JP3584750B2 - 薄膜太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、単位太陽電池の両極を基板を貫通する孔を利用して基板の反対面の電極に導通して、複数の単位太陽電池の直列接続が形成されてなる薄膜太陽電池とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の薄膜太陽電池としては、当発明者等による特開平6−342924号公報等に開示さたように、フィルム基板上に多数の単位太陽電池が直列接続された薄膜太陽電池とその製造方法が知られている。フィルム等の絶縁基板を用い、絶縁基板に開けた貫通孔を利用して直列接続を行うことを特長としている。このような薄膜太陽電池はSCAF(Series−Connection through Apertures on Film の略記である)型薄膜太陽電池として知られている。
【0003】
図17は従来のSCAF型薄膜太陽電池の1例を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるXX断面図である。
基板Sの1面には基板側から第1電極1a、光電変換層Pおよび第2電極2aの順に積層され、少なくとも第1電極1aおよび第2電極2aは単一領域である単位太陽電池が複数形成されている。隣接する単位太陽電池は第1の分離線L1により分離個別化されている。基板の反対面(以降裏面とする)には第3電極3aおよび第3電極4aが積層された後、第2の分離線L2により分離個別化されて背面電極が形成されている。基板Sには接続孔H1および集電孔H2の2種の貫通孔が開けられている。接続孔H1の内面では第1電極1aと集電電極3aの孔内への延長部(接続導体の1種である)が重ねられ接続導通しており、集電孔H2の内面では第2電極2aと第4電極4aの孔内への延長部(接続導体の1種である)が重ねられ接続導通している。
【0004】
このようにして、任意の単位太陽電池の第1電極1aは接続孔H1を通じて集電電極3aに接続され、重ねられている第4電極4aに接続され、第2電極2aは集電孔H2を通して隣接する第4電極4aに接続されることにより、隣接する単位太陽電池は次々と直列接続されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような薄膜太陽電池の製造においては、基板の両面に形成された薄膜(第1、2、3および4電極層)を単位太陽電池や個別の電極に分離分割するために、片面の薄膜を除去して分離線を形成する必要があり、薄膜の除去にはレーザ加工を利用している。しかし、基板の両面に薄膜が成膜されているため、レーザ加工の際に、レーザ光パワーが一定以上基板を透過すると、基板の反対面に既に形成されている他の薄膜にダメージを与えるという問題があった。そのため、基板を透過しない波長のレーザを選ぶか、または、レーザの透過しない基板を選定する必要があった。また、基板の両面を別々に加工するため、加工に時間を要するといった問題もある。
【0006】
本発明の目的は、基板上の電極にレーザ加工損傷が生じず、加工時間の短い薄膜太陽電池の製造方法を提供し、またそのような加工に適した構造の薄膜太陽電池を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の上記の目的を達成するため、絶縁性基板の一面上に、基板側より第1電極、光電変換層および第2電極が積層されてなる単位太陽電池が設けられており、また基板の他面上には、基板、第1電極および光電変換層を貫通する集電孔を通じて第2電極に直接接続された第4電極と、基板を貫通する接続孔を通じて隣接する単位太陽電池の第1電極に直接接続された第3電極との一部が積層されてなる背面電極が複数設けられており、単位太陽電池と背面電極の組が順次配列されることにより単位太陽電池が直列接続されている薄膜太陽電池において、前記第3電極は分離線によって分離個別化され、この分離線の一部と、単位太陽電池を分離個別化しており少なくとも第1電極を分離個別化する分離線の一部とは、基板を挟んで同じ位置で対向している部分を有しており、少なくとも第4電極は第3電極の分離線の対向している部分の一部を被覆していることとする。
【0008】
前記絶縁性基板はポリイミド、アラミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートまたはポリカーボネートからなると良い。絶縁性基板の一面上に太陽電池を構成する第1電極層、光電変換層および第2電極層を、他の面上に背面電極を構成する第3電極層および第4電極層を成膜する工程、およびこれらの層をパターニングして電極を分離個別化するパターニング工程を含む上記の薄膜太陽電池の製造方法であって、前記パターニング工程は基板の一面上の第1電極層、光電変換層、第2電極層、および他の面上の第3電極層および第4電極層のいずれかの単層または幾つかの層の積層の一部をレーザ加工により細線状に除去した分離線を形成して、単層または積層を分割する工程を含み、レーザ加工を基板の両面の層を一括除去できる強度で行い、レーザ加工を基板の片面の層のみに行う場合は基板の他の面の加工部分には他の層はないように行うこととする。また、レーザ加工を基板の両面の層に行う場合はその部分の全層に同時に一括して行うこととする。
【0009】
絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続するための接続孔を開け、次にその一面上に第3電極層を成膜し、第3電極層を細線状に除去してなり、基板の他面上の同様のどの分離線とも全てが重なることはない第1の分離線を形成してから、第1電極層を成膜し、その後に、第2電極と第4電極を接続するための集電孔を基板、第1電極層および第3電極層に開け、また、第1電極層と第3電極層を一括して細線状に除去した第2の分離線を形成して第1電極の分離個別化の一部および第3電極層の第3電極の分離個別化と集電孔のみを含む補助電極部の分離を行ない、次に第1電極上に光電変換層続いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜し、また第4電極層を形成し、最後に第2の分離線間を結んで少なくとも第2電極層、および光電変換層を細線状に除去して第3の分離線を形成して、単位太陽電池を分離個別化すると共に単位太陽電池の直列接続を完成すると良い。
【0010】
絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続するための接続孔を開け、その一面上に第3電極層を成膜した後、第3電極層を細線状に除去して、第1の分離線を形成して第3電極の分離個別化と集電孔のみを含む補助電極領域の分離を行い、次に、第1電極層を成膜した後、第2電極と第4電極を接続するための集電孔を基板、第1電極層および第3電極層に開け、また、第1電極層と第3電極層を一括して細線状に除去した第2の分離線を形成して第1電極の分離個別化および補助電極の分離個別化を行ない、次に、第1電極上に光電変換層続いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜し、た後、第2電極層および光電変換層を細線状に除去して第3の分離線を形成し第2電極を分離個別化し単位太陽電池を完成し、最後に、隣接単位太陽電池の集電孔と接続孔を覆い、第2の分離線の一部を被覆する第4電極を形成し、単位太陽電池の直列接続を完成すると良い。
【0011】
絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続するための接続孔を開け、その一面上に第3電極層を形成し、第3電極層を細線状に除去して、同じ単位太陽電池の接続孔を含む領域を分離個別化する第1の分離線を形成し、次に、第1電極層を成膜し、その後に、第2電極と第4電極とを接続するための集電孔を基板、第1電極層および第3電極層に開け、第1電極上に光電変換層続いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜した後、少なくとも第1電極層と第3電極層を一括して細線状に除去した第2の分離線を形成して第1電極の分割個別化し、先の領域の第3電極および集電孔のみを含む補助電極への2分割を行ない単位太陽電池を完成し、次に第4電極を形成して単位太陽電池の直列接続を完成すると良い。
【0012】
マスク成膜による蒸着またはスパッタリングにより前記第4電極を形成すると良い。前記第4電極を印刷により形成すると良い。本発明によれば、薄膜太陽電池の第1電極と第3電極の分離線を、上記のように、基板を挟んで対向するように配したため、その部分のレーザ加工を基板の両面の層を一括除去できる強度で行い、レーザ加工を基板の片面の層のみに行う場合は基板の他の面の加工部分には他の層はないように行うことが可能になり、またレーザ加工を基板の両面の層に行う場合はその部分の全層に同時に一括して行うことが可能となり、従来は生じていたレーザ加工における反対面の薄膜に損傷は、生じなくなった。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
実施例1
本発明に係る薄膜太陽電池を製造工程順に説明する。
図1は本発明に係る薄膜太陽電池の第2電極の成膜後迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0014】
ポリイミド、アラミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)またはポリカーボネート等の絶縁性基板S(この実施例では厚さ50μm )上に接続孔H1(直径約1 mm)を開け、その後、基板Sの一方の面(背面)に、AgまたはAlからなる厚さ100 〜300nm の第3電極層3をスパッタリングまたは蒸着等により成膜する。その後、YAGレーザ(波長1.06μm または0.53μm )を用いたレーザ加工により第3電極層3を細線状に除去して、L字型の第1の分離線L1を形成する。分離線の幅は0.1 〜 0.4mmとした。第1の分離線L1は集電孔を通して第1電極に接続されている補助電極3aと接続孔を有する接続電極3bとを分離する分離線の一部であり、後工程で基板の両面一括パターニングで形成される他の分離線に連なる。そして、基板Sの他方の面(受光面)に、Agまたは/およびAlからなる厚さ100 〜300nm の第1電極層1をスパッタリングまたは蒸着等により成膜する。そして、接続孔H1の内壁では第3電極層3と第1電極層1は重ねられ、導通される。
【0015】
図2は本発明に係る薄膜太陽電池の集電孔開口迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
次に、第1電極層1と第3電極層3の重なる領域内に集電孔H2(直径約1mm)を開ける。続いて、レーザ加工により基板の両面の第1電極層1および第3電極層3に、一括して、第2の分離線L2を入れ、第3電極3bと後工程で補助電極に分割される仮電極3aaとを分離する。第2の分離線L2は、また第1電極(図4の符号1a)および補助電極(図4の符号3a)の分離にも用いられる。
【0016】
第2の分離線L2の形成すなわち両面の薄膜の細線状の除去はどちらの基板面からも行うことが可能であるが、第1電極側(受光面側)から加工を行う方が、後で光電変換層が被覆する第1電極の加工形状が良好であり、薄膜太陽電池の製造方法には適していることを確認した。
図3は本発明に係る薄膜太陽電池の第4電極層の成膜迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0017】
さらに、基板Sの受光面全面に(第1電極層1上も)に、非晶質シリコン系半導体等からなりp−n 接合またはp−i−n 接合を少なくとも一つ有する光電変換層P(厚さ 400nm)をプラズマCVDにより形成する。さらに、同じ面に、マスク等により、接続孔H1を避けてITO等の透明導電材料からなる第2電極層2(厚さ60nm)をスパッタにより形成する。その後で、背面に、マスクを用いたスパッタリまたは蒸着により、補助電極4bおよび後工程で分割され第4電極4aとなる仮電極4aa(全体が第4電極層)を同時に成膜形成する。補助電極4bは第2の分離線L2の一部を被覆して、補助電極3aと接続電極3bとにまたがりこれらを接続している。また、集電孔H2の内壁では第2電極層2と仮電極4aaとが重なり、導通する。
【0018】
第2電極層2と、第4電極層の形成順を逆にすることも可能であるが、本形成順の方が欠陥発生部の接触抵抗が高くなり製造歩留まりが高いことを確認した。図4は本発明に係る完成した薄膜太陽電池を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【0019】
最後に、離れている2つの第2の分離線L2を結んで、第3の分離線L3を基板の両面にレーザ加工により一括形成し、第1電極1aおよび第2電極2aを分離個別化し単位太陽電池を形成し、同時に仮電極3aaと仮電極4aaとを分割して、それぞれ補助電極3aおよび第4電極4aを形成し、背面電極とする。
以上の製造工程を経て、・・−第4電極−単位薄膜太陽電池の集電孔−第2電極−光電変換層−第1電極−接続孔−接続電極−補助電極−接続電極−隣接単位薄膜太陽電池の集電孔−第2電極−・・なる単位薄膜太陽電池の直列接続が成立する。
【0020】
上記のように、本発明によれば、レーザ加工においては、レーザ光は常に基板を透過しており、基板両面に形成された複数の薄膜を同時に除去する状態か、または、加工面の反対面に薄膜はない状態であるように、各薄膜の形状を定めている。従って、レーザ加工を行っても、レーザ光による薄膜の損傷を引き起こすことなく直列接続構造が形成できるばかりでなく、各電極の分離を一括して同時に行うことが可能となり、レーザ加工の回数の低減が行える。また、レーザのパターニングラインが重ならないために、各薄膜へのレーザダメージが少なく歩留まりが向上する。
実施例2
図5は本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の集電孔形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0021】
絶縁性基板Sに接続孔H1を開け、その後、基板Sの一方の面(背面)に、第3電極層をスパッタリングまたは蒸着等により成膜する。その後、レーザ加工により第3電極層にL字型を縦に連結した形状の第1の分離線L1を形成して、後で第3電極となる仮電極3aaと、後で接続電極およびダミー電極となる仮電極3bcを分離する。
【0022】
そして、基板Sの他方の面(受光面)に、第1電極層1をスパッタリングまたは蒸着等により成膜する。こうして、接続孔H1の内壁では第3電極層3と第1電極層1は重なり、導通する。
そして、基板S、第1電極層1および第3電極層3に貫通した集電孔H2を開ける。
【0023】
図6は本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の一括分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
次に、レーザ加工により基板の両面の第1電極層1および第3電極層3に、一括して、第2の分離線L2を入れ、第1電極1aを分離個別化し、また補助電極3aおよび、補助電極3a、接続電極3bおよびダミー電極3cとを分離個別化する。
【0024】
第2の分離線L2の形成に際しては、実施例1と同様に、第1電極側(受光面側)からレーザ光を照射して加工を行う方が、後で光電変換層が被覆する第1電極の加工形状が良好であり、薄膜太陽電池には適していることを確認した。
図7は本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第4電極の形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0025】
さらに、基板Sの受光面全面に光電変換層Pを形成する。さらに、同じ面に、マスク等により、接続孔H1を避けて第2電極層2を形成する。その後で、背面に、マスクを用いたスパッタリングまたは蒸着により、第4電極4aを成膜形成する。第4電極4aは第1の分離線L1を被覆して、補助電極3aと補助電極3cとを接続し、さらに第2の分離線L2を被覆して、補助電極3cと隣接する単位太陽電池側の接続電極3bとを接続している。また、集電孔H2の内壁では第2電極層2と第4電極層4とが重なり、導通する。
【0026】
第2電極層2と、第4電極層4の形成順を逆にすることも可能であるが、本形成順の方が欠陥発生部の接触抵抗が高くなり製造歩留まりが高いことは実施例例1に同じである。
図8は本発明に係る別の実施例の完成した薄膜太陽電池を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【0027】
最後に、第2の分離線L2に重ねて、離れている2つの第1の分離線L1を結んで、第3の分離線L3を基板の両面にレーザ加工により一括形成し、第1電極1aおよび第2電極2aを分離個別化して、単位太陽電池を形成する。
以上の製造工程を経て、複数の単位薄膜太陽電池の直列接続が成立する。
実施例1と同様に、レーザ加工の回数の低減が行える。また、レーザのパターニングラインが重ならないために、各薄膜へのレーザダメージが少なく歩留まりが向上する。
実施例3
図9は本発明に係る他の実施例の薄膜太陽電池の第1の分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0028】
接続孔H1を開けた基板Sの一方の面に第3電極層を成膜し、レーザ加工により第1の分離線L1を形成し、後工程で1つの単位太陽電池の補助電極と接続電極に分割される仮電極3abに分割する。そして、反対面に第1電極層1を成膜する。接続孔H1の内壁では第1電極層と第3電極層とは重なり、導通する。
図10は本発明に係る他の実施例の薄膜太陽電池の第2の分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0029】
次に、集電孔H2を開ける。そして、レーザ加工により基板の両面の第1電極層1および仮電極3abに一括して第2の分離線L2を形成し、第1電極1aの個別化、および補助電極3aと接続電極3bの個別化を行う。
図11は本発明に係る他の実施例の太陽電池の第2電極層の成膜迄の状態を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【0030】
次に、集電孔H2を開けてから、光電変換層Pを基板Sの全面に、次いで第2電極層2を接続孔H1に懸からないように光電変換層P上に成膜する。
図12は本発明に係る他の実施例の完成した太陽電池を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【0031】
次に、第2の分離線L2の一部に重ねて、レーザ加工により第3の分離線L3を形成し、第2電極2aを個別化する。最後に、マスク成膜により個別化された第4電極4aを成膜する。第4電極4aは補助電極3aと隣接する単位太陽電池の第3電極3bとを導通させる。また集電孔H2の内壁では第2電極層2と第4電極層4とは重なり、導通する。こうにして、単位太陽電池とその直列接続が完成する。
【0032】
第3の分離線L3の形成の際、この例では、第2の分離線L2を幅広く形成しておき、第2電極層、光電変換層を除去したが、第1電極層および/または第3電極層を同時に除去することも可能である。いずれにしても、レーザ光は基板を充分に透過しており、透過レーザ光は基板に形成されている薄膜を除去することができるように設定されていればよい。
【0033】
また、第4電極は成膜後でパターニングしないので、マスク等で、スパッタリングや蒸着等のマスク成膜により形成することも可能であるが、また印刷などにより形成することも可能である。
実施例1と同様に、レーザ加工の回数の低減が行える。また、レーザのパターニングラインが重ならないために、各薄膜へのレーザダメージが少なく歩留まりが向上する。
実施例4
図13は本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第1分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0034】
接続孔H1を開けた基板Sの一方の面に第3電極層を成膜し、レーザ加工により第1の分離線L1を形成し、後工程で補助電極と接続電極に分割される仮電極3abに分割する。そして、反対面に第1電極層1を成膜する。接続孔H1の内壁では第1電極層と第3電極層とは重なり導通する。
図14は本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第2電極層成膜迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0035】
次に、集電孔H2を開けてから、光電変換層Pを基板Sの全面に、次いで第2電極層2を接続孔H1に懸からないように光電変換層P上に成膜する。
図15は本発明に係る別の実施例の太陽電池の第2の分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【0036】
そして、レーザ加工により基板の両面の第1電極層1、光電変換層Pおよび第2電極層2、および第3電極層3に一括して第2の分離線L2を形成し、第1電極1aおよび第2電極2aの個別化による単位太陽電池の形成、および補助電極3aと接続電極3bの個別化を行う。
図16は本発明に係る他の実施例の完成した太陽電池を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【0037】
最後に、Ag、C 、 Ni などの導電性フィラーを含むペーストを印刷、乾燥して、個別化された第4電極4aを形成する。第4電極4aは補助電極3aと隣接する単位太陽電池の第3電極3bとを導通させる。また集電孔H2の内壁では第2電極層2と第4電極層4とは重なり、導通する。こうにして、単位太陽電池とその直列接続が完成する。マスク成膜による蒸着によって、第4電極4aを形成することも可能である。
【0038】
実施例2と異なる点は、基板の両面の薄膜への分離線形成は第2電極まで成膜が終了した後に1回だけ行うことである。この一括パターニングは、第3電極側から加工する方が好ましいことは実施例1に同じである。
実施例1と同様に、レーザ加工の回数の低減が行える。また、レーザのパターニングラインが重ならないために、各薄膜へのレーザダメージが少なく歩留まりが向上する。
【0039】
【発明の効果】
この発明によれば、絶縁性基板の一面上に、基板側より第1電極、光電変換層および第2電極が積層されてなる単位太陽電池が設けられており、また基板の他面上には、基板、第1電極および光電変換層を貫通する集電孔を通じて第2電極に直接接続された第4電極と、基板を貫通する接続孔を通じて隣接する単位太陽電池の第1電極に直接接続された第3電極との一部が積層されてなる背面電極が複数設けられており、単位太陽電池と背面電極の組が順次配列されることにより単位太陽電池が直列接続されている薄膜太陽電池において、前記第3電極は分離線によって分離個別化され、この分離線の一部と、単位太陽電池を分離個別化しており少なくとも第1電極を分離個別化する分離線の一部とは、基板を挟んで同じ位置で対向している部分を有しており、少なくとも第4電極は第3電極の分離線の対向している部分の一部を被覆している第3電極の間の分離線の一部は第4電極によって被覆されて、単位太陽電池の直列接続が行われているような構造にしたため、パターニング工程は基板の一面上の第1電極層、光電変換層、第2電極層、および他の面上の第3電極層および第4電極層のいずれかの単層または幾つかの層の積層の一部をレーザ加工により細線状に除去した分離線を形成して、単層または積層を分割する工程を含み、レーザ加工を基板の両面の層を一括除去できる強度で行い、レーザ加工を基板の片面の層のみに行う場合は基板の他の面の加工部分には他の層はなく、またはレーザ加工を基板の両面の層に行う場合はその部分の全層に同時に一括して行うようなパターニング工程を行うことができるようになる。すなわち、レーザ加工においては、レーザ光は常に基板を透過しており、基板両面に形成された複数の薄膜を同時に除去する状態か、または、加工面の反対面に薄膜はない状態であるように、各薄膜の形状を定めている。従って、レーザ加工を行っても、レーザ光による薄膜の損傷を引き起こすことなく直列接続構造が形成できるばかりでなく、各電極の分離を一括して同時に行うことが可能となり、レーザ加工の回数の低減が行える。また、レーザのパターニングラインが重ならないために、各薄膜へのレーザダメージが少なく歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る薄膜太陽電池の第2電極の成膜後迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図2】本発明に係る薄膜太陽電池の集電孔開口迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図3】本発明に係る薄膜太陽電池の第4電極層の成膜迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【図4】本発明に係る完成した薄膜太陽電池を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【図5】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の集電孔形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図6】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の一括分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図7】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第4電極の形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図8】本発明に係る別の完成した実施例の薄膜太陽電池を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【図9】本発明に係る他の実施例の薄膜太陽電池の第1の分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図10】本発明に係る他の実施例の薄膜太陽電池の第2の分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図11】本発明に係る他の実施例の太陽電池の第2電極層の成膜迄の状態を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【図12】本発明に係る他の実施例の完成した太陽電池を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【図13】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第1分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図14】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第2電極の成膜後迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図15】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第2分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図であるり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【図16】本発明に係る別の実施例の完成した太陽電池を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【図17】従来のSCAF型薄膜太陽電池の1例を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるXX断面図である。
【符号の説明】
S 基板
1 第1電極層
1a 第1電極
2 第2電極層
2a 第2電極
3 第3電極層
3a 補助電極
3b 接続電極
3c ダミー電極
3aa仮電極
3ab仮電極
3bc仮電極
P 光電変換層
4 第4電極層
4a 接続電極
4b 補助電極
4aa仮電極
H2 集電孔
H1 接続孔
L1 第1の分離線
L2 第2の分離線
L3 第3の分離線
Claims (9)
- 絶縁性基板の一面上に、基板側より第1電極、光電変換層および第2電極が積層されてなる単位太陽電池が設けられており、また基板の他面上には、基板、第1電極および光電変換層を貫通する集電孔を通じて第2電極に直接接続された第4電極と、基板を貫通する接続孔を通じて隣接する単位太陽電池の第1電極に直接接続された第3電極との一部が積層されてなる背面電極が複数設けられており、単位太陽電池と背面電極の組が順次配列されることにより単位太陽電池が直列接続されている薄膜太陽電池において、前記第3電極は分離線によって分離個別化され、この分離線の一部と、単位太陽電池を分離個別化しており少なくとも第1電極を分離個別化する分離線の一部とは、基板を挟んで同じ位置で対向している部分を有しており、少なくとも第4電極は第3電極の分離線の対向している部分の一部を被覆していることを特徴とする薄膜太陽電池。
- 前記絶縁性基板はポリイミド、アラミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートまたはポリカーボネートからなることを特徴とする請求項1に記載の薄膜太陽電池。
- 絶縁性基板の一面上に太陽電池を構成する第1電極層、光電変換層および第2電極層を、他の面上に背面電極を構成する第3電極層および第4電極層を成膜する工程、およびこれらの層をパターンニングして電極を分離個別化するパターニング工程を含む請求項1または2に記載の薄膜太陽電池の製造方法であって、前記パターニング工程は基板の一面上の第1電極層、光電変換層、第2電極層、および他の面上の第3電極層および第4電極層のいずれかの単層または幾つかの層の積層の一部をレーザ加工により細線状に除去した分離線を形成して、単層または積層を分割する工程を含み、レーザ加工を基板の両面の層を一括除去できる強度で行い、レーザ加工を基板の片面の層のみに行う場合は基板の他の面の加工部分には他の層はないように行うことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
- 絶縁性基板の一面上に太陽電池を構成する第1電極層、光電変換層および第2電極層を、他の面上に背面電極を構成する第3電極層および第4電極層を成膜する工程、およびこれらの層をパターンニングして電極を分離個別化するパターニング工程を含む請求項1または2に記載の薄膜太陽電池の製造方法であって、前記パターニング工程は基板の一面上の第1電極層、光電変換層、第2電極層、および他の面上の第3電極層および第4電極層のいずれかの単層または幾つかの層の積層の一部をレーザ加工により細線状に除去した分離線を形成して、単層または積層を分割する工程を含み、レーザ加工を基板の両面の層を一括除去できる強度で行い、レーザ加工を基板の両面の層に行う場合はその部分の全層に同時に一括して行うことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
- 絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続するための接続孔を開け、次にその一面上に第3電極層を成膜し、第3電極層を細線状に除去してなり、基板の他面上の同様のどの分離線とも全てが重なることはない第1の分離線を形成してから、第1電極層を成膜し、その後に、第2電極と第4電極を接続するための集電孔を基板、第1電極層および第3電極層に開け、また、第1電極層と第3電極層を一括して細線状に除去した第2の分離線を形成して第1電極の分離個別化の一部および第3電極層の第3電極の分離個別化と集電孔のみを含む補助電極部の分離を行い、次に第1電極上に光電変換層続いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜し、また第4電極層を形成し、最後に第2の分離線間を結んで少なくとも第2電極層、および光電変換層を細線状に除去して第3の分離線を形成して、単位太陽電池を分離個別化すると共に単位太陽電池の直列接続を完成することを特徴とする請求項3または4に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
- 絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続するための接続孔を設け、その一面上に第3電極層を成膜した後、第3電極層を細線状に除去して、第1の分離線を形成して第3電極の分割個別化と集電孔のみを含む補助電極領域の分離を行い、次に、第1電極層を成膜した後、第2電極と第4電極を接続するための集電孔を基板、第1電極層および第3電極層に開け、また、第1電極層と第3電極層を一括して細線状に除去した第2の分離線を形成して第1電極の分離個別化および補助電極の分離個別化を行い、次に、第1電極上に光電変換層続いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜した後、第2電極層および光電変換層を細線状に除去して第3の分離線を形成し第2電極を分離個別化し単位太陽電池を完成し、最後に、隣接単位太陽電池の集電孔と接続孔を覆い、第2の分離線の一部を被覆する第4電極を形成し、単位太陽電池の直列接続を完成することを特徴とする請求項3または4に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
- 絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続するための接続孔を開け、その一面上に第3電極を形成し、第3電極層を細線状に除去して、同じ単位太陽電池の接続孔を含む領域を分離個別化する第1の分離線を形成し、次に、第1電極層を成膜し、その後に、第2電極と第4電極とを接続するための集電孔を基板、第1電極層および第3電極層に開け、第1電極上に光電変換層続いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜した後、少なくとも第1電極層と第3電極層を一括して細線状に除去した第2の分離線を形成して第1電極の分割個別化し、先の領域の第3電極および集電孔のみを含む補助電極への2分割を行い単位太陽電池を完成し、次に第4電極を形成して単位太陽電池の直列接続を完成することを特徴とする請求項3または4に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
- マスク成膜による蒸着またはスパッタリングにより前記第4電極を形成することを特徴とする請求項3ないし7に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
- 前記第4電極を印刷することにより形成することを特徴とする請求項3ないし7に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
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