CN105518894B - 太阳能电池、太阳能电池模块及太阳能电池的制造方法 - Google Patents

太阳能电池、太阳能电池模块及太阳能电池的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一种太阳能电池，该太阳能电池包括基板和层叠体。基板具有上表面。层叠体包括设置在上表面上的下部电极、设置在下部电极上并且包含有机半导体的光电转换膜，以及设置在光电转换膜上的上部电极。层叠体具有第一区域和第二区域，在第一区域中，在下部电极和光电转换膜之间存在异物，在第二区域中，在下部电极和光电转换膜之间不存在异物。异物在平行于所述上表面的第一方向上的端部与上部电极之间在与上表面相交的第二方向上的距离比第二区域中的下部电极和上部电极之间在第二方向上的距离更长。

Description

太阳能电池、太阳能电池模块及太阳能电池的制造方法
技术领域
本文描述的实施例一般地涉及太阳能电池、太阳能电池模块以及用于制造太阳能电池的方法。
背景技术
存在使用包含导电聚合物、富勒烯等的组合的有机半导体的太阳能电池。存在包含多个太阳能电池的太阳能电池模块。在使用有机半导体的太阳能电池中，可以使用诸如涂布法或印刷法之类的简单方法形成光电转换膜。存在对使用有机半导体的太阳能电池中提高光电转换效率的需求。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2011-243970号公报
发明内容
技术问题
本发明的实施例提供了具有高光电转换效率的太阳能电池、太阳能电池模块以及用于制造太阳能电池的方法。
问题的解决方案
根据一个实施例，太阳能电池包括基板和层叠体。基板包括上表面。层叠体包括下部电极、光电转换膜和上部电极。下部电极被设置在上表面上。光电转换膜被设置在下部电极上并且包括有机半导体。上部电极被设置在光电转换膜上。层叠体包括第一区域和第二区域。第一区域在下部电极和光电转换膜之间包括异物。第二区域在下部电极和光电转换膜之间没有异物。异物在平行于上表面的第一方向上的端部与上部电极之间在与上表面相交的第二方向上的距离大于第二区域中的下部电极和上部电极之间在第二方向上的距离。
附图说明
[图1]图1是示出根据第一实施例的太阳能电池的示意截面图。
[图2]图2是示出根据第一实施例的太阳能电池的示意截面图。
[图3]图3(a)至3(c)是示出根据第一实施例的其它太阳能电池的示意截面图。
[图4]图4(a)至4(c)是示出根据第一实施例的其它太阳能电池的示意截面图。
[图5]图5(a)至5(e)是示出根据第一实施例的其它太阳能电池的示意截面图。
[图6]图6(a)至6(c)是示出根据第一实施例的其它太阳能电池的示意截面图。
[图7]图7是示出根据第一实施例的另一太阳能电池的示意截面图。
[图8]图8是示出根据第一实施例的另一太阳能电池的部分的示意截面图。
[图9]图9(a)至9(d)是示出制造根据第一实施例的太阳能电池的过程的示例的示意截面图。
[图10]图10(a)至10(d)是示出制造根据第一实施例的太阳能电池的过程的示例的示意截面图。
[图11]图11(a)至11(c)是示出用于制造根据第一实施例的另一太阳能电池的过程的示例的示意截面图。
[图12]图12(a)至12(c)是示出用于制造根据第一实施例的另一太阳能电池的过程的示例的示意截面图。
[图13]图13(a)和13(b)是示出用于制造根据第一实施例的另一太阳能电池的过程的示例的示意截面图。
[图14]图14(a)和14(b)是根据第二实施例的太阳能电池模块的示意图。
[图15]图15是根据第三实施例的光伏发电板的示意性平面图。
具体实施方式
以下将参考附图描述各种实施例。
附图是示意性或概念性的。例如，每个部分的厚度和宽度之间的关系以及各部分之间的尺寸比例不必与实际上的相同。此外，取决于附图，相同部分可以用不同尺寸或比例示出。
在本说明书和附图中，与先前参考较早附图描述的那些组件类似的组件被标有相似的附图标记，并且它们的详细描述被适当地省略。
(第一实施例)
图1是示出根据第一实施例的太阳能电池的示意截面图。
如图1中示出的，太阳能电池110包括基板5和层叠体SB。基板5包括上表面5a和下表面5b。下表面5b在上表面5a的相反面。在该示例中，下表面5b基本平行于上表面5a。下表面5b也可以不平行于上表面5a。
层叠体SB包括下部电极10、上部电极20以及光电转换膜30。下部电极10设置在上表面5a上。光电转换膜30设置在下部电极10之上。上部电极20设置在光电转换膜30之上。
在该示例中，层叠体SB还包括下部中间层40和上部中间层50。下部中间层40设置在下部电极10和光电转换膜30之间。上部中间层50设置在光电转换膜30和上部电极20之间。换言之，在该示例中，下部中间层40设置在下部电极10上，光电转换膜30设置在下部中间层40上，上部中间层50设置在光电转换膜30上，并且上部电极20设置在上部中间层50上。
太阳能电池110是用于生成与下部电极10和上部电极20之间的入射光的量相当的电荷的光电转换装置。光电转换膜30包括有机半导体。太阳能电池110例如是有机光伏电池。对由太阳能电池110进行的发电作出贡献的光不限于太阳光。太阳能电池110例如也可以使用诸如灯泡的光源发出的光进行发电。
在该示例中，基板5和下部电极10具有光透过性。基板5和下部电极10例如是透明的。下部电极10例如是透明电极。在该示例中，入射到下表面5b的光透过基板5和下部电极10上，并且入射到光电转换膜30。光也可以从上部电极20侧入射到光电转换膜30上。在这种情况中，上部电极20是透明电极。如本文中使用的，术语“光透过性”指的是使能够由于被光电转换膜30吸收而生成激子的各种波长的光的至少70％通过的特性。
此处，平行于上表面5a的一个方向被定义为X轴方向。平行于上表面5a并且垂直于X轴方向的方向被定义为Y轴方向。垂直于X轴方向和Y轴方向的方向被定义为Z轴方向。换言之，Z轴方向是垂直于上表面5a的方向。
基板5、下部电极10、下部中间层40、光电转换膜30、上部中间层50以及上部电极20例如在Y轴方向上延伸。当投影到平行于上表面5a的平面(X-Y平面)上时(即，当从Z轴方向观察时)，太阳能电池110例如是矩形形状。投影到X-Y平面上时的太阳能电池110的形状不限于矩形，并且可以是任何形状。
基板5支持其它配置部件。用于形成下部电极10等的例如对热、有机溶剂等基本不会展现出变性的材料被用于基板5。例如，诸如无碱玻璃或石英玻璃的无机材料被用作基板5的材料。基板5的材料可以是例如聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺-酰亚胺、液晶聚合物、诸如环烯烃聚合物的树脂材料、或聚合物膜。具有光透过性的材料被用于基板5。如果光从上部电极20侧入射，则不具有光透过性的材料可以用于基板5。在这种情况中，基板5的材料可以是诸如不锈钢(SUS)的金属基板或硅。对基板5的厚度(沿着Z轴方向的长度)没有特殊限制。基板5的厚度可以是能够给予基板5支持其它配置部件所必需的强度的任何厚度。
可以将用于抑制入射光反射的反射防止层例如设置在下表面5b上或者设置在基板5和下部电极10之间。反射防止层可以是例如反射防止涂层、反射防止膜或反射防止片。诸如钛氧化物的无机材料可以用作反射防止层的材料。反射防止层的材料也可以是诸如例如丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂的有机材料。
在该示例中，下部电极10例如是阳极。具有光透过性和导电性的材料被用于下部电极10。例如，导电的金属氧化物膜或半透明的金属薄膜被用于下部电极10。金属氧化物膜的示例包括利用例如铟锡氢化物(ITO)、氟掺杂的锡氧化物(FTO)或铟锌氧化物制成的导电玻璃制造的膜(NESA等)。ITO是包括铟氧化物、锌氧化物以及锡氧化物的复合物。用于金属薄膜的材料的示例包括金、铂、银以及铜。ITO或FTO尤其优选作为下部电极10的材料。作为有机导电聚合物的聚苯胺或其衍生物或者聚噻吩或其衍生物可以用作下部电极10的材料。
如果ITO被用于下部电极10，则下部电极10的厚度优选为从30nm到300nm。如果厚度小于30nm，则导电性会降低并且电阻会增加，这会导致光电转换效率的下降。如果厚度大于300nm，ITO的柔性会降低，这会促使压力下形成裂纹。下部电极10的方块电阻优选为尽可能低。下部电极10的方块电阻优选为例如10Ω/平方或更小。
可以例如通过使用真空沉积法、溅射法、离子镀法、镀法、涂布法等形成上面列出的材料的膜来形成下部电极10。下部电极10可以是单层或者是由具有不同功函数的材料制成的多个层堆叠而成的层叠体。如果光从上部电极20侧入射，则下部电极10的材料不需要具有光透过性。换言之，只要下部电极10具有导电性，则对下部电极10的材料没有特殊限制。
下部中间层40例如是第一电荷传输层。在该示例中，下部中间层40是空穴传输层。例如，下部中间层40有效地传输空穴并且阻挡电子。下部中间层40抑制例如在其与光电转换膜30的界面附近生成的激子的湮灭。下部中间层40例如还拉平(平坦化)下部电极10中的不平坦并且阻止太阳能电池110的短路。
例如，聚噻吩聚合物或诸如聚苯胺或聚吡咯的有机导电聚合物被用于下部中间层40。可用的聚噻吩聚合物的示例是PEDOT/PSS(聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸))。聚噻吩聚合物产品的代表性示例包括CleviosTM PH500、CleviosTM PH、CleviosTM PVP AI 4083和CleviosTM HIL 1.1，这些都是由H.C.Starck GmbH生产的。优选的非有机材料是钼氧化物。
如果CleviosTM 500被用作下部中间层40的材料，则下部中间层40的厚度优选为例如从20nm到100nm。如果下部中间层40太薄，其阻止下部电极10中短路的作用就会下降，这会增加短路发生的可能性。如果下部中间层40太厚，膜的电阻会增加，这会限制光电转换膜30生成的电流的量并且导致光电转换效率的下降。
只要用于形成下部中间层40的方法能够形成薄膜，则对该方法没有特殊限制。下部中间层40可以例如使用旋涂法等涂覆为涂层。涂覆了所需厚度的下部中间层40的材料后，使用热板等加热下部中间层40并使其干燥。加热和干燥例如优选地以140℃到200℃的温度执行从几分钟到大约10分钟的任何时间。涂层溶液优选地在使用之前被过滤。
上部中间层50例如是第二电荷传输层。在该示例中，上部中间层50是电子传输层。例如，上部中间层50阻挡空穴并且有效地传输电子。上部中间层50也例如抑制在光电转换膜30和上部中间层50之间的界面附近生成的激子的湮灭。也可以接受下部中间层40作为电子传输层并且上部中间层50作为空穴传输层。
例如，金属氧化物用作上部中间层50的材料。金属氧化物的示例是通过溶胶凝胶法水解钛醇盐获得的非晶钛氧化物。只要用于形成上部中间层50的方法能够形成薄膜，则对该方法没有特殊限制；一个示例是旋涂法。如果钛氧化物被用作上部中间层50的材料，则上部中间层50的厚度优选地例如从5nm到20nm。如果上部中间层50的厚度低于这个范围，则空穴阻挡效应就会降低，其结果为产生的激子在分离成电子和空穴之前会变得不活跃，这阻碍电流的有效提取。如果层太厚，则膜的电阻就会增大，这会限制生成的电流的量并且降低光电转换效率。涂层溶液优选地在使用之前被过滤。涂覆了规定厚度的涂层后，使用热板等加热层并使其干燥。加热和干燥以50℃到100℃的温度执行从几分钟到大约10分钟的任何时间，同时促进空气中的水解。优选的无机材料是金属钙等。
在该示例中，上部电极20例如是阴极。也可以接受下部电极10作为阴极并且上部电极20作为阳极。例如使用真空沉积法、溅射法、离子镀法、镀法或涂布法从导电材料形成上部电极20。上部电极20的材料的示例包括导电金属薄膜、金属氧化物膜等。如果具有高功函数的材料被用于下部电极10，则具有低功函数的材料优选用于上部电极20。具有低功函数的材料的示例包括碱金属、碱土金属等。具体示例包括Li、In、Al、Ca、Mg、Sm、Tb、Yb、Zr、Na、K、Rb、Cs和Ba任意至少一种以及其合金。如果光从上部电极20侧入射到光电转换膜30上，则具有导电性和光透过性的材料被用于上部电极20。
上部电极20可以是单层或者是由具有不同功函数的材料制成的多个层堆叠而成的层叠体。上部电极20的材料例如可以是低功函数材料中的一种或多种和另外的金属材料的合金。其它添加的金属材料的示例包括金、银、铂、铜、锰、钛、钴、镍、钨、锡等。合金的示例包括锂铝合金、锂锰合金、锂铟合金、锰银合金、锰铟合金、锰铝合金、铟银合金、钙铝合金等。
上部电极20的厚度例如为10nm到300nm。如果膜的厚度低于这个范围，则电阻将会太大，阻碍生成的电荷向外部电路的转移。如果膜的厚度超过了这个范围，则形成上部电极20将需要延长的时间，因此会增加材料的温度，这可能损坏光电转换膜30(有机层)并且降低性能。此外，因为使用了大量的材料，所以沉积设备被长时间占用，并且这种占用导致增加的制造成本。
图2是示出根据第一实施例的太阳能电池的示意截面图。
如图2中示出的，光电转换膜30包括第一导电类型的第一半导体层30n和第二导电类型的第二半导体层30p。第二半导体层30p设置在下部中间层40和第一半导体层30n之间。换言之，第二半导体层30p设置在下部中间层40上，第一半导体层30n设置在第二半导体层30p上，并且上部中间层50设置在第一半导体层30n上。例如，第一导电类型是n型且第二导电类型是p型。第一导电类型可以是p型且第二导电类型可以是n型。在下文中，将描述其中第一导电类型是n型且第二导电类型是p型的布置。
光电转换膜30例如是具有由第一半导体层30n和第二半导体层30p构造的体异质结结构的薄膜。体异质结光电转换膜30的特征在于第一半导体层30n(n型半导体)和第二半导体层30p(p型半导体)是混合的，并且纳米量级大小的p-n结贯穿整个光电转换膜30而形成。这种结构例如被称为微相分离结构。
在体异质结光电转换膜30中，在混合的p型半导体和n型半导体之间的结面发生的光电荷分离被用来获得电流。此外，体异质结光电转换膜30中的p-n结区域比传统的层叠式有机薄膜太阳能电池中的更宽，并且对发电做出实际贡献的区域遍布于整个光电转换膜30。因此，体异质结有机薄膜太阳能电池中对发电有贡献的区域比层叠式有机薄膜太阳能电池中的更厚。因此，也提高了光子吸收效率，并且增加了能够获得的电流的量。
例如，具有受电子特性的材料被用于第一半导体层30n。例如，具有给电子特性的材料被用于第二半导体层30p。在根据实施例的光电转换膜30中，有机半导体被用于第一半导体层30n和第二半导体层30p中的至少一个。光电转换膜30也可以例如是平面异质结类型的膜。
在光电转换膜30中，例如第一半导体层30n或第二半导体层30p吸收光Lin，从而生成激子EX。生成效率被表示为η1。生成的激子EX由于其扩散迁移通过p-n结面30f(第一半导体层30n和第二半导体层30p之间的结面)。扩散效率被表示为η2。由于激子EX具有寿命，所以激子EX只能迁移大约它的扩散长度。到达p-n结面30f的激子EX被分离成电子Ce和空穴Ch。这些激子EX的分离效率被表示为η3。空穴Ch被传输到下部电极10。电子Ce被传输到上部电极20。结果，电子Ce和空穴Ch(光载流子)被运送到外部。这些光载流子的传输效率被表示为η4。
响应于照射光子而生成的光载流子的外部提取效率ηEQE可以用下面的公式来表示。这个值等同于太阳能电池110的量子效率。
ηEQE＝η1·η2·η3·η4
例如n型有机半导体被用于第一半导体层30n。例如p型有机半导体被用于第二半导体层30p。
可用的p型有机半导体的示例包括聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、吡唑啉衍生物、芳基胺衍生物、均二苯代乙烯(stibene)衍生物、三苯基二胺衍生物、低聚噻吩及其衍生物、聚乙烯咔唑及其衍生物、聚硅烷及其衍生物、在侧链或主链上包括芳香胺的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺及其衍生物、酞菁衍生物、卟啉及其衍生物、聚对苯乙炔(polyphenylenevinylene)及其衍生物以及聚噻嗯乙炔(polythienylene vinylene)及其衍生物。可以组合使用这些材料。也可以使用这些材料的共聚物。共聚物的示例包括噻吩-氟共聚物和亚苯基亚乙基-亚苯基亚乙烯基(phenylene ethylene-phenylene vinylene)共聚物。
优选的p型有机半导体是具有pi共轭导电聚合物的聚噻吩及其衍生物。聚噻吩及其衍生物能够确保优异的立构规整性并且在溶剂中展现出相当高的溶解性。只要聚噻吩或其衍生物是具有噻吩架构的化合物，则对它没有特殊限制。聚噻吩及其衍生物的具体示例包括聚烷基噻吩、聚芳基噻吩、聚烷基异硫茚以及聚亚乙基二氧基噻吩。聚烷基噻吩的示例包括聚-3-甲基噻吩、聚-3-丁基噻吩、聚-3-己基噻吩、聚-3-辛基噻吩、聚-3-癸基噻吩以及聚-3-十二烷基噻吩。聚芳基噻吩的示例包括聚-3-苯基噻吩和聚-3-(p-烷基苯基噻吩)。聚烷基异硫茚的示例包括聚-3-丁基异硫茚、聚-3-己基异硫茚、聚-3-辛基异硫茚和聚-3-癸基异硫茚。
近年来，诸如PCDTBT(聚[N-9”-十七烷醇-2,7-咔唑-alt-5,5-(4’,7’-二-2-噻吩基-2’,1’,3’-苯并噻二唑)])的衍生物被已知为产生优异光电转换效率的化合物，其是由咔唑、苯并噻二唑和噻吩制成的共聚物。
这些导电聚合物可以通过涂覆其中导电聚合物溶解在溶剂中的溶液来形成为膜。因此，这些聚合物提供了允许使用便宜的装备并以低的制造成本通过印刷法等制造大面积有机薄膜太阳能电池的优势。
富勒烯及其衍生物优选用作n型有机半导体。只要使用的富勒烯衍生物是具有富勒烯架构的衍生物，则对它没有特殊限制。具体的示例包括具有C60、C70、C76、C78和C84作为基本架构的衍生物。富勒烯衍生物的富勒烯架构中的碳原子可以利用任意官能团改性，并且这些官能团可以彼此键合来形成环。富勒烯衍生物也包括富勒烯键聚合物。优选地，富勒烯衍生物例如包括与溶剂高度相容的官能团，并且高度溶解于溶剂中。
富勒烯衍生物中的官能团的示例包括氢原子、羟基、卤素原子、烷基、烯基、氰基、烷氧基和芳香杂环基。卤素原子的示例包括氟原子和氯原子。烷基的示例包括甲基和乙基。烯基的示例包括乙烯基。烷氧基的示例包括甲氧基和乙氧基。芳香杂环基的示例包括芳烃基、噻吩基(thienyl)和吡啶基。芳烃基的示例包括苯基和萘基。
更具体的示例包括氢化富勒烯、氧化富勒烯和金属富勒烯复合物。氢化富勒烯的示例包括C60H36、C70H36等。氧化富勒烯的示例包括C60、C70等。
在以上列出的各种富勒烯衍生物中，尤其优选使用60PCBM([6,6]-苯基C61丁酸甲酯)或70PCBM([6,6]-苯基C71丁酸甲酯)。
如果使用未经改性的富勒烯，则优选使用C70。富勒烯C70具有高水平的光载流子生成效率，并且适合用于有机薄膜太阳能电池中。
如果p型半导体是P3AT，则光电转换膜30中的n型有机半导体和p型半导体的混合比n:p优选为大约1:1。如果p型半导体是PCDTBT半导体，则混合比n:p优选为大约4:1。
为了涂覆有机半导体的涂层，必须将其溶解在溶剂中。用于涂覆涂层的溶剂的示例包括不饱和烃溶剂、卤代芳烃溶剂、卤代饱和烃溶剂、醚类等。不饱和烃溶剂的示例包括甲苯、二甲苯、萘满、萘烷、均三甲苯、正丁苯、仲丁苯、叔丁苯等。卤代芳烃溶剂的示例包括氯苯、二氯苯、三氯苯等。卤代饱和烃溶剂的示例包括四氯化碳、三氯甲烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯丁烷、溴丁烷、氯戊烷、氯己烷、溴己烷、氯环己烷等。醚类的示例包括四氢呋喃、四氢吡喃等。尤其优选卤基芳烃溶剂。这些不同的溶剂可以单个或混合使用。
用于涂覆溶液并形成膜的方法的示例包括旋涂法、浸渍提拉(dip coating)法、浇铸(casting)法、棒涂法、辊涂法、线棒涂布法、喷涂法、丝网印刷法、凹版印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、凹版-胶版印刷法、分配器涂覆法、喷嘴涂覆法、毛细管涂覆法、喷墨印刷法等。这些涂覆方法可以单个或组合使用。
在该示例中，层叠体SB还包括导电层60、绝缘层62和绝缘部64。下部电极10包括第一部分10a和第二部分10b。第二部分10b在平行于X-Y平面的第一方向上与第一部分10a对准。第二部分10b例如在X轴方向上与第一部分10a对准。光电转换膜30设置在第一部分10a上。
导电层60设置在第二部分10b上，并且电连接到下部电极10。导电层60的电导率比下部电极10的电导率更大。例如金属材料被用于导电层60。更具体地，例如，在Z轴方向上堆叠的由钼合金层和铝钼合金层构造的层叠膜(所谓MAM电极层)被用作导电层60。第二部分10b和导电层60例如在Y轴方向上延伸。导电层60例如促进电流流动到由透明电极构造的下部电极10。导电层60是所谓的辅助互连。
绝缘层62设置在下部电极10的平行于X-Y平面的方向上的端部10s之上，并且设置在导电层60的平行于X-Y平面的方向上的端部60s上。在该示例中，绝缘层62设置在下部电极10的X轴方向上的一对端部10s之上，并且设置在导电层60的X轴方向上的一对端部60s上。换言之，绝缘层62在Z轴方向上覆盖了下部电极10的端部10s和导电层60的端部60s。端部10s和端部60s不限于X轴方向上的端部，而可以是平行于X-Y平面的任何方向上的端部。
在绝缘层62中设置暴露下部电极10的第一部分10a的至少一部分的开口62a和暴露导电层60的至少一部分的开口62b。下部中间层40例如与被开口62a暴露的下部电极10的区域相接触。被开口62a暴露的下部电极10的区域例如是对发电有贡献的区域。
例如，光敏聚酰亚胺被用于绝缘层62。绝缘层62优选地具有例如光透过性。绝缘层62优选例如是透明的。这使得能够例如扩展对发电有贡献的区域。
下部电极10的端部10s比下部电极10的沿着X-Y平面延伸的部分(即，在一对端部10s之间的部分)更容易生成漏电流。类似地，导电层60的端部60s比导电层60的沿着X-Y平面延伸的部分(即，在一对端部60s之间的部分)更容易生成漏电流。
因此，绝缘层62设置在端部10s、60s之上。这使得例如能够抑制端部10s、60s处的漏电流的生成。例如，能够减少串联电阻Rsh、增加曲线因子FF并增加开路电压Voc。例如，能够将太阳能电池110的光电转换效率提高为超过其中未设置绝缘层62的布置中的光电转换效率。
层叠体SB包括第一区域R1和第二区域R2。第一区域R1是层叠体SB的其中下部电极10和光电转换膜30之间存在异物66的区域。第二区域R2是层叠体SB的其中下部电极10和光电转换膜30之间不存在异物66的区域。
异物66是在制造太阳能电池110的过程中污染层叠体SB的不必要的物质。异物66例如是形成导电层60时产生的残余或在形成绝缘层62期间产生的残余。如果异物66是导电层60的残余，则异物66包括与导电层60基本上相同的材料。如果异物66是绝缘层62的残余，则异物66包括与绝缘层62基本上相同的材料。换言之，异物66可以是导电的或者可以是绝缘的。层叠体SB中例如可能包括异物66的多个位置。层叠体SB例如包含多个第一区域R1。多个第一区域R1例如零星地存在于平行于X-Y平面的平面内。在该示例中，层叠体SB包括异物66的两个位置和两个第一区域R1。层叠体SB中可能包含任何数量的异物66的位置和第一区域R1。
当投影在X-Y平面中时，第一区域R1例如具有类似于岛形状的形状。当投影在X-Y平面中时，第二区域R2例如是包围第一区域R1的单个连续区域。当投影在X-Y平面中时，第二区域R2包围例如每一个第一区域R1。
异物66的Z轴方向长度(高度)例如不大于第二区域R2的平均厚度。异物66的Z轴方向长度例如不大于1μm。异物66在平行于X-Y平面的方向上的长度例如不大于10μm。当层叠体SB投影到X-Y平面上时的第一区域R1的面积例如不大于当层叠体SB投影到X-Y平面上时的第二区域R2的面积的5％。当层叠体SB投影到X-Y平面上时的多个第一区域R1的总面积例如不大于当层叠体SB投影到X-Y平面上时的第二区域R2的面积的5％。
绝缘部64设置在异物66的端部66s和上部电极20之间。在该示例中，绝缘部64设置在端部66s和下部中间层40之间。绝缘部64例如在Z轴方向上覆盖端部66s。如果存在异物66的多个位置，则设置对应于每个异物66的位置的多个绝缘部64。在该示例中，设置了对应于异物66的两个位置中的每个位置的绝缘部64。
端部66s是异物66在平行于X-Y平面的第一方向上的端部。端部66s例如是异物66的X轴方向端部。在该示例中，在异物66的整体上设置了绝缘部64。绝缘部64设置在异物66和光电转换膜30之间。绝缘部64在Z轴方向上例如覆盖异物66的整体。当投影在X-Y平面上时，绝缘部64例如与异物66的整个外部边缘重合。
例如，诸如聚酰亚胺的树脂材料被用于绝缘部64。与绝缘层62基本上相同的材料例如被用于绝缘部64。绝缘部64的电阻率例如是至少10×106Ω·m并且不大于10×1017Ω·m。
异物66的端部66s与上部电极20之间的距离D1大于第二区域R2中的下部电极10与上部电极20之间的距离D2。距离D1和距离D2是与X-Y平面相交的第二方向上的距离。距离D1和距离D2例如是Z轴方向上的距离。第二方向例如是垂直于上表面5a的方向。第二方向可以是与上表面5a相交的任何方向。
在该示例中，绝缘部64设置在端部66s和光电转换膜30之间。换言之，在该示例中，距离D1比距离D2大绝缘部64的厚度。
如果异物66被包含在层叠体SB中，则在异物66的端部66s处比在第二区域R2中更容易生成漏电流。相比之下，在根据实施例的太阳能电池110中，设置绝缘部64，使距离D1比距离D2更长。换言之，端部66s和上部电极20之间的电阻增加为超过第二区域R2中下部电极10和上部电极20之间的电阻。
这使得例如能够抑制在异物66的端部66s处的漏电流的生成。例如，能够减少串联电阻Rsh、增加曲线因子FF并增加开路电压Voc。例如，能够将太阳能电池110的光电转换效率提高为超过其中距离D1小于距离D2的布置中的光电转换效率。
图3(a)至3(c)是示出根据第一实施例的其它太阳能电池的示意截面图。
在如图3(a)中示出的太阳能电池111中，绝缘部64设置在异物66之上的下部中间层40和光电转换膜30之间。
在如图3(b)中示出的太阳能电池112中，绝缘部64设置在异物66之上的光电转换膜30和上部中间层50之间。
在如图3(c)中示出的太阳能电池113中，绝缘部64设置在异物66之上的上部中间层50和上部电极20之间。
可以看出，绝缘部64设置的位置可以是异物66的端部66s和上部电极20之间的任意位置。
图4(a)至4(c)是示出根据第一实施例的其它太阳能电池的示意截面图。
在如图4(a)中示出的太阳能电池121中，省略了绝缘部64。在太阳能电池121中，异物66的端部66s之上的光电转换膜30的厚度T1(Z轴方向长度)大于第二区域R2中光电转换膜30的厚度T2。以这种方式，通过改变光电转换膜30的厚度而不是设置绝缘部64，可以使距离D1比距离D2更长。太阳能电池121也允许抑制在异物66的端部66s处的漏电流的生成并提高光电转换效率。
在如图4(b)中示出的太阳能电池122中，异物66的端部66s之上的下部中间层40的厚度T3大于第二区域R2中的下部中间层40的厚度T4。以这种方式，通过改变下部中间层40的厚度而不是设置绝缘部64，可以使距离D1比距离D2更长。太阳能电池122也允许抑制在异物66的端部66s处的漏电流的生成并提高光电转换效率。
在如图4(c)示出的太阳能电池123中，异物66的端部66s之上的上部中间层50的厚度T5大于第二区域R2中的上部中间层50的厚度T6。以这种方式，通过改变上部中间层50的厚度而不是设置绝缘部64，可以使距离D1比距离D2更长。太阳能电池123也允许抑制在异物66的端部66s处的漏电流的生成并提高光电转换效率。
图5(a)至5(e)是示出根据第一实施例的其它太阳能电池的示意截面图。
在如图5(a)中示出的太阳能电池131中，省略了下部中间层40。在如图5(b)中示出的太阳能电池132中，省略了上部中间层50。在如图5(c)中示出的太阳能电池133中，省略了下部中间层40和上部中间层50。
在如图5(d)中示出的太阳能电池134中，也省略了绝缘层62。
在如图5(e)中示出的太阳能电池135中，也省略了导电层60。
以这种方式，可以按需设置或省略下部中间层40、上部中间层50、导电层60以及绝缘层62。层叠体SB仅需要至少包括下部电极10、上部电极20以及光电转换膜30，如太阳能电池135的情况中那样。
图6(a)至6(c)是示出根据第一实施例的其它太阳能电池的示意截面图。
在如图6(a)中示出的太阳能电池141中，省略了绝缘层62和绝缘部64。在太阳能电池141中，异物66的端部66s之上的下部中间层40的厚度T11大于第二区域R2中的下部中间层40的厚度T12。在太阳能电池141中，下部电极10的端部10s之上的下部中间层40的厚度T13大于第二区域R2中的下部中间层40的厚度T12。在电池141中，导电层60的端部60s之上的下部中间层40的厚度T14大于第二区域R2中的下部中间层40的厚度T12。
以这种方式，可以通过增加端部10s之上的下部中间层40的厚度而非设置绝缘层62来增加端部10s之上的部分中的电阻。可以通过增加端部60s之上的下部中间层40的厚度来增加端部60s之上的部分中的电阻。因此，例如能够抑制在端部10s和端部60s处的漏电流的生成。也能够提高太阳能电池141的光电转换效率。
在如图6(b)中示出的太阳能电池142中，省略了绝缘层62和绝缘部64。在太阳能电池142中，异物66的端部66s之上的光电转换膜30的厚度T21大于第二区域R2中的光电转换膜30的厚度T22。在太阳能电池142中，下部电极10的端部10s之上的光电转换膜30的厚度T23大于第二区域R2中的光电转换膜30的厚度T22。在太阳能电池142中，导电层60的端部60s之上的光电转换膜30的厚度T24大于第二区域R2中的光电转换膜30的厚度T22。
因此，太阳能电池142也允许例如抑制在端部10s和端部60s处的漏电流的生成，并且提高光电转换效率。
在如图6(c)中示出的太阳能电池143中，省略了绝缘层62和绝缘部64。在太阳能电池143中，异物66的端部66s之上的上部中间层50的厚度T31大于第二区域R2中的上部中间层50的厚度T32。在太阳能电池143中，下部电极10的端部10s之上的上部中间层50的厚度T33大于第二区域R2中的上部中间层50的厚度T32。在太阳能电池143中，导电层60的端部60s之上的上部中间层50的厚度T34大于第二区域R2中的上部中间层50的厚度T32。
因此，太阳能电池143也允许例如抑制在端部10s和端部60s处的漏电流的生成，并且提高光电转换效率。
图7是示出根据第一实施例的另一太阳能电池的示意截面图。
如图7中示出的，太阳能电池151还包括密封膜68。密封膜68设置在层叠体SB上。换言之，密封膜68设置在上部电极20上。例如使用热固化或紫外线固化环氧树脂将密封膜68接合到上部电极20。密封膜68保护光电转换膜30等使其例如免受氧气和湿气影响。设置密封膜68允许例如提高太阳能电池151的耐久性。
通过在金属片或树脂膜的表面上设置无机材料或金属制成的层所获得的膜例如可以用作密封膜68。可用的树脂膜的示例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、乙烯乙烯醇(EVOH)、环烯烃(CO)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚碳酸酯(PC)或聚醚砜(PES)的膜，或含有这些中的两种或更多种的多层膜。可用的无机材料或金属的示例包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氮化硅、氮化硼和铝中的至少任何一种。密封膜68还可以包含例如干燥剂或氧吸收剂。因此，例如能够进一步提高太阳能电池151的耐久性。
图8是示出根据第一实施例的另一太阳能电池的部分的示意截面图。
在如图8中示出的示例中，绝缘部64不覆盖异物66的上端66a的部分。以这种方式，仅需要将绝缘部64设置在异物66的端部66s和上部电极20之间。然而，如以上讨论的，绝缘部64设置在异物66的整体之上。这允许合理抑制异物66中的漏电流的生成。
各种太阳能电池110至113、121至123、131至135、141至143以及151的配置可以根据需要来组合。例如，可以接受设置绝缘部64，并且将第一区域R1中的光电转换膜30的厚度增加为超过第二区域R2中的光电转换膜30的厚度。第一区域R1中的光电转换膜30、下部中间层40以及上部中间层50的厚度可以比其在第二区域R2中的厚度更大。
接着，将描述用于制造太阳能电池110的方法。此处，将描述用于制造太阳能电池110的方法。
图9(a)至9(d)和图10(a)至10(d)是示出制造根据第一实施例的太阳能电池的过程的示例的示意截面图。
如图9(a)中示出的，为了制造太阳能电池110，首先经由诸如溅射法的膜形成处理、图案化处理等在基板5的上表面5a上形成下部电极10。
如图9(b)中示出的，经由膜形成处理、图案化处理等在下部电极10的第二部分10b上形成导电层60。在形成了导电层60之后，使用光学传感器70检测下部电极10上的异物66。光学传感器70例如包括发光部71和受光部72。发光部71用检查光照射检查对象。受光部72接收反射出检查对象的检查光。具体地，光学传感器例如是反射式传感器。
光学传感器70例如电连接到附图中未示出的控制单元。光学传感器70也例如安装到能够在X轴方向和Y轴方向上移动的移动机构。控制单元例如改变光学传感器70和基板5的相对位置以执行对构成检查对象的基板5的上表面5a的整体的检测。可以通过移动基板5或通过移动基板5和光学传感器70两者来执行对上表面5a的整体的检测。
对导电层60的设计图案例如预存在控制单元中。如以上讨论的，基板5和下部电极10具有光透过性。因此，控制单元将来自受光部72的光接收数据和用于设计图案的数据进行比较，并且如果受光部72在不存在设计图案的位置接收到检查光，则确定在此位置存在异物66。因此，光学传感器70能够检测存在或不存在异物66。传感器也能够检测诸如异物66的位置或大小的信息。控制单元例如在服务器等中存储检测到的异物66的位置、大小等的检查信息。
如图9(c)中示出的，由液滴分配器单元80将修复液82至少分配到检测到的异物66的端部66s上。例如，喷墨头或分配器被用作液滴分配器单元80。液滴分配器单元80也可以是能够分配修复液82的任何装置。在该示例中，例如，诸如光敏性聚酰亚胺的绝缘材料被用在修复液82中。在这个例子中，修复液82包含绝缘材料。
液滴分配器单元80例如电连接到附图中未示出的控制单元。连接到液滴分配器单元80的控制单元可以是与连接到光学传感器70的控制单元相同的控制单元或不同的控制单元。例如，如果光学传感器70和液滴分配器单元80并入到相同设备中，则光学传感器70和液滴分配器单元80被连接到相同的控制单元。例如，如果光学传感器70和液滴分配器单元80并入到不同设备中，则光学传感器70和液滴分配器单元80被连接到不同的控制单元。
液滴分配器单元80也安装在移动机构等上。类似于光学传感器70，液滴分配器单元80在平行于X-Y平面的方向上相对于基板5改变其位置。
例如，控制单元经由网络读取存储在服务器等中的检查信息。如果光学传感器70和液滴分配器单元80连接到相同的控制单元，则可以将检查信息存储在控制单元中。
基于读取的检查信息，控制单元将修复液82分配到检测到的异物66的端部66s之上。在该示例中，修复液82被分配到异物66的整体之上。由此，在异物66之上形成绝缘部64。形成绝缘部64时分配到异物66之上的修复液82的量不限于是一滴，而可以是多滴。例如基于包含在检查信息中的异物66的大小以及修复液82的单滴中液体的预存量，控制单元计算形成绝缘部64所必要的修复液82的滴数，并且根据计算的结果分配若干滴修复液82。如果在多个位置检测到异物66，则修复液82被分配到异物66的多个位置中的每个位置之上以在异物66的多个位置中的每个位置之上形成绝缘部64。
如图9(d)中示出的，经由膜形成处理、图案化处理等在基板5、下部电极10和导电层60之上形成绝缘层62。在该示例中，在形成了绝缘部64之后形成绝缘层62。也可以接受反向执行该过程并且在形成了绝缘层62之后形成绝缘部64。
如图10(a)中示出的，经由膜形成处理、图案化处理等在下部电极10、绝缘层62和绝缘部64之上形成下部中间层40。
如图10(b)中示出的，经由膜形成处理、图案化处理等在下部中间层40上形成光电转换膜30。
如图10(c)中示出的，经由膜形成处理、图案化处理等在光电转换膜30上形成上部中间层50。
如图10(d)中示出的，经由膜形成处理、图案化处理等在上部中间层50上形成上部电极20。
由此，在基板5的上表面5a上形成层叠体SB，从而完成太阳能电池110。
例如，类似于以上描述的那样执行流程直到形成导电层60并检测异物66之后，形成绝缘层62，并且然后形成下部中间层40。之后将修复液82分配到下部中间层40之上以形成绝缘部64。
由此，能够形成以上描述的太阳能电池111。
例如，类似于以上描述的那样执行流程直到形成导电层60并检测异物66之后，形成绝缘层62，形成下部中间层40，并且然后形成光电转换膜30。之后将修复液82分配到光电转换膜30之上以形成绝缘部64。
由此，能够形成以上描述的太阳能电池112。
例如，类似于以上描述的那样执行流程直到形成导电层60并检测异物66之后，形成绝缘层62，形成下部中间层40，形成光电转换膜30，并且然后形成上部中间层50。之后将修复液82分配到上部中间层50之上以形成绝缘部64。
由此，能够形成以上描述的太阳能电池113。
图11(a)至11(c)是示出用于制造根据第一实施例的另一太阳能电池的过程的示例的示意截面图。
如图11(a)中示出的，类似于以上描述的那样执行流程直到形成导电层60并检测异物66之后，形成绝缘层62和下部中间层40，并且然后在下部中间层40上形成厚度基本均匀的光电转换膜30。液滴分配器单元80然后将包含与光电转换膜30相同材料的修复液82分配到光电转换膜30上。更具体地，将包含与第一半导体层30n相同材料的修复液82分配到光电转换膜30上。这使得异物66的端部66s之上的光电转换膜30的厚度T1大于第二区域R2中的光电转换膜30的厚度T2。
由此，能够形成以上描述的太阳能电池121。
如图11(b)中示出的，类似于以上描述的那样执行流程直到形成导电层60并检测异物66之后，形成绝缘层62，并且然后在下部电极10上形成厚度基本均匀的下部中间层40。液滴分配器单元80然后将包含与下部中间层40相同材料的修复液82分配到下部中间层40上。例如，包含TiOx的修复液82被分配到下部中间层40上。这使得异物66的端部66s之上的下部中间层40的厚度T3大于第二区域R2中的下部中间层40的厚度T4。
由此，能够形成以上描述的太阳能电池122。
如图11(a)中示出的，类似于以上描述的那样执行流程直到形成导电层60并检测异物66之后，形成绝缘层62、下部中间层40和光电转换膜30，并且然后在光电转换膜30上形成厚度基本均匀的上部中间层50。液滴分配器单元80然后将包含与上部中间层50相同材料的修复液82分配到上部中间层50上。例如，包含聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)的修复液82被分配到上部中间层50上。这使得异物66的端部66s之上的上部中间层50的厚度T5大于第二区域R2中的上部中间层50的厚度T6。
由此，能够形成以上描述的太阳能电池123。
图12(a)至12(c)是示出用于制造根据第一实施例的另一太阳能电池的过程的示例的示意截面图。
如图12(a)中示出的，类似于以上描述的那样执行流程直到形成导电层60并检测异物66之后，在下部电极10上形成厚度基本均匀的下部中间层40。之后将包含与下部中间层40相同材料的修复液82分配到下部中间层40上。这使得异物66的端部66s之上的下部中间层40的厚度T11大于第二区域R2中的下部中间层40的厚度T12。下部电极10的端部10s之上的下部中间层40的厚度T13被制成为大于第二区域R2中的下部中间层40的厚度T12。导电层60的端部60s之上的下部中间层40的厚度T14也被制成为大于第二区域R2中的下部中间层40的厚度T12。
由此，能够形成以上描述的太阳能电池141。
如图12(b)中示出的，类似于以上描述的那样执行流程直到形成导电层60并检测异物66之后，形成下部中间层40，并且然后在下部中间层40上形成厚度基本均匀的光电转换膜30。液滴分配器单元80然后将包含与光电转换膜30相同材料的修复液82分配到光电转换膜30上。这使得异物66的端部66s之上的光电转换膜30的厚度T21大于第二区域R2中的光电转换膜30的厚度T22。下部电极10的端部10s之上的光电转换膜30的厚度T23被制成为大于第二区域R2中的光电转换膜30的厚度T22。导电层60的端部60s之上的光电转换膜30的厚度T24也被制成为大于第二区域R2中的光电转换膜30的厚度T22。
由此，能够形成以上描述的太阳能电池142。
如图12(c)中示出的，类似于以上描述的那样执行流程直到形成导电层60并检测异物66之后，形成下部中间层40和光电转换膜30，并且然后在光电转换膜30上形成厚度基本均匀的上部中间层50。液滴分配器单元80然后将包含与上部中间层50相同材料的修复液82分配到上部中间层50上。这使得异物66的端部66s之上的上部中间层50的厚度T31大于第二区域R2中的上部中间层50的厚度T32。下部电极10的端部10s之上的上部中间层50的厚度T33被制成为大于第二区域R2中的上部中间层50的厚度T32。导电层60的端部60s之上的上部中间层50的厚度T34也被制成为大于第二区域R2中的上部中间层50的厚度T32。
由此，能够形成以上描述的太阳能电池143。
图13(a)和13(b)是示出用于制造根据第一实施例的另一太阳能电池的过程的示例的示意截面图。
在如图13(a)中示出的示例中，在形成了下部电极10、导电层60、下部中间层40和光电转换膜30之后，使用光学传感器70检测异物66。在该示例中，受光部72接收已经穿过检查对象的检查光。换言之，该示例中的光学传感器70是透射式传感器。
控制单元将来自受光部72的光接收数据与设计图案的数据进行比较，并且如果受光部72对检查光的接收在没有设计图案的位置被阻断，则确定在该位置存在异物66。
光电转换膜30的设计图案也预存在控制单元中。例如，控制单元将来自受光部72的光接收数据与设计图案数据进行比较，并且如果在没有设计图案的部分检测到强度大于参考值的光，则确定在该部分处存在光电转换膜30中的缺陷30d。例如，这个缺陷30d是其中光电转换膜30部分有瑕疵的所谓的针孔。
如图13(b)中示出的，在检测异物66和缺陷30d之后，液滴分配器单元80将包含与光电转换膜30相同材料的修复液82分配到光电转换膜30上。这使得异物66的端部66s之上的光电转换膜30的厚度T21大于第二区域R2中的光电转换膜30的厚度T22。下部电极10的端部10s之上的光电转换膜30的厚度T23被制成为大于第二区域R2中的光电转换膜30的厚度T22。导电层60的端部60s之上的光电转换膜30的厚度T24被制成为大于第二区域R2中的光电转换膜30的厚度T22。也将修复液82分配到检测到的缺陷30d之上。缺陷30d例如用修复液82填充。
以这种方式，可以在形成了光电转换膜30之后执行异物66的检测。伴随着对异物66的检测，执行缺陷30d检测，并且将修复液82分配到缺陷30d之上。由此，例如能够抑制在缺陷30d处生成的漏电流。例如，能够提高太阳能电池142的光电转换效率。
例如，如果修复液82被分配到下部中间层40上，则可以在形成了下部中间层40之后执行对异物66的检测。如果修复液82被分配到上部中间层50上，则可以在形成了上部中间层50之后执行对异物66的检测。
光学传感器70可以是透射式或反射式。可替代地，例如，诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器的成像元件可以用作光学传感器70以经由图像处理检测异物66。
(第二实施例)
图14(a)和14(b)是根据第二实施例的太阳能电池模块的示意图。
图14(a)是太阳能电池模块的示意性平面图，并且图14(b)是示出太阳能电池模块的一部分的示意性局部截面图。图14(b)是沿着图14(a)中的线A1-A2的截面的示意图。
如图14(a)和14(b)中示出的，太阳能电池模块210包括基板5和多个太阳能电池160(所谓的电池单元)。基板5包括上表面5a和下表面5b。基板5(上表面5a)例如具有当投影到X-Y平面上时的矩形形状。
多个太阳能电池160成排地设置在上表面5a上。在该示例中，太阳能电池160具有当投影到X-Y平面时在Y轴方向延伸的矩形形状。在该示例中，多个太阳能电池160其间具有预定间隔地成排地在X轴方向上被布置。太阳能电池160的X轴方向宽度(X轴方向上的长度)例如大约为10mm到15mm。基板5的一条边的长度例如是30cm。在这种布置中，沿着X轴方向例如成排地设置大约20个太阳能电池160。
多个太阳能电池160例如串联连接。如在以上的第一实施例中描述的，在太阳能电池中使用透明电极。用于透明电极的材料的电阻率大于金属等的电阻率。在太阳能电池模块210中，多个太阳能电池160串联设置和连接。由此，能够抑制例如由于增加透明电极的面积引起的透明电极的电阻的增大。如果将透明电极用于太阳能电池模块210的太阳能电池160中，则在大小为10cm到20cm的基板5上典型地串联连接大约10到15个太阳能电池160。
基板5的形状不限于矩形，而可以是任何形状。太阳能电池160的形状和布置不限于以上描述的那些。太阳能电池160的形状和布置可以酌情例如根据基板5的形状等来设定。太阳能电池160的数量可以是例如与基板5的大小相称的任何数量。太阳能电池160中的一些可以并联连接。例如，如果模块包括二十个太阳能电池160，则10个一组可以串联连接，并且然后这些组并联连接。太阳能电池模块210仅需要至少包括两个串联连接的太阳能电池160。
太阳能电池160中的一个是第一太阳能电池161。太阳能电池160中的另一个是第二太阳能电池162。第二太阳能电池162邻近第一太阳能电池161。
第一太阳能电池161包括第一层叠体SB1。第一层叠体SB1例如包括第一下部电极11、第一上部电极21、第一光电转换膜31、第一下部中间层41和第一上部中间层51。
第二太阳能电池162包括第二层叠体SB2。第二层叠体SB2例如包括第二下部电极12、第二上部电极22、第二光电转换膜32、第二下部中间层42和第二上部中间层52。
在该示例中，第二上部电极22延伸到第一太阳能电池161的导电层60上。第二上部电极22例如与第一太阳能电池161的导电层60相接触。由此，第二上部电极22电连接到第一下部电极11。特别地，第二太阳能电池162与第一太阳能电池161串联连接。
在该示例中，第一太阳能电池161和第二太阳能电池162与以上在第一实施例中描述的太阳能电池110基本上相同。第一太阳能电池161和第二太阳能电池162可以被认为例如构造其中两个太阳能电池110被置于一排中并且串联连接的布置。第一太阳能电池161和第二太阳能电池162的各部分的功能和材料可以与关于第一实施例描述的太阳能电池110的基本相同。因此，将省略其详细描述。
第一层叠体SB1包括第一区域R1和第二区域R2，在第一区域R1中在第一下部电极11和第一光电转换膜31之间存在异物，在第二区域R2中在第一下部电极11和第一光电转换膜31之间不存在异物。第一层叠体SB1还包括设置在异物66之上的绝缘部64。在第一层叠体SB1中，绝缘部64将异物66的端部66s和第一上部电极21之间的距离增加为超过第二区域R2中的第一下部电极11和第一上部电极21之间的距离。
由此，能够抑制在异物66的端部66s处的漏电流的生成并且提高太阳能电池模块210的光电转换效率。
在该示例中，第二层叠体SB2包括第三区域R3和第四区域R4，在第三区域R3中在第二下部电极12和第二光电转换膜32之间存在异物，在第四区域R4中在第二下部电极12和第二光电转换膜32之间不存在异物。第二层叠体SB2还包括设置在异物66之上的绝缘部64。在第二层叠体SB2中，绝缘部64将异物66的端部66s和第二上部电极22之间的距离增加为超过第四区域R4中的第二下部电极12和第二上部电极22之间的距离。
由此，能够更适当地抑制在异物66的端部66s处的漏电流的生成并且进一步提高太阳能电池模块210的光电转换效率。
在该示例中，描述了其中第一层叠体SB1和第二层叠体SB2每个均包含异物66的两个位置的实例。包含在第二层叠体SB2中的异物66的位置的数量不必与包含于第一层叠体SB1中的异物66的位置的数量相同。例如，在第二层叠体SB2中可能没有异物66。
在太阳能电池模块210中，例如对每个太阳能电池160执行异物66的检测，并且对其中检测到异物66的每个太阳能电池160形成绝缘部64。由此，能够适当地抑制在异物66的端部66s处的漏电流的生成并且提高光电转换效率。
包含在太阳能电池模块210中的多个太阳能电池160的配置不限于太阳能电池110的配置；可以使用第一实施例中描述的各种太阳能电池111至113、121至123、131至135、141至143以及151中的任意一种的配置。
(第三实施例)
图15是根据第三实施例的光伏发电板的示意性平面图。
如图15中示出的，光伏发电板310包括多个太阳能电池模块210。在该示例中，光伏发电板310包括布置为沿着X轴方向三个并且沿着Y轴方向四个的总计十二个太阳能电池模块210。太阳能电池模块210的一条边的长度大约是30cm。光伏发电板310的大小例如大约是1m×1.2m。多个太阳能电池模块210串联或并联连接。光伏发电板310由此输出预定电压和电流。以这种方式，太阳能电池模块210可以用于其中多个太阳能电池模块210电连接的光伏发电板310中。包括在光伏发电板310中的太阳能电池模块210的数量和布置可以按需设定。
根据实施例，提供了具有高光电转换效率的太阳能电池、太阳能电池模块以及用于制造太阳能电池的方法。
在本申请的说明书中，“垂直”和“平行”指的不仅是严格地垂直和严格地平行，而是例如还包括由于制造工艺等造成的波动。基本上垂直和基本上平行就足够了。
在上文中，参考具体示例描述了本发明的实施例。
然而，本发明的实施例不限于这些具体示例。例如，本领域技术人员可以通过从已知领域适当地选择包括在太阳能电池和太阳能电池模块中的组件的具体配置来类似地实践本发明，其中太阳能电池和太阳能电池模块中的组件诸如基板、下部电极、下部中间层、光电转换膜、上部电极、上部中间层、第一下部电极、第一下部中间层、第一光电转换膜、第一上部电极、第二下部电极、第二下部中间层、第二光电转换膜、第二上部电极、导电层、绝缘层、绝缘部、层叠体、第一层叠体、第二层叠体、光学传感器以及液滴分配器单元等；并且这样的实践被包括在本发明的范围中，只要获得类似效果即可。
另外，具体示例中的任何两个或更多个组件可以在具有技术可行性的范围内进行组合，并且被包括在本发明的范围中，只要包括本发明的主旨即可。
此外，由本领域技术人员基于以上作为本发明的实施例描述的太阳能电池、太阳能电池模块以及用于制造太阳能电池的方法，通过适当的设计修改而可以实践的所有太阳能电池、太阳能电池模块以及用于制造太阳能电池的方法也在本发明的范围内，只要包括本发明的精神即可。
可以由本领域技术人员构想在本发明的精神内的各种其它变形和修改，并且应当理解，这种变形和修改也涵盖于本发明的范围内。
虽然已经描述了一些实施例，但是这些实施例仅通过示例的方式呈现，并且不意在限制发明的范围。事实上，本文描述的新实施例可以以各种其它形式来体现；此外，可以在不脱离发明的精神的情况下，对本文描述的实施例的形式作出各种省略、替代和改变。所附权利要求和其等同意在覆盖将会落入本发明的范围和精神内的这种形成或修改。

Claims (12)

1.一种太阳能电池，包括：
基板，所述基板包括上表面；以及
层叠体，所述层叠体包括
下部电极，所述下部电极被设置在所述上表面上，
光电转换膜，所述光电转换膜被设置在所述下部电极上并且包含有机半导体，以及
上部电极，所述上部电极被设置在所述光电转换膜上；
所述层叠体包括
第一区域，所述第一区域在所述下部电极和所述光电转换膜之间包括异物，以及
第二区域，所述第二区域在所述下部电极和所述光电转换膜之间没有异物；以及
所述异物在平行于所述上表面的第一方向上的端部与所述上部电极之间在与所述上表面相交的第二方向上的距离大于所述第二区域中的所述下部电极和所述上部电极之间在所述第二方向上的距离，
所述层叠体还包括被设置在所述下部电极和所述光电转换膜之间的下部中间层，并且
所述下部电极在所述第一方向上的端部之上的所述下部中间层的厚度大于所述第二区域中的所述下部中间层的厚度。
2.一种太阳能电池，包括：
基板，所述基板包括上表面；以及
层叠体，所述层叠体包括
下部电极，所述下部电极被设置在所述上表面上，
光电转换膜，所述光电转换膜被设置在所述下部电极上并且包含有机半导体，以及
上部电极，所述上部电极被设置在所述光电转换膜上；
所述层叠体包括
第一区域，所述第一区域在所述下部电极和所述光电转换膜之间包括异物，以及
第二区域，所述第二区域在所述下部电极和所述光电转换膜之间没有异物；以及
所述异物在平行于所述上表面的第一方向上的端部与所述上部电极之间在与所述上表面相交的第二方向上的距离大于所述第二区域中的所述下部电极和所述上部电极之间在所述第二方向上的距离，
所述下部电极在所述第一方向上的端部之上的所述光电转换膜的厚度大于所述第二区域中的所述光电转换膜的厚度。
3.一种太阳能电池，包括：
基板，所述基板包括上表面；以及
层叠体，所述层叠体包括
下部电极，所述下部电极被设置在所述上表面上，
光电转换膜，所述光电转换膜被设置在所述下部电极上并且包含有机半导体，以及
上部电极，所述上部电极被设置在所述光电转换膜上；
所述层叠体包括
第一区域，所述第一区域在所述下部电极和所述光电转换膜之间包括异物，以及
第二区域，所述第二区域在所述下部电极和所述光电转换膜之间没有异物；以及
所述异物在平行于所述上表面的第一方向上的端部与所述上部电极之间在与所述上表面相交的第二方向上的距离大于所述第二区域中的所述下部电极和所述上部电极之间在所述第二方向上的距离，
所述层叠体还包括被设置在所述光电转换膜和所述上部电极之间的上部中间层，并且
所述下部电极在所述第一方向上的端部之上的所述上部中间层的厚度大于所述第二区域中的所述上部中间层的厚度。
4.一种太阳能电池，包括：
基板，所述基板包括上表面；以及
层叠体，所述层叠体包括
下部电极，所述下部电极被设置在所述上表面上，
光电转换膜，所述光电转换膜被设置在所述下部电极上并且包含有机半导体，以及
上部电极，所述上部电极被设置在所述光电转换膜上；
所述层叠体包括
第一区域，所述第一区域在所述下部电极和所述光电转换膜之间包括异物，以及
第二区域，所述第二区域在所述下部电极和所述光电转换膜之间没有异物；以及
所述异物在平行于所述上表面的第一方向上的端部与所述上部电极之间在与所述上表面相交的第二方向上的距离大于所述第二区域中的所述下部电极和所述上部电极之间在所述第二方向上的距离，
所述下部电极包括第一部分和在所述第一方向上与所述第一部分对准的第二部分，并且
所述光电转换膜被设置在所述第一部分上，
所述层叠体还包括被设置在所述第二部分上并且电连接到所述下部电极的导电层，并且
所述导电层具有比所述下部电极的电导率更大的电导率。
5.如权利要求4所述的太阳能电池，其中所述层叠体还包括绝缘层，所述绝缘层被设置在所述下部电极在所述第一方向上的端部之上以及在所述导电层在所述第一方向上的端部之上。
6.如权利要求4所述的太阳能电池，其中所述层叠体还包括被设置在所述下部电极和所述光电转换膜之间的下部中间层，并且
所述导电层在所述第一方向上的端部之上的所述下部中间层的厚度大于所述第二区域中的所述下部中间层的厚度。
7.如权利要求4所述的太阳能电池，其中所述导电层在所述第一方向上的端部之上的所述光电转换膜的厚度大于所述第二区域中的所述光电转换膜的厚度。
8.如权利要求4所述的太阳能电池，其中所述层叠体还包括被设置在所述光电转换膜和所述上部电极之间的上部中间层，并且
所述导电层在所述第一方向上的端部之上的所述上部中间层的厚度大于所述第二区域中的所述上部中间层的厚度。
9.一种太阳能电池模块，包括：
基板，所述基板包括上表面；和
多个太阳能电池，所述多个太阳能电池被设置在所述上表面上；
所述太阳能电池中的一个太阳能电池包括
第一层叠体，所述第一层叠体包括
第一下部电极，所述第一下部电极被设置在所述上表面上，
第一光电转换膜，所述第一光电转换膜被设置在所述第一下部电极上并且包含有机半导体，以及
第一上部电极，所述第一上部电极被设置在所述第一光电转换膜上；
与所述太阳能电池中的所述一个太阳能电池相邻的另外一个太阳能电池包括
第二层叠体，所述第二层叠体包括
第二下部电极，所述第二下部电极被设置在所述上表面上，
第二光电转换膜，所述第二光电转换膜被设置在所述第二下部电极上并且包含有机半导体，以及
第二上部电极，所述第二上部电极被设置在所述第二光电转换膜上；
所述第一层叠体包括
第一区域，所述第一区域在所述第一下部电极和所述第一光电转换膜之间包括异物，以及
第二区域，所述第二区域在所述第一下部电极和所述第一光电转换膜之间没有异物；以及
所述异物在平行于所述上表面的第一方向上的端部与所述第一上部电极之间在与所述上表面相交的第二方向上的距离大于所述第二区域中的所述第一下部电极和所述第一上部电极之间在所述第二方向上的距离，
所述第一层叠体还包括被设置在所述第一下部电极和所述第一光电转换膜之间的第一下部中间层，并且
所述第一下部电极在所述第一方向上的端部之上的所述第一下部中间层的厚度大于所述第二区域中的所述第一下部中间层的厚度。
10.一种太阳能电池模块，包括：
基板，所述基板包括上表面；和
多个太阳能电池，所述多个太阳能电池被设置在所述上表面上；
所述太阳能电池中的一个太阳能电池包括
第一层叠体，所述第一层叠体包括
第一下部电极，所述第一下部电极被设置在所述上表面上，
第一光电转换膜，所述第一光电转换膜被设置在所述第一下部电极上并且包含有机半导体，以及
第一上部电极，所述第一上部电极被设置在所述第一光电转换膜上；
与所述太阳能电池中的所述一个太阳能电池相邻的另外一个太阳能电池包括
第二层叠体，所述第二层叠体包括
第二下部电极，所述第二下部电极被设置在所述上表面上，
第二光电转换膜，所述第二光电转换膜被设置在所述第二下部电极上并且包含有机半导体，以及
第二上部电极，所述第二上部电极被设置在所述第二光电转换膜上；
所述第一层叠体包括
第一区域，所述第一区域在所述第一下部电极和所述第一光电转换膜之间包括异物，以及
第二区域，所述第二区域在所述第一下部电极和所述第一光电转换膜之间没有异物；以及
所述异物在平行于所述上表面的第一方向上的端部与所述第一上部电极之间在与所述上表面相交的第二方向上的距离大于所述第二区域中的所述第一下部电极和所述第一上部电极之间在所述第二方向上的距离，
所述第一下部电极在所述第一方向上的端部之上的所述第一光电转换膜的厚度大于所述第二区域中的所述第一光电转换膜的厚度。
11.一种太阳能电池模块，包括：
基板，所述基板包括上表面；和
多个太阳能电池，所述多个太阳能电池被设置在所述上表面上；
所述太阳能电池中的一个太阳能电池包括
第一层叠体，所述第一层叠体包括
第一下部电极，所述第一下部电极被设置在所述上表面上，
第一光电转换膜，所述第一光电转换膜被设置在所述第一下部电极上并且包含有机半导体，以及
第一上部电极，所述第一上部电极被设置在所述第一光电转换膜上；
与所述太阳能电池中的所述一个太阳能电池相邻的另外一个太阳能电池包括
第二层叠体，所述第二层叠体包括
第二下部电极，所述第二下部电极被设置在所述上表面上，
第二光电转换膜，所述第二光电转换膜被设置在所述第二下部电极上并且包含有机半导体，以及
第二上部电极，所述第二上部电极被设置在所述第二光电转换膜上；
所述第一层叠体包括
第一区域，所述第一区域在所述第一下部电极和所述第一光电转换膜之间包括异物，以及
第二区域，所述第二区域在所述第一下部电极和所述第一光电转换膜之间没有异物；以及
所述异物在平行于所述上表面的第一方向上的端部与所述第一上部电极之间在与所述上表面相交的第二方向上的距离大于所述第二区域中的所述第一下部电极和所述第一上部电极之间在所述第二方向上的距离，
所述第一层叠体还包括被设置在所述第一光电转换膜和所述第一上部电极之间的第一上部中间层，并且
所述第一下部电极在所述第一方向上的端部之上的所述第一上部中间层的厚度大于所述第二区域中的所述第一上部中间层的厚度。
12.一种太阳能电池模块，包括：
基板，所述基板包括上表面；和
多个太阳能电池，所述多个太阳能电池被设置在所述上表面上；
所述太阳能电池中的一个太阳能电池包括
第一层叠体，所述第一层叠体包括
第一下部电极，所述第一下部电极被设置在所述上表面上，
第一光电转换膜，所述第一光电转换膜被设置在所述第一下部电极上并且包含有机半导体，以及
第一上部电极，所述第一上部电极被设置在所述第一光电转换膜上；
与所述太阳能电池中的所述一个太阳能电池相邻的另外一个太阳能电池包括
第二层叠体，所述第二层叠体包括
第二下部电极，所述第二下部电极被设置在所述上表面上，
第二光电转换膜，所述第二光电转换膜被设置在所述第二下部电极上并且包含有机半导体，以及
第二上部电极，所述第二上部电极被设置在所述第二光电转换膜上；
所述第一层叠体包括
第一区域，所述第一区域在所述第一下部电极和所述第一光电转换膜之间包括异物，以及
第二区域，所述第二区域在所述第一下部电极和所述第一光电转换膜之间没有异物；以及
所述异物在平行于所述上表面的第一方向上的端部与所述第一上部电极之间在与所述上表面相交的第二方向上的距离大于所述第二区域中的所述第一下部电极和所述第一上部电极之间在所述第二方向上的距离，
所述第一下部电极包括第一部分和在所述第一方向上与所述第一部分对准的第二部分，
所述第一光电转换膜被设置在所述第一部分上，
所述第一层叠体还包括被设置在所述第二部分上并且电连接到所述第一下部电极的导电层，并且
所述导电层具有比所述第一下部电极的电导率更大的电导率。
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