present invention, the
４ｍｍ厚のガラス基板１１上に、熱ＣＶＤにより６００ｎｍ厚のＳｎＯ2電極１２を形成した。
An SnO 2 electrode 12 having a thickness of 600 nm was formed on a
又、ガラス基板１１の光入射側からＹＡＧレーザーを照射して、ＳｎＯ2電極１２を短冊状にパターニングした。当該レーザー分離加工には、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度３×１０5Ｗ／ｃｍ2のＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。ここで、発電領域２１と非発電領域２２との境界部分については、ＹＡＧレーザーを複数回往復させて、３ｍｍ幅の溝を形成した。
Further, the YAG laser was irradiated from the light incident side of the
次に、プラズマＣＶＤ法により、非晶質シリコン半導体層及び微結晶シリコン半導体層からなる光電変換層１３を形成した。具体的には、非晶質シリコン半導体層は、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ4とＣＨ4とＨ2とＢ2Ｈ6との混合ガスから膜厚１０ｎｍのｐ型非晶質シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ2との混合ガスから膜厚３００ｎｍのi型非晶質シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ2とＰＨ3との混合ガスから膜厚２０ｎｍのｎ型非晶質シリコン半導体層を形成し順次積層した。又、微結晶シリコン半導体層は、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ4とＨ2とＢ2Ｈ6との混合ガスから膜厚１０ｎｍのｐ型微結晶シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ2との混合ガスから膜厚２０００ｎｍのi型微結晶シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ2とＰＨ3との混合ガスから膜厚２０ｎｍのｎ型微結晶シリコン半導体層を形成し順次積層した。プラズマＣＶＤ法の諸条件の詳細を表1に示す。
Next, a
又、非晶質シリコン半導体層及び微結晶シリコン半導体層からなる光電変換層１３を、ＳｎＯ2電極１２のパターニング位置から５０μｍ横の位置に光入射側からＹＡＧレーザーを照射することにより短冊状にパターニングした。当該レーザー分離加工には、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度１×１０5Ｗ／ｃｍ2のＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。
Further, the
次に、９０ｎｍ厚のＺｎＯ膜１４ａを、微結晶シリコン半導体層上にスパッタにより形成した。
Next, a 90 nm
又、ＺｎＯ膜１４ａを、光電変換層１３のパターニング位置から５０μｍ横の位置に裏面側からＹＡＧレーザーを照射することにより短冊状にパターニングした。ここで、ＺｎＯ膜１４ａの一部を除去する幅は、１４０μｍとした。当該レーザー分離加工には、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度１×１０5Ｗ／ｃｍ2のＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。
Further, the
次に、２００ｎｍ厚のＡｇ膜１４ｂを、ＺｎＯ膜１４ａ上にスパッタにより形成した。
Next, an
又、光電変換層１３とＡｇ電極１４とを、光入射側からＹＡＧレーザーを照射することにより、短冊状にパターニングした。ここで、Ａｇ膜１４ｂの一部を除去する幅は、１００μｍとした。当該レーザー分離加工には、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度１×１０5Ｗ／ｃｍ2のＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。
Further, the
次に、ＥＶＡ１５とＰＥＴフィルム１６とを順次配置して、ラミネート装置を用いて、１５０℃で３０分加熱処理することで、ＥＶＡ１５を架橋、安定化して真空圧着した。
Next, the
最後に、端子ボックスを取付けて取出し電極を接続して本発明の実施例に係る太陽電池モジュールを完成した。 Finally, the terminal box was attached and the extraction electrode was connected to complete the solar cell module according to the example of the present invention.
〈従来例〉
従来例として、図１に示す太陽電池モジュール１０を作製した。従来例では、光電変換層１３上にＺｎＯ膜１４ａとＡｇ膜１４ｂとを順次連続して積層し、光電変換層１３のパターニング位置から１００μｍ横の位置に光入射側からＹＡＧレーザーを照射してパターニングしたこと以外は、上記実施例と同様の工程を行った。
<Conventional example>
As a conventional example, a
従って、第１溝部３０において、ＺｎＯ膜１４ａの一部は、Ａｇ膜１４ｂに覆われることなく露出している。
Accordingly, a part of the
《熱アニール処理後の特性評価》
実施例に係る太陽電池モジュールと従来例に係る太陽電池モジュールとの信頼性を比較するために、熱アニール処理を行った後に、これらの特性評価を行った。具体的には、温度２００℃の大気雰囲気中に各モジュールを３時間暴露する処理を行った。
<Characteristic evaluation after thermal annealing>
In order to compare the reliability of the solar cell module according to the example and the solar cell module according to the conventional example, these characteristics were evaluated after performing the thermal annealing treatment. Specifically, a process of exposing each module for 3 hours in an air atmosphere at a temperature of 200 ° C. was performed.
〈結果〉
熱アニール処理後の特性評価結果は以下の通りである。
<result>
The characteristic evaluation results after the thermal annealing treatment are as follows.
熱アニール処理を行った後において、従来例に係る太陽電池モジュールの変換効率は、処理前と比較して約２０％低下した。 After the thermal annealing treatment, the conversion efficiency of the solar cell module according to the conventional example was reduced by about 20% compared to before the treatment.
一方、実施例に係る太陽電池モジュールの変換効率は、熱アニール処理を行った後であっても変化は見られず、高い発電力を維持していた。 On the other hand, the conversion efficiency of the solar cell module according to the example did not change even after the thermal annealing treatment, and maintained high power generation.
表２に示す結果となった原因を確認するため、熱アニール処理後の従来例に係る太陽電池モジュールのＺｎＯ膜１４ａの抵抗を測定したところ、抵抗値が２倍となっていた。即ち、大気中の水分によってＺｎＯ膜１４ａが劣化したことが確認された。
In order to confirm the cause of the result shown in Table 2, when the resistance of the
このように、従来例に係る太陽電池モジュールの変換効率が低下した理由は、第１溝部３０を浸潤してきた水分がＺｎＯ膜１４ａを劣化させためであることが判った。
Thus, it was found that the reason why the conversion efficiency of the solar cell module according to the conventional example was lowered was that the water infiltrating the
一方、実施例に係る太陽電池モジュールでは、ＺｎＯ膜１４ａは、第１溝部３０において、光電変換層１３の側壁を覆いながら、ＳｎＯ2電極１２に接している。又、Ａｇ膜１４ｂは、ＺｎＯ膜１４ａの側壁を覆いながら、ＳｎＯ2電極１２に接している。さらに、Ａｇ膜１４ｂは、第１溝部３０において、光電変換層１３上に形成されたＺｎＯ膜１４ａの側壁を覆いながら、光電変換層１３に接している。
On the other hand, in the solar cell module according to the example, the
このように、実施例に係る太陽電池モジュールでは、Ａｇ電極１４ｂがＺｎＯ膜１４ａ上を覆っており、水分がＺｎＯ膜１４ａに接触しないため、安定した高い出力を維持することができた。
Thus, in the solar cell module according to the example, the
又、ＺｎＯは、透明導電膜材料として大きな利点を有するにも関わらず、水分によって容易に劣化するという特性のために実用化できなかったが、実施例の構成を採用することにより十分実用化されうることが判った。 Although ZnO has a great advantage as a transparent conductive film material, it could not be put into practical use due to the property of being easily deteriorated by moisture, but it was sufficiently put into practical use by adopting the configuration of the example. I knew it was possible.
１０…太陽電池モジュール
１１…透明基板
１２…第１透明導電膜
１３…光電変換層
１４…裏面電極
１４ａ…第２透明導電膜
１４ｂ…金属膜
１５…充填材
１６…保護材
２０…光起電力素子
２１…発電領域
２２…非発電領域
３０…第１溝部
４０…第２溝部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基板上に積層された第１電極、前記第１電極上に積層された光電変換層、及び前記光電変換層上に積層された第２電極を含む発電領域とを備え、
前記第２電極は、前記光電変換層上に積層された透明導電膜と、前記透明導電膜上に積層された金属膜とを含み、
前記金属膜は、前記発電領域の端部において前記透明導電膜の側壁を覆うとともに、前記光電変換層に接している
ことを特徴とする太陽電池モジュール。 A substrate,
A first electrode laminated on the substrate, a photoelectric conversion layer laminated on the first electrode, and a power generation region including a second electrode laminated on the photoelectric conversion layer,
The second electrode includes a transparent conductive film laminated on the photoelectric conversion layer, and a metal film laminated on the transparent conductive film,
The said metal film covers the side wall of the said transparent conductive film in the edge part of the said electric power generation area | region, and is in contact with the said photoelectric converting layer, The solar cell module characterized by the above-mentioned.
前記基板上に積層された第１電極、前記第１電極上に積層された光電変換層、及び前記光電変換層上に積層された第２電極とを備え、
前記第２電極は、前記光電変換層上に積層された透明導電膜と、前記透明導電膜上に積層された金属膜とから構成されており、
前記第１電極、前記光電変換層、及び前記第２電極を分離する溝部をさらに備え、
前記金属膜は、前記溝部に面する前記透明導電膜の側壁を覆うとともに、前記光電変換層に接している
ことを特徴とする太陽電池モジュール。 A substrate,
A first electrode laminated on the substrate, a photoelectric conversion layer laminated on the first electrode, and a second electrode laminated on the photoelectric conversion layer,
The second electrode is composed of a transparent conductive film laminated on the photoelectric conversion layer and a metal film laminated on the transparent conductive film,
A groove for separating the first electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode;
The said metal film covers the side wall of the said transparent conductive film facing the said groove part, and is in contact with the said photoelectric converting layer, The solar cell module characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。 The solar cell module according to claim 2, wherein the groove part separates the power generation region and the non-power generation region from the first electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode.
ことを特徴とする請求項２または３に記載の太陽電池モジュール。 The solar cell module according to claim 2, wherein the groove is located at a peripheral edge of the transparent substrate.
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。 The said metal film covers the side wall of the said transparent conductive film facing the said groove part, and is in contact with the said photoelectric converting layer in the said non-electric power generation area | region, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The solar cell module described.
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