JP2011023443A - 太陽電池、太陽電池の製造方法 - Google Patents

太陽電池、太陽電池の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】変換効率の高い太陽電池を提供する。
【解決手段】基板と、前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形成さ
れた半導体層と、前記半導体層上に形成された第２電極層と、を備えた複数のセルが直列
接続されて構成された太陽電池の製造方法であって、前記基板上に、前記第１電極層の形
成領域を前記セル毎に区画する撥液性の区画部を形成する区画部形成工程と、前記区画部
によって区画された領域であって、前記基板上に前記第１電極層となる第１電極材料を含
む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材料を焼成して、前記第１電極層を形成する第
１電極層形成工程と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池、太陽電池の製造方法に関する。
太陽電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、使用される半導体
によって様々な種類の構成が提案されている。近年では、製造工程が簡単で、高い変換効
率が期待できるＣＩＧＳ型の太陽電池が注目されている。ＣＩＧＳ型の太陽電池は、複数
のセルが直列接続されて構成されており、一のセルは、例えば、基板上に形成された第１
電極膜と、第１電極膜上に形成された化合物半導体（銅−インジウム−ガリウム−セレン
化合物）層を含む薄膜と、当該薄膜上に形成された第２電極膜と、で構成されている。第
１電極膜は、第１電極膜の一部に溝を形成することによってセル毎に分割され、隣接する
セル間を跨ぐように形成される。また、薄膜及び第２電極膜は、薄膜及び第２電極膜の一
部に第１電極膜に至る溝を形成することによってセル毎に分割される。さらに、薄膜の一
部に第１電極膜に至る溝を設け、当該溝内に第２電極膜を形成することによって第１電極
膜と第２電極膜とが電気的に接続される。これにより、各セルの第２電極膜が、隣接する
他のセルの第１電極膜と接続されることになり、各セル同士が直列接続される。（例えば
、特許文献１参照）。
特開２００２−３１９６８６号公報
ところで、上記太陽電池における各セル毎に分割するための溝は、レーザー光照射や金
属針等を用いて、第１電極膜、または、第２電極膜及び薄膜の一部をスクライブ処理する
ことによって形成される。ここで、上記の各溝を形成する際には、他の部材に対し品質面
で不具合を与えないように、細心の注意が必要となる。そのため、溝を形成するスクライ
ブ領域に加え、加工上のズレ量を考慮して、さらに幅広の領域を確保する必要が生じる。
しかしながら、上記幅広の領域を取ることにより、太陽電池の機能に寄与しない非発電領
域が増すこととなり、変換効率が低下してしまう、という課題があった。
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形
態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］本適用例にかかる太陽電池の製造方法は、基板と、前記基板上に形成され
た第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成され
た第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて構成された太陽電池の製造方法で
あって、前記基板上に、前記第１電極層の形成領域を前記セル毎に区画する撥液性の区画
部を形成する区画部形成工程と、前記区画部によって区画された領域であって、前記基板
上に前記第１電極層となる第１電極材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材
料を焼成して、前記第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、を含むことを特徴とす
る。
この構成によれば、基板上に第１電極層がセル毎に区画されるように区画部が形成され
、当該区画部によって区画された領域に第１電極層となる第１電極材料を含む液体材料が
塗布される。区画部は撥液性を有しているため、液体材料は、区画部との界面ではじかれ
、区画部によって区画された領域内に保持される。そして、塗布された液体材料を焼成す
ることにより、第１電極層が形成される。これにより、第１電極層は、セル単位で形成さ
れる。従って、第１電極層をセル単位に分割するため、従来のように、レーザー光照射や
金属針等を用いたスクライブ処理を行う必要がないので、他の部材に損傷等を与える事が
なく、また、スクライブ処理の際の残渣の発生を防止でき、信頼性の高い太陽電池を提供
することができる。また、従来のように、スクライブ処理における寸法誤差を考慮したス
クライブ幅等を設定する必要がないので、発電領域の形成領域を増やすことが可能となり
、変換効率を向上させることができる。
［適用例２］本適用例にかかる太陽電池の製造方法は、基板と、前記基板上に形成され
た第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成され
た第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて構成された太陽電池の製造方法で
あって、前記第１電極層上に、前記半導体層の形成領域を前記セル毎に区画する撥液性の
区画部を形成する区画部形成工程と、前記区画部によって区画された領域であって、前記
第１電極層上に前記半導体層となる半導体材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記
液体材料を焼成して、前記半導体層を形成する半導体層形成工程と、を含むことを特徴と
する。
この構成によれば、第１電極層上に半導体層がセル毎に区画されるように区画部が形成
され、当該区画部によって区画された領域に半導体層となる半導体材料を含む液体材料が
塗布される。区画部は撥液性を有しているため、液体材料は、区画部との界面ではじかれ
、区画部によって区画された領域内に保持される。そして、塗布された液体材料を焼成す
ることにより、半導体層が形成される。これにより、半導体層は、セル単位で形成される
。従って、半導体層をセル単位に分割するため、従来のように、レーザー光照射や金属針
等を用いたスクライブ処理を行う必要がないので、他の部材に損傷等を与える事がなく、
また、スクライブ処理の際の残渣の発生を防止でき、信頼性の高い太陽電池を提供するこ
とができる。また、従来のように、スクライブ処理における寸法誤差を考慮したスクライ
ブ幅等を設定する必要がないので、発電領域の形成領域を増やすことが可能となり、変換
効率を向上させることができる。
［適用例３］本適用例にかかる太陽電池の製造方法は、基板と、前記基板上に形成され
た第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成され
た第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて構成された太陽電池の製造方法で
あって、前記第１電極層上に、前記第２電極層の形成領域を前記セル毎に区画する撥液性
の区画部を形成する区画部形成工程と、前記区画部によって区画された領域であって、前
記半導体層上に前記第２電極層となる第２電極材料を含む液体材料を塗布し、塗布された
前記液体材料を焼成して、前記第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、を含むこと
を特徴とする。
この構成によれば、基板上に第２電極層がセル毎に区画されるように区画部が形成され
、当該区画部によって区画された領域に第２電極層となる第２電極材料を含む液体材料が
塗布される。区画部は撥液性を有しているため、液体材料は、区画部との界面ではじかれ
、区画部によって区画された領域内に保持される。そして、塗布された液体材料を焼成す
ることにより、第２電極層が形成される。これにより、第２電極層は、セル単位で形成さ
れる。従って、第２電極層をセル単位に分割するため、従来のように、レーザー光照射や
金属針等を用いたスクライブ処理を行う必要がないので、他の部材に損傷等を与える事が
なく、また、スクライブ処理の際の残渣の発生を防止でき、信頼性の高い太陽電池を提供
することができる。また、従来のように、スクライブ処理における寸法誤差を考慮したス
クライブ幅等を設定する必要がないので、発電領域の形成領域を増やすことが可能となり
、変換効率を向上させることができる。
［適用例４］本適用例にかかる太陽電池の製造方法は、基板と、前記基板上に形成され
た第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成され
た第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて構成された太陽電池の製造方法で
あって、前記基板上に、前記第１電極層の形成領域を前記セル毎に区画する撥液性の区画
部を形成する第１区画部形成工程と、前記区画部によって区画された領域であって、前記
基板上に前記第１電極層となる第１電極材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液
体材料を焼成して、前記第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、前記第１電極層上
に、前記半導体層の形成領域を前記セル毎に区画する撥液性の区画部を形成する第２区画
部形成工程と、前記区画部によって区画された領域であって、前記第１電極層上に前記半
導体層となる半導体材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材料を焼成して、
前記半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記第１電極層上に、前記第２電極層の形
成領域を前記セル毎に区画する撥液性の区画部を形成する第３区画部形成工程と、前記区
画部によって区画された領域であって、前記半導体層上に前記第２電極層となる第２電極
材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材料を焼成して、前記第２電極層を形
成する第２電極層形成工程と、を含むことを特徴とする。
この構成によれば、基板上に第１電極層がセル毎に区画されるように区画部が形成され
、当該区画部によって区画された領域に第１電極層となる第１電極材料を含む液体材料が
塗布される。区画部は撥液性を有しているため、液体材料は、区画部との界面ではじかれ
、区画部によって区画された領域内に保持される。そして、塗布された液体材料を焼成す
ることにより、第１電極層が形成される。これにより、第１電極層は、セル単位で形成さ
れる。同様にして、半導体層を区画する区画部によって、半導体層は、セル単位で形成さ
れる。また、第２電極層を区画する区画部によって、第２電極層は、セル単位で形成され
る。従って、従来のように、レーザー光照射や金属針等を用いたスクライブ処理を行う必
要がないので、他の部材に損傷等を与える事がなく、また、スクライブ処理の際の残渣の
発生を防止でき、信頼性の高い太陽電池を提供することができる。また、従来のように、
スクライブ処理における寸法誤差を考慮したスクライブ幅等を設定する必要がないので、
発電領域の形成領域を増やすことが可能となり、変換効率を向上させることができる。
［適用例５］上記適用例にかかる太陽電池の製造方法の前記第１〜第３区画部形成工程
では、前記区画部となる撥液性材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材料を
乾燥することにより、前記区画部を形成することを特徴とする。
この構成によれば、区画部は、撥液性材料を含む液体材料を塗布し、これを乾燥するこ
とにより形成される。このように、区画部の形成と、当該区画部によって区画された領域
に形成される層の形成が印刷法やインクジェット法等によって形成されるので、製造工程
を簡略化し、生産性を高めることができる。
［適用例６］上記適用例にかかる太陽電池の製造方法の前記第１〜第３区画部形成工程
では、前記区画部は、所定温度の加熱処理によって撥液性が失活することを特徴とする。
この構成によれば、区画部は、所定温度で撥液性が失活するため、撥液性が失活した後
に、他の層を形成することにより、各層間の密着性を確保することができる。
［適用例７］上記適用例にかかる太陽電池の製造方法の前記第１〜第３区画部形成工程
では、前記区画部となるフルオロアルキルシランを主成分とする前記撥液性材料を含む前
記液体材料を塗布することを特徴とする。
この構成によれば、撥液性を有するフルオロアルキルシランによって、各層をセル毎に
分割させることができる。
［適用例８］本適用例にかかる太陽電池は、複数のセルが直列接続されて構成された太
陽電池であって、基板と、前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形
成された半導体層と、前記半導体層上に形成されるとともに、前記第１電極層に至る前記
半導体層の端面に形成された第２電極層と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、第２電極層は、半導体層上と半導体層の端面に形成される。すなわ
ち、第２電極層は、各セルの最外周部に形成される。従って、第１電極層と半導体層と第
２電極層とが重なり合う領域、すなわち、発電に寄与する発電領域を広げることができ、
変換効率を高めることができる。
［適用例９］上記適用例にかかる太陽電池では、前記半導体層の前記端面に形成された
前記第２電極層と他の隣接する前記セルとの間に、空間部を有することを特徴とする。
この構成によれば、第２電極層は、各セルの最外周部に形成されとともに、第２電極層
と隣接する他のセルとの間には、空間部が形成される。すなわち、各セルは、発電に寄与
しない非発電領域が削減される。従って、太陽電池に占める発電に寄与しない非発電領域
を削減し、発電に寄与する発電領域を増加させることが可能となり、変換効率を向上させ
ることができる。
太陽電池の構成を示す断面図。 太陽電池の製造方法を示す工程図。 太陽電池の製造方法を示す工程図。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図
面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材ごとに縮小
を異ならせて図示している。
（太陽電池の構成）
まず、太陽電池の構成について説明する。なお、本実施形態では、ＣＩＧＳ型の太陽電
池の構成について説明する。図１は、本実施形態にかかる太陽電池の構成を示す断面図で
ある。
図１に示すように、太陽電池１は、基板１０と、基板１０上に形成された下地層１１と
、下地層１１上に形成された第１電極層１２と、第１電極層１２上に形成された半導体層
１３と、半導体層１３上に形成された第２電極層１４とを有するセル４０の集合体で構成
されている。
第１電極層１２は、第１の溝部３１によってセル毎に分割され、隣接するセル４０間を
跨ぐように形成されている。第１電極層１２上に形成された半導体層１３及び第２電極層
１４は、空間部３３ｂによってセル毎に分割されている。そして、半導体層１３上と第１
電極層１２に至る半導体層１３の端面に第２電極層１４が形成されている。これにより、
各セル４０の第２電極層１４と、隣接する他のセル４０の第１電極層１２とが電気的に接
続され、各セル４０が直列接続される。このように、直列接続されたセル４０の数を適宜
設定することにより、太陽電池１における所望の電圧を任意に設計変更することが可能と
なる。
基板１０は、少なくとも第１電極層１２側の表面が絶縁性を有した基板である。具体的
には、例えば、ガラス（青板ガラス等）基板、ステンレス基板、ポリイミド基板、カーボ
ン基板等を用いることができる。
下地層１１は、基板１０上に形成された絶縁性を有する層であり、例えば、ＳｉＯ2（
酸化珪素）を主成分とする絶縁層やフッ化鉄層を設けることができる。当該下地層１１は
、絶縁性を有するとともに、基板１０と基板１０上に形成された第１電極層１２との密着
性を確保する機能も有している。なお、基板１０自体に上記特性を有している場合には、
下地層１１を省略することができる。
第１電極層１２は、下地層１１上に形成されている。第１電極層１２は、導電性を有し
、例えば、モリブデン（Ｍｏ）等を用いることができる。
半導体層１３は、第１半導体層１３ａと第２半導体層１３ｂとで構成されている。第１
半導体層１３ａは、第１電極層１２上に形成され、銅（Ｃｕ）・インジウム（Ｉｎ）・ガ
リウム（Ｇａ）・セレン（Ｓｅ）を含むｐ型半導体層（ＣＩＧＳ半導体層）である。
第２半導体層１３ｂは、第１半導体層１３ａ上に形成され、硫化カドミウム（ＣｄＳ）
、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化インジウム（ＩｎＳ）等のｎ型半導体層である。
第２電極層１４は、透明性を有する電極層であり、例えば、ＺｎＯＡｌ等の透明電極体
（ＴＣＯ：Transparent Conducting Oxides）、ＡＺＯ等である。第２電極層１４は、
第２半導体層１３ｂ上及び半導体層１３の端面に形成され、接続部６０において第１電極
層１２と第２電極層１４とが電気的に接続される。このように、半導体層１３の端面に第
２電極層１４を形成し、他の隣接するセル４０との間に空間部３３ｂを設けることにより
、換言すれば、第２電極層１４をセル４０の最外周部に設けることにより、第１電極層１
２と半導体層１３と第２電極層１４とが重なり合う領域、すなわち、発電に寄与する発電
領域をより広く設けることができる。
上記のように構成されたＣＩＧＳ型の太陽電池１に、太陽光等の光が入射されると、半
導体層１３内で電子（−）と正孔（＋）の対が発生し、電子（−）と正孔（＋）は、ｐ型
半導体層（第１半導体層１３ａ）とｎ型半導体層（第２半導体層１３ｂ）との接合面で、
電子（−）がｎ型半導体層に集まり、正孔（＋）がｐ型半導体層に集まる。その結果、ｎ
型半導体層とｐ型半導体層との間に起電力が発生する。この状態で、第１電極層１２と第
２電極層１４に外部導電線を接続することにより、電流を外部に取り出すことができる。
（太陽電池の製造方法）
次に、太陽電池の製造方法について説明する。なお、本実施形態では、ＣＩＧＳ型の太
陽電池の製造方法について説明する。図２及び図３は、本実施形態にかかる太陽電池の製
造方法を示す工程図である。
図２（ａ）の下地層形成工程では、青板ガラスやステンレス等の基板１０の一方面に、
ＳｉＯ2（酸化珪素）を主成分とする絶縁層やフッ化鉄層の下地層１１を形成する。下地
層１１は、熱処理等によって形成することができる。なお、基板１０自体に上記下地層効
果を有している場合には、下地層形成工程を省略することができる。
図２（ｂ）の第１区画部形成工程では、下地層１１上に、第１電極層１２の形成領域を
セル４０毎に区画する撥液性の区画部５０を形成する。具体的には、下地層１１上に、印
刷法やインクジェット法等を用いて、区画部５０となる撥液性材料を含む液体材料を塗布
し、塗布された液体材料を乾燥することにより、撥液性を有する区画部５０が形成される
。なお、撥液性材料としては、フルオロアルキルシランを主成分とする材料を用いること
ができる。
図２（ｃ），（ｄ）の第１電極層形成工程では、区画部５０によって区画された領域で
あって、下地層１１上に、第１電極層１２となる第１電極材料を含む液体材料１２Ａを塗
布する。具体的には、第１電極層１２となるモリブデン（Ｍｏ）を含む液体材料１２Ａを
、印刷法やインクジェット法等を用いて、区画部５０によって区画された領域に塗布する
。下地層１１上に塗布された液体材料１２Ａは、区画部５０によって区画された領域に濡
れ広がるが、区画部５０は、撥液性を有しているため、区画部５０は、液体材料１２Ａを
はじき、確実に液体材料１２Ａを塗布領域に維持することができる。そして、図２（ｄ）
に示すように、塗布された液体材料１２Ａを所定温度の加熱処理によって焼成することに
より、第１電極層１２が形成される。なお、液体材料１２Ａの焼成過程において、区画部
５０の撥液性は失活するとともに、区画部５０としての形態が喪失され、区画部５０が形
成された領域には、第１の溝部３１が形成される。
次に、第２区画部形成工程について説明する。第２区画部形成工程は、半導体層１３（
第１半導体層１３ａ、第２半導体層１３ｂ）の形成領域をセル４０毎に区画するための工
程であり、第２の１区画部形成工程と、第２の２区画部形成工程とで行われる。図２（ｅ
）の第２の１区画部形成工程では、第１電極層１２上に、第１半導体層１３ａの形成領域
をセル４０毎に区画する撥液性の区画部５１ａを形成する。具体的には、第１電極層１２
上に、印刷法やインクジェット法等を用いて、区画部５１ａとなる撥液性材料を含む液体
材料を塗布し、塗布された液体材料を乾燥することにより、撥液性を有する区画部５１ａ
が形成される。なお、撥液性材料としては、フルオロアルキルシランを主成分とする材料
を用いることができる。
次に、半導体層形成工程について説明する。まず、図２（ｆ），（ｇ）の第１半導体層
形成工程では、区画部５１ａによって区画された領域であって、第１電極層１２上に、第
１半導体層１３ａとなる第１半導体材料を含む液体材料１３ａＡを塗布する。具体的には
、第１半導体層１３ａとなる銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びセ
レン（Ｓｅ）を有した化合物半導体材料を含む液体材料１３ａＡを、印刷法やインクジェ
ット法等によって区画部５１ａによって区画された領域に塗布する。塗布された液体材料
１３ａＡは、区画部５１ａによって区画された領域に濡れ広がるが、区画部５１ａは、撥
液性を有しているため、区画部５１ａは、液体材料１３ａＡをはじき、確実に液体材料１
３ａＡを塗布領域に維持することができる。そして、図２（ｇ）に示すように、塗布され
た液体材料１３ａＡを所定温度の加熱処理によって焼成することにより、第１半導体層１
３ａを形成する。これにより、ｐ型半導体層（ＣＩＧＳ層）が形成される。なお、液体材
料１３ａＡの焼成過程において、区画部５１ａの撥液性は失活するとともに、区画部５１
ａとしての形態が喪失され、区画部５１ａが形成された領域には、溝部３３が形成される
。
図３（ｈ）の第２の２区画部形成工程では、溝部３３の第１電極層１２上に、第２半導
体層１３ｂの形成領域をセル４０毎に区画する撥液性の区画部５１ｂを形成する。具体的
には、第１電極層１２上に、印刷法やインクジェット法等を用いて、区画部５１ｂとなる
撥液性材料を含む液体材料を塗布し、塗布された液体材料を乾燥することにより、撥液性
を有する区画部５１ｂが形成される。なお、撥液性材料としては、フルオロアルキルシラ
ンを主成分とする材料を用いることができる。
図３（ｉ），（ｊ）の第２半導体層形成工程では、区画部５１ｂによって区画された領
域であって、第１半導体層１３ａ上に、第２半導体層１３ｂとなる第２半導体材料を含む
液体材料１３ｂＡを塗布する。具体的には、第２半導体層１３ｂとなるＣｄＳ、ＺｎＯや
ＩｎＳ等を有した第２半導体材料を含む液体材料１３ｂＡを、印刷法やインクジェット法
等によって、区画部５１ｂによって区画された領域に塗布する。塗布された液体材料１３
ｂＡは、区画部５１ｂによって区画された領域に濡れ広がるが、区画部５１ｂは、撥液性
を有しているため、区画部５１ｂは、液体材料１３ｂＡをはじき、確実に液体材料１３ｂ
Ａを塗布領域に維持することができる。そして、図３（ｊ）に示すように、塗布された液
体材料１３ｂＡを所定温度の加熱処理によって焼成することにより、第２半導体層１３ｂ
を形成する。これにより、ｎ型半導体層が形成される。そして、第１半導体層１３ａと第
２半導体層１３ｂとを有する半導体層１３が形成される。なお、液体材料１３ｂＡの焼成
過程において、区画部５１ｂの撥液性は失活するとともに、区画部５１ｂとしての形態が
喪失され、区画部５１ｂが形成された領域には、溝部３３が形成される。
図３（ｋ）の第３区画部形成工程では、第１電極層１２上に、第２電極層１４の形成領
域をセル４０毎に区画する撥液性の区画部５２を形成する。具体的には、第１電極層１２
上に、印刷法やインクジェット法等を用いて、区画部５２となる撥液性材料を含む液体材
料を塗布し、塗布された液体材料を乾燥することにより、撥液性を有する区画部５２が形
成される。なお、撥液性材料としては、フルオロアルキルシランを主成分とする材料を用
いることができる。なお、第３区画部形成工程では、半導体層１３と区画部５２との間に
空間３３ａが形成されるように、区画部５２を形成する。次工程において、当該空間３３
ａに第２電極層１４を形成するためである。
図３（ｌ），（ｍ）の第２電極層形成工程では、区画部５２によって区画された領域で
あって、半導体層１３上および空間３３ａに、第２電極層１４となる第２電極材料を含む
液体材料１４Ａを塗布する。具体的には、第２電極層１４となるＺｎＯＡｌ等の透明電極
（ＴＣＯ）材料を含む液体材料１４Ａを、印刷法やインクジェット法等によって区画部５
２によって区画された領域に塗布する。半導体層１３および空間３３ａに塗布された液体
材料１４Ａは、区画部５２によって区画された領域に濡れ広がるが、区画部５２は、撥液
性を有しているため、区画部５２は、液体材料１４Ａをはじき、確実に液体材料１４Ａを
塗布領域に維持することができる。そして、図３（ｍ）に示すように、塗布された液体材
料１４Ａを所定温度の加熱処理によって焼成することにより、第２電極層１４が形成され
る。そして、これにより、第１電極層１２と第２電極層１４とが電気的に接続される。な
お、液体材料１４Ａの焼成過程において、区画部５２の撥液性は失活するとともに、区画
部５２としての形態が喪失され、区画部５２が形成された領域には、空間部３３ｂが形成
される。
上記の工程を経ることより、複数のセル４０が直列接続されたＣＩＧＳ型の太陽電池１
が製造される。
従って、上記の実施形態によれば、以下に示す効果がある。
（１）区画部５０を形成し、第１電極層１２をセル４０毎に分割した。また、区画部５
１ａ，５１ｂを形成し、半導体層１３（１３ａ，１３ｂ）をセル４０毎に分割した。さら
に、区画部５２を形成し、第２電極層１４をセル４０毎に分割した。このように、本実施
形態では、レーザー光照射や金属針等を用いてセル４０毎を分割（スクライブ処理）する
必要がない。従って、他の部材に対するダメージがなく、また、スクライブ処理等による
部材の残渣の発生がない。これにより、信頼性の高い太陽電池を提供することができる。
また、スクライブ処理における誤差を考慮したスクライブ幅等を設定する必要がないので
、発電領域の形成領域を増やすことが可能となり、変換効率を向上させることができる。
（２）半導体層１３との間に空間３３ａを空けて区画部５２を形成した。そして、空間
３３ａに第２電極層１４を形成した。これにより、第２電極層１４は、セル４０の最外周
部に形成されるため、第１電極層１２と半導体層１３と第２電極層１４とが重なり合う領
域、すなわち、発電に寄与する発電領域を増やすことができる。
なお、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。
（変形例１）上記実施形態では、第１電極層１２となる第１電極材料を含む液体材料１
２Ａ等を印刷法やインクジェット法を用いて塗布したが、これに限定されない。例えば、
液体材料１２Ａをディッピング法によって基板１０に塗布してもよい。このようにしても
、区画部５０は撥液性を有しているため、区画部５０は、液体材料１２Ａをはじき、所定
の領域に液体材料１２Ａを塗布することができる。なお、他の液体材料１３ａＡ，１３ｂ
Ａ，１４Ａについても同様に、ディッピング法を用いて塗布してもよい。
（変形例２）上記実施形態では、第１〜第３区画部形成工程について説明したが、この
うち、少なくとも一の区画部形成工程を実施し、他の区画部形成工程を省略してもよい。
このようにしても、スクライブ処理を削減することでき、他の部材に対する損傷を低減す
ることができる。
（変形例３）上記実施形態では、第２電極層１４側から光を受光するＣＩＧＳ型の太陽
電池１の構成等について説明したが、第２電極層１４側からに加え、基板１０側からも受
光可能なＣＩＧＳ型の太陽電池１であってもよい。なお、この場合において、基板１０は
、透明性を有する基板を用いる。例えば、ガラス基板、ＰＥＴ、有機系透明基板等である
。透明性を有する基板を用いることにより、基板１０面からの受光を可能とすることがで
きる。また、第１電極層１２は、透明性を有する電極層とし、例えば、ＺｎＯＡｌ等の透
明電極（ＴＣＯ：Transparent Conducting Oxides）層とする。透明性を有する電極層
を形成することにより、基板１０側からの入射した光を半導体層１３に向けて透過させる
ためである。このような構成であっても、上記同様の効果を得ることができる。
１…太陽電池、１０…基板、１１…下地層、１２…第１電極層、１２Ａ…第１電極層と
なる第１電極材料を含む液体材料、１３…半導体層、１３ａ…第１半導体層、１３ａＡ…
第１半導体層となる第１半導体材料を含む液体材料、１３ｂ…第２半導体層、１３ｂＡ…
第２半導体層となる第２半導体材料を含む液体材料、１４…第２電極層、１４Ａ…第２電
極層となる第２電極材料を含む液体材料、３１，３３…溝部、３３ａ…空間、３３ｂ…空
間部、４０…セル、５０…第１電極層の形成領域を区画する区画部、５１ａ…第１半導体
層の形成領域を区画する区画部、５１ｂ…第２半導体層の形成領域を区画する区画部、５
２…第２電極層の形成領域を区画する区画部、６０…接続部。

Claims (9)

  1. 基板と、前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体
    層と、前記半導体層上に形成された第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて
    構成された太陽電池の製造方法であって、
    前記基板上に、前記第１電極層の形成領域を前記セル毎に区画する撥液性の区画部を形
    成する区画部形成工程と、
    前記区画部によって区画された領域であって、前記基板上に前記第１電極層となる第１
    電極材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材料を焼成して、前記第１電極層
    を形成する第１電極層形成工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
  2. 基板と、前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体
    層と、前記半導体層上に形成された第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて
    構成された太陽電池の製造方法であって、
    前記第１電極層上に、前記半導体層の形成領域を前記セル毎に区画する撥液性の区画部
    を形成する区画部形成工程と、
    前記区画部によって区画された領域であって、前記第１電極層上に前記半導体層となる
    半導体材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材料を焼成して、前記半導体層
    を形成する半導体層形成工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
  3. 基板と、前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体
    層と、前記半導体層上に形成された第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて
    構成された太陽電池の製造方法であって、
    前記第１電極層上に、前記第２電極層の形成領域を前記セル毎に区画する撥液性の区画
    部を形成する区画部形成工程と、
    前記区画部によって区画された領域であって、前記半導体層上に前記第２電極層となる
    第２電極材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材料を焼成して、前記第２電
    極層を形成する第２電極層形成工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
  4. 基板と、前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体
    層と、前記半導体層上に形成された第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて
    構成された太陽電池の製造方法であって、
    前記基板上に、前記第１電極層の形成領域を前記セル毎に区画する撥液性の区画部を形
    成する第１区画部形成工程と、
    前記区画部によって区画された領域であって、前記基板上に前記第１電極層となる第１
    電極材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材料を焼成して、前記第１電極層
    を形成する第１電極層形成工程と、
    前記第１電極層上に、前記半導体層の形成領域を前記セル毎に区画する撥液性の区画部
    を形成する第２区画部形成工程と、
    前記区画部によって区画された領域であって、前記第１電極層上に前記半導体層となる
    半導体材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材料を焼成して、前記半導体層
    を形成する半導体層形成工程と、
    前記第１電極層上に、前記第２電極層の形成領域を前記セル毎に区画する撥液性の区画
    部を形成する第３区画部形成工程と、
    前記区画部によって区画された領域であって、前記半導体層上に前記第２電極層となる
    第２電極材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材料を焼成して、前記第２電
    極層を形成する第２電極層形成工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
  5. 請求項４に記載の太陽電池の製造方法において、
    前記第１〜第３区画部形成工程では、
    前記区画部となる撥液性材料を含む液体材料を塗布し、塗布された前記液体材料を乾燥
    することにより、前記区画部を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
  6. 請求項４または５に記載の太陽電池の製造方法において、
    前記第１〜第３区画部形成工程では、
    前記区画部は、所定温度の加熱処理によって撥液性が失活することを特徴とする太陽電
    池の製造方法。
  7. 請求項４〜６のいずれか一項に記載の太陽電池の製造方法において、
    前記第１〜第３区画部形成工程では、
    前記区画部となるフルオロアルキルシランを主成分とする前記撥液性材料を含む前記液
    体材料を塗布することを特徴とする太陽電池の製造方法。
  8. 複数のセルが直列接続されて構成された太陽電池であって、
    基板と、
    前記基板上に形成された第１電極層と、
    前記第１電極層上に形成された半導体層と、
    前記半導体層上に形成されるとともに、前記第１電極層に至る前記半導体層の端面に形
    成された第２電極層と、を備えたことを特徴とする太陽電池。
  9. 請求項８に記載の太陽電池において、
    前記半導体層の前記端面に形成された前記第２電極層と他の隣接する前記セルとの間に
    、空間部を有することを特徴とする太陽電池。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011119677A (ja) * 2009-10-29 2011-06-16 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201014778D0 (en) * 2010-09-06 2010-10-20 Baird Brian W Picosecond laser beam shaping assembly and a method of shaping a picosecond laser beam
WO2024060019A1 (zh) * 2022-09-20 2024-03-28 宁德时代未来能源(上海)研究院有限公司 太阳能电池组件及其制备方法、电池及制备工装

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100550472C (zh) * 1998-03-17 2009-10-14 精工爱普生株式会社 薄膜构图的衬底及其表面处理
JP2002319686A (ja) * 2001-04-23 2002-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 集積型薄膜太陽電池の製造方法
JP2005317229A (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Seiko Epson Corp 有機ｅｌ装置の製造方法及び電子機器
JP4345064B2 (ja) * 2005-03-25 2009-10-14 セイコーエプソン株式会社 光電変換素子の製造方法、および電子機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011119677A (ja) * 2009-10-29 2011-06-16 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機薄膜太陽電池モジュールの製造方法

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