JP2010147307A - Solar cell module, method for manufacturing the same, and manufacturing apparatus - Google Patents

Solar cell module, method for manufacturing the same, and manufacturing apparatus Download PDF

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雄介 水野
Kyuzo Nakamura
久三 中村
Kazuya Saito
斎藤  一也
Takashi Komatsu
孝 小松
Shunichi Imamura
俊一 今村
Hiroto Uchida
寛人 内田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell module which does not need a complicated structure, can prevent an output reduction and a hotspot phenomenon, and has excellent reliability. <P>SOLUTION: In this solar cell module 10, a first electrode layer 13, an electricity generating layer 14, and a second electrode layer 16 are in this order overlapped on a substrate 11 to form a laminate 12, and the laminate 12 is zoned by a scribe line 20 to form a plurality of photovoltaic cells 21. The photovoltaic cells at adjacent positions are in series connected to each other, and the photovoltaic module is composed of the photovoltaic cells of a plurality of layers. The second electrode layer has: a first region 16a having a thick film thickness; and a second region 16b having a thinner film thickness than the first region, and both of the first region and the second region are alternately arranged so as to cross the scribe line. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池モジュール、及びその製造方法並びに製造装置に関する。   The present invention relates to a solar cell module, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus.

エネルギーの効率的な利用の観点から、近年、太陽電池はますます広く一般に利用されつつある。特に、シリコン単結晶を利用した太陽電池は単位面積当たりのエネルギー変換効率に優れている。しかし一方でシリコン単結晶を利用した太陽電池は、シリコン単結晶インゴットをスライスしたシリコンウエハを用いるため、インゴットの製造に大量のエネルギーが費やされ、製造コストが高い。特に屋外などに設置される大面積の太陽電池をシリコン単結晶を利用して実現しようとすると、相当にコストが掛かるのが現状である。そこで、より安価に製造可能なアモルファス(非晶質)シリコン薄膜を利用した太陽電池が、ローコストな太陽電池として普及している。   In recent years, solar cells are becoming more and more widely used from the viewpoint of efficient use of energy. In particular, a solar cell using a silicon single crystal is excellent in energy conversion efficiency per unit area. However, on the other hand, since a solar cell using a silicon single crystal uses a silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot, a large amount of energy is consumed for manufacturing the ingot, and the manufacturing cost is high. In particular, if a large-area solar cell installed outdoors or the like is to be realized using a silicon single crystal, the current cost is considerably high. Therefore, solar cells using amorphous (amorphous) silicon thin films that can be manufactured at lower cost are widely used as low-cost solar cells.

アモルファスシリコン太陽電池は、光を受けると電子とホールを発生するアモルファスシリコン膜(i型)を、p型およびn型のシリコン膜ではさんだpin接合と呼ばれる層構造の半導体膜を用いて、この半導体膜の両面にそれぞれ電極を形成したものである。太陽光によって発生した電子とホールは、p型・n型半導体の電位差によって活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで両面の電極に電位差が生じる。   An amorphous silicon solar cell uses an amorphous silicon film (i-type) that generates electrons and holes when receiving light, and a semiconductor film having a layer structure called a pin junction sandwiched between p-type and n-type silicon films. Electrodes are formed on both sides of the film. Electrons and holes generated by sunlight move actively due to the potential difference between the p-type and n-type semiconductors, and this is continuously repeated, causing a potential difference between the electrodes on both sides.

こうしたアモルファスシリコン太陽電池の具体的な構成としては、例えば、受光面側となるガラス基板にTCOなどの透明電極を下部電極として成膜し、この上にアモルファスシリコンからなる半導体膜と、上部電極となるAg薄膜などを形成してなる。このような上下電極と半導体膜からなる光電変換体を備えたアモルファスシリコン太陽電池は、基板上に広い面積で均一に各層を成膜しただけでは電位差が小さく、抵抗値の問題もあるため、例えば、光電変換体を所定のサイズごとに電気的に区画した太陽電池セルを形成し、互いに隣接する太陽電池セルどうしを電気的に接続してなる。具体的には、基根上に広い面積で均一に形成した光電変換体に、レーザー光などでスクライブ線(スクライブライン)と称される溝を形成して多数の短冊状の太陽電池セルとし、この太陽電池セルどうしを電気的に直列に接続した構造とする。   As a specific configuration of such an amorphous silicon solar cell, for example, a transparent electrode such as TCO is formed as a lower electrode on a glass substrate on the light-receiving surface side, and a semiconductor film made of amorphous silicon, an upper electrode, An Ag thin film is formed. An amorphous silicon solar cell having a photoelectric conversion body composed of such upper and lower electrodes and a semiconductor film has a small potential difference and a problem of resistance value only by forming each layer uniformly on a large area on a substrate. A solar battery cell in which photoelectric conversion bodies are electrically partitioned for each predetermined size is formed, and solar battery cells adjacent to each other are electrically connected to each other. Specifically, a plurality of strip-shaped solar cells are formed by forming grooves called scribe lines (scribe lines) with a laser beam or the like in a photoelectric converter uniformly formed over a large area on the base. The solar battery cells are electrically connected in series.

ところで、薄膜系シリコン太陽電池において、一部の太陽電池セルがパーティクルや電極の不均一性、電極不良もしくは光の入射面にゴミが載るもしくは影を形成して出力が低下した場合、直列構造をなす薄膜系シリコン太陽電池モジュール全体の出力は著しく低下する。さらに出力が低下した太陽電池セルは、回路上の抵抗となり、その太陽電池セルの両端には逆方向に電圧(バイアス電圧)が印加され、局所的に加熱する現象(ホットスポット現象)が起きる。   By the way, in a thin film silicon solar cell, when some solar cells have particle or electrode non-uniformity, electrode failure, or dust is deposited on the light incident surface or a shadow is formed and the output is reduced, a series structure is used. The output of the entire thin film silicon solar cell module formed is significantly reduced. Further, the solar cell whose output is reduced becomes a resistance on the circuit, and a voltage (bias voltage) is applied in the opposite direction to both ends of the solar cell, causing a phenomenon of local heating (hot spot phenomenon).

従来、出力の低下とホットスポット現象を回避するために、薄膜シリコン太陽電池モジュールごとにバイパスダイオードを設ける(例えば、特許文献1参照)、もしくは、スクライブ線に平行な部分的スクライブ線を設けること(例えば、特許文献2参照)等の技術が知られている。
しかしながら、これらの技術では、製造工程が増加したり、バイパスダイオードのコスト上昇につながる等の問題があった。
特開2001−068696号公報 特開2002−76402号公報
Conventionally, in order to avoid a decrease in output and a hot spot phenomenon, a bypass diode is provided for each thin film silicon solar cell module (see, for example, Patent Document 1), or a partial scribe line parallel to the scribe line is provided ( For example, a technique such as Patent Document 2) is known.
However, these techniques have problems such as an increase in the manufacturing process and an increase in the cost of the bypass diode.
JP 2001-068696 A JP 2002-76402 A

本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、複雑な構造を必要とせず、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、工程を増やすことなく、既設の装置に追加することが可能であり、かつコストを削減することができ、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを製造することが可能な太陽電池モジュールの製造方法を提供することを第二の目的とする。
また、本発明は、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを製造することが可能な太陽電池モジュールの製造装置を提供することを第三の目的とする。
The present invention has been devised in view of such a conventional situation, does not require a complicated structure, can prevent a decrease in output and a hot spot phenomenon, and has a highly reliable solar cell module. The primary purpose is to provide it.
In addition, the present invention can be added to an existing apparatus without increasing the number of steps, can reduce costs, can prevent a decrease in output and a hot spot phenomenon, and has excellent reliability. A second object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solar cell module capable of manufacturing a solar cell module.
The third object of the present invention is to provide a solar cell module manufacturing apparatus capable of preventing a decrease in output and a hot spot phenomenon and capable of manufacturing a solar cell module excellent in reliability. To do.

本発明の請求項1に記載の太陽電池モジュールは、基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成される太陽電池モジュールであって、前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されていることを特徴とする。
本発明の請求項2に記載の太陽電池モジュールは、請求項1において、前記第二電極層において、前記第一部位の膜厚が150nm以上、かつ、前記第二部位の膜厚が50nm以下であることを特徴とする。
本発明の請求項3に記載の太陽電池モジュールの製造方法は、基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成され、前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されている太陽電池モジュールの製造方法であって、所望のプロセスガス雰囲気中にて、前記第二電極層の母材をなすターゲットにスパッタ電圧を印加しつつ、該ターゲットの表面に水平磁界を発生させてスパッタを行い、第二電極層を形成する工程を含み、前記工程において、前記第一電極層及び前記発電層が既に作製され、かつスクライブ線も形成された前記基板を用い、該基板と前記ターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを配置し、該マスクを介して前記ターゲットから叩き出されたスパッタ粒子を前記基板上に付着させることにより前記第二電極層を形成することを特徴とする。
本発明の請求項4に記載の太陽電池モジュールの製造装置は、基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成され、前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されている太陽電池モジュールの製造装置であって、前記第一電極層及び前記発電層が既に作製され、かつスクライブ線も形成された前記基板を用い、該基板上に前記第二電極層を形成する成膜空間内において、前記基板と前記ターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを備えたことを特徴とする。
In the solar cell module according to claim 1 of the present invention, a stacked body in which a first electrode layer, a power generation layer, and a second electrode layer are sequentially stacked on a substrate is partitioned by a scribe line, and a plurality of solar cells. The solar cells are connected in series to each other at adjacent positions, and are composed of a plurality of stages of the solar cells, wherein the second electrode layer has a thick first portion. And a second portion having a thickness smaller than that of the first portion, and both the first portion and the second portion are alternately arranged so as to intersect the scribe line. It is characterized by.
The solar cell module according to claim 2 of the present invention is the solar cell module according to claim 1, wherein, in the second electrode layer, the film thickness of the first part is 150 nm or more and the film thickness of the second part is 50 nm or less. It is characterized by being.
In the method for manufacturing a solar cell module according to claim 3 of the present invention, a laminated body in which a first electrode layer, a power generation layer, and a second electrode layer are sequentially stacked on a substrate is partitioned by a scribe line to form a plurality of solar cells. The battery cells are connected in series between the adjacent solar battery cells, and are composed of a plurality of stages of the solar battery cells. The solar cell has a second portion having a thickness smaller than that of one portion, and the first portion and the second portion are arranged alternately so as to intersect the scribe line. A method for manufacturing a module, in which sputtering is performed by generating a horizontal magnetic field on the surface of a target while applying a sputtering voltage to the target forming the base material of the second electrode layer in a desired process gas atmosphere. Including a step of forming a second electrode layer In the step, using the substrate on which the first electrode layer and the power generation layer have already been formed and the scribe line is also formed, the substrate and the target are extended in a direction intersecting the scribe line. The second electrode layer is formed by disposing a mask having a desired number of portions and attaching sputtered particles knocked out from the target through the mask onto the substrate.
In the solar cell module manufacturing apparatus according to claim 4 of the present invention, a stacked body in which a first electrode layer, a power generation layer, and a second electrode layer are sequentially stacked on a substrate is partitioned by a scribe line to form a plurality of solar cells. The battery cells are connected in series between the adjacent solar battery cells, and are composed of a plurality of stages of the solar battery cells. The solar cell has a second portion having a thickness smaller than that of one portion, and the first portion and the second portion are arranged alternately so as to intersect the scribe line. An apparatus for manufacturing a module, wherein the first electrode layer and the power generation layer are already formed and the substrate on which a scribe line is also formed is used, and the second electrode layer is formed on the substrate in a film formation space In the above, the scrub between the substrate and the target. A portion extending in the direction intersecting the drive line, characterized in that it comprises a mask having desired number.

本発明の太陽電池モジュールでは、第二電極層が、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されている。これにより、ある一つの太陽電池セルに不具合が生じたとしても、膜厚が薄い第二部位によって電流を流すことができるため、他の太陽電池セルに及ぼす影響を抑えることができる。その結果、本発明では複雑な構成を必要とせず、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。   In the solar cell module of the present invention, the second electrode layer has a first part having a large film thickness and a second part having a film thickness smaller than that of the first part. All of the second portions are alternately arranged so as to intersect the scribe line. Thereby, even if a problem occurs in a certain solar battery cell, an electric current can be passed through the second portion having a thin film thickness, so that the influence on other solar battery cells can be suppressed. As a result, the present invention does not require a complicated configuration, can prevent output reduction and hot spot phenomenon, and can provide a highly reliable solar cell module.

また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法では、スパッタを行い第二電極層を形成する工程において、基板とターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを配置し、該マスクを介して前記ターゲットから叩き出されたスパッタ粒子を前記基板上に付着させることにより前記第二電極層を形成している。
これにより、得られる太陽電池モジュールにおいて、第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有し、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されたものとなる。その結果、本発明では、工程を増やすことなく、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを製造することが可能な太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。
Further, in the method for manufacturing a solar cell module of the present invention, in the step of forming the second electrode layer by sputtering, a desired number of portions extending in the direction intersecting the scribe line are provided between the substrate and the target. The second electrode layer is formed by disposing a mask having only this, and depositing sputtered particles knocked out of the target through the mask onto the substrate.
Thereby, in the solar cell module to be obtained, the second electrode layer has a first part having a large film thickness and a second part having a film thickness smaller than that of the first part, All of the second parts are arranged so as to cross the scribe line and alternately. As a result, the present invention provides a method for manufacturing a solar cell module that can prevent a decrease in output and a hot spot phenomenon without increasing the number of steps and can manufacture a highly reliable solar cell module. be able to.

また、本発明の太陽電池モジュールの製造装置では、基板上に前記第二電極層を形成する成膜空間内において、前記基板と前記ターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを備えている。
この製造装置を用いることにより得られる太陽電池モジュールは、第二電極層が、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有し、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されたものとなる。その結果、本発明では、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを製造することが可能な太陽電池モジュールの製造装置を提供することができる。
In the solar cell module manufacturing apparatus of the present invention, in the film formation space for forming the second electrode layer on the substrate, the solar cell module extends between the substrate and the target in a direction intersecting the scribe line. And a mask having a desired number of portions.
In the solar cell module obtained by using this manufacturing apparatus, the second electrode layer has a first part having a large film thickness and a second part having a film thickness smaller than that of the first part. Both the one part and the second part are arranged alternately so as to intersect the scribe line. As a result, in the present invention, it is possible to provide a solar cell module manufacturing apparatus that can prevent a decrease in output and a hot spot phenomenon, and that can manufacture a solar cell module excellent in reliability.

以下、本発明に係る太陽電池モジュール、及びその製造方法並びに製造装置の最良の形態について、図面に基づき説明する。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。   Hereinafter, the best mode of a solar cell module, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the invention unless otherwise specified. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features of the present invention easier to understand, there is a case where a main part is shown in an enlarged manner for convenience, and the dimensional ratio of each component is the same as the actual one. Not necessarily.

図1は、本発明のアモルファスシリコン型の太陽電池モジュールの一例を示す要部拡大斜視図である。また、図2は図1の太陽電池モジュールの層構成を示す断面図であり、(a)は図1中、X1−X2線における断面図であり、(b)は図1中、Y1−Y2線における断面図である。
本発明の太陽電池モジュール10は、基板11の一面11a上に第一電極層13、発電層14、バッファ層15、第二電極層16を順に重ねてなる積層体12が、スクライブ線20により区画されて複数の太陽電池セル(区画素子)21,21・・・とされ、隣接する位置にある該太陽電池セル21,21・・・どうしを直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成される太陽電池モジュールである。
FIG. 1 is an enlarged perspective view of an essential part showing an example of an amorphous silicon type solar cell module of the present invention. 2 is a cross-sectional view showing the layer structure of the solar cell module of FIG. 1, (a) is a cross-sectional view taken along line X1-X2 in FIG. 1, and (b) is Y1-Y2 in FIG. It is sectional drawing in a line.
In the solar cell module 10 of the present invention, a laminate 12 in which a first electrode layer 13, a power generation layer 14, a buffer layer 15, and a second electrode layer 16 are sequentially stacked on one surface 11 a of a substrate 11 is partitioned by a scribe line 20. Are made into a plurality of solar cells (partition elements) 21, 21, etc., and the solar cells 21, 21,. It is the comprised solar cell module.

そして本発明の太陽電池モジュール10は、前記第二電極層16は、膜厚が厚い第一部位16aと、該第一部位16aに比べて膜厚が薄い第二部位16bとを有しており、前記第一部位16aと前記第二部位16bは何れも、前記スクライブ線20に交差するように、かつ交互に配されていることを特徴とする。   In the solar cell module 10 of the present invention, the second electrode layer 16 has a first part 16a having a large film thickness and a second part 16b having a film thickness smaller than that of the first part 16a. The first portion 16a and the second portion 16b are alternately arranged so as to intersect with the scribe line 20.

基板11は、たとえば、ガラスや透明樹脂等、太陽光の透過性に優れ、かつ、耐久性のある絶縁材料からなる。この太陽電池モジュール10では、基板11の他面11b側から太陽光Sを入射させる。   The substrate 11 is made of an insulating material that is excellent in sunlight transmittance and durable, such as glass and transparent resin. In the solar cell module 10, sunlight S is incident from the other surface 11 b side of the substrate 11.

積層体12は、基板11側から順に第一電極層(下部電極)13、発電層(半導体層)14、バッファ層15、第二電極層(上部電極)16を積層してなる。
第一電極層(下部電極)13は、透明な導電材料、例えば、SnO、ITO、ZnOなどの光透過性の金属酸化物から形成されていればよい。
The laminate 12 is formed by laminating a first electrode layer (lower electrode) 13, a power generation layer (semiconductor layer) 14, a buffer layer 15, and a second electrode layer (upper electrode) 16 in order from the substrate 11 side.
The first electrode layer (lower electrode) 13 may be formed of a transparent conductive material, for example, a light-transmitting metal oxide such as SnO 2 , ITO, or ZnO.

発電層(半導体層)14は、例えば、図2(a)の上部に示すように、p型アモルファスシリコン膜14pとn型アモルファスシリコン膜14nとの間にi型アモルファスシリコン膜14iを挟んだpin接合構造を成す。そして、この発電層14に太陽光が入射すると電子とホールが生じて、p型アモルファスシリコン膜14pとn型アモルファスシリコン膜14nとの電位差によって活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで第一電極層(下部電極)13と第二電極層(上部電極)16との間に電位差が生じる(光電変換)。   The power generation layer (semiconductor layer) 14 is, for example, a pin having an i-type amorphous silicon film 14i sandwiched between a p-type amorphous silicon film 14p and an n-type amorphous silicon film 14n as shown in the upper part of FIG. A joining structure is formed. When sunlight is incident on the power generation layer 14, electrons and holes are generated, which are actively moved by the potential difference between the p-type amorphous silicon film 14p and the n-type amorphous silicon film 14n, and this is repeated continuously. A potential difference is generated between the one electrode layer (lower electrode) 13 and the second electrode layer (upper electrode) 16 (photoelectric conversion).

発電層14と、該発電層14上に配される第二電極層16との間にバッファ層15が配されていることが好ましい。
発電層14と第二電極層16との間にバッファ層15を配することにより、第二電極層16から発電層14中のシリコンへの拡散・反応を抑制することができる。このようなバッファ層15は、例えばZnO等からなる。
It is preferable that the buffer layer 15 is disposed between the power generation layer 14 and the second electrode layer 16 disposed on the power generation layer 14.
By disposing the buffer layer 15 between the power generation layer 14 and the second electrode layer 16, diffusion / reaction from the second electrode layer 16 to silicon in the power generation layer 14 can be suppressed. Such a buffer layer 15 is made of, for example, ZnO.

第二電極層(上部電極)16は、Ag(銀)やAl(アルミニウム)など導電性の光反射膜によって構成されれば良い。この第二電極層16は、たとえばスパッタ法などにより形成することができる。   The second electrode layer (upper electrode) 16 may be formed of a conductive light reflecting film such as Ag (silver) or Al (aluminum). The second electrode layer 16 can be formed by, for example, a sputtering method.

このような積層体12は、スクライブ線(スクライブライン)20によって、例えば外形が短冊状の多数の太陽電池セル21,21・・・に分割されている。この太陽電池セル21,21・・・は互いに電気的に区画されるとともに、互いに隣接する太陽電池セル21どうしの間で、例えば電気的に直列に接続される。これにより、積層体12は、太陽電池セル21,21・・・を全て電気的に直列に繋いだ形態となり、高い電位差の電流を取り出すことができる。スクライブ線20は、例えば、基板11の一面に均一に積層体12を形成した後、レーザー光線などによって積層体12に所定の間隔で溝を形成することにより形成すれば良い。   Such a laminate 12 is divided by a scribe line (scribe line) 20 into a large number of solar cells 21, 21. These solar cells 21, 21... Are electrically partitioned from each other, and are connected, for example, electrically in series between the adjacent solar cells 21. Thereby, the laminated body 12 becomes the form which connected all the photovoltaic cells 21, 21, ... in series, and can take out the electric current of a high electrical potential difference. The scribe line 20 may be formed, for example, by forming the laminated body 12 uniformly on one surface of the substrate 11 and then forming grooves in the laminated body 12 at a predetermined interval with a laser beam or the like.

そして特に、本発明の太陽電池モジュール10では、図1及び図2(b)に示すように、第二電極層16が、膜厚が厚い第一部位16aと、該第一部位16aに比べて膜厚が薄い第二部位16bとを有しており、前記第一部位16aと前記第二部位16bは何れも、前記スクライブ線20に交差するように、かつ交互に配されている。   And especially in the solar cell module 10 of this invention, as shown in FIG.1 and FIG.2 (b), the 2nd electrode layer 16 is compared with 1st site | part 16a with thick film thickness, and this 1st site | part 16a. The first part 16a and the second part 16b are alternately arranged so as to intersect the scribe line 20.

ここで、例えば図3に示すように、発電層14にコンタミネーションが混入する構造欠陥A1や、発電層14に微細なピンホールが生じる構造欠陥A2などの不具合が発生する場合がある。こうした構造欠陥A1,A2は、第一電極層13と第二電極層16との間を局所的に短絡(リーク)させ、発電効率を低下させる。   Here, for example, as shown in FIG. 3, defects such as a structural defect A1 in which contamination is mixed in the power generation layer 14 and a structural defect A2 in which fine pinholes are generated in the power generation layer 14 may occur. Such structural defects A1 and A2 locally short-circuit (leak) between the first electrode layer 13 and the second electrode layer 16 to reduce power generation efficiency.

また、スクライブ線20の形成途上でも、図3に示すように、レーザー照射位置のズレなどによって第二電極層16をなす金属が溶融してスクライブ線20の溝内に流下する構造欠陥A3などの不具合が発生する場合がある。こうした構造欠陥A3は、第一電極層13と第二電極層16との間を局所的に短絡(リーク)させ、発電効率を低下させる。   Further, even during the formation of the scribe line 20, as shown in FIG. 3, the structural defect A 3 or the like in which the metal forming the second electrode layer 16 is melted and flows down into the groove of the scribe line 20 due to the laser irradiation position deviation or the like. A bug may occur. Such a structural defect A3 locally short-circuits (leaks) between the first electrode layer 13 and the second electrode layer 16 and decreases power generation efficiency.

このような構造欠陥や短絡(リーク)により出力が低下した場合、直列構造をなす太陽電池モジュール全体の出力は著しく低下する。
短絡が発生した場合、第二部位16bを形成しないと、長手方向のセルを流れる電流が全て短絡に集中するので、その長手方向のセルは発電に寄与しなくなる。しかし、第二部位16bを形成すると、第二部位16bの抵抗が高いため長手方向のセルの電流が全て部分的な短絡部分には集中せず、発電効率の低下を抑えることができる。
さらに影などにより出力が低下した太陽電池セルは、回路上の抵抗となり、その太陽電池セルの両端には逆方向に電圧(バイアス電圧)が印加され、このバイアス電圧により局所的に加熱する現象(ホットスポット現象)が起きる。しかし、第二部位16bを形成すると、第二部位16bが抵抗となり、長手方向のセルの逆電圧が全て局所に集中することを抑えることができる。これにより、ホットスポットの形成を抑制できる。
なお、第二部位16bの位置で第二電極を分離することでも短絡部への電流の集中や、逆電圧の局所への集中を防止することができる。しかし、この場合、この太陽電池は複数の直列の電池が並列に並べられた構造になる。この場合に、一の直列の系の一のセルが影やゴミなどにより出力が低下し、高抵抗のセルが発生した場合その直列の系全てが発電に寄与しなくなる。しかし、第二部位16bを設けることで、高抵抗となったセルを避けるように第二部位16bから他の直列の系に電流が流れるので、完全に第二部位16b部分で横手方向に分離する場合より発電効率の低下を抑えることができる。
このように第二部位16bは、短絡やホットスポットに集中する比較的大きな電流には抵抗として作用し、部分的に抵抗となったセルを避ける比較的小さな電流には電極として作用するので、全体として発電効率を維持できる。
When the output is reduced due to such a structural defect or a short circuit (leakage), the output of the entire solar cell module having a series structure is significantly reduced.
When a short circuit occurs, if the second portion 16b is not formed, all the current flowing through the cells in the longitudinal direction is concentrated on the short circuit, so that the cells in the longitudinal direction do not contribute to power generation. However, when the second portion 16b is formed, since the resistance of the second portion 16b is high, all the cell currents in the longitudinal direction are not concentrated on the partial short-circuited portion, and a decrease in power generation efficiency can be suppressed.
Further, the solar cell whose output is reduced due to a shadow or the like becomes a resistance on the circuit, and a voltage (bias voltage) is applied in the opposite direction to both ends of the solar cell, and the phenomenon of local heating by this bias voltage ( Hot spot phenomenon) occurs. However, when the second portion 16b is formed, the second portion 16b becomes a resistance, and it is possible to suppress the concentration of all the reverse voltages of the cells in the longitudinal direction locally. Thereby, formation of a hot spot can be suppressed.
Note that separation of the second electrode at the position of the second portion 16b can also prevent concentration of current to the short-circuited portion and concentration of reverse voltage to the local area. However, in this case, the solar cell has a structure in which a plurality of series cells are arranged in parallel. In this case, when the output of one cell in one series system drops due to shadows or dust, and a high-resistance cell is generated, all of the series system does not contribute to power generation. However, by providing the second portion 16b, a current flows from the second portion 16b to another series system so as to avoid a high-resistance cell, so that the second portion 16b is completely separated in the lateral direction. A reduction in power generation efficiency can be suppressed more than the case.
Thus, the second portion 16b acts as a resistance to a relatively large current concentrated on a short circuit or a hot spot, and acts as an electrode on a relatively small current that avoids a partially resistive cell. As a result, power generation efficiency can be maintained.

しかしながら、本発明の太陽電池モジュール10では、第二電極層16は、膜厚が厚い第一部位16aと、該第一部位16aに比べて膜厚が薄い第二部位16bとを有し、前記第一部位16aと前記第二部位16bは何れも、前記スクライブ線20に交差するように、かつ交互に配されている。
これにより、ある一つの太陽電池セルに上述したような不具合が生じたとしても、膜厚が薄い第二部位16bによって電流を流すことができる。そのため、他の太陽電池セルに及ぼす影響を抑えることができる。その結果、太陽電池モジュール10は、複雑な構成を必要とせず、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れたものとなる。
However, in the solar cell module 10 of the present invention, the second electrode layer 16 has a first portion 16a having a large film thickness and a second portion 16b having a film thickness smaller than that of the first portion 16a. Both the first part 16 a and the second part 16 b are alternately arranged so as to intersect the scribe line 20.
Thereby, even if the above-mentioned malfunction occurs in a certain solar battery cell, an electric current can be sent by the 2nd site | part 16b with a thin film thickness. Therefore, the influence on other solar cells can be suppressed. As a result, the solar cell module 10 does not require a complicated configuration, can prevent a decrease in output and a hot spot phenomenon, and has excellent reliability.

第2部位16bの幅としては、特に限定されるものではないが、例えば1〜10mm程度である。
第二電極層16の一部を除去してしまうのではなく、膜厚の薄い第二部位16bとすることにより、第二電極層16における反射性能の低下(ロス)を防止することができる。
Although it does not specifically limit as a width | variety of the 2nd site | part 16b, For example, it is about 1-10 mm.
Instead of removing a part of the second electrode layer 16, it is possible to prevent a reduction (loss) in reflection performance in the second electrode layer 16 by using the second portion 16 b having a thin film thickness.

第二電極層16において、前記第一部位16aの膜厚が150nm以上、かつ、前記第二部位16bの膜厚が50nm以下であることが好ましい。第一部位16aの膜厚が150nm以上であることで、低抵抗でかつ反射性能をもち、かつ長期間の使用に対して耐候性に優れたものとなる。また、第二部位16bの膜厚が50nm以下であることで、導電性を保ちつつ出力やホットスポット現象が起きた場合、バイパス電極の機能をもち、かつ反射性能を有するものとなる。   In the second electrode layer 16, it is preferable that the film thickness of the first part 16a is 150 nm or more and the film thickness of the second part 16b is 50 nm or less. When the film thickness of the first portion 16a is 150 nm or more, it has low resistance and reflection performance, and is excellent in weather resistance for long-term use. In addition, when the film thickness of the second portion 16b is 50 nm or less, when an output or a hot spot phenomenon occurs while maintaining conductivity, the second portion 16b functions as a bypass electrode and has reflection performance.

なお、第二電極層16(上部電極)15の上に、保護層17を形成するのが好ましい。このような保護層17は、例えばTi等からなる。   A protective layer 17 is preferably formed on the second electrode layer 16 (upper electrode) 15. Such a protective layer 17 is made of, for example, Ti.

次に、上述したような構成の太陽電池モジュール10を製造するための製造方法及び製造放置について説明する。
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、所望のプロセスガス雰囲気中にて、前記第二電極層16の母材をなすターゲットにスパッタ電圧を印加しつつ、該ターゲットの表面に水平磁界を発生させてスパッタを行い、第二電極層16を形成する工程を含む。
そして本発明は、前記工程において、前記第一電極層13及び前記発電層14が既に作製され、かつスクライブ線20も形成された前記基板11を用い、該基板11と前記ターゲット42の間に、前記スクライブ線20と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを配置し、該マスクを介して前記ターゲットから叩き出されたスパッタ粒子を前記基板11上に付着させることにより前記第二電極層16を形成することを特徴とする。
Next, a manufacturing method and manufacturing leaving for manufacturing the solar cell module 10 having the above-described configuration will be described.
The manufacturing method of the solar cell module of the present invention generates a horizontal magnetic field on the surface of the target while applying a sputtering voltage to the target forming the base material of the second electrode layer 16 in a desired process gas atmosphere. A step of forming the second electrode layer 16 by sputtering.
And this invention uses the said board | substrate 11 in which the said 1st electrode layer 13 and the said electric power generation layer 14 were already produced in the said process, and the scribe line 20 was also formed, between this board | substrate 11 and the said target 42, A mask having a desired number of portions extending in a direction intersecting with the scribe line 20 is disposed, and the sputtered particles knocked out from the target through the mask are attached on the substrate 11. The second electrode layer 16 is formed.

これにより、得られる太陽電池モジュール10において、第二電極層16は、膜厚が厚い第一部位16aと、該第一部位16aに比べて膜厚が薄い第二部位16bとを有し、前記第一部位16aと前記第二部位16bは何れも、前記スクライブ線20に交差するように、かつ交互に配されたものとなる。その結果、本発明では、工程を増やすことなく、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュール10を製造することが可能である。
以下、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法を工程順に説明する。
Thereby, in the obtained solar cell module 10, the second electrode layer 16 has a first portion 16a having a large film thickness and a second portion 16b having a film thickness smaller than that of the first portion 16a. Both the first part 16 a and the second part 16 b are alternately arranged so as to intersect the scribe line 20. As a result, in the present invention, it is possible to prevent a decrease in output and a hot spot phenomenon without increasing the number of steps, and it is possible to manufacture the solar cell module 10 having excellent reliability.
Hereinafter, the manufacturing method of the solar cell module according to the present invention will be described in the order of steps.

まず、第一電極層13として透明導電膜が成膜された絶縁性透明基板11を準備する。
次いで、第一電極層13上に、発電層14のp型アモルファスシリコン膜14p、i型アモルファスシリコン膜14i、n型アモルファスシリコン膜14nと、を各々別々のプラズマCVD反応室内で形成する。
First, an insulating transparent substrate 11 having a transparent conductive film formed thereon is prepared as the first electrode layer 13.
Next, the p-type amorphous silicon film 14p, the i-type amorphous silicon film 14i, and the n-type amorphous silicon film 14n of the power generation layer 14 are formed on the first electrode layer 13 in separate plasma CVD reaction chambers.

p型アモルファスシリコン膜14pは、個別の反応室内においてプラズマCVD法により、たとえばアモルファスシリコン(a−Si)のp層を、基板温度が180−200℃、電源周波数が13.56MHz、反応室内圧力が70〜120Pa、反応ガス流量は、モノシラン(SiH)が300sccm、水素(H)が2300sccm、水素を希釈ガスとしたジボラン(B/H)が180sccm、メタン(CH)が500sccmの条件で成膜することができる。 The p-type amorphous silicon film 14p is formed by, for example, a p-layer of amorphous silicon (a-Si) using a plasma CVD method in an individual reaction chamber, a substrate temperature of 180-200 ° C., a power supply frequency of 13.56 MHz, and a pressure in the reaction chamber. 70-120 Pa, the reactive gas flow rate is 300 sccm for monosilane (SiH 4 ), 2300 sccm for hydrogen (H 2 ), 180 sccm for diborane (B 2 H 6 / H 2 ) using hydrogen as a diluent gas, and methane (CH 4 ). A film can be formed under conditions of 500 sccm.

また、i型アモルファスシリコン膜14iは、個別の反応室内においてプラズマCVD法により、たとえばアモルファスシリコン(a−Si)のi層を、基板温度が180〜200℃、電源周波数が13.56MHz、反応室内圧力が70〜120Pa、反応ガス流量はモノシラン(SiH)が1200sccmの条件で成膜することができる。 Further, the i-type amorphous silicon film 14i is formed by, for example, forming an i-layer of amorphous silicon (a-Si) in a separate reaction chamber using a substrate temperature of 180 to 200 ° C., a power supply frequency of 13.56 MHz, and a reaction chamber. The film can be formed under the conditions of a pressure of 70 to 120 Pa and a reactive gas flow rate of monosilane (SiH 4 ) of 1200 sccm.

さらに、n型アモルファスシリコン膜14nは、個別の反応室内においてプラズマCVD法により、たとえばアモルファスシリコン(a−Si)のn層を、基板温度が180〜200℃、電源周波数が13.56MHz、反応室内圧力が70〜120Pa、反応ガスの流量は、水素を希釈ガスとしたホスフィン(PH/H)が200sccmの条件で成膜することができる。 Further, the n-type amorphous silicon film 14n is formed by using, for example, an amorphous silicon (a-Si) n-layer by a plasma CVD method in a separate reaction chamber, a substrate temperature of 180 to 200 ° C., a power supply frequency of 13.56 MHz, The film can be formed under conditions where the pressure is 70 to 120 Pa and the flow rate of the reaction gas is 200 sccm of phosphine (PH 3 / H 2 ) using hydrogen as a diluent gas.

次に、第一電極層13及び発電層14に向けて、例えばレーザー光線などを照射して、スクライブ線(スクライブライン)20を形成する。これにより、積層体12は短冊状の多数の太陽電池セル21,21・・・に分割される。この太陽電池セル21,21・・・は互いに電気的に区画されるとともに、互いに隣接する太陽電池セル21同士の間で、例えば電気的に直列に接続される。   Next, a scribe line 20 is formed by irradiating the first electrode layer 13 and the power generation layer 14 with, for example, a laser beam. Thereby, the laminated body 12 is divided | segmented into strip-shaped many photovoltaic cells 21, 21, .... These solar cells 21, 21... Are electrically partitioned from each other, and are connected, for example, electrically in series between the adjacent solar cells 21.

次に、前記発電層14上に、バッファ層15、第二電極層16、保護層17を順に形成する。
これらバッファ層15、第二電極層16及び保護層17は、例えばインライン型のスパッタ装置を用いて、同一装置内で連続して形成(成膜)される。
Next, the buffer layer 15, the second electrode layer 16, and the protective layer 17 are sequentially formed on the power generation layer 14.
The buffer layer 15, the second electrode layer 16, and the protective layer 17 are continuously formed (deposited) in the same apparatus using, for example, an in-line type sputtering apparatus.

ここで、バッファ層15、第二電極層16及び保護層17の形成に用いられる、本発明の太陽電池モジュールの製造装置について説明する。
図4は、本実施形態における太陽電池モジュールの製造装置の概略構成図(側面図)である。また、図5は、図4に示す製造装置におけるスパッタ室の概略構成図(側面図)である。
図4に示すように、製造装置30は、基板11を水平保持して搬送するインライン式のスパッタ装置であって、基板11の仕込室31と、加熱室32と、スパッタ室33と、隔離室34と、取出室35とを備え、それぞれが連通可能に構成されている。
Here, the solar cell module manufacturing apparatus of the present invention used for forming the buffer layer 15, the second electrode layer 16, and the protective layer 17 will be described.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram (side view) of the solar cell module manufacturing apparatus in the present embodiment. FIG. 5 is a schematic configuration diagram (side view) of the sputtering chamber in the manufacturing apparatus shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the manufacturing apparatus 30 is an in-line type sputtering apparatus that horizontally holds and conveys the substrate 11, and includes a preparation chamber 31, a heating chamber 32, a sputtering chamber 33, and an isolation chamber for the substrate 11. 34 and a take-out chamber 35, each configured to be able to communicate.

スパッタ装置30内には、基板11の搬送方向(図5矢印F−F’方向)に沿って複数の搬送ローラ(搬送手段)36が配列されている。搬送ローラ36の回転軸は、基板11の搬送方向と直交するように配置され、回転軸には複数のローラ本体37が基板11の搬送方向に並んで配置されている。そして、回転軸が回転することにより、ローラ本体37上に保持された基板11が搬送される。本実施形態のスパッタ装置30では、基板11が水平に保持された状態で搬送される。   In the sputtering apparatus 30, a plurality of transport rollers (transport means) 36 are arranged along the transport direction of the substrate 11 (the direction of arrow F-F ′ in FIG. 5). The rotation axis of the conveyance roller 36 is arranged so as to be orthogonal to the conveyance direction of the substrate 11, and a plurality of roller bodies 37 are arranged along the conveyance direction of the substrate 11 on the rotation axis. And the board | substrate 11 hold | maintained on the roller main body 37 is conveyed by a rotating shaft rotating. In the sputtering apparatus 30 of the present embodiment, the substrate 11 is transported while being held horizontally.

仕込室31、加熱室32、スパッタ室33及び隔離室34はそれぞれ、ターボ分子ポンプ等の真空排気手段38を備えている。真空引きされた仕込室31内に基板11が搬送される。   The preparation chamber 31, the heating chamber 32, the sputtering chamber 33, and the isolation chamber 34 are each provided with a vacuum exhaust means 38 such as a turbo molecular pump. The substrate 11 is transferred into the evacuated preparation chamber 31.

スパッタ室33は、開口部が矩形状に形成され、スパッタ室33内の天井側には、基板11の表面と略平行に複数のスパッタカソード機構40a〜40c(例えば、図5では3個)が配置されている。
なお、スパッタカソード機構40a〜40cは、それぞれ同様の構成とされているので、以下の説明では、スパッタカソード機構40a〜40cをまとめてスパッタカソード機構40として記す場合がある。また、スパッタカソード機構40a〜40cの構成部材についても同様である。
The sputtering chamber 33 has a rectangular opening, and a plurality of sputtering cathode mechanisms 40 a to 40 c (for example, three in FIG. 5) are provided on the ceiling side in the sputtering chamber 33 so as to be substantially parallel to the surface of the substrate 11. Has been placed.
Since the sputter cathode mechanisms 40a to 40c have the same configuration, the sputter cathode mechanisms 40a to 40c may be collectively referred to as the sputter cathode mechanism 40 in the following description. The same applies to the constituent members of the sputtering cathode mechanisms 40a to 40c.

スパッタカソード機構40は、ターゲット42と、防着部材44とを備えている。
ターゲット42は、平面視矩形状のものであり、その短手方向を基板11の搬送方向に一致させて、複数のターゲット42が配列されている。つまり、基板11は搬送手段により、ターゲット42の配列方向に沿って搬送される。各ターゲット42は、その表面と基板11の表面との間に所定の間隔を空けて基板11に対向配置されている。
The sputter cathode mechanism 40 includes a target 42 and an adhesion preventing member 44.
The target 42 has a rectangular shape in plan view, and a plurality of targets 42 are arranged such that the short direction thereof coincides with the transport direction of the substrate 11. That is, the substrate 11 is transported along the array direction of the targets 42 by the transport means. Each target 42 is disposed to face the substrate 11 with a predetermined gap between the surface thereof and the surface of the substrate 11.

スパッタ室33において太陽電池のバッファ層15、第二電極層16及び保護層17を形成する場合、スパッタ室33のターゲット42aは、バッファ層15となるZnO系膜の成膜材料を備えている。また、ターゲット42bは、第二電極層16となるAg系膜の成膜材料を備えている。また、ターゲット42cは、保護層17となるTi系膜の成膜材料を備えている。   When the solar cell buffer layer 15, the second electrode layer 16, and the protective layer 17 are formed in the sputtering chamber 33, the target 42 a of the sputtering chamber 33 includes a ZnO-based film forming material that becomes the buffer layer 15. The target 42 b includes an Ag-based film forming material that becomes the second electrode layer 16. Further, the target 42 c includes a Ti-based film forming material that becomes the protective layer 17.

なお、ターゲット42は、背面プレート46にロウ材でポンディングされている。そして、ターゲット42は、背面プレート46を介して外部電源(電源)に接続され、負電位に保持されている。スパッタ室33の外方には、背面プレート46の裏面に沿って、ターゲット42の表面に水平な磁界を発生させる図示しない磁気回路が配置されている。   The target 42 is bonded to the back plate 46 with a brazing material. The target 42 is connected to an external power source (power source) via the back plate 46 and is held at a negative potential. Outside the sputter chamber 33, a magnetic circuit (not shown) that generates a horizontal magnetic field on the surface of the target 42 is disposed along the back surface of the back plate 46.

防着部材44は、側面視L宇状の部材が対向したものであり、各ターゲット42の長手方向に沿う両側方を各々囲むように設けられている。したがって、各ターゲット間は、防着部材44により遮られている。防着部材44は、ターゲット42から叩き出された粒子の飛散範囲を規制して、粒子が基板11の表面以外の箇所(例えば、スパッタ室33の壁面等)に付着することを防ぐものである。また、基板11に対する粒子の入射角度を所定角度範囲に制限するものである。   The adhesion preventing member 44 is a member facing a U-shaped member in a side view, and is provided so as to surround both sides along the longitudinal direction of each target 42. Accordingly, the targets are blocked by the adhesion preventing member 44. The adhesion preventing member 44 regulates the scattering range of the particles struck from the target 42 and prevents the particles from adhering to a location other than the surface of the substrate 11 (for example, the wall surface of the sputtering chamber 33). . Further, the incident angle of the particles with respect to the substrate 11 is limited to a predetermined angle range.

ターゲット42の近傍であって、防着部材44に囲まれた内側には、各スパッタカソード機構40に対応してガス供給手段47が接続されている。このガス供給手段47は、Ar等の不活性ガス(スパッタガス)や,O等の反応ガスをスパッタ室33に供給するものである。 A gas supply means 47 is connected to each sputtering cathode mechanism 40 in the vicinity of the target 42 and inside the adhesion preventing member 44. The gas supply means 47 supplies an inert gas (sputtering gas) such as Ar or a reactive gas such as O 2 to the sputtering chamber 33.

スパッタ室33の搬出側には、スパッタ室33に連通して隔離室34及び取出室35が設けられている。この取出室35には、ターボ分子ポンプ等の真空排気手段39が設けられており、取り出し室35を真空引きすることで隔離室34及びスパッタ室33も真空引きされるように構成されている。   On the carry-out side of the sputtering chamber 33, an isolation chamber 34 and an extraction chamber 35 are provided in communication with the sputtering chamber 33. The extraction chamber 35 is provided with vacuum evacuation means 39 such as a turbo molecular pump, and the isolation chamber 34 and the sputtering chamber 33 are also evacuated by evacuating the extraction chamber 35.

そして特に、本発明の太陽電池モジュールの製造装置30では、基板11上に前記第二電極層16を形成する成膜空間内において、前記基板11と前記ターゲット42の間に、前記スクライブ線20と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスク50を備えている。
この製造装置30を用いることにより得られる太陽電池モジュール10は、第二電極層16が、膜厚が厚い第一部位16aと、該第一部位16aに比べて膜厚が薄い第二部位16bとを有し、前記第一部位16aと前記第二部位16bは何れも、前記スクライブ線20に交差するように、かつ交互に配されたものとなる。その結果、本発明の製造装置では、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュール10を製造することが可能である。
And in particular, in the solar cell module manufacturing apparatus 30 of the present invention, the scribe line 20 and the scribe line 20 are formed between the substrate 11 and the target 42 in the film formation space for forming the second electrode layer 16 on the substrate 11. A mask 50 having a desired number of portions extending in the intersecting direction is provided.
In the solar cell module 10 obtained by using this manufacturing apparatus 30, the second electrode layer 16 has a first portion 16a having a thick film thickness and a second portion 16b having a smaller film thickness than the first portion 16a. The first part 16a and the second part 16b are both arranged so as to cross the scribe line 20 and alternately. As a result, in the manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to prevent a decrease in output and a hot spot phenomenon, and it is possible to manufacture the solar cell module 10 having excellent reliability.

次に、このような製造装置30を用いての、バッファ層15、第二電極層16、保護層17の形成方法について説明する。
まず、スパッタ室33において、ターゲット42を背面プレート46にインジウム材等でボンディングして固定する。ここで、ターゲット42aとしては、バッファ層15となるZnO系膜の成膜材料を備えている。また、ターゲット42bとしては、第二電極層16となるAg系膜の成膜材料を備えている。また、ターゲット42cとしては、保護層17となるTi系膜の成膜材料を備えている。
Next, a method of forming the buffer layer 15, the second electrode layer 16, and the protective layer 17 using such a manufacturing apparatus 30 will be described.
First, in the sputtering chamber 33, the target 42 is bonded and fixed to the back plate 46 with an indium material or the like. Here, as the target 42a, a ZnO-based film forming material to be the buffer layer 15 is provided. Further, as the target 42b, an Ag-based film forming material to be the second electrode layer 16 is provided. Further, as the target 42c, a Ti-based film forming material to be the protective layer 17 is provided.

そして、基板11を仕込室31に収納した状態で、仕込31及びスパッタ室33を真空排気手段38で粗真空引きし、仕込室31及びスパッタ室33が所定の真空度、となった後に、基板11を仕込室31からスパッタ室33に搬入する。
基板11を位置Aまで搬送し、基板11をターゲット42aに対向させて配する。
Then, in a state where the substrate 11 is housed in the preparation chamber 31, the preparation 31 and the sputtering chamber 33 are roughly evacuated by the vacuum evacuation means 38, and after the preparation chamber 31 and the sputtering chamber 33 reach a predetermined vacuum level, 11 is carried from the preparation chamber 31 to the sputtering chamber 33.
The board | substrate 11 is conveyed to the position A, and the board | substrate 11 is arranged facing the target 42a.

次いで、スパッタ室33を真空排気手段38で高真空引きし、スパッタ室33が所定の高真空度となった後に、スパッタ室33に、スパッタガス導入手段15によりAr等のスパッタガスを導入し、スパッタ室33内を所定の圧力(スパッタ圧力)とする。   Next, the sputtering chamber 33 is evacuated by the vacuum evacuation means 38, and after the sputtering chamber 33 reaches a predetermined high vacuum level, a sputtering gas such as Ar is introduced into the sputtering chamber 33 by the sputtering gas introduction means 15, The inside of the sputtering chamber 33 is set to a predetermined pressure (sputtering pressure).

次いで、電源によりターゲット42aにスパッタ電圧、例えば、直流電圧に高周波電圧を重畳したスパッタ電圧を印加する。スパッタ電圧印加により、基板11上にプラズマが発生し、このプラズマにより励起されたAr等のスパッタガスのイオンがターゲット42aに衝突し、このターゲット42aから構成原子を飛び出させ、基板11の発電層14上にZnOからなるバッファ層15を成膜する。   Next, a sputtering voltage, for example, a sputtering voltage in which a high-frequency voltage is superimposed on a DC voltage is applied to the target 42a by a power source. When the sputtering voltage is applied, plasma is generated on the substrate 11, and ions of a sputtering gas such as Ar excited by the plasma collide with the target 42 a, causing constituent atoms to jump out of the target 42 a, and the power generation layer 14 of the substrate 11. A buffer layer 15 made of ZnO is formed thereon.

バッファ層15を成膜した後、基板11を位置Bまで搬送し、基板をターゲット42bに対向させて配する。
次いで、電源によりターゲット42bにスパッタ電圧を印加することによりターゲット42bから構成原子を飛び出させ、発電層14上にAgからなる第二電極層16を成膜する。
After the buffer layer 15 is formed, the substrate 11 is transported to the position B, and the substrate is disposed facing the target 42b.
Next, a sputtering voltage is applied to the target 42 b by a power source to cause constituent atoms to jump out of the target 42 b, and the second electrode layer 16 made of Ag is formed on the power generation layer 14.

ここで本発明では、スパッタを行い第二電極層16を形成する工程において、基板11とターゲット42の間に、前記スクライブ線20と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスク50を配置する。このマスク50は、例えばワイヤ状のものであってもよい。
そして、マスク50を介して前記ターゲット42bから叩き出されたスパッタ粒子を前記基板11(バッファ層15)上に付着、堆積させる。
Here, in the present invention, in the step of forming the second electrode layer 16 by sputtering, a mask having a desired number of portions extending in a direction intersecting the scribe line 20 between the substrate 11 and the target 42. 50 is arranged. The mask 50 may be, for example, a wire.
Then, sputtered particles knocked out of the target 42b through the mask 50 are attached and deposited on the substrate 11 (buffer layer 15).

このとき、スパッタ粒子の付着がマスク50により阻害された部分では、該スパッタ粒子は薄く堆積し、それ以外の部分ではスパッタ粒子は厚く堆積する。
これにより、形成された第二電極層16は、膜厚が厚い第一部位16aと、該第一部位16aに比べて膜厚が薄い第二部位16bとを有し、前記第一部位16aと前記第二部位16bは何れも、前記スクライブ線20に交差するように、かつ交互に配されたものとなる。
At this time, the sputtered particles are deposited thinly in the portion where the adhesion of the sputtered particles is blocked by the mask 50, and the sputtered particles are deposited thick in the other portions.
Thereby, the formed second electrode layer 16 has a first portion 16a having a large film thickness and a second portion 16b having a smaller film thickness than the first portion 16a. Each of the second portions 16b is alternately arranged so as to intersect the scribe line 20.

第二電極層16を成膜した後、基板11を位置Cまで搬送し、基板をターゲット42cに対向させて配する。
次いで、電源によりターゲット42cにスパッタ電圧を印加することによりターゲット42cから構成原子を飛び出させ、第二電極層15上にTiからなる保護層17を成膜する。
After the second electrode layer 16 is formed, the substrate 11 is transported to the position C, and the substrate is disposed facing the target 42c.
Next, a sputtering voltage is applied to the target 42 c by a power source to cause constituent atoms to jump out of the target 42 c, and the protective layer 17 made of Ti is formed on the second electrode layer 15.

以上のようにして基板11上にバッファ層15、第二電極層16、保護層17を成膜した後、この基板11をスパッタ室33から隔離室34/取出室35へと搬送し、この取出室35の真空を破り、このバッファ層15、第二電極層16、保護層17が形成された基板11を取り出す。
これにより、図1及び図2に示すような太陽電池モジュール10が得られる。
After the buffer layer 15, the second electrode layer 16, and the protective layer 17 are formed on the substrate 11 as described above, the substrate 11 is transferred from the sputtering chamber 33 to the isolation chamber 34 / the extraction chamber 35, and this extraction is performed. The vacuum in the chamber 35 is broken, and the substrate 11 on which the buffer layer 15, the second electrode layer 16, and the protective layer 17 are formed is taken out.
Thereby, the solar cell module 10 as shown in FIG.1 and FIG.2 is obtained.

このようにして製造された太陽電池モジュール10では、ある一つの太陽電池セルに不具合が生じたとしても、膜厚が薄い第二部位16bによって電流を流すことができるため、他の太陽電池セルに及ぼす影響を抑えることができる。その結果、太陽電池モジュール10は、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れたものとなる。   In the solar cell module 10 manufactured in this way, even if a problem occurs in one solar cell, current can flow through the second portion 16b having a small film thickness. It is possible to suppress the influence. As a result, the solar cell module 10 can prevent a decrease in output and a hot spot phenomenon, and has excellent reliability.

以上、本発明の太陽電池モジュール、及びその製造方法並びに製造装置について説明してきたが、本発明は上述した例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   As mentioned above, although the solar cell module of this invention, its manufacturing method, and a manufacturing apparatus have been demonstrated, this invention is not limited to the example mentioned above, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can change suitably.

本発明は、太陽電池モジュール、及びその製造方法並びに製造装置に広く適用可能である。   The present invention is widely applicable to a solar cell module, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus.

本発明に係る太陽電池モジュールの一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of the solar cell module which concerns on this invention. 図1に示す太陽電池モジュールの要部を示す断面図。Sectional drawing which shows the principal part of the solar cell module shown in FIG. 積層体において、構造欠陥の存在を示す断面図。Sectional drawing which shows presence of a structural defect in a laminated body. 本発明に係る製造装置の一例を模式的に示す図。The figure which shows typically an example of the manufacturing apparatus which concerns on this invention. 図4においてスパッタ室の一例を示す側面図。The side view which shows an example of a sputtering chamber in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 太陽電池モジュール、11 基板、12 積層体、13 第一電極層、14 発電層、15 バッファ層、16 第二電極層、16a 第一部位、16b 第二部位、20 スクライブ線、21 太陽電池セル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solar cell module, 11 board | substrate, 12 laminated body, 13 1st electrode layer, 14 Power generation layer, 15 Buffer layer, 16 2nd electrode layer, 16a 1st site | part, 16b 2nd site | part, 20 Scribe line, 21 Solar cell .

Claims (4)

基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成される太陽電池モジュールであって、
前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、
前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
A stacked body in which a first electrode layer, a power generation layer, and a second electrode layer are sequentially stacked on a substrate is partitioned by a scribe line to form a plurality of solar cells, and the solar cells in adjacent positions are connected in series. A solar cell module comprising a plurality of stages of the solar cells,
The second electrode layer has a first portion having a thick film thickness and a second portion having a thin film thickness compared to the first portion,
Both the first part and the second part are arranged alternately so as to intersect the scribe line.
前記第二電極層において、前記第一部位の膜厚が150nm以上、かつ、前記第二部位の膜厚が50nm以下であることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュール。   2. The solar cell module according to claim 1, wherein in the second electrode layer, the film thickness of the first part is 150 nm or more and the film thickness of the second part is 50 nm or less. 基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成され、前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されている太陽電池モジュールの製造方法であって、
所望のプロセスガス雰囲気中にて、前記第二電極層の母材をなすターゲットにスパッタ電圧を印加しつつ、該ターゲットの表面に水平磁界を発生させてスパッタを行い、第二電極層を形成する工程を含み、
前記工程において、前記第一電極層及び前記発電層が既に作製され、かつスクライブ線も形成された前記基板を用い、該基板と前記ターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを配置し、該マスクを介して前記ターゲットから叩き出されたスパッタ粒子を前記基板上に付着させることにより前記第二電極層を形成することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
A stacked body in which a first electrode layer, a power generation layer, and a second electrode layer are sequentially stacked on a substrate is partitioned by a scribe line to form a plurality of solar cells, and the solar cells in adjacent positions are connected in series. And the second electrode layer has a first part having a large film thickness and a second part having a film thickness smaller than that of the first part. The first part and the second part are both a method of manufacturing a solar cell module that is alternately arranged so as to intersect the scribe line,
In a desired process gas atmosphere, while applying a sputtering voltage to a target that forms the base material of the second electrode layer, a horizontal magnetic field is generated on the surface of the target to perform sputtering, thereby forming a second electrode layer. Including steps,
In the step, using the substrate on which the first electrode layer and the power generation layer have already been formed and the scribe line is also formed, the substrate and the target are extended in a direction intersecting the scribe line. The second electrode layer is formed by disposing a mask having a desired number of exposed portions and attaching sputtered particles knocked out of the target through the mask onto the substrate. Manufacturing method of battery module.
基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成され、前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されている太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記第一電極層及び前記発電層が既に作製され、かつスクライブ線も形成された前記基板を用い、該基板上に前記第二電極層を形成する成膜空間内において、前記基板と前記ターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを備えたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
A stacked body in which a first electrode layer, a power generation layer, and a second electrode layer are sequentially stacked on a substrate is partitioned by a scribe line to form a plurality of solar cells, and the solar cells in adjacent positions are connected in series. And the second electrode layer has a first part having a large film thickness and a second part having a film thickness smaller than that of the first part. The first part and the second part are both solar cell module manufacturing apparatuses that are alternately arranged so as to intersect the scribe line,
Using the substrate on which the first electrode layer and the power generation layer have already been formed and the scribe line is formed, in the film formation space for forming the second electrode layer on the substrate, the substrate and the target An apparatus for manufacturing a solar cell module, comprising a mask having a desired number of portions extending in a direction intersecting with the scribe line therebetween.
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