JPH08306943A - 薄膜太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH08306943A JPH08306943A JP7105145A JP10514595A JPH08306943A JP H08306943 A JPH08306943 A JP H08306943A JP 7105145 A JP7105145 A JP 7105145A JP 10514595 A JP10514595 A JP 10514595A JP H08306943 A JPH08306943 A JP H08306943A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode layer
- connection electrode
- hole
- layer
- substrate
- 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.)
- Pending
Links
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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】可撓性基板上で光電変換層をはさむ透明電極層
および背後電極層を、それぞれ基板裏面の接続電極層と
基板に開けた貫通孔を通じて接続する構造において、透
明電極層の貫通孔内への回り込みにより、背後電極層に
接続された接続電極層との短絡が起こるのを防止する。 【構成】背後電極層と接続電極層を接続するために貫通
孔の基板裏面の開口部付近で接続電極層を絶縁層で覆
い、その貫通孔に回り込んだ非晶質半導体層と共に裏面
の接続電極層と回り込んだ透明電極層との短絡を阻止さ
せる。
および背後電極層を、それぞれ基板裏面の接続電極層と
基板に開けた貫通孔を通じて接続する構造において、透
明電極層の貫通孔内への回り込みにより、背後電極層に
接続された接続電極層との短絡が起こるのを防止する。 【構成】背後電極層と接続電極層を接続するために貫通
孔の基板裏面の開口部付近で接続電極層を絶縁層で覆
い、その貫通孔に回り込んだ非晶質半導体層と共に裏面
の接続電極層と回り込んだ透明電極層との短絡を阻止さ
せる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁性基板の一面上に
形成された薄膜半導体層を光電変換層とする単位太陽電
池の複数個を基板他面上の裏面電極層を用いて接続する
薄膜太陽電池およびその製造方法に関する。
形成された薄膜半導体層を光電変換層とする単位太陽電
池の複数個を基板他面上の裏面電極層を用いて接続する
薄膜太陽電池およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】原料ガスのグロー放電分解などにより形
成されるアモルファスシリコンのようなアモルファス半
導体膜は、気相成長であるため大面積化が容易で、低コ
スト太陽電池の光電変換膜として期待されている。こう
した薄膜太陽電池は、太陽光の入射する側にＳｎＯ2 膜
やＺｎＯ膜等の透明な電極を設けている。しかし、この
ような透明な電極は、シート抵抗が大きいために、電流
が透明電極を流れることによる電力ロスが大きくなって
しまう。そのため従来は、前記太陽電池を複数の太陽電
池 (ユニットセル) に分割し、分割したユニットセルを
隣接するユニットセルと電気的に接続する直列接続構造
をとっていた。これに対し、特開平６−３４２９２４号
公報に記載された薄膜太陽電池では、反光入射側にある
絶縁性基板に穴をあけ、この穴を利用して透明電極層を
基板裏面の接続電極層と接続することにより、高シート
抵抗の透明電極層を流れる電流の径路の距離を短縮でき
る。これにより寸法の限定された単位太陽電池に分割す
ることなく低電圧、大電流型にも構成でき、ジュール損
失が少なく、デッドスペースの部分が縮小して有効発電
面積が増加した薄膜単位太陽電池を得ることができた。
従って、低電圧、大電流型の薄膜太陽電池を構成するの
に極めて有効である。さらに、単位太陽電池の一部に光
電変換層の下の背後電極層の露出する領域を形成し、そ
れと基板を貫通する導体に接続される分離された接続電
極層を隣接単位太陽電池の接続電極層と連結することに
より、精密なパターニング技術を用いることなく直列接
続構造も容易に形成できる。このような構造は、ＳＣＡ
Ｆ (Series-Connection throughApertures on Film)
構造と呼ばれており、図３は、特願平６−３２６７９５
号明細書に記載されたＳＣＡＦ構造の薄膜太陽電池を示
す。図の (ａ) は上面図、(ｂ) は下面図、 (ｃ) は
(ａ) のＡ−Ａ線拡大断面図である。この太陽電池の作
製は次のようにして行われる。プラスチックフィルムを
用いる可撓性基板１に、第一貫通孔１１を開け、表面に
金属よりなる背後電極層３、裏面に金属よりなる接続電
極層２を形成したのち、第二貫通孔１２を開ける。従っ
て、第一貫通孔１１の内壁には背後電極層３と接続電極
層２の接続電極層２の延長部が形成されているが、第二
貫通孔１２の内部にはこれらの電極層は形成されていな
い。次に、背後電極層３上にｐｉｎ構造のアモルファス
シリコン (ａ−Ｓｉ) 層４を形成する。この際、同時に
基板裏面の貫通孔１１、１２外周部にも回り込んだａ−
Ｓｉ層４が形成される。ａ−Ｓｉ層４形成についで、透
明電極層５を形成する。ここで、貫通孔１１、１２の内
壁にも透明電極層が付着するが、基板裏面に形成された
ａ−Ｓｉ層４のｉ層により、透明電極層５と接続電極層
２とが短絡されることはない。このあと、基板裏面の接
続電極層２およびａ−Ｓｉ層４の上に付加接続電極層６
を形成する。この付加接続電極層６は、接続電極層２と
同一金属材料からなるが、第一貫通孔１１の近傍には形
成されない。このように付加接続電極６を選択的に形成
するには、マスクを用いても良いし、印刷電極法を用い
てもよい。パターニングライン８は、基板表面の透明電
極層５、ａ−Ｓｉ層４および背後電極層３を複数の光電
変換領域に分離するものである。また、基板裏面のパタ
ーニングライン９は、接続電極層２、６を表面上の一つ
の光電変換領域と隣接光電変換領域の接続領域において
他と分離するものである。この構造は第一貫通孔１１の
近傍まで透明電極層５を形成しても裏面の接続電極層と
短絡するおそれがないため、光電変換有効面積率が高い
利点がある。
成されるアモルファスシリコンのようなアモルファス半
導体膜は、気相成長であるため大面積化が容易で、低コ
スト太陽電池の光電変換膜として期待されている。こう
した薄膜太陽電池は、太陽光の入射する側にＳｎＯ2 膜
やＺｎＯ膜等の透明な電極を設けている。しかし、この
ような透明な電極は、シート抵抗が大きいために、電流
が透明電極を流れることによる電力ロスが大きくなって
しまう。そのため従来は、前記太陽電池を複数の太陽電
池 (ユニットセル) に分割し、分割したユニットセルを
隣接するユニットセルと電気的に接続する直列接続構造
をとっていた。これに対し、特開平６−３４２９２４号
公報に記載された薄膜太陽電池では、反光入射側にある
絶縁性基板に穴をあけ、この穴を利用して透明電極層を
基板裏面の接続電極層と接続することにより、高シート
抵抗の透明電極層を流れる電流の径路の距離を短縮でき
る。これにより寸法の限定された単位太陽電池に分割す
ることなく低電圧、大電流型にも構成でき、ジュール損
失が少なく、デッドスペースの部分が縮小して有効発電
面積が増加した薄膜単位太陽電池を得ることができた。
従って、低電圧、大電流型の薄膜太陽電池を構成するの
に極めて有効である。さらに、単位太陽電池の一部に光
電変換層の下の背後電極層の露出する領域を形成し、そ
れと基板を貫通する導体に接続される分離された接続電
極層を隣接単位太陽電池の接続電極層と連結することに
より、精密なパターニング技術を用いることなく直列接
続構造も容易に形成できる。このような構造は、ＳＣＡ
Ｆ (Series-Connection throughApertures on Film)
構造と呼ばれており、図３は、特願平６−３２６７９５
号明細書に記載されたＳＣＡＦ構造の薄膜太陽電池を示
す。図の (ａ) は上面図、(ｂ) は下面図、 (ｃ) は
(ａ) のＡ−Ａ線拡大断面図である。この太陽電池の作
製は次のようにして行われる。プラスチックフィルムを
用いる可撓性基板１に、第一貫通孔１１を開け、表面に
金属よりなる背後電極層３、裏面に金属よりなる接続電
極層２を形成したのち、第二貫通孔１２を開ける。従っ
て、第一貫通孔１１の内壁には背後電極層３と接続電極
層２の接続電極層２の延長部が形成されているが、第二
貫通孔１２の内部にはこれらの電極層は形成されていな
い。次に、背後電極層３上にｐｉｎ構造のアモルファス
シリコン (ａ−Ｓｉ) 層４を形成する。この際、同時に
基板裏面の貫通孔１１、１２外周部にも回り込んだａ−
Ｓｉ層４が形成される。ａ−Ｓｉ層４形成についで、透
明電極層５を形成する。ここで、貫通孔１１、１２の内
壁にも透明電極層が付着するが、基板裏面に形成された
ａ−Ｓｉ層４のｉ層により、透明電極層５と接続電極層
２とが短絡されることはない。このあと、基板裏面の接
続電極層２およびａ−Ｓｉ層４の上に付加接続電極層６
を形成する。この付加接続電極層６は、接続電極層２と
同一金属材料からなるが、第一貫通孔１１の近傍には形
成されない。このように付加接続電極６を選択的に形成
するには、マスクを用いても良いし、印刷電極法を用い
てもよい。パターニングライン８は、基板表面の透明電
極層５、ａ−Ｓｉ層４および背後電極層３を複数の光電
変換領域に分離するものである。また、基板裏面のパタ
ーニングライン９は、接続電極層２、６を表面上の一つ
の光電変換領域と隣接光電変換領域の接続領域において
他と分離するものである。この構造は第一貫通孔１１の
近傍まで透明電極層５を形成しても裏面の接続電極層と
短絡するおそれがないため、光電変換有効面積率が高い
利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図２に示すＳＣＡＦ構
造太陽電池を作製するため、基板１の裏面の第一、第二
貫通孔１１、１２外周部にａ−Ｓｉ層４を回り込ませる
ためには、ａ−Ｓｉの堆積条件、基板１の厚さ、貫通孔
１１、１２の寸法、形状等に制約があり、製造が困難で
あるという問題点がある。また、耐候性試験結果より、
このようなＳＣＡＦ構造太陽電池の耐候性のキーポイン
トは、貫通孔１１、１２の外周部にあることが明らかに
なった。これは、貫通孔の部分には層構造が複雑で、層
厚さの不均一が生じやすく、貫通孔からの水蒸気が層の
薄い部分あるいは層の界面を通じて浸透して電極層の腐
食などが発生するためである。特に、ａ−Ｓｉ層は金属
電極層との接着力が低く、その界面から水蒸気が浸入し
やすいという問題がある。
造太陽電池を作製するため、基板１の裏面の第一、第二
貫通孔１１、１２外周部にａ−Ｓｉ層４を回り込ませる
ためには、ａ−Ｓｉの堆積条件、基板１の厚さ、貫通孔
１１、１２の寸法、形状等に制約があり、製造が困難で
あるという問題点がある。また、耐候性試験結果より、
このようなＳＣＡＦ構造太陽電池の耐候性のキーポイン
トは、貫通孔１１、１２の外周部にあることが明らかに
なった。これは、貫通孔の部分には層構造が複雑で、層
厚さの不均一が生じやすく、貫通孔からの水蒸気が層の
薄い部分あるいは層の界面を通じて浸透して電極層の腐
食などが発生するためである。特に、ａ−Ｓｉ層は金属
電極層との接着力が低く、その界面から水蒸気が浸入し
やすいという問題がある。
【０００４】本発明の目的は、上述の問題を解決し、製
造が容易で耐候性も良好な薄膜太陽電池およびその製造
方法を提供することにある。
造が容易で耐候性も良好な薄膜太陽電池およびその製造
方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、絶縁性の可撓性基板の一面上にそれぞ
れ基板側より背後電極層、接合を有する非晶質半導体層
および透明電極層よりなる複数の光電変換領域が配列さ
れ、基板の他面上に、隣接する二つの光電変換領域の互
いに近接した部分に対向して接続電極層が形成され、一
つの光電変換領域の背後電極層と接続電極層とが、背後
電極層、基板および接続電極層を貫通する第一貫通孔の
内壁に被着した背後電極層および接続電極層の延長部を
介して接続され、隣接する光電変換領域の透明電極層と
接続電極層とが、透明電極層、非晶質半導体層、背後電
極層および接続電極層を貫通する第二貫通孔の内壁に被
着した透明電極層および接続電極層の延長部を介して接
続されることにより、各光電変換領域が直列接続される
薄膜太陽電池において、第一貫通孔の周辺の接続電極層
の表面上から第一貫通孔の内壁上の背後電極層あるいは
接続電極層の延長部の表面上にかけて絶縁層によって覆
われたものとする。第二貫通孔の周辺の接続電極層の表
面上から第二貫通孔の内壁上の透明電極層あるいは接続
電極層の延長部の表面上にかけて絶縁層によって覆われ
たことも有効である。絶縁物がＳｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、
Ｍｏ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａのうちの一つの酸化物あ
るいは窒化物よりなることが良い。第二貫通孔の内壁上
に延長して透明電極層との接続に与える接続電極層が、
基板の他面上に形成された接続電極層上に積層され、延
長部が第二貫通孔の内壁に非晶質半導体層を介して被着
した付加接続電極層であり、この付加接続電極層は第一
貫通孔の周辺部には形成されないことが有効である。そ
のような薄膜太陽電池の本発明の製造方法は、絶縁性の
可撓性基板に複数の第一貫通孔を開ける工程と、基板の
一面上に背後電極層、他面上に接続電極層を形成し、そ
れぞれの延長部を第一貫通孔の内壁上で連結させる工程
と、第一貫通孔の周辺の接続電極層の表面上から第一貫
通孔の内壁上の背後電極層あるいは接続電極層の延長部
上にかけて絶縁層によって覆う工程と、これらの工程の
あとで、背後電極層、基板および接続電極層を貫通する
複数の第二貫通孔を開ける工程と、背後電極層を覆い、
少なくとも第一貫通孔の内壁上に電極層を介して被着し
た絶縁層の表面上まで延長される非晶質半導体層を形成
する工程と、非晶質半導体層を覆い、第二貫通孔の内壁
上の延長部が接続電極層と接続される透明電極層を形成
する工程とを備えたものとする。
めに、本発明は、絶縁性の可撓性基板の一面上にそれぞ
れ基板側より背後電極層、接合を有する非晶質半導体層
および透明電極層よりなる複数の光電変換領域が配列さ
れ、基板の他面上に、隣接する二つの光電変換領域の互
いに近接した部分に対向して接続電極層が形成され、一
つの光電変換領域の背後電極層と接続電極層とが、背後
電極層、基板および接続電極層を貫通する第一貫通孔の
内壁に被着した背後電極層および接続電極層の延長部を
介して接続され、隣接する光電変換領域の透明電極層と
接続電極層とが、透明電極層、非晶質半導体層、背後電
極層および接続電極層を貫通する第二貫通孔の内壁に被
着した透明電極層および接続電極層の延長部を介して接
続されることにより、各光電変換領域が直列接続される
薄膜太陽電池において、第一貫通孔の周辺の接続電極層
の表面上から第一貫通孔の内壁上の背後電極層あるいは
接続電極層の延長部の表面上にかけて絶縁層によって覆
われたものとする。第二貫通孔の周辺の接続電極層の表
面上から第二貫通孔の内壁上の透明電極層あるいは接続
電極層の延長部の表面上にかけて絶縁層によって覆われ
たことも有効である。絶縁物がＳｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、
Ｍｏ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａのうちの一つの酸化物あ
るいは窒化物よりなることが良い。第二貫通孔の内壁上
に延長して透明電極層との接続に与える接続電極層が、
基板の他面上に形成された接続電極層上に積層され、延
長部が第二貫通孔の内壁に非晶質半導体層を介して被着
した付加接続電極層であり、この付加接続電極層は第一
貫通孔の周辺部には形成されないことが有効である。そ
のような薄膜太陽電池の本発明の製造方法は、絶縁性の
可撓性基板に複数の第一貫通孔を開ける工程と、基板の
一面上に背後電極層、他面上に接続電極層を形成し、そ
れぞれの延長部を第一貫通孔の内壁上で連結させる工程
と、第一貫通孔の周辺の接続電極層の表面上から第一貫
通孔の内壁上の背後電極層あるいは接続電極層の延長部
上にかけて絶縁層によって覆う工程と、これらの工程の
あとで、背後電極層、基板および接続電極層を貫通する
複数の第二貫通孔を開ける工程と、背後電極層を覆い、
少なくとも第一貫通孔の内壁上に電極層を介して被着し
た絶縁層の表面上まで延長される非晶質半導体層を形成
する工程と、非晶質半導体層を覆い、第二貫通孔の内壁
上の延長部が接続電極層と接続される透明電極層を形成
する工程とを備えたものとする。
【０００６】
【作用】透明電極層を全面に形成して光電変換有効面積
を拡大する際に、透明電極層が可撓性基板に開けた第一
貫通孔内に延長して基板裏面の接続電極層と短絡するの
を防止するのに、非晶質半導体層の回り込みを利用しな
いで、非晶質半導体層成膜前に形成される絶縁層を利用
する。これにより非晶質半導体層の第一貫通孔から裏面
への回り込み条件は無関係になる。また、このような絶
縁層の形成により水蒸気浸透が防止され、絶縁層は金属
電極および非晶質半導体層との接着力が高いので界面か
らの水蒸気の浸入もなくなる。さらに、基板裏面の第二
貫通孔の開口部分近傍にも絶縁層を設けることにより、
この部分の水蒸気浸透も防止され、耐候性が向上する。
を拡大する際に、透明電極層が可撓性基板に開けた第一
貫通孔内に延長して基板裏面の接続電極層と短絡するの
を防止するのに、非晶質半導体層の回り込みを利用しな
いで、非晶質半導体層成膜前に形成される絶縁層を利用
する。これにより非晶質半導体層の第一貫通孔から裏面
への回り込み条件は無関係になる。また、このような絶
縁層の形成により水蒸気浸透が防止され、絶縁層は金属
電極および非晶質半導体層との接着力が高いので界面か
らの水蒸気の浸入もなくなる。さらに、基板裏面の第二
貫通孔の開口部分近傍にも絶縁層を設けることにより、
この部分の水蒸気浸透も防止され、耐候性が向上する。
【０００７】
【実施例】以下、図３と共通の部分に同一の符号を付し
た図を引用して本発明の実施例について述べる。図１
(ａ) 〜 (ｅ) および図２ (ａ) 〜 (ｅ) は本発明の一
実施例の薄膜太陽電池の製造方法を製造工程の流れに従
って示したものである。図１ (ａ) は、基板となる絶縁
体である可撓性プラスチック基板１の断面である。基板
１としては、本実施例では厚さ５０μｍのアラミド、お
よびポリイミドを使用したが、他にポリエーテルサルホ
ン (ＰＥＳ) 、ポリエチレンナフタレート (ＰＥＮ) 、
ポリエチレンテレフタレート (ＰＥＴ) などの絶縁性プ
ラスチックフィルムを用いることも可能である。可撓性
基板１は、ステッピングロール方式方式あるいはロール
ツーロール方式による成膜の際に、ロールに巻き取るこ
とが可能でハンドリング性に優れ、同時に機械的強度が
十分である任意の厚さのものを使用できる。この基板１
に直列接続に使用する第一貫通孔１１を開ける〔図１
(ｂ) 〕。次いで、基板１の上面と裏面にそれぞれ背後
電極層３と接続電極層２を堆積する〔図１(ｃ) 、 (ｄ)
〕。背後電極層３、接続電極層２は、第一貫通孔内に
回り込むため、表面と裏面の電気的接続が行われる。次
に、フィルム基板１裏面の第一貫通孔１１周辺部の接続
電極層４の上に、マスク成膜により、絶縁層７を耐候性
のあるＳｉ酸化膜により形成した〔図１ (ｅ) 〕。この
絶縁層７は、Ｓｉの窒化物またはＴｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｍ
ｏ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａの酸化物および窒化物でも
よい。この絶縁層７の成膜は、ステッピングロール方式
あるいはロールツーロール方式を用いてのスパッタリン
グ法またはＣＶＤ法により、連続的に高い生産性を達成
させる。この絶縁層７をマスク成膜する領域は、後述の
透明電極層の第一貫通孔１１を通しての裏面側への回り
込み領域より十分広ければ良く、例えば、第一貫通孔の
直径が１ｍｍであった場合、透明電極層の第一貫通孔１
１を通しての裏面への回り込み領域は、せいぜい直径２
ｍｍ程度以下の領域なので、マスク開口幅はこれより十
分広く、例えば倍の４ｍｍ以上あればよい。次に第二貫
通孔１２を開ける〔図２ (ａ) 〕。この第二貫通孔は、
集電用として用いられ、透明電極層と裏面の接続電極層
２および後述の付加接続電極層とを接続し、シート抵抗
の高い透明電極層による電力損失の低減を行う。この
際、背後電極層３および接続電極層２は第二貫通孔１２
断面できれいに切断され、図示のように第二貫通孔内に
は電極が存在しない。この第二貫通孔１２加工の後、背
後電極層３の上にａ−Ｓｉ光電変換層４、透明電極層５
を堆積する〔図２ (ｂ) 、 (ｃ) 〕。次に、裏面の接続
電極層２上に付加接続電極層６を第一貫通孔１１周辺部
に堆積が起こらないようにマスク成膜する〔図２ (ｄ)
〕。この付加接続電極層６は、第二貫通孔１２部分で
の透明電極層５と裏面の接続電極層２とを接続する役割
を有し、同時に裏面接続電極層２のシート抵抗低減の役
割を持つ。続いて、レーザによる上面のパターニングラ
イン８で、背後電極層３、ａ−Ｓｉ層４、透明電極層５
を複数の光電変換部に分離し、裏面のパターニングライ
ン９により各直列接続セルごとの分離を行う。
た図を引用して本発明の実施例について述べる。図１
(ａ) 〜 (ｅ) および図２ (ａ) 〜 (ｅ) は本発明の一
実施例の薄膜太陽電池の製造方法を製造工程の流れに従
って示したものである。図１ (ａ) は、基板となる絶縁
体である可撓性プラスチック基板１の断面である。基板
１としては、本実施例では厚さ５０μｍのアラミド、お
よびポリイミドを使用したが、他にポリエーテルサルホ
ン (ＰＥＳ) 、ポリエチレンナフタレート (ＰＥＮ) 、
ポリエチレンテレフタレート (ＰＥＴ) などの絶縁性プ
ラスチックフィルムを用いることも可能である。可撓性
基板１は、ステッピングロール方式方式あるいはロール
ツーロール方式による成膜の際に、ロールに巻き取るこ
とが可能でハンドリング性に優れ、同時に機械的強度が
十分である任意の厚さのものを使用できる。この基板１
に直列接続に使用する第一貫通孔１１を開ける〔図１
(ｂ) 〕。次いで、基板１の上面と裏面にそれぞれ背後
電極層３と接続電極層２を堆積する〔図１(ｃ) 、 (ｄ)
〕。背後電極層３、接続電極層２は、第一貫通孔内に
回り込むため、表面と裏面の電気的接続が行われる。次
に、フィルム基板１裏面の第一貫通孔１１周辺部の接続
電極層４の上に、マスク成膜により、絶縁層７を耐候性
のあるＳｉ酸化膜により形成した〔図１ (ｅ) 〕。この
絶縁層７は、Ｓｉの窒化物またはＴｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｍ
ｏ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａの酸化物および窒化物でも
よい。この絶縁層７の成膜は、ステッピングロール方式
あるいはロールツーロール方式を用いてのスパッタリン
グ法またはＣＶＤ法により、連続的に高い生産性を達成
させる。この絶縁層７をマスク成膜する領域は、後述の
透明電極層の第一貫通孔１１を通しての裏面側への回り
込み領域より十分広ければ良く、例えば、第一貫通孔の
直径が１ｍｍであった場合、透明電極層の第一貫通孔１
１を通しての裏面への回り込み領域は、せいぜい直径２
ｍｍ程度以下の領域なので、マスク開口幅はこれより十
分広く、例えば倍の４ｍｍ以上あればよい。次に第二貫
通孔１２を開ける〔図２ (ａ) 〕。この第二貫通孔は、
集電用として用いられ、透明電極層と裏面の接続電極層
２および後述の付加接続電極層とを接続し、シート抵抗
の高い透明電極層による電力損失の低減を行う。この
際、背後電極層３および接続電極層２は第二貫通孔１２
断面できれいに切断され、図示のように第二貫通孔内に
は電極が存在しない。この第二貫通孔１２加工の後、背
後電極層３の上にａ−Ｓｉ光電変換層４、透明電極層５
を堆積する〔図２ (ｂ) 、 (ｃ) 〕。次に、裏面の接続
電極層２上に付加接続電極層６を第一貫通孔１１周辺部
に堆積が起こらないようにマスク成膜する〔図２ (ｄ)
〕。この付加接続電極層６は、第二貫通孔１２部分で
の透明電極層５と裏面の接続電極層２とを接続する役割
を有し、同時に裏面接続電極層２のシート抵抗低減の役
割を持つ。続いて、レーザによる上面のパターニングラ
イン８で、背後電極層３、ａ−Ｓｉ層４、透明電極層５
を複数の光電変換部に分離し、裏面のパターニングライ
ン９により各直列接続セルごとの分離を行う。
【０００８】図４、図５は、本発明の実施例の薄膜太陽
電池における絶縁層７のパターンを示すための平面図
で、いずれも (ａ) が上面図、 (ｂ) が下面図である。
わかりやすくするために、絶縁層７のみ斜線を引いて示
している。図４は、ステッピングロール方式により成膜
した場合で、ステッピングロール方式では、マスク成膜
の位置精度が高く、絶縁層７の堆積領域を第一貫通孔１
１の周辺部のみに小さく抑えることが可能である。図５
は、ロールツーロール方式により成膜した場合で、絶縁
層５を第一貫通孔１１の存在する部分に帯状に形成して
いる。ロールツーロール方式は、マスク成膜の位置精度
は低いが非常に生産性が高く、図５のようなマスク成膜
パターンを用いるとこの方式の適用も可能になる。
電池における絶縁層７のパターンを示すための平面図
で、いずれも (ａ) が上面図、 (ｂ) が下面図である。
わかりやすくするために、絶縁層７のみ斜線を引いて示
している。図４は、ステッピングロール方式により成膜
した場合で、ステッピングロール方式では、マスク成膜
の位置精度が高く、絶縁層７の堆積領域を第一貫通孔１
１の周辺部のみに小さく抑えることが可能である。図５
は、ロールツーロール方式により成膜した場合で、絶縁
層５を第一貫通孔１１の存在する部分に帯状に形成して
いる。ロールツーロール方式は、マスク成膜の位置精度
は低いが非常に生産性が高く、図５のようなマスク成膜
パターンを用いるとこの方式の適用も可能になる。
【０００９】以上の実施例では、絶縁層７の形成により
第一貫通孔１１部分の耐候性は向上するが、第二貫通孔
１２部分の耐候性は向上しない。従って、第二貫通孔１
２部分の耐候性を高めるためには、製造工程の最後に図
６に示すように第二貫通孔１２の周辺部から内壁にかけ
てＳｉ酸化物などよりなる絶縁層７をマスク成膜する。
第一貫通孔１１部分の耐候性は向上するが、第二貫通孔
１２部分の耐候性は向上しない。従って、第二貫通孔１
２部分の耐候性を高めるためには、製造工程の最後に図
６に示すように第二貫通孔１２の周辺部から内壁にかけ
てＳｉ酸化物などよりなる絶縁層７をマスク成膜する。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、可撓性基板上の背後電
極層と基板裏面の接続電極層との接続を行う第一貫通孔
内への透明電極の回り込みによる短絡を、第一貫通孔の
基板裏面への開口部近傍を絶縁層で被覆することにより
防止する結果、非晶質半導体層の回り込みの制御が不必
要になった。また、耐候性に不利な貫通孔部分への絶縁
膜の形成は耐候性が向上し、絶縁層による短絡防止と共
に信頼性の高い薄膜太陽電池の製造を可能にした。この
ような絶縁層の堆積には、ステッピングロール方式やロ
ールツーロール方式の適用もでき、生産性を高めること
が可能である。
極層と基板裏面の接続電極層との接続を行う第一貫通孔
内への透明電極の回り込みによる短絡を、第一貫通孔の
基板裏面への開口部近傍を絶縁層で被覆することにより
防止する結果、非晶質半導体層の回り込みの制御が不必
要になった。また、耐候性に不利な貫通孔部分への絶縁
膜の形成は耐候性が向上し、絶縁層による短絡防止と共
に信頼性の高い薄膜太陽電池の製造を可能にした。この
ような絶縁層の堆積には、ステッピングロール方式やロ
ールツーロール方式の適用もでき、生産性を高めること
が可能である。
【図１】本発明の一実施例の薄膜太陽電池の製造方法に
おける製造工程の前半を (ａ)ないし (ｅ) の順に示す
断面図
おける製造工程の前半を (ａ)ないし (ｅ) の順に示す
断面図
【図２】本発明の一実施例の薄膜太陽電池の製造方法に
おける製造工程の後半を (ａ)ないし (ｅ) の順に示す
断面図
おける製造工程の後半を (ａ)ないし (ｅ) の順に示す
断面図
【図３】従来のＳＣＡＦ構造薄膜太陽電池を示し、
(ａ) が上面図、 (ｂ) が下面図、(ｃ) が (ａ) のＡ−
Ａ線断面図
(ａ) が上面図、 (ｂ) が下面図、(ｃ) が (ａ) のＡ−
Ａ線断面図
【図４】本発明の一実施例の薄膜太陽電池の一部を示
し、 (ａ) が上面図、 (ｂ) が下面図
し、 (ａ) が上面図、 (ｂ) が下面図
【図５】本発明の別の実施例の薄膜太陽電池の一部を示
し、 (ａ) が上面図、 (ｂ) が下面図
し、 (ａ) が上面図、 (ｂ) が下面図
【図６】本発明のさらに別の実施例の薄膜太陽電池の一
部を示す断面図
部を示す断面図
１ 可撓性基板 １１ 第一貫通孔 １２ 第二貫通孔 ２ 接続電極層 ３ 背後電極層 ４ ａ−Ｓｉ層 ５ 透明電極層 ６ 付加接続電極層 ７ 絶縁層 ８、９ パターニングライン
Claims (5)
- 【請求項１】絶縁性の可撓性基板の一面上にそれぞれ基
板側より背後電極層、接合を有する非晶質半導体層およ
び透明電極層よりなる複数の光電変換領域が配列され、
基板の他面上に、隣接する二つの光電変換領域の互いに
近接した部分に対向して接続電極層が形成され、一つの
光電変換領域の背後電極層と接続電極層とが、背後電極
層、基板および接続電極層を貫通する第一貫通孔の内壁
に被着した背後電極層および接続電極層の延長部を介し
て接続され、隣接する光電変換領域の透明電極層と接続
電極層とが、透明電極層、非晶質半導体層、背後電極
層、基板および接続電極層を貫通する第二貫通孔の内壁
に被着した透明電極層および接続電極層の延長部を介し
て接続されることにより、各光電変換領域が直列接続さ
れる薄膜太陽電池において、第一貫通孔の周辺の接続電
極層の表面上から第一貫通孔の内壁上の背後電極層ある
いは接続電極層の延長部の表面上にかけて絶縁層によっ
て覆われたことを特徴とする薄膜太陽電池。 - 【請求項２】第二貫通孔の周辺の接続電極層の表面上か
ら第二貫通孔の内壁上の透明電極層あるいは接続電極層
の延長部の表面上にかけて絶縁層によって覆われた請求
項１記載の薄膜太陽電池。 - 【請求項３】絶縁物がシリコン、チタン、タングステ
ン、ニッケル、モリブデン、銀、アルミニウム、銅およ
びタンタルのうちの一つの酸化物あるいは窒化物よりな
る請求項１あるいは２記載の薄膜太陽電池。 - 【請求項４】第二貫通孔の内壁上に延長して透明電極層
との接続に与かる接続電極層が、基板の他面上に形成さ
れた接続電極層上に積層され、延長部が第二貫通孔の内
壁に非晶質半導体層を介して被着した付加接続電極層で
あり、この付加接続電極層は、第一貫通孔の周辺部には
形成されない請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜
太陽電池。 - 【請求項５】絶縁性の可撓性基板に複数の第一貫通孔を
開ける工程と、基板の一面上に背後電極層、他面上に接
続電極層を形成し、それぞれの延長部を第一貫通孔の内
壁上で連結させる工程と、第一貫通孔の周辺の接続電極
層の表面上から第一貫通孔の内壁上の背後電極層あるい
は接続電極層の延長部上にかけて絶縁層によって覆う工
程と、これらの工程のあとに、背後電極層、基板および
接続電極層を貫通する複数の第二貫通孔を開ける工程
と、背後電極層を覆い、少なくとも第一貫通孔の内壁上
に電極層を介して被着した絶縁層の表面上まで延長され
る非晶質半導体層を形成する工程と、非晶質半導体層を
覆い第二貫通孔の内壁上の延長部が接続電極層と接続さ
れる透明電極層を形成する工程とを備えたことを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜太陽電池
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7105145A JPH08306943A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7105145A JPH08306943A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08306943A true JPH08306943A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14399571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7105145A Pending JPH08306943A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08306943A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002118272A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池とその製造方法 |
| JP2003060219A (ja) * | 2001-06-04 | 2003-02-28 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 薄膜太陽電池とその製造方法 |
| JP2006049541A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 太陽電池モジュールとその製造方法 |
| CN102386334A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-03-21 | 深圳市创益科技发展有限公司 | 一种太阳能电池光伏建筑组件及制造方法 |
| WO2012172827A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | 富士電機株式会社 | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP7105145A patent/JPH08306943A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002118272A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池とその製造方法 |
| JP2003060219A (ja) * | 2001-06-04 | 2003-02-28 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 薄膜太陽電池とその製造方法 |
| JP2006049541A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 太陽電池モジュールとその製造方法 |
| WO2012172827A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | 富士電機株式会社 | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
| CN102386334A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-03-21 | 深圳市创益科技发展有限公司 | 一种太阳能电池光伏建筑组件及制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5626686A (en) | Thin-film solar cell and method of manufacturing the same | |
| US5421908A (en) | Thin-film solar cell and method for the manufacture thereof | |
| US5928439A (en) | Thin-film solar cell and method for the manufacture thereof | |
| US5468988A (en) | Large area, through-hole, parallel-connected photovoltaic device | |
| EP0482511B1 (en) | Integrated photovoltaic device | |
| US4849029A (en) | Energy conversion structures | |
| JPH0528512B2 (ja) | ||
| WO1993023880A1 (en) | Monolithic, parallel connected photovoltaic array and method for its manufacture | |
| JP2004273614A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2986875B2 (ja) | 集積化太陽電池 | |
| JPH0983001A (ja) | 集積化薄膜太陽電池 | |
| EP3748692A1 (en) | Manufacturing method of thin film solar cell | |
| JPH08306943A (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
| CN102782874A (zh) | 太阳能电池设备及其制造方法 | |
| JP3111805B2 (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
| JP2009065022A (ja) | 薄膜太陽電池及びその製造方法 | |
| JPH06268241A (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
| JPH08116081A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| KR102497067B1 (ko) | 추가 도전성 라인을 갖는 박막 장치 및 그 제조 방법 | |
| JP4045484B2 (ja) | 薄膜太陽電池とその製造方法 | |
| JPH07297436A (ja) | 薄膜太陽電池サブモジュールおよび薄膜太陽電池モジュール | |
| JPS5955079A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JPH08330612A (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
| JP2002151720A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JP3455364B2 (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |