JP4379557B2 - 薄膜太陽電池の製造方法および製造装置 - Google Patents
薄膜太陽電池の製造方法および製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4379557B2 JP4379557B2 JP2000339508A JP2000339508A JP4379557B2 JP 4379557 B2 JP4379557 B2 JP 4379557B2 JP 2000339508 A JP2000339508 A JP 2000339508A JP 2000339508 A JP2000339508 A JP 2000339508A JP 4379557 B2 JP4379557 B2 JP 4379557B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode layer
- substrate
- photoelectric conversion
- layer
- connection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ユニットセルを複数個直列接続した薄膜太陽電池の製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。
【０００３】
同一基板上に形成された複数の太陽電池素子が、直列接続されてなる太陽電池（光電変換装置）の代表例は、薄膜太陽電池である。
【０００４】
薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一般住宅用にも需要が広がってきている。
【０００５】
従来の薄膜太陽電池はガラス基板を用いているものが一般的であった。近年、軽量化、施工性、量産性においてプラスチックフィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽電池の研究開発が進められ実用化されている。さらに、フレキシブルな金属材料に絶縁被覆したフィルム基板を用いたものも開発されている。このフレキシブル性を生かし、ロールツーロール方式やステッピングロール方式の製造方法により大量生産が可能となった。
【０００６】
上記の薄膜太陽電池は、電気絶縁性フィルム基板上に第１電極（以下、下電極ともいう）、薄膜半導体層からなる光電変換層および第２電極（以下、透明電極ともいう）が積層されてなる光電変換素子（またはセル）が複数形成されている。ある光電変換素子の第１電極と隣接する光電変換素子の第２電極を電気的に接続することを繰り返すことにより、最初の光電変換素子の第１電極と最後の光電変換素子の第２電極とに必要な電圧を出力させることができる。例えば、インバータにより交流化し商用電力源として交流１００Ｖを得るためには、薄膜太陽電池の出力電圧は１００Ｖ以上が望ましく、実際には数１０個以上の素子が直列接続される。
【０００７】
このような光電変換素子とその直列接続は、電極層と光電変換層の成膜と各層のパターニングおよびそれらの組み合わせ手順により形成される。上記太陽電池の構成および製造方法の一例として、本願出願人により、いわゆるＳＣＡＦ（Series Connection through Apertures on Film ）型の薄膜太陽電池が提案されており、例えば特開平１０−２３３５１７号公報や特願平１１−１９３０６号に記載されている。
【０００８】
図２は、上記特開平１０−２３３５１７号公報に記載された薄膜太陽電池の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）における線ＡＢＣＤおよびＢＱＣに沿っての断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＥＥ断面図を示す。
【０００９】
電気絶縁性でフレキシブルな樹脂からなる長尺のフィルム基板上に、順次、第１電極層、光電変換層、第２電極層が積層され、フィルム基板の反対側（裏面）には第３電極層、第４電極層が積層され、裏面電極が形成されている。光電変換層は例えばアモルファスシリコンのpin接合である。フィルム基板用材料としては、ポリイミドのフィルム、例えば厚さ５０μｍのフィルムが用いられている。
【００１０】
フィルムの材質としては、他に、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリエーテルサルフォン（PES）、ポリエチレンテレフタレート（PET）、またはアラミド系のフィルムなどを用いることができる。
【００１１】
次に、製造工程の概要につき以下に説明する。
【００１２】
先ず、フィルム基板にパンチを用いて、接続孔ｈ１を開け、基板の片側（表側とする）に第１電極層として、スパッタにより銀を、例えば１００ｎｍの厚さに成膜し、これと反対の面（裏側とする）には、第３電極層として、同じく銀電極を成膜する。接続孔ｈ１の内壁で第１電極層と第３電極層とは重なり、導通する。
【００１３】
電極層としては、銀（Ag）以外に、Al，Cu，Ti等の金属をスパッタまたは電子ビーム蒸着等により成膜しても良く、金属酸化膜と金属の多層膜を電極層としても良い。成膜後、表側では、第１電極層を所定の形状にレーザ加工して、下電極ｌ１〜ｌ６をパターニングする。下電極ｌ１〜ｌ６の隣接部は一本の分離線ｇ２を、二列の直列接続の光電変換素子間および周縁導電部ｆとの分離のためには二本の分離線ｇ２を形成し、下電極ｌ１〜ｌ６は分離線により囲まれるようにする。再度パンチを用いて、集電孔ｈ２を開けた後、表側に、光電変換層ｐとしてa-Si層をプラズマＣＶＤにより成膜する。マスクを用いて幅Ｗ２の成膜とし、レーザ加工により二列素子の間だけに第１電極層と同じ分離線を形成する。なお、前記幅Ｗ２は、接続孔ｈ１にまたがってもよい。
【００１４】
さらに第２電極層として表側に透明電極層（ＩＴＯ層）を成膜する。但し、二つの素子列の間とこれに平行な基板の両側端部にはマスクを掛け接続孔ｈ１には成膜しないようにし、素子部のみに成膜する。透明電極層としては、ITO（インシ゛ウムスス゛オキサイト゛）以外に、SnO2、ZnOなどの酸化物導電層を用いることができる。
【００１５】
次いで裏面全面に第４電極層として金属膜などの低抵抗導電膜からなる層を成膜する。第４電極の成膜により、集電孔ｈ２の内壁で第２電極と第４電極とが重なり、導通する。表側では、レーザ加工により下電極と同じパターンの分離線を入れ、個別の第２電極ｕ１〜ｕ６を形成し、裏側では第３電極と第４電極とを同時にレーザ加工し、接続電極ｅ１２〜ｅ５６、および電力取り出し電極ｏ１，ｏ２を個別化し、基板の周縁部では表側の分離線ｇ３と重なるように分離線ｇ２を形成し、隣接電極間には一本の分離線を形成する。
【００１６】
全ての薄膜太陽電池素子を一括して囲う周縁、および二列の直列接続太陽電池素子の隣接する境界には（周縁導電部ｆの内側）分離線ｇ３がある。分離線ｇ３の中にはどの層も無い。裏側では、全ての電極を一括して囲う周縁、および二列の直列接続電極の隣接する境界には（周縁導電部ｆの内側）分離線ｇ２がある。分離線ｇ２の中にはどの層も無い。
【００１７】
こうして、電力取り出し電極ｏ１−集電孔ｈ２−上電極ｕ１、光電変換層、下電極ｌ１−接続孔ｈ１−接続電極ｅ１２−上電極ｕ２、光電変換層、下電極ｌ２−接続電極ｅ２３−・・・−上電極ｕ６、光電変換層、下電極ｌ６−接続孔ｈ１−電力取出し電極ｏ２の順の光電変換素子の直列接続が完成する。
【００１８】
なお、第３電極層と第４電極層は電気的には同一の電位であるので、以下の説明においては説明の便宜上、併せて一層の接続電極層として扱うこともある。
【００１９】
図３は、構造の理解の容易化のために、薄膜太陽電池の構成を簡略化して斜視図で示したものである。図３において、基板６１の表面に形成した単位光電変換素子６２および基板６１の裏面に形成した接続電極層６３は、それぞれ複数の単位ユニットに完全に分離され、それぞれの分離位置をずらして形成されている。このため、素子６２のアモルファス半導体部分である光電変換層６５で発生した電流は、まず透明電極層６６に集められ、次に該透明電極層領域に形成された集電孔６７（ｈ２）を介して背面の接続電極層６３に通じ、さらに該接続電極層領域で素子の透明電極層領域の外側に形成された直列接続用の接続孔６８（ｈ１）を介して上記素子と隣り合う素子の透明電極層領域の外側に延びている下電極層６４に達し、両素子の直列接続が行われている。
【００２０】
上記薄膜太陽電池の簡略化した製造工程を図４（a）から（g）に示す。プラスチックフィルム７１を基板として（工程（a））、これに接続孔７８を形成し（工程（b））、基板の両面に第１電極層（下電極）７４および第３電極層（接続電極の一部）７３を形成（工程（c））した後、接続孔７８と所定の距離離れた位置に集電孔７７を形成する（工程（d））。工程（c）と工程（d）との間に、第１電極層（下電極）７４を所定の形状にレーザ加工して、下電極をパターニングする工程があるが、ここではこの工程の図を省略している。
【００２１】
次に、第１電極層７４の上に、光電変換層となる半導体層７５および第２電極層である透明電極層７６を順次形成するとともに（工程（e）および工程（f））、第３電極層７３の上に第４電極層（接続電極層）７９を形成する（工程（g））。この後、レーザビームを用いて、基板７１の両側の薄膜を分離加工して図３に示すような直列接続構造を形成する。
【００２２】
なお、図４においては、集電孔ｈ２内における透明電極層７６と第４電極層７９との接続をそれぞれの層を重ねて２層で図示しているが、前記図２においては、電気的に一層として扱い、１層で図示している。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ＳＣＡＦ構造の薄膜太陽電池の製造方法においては、下記のような問題があった。
【００２４】
前述のように、レーザビームを用いて薄膜のパターニング分離加工を行う際、レーザビームが基板を透過して加工面の反対側に形成している金属電極をも加工するため、薄膜電極の剥がれが生じることがあり、品質の安定性を十分に確保できない問題があった。
【００２５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、この発明の課題は、パターニング分離加工の際の薄膜の損傷を防止して信頼性の向上を図った薄膜太陽電池の製造方法およびこの方法を実施するための製造装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、請求項１の発明によれば、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分（ユニットセル）を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造方法であって、以下の１）から６）までの全工程、即ち、
１）基板に接続孔を開け、基板表面に第１電極層を形成し、裏面に第３電極層を形成する工程。
２）前記基板に集電孔を開ける工程。
３）第１電極層ならびに接続孔および集電孔内面上に、光電変換層を形成する工程。
４）接続孔形成領域を除く光電変換層の上ならびに集電孔内面の光電変換層上に、透明電極層を形成する工程。
５）第３電極層の上ならびに接続孔内面の光電変換層上および集電孔内面の透明電極層上に、第４電極層を形成する工程。
６）基板表面の光電変換部と基板裏面の接続電極層とを、化学的エッチング装置により、一括してパターニング加工（以下、化学的エッチング加工という。）する工程。
を含み、さらに、前記化学的エッチング加工前に、非加工部分を熱剥離フィルムによりマスクし、化学的エッチング加工後に、所定温度で加熱して熱剥離フィルムを除去することを特徴とする。
上記製造方法によれば、基板表面と裏面を略同時に一括して化学的エッチング装置によりパターニング加工できるので、薄膜電極が熱影響によって剥がれることはなく、信頼性の向上と工程の簡略化を図ることができる。
【００２７】
上記熱剥離フィルムのマスクの使用により、パターニング加工が容易になるとともに、マスクの除去も容易となる。ところで、マスクとして感光性の肉厚なレジストを用いて、半導体層をエッチングすることは、公知である（例えば、特開昭５９−１６１８８３号公報参照）。この場合、露光後に半導体層に残されたレジストは、エッチングの際の半導体保護層として機能し、またレジストを剥離する場合には化学薬品を用いている。
【００２８】
これに対して、請求項１の発明におけるマスクは、非加工部分にのみマスクする予めパターン化されたマスクであって、また、加熱により容易に剥離可能なマスクであるため、レジストに比べて、作業が容易となる。
【００２９】
さらに、量産性向上の観点から、請求項２の発明が好適である。
【００３０】
即ち、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分（ユニットセル）を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造方法であって、以下の１）から６）までの全工程、即ち、
１）基板に接続孔を開け、基板表面に第１電極層を形成し、裏面に第３電極層を形成する工程。
２）前記基板に集電孔を開ける工程。
３）第１電極層ならびに接続孔および集電孔内面上に、光電変換層を形成する工程。
４）接続孔形成領域を除く光電変換層の上ならびに集電孔内面の光電変換層上に、透明電極層を形成する工程。
５）第３電極層の上ならびに接続孔内面の光電変換層上および集電孔内面の透明電極層上に、第４電極層を形成する工程。
６）基板表面の光電変換部と基板裏面の接続電極層とを、化学的エッチング加工する工程。
を含み、さらに、前記１）〜５）の工程終了後の基板を、巻き出しロールから巻き出し、この基板の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルムを貼り合わせ、この貼り合わせた基板に化学的エッチング加工を施し、続いて水洗浄を行った後、所定温度で加熱して熱剥離フィルムを除去し、このパターニングされた基板を、巻取りロールに巻き取ることとする。
【００３１】
さらにまた、複数の薄膜の化学的エッチング加工を、確実かつ効率的に行なう観点から、請求項３の発明が好ましい。即ち、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、前記化学的エッチング加工に際し、透明電極層と、光電変換層、ならびに、第１電極層および接続電極層の加工は、それぞれ異なるエッチング液を用いて行なう。
【００３２】
また、前記製造方法を実施するための量産化装置としては、請求項４の発明が好適である。即ち、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分（ユニットセル）を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造装置において、
前記光電変換部および接続電極層を形成した基板の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルムを貼り合わせるロールラミネータと、複数のエッチング槽と洗浄槽とを有する化学エッチング装置と、熱剥離フィルムを所定温度で加熱して基板から除去する加熱除去装置と、基板のロール搬送装置とを備えるものとする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図面に基づき、本発明の実施例について以下に述べる。
【００３４】
図１は、請求項４の発明に関わる薄膜太陽電池の製造装置の実施例を示す概略構成図である。請求項１の発明における製造工程１）〜５）は、図４に示す手順と同等である。まず、図４を引用して、製造工程１）〜５）の実施例を述べ、製造工程６）の化学的エッチング工程の詳細については、図１を引用して述べる。
【００３５】
図４において、基板７１としては、膜厚３０〜５０μｍのポリイミドフィルムを用いた。プラスチックフィルム基板としては、アラミド、ＰＥＮ，ＰＥＳ，ＰＥＴなどを用いてもよい。コアに巻かれたプラスチック基板７１には、ロールツーロール方式パンチ装置により複数の直径０．５〜２ｍｍの直列接続用の接続孔７８を形成する。
【００３６】
次に、このプラスチック基板をロールツーロール方式電極形成装置に装着し、一面に第１電極層７４およびその反対面に第３電極層７３を数百ｎｍ厚さで形成する。電極材料にはＡｌを用いたが、Ａｇなどの金属材料、ＩＴＯ，ＺｎＯなどの透明導電膜、およびその複合膜などを用いてもよい。
【００３７】
次に、ロールツーロール方式パンチ装置により、接続孔７８と、所定の距離離れた位置に直径０．５〜２ｍｍの集電孔７７を形成する。上記のように、接続孔７８、第１電極層７４および第３電極層７３、集電孔７７が形成されたプラスチック基板をステッピングロール方式薄膜形成装置に装着し、第１電極層７４の上に、アモルファスシリコンからなる半導体の光電変換層７５、ＩＴＯからなる透明電極層７６を順次積層して光電変換部（図３の６２に相当する部分）を形成する。なお、透明電極層７６の形成の際には、接続孔７８およびその近傍には膜が形成されないようにした。
【００３８】
さらに、ステッピングロール方式薄膜形成装置内にて、光電変換層７５、透明電極層７６を順次積層した面とは反対の面に、第４電極層７９を最終的に形成した。次に、後述する図１のロール方式の化学エッチング装置により、所定のパターンで光電変換部（図３の６２に相当する部分）およびその反対面の接続電極層（図３の６３）の分離加工を行う。このとき、光電変換部を分離する位置と接続電極層を分離する位置をずらすことにより、集電孔および接続孔を介して一面上で互いに絶縁分離されている単位太陽電池が直列に接続される。
【００３９】
次に、エッチング工程の詳細について、図１により説明する。図１の薄膜太陽電池の製造装置は、光電変換部および接続電極層を形成した基板フィルム３１の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルム３２，３３を貼り合わせるロールラミネータ２４と、複数のエッチング槽８１〜８３と洗浄槽９１〜９３とを有する化学エッチング装置５０と、熱剥離フィルムを所定温度で加熱して基板から除去する加熱除去装置４０と、基板のロール搬送装置としての巻き出しロール２１および巻取りロール４１とを備える。
【００４０】
上記装置において、薄膜が形成された基板フィルム３１が、巻き出しロール２１から巻き出され、この基板フィルム３１の上面側から光電変換部のパターンを予め有する熱剥離フィルム３２、下面側から接続電極層のパターンを有する熱剥離フィルム３３をそれぞれロール２２および２３から巻き出し、ロールラミネータ２４のプレスロールで３種のフィルムを貼り合わせ、これを化学エッチング装置５０に送る。熱剥離フィルム３２、３３としては、日東電工製の商品名「リバアルファ」を用いた。
【００４１】
前記「リバアルファ」はシート状の粘着フィルムであるが、このフィルムは、ＰＥＴフィルムに対しては９０℃以上で接着強度が０となるとともに、温度１００℃では１秒以内で接着強度が０になるという特性を有する熱剥離フィルムである。
【００４２】
熱剥離フィルム３２、３３をフィルム基板３１にマスクして、化学エッチング装置５０における第１のエッチング槽８１では、塩化鉄と硝酸の水溶液により透明電極層（ＩＴＯ層）を除去し、第１の水洗槽９１でエッチング液を落とした後、第２のエッチング槽８２において、フツ酸、硝酸と酢酸の混合液により、光電変換層としてのアモルファスシリコン層を除去し、第２水洗槽９２を経て、第３のエッチング槽８３において、りん酸、硝酸、酢酸の水溶液により、第１電極層および背面側の接続電極層であるＡｌを同時に除去する。
【００４３】
水洗槽９３を経た後、加熱除去装置４０において、フィルム基板の上下より８０℃〜１００℃に加熱を行って、マスクとして用いた熱剥離フィルムを基板フィルムから剥離し、これをそれぞれ用意した巻取りロール４２および４３ならびに基板の巻取りロール４１に巻き取る。なお、薄膜のエッチング速度は１００ｎｍ／分〜３００ｎｍ／分の範囲とした。
【００４４】
薄膜の分離加工を終了した基板フィルムは、特性測定、選別、モジュール化などの太陽電池モジュール製造工程における次工程へと進め、太陽電池としての所期の性能が得られることを確認した。
【００４５】
【発明の効果】
この発明によれば前述のように、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分（ユニットセル）を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造方法であって、
１）基板に接続孔を開け、基板表面に第１電極層を形成し、裏面に第３電極層を形成する工程。
２）前記基板に集電孔を開ける工程。
３）第１電極層ならびに接続孔および集電孔内面上に、光電変換層を形成する工程。
４）接続孔形成領域を除く光電変換層の上ならびに集電孔内面の光電変換層上に、透明電極層を形成する工程。
５）第３電極層の上ならびに接続孔内面の光電変換層上および集電孔内面の透明電極層上に、第４電極層を形成する工程。
６）基板表面の光電変換部と基板裏面の接続電極層とを、化学的エッチング装置により、一括してパターニング加工（化学的エッチング加工）する工程。
を含み、
さらに、前記化学的エッチング加工前に、非加工部分を熱剥離フィルムによりマスクし、化学的エッチング加工後に、所定温度で加熱して熱剥離フィルムを除去するか、もしくは、前記１）〜５）の工程終了後の基板を、巻き出しロールから巻き出し、この基板の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルムを貼り合わせ、この貼り合わせた基板に化学的エッチング加工を施し、続いて水洗浄を行った後、所定温度で加熱して熱剥離フィルムを除去し、このパターニングされた基板を、巻取りロールに巻き取ることにより、
また、上記製造方法を実施するための装置として、前記光電変換部および接続電極層を形成した基板の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルムを貼り合わせるロールラミネータと、複数のエッチング槽と洗浄槽とを有する化学エッチング装置と、熱剥離フィルムを所定温度で加熱して基板から除去する加熱除去装置と、基板のロール搬送装置とを備えるものとすることにより、パターニング分離加工の際の薄膜の損傷を防止して信頼性の向上を図り、製造プロセスのスループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例に関わる薄膜太陽電池の製造装置の概略構成図
【図２】 ＳＣＡＦ型薄膜太陽電池の構成図
【図３】 ＳＣＡＦ型薄膜太陽電池の概略構成を示す斜視図
【図４】 ＳＣＡＦ型薄膜太陽電池の製造工程の概略を示す図
【符号の説明】
２１：基板の巻き出しロール、２４：ロールラミネータ、３１：フィルム基板、３２，３３：熱剥離フィルム、４０：加熱除去装置、４１：基板の巻取りロール、５０：化学エッチング装置、６１，７１：基板、６２：単位光電変換素子、６３：接続電極層、６４，７４：第１電極層（下電極層）、６５，７５：光電変換層、６６，７６：第２電極層（透明電極層）、６７，７７：集電孔、６８，７８：接続孔、７３：第３電極層、７９：第４電極層、８１〜８３：エッチング槽、９１〜９３：洗浄槽。
【発明の属する技術分野】
この発明は、ユニットセルを複数個直列接続した薄膜太陽電池の製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。
【０００３】
同一基板上に形成された複数の太陽電池素子が、直列接続されてなる太陽電池（光電変換装置）の代表例は、薄膜太陽電池である。
【０００４】
薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一般住宅用にも需要が広がってきている。
【０００５】
従来の薄膜太陽電池はガラス基板を用いているものが一般的であった。近年、軽量化、施工性、量産性においてプラスチックフィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽電池の研究開発が進められ実用化されている。さらに、フレキシブルな金属材料に絶縁被覆したフィルム基板を用いたものも開発されている。このフレキシブル性を生かし、ロールツーロール方式やステッピングロール方式の製造方法により大量生産が可能となった。
【０００６】
上記の薄膜太陽電池は、電気絶縁性フィルム基板上に第１電極（以下、下電極ともいう）、薄膜半導体層からなる光電変換層および第２電極（以下、透明電極ともいう）が積層されてなる光電変換素子（またはセル）が複数形成されている。ある光電変換素子の第１電極と隣接する光電変換素子の第２電極を電気的に接続することを繰り返すことにより、最初の光電変換素子の第１電極と最後の光電変換素子の第２電極とに必要な電圧を出力させることができる。例えば、インバータにより交流化し商用電力源として交流１００Ｖを得るためには、薄膜太陽電池の出力電圧は１００Ｖ以上が望ましく、実際には数１０個以上の素子が直列接続される。
【０００７】
このような光電変換素子とその直列接続は、電極層と光電変換層の成膜と各層のパターニングおよびそれらの組み合わせ手順により形成される。上記太陽電池の構成および製造方法の一例として、本願出願人により、いわゆるＳＣＡＦ（Series Connection through Apertures on Film ）型の薄膜太陽電池が提案されており、例えば特開平１０−２３３５１７号公報や特願平１１−１９３０６号に記載されている。
【０００８】
図２は、上記特開平１０−２３３５１７号公報に記載された薄膜太陽電池の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）における線ＡＢＣＤおよびＢＱＣに沿っての断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＥＥ断面図を示す。
【０００９】
電気絶縁性でフレキシブルな樹脂からなる長尺のフィルム基板上に、順次、第１電極層、光電変換層、第２電極層が積層され、フィルム基板の反対側（裏面）には第３電極層、第４電極層が積層され、裏面電極が形成されている。光電変換層は例えばアモルファスシリコンのpin接合である。フィルム基板用材料としては、ポリイミドのフィルム、例えば厚さ５０μｍのフィルムが用いられている。
【００１０】
フィルムの材質としては、他に、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリエーテルサルフォン（PES）、ポリエチレンテレフタレート（PET）、またはアラミド系のフィルムなどを用いることができる。
【００１１】
次に、製造工程の概要につき以下に説明する。
【００１２】
先ず、フィルム基板にパンチを用いて、接続孔ｈ１を開け、基板の片側（表側とする）に第１電極層として、スパッタにより銀を、例えば１００ｎｍの厚さに成膜し、これと反対の面（裏側とする）には、第３電極層として、同じく銀電極を成膜する。接続孔ｈ１の内壁で第１電極層と第３電極層とは重なり、導通する。
【００１３】
電極層としては、銀（Ag）以外に、Al，Cu，Ti等の金属をスパッタまたは電子ビーム蒸着等により成膜しても良く、金属酸化膜と金属の多層膜を電極層としても良い。成膜後、表側では、第１電極層を所定の形状にレーザ加工して、下電極ｌ１〜ｌ６をパターニングする。下電極ｌ１〜ｌ６の隣接部は一本の分離線ｇ２を、二列の直列接続の光電変換素子間および周縁導電部ｆとの分離のためには二本の分離線ｇ２を形成し、下電極ｌ１〜ｌ６は分離線により囲まれるようにする。再度パンチを用いて、集電孔ｈ２を開けた後、表側に、光電変換層ｐとしてa-Si層をプラズマＣＶＤにより成膜する。マスクを用いて幅Ｗ２の成膜とし、レーザ加工により二列素子の間だけに第１電極層と同じ分離線を形成する。なお、前記幅Ｗ２は、接続孔ｈ１にまたがってもよい。
【００１４】
さらに第２電極層として表側に透明電極層（ＩＴＯ層）を成膜する。但し、二つの素子列の間とこれに平行な基板の両側端部にはマスクを掛け接続孔ｈ１には成膜しないようにし、素子部のみに成膜する。透明電極層としては、ITO（インシ゛ウムスス゛オキサイト゛）以外に、SnO2、ZnOなどの酸化物導電層を用いることができる。
【００１５】
次いで裏面全面に第４電極層として金属膜などの低抵抗導電膜からなる層を成膜する。第４電極の成膜により、集電孔ｈ２の内壁で第２電極と第４電極とが重なり、導通する。表側では、レーザ加工により下電極と同じパターンの分離線を入れ、個別の第２電極ｕ１〜ｕ６を形成し、裏側では第３電極と第４電極とを同時にレーザ加工し、接続電極ｅ１２〜ｅ５６、および電力取り出し電極ｏ１，ｏ２を個別化し、基板の周縁部では表側の分離線ｇ３と重なるように分離線ｇ２を形成し、隣接電極間には一本の分離線を形成する。
【００１６】
全ての薄膜太陽電池素子を一括して囲う周縁、および二列の直列接続太陽電池素子の隣接する境界には（周縁導電部ｆの内側）分離線ｇ３がある。分離線ｇ３の中にはどの層も無い。裏側では、全ての電極を一括して囲う周縁、および二列の直列接続電極の隣接する境界には（周縁導電部ｆの内側）分離線ｇ２がある。分離線ｇ２の中にはどの層も無い。
【００１７】
こうして、電力取り出し電極ｏ１−集電孔ｈ２−上電極ｕ１、光電変換層、下電極ｌ１−接続孔ｈ１−接続電極ｅ１２−上電極ｕ２、光電変換層、下電極ｌ２−接続電極ｅ２３−・・・−上電極ｕ６、光電変換層、下電極ｌ６−接続孔ｈ１−電力取出し電極ｏ２の順の光電変換素子の直列接続が完成する。
【００１８】
なお、第３電極層と第４電極層は電気的には同一の電位であるので、以下の説明においては説明の便宜上、併せて一層の接続電極層として扱うこともある。
【００１９】
図３は、構造の理解の容易化のために、薄膜太陽電池の構成を簡略化して斜視図で示したものである。図３において、基板６１の表面に形成した単位光電変換素子６２および基板６１の裏面に形成した接続電極層６３は、それぞれ複数の単位ユニットに完全に分離され、それぞれの分離位置をずらして形成されている。このため、素子６２のアモルファス半導体部分である光電変換層６５で発生した電流は、まず透明電極層６６に集められ、次に該透明電極層領域に形成された集電孔６７（ｈ２）を介して背面の接続電極層６３に通じ、さらに該接続電極層領域で素子の透明電極層領域の外側に形成された直列接続用の接続孔６８（ｈ１）を介して上記素子と隣り合う素子の透明電極層領域の外側に延びている下電極層６４に達し、両素子の直列接続が行われている。
【００２０】
上記薄膜太陽電池の簡略化した製造工程を図４（a）から（g）に示す。プラスチックフィルム７１を基板として（工程（a））、これに接続孔７８を形成し（工程（b））、基板の両面に第１電極層（下電極）７４および第３電極層（接続電極の一部）７３を形成（工程（c））した後、接続孔７８と所定の距離離れた位置に集電孔７７を形成する（工程（d））。工程（c）と工程（d）との間に、第１電極層（下電極）７４を所定の形状にレーザ加工して、下電極をパターニングする工程があるが、ここではこの工程の図を省略している。
【００２１】
次に、第１電極層７４の上に、光電変換層となる半導体層７５および第２電極層である透明電極層７６を順次形成するとともに（工程（e）および工程（f））、第３電極層７３の上に第４電極層（接続電極層）７９を形成する（工程（g））。この後、レーザビームを用いて、基板７１の両側の薄膜を分離加工して図３に示すような直列接続構造を形成する。
【００２２】
なお、図４においては、集電孔ｈ２内における透明電極層７６と第４電極層７９との接続をそれぞれの層を重ねて２層で図示しているが、前記図２においては、電気的に一層として扱い、１層で図示している。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ＳＣＡＦ構造の薄膜太陽電池の製造方法においては、下記のような問題があった。
【００２４】
前述のように、レーザビームを用いて薄膜のパターニング分離加工を行う際、レーザビームが基板を透過して加工面の反対側に形成している金属電極をも加工するため、薄膜電極の剥がれが生じることがあり、品質の安定性を十分に確保できない問題があった。
【００２５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、この発明の課題は、パターニング分離加工の際の薄膜の損傷を防止して信頼性の向上を図った薄膜太陽電池の製造方法およびこの方法を実施するための製造装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、請求項１の発明によれば、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分（ユニットセル）を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造方法であって、以下の１）から６）までの全工程、即ち、
１）基板に接続孔を開け、基板表面に第１電極層を形成し、裏面に第３電極層を形成する工程。
２）前記基板に集電孔を開ける工程。
３）第１電極層ならびに接続孔および集電孔内面上に、光電変換層を形成する工程。
４）接続孔形成領域を除く光電変換層の上ならびに集電孔内面の光電変換層上に、透明電極層を形成する工程。
５）第３電極層の上ならびに接続孔内面の光電変換層上および集電孔内面の透明電極層上に、第４電極層を形成する工程。
６）基板表面の光電変換部と基板裏面の接続電極層とを、化学的エッチング装置により、一括してパターニング加工（以下、化学的エッチング加工という。）する工程。
を含み、さらに、前記化学的エッチング加工前に、非加工部分を熱剥離フィルムによりマスクし、化学的エッチング加工後に、所定温度で加熱して熱剥離フィルムを除去することを特徴とする。
上記製造方法によれば、基板表面と裏面を略同時に一括して化学的エッチング装置によりパターニング加工できるので、薄膜電極が熱影響によって剥がれることはなく、信頼性の向上と工程の簡略化を図ることができる。
【００２７】
上記熱剥離フィルムのマスクの使用により、パターニング加工が容易になるとともに、マスクの除去も容易となる。ところで、マスクとして感光性の肉厚なレジストを用いて、半導体層をエッチングすることは、公知である（例えば、特開昭５９−１６１８８３号公報参照）。この場合、露光後に半導体層に残されたレジストは、エッチングの際の半導体保護層として機能し、またレジストを剥離する場合には化学薬品を用いている。
【００２８】
これに対して、請求項１の発明におけるマスクは、非加工部分にのみマスクする予めパターン化されたマスクであって、また、加熱により容易に剥離可能なマスクであるため、レジストに比べて、作業が容易となる。
【００２９】
さらに、量産性向上の観点から、請求項２の発明が好適である。
【００３０】
即ち、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分（ユニットセル）を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造方法であって、以下の１）から６）までの全工程、即ち、
１）基板に接続孔を開け、基板表面に第１電極層を形成し、裏面に第３電極層を形成する工程。
２）前記基板に集電孔を開ける工程。
３）第１電極層ならびに接続孔および集電孔内面上に、光電変換層を形成する工程。
４）接続孔形成領域を除く光電変換層の上ならびに集電孔内面の光電変換層上に、透明電極層を形成する工程。
５）第３電極層の上ならびに接続孔内面の光電変換層上および集電孔内面の透明電極層上に、第４電極層を形成する工程。
６）基板表面の光電変換部と基板裏面の接続電極層とを、化学的エッチング加工する工程。
を含み、さらに、前記１）〜５）の工程終了後の基板を、巻き出しロールから巻き出し、この基板の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルムを貼り合わせ、この貼り合わせた基板に化学的エッチング加工を施し、続いて水洗浄を行った後、所定温度で加熱して熱剥離フィルムを除去し、このパターニングされた基板を、巻取りロールに巻き取ることとする。
【００３１】
さらにまた、複数の薄膜の化学的エッチング加工を、確実かつ効率的に行なう観点から、請求項３の発明が好ましい。即ち、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、前記化学的エッチング加工に際し、透明電極層と、光電変換層、ならびに、第１電極層および接続電極層の加工は、それぞれ異なるエッチング液を用いて行なう。
【００３２】
また、前記製造方法を実施するための量産化装置としては、請求項４の発明が好適である。即ち、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分（ユニットセル）を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造装置において、
前記光電変換部および接続電極層を形成した基板の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルムを貼り合わせるロールラミネータと、複数のエッチング槽と洗浄槽とを有する化学エッチング装置と、熱剥離フィルムを所定温度で加熱して基板から除去する加熱除去装置と、基板のロール搬送装置とを備えるものとする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図面に基づき、本発明の実施例について以下に述べる。
【００３４】
図１は、請求項４の発明に関わる薄膜太陽電池の製造装置の実施例を示す概略構成図である。請求項１の発明における製造工程１）〜５）は、図４に示す手順と同等である。まず、図４を引用して、製造工程１）〜５）の実施例を述べ、製造工程６）の化学的エッチング工程の詳細については、図１を引用して述べる。
【００３５】
図４において、基板７１としては、膜厚３０〜５０μｍのポリイミドフィルムを用いた。プラスチックフィルム基板としては、アラミド、ＰＥＮ，ＰＥＳ，ＰＥＴなどを用いてもよい。コアに巻かれたプラスチック基板７１には、ロールツーロール方式パンチ装置により複数の直径０．５〜２ｍｍの直列接続用の接続孔７８を形成する。
【００３６】
次に、このプラスチック基板をロールツーロール方式電極形成装置に装着し、一面に第１電極層７４およびその反対面に第３電極層７３を数百ｎｍ厚さで形成する。電極材料にはＡｌを用いたが、Ａｇなどの金属材料、ＩＴＯ，ＺｎＯなどの透明導電膜、およびその複合膜などを用いてもよい。
【００３７】
次に、ロールツーロール方式パンチ装置により、接続孔７８と、所定の距離離れた位置に直径０．５〜２ｍｍの集電孔７７を形成する。上記のように、接続孔７８、第１電極層７４および第３電極層７３、集電孔７７が形成されたプラスチック基板をステッピングロール方式薄膜形成装置に装着し、第１電極層７４の上に、アモルファスシリコンからなる半導体の光電変換層７５、ＩＴＯからなる透明電極層７６を順次積層して光電変換部（図３の６２に相当する部分）を形成する。なお、透明電極層７６の形成の際には、接続孔７８およびその近傍には膜が形成されないようにした。
【００３８】
さらに、ステッピングロール方式薄膜形成装置内にて、光電変換層７５、透明電極層７６を順次積層した面とは反対の面に、第４電極層７９を最終的に形成した。次に、後述する図１のロール方式の化学エッチング装置により、所定のパターンで光電変換部（図３の６２に相当する部分）およびその反対面の接続電極層（図３の６３）の分離加工を行う。このとき、光電変換部を分離する位置と接続電極層を分離する位置をずらすことにより、集電孔および接続孔を介して一面上で互いに絶縁分離されている単位太陽電池が直列に接続される。
【００３９】
次に、エッチング工程の詳細について、図１により説明する。図１の薄膜太陽電池の製造装置は、光電変換部および接続電極層を形成した基板フィルム３１の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルム３２，３３を貼り合わせるロールラミネータ２４と、複数のエッチング槽８１〜８３と洗浄槽９１〜９３とを有する化学エッチング装置５０と、熱剥離フィルムを所定温度で加熱して基板から除去する加熱除去装置４０と、基板のロール搬送装置としての巻き出しロール２１および巻取りロール４１とを備える。
【００４０】
上記装置において、薄膜が形成された基板フィルム３１が、巻き出しロール２１から巻き出され、この基板フィルム３１の上面側から光電変換部のパターンを予め有する熱剥離フィルム３２、下面側から接続電極層のパターンを有する熱剥離フィルム３３をそれぞれロール２２および２３から巻き出し、ロールラミネータ２４のプレスロールで３種のフィルムを貼り合わせ、これを化学エッチング装置５０に送る。熱剥離フィルム３２、３３としては、日東電工製の商品名「リバアルファ」を用いた。
【００４１】
前記「リバアルファ」はシート状の粘着フィルムであるが、このフィルムは、ＰＥＴフィルムに対しては９０℃以上で接着強度が０となるとともに、温度１００℃では１秒以内で接着強度が０になるという特性を有する熱剥離フィルムである。
【００４２】
熱剥離フィルム３２、３３をフィルム基板３１にマスクして、化学エッチング装置５０における第１のエッチング槽８１では、塩化鉄と硝酸の水溶液により透明電極層（ＩＴＯ層）を除去し、第１の水洗槽９１でエッチング液を落とした後、第２のエッチング槽８２において、フツ酸、硝酸と酢酸の混合液により、光電変換層としてのアモルファスシリコン層を除去し、第２水洗槽９２を経て、第３のエッチング槽８３において、りん酸、硝酸、酢酸の水溶液により、第１電極層および背面側の接続電極層であるＡｌを同時に除去する。
【００４３】
水洗槽９３を経た後、加熱除去装置４０において、フィルム基板の上下より８０℃〜１００℃に加熱を行って、マスクとして用いた熱剥離フィルムを基板フィルムから剥離し、これをそれぞれ用意した巻取りロール４２および４３ならびに基板の巻取りロール４１に巻き取る。なお、薄膜のエッチング速度は１００ｎｍ／分〜３００ｎｍ／分の範囲とした。
【００４４】
薄膜の分離加工を終了した基板フィルムは、特性測定、選別、モジュール化などの太陽電池モジュール製造工程における次工程へと進め、太陽電池としての所期の性能が得られることを確認した。
【００４５】
【発明の効果】
この発明によれば前述のように、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分（ユニットセル）を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造方法であって、
１）基板に接続孔を開け、基板表面に第１電極層を形成し、裏面に第３電極層を形成する工程。
２）前記基板に集電孔を開ける工程。
３）第１電極層ならびに接続孔および集電孔内面上に、光電変換層を形成する工程。
４）接続孔形成領域を除く光電変換層の上ならびに集電孔内面の光電変換層上に、透明電極層を形成する工程。
５）第３電極層の上ならびに接続孔内面の光電変換層上および集電孔内面の透明電極層上に、第４電極層を形成する工程。
６）基板表面の光電変換部と基板裏面の接続電極層とを、化学的エッチング装置により、一括してパターニング加工（化学的エッチング加工）する工程。
を含み、
さらに、前記化学的エッチング加工前に、非加工部分を熱剥離フィルムによりマスクし、化学的エッチング加工後に、所定温度で加熱して熱剥離フィルムを除去するか、もしくは、前記１）〜５）の工程終了後の基板を、巻き出しロールから巻き出し、この基板の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルムを貼り合わせ、この貼り合わせた基板に化学的エッチング加工を施し、続いて水洗浄を行った後、所定温度で加熱して熱剥離フィルムを除去し、このパターニングされた基板を、巻取りロールに巻き取ることにより、
また、上記製造方法を実施するための装置として、前記光電変換部および接続電極層を形成した基板の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルムを貼り合わせるロールラミネータと、複数のエッチング槽と洗浄槽とを有する化学エッチング装置と、熱剥離フィルムを所定温度で加熱して基板から除去する加熱除去装置と、基板のロール搬送装置とを備えるものとすることにより、パターニング分離加工の際の薄膜の損傷を防止して信頼性の向上を図り、製造プロセスのスループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例に関わる薄膜太陽電池の製造装置の概略構成図
【図２】 ＳＣＡＦ型薄膜太陽電池の構成図
【図３】 ＳＣＡＦ型薄膜太陽電池の概略構成を示す斜視図
【図４】 ＳＣＡＦ型薄膜太陽電池の製造工程の概略を示す図
【符号の説明】
２１：基板の巻き出しロール、２４：ロールラミネータ、３１：フィルム基板、３２，３３：熱剥離フィルム、４０：加熱除去装置、４１：基板の巻取りロール、５０：化学エッチング装置、６１，７１：基板、６２：単位光電変換素子、６３：接続電極層、６４，７４：第１電極層（下電極層）、６５，７５：光電変換層、６６，７６：第２電極層（透明電極層）、６７，７７：集電孔、６８，７８：接続孔、７３：第３電極層、７９：第４電極層、８１〜８３：エッチング槽、９１〜９３：洗浄槽。
Claims (4)
- 電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分（ユニットセル）を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造方法であって、以下の１）から６）までの全工程、即ち、
１）基板に接続孔を開け、基板表面に第１電極層を形成し、裏面に第３電極層を形成する工程。
２）前記基板に集電孔を開ける工程。
３）第１電極層ならびに接続孔および集電孔内面上に、光電変換層を形成する工程。
４）接続孔形成領域を除く光電変換層の上ならびに集電孔内面の光電変換層上に、透明電極層を形成する工程。
５）第３電極層の上ならびに接続孔内面の光電変換層上および集電孔内面の透明電極層上に、第４電極層を形成する工程。
６）基板表面の光電変換部と基板裏面の接続電極層とを、化学的エッチング装置により、一括してパターニング加工（以下、化学的エッチング加工という。）する工程。
を含み、さらに、前記化学的エッチング加工前に、非加工部分を熱剥離フィルムによりマスクし、化学的エッチング加工後に、所定温度で加熱して熱剥離フィルムを除去することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 - 電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分（ユニットセル）を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造方法であって、以下の１）から６）までの全工程、即ち、
１）基板に接続孔を開け、基板表面に第１電極層を形成し、裏面に第３電極層を形成する工程。
２）前記基板に集電孔を開ける工程。
３）第１電極層ならびに接続孔および集電孔内面上に、光電変換層を形成する工程。
４）接続孔形成領域を除く光電変換層の上ならびに集電孔内面の光電変換層上に、透明電極層を形成する工程。
５）第３電極層の上ならびに接続孔内面の光電変換層上および集電孔内面の透明電極層上に、第４電極層を形成する工程。
６）基板表面の光電変換部と基板裏面の接続電極層とを、化学的エッチング加工する工程。
を含み、さらに、前記１）〜５）の工程終了後の基板を、巻き出しロールから巻き出し、この基板の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルムを貼り合わせ、この貼り合わせた基板に前記化学的エッチング加工を施し、続いて水洗浄を行った後、所定温度で加熱して熱剥離フィルムを除去し、このパターニングされた基板を、巻取りロールに巻き取ることを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 - 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、前記化学的エッチング加工に際し、透明電極層と、光電変換層、ならびに、第１電極層および接続電極層の加工は、それぞれ異なるエッチング液を用いて行なうことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
- 電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分（ユニットセル）を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造装置において、 前記光電変換部および接続電極層を形成した基板の両面にそれぞれ所定のパターンを予め形成した熱剥離フィルムを貼り合わせるロールラミネータと、複数のエッチング槽と洗浄槽とを有する化学エッチング装置と、熱剥離フィルムを所定温度で加熱して基板から除去する加熱除去装置と、基板のロール搬送装置とを備えることを特徴とする薄膜太陽電池の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000339508A JP4379557B2 (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 薄膜太陽電池の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000339508A JP4379557B2 (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 薄膜太陽電池の製造方法および製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002151714A JP2002151714A (ja) | 2002-05-24 |
| JP4379557B2 true JP4379557B2 (ja) | 2009-12-09 |
Family
ID=18814574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000339508A Expired - Lifetime JP4379557B2 (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 薄膜太陽電池の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4379557B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4765448B2 (ja) * | 2005-07-13 | 2011-09-07 | 富士電機株式会社 | 薄膜太陽電池製造方法および製造装置 |
| JP2019145595A (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-29 | シャープ株式会社 | アクティブマトリクス基板及びそれを備えたｘ線撮像パネルと製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2911272B2 (ja) * | 1991-09-10 | 1999-06-23 | 三洋電機株式会社 | アモルファスシリコン太陽電池とその製造方法 |
| JP3774483B2 (ja) * | 1994-05-23 | 2006-05-17 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子及びその製造方法 |
| JP3449155B2 (ja) * | 1997-02-21 | 2003-09-22 | 株式会社富士電機総合研究所 | 光電変換装置およびその製造方法 |
| JPH1197726A (ja) * | 1997-09-22 | 1999-04-09 | Daido Hoxan Inc | 太陽電池の製法 |
| JP4189056B2 (ja) * | 1998-05-15 | 2008-12-03 | 株式会社カネカ | 太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
| JP4005218B2 (ja) * | 1998-06-02 | 2007-11-07 | 三井化学株式会社 | 半導体ウエハ表面保護用粘着テープの使用方法 |
| JP2000031514A (ja) * | 1998-07-15 | 2000-01-28 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
-
2000
- 2000-11-07 JP JP2000339508A patent/JP4379557B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002151714A (ja) | 2002-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5202271A (en) | Manufacturing method of photovoltaic device | |
| EP3050122A1 (en) | Metallization of solar cells using metal foils | |
| KR20150132281A (ko) | 반도체들을 위한 독립 금속 물품 | |
| JPH10233517A (ja) | 光電変換装置およびその製造方法 | |
| US11646387B2 (en) | Laser assisted metallization process for solar cell circuit formation | |
| JP4379560B2 (ja) | 薄膜太陽電池とその製造方法 | |
| JP4171959B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP4379557B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法および製造装置 | |
| JP2000223727A (ja) | 薄膜太陽電池とその製造方法 | |
| JP4403654B2 (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JP2001177136A (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法ならびに粉体噴射法による薄膜基板貫通孔加工装置およびパターニング装置 | |
| JP3746410B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP4075254B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| TWI496308B (zh) | Thin film solar cell and manufacturing method thereof | |
| JP4131615B2 (ja) | 集積型光起電力装置の製造方法 | |
| JP4534331B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP4432236B2 (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JP2014132604A (ja) | 光電変換素子および光電変換素子の製造方法 | |
| JP2000208794A (ja) | 薄膜太陽電池等のパタ―ン状薄膜層のレ―ザパタ―ニング方法および装置 | |
| JP2004056024A (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
| JP2002252360A (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP2000323732A (ja) | 薄膜太陽電池とその製造方法 | |
| JP2006185979A (ja) | 薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法 | |
| CN114649446A (zh) | 一种钝化背接触式太阳能电池的制作方法 | |
| JP2000340816A (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法及び薄膜基板貫通孔加工装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060215 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20081016 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20081016 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20081016 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090422 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090428 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090626 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090826 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090908 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |