JPH11177108A - 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
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- JPH11177108A JPH11177108A JP9338336A JP33833697A JPH11177108A JP H11177108 A JPH11177108 A JP H11177108A JP 9338336 A JP9338336 A JP 9338336A JP 33833697 A JP33833697 A JP 33833697A JP H11177108 A JPH11177108 A JP H11177108A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】透光性を有し、かつ発電量が透光部のに当てた
面積分以上には低下しない薄膜太陽電池およびその製造
方法を提供する。 【解決手段】光透過性で絶縁性の基板１の一面上に光電
変換層４を挟んで基板側に第一電極層２、反対側に透明
な第二電極層５が設けられ、基板の他面（裏面とする）
上に裏面電極層３、６が設けられ、裏面電極層と第二電
極層とが基板を貫通する集電孔Ｈ２の内壁面で接続され
てなる単位太陽電池が基板を共通にして複数個形成され
ており、単位太陽電池の第一電極層の延長部が、隣接単
位太陽電池の裏面電極層の延長部と基板を貫通する直列
用孔Ｈ１の内壁面で接続されている薄膜太陽電池におい
て、光が透過する透光窓Ｗ１、Ｗ２として、前記薄膜太
陽電池には、少なくとも、第一電極層２の除去された部
分または／および裏面電極層３、６の除去された部分と
の重なりから形成する。
面積分以上には低下しない薄膜太陽電池およびその製造
方法を提供する。 【解決手段】光透過性で絶縁性の基板１の一面上に光電
変換層４を挟んで基板側に第一電極層２、反対側に透明
な第二電極層５が設けられ、基板の他面（裏面とする）
上に裏面電極層３、６が設けられ、裏面電極層と第二電
極層とが基板を貫通する集電孔Ｈ２の内壁面で接続され
てなる単位太陽電池が基板を共通にして複数個形成され
ており、単位太陽電池の第一電極層の延長部が、隣接単
位太陽電池の裏面電極層の延長部と基板を貫通する直列
用孔Ｈ１の内壁面で接続されている薄膜太陽電池におい
て、光が透過する透光窓Ｗ１、Ｗ２として、前記薄膜太
陽電池には、少なくとも、第一電極層２の除去された部
分または／および裏面電極層３、６の除去された部分と
の重なりから形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンなどの四
族元素を主成分とするアモルファス薄膜半導体などを光
電変換層とし、単位太陽電池が基板の裏面電極を介して
直列接続されてなり、光が透過できる部分を有する薄膜
太陽電池およびその製造方法に関する。
族元素を主成分とするアモルファス薄膜半導体などを光
電変換層とし、単位太陽電池が基板の裏面電極を介して
直列接続されてなり、光が透過できる部分を有する薄膜
太陽電池およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は既に特開平6-342924号公報に
おいて、プラスチックフィルム基板などのように薄くて
加工の容易なフィルムを基板として用いて薄膜太陽電池
を形成する場合には、基板の両面に電極を形成し、基板
を貫通する接続部を形成することにより単位太陽電池が
直列接続され、発電面積が直列接続用の電極により縮小
されない太陽電池が形成できることを開示した。
おいて、プラスチックフィルム基板などのように薄くて
加工の容易なフィルムを基板として用いて薄膜太陽電池
を形成する場合には、基板の両面に電極を形成し、基板
を貫通する接続部を形成することにより単位太陽電池が
直列接続され、発電面積が直列接続用の電極により縮小
されない太陽電池が形成できることを開示した。
【０００３】図３は本出願人による従来の薄膜太陽電池
を示し、（ａ）は透視平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるＣＣ’断面図である。フィルム状の基板１に先
ず、直列接続用孔Ｈ１が開けられ、第一電極層２（基板
のこの面を第１面とする）、および反対側面（裏面とす
る）に第三電極層３が形成された後、集電孔Ｈ２が開け
られる。さらに第１面には光電変換層４および透明な第
２電極層５が形成される。そして、裏面に第四電極層６
が形成される。第三電極層３および第四電極層６全体を
裏面電極ということにする。最後に、第１面の３層を線
状に除去し分離線Ｌ１とし、裏面電極も同様に分離線Ｌ
２をいれて、複数の単位太陽電池の個別化と単位太陽電
池の直列接続が完成される。
を示し、（ａ）は透視平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるＣＣ’断面図である。フィルム状の基板１に先
ず、直列接続用孔Ｈ１が開けられ、第一電極層２（基板
のこの面を第１面とする）、および反対側面（裏面とす
る）に第三電極層３が形成された後、集電孔Ｈ２が開け
られる。さらに第１面には光電変換層４および透明な第
２電極層５が形成される。そして、裏面に第四電極層６
が形成される。第三電極層３および第四電極層６全体を
裏面電極ということにする。最後に、第１面の３層を線
状に除去し分離線Ｌ１とし、裏面電極も同様に分離線Ｌ
２をいれて、複数の単位太陽電池の個別化と単位太陽電
池の直列接続が完成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の薄膜
太陽電池を窓や天窓などの採光部に用いる場合、孔や分
離部からの漏れ光では不足であるような多量の採光が求
められる場合がある。上記の薄膜太陽電池において、光
入射側から入射した光の一部を基板を通して反対側に透
過させるためには、不透明な部分を減らし、また透過率
の高い基板を用いる必要がある。
太陽電池を窓や天窓などの採光部に用いる場合、孔や分
離部からの漏れ光では不足であるような多量の採光が求
められる場合がある。上記の薄膜太陽電池において、光
入射側から入射した光の一部を基板を通して反対側に透
過させるためには、不透明な部分を減らし、また透過率
の高い基板を用いる必要がある。
【０００５】しかし、透過率が高い絶縁性基板を用いた
場合、レーザー加工により太陽電池の個別化と直列接続
化を行う際に、加工する反対側面側の層に損傷を与えて
しまう。このような場合の製造方法としては、既にレー
ザー光に絶縁性基板を透過しない波長のレーザーを使う
製造方法が、本出願人により特開平8-56005 号公報にお
いて開示されている。この製造方法では加工する面の反
対側面側の層に損傷を与えずに太陽電池は作製可能であ
るが、各電極層には、電極の抵抗は出力電力の損失を大
きくするので抵抗の低い金属層を用いているため、透光
性を保つことができない。各電極層をZnO 、ＩＴＯ（酸
化インジウムスズ）などの透明導電層を用いて、透光性
を持たせることは可能であるが、透明導電層のシート抵
抗や広がり抵抗は金属層より大きく太陽電池のフィルフ
ァクタ−（曲線因子）が低下してしまう。
場合、レーザー加工により太陽電池の個別化と直列接続
化を行う際に、加工する反対側面側の層に損傷を与えて
しまう。このような場合の製造方法としては、既にレー
ザー光に絶縁性基板を透過しない波長のレーザーを使う
製造方法が、本出願人により特開平8-56005 号公報にお
いて開示されている。この製造方法では加工する面の反
対側面側の層に損傷を与えずに太陽電池は作製可能であ
るが、各電極層には、電極の抵抗は出力電力の損失を大
きくするので抵抗の低い金属層を用いているため、透光
性を保つことができない。各電極層をZnO 、ＩＴＯ（酸
化インジウムスズ）などの透明導電層を用いて、透光性
を持たせることは可能であるが、透明導電層のシート抵
抗や広がり抵抗は金属層より大きく太陽電池のフィルフ
ァクタ−（曲線因子）が低下してしまう。
【０００６】上述の実情に立脚し、本発明の目的は、透
光性を有し、かつ発電量が透光部に当てた面積分以上に
は低下しない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。
光性を有し、かつ発電量が透光部に当てた面積分以上に
は低下しない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。
【０００７】
【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、絶縁性の基板の一面上に光電変換層を挟んで基板
側に第一電極層、反対側に透明な第二電極層が設けら
れ、基板の他面（裏面とする）上に裏面電極層が設けら
れ、裏面電極層と第二電極層とが基板を貫通する集電孔
の内壁面で接続されてなる単位太陽電池が基板を共通に
して複数個形成されており、単位太陽電池の第一電極層
の延長部が、隣接単位太陽電池の裏面電極層の延長部と
基板を貫通する直列用孔の内壁面で接続されている薄膜
太陽電池において、前記薄膜太陽電池は、基板上に光電
変換層および第二電極層のいずれかまたは両者が存在す
るか、またはいずれの層も存在しない部分を、光が透過
する透光窓として、有し、この透光窓は、少なくとも、
第一電極層の除去された部分または／および裏面電極層
の除去された部分とから形成されていることとする。
めに、絶縁性の基板の一面上に光電変換層を挟んで基板
側に第一電極層、反対側に透明な第二電極層が設けら
れ、基板の他面（裏面とする）上に裏面電極層が設けら
れ、裏面電極層と第二電極層とが基板を貫通する集電孔
の内壁面で接続されてなる単位太陽電池が基板を共通に
して複数個形成されており、単位太陽電池の第一電極層
の延長部が、隣接単位太陽電池の裏面電極層の延長部と
基板を貫通する直列用孔の内壁面で接続されている薄膜
太陽電池において、前記薄膜太陽電池は、基板上に光電
変換層および第二電極層のいずれかまたは両者が存在す
るか、またはいずれの層も存在しない部分を、光が透過
する透光窓として、有し、この透光窓は、少なくとも、
第一電極層の除去された部分または／および裏面電極層
の除去された部分とから形成されていることとする。
【０００８】前記透光窓は第一電極層の除去された部分
と裏面電極層の除去された部分とが重なった部分である
と良い。前記透光窓は前記単位太陽電池の個別化と直列
接続化のために第一電極層または／および裏面電極層の
除去された部分を含むと良い。上記の透光窓を有する薄
膜太陽電池の製造方法において、薄膜太陽電池の直列接
続形成後に前記透光窓を形成すると良い。
と裏面電極層の除去された部分とが重なった部分である
と良い。前記透光窓は前記単位太陽電池の個別化と直列
接続化のために第一電極層または／および裏面電極層の
除去された部分を含むと良い。上記の透光窓を有する薄
膜太陽電池の製造方法において、薄膜太陽電池の直列接
続形成後に前記透光窓を形成すると良い。
【０００９】前記透光窓は、絶縁性基板での透過率が20
％以下であるような波長のレーザー光を用いてレーザー
光入射側の電極層を除去することによって形成されると
良い。前記透光窓は、絶縁性基板での透過率が80％以上
であるような波長のレーザー光を用いて基板両面の電極
層を同時に除去することによって形成されると良い。
％以下であるような波長のレーザー光を用いてレーザー
光入射側の電極層を除去することによって形成されると
良い。前記透光窓は、絶縁性基板での透過率が80％以上
であるような波長のレーザー光を用いて基板両面の電極
層を同時に除去することによって形成されると良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明によれば、上記のように、
基板の両面に光を殆ど透過させない第一電極層の除去さ
れた部分と裏面電極層の除去された部分とが重なった部
分、即ち、基板上に光電変換層および第二電極層のいず
れかまたは両者が存在するか、またはいずれの層も存在
しない部分を、光が透過する透光窓としている。従っ
て、基板は透光性であることになるが、一般に”透光
性”が単に無色透明なガラスのような場合を意味するこ
とが多いので、誤解のないように、”透光性”を用いず
に単に絶縁性の基板とした。
基板の両面に光を殆ど透過させない第一電極層の除去さ
れた部分と裏面電極層の除去された部分とが重なった部
分、即ち、基板上に光電変換層および第二電極層のいず
れかまたは両者が存在するか、またはいずれの層も存在
しない部分を、光が透過する透光窓としている。従っ
て、基板は透光性であることになるが、一般に”透光
性”が単に無色透明なガラスのような場合を意味するこ
とが多いので、誤解のないように、”透光性”を用いず
に単に絶縁性の基板とした。
【００１１】本発明に用いることのできる絶縁性の基板
は、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）ヤＰ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のような可視光が
９０% 以上透過する無色透明な材料のフィルムであり、
また、ポリイミドフィルムは光が散乱しない（または濁
っていないという意味で”透明な”と言うこともある）
茶色であり、厚さ50μm での５３０nmにおける光透過率
は２０% 以下である。他にも、アラミドフィルムで
は、”透明な”黄色で同じく光透過率は９０% 以上のも
の、”透明な”茶色で光透過率は２０% 以下ものなどを
挙げることができる。また、光が散乱する、例えば乳白
色の樹脂フィルムを用いることも可能である。
は、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）ヤＰ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のような可視光が
９０% 以上透過する無色透明な材料のフィルムであり、
また、ポリイミドフィルムは光が散乱しない（または濁
っていないという意味で”透明な”と言うこともある）
茶色であり、厚さ50μm での５３０nmにおける光透過率
は２０% 以下である。他にも、アラミドフィルムで
は、”透明な”黄色で同じく光透過率は９０% 以上のも
の、”透明な”茶色で光透過率は２０% 以下ものなどを
挙げることができる。また、光が散乱する、例えば乳白
色の樹脂フィルムを用いることも可能である。
【００１２】以下実施例に基づいて、本発明を詳細に説
明する。 実施例１ 図１は本発明に係る透光窓を有する薄膜太陽電池を示
し、（ａ）は透視平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけ
るＡＡ’断面図である。基板１としては、本実施例では
膜厚50μm のポリイミドフィルムを用いた。これら基
板、膜厚などは、必要な透光性により決定されるもので
あり本実施例に限定されるものではない。先ず、基板１
に直列用孔Ｈ１を形成した。その後、第１電極層２（第
１面とする）におよび反対側面（裏面）に第三電極層３
としてAgをスパッタにより数百nm厚で形成した。これら
の電極層としては、Al層やAg層と透明電極層との多層層
を用いることができる。層の形成順は、第一電極層２、
第三電極層３のどちらが先でもよいが、好ましくは第１
電極層２を先に形成する方が良い。
明する。 実施例１ 図１は本発明に係る透光窓を有する薄膜太陽電池を示
し、（ａ）は透視平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけ
るＡＡ’断面図である。基板１としては、本実施例では
膜厚50μm のポリイミドフィルムを用いた。これら基
板、膜厚などは、必要な透光性により決定されるもので
あり本実施例に限定されるものではない。先ず、基板１
に直列用孔Ｈ１を形成した。その後、第１電極層２（第
１面とする）におよび反対側面（裏面）に第三電極層３
としてAgをスパッタにより数百nm厚で形成した。これら
の電極層としては、Al層やAg層と透明電極層との多層層
を用いることができる。層の形成順は、第一電極層２、
第三電極層３のどちらが先でもよいが、好ましくは第１
電極層２を先に形成する方が良い。
【００１３】次に、直列用孔Ｈ１から適当な距離を隔て
て集電用孔Ｈ２を多数開けた。なお、この場合の集電用
孔形状は必ずしも円である必要はなく、広がり抵抗を小
さくして太陽電池の特性を向上させるためには、面積は
出来るだけ小さく、しかも周辺の長さが出来る限り長く
なる形状が良い。次に、ＹＡＧレーザーにより、透光窓
のために第一電極層２の一部を長方形に除去し（除去部
分Ｗ１）、および直列接続構造を形成するための幅の狭
い分離線Ｌ３を形成した。除去部分Ｗ１の形状は長方形
に限らず任意とすることができる。
て集電用孔Ｈ２を多数開けた。なお、この場合の集電用
孔形状は必ずしも円である必要はなく、広がり抵抗を小
さくして太陽電池の特性を向上させるためには、面積は
出来るだけ小さく、しかも周辺の長さが出来る限り長く
なる形状が良い。次に、ＹＡＧレーザーにより、透光窓
のために第一電極層２の一部を長方形に除去し（除去部
分Ｗ１）、および直列接続構造を形成するための幅の狭
い分離線Ｌ３を形成した。除去部分Ｗ１の形状は長方形
に限らず任意とすることができる。
【００１４】次に、光電変換層４を形成した。光電変換
層４として、この実施例では、グロー放電分解により堆
積される水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)系の材料
を用いてn-i-p 接合を形成した。その上に第二電極層５
として透明電極層を形成した。この透明電極層にはＩＴ
Ｏ、ZnO などの酸化物導電層を用いることができるが、
本実施例ではスパッタによるＩＴＯ層の例を示した。こ
のとき、層形成時にマスクで覆うなどして直列用孔Ｈ１
には層が形成されないようにした。
層４として、この実施例では、グロー放電分解により堆
積される水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)系の材料
を用いてn-i-p 接合を形成した。その上に第二電極層５
として透明電極層を形成した。この透明電極層にはＩＴ
Ｏ、ZnO などの酸化物導電層を用いることができるが、
本実施例ではスパッタによるＩＴＯ層の例を示した。こ
のとき、層形成時にマスクで覆うなどして直列用孔Ｈ１
には層が形成されないようにした。
【００１５】次に裏面に金属層などからなる第四電極層
６を最終的に形成する。本実施例では金属材料としてNi
を用い、スパッタにより成層した。他の金属材料を用
い、また他の成層方法によっても良い。最後に、ＹＡＧ
レーザーにより、直列構造を作製するために第一電極層
２上にに先に形成した分離線Ｌ３の内側で光電変換層４
と第二電極層５を除去し、また、第一電極層２上にに先
に形成した除去部分Ｗ１と同じ形状に、裏面の裏面電極
層（第三電極層３、第四電極層６）を除去し除去部分Ｗ
２とした。除去部分Ｗ２は発電面積に無関係なので、除
去部分Ｗ１より大きくてもよいが、透光部分の損失とな
らないように除去部分Ｗ１内に掛かからないようにする
ことが好ましい。
６を最終的に形成する。本実施例では金属材料としてNi
を用い、スパッタにより成層した。他の金属材料を用
い、また他の成層方法によっても良い。最後に、ＹＡＧ
レーザーにより、直列構造を作製するために第一電極層
２上にに先に形成した分離線Ｌ３の内側で光電変換層４
と第二電極層５を除去し、また、第一電極層２上にに先
に形成した除去部分Ｗ１と同じ形状に、裏面の裏面電極
層（第三電極層３、第四電極層６）を除去し除去部分Ｗ
２とした。除去部分Ｗ２は発電面積に無関係なので、除
去部分Ｗ１より大きくてもよいが、透光部分の損失とな
らないように除去部分Ｗ１内に掛かからないようにする
ことが好ましい。
【００１６】このようにして製造された薄膜太陽電池
は、第一電極層の除去部分Ｗ１と裏面電極の除去部分Ｗ
２により、入射した（太陽）光の一部は透明電極層であ
る第二電極層５および光電変換層４を透過して裏面側に
至る。即ち除去部分Ｗ１と除去部分Ｗ２の重なり部分が
透光窓である。光電変換層４を透過した光は赤みを帯び
るので、白色光が必要であれば除去部分Ｗ１の光電変換
層４（および第二電極層５）を同様に除去すればよい。
は、第一電極層の除去部分Ｗ１と裏面電極の除去部分Ｗ
２により、入射した（太陽）光の一部は透明電極層であ
る第二電極層５および光電変換層４を透過して裏面側に
至る。即ち除去部分Ｗ１と除去部分Ｗ２の重なり部分が
透光窓である。光電変換層４を透過した光は赤みを帯び
るので、白色光が必要であれば除去部分Ｗ１の光電変換
層４（および第二電極層５）を同様に除去すればよい。
【００１７】このようにして作製された薄膜太陽電池
は、各電極層に金属層を用いているため、ジュール損失
による特性低下は見られず、太陽電池の発電有効面積の
減少（除去部分Ｗ１の面積の総和に等しい）分の出力低
下のみであった。また、除去部分Ｗ１の面積を変えるこ
とにより任意に透光性を変化させることができ、除去部
分Ｗ１の形状を任意の模様などに形成することも可能で
あり、意匠性を高めることができる。 実施例２ 図２は本発明に係る裏面電極の透光部分が単位太陽電池
の分離線と重なる薄膜太陽電池を示し、（ａ）は透視平
面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢＢ’断面図であ
る。
は、各電極層に金属層を用いているため、ジュール損失
による特性低下は見られず、太陽電池の発電有効面積の
減少（除去部分Ｗ１の面積の総和に等しい）分の出力低
下のみであった。また、除去部分Ｗ１の面積を変えるこ
とにより任意に透光性を変化させることができ、除去部
分Ｗ１の形状を任意の模様などに形成することも可能で
あり、意匠性を高めることができる。 実施例２ 図２は本発明に係る裏面電極の透光部分が単位太陽電池
の分離線と重なる薄膜太陽電池を示し、（ａ）は透視平
面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢＢ’断面図であ
る。
【００１８】製造方法は実施例１と同じであるが、直列
接続を形成するためにＹＡＧレーザーなどにより形成す
る第一電極層２の分離線Ｌ１に対向する裏面の同一位置
に第三電極層３、第四電極層６に分離線Ｌ１と同じ形状
の分離線Ｌ４を形成することにより、その分離線自身を
透光部として用い、入射した光の一部を裏面側に透過さ
せることが可能となった。
接続を形成するためにＹＡＧレーザーなどにより形成す
る第一電極層２の分離線Ｌ１に対向する裏面の同一位置
に第三電極層３、第四電極層６に分離線Ｌ１と同じ形状
の分離線Ｌ４を形成することにより、その分離線自身を
透光部として用い、入射した光の一部を裏面側に透過さ
せることが可能となった。
【００１９】なお、基板両面の電極の分離線が一致した
ので、単位太陽電池の直列接続を形成するため、裏面電
極の延長部を隣接する直列容用孔Ｈ１に延長してある。
本実施例では入射した光の一部を裏面側に透過させるた
めに分離線自体を用いているので、従来の方法で作製し
た太陽電池と同じ出力が得られ、且つ光を透過させるこ
とも可能となった。しかし、分離線自体を透光部として
用いているため、形状を自由に変化させたり、透光部の
面積を任意に変えることは困難であるが、実施例１と組
み合わせることにより、任意に透光量を変化させること
が可能となる。 実施例３ 実施例１、２では絶縁性の基板１としてポリイミドフィ
ルムを用いたが、ポリイミド基板は、例えばＹＡＧレー
ザーの第二高調波である530nm 付近での透過率は20％以
下程度である。従って、可視光の透過は基板の透過率に
よって定まってしまう。
ので、単位太陽電池の直列接続を形成するため、裏面電
極の延長部を隣接する直列容用孔Ｈ１に延長してある。
本実施例では入射した光の一部を裏面側に透過させるた
めに分離線自体を用いているので、従来の方法で作製し
た太陽電池と同じ出力が得られ、且つ光を透過させるこ
とも可能となった。しかし、分離線自体を透光部として
用いているため、形状を自由に変化させたり、透光部の
面積を任意に変えることは困難であるが、実施例１と組
み合わせることにより、任意に透光量を変化させること
が可能となる。 実施例３ 実施例１、２では絶縁性の基板１としてポリイミドフィ
ルムを用いたが、ポリイミド基板は、例えばＹＡＧレー
ザーの第二高調波である530nm 付近での透過率は20％以
下程度である。従って、可視光の透過は基板の透過率に
よって定まってしまう。
【００２０】本実施例では、透光窓の光透過量を改善す
るために、基板として透過率が高い材料、例えばＰＥＮ
（ポリエチレンナフタレート）、を用いた薄膜太陽電池
の製造方法について説明する。ＰＥＮの透過率は可視域
で約80％以上と高いため、ＹＡＧレーザー（第２高調
波）などにより、例えば第三電極層３および第四電極層
６を加工しようとするとその反対側面側の第一電極層な
どに損傷を来してしまい、太陽電池特性が低下してしま
う。そこで、基板の透過率が20％以下となる、ＹＡＧレ
ーザーの第四高調波またはエキシマレーザーなどの紫外
レーザーを電極層除去加工に用いることにより、反対側
面側の損傷を防ぐことを可能とした。
るために、基板として透過率が高い材料、例えばＰＥＮ
（ポリエチレンナフタレート）、を用いた薄膜太陽電池
の製造方法について説明する。ＰＥＮの透過率は可視域
で約80％以上と高いため、ＹＡＧレーザー（第２高調
波）などにより、例えば第三電極層３および第四電極層
６を加工しようとするとその反対側面側の第一電極層な
どに損傷を来してしまい、太陽電池特性が低下してしま
う。そこで、基板の透過率が20％以下となる、ＹＡＧレ
ーザーの第四高調波またはエキシマレーザーなどの紫外
レーザーを電極層除去加工に用いることにより、反対側
面側の損傷を防ぐことを可能とした。
【００２１】実施例１、２における電極層の除去部分の
形成に、紫外レーザー加工を適用することにより、高い
透過性の絶縁性基板が使用可能となり、同じ透光部面積
当たりの透光量の多く、且つ特性低下の少ない薄膜太陽
電池を作製することができた。 実施例４ 実施例１では（図１参照）、第一電極層の除去部分Ｗ１
の形成と、第三電極層３の除去部分Ｗ２の形成とは別工
程で行って、透過部を完成させたが、この実施例では、
両除去部分の形成を同時に行うことができる。
形成に、紫外レーザー加工を適用することにより、高い
透過性の絶縁性基板が使用可能となり、同じ透光部面積
当たりの透光量の多く、且つ特性低下の少ない薄膜太陽
電池を作製することができた。 実施例４ 実施例１では（図１参照）、第一電極層の除去部分Ｗ１
の形成と、第三電極層３の除去部分Ｗ２の形成とは別工
程で行って、透過部を完成させたが、この実施例では、
両除去部分の形成を同時に行うことができる。
【００２２】先ず、絶縁性基板１に透過率の高いＰＥＮ
などのフィルムを用いて従来方法と同様に薄膜太陽電池
を形成した。但し、単位太陽電池の個別化と直列接続を
形成するために用いるレーザー光は実施例３で使用した
紫外レーザーを用いた。この直列接続の完成した薄膜太
陽電池に光の透過部を形成するために、第二電極層２側
または裏面電極層（第三電極層３および第四電極層６）
側のどちらか一方から、絶縁性基板１に対する透過率が
80％以上と高いＹＡＧレーザーなどにより加工する。こ
のようにすれば、例えば、第二電極層２側から照射され
たレーザー光は絶縁性基板１を透過して裏面の第三電極
層３および第四電極層６も同時に除去することができ
る。
などのフィルムを用いて従来方法と同様に薄膜太陽電池
を形成した。但し、単位太陽電池の個別化と直列接続を
形成するために用いるレーザー光は実施例３で使用した
紫外レーザーを用いた。この直列接続の完成した薄膜太
陽電池に光の透過部を形成するために、第二電極層２側
または裏面電極層（第三電極層３および第四電極層６）
側のどちらか一方から、絶縁性基板１に対する透過率が
80％以上と高いＹＡＧレーザーなどにより加工する。こ
のようにすれば、例えば、第二電極層２側から照射され
たレーザー光は絶縁性基板１を透過して裏面の第三電極
層３および第四電極層６も同時に除去することができ
る。
【００２３】本方法によれば、薄膜太陽電池は従来の製
造工程に１回のレーザー加工工程を追加するだけで透過
部の形成が可能である。また、一度の加工ですむことか
ら生産性の向上が期待でき、より透光性の高い且つ特性
低下の少ない薄膜太陽電池を作製することが可能とな
る。
造工程に１回のレーザー加工工程を追加するだけで透過
部の形成が可能である。また、一度の加工ですむことか
ら生産性の向上が期待でき、より透光性の高い且つ特性
低下の少ない薄膜太陽電池を作製することが可能とな
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、絶縁性の基板の一面上
に光電変換層を挟んで基板側に第一電極層、反対側に透
明な第二電極層が設けられ、基板の他面（裏面とする）
上に裏面電極層が設けられ、裏面電極層と第二電極層と
が基板を貫通する集電孔の内壁面で接続されてなる単位
太陽電池が基板を共通にして複数個形成されており、単
位太陽電池の第一電極層の延長部が、隣接単位太陽電池
の裏面電極層の延長部と基板を貫通する直列用孔の内壁
面で接続されている薄膜太陽電池において、前記薄膜太
陽電池は、基板上に光電変換層および第二電極層のいず
れかまたは両者が存在するか、またはいずれの層も存在
しない部分を、光が透過する透光窓として有し、この透
光窓を、少なくとも、第一電極層の除去された部分また
は／および裏面電極層の除去された部分とから形成した
ため、この薄膜太陽電池を入射光の一部を透過させるの
で、窓や天窓などの屋外光を取り入れたい場所へ設置で
きる。
に光電変換層を挟んで基板側に第一電極層、反対側に透
明な第二電極層が設けられ、基板の他面（裏面とする）
上に裏面電極層が設けられ、裏面電極層と第二電極層と
が基板を貫通する集電孔の内壁面で接続されてなる単位
太陽電池が基板を共通にして複数個形成されており、単
位太陽電池の第一電極層の延長部が、隣接単位太陽電池
の裏面電極層の延長部と基板を貫通する直列用孔の内壁
面で接続されている薄膜太陽電池において、前記薄膜太
陽電池は、基板上に光電変換層および第二電極層のいず
れかまたは両者が存在するか、またはいずれの層も存在
しない部分を、光が透過する透光窓として有し、この透
光窓を、少なくとも、第一電極層の除去された部分また
は／および裏面電極層の除去された部分とから形成した
ため、この薄膜太陽電池を入射光の一部を透過させるの
で、窓や天窓などの屋外光を取り入れたい場所へ設置で
きる。
【００２５】また、透光窓として第一電極層および第三
電極層を除去した部分を用いたので、各電極層として従
来通りの金属層を用いることができるので、シート抵抗
の増加などはなく、特性低下を防ぐことが可能となり、
従来の高効率は保持されている。また、上記の電極層の
除去にはレーザ加工を適用したので、従来の製造工程と
は独立に、任意の形状の透光窓を形成することができ、
光透過量の異なる薄膜太陽電池の製造は容易である。ま
た、任意の形状の透光窓意匠性を高める。
電極層を除去した部分を用いたので、各電極層として従
来通りの金属層を用いることができるので、シート抵抗
の増加などはなく、特性低下を防ぐことが可能となり、
従来の高効率は保持されている。また、上記の電極層の
除去にはレーザ加工を適用したので、従来の製造工程と
は独立に、任意の形状の透光窓を形成することができ、
光透過量の異なる薄膜太陽電池の製造は容易である。ま
た、任意の形状の透光窓意匠性を高める。
【図１】本発明に係る透光窓を有する薄膜太陽電池を示
し、（ａ）は透視平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけ
るＡＡ’断面図
し、（ａ）は透視平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけ
るＡＡ’断面図
【図２】本発明に係る裏面電極の透光部分が単位太陽電
池の分離線と重なる薄膜太陽電池を示し、（ａ）は透視
平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢＢ’断面図
池の分離線と重なる薄膜太陽電池を示し、（ａ）は透視
平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢＢ’断面図
【図３】本出願人による従来の薄膜太陽電池を示し、
（ａ）は透視平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ
Ｃ’断面図
（ａ）は透視平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ
Ｃ’断面図
１ 基板 ２ 第１電極 ３ 第３電極 ４ 光電変換層 ５ 第２電極 ６ 第４電極 Ｈ１ 直列孔 Ｈ２ 集電孔 Ｔ 透光部 Ｌ１ 分離線 Ｌ２ 分離線 Ｌ３ 分離線 Ｌ４ 分離線 Ｗ１ 除去部分 Ｗ２ 除去部分
Claims (5)
- 【請求項１】絶縁性の基板の一面上に光電変換層を挟ん
で基板側に第一電極層、反対側に透明な第二電極層が設
けられ、基板の他面（裏面とする）上に裏面電極層が設
けられ、裏面電極層と第二電極層とが基板を貫通する集
電孔の内壁面で接続されてなる単位太陽電池が基板を共
通にして複数個形成されており、単位太陽電池の第一電
極層の延長部が、隣接単位太陽電池の裏面電極層の延長
部と基板を貫通する直列用孔の内壁面で接続されている
薄膜太陽電池において、前記薄膜太陽電池は、基板上に
光電変換層および第二電極層のいずれかまたは両者が存
在するか、またはいずれの層も存在しない部分を、光が
透過する透光窓として、有し、この透光窓は、少なくと
も、第一電極層の除去された部分または／および裏面電
極層の除去された部分との重なりから形成されているこ
とを特徴とする薄膜太陽電池。 - 【請求項２】前記透光窓は前記単位太陽電池の個別化と
直列接続化のために第一電極層または／および裏面電極
層の除去された部分を含むことを特徴とする請求項１に
記載の薄膜太陽電池。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の透光窓を有する
薄膜太陽電池の製造方法において、薄膜太陽電池の直列
接続形成後に前記透光窓を形成することを特徴とする薄
膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項４】前記透光窓は、絶縁性基板での透過率が20
％以下であるような波長のレーザー光を用いてレーザー
光入射側の電極層を除去することによって形成されるこ
とを特徴とする請求項３に記載の薄膜太陽電池の製造方
法。 - 【請求項５】前記透光窓は、絶縁性基板での透過率が80
％以上であるような波長のレーザー光を用いて基板両面
の電極層を同時に除去することによって形成されること
を特徴とする請求項３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 |
|---|---|---|---|
| JP33833697A JP3588997B2 (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP33833697A JP3588997B2 (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11177108A true JPH11177108A (ja) | 1999-07-02 |
| JP3588997B2 JP3588997B2 (ja) | 2004-11-17 |
Family
ID=18317202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33833697A Expired - Fee Related JP3588997B2 (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3588997B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6235982B1 (en) * | 1998-08-27 | 2001-05-22 | Fuji Electric Co., Ltd. | Photoelectric conversion apparatus and method for manufacturing the same |
| JP2002076406A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池とその製造方法 |
| WO2011114760A1 (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | 富士電機システムズ株式会社 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
| JP2011243938A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-12-01 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池 |
-
1997
- 1997-12-09 JP JP33833697A patent/JP3588997B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6235982B1 (en) * | 1998-08-27 | 2001-05-22 | Fuji Electric Co., Ltd. | Photoelectric conversion apparatus and method for manufacturing the same |
| JP2002076406A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池とその製造方法 |
| WO2011114760A1 (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | 富士電機システムズ株式会社 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
| JP2011243938A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-12-01 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3588997B2 (ja) | 2004-11-17 |
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