DE112009001175T5

DE112009001175T5 - Dünnfilmsolarbatteriemodul und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE112009001175T5
Application number: DE112009001175T
Authority: DE
Inventors: Hiroto Chigasaki-shi Uchida; Yuko Chigasaki-shi Taguchi; Masashi Chigasaki-shi Ueda; Michihiro Chigasaki-shi Takayama
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2011-03-03
Also published as: US20110108107A1; KR20100125462A; CN102017173B; WO2009139390A1; TW201005968A; JPWO2009139390A1; KR101171579B1; CN102017173A; TWI436486B

Abstract

Dünnfilmsolarbatteriemodul, umfassend:
ein isolierendes, transparentes Substrat;
eine Solarzelle, aufweisend eine erste Elektrodenschicht, eine Halbleiterschicht und eine zweite Elektrodenschicht, wobei die erste Elektrodenschicht auf einer Oberfläche des transparenten Substrats ausgebildet ist, die Halbleiterschicht auf einer Oberfläche der ersten Elektrodenschicht ausgebildet ist und die zweite Elektrodenschicht auf einer Oberfläche der Halbleiterschicht ausgebildet ist; und
einen externen Verbindungsanschluß, der eine Verbindungsschicht und eine Anschlußschicht aufweist und an die Solarzelle angrenzend angeordnet ist, wobei die Verbindungsschicht auf der Oberfläche der ersten Elektrodenschicht ausgebildet ist und aus einer einzigen Metallmaterialschicht besteht, wobei die Anschlußschicht auf die Verbindungsschicht laminiert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dünnfilmsolarbatteriemodul, das einen externen Verbindungsanschluß aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Dünnfilmsolarbatteriemoduls.
Stand der Technik
Ein Dünnfilmsolarbatteriemodul ist ein integrierter Körper bestehend aus einer Mehrzahl von Solarzellen, die auf einem lichtdurchlässigen Substrat hergestellt werden. Die Solarzelle besteht aus einer aus transparentem, leitendem Oxid bestehenden ersten Elektrodenschicht, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat ausgebildet ist, einer aus amorphem Silizium oder dergleichen bestehenden Halbleiterschicht, die auf der ersten Elektrodenschicht ausgebildet ist, und einer aus Metall oder dergleichen bestehenden zweiten Elektrodenschicht (Rückseitenelektrode), die auf der Halbleiterschicht ausgebildet ist (siehe Patentdokumente 1 und 2).
Die erste Elektrodenschicht, die Halbleiterschicht und die zweite Elektrodenschicht werden durch Aufdampfen, beispielsweise ein CVD-Verfahren und ein Sputterverfahren, ausgebildet. Nachdem die entsprechenden Schichten ausgebildet sind, werden die Schichten auf dem lichtdurchlässigen Substrat lasergeritzt, um die Vorrichtung in eine Mehrzahl von Zellen zu trennen, und dann werden benachbarte Solarzellen in Serie (oder parallel) geschaltet. Danach werden die gesamten Oberflächen der entsprechenden Schichten mit einem Harzfüllungsmaterial versiegelt, wodurch ein Dünnfilmsolarbatteriemodul gebildet wird.
Ein solches Dünnfilmsolarbatteriemodul weist auf dem lichtdurchlässigen Substrat einen externen Verbindungsanschluß auf, um eine in den Solarzellen erzeugte Spannung nach außen zu führen. Der externe Verbindungsanschluß ist an jedem der positiven und negativen Elektrodenbereiche ausgebildet, an denen eine Potentialdifferenz zwischen ihnen innerhalb der Solarzelle am größten ist. Diese externen Verbindungsanschlüsse werden im allgemeinen durch die Ausbildung eines Films ausgebildet, indem ein Dünnfilmmaterial und Musterung verwendet werden, die in einem Prozeß zum Ausbilden der Solarzelle verwendet werden.
Diesbezüglich offenbaren die Patentdokumente 1 und 2 ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlußanbringungsbereichs zur externen Verbindung durch einen Laserritzprozeß, nachdem die erste Elektrodenschicht, die Halbleiterschicht und die zweite Elektrodenschicht ausgebildet sind, wobei die zweite Elektrodenschicht und die Halbleiterschicht eine Tiefe aufweisen, die die Oberfläche der ersten Elektrodenschicht erreicht, sowie das Ausbilden einer Mehrzahl von Anschlußverbindungsgräben in Intervallen, einen Prozeß zur Ausbildung einer Lötperle, während die Mehrzahl von Anschlußverbindungsgräben überspannt werden, und einen Prozeß zum Sondieren von Anschlußdrähten an obere Bereiche der Anschlußverbindungsgräben über die Lötperle.

Patentdokument 1: veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 2006-319215
Patentdokument 2: veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 2007-273908

Offenbarung der Erfindung
Problem, das durch die Erfindung gelöst werden soll
Bei den in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten Verfahren wird jeder der Anschlußverbindungsgräben so ausgebildet, dass er eine Tiefe aufweist, die eine Oberfläche der ersten Elektrodenschicht erreicht, während er sich bezüglich eines laminierten Films, der aus der ersten Elektrodenschicht, der Halbleiterschicht und der zweiten Elektrodenschicht besteht, von der zweiten Elektrodenschicht aus erstreckt. Damit wird jede Struktur, die zwischen den Anschlußverbindungsgräben ausgebildet wird, zu einem laminierten Körper der Halbleiterschicht und der zweiten Elektrodenschicht.
Die Halbleiterschicht weist jedoch Eigenschaften relativ niedriger Haftfähigkeit mit einer Metallschicht, einer leitenden Oxidschicht und dergleichen auf. Da bei den in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten Strukturen die zwischen den Anschlußverbindungsgräben ausgebildete Struktur eine laminierte Struktur bestehend aus der Halbleiterschicht und der zweiten Elektrodenschicht ist, ist es schwierig, die Verbindungszuverlässigkeit des externen Verbindungsanschlusses zu verbessern. Da jede Struktur die Halbleiterschicht aufweist, ergibt sich darüber hinaus das Problem, dass es schwierig ist, den Verbindungswiderstand des externen Verbindungsanschlusses zu reduzieren.
In Anbetracht der oben beschriebenen Umstände besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Dünnfilmsolarbatteriemodul sowie ein Verfahren zur Herstellung des Dünnfilmsolarbatteriemoduls zu schaffen, die in der Lage sind, die Verbindungszuverlässigkeit eines externen Verbindungsanschlusses zu verbessern und den Verbindungswiderstand des externen Verbindungsanschlusses zu reduzieren.
Mittel zur Lösung des Problems
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Dünnfilmsolarbatteriemodul bereitgestellt, das ein isolierendes, transparentes Substrat, eine Solarzelle und einen externen Verbindungsanschluß aufweist. Die Solarzelle weist eine erste Elektrodenschicht, eine Halbleiterschicht und eine zweite Elektrodenschicht auf, wobei die erste Elektrodenschicht auf einer Oberfläche des transparenten Substrats ausgebildet ist, die Halbleiterschicht auf einer Oberfläche der ersten Elektrodenschicht ausgebildet ist, und die zweite Elektrodenschicht auf einer Oberfläche der Halbleiterschicht ausgebildet ist. Der externe Verbindungsanschluß weist eine Verbindungsschicht und eine Anschlußschicht auf und ist an die Solarzelle angrenzend angeordnet, wobei die Verbindungsschicht auf der Oberfläche der ersten Elektrodenschicht ausgebildet ist und aus einer einzigen Metallmaterialschicht besteht, wobei die Anschlußschicht auf die Verbindungsschicht laminiert ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls bereitgestellt, das das Ausbilden einer ersten Elektrodenschicht auf einem isolierenden, transparenten Substrat aufweist. Auf der ersten Elektrodenschicht wird eine Halbleiterschicht ausgebildet. In der Halbleiterschicht wird ein erster Verbindungsgraben so ausgebildet, dass er eine Tiefe aufweist, bei der der erste Verbindungsgraben eine Oberfläche der ersten Elektrodenschicht erreicht. Auf der Halbleiterschicht, die den ersten Verbindungsgraben aufweist, wird eine zweite Elektrodenschicht ausgebildet. Ein Paar zweiter Verbindungsgräben werden in der zweiten Elektrodenschicht so ausgebildet, dass sie eine Tiefe aufweisen, bei der die zweiten Verbindungsgräben die Oberfläche der ersten Elektrodenschicht erreichen, so dass die zweite Elektrodenschicht, mit der der erste Verbindungsgraben gefüllt ist, zwischen den zweiten Verbindungsgräben angeordnet ist. Ein leitendes Material wird auf eine Region der zweiten Elektrodenschicht laminiert, die zwischen dem Paar von zweiten Verbindungsgräben angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 sind Querschnittsdiagramme des Hauptteils zur Beschreibung von Prozessen eines Verfahrens zur Herstellung eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2(A) ist eine Draufsicht, die den Prozeß gemäß 1(A) zeigt, und (B) und (C) sind Querschnittsdiagramme entlang Richtungen der Linie [B]-[B] bzw. der Linie [C]-[C] in (A).
3(A) ist eine Draufsicht, die den Prozeß gemäß 1(C) zeigt, und (B), (C) und (D) sind Querschnittsdiagramme entlang Richtungen der Linie [B]-[B], der Linie [C]-[C] bzw. der Linie [D]-[D] in (A).
4(A) ist eine Draufsicht, die den Prozeß gemäß 1(E) zeigt, und (B), (C), (D) und (E) sind Querschnittsdiagramme entlang Richtungen der Linie [B]-[B], der Linie [C]-[C], der Linie [D]-[D] bzw. der Linie [E]-[E] in (A).
5(A) ist eine Draufsicht, die Isolationsgräben (zweite Isolationsgräben) zeigt, die in Umfangsregionen auf langen Seiten eines transparenten Substrats ausgebildet sind, und (B), (C), (D) und (E) sind Querschnittsdiagramme entlang Richtungen der Linie [B]-[B], der Linie [C]-[C], der Linie [D]-[D] bzw. der Linie [E]-[E] in (A).
6(A) ist eine Draufsicht auf 1(F), und (B) und (C) sind Querschnittsdiagramme entlang Richtungen der Linie [B]-[B] bzw. der Linie [C]-[C] in (A).
7 ist eine Draufsicht auf 1(G).
8 ist ein Querschnittsdiagramm, das eine Struktur eines externen Verbindungsanschlusses eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein Querschnittsdiagramm, das eine Struktur eines externen Verbindungsanschlusses eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Dünnfilmsolarbatteriemodul bereitgestellt, das ein isolierendes, transparentes Substrat, eine Solarzelle und einen externen Verbindungsanschluß aufweist. Die Solarzelle weist eine erste Elektrodenschicht, eine Halbleiterschicht und eine zweite Elektrodenschicht auf, wobei die erste Elektrodenschicht auf einer Oberfläche des transparenten Substrats ausgebildet ist, die Halbleiterschicht auf einer Oberfläche der ersten Elektrodenschicht ausgebildet ist, und die zweite Elektrodenschicht auf einer Oberfläche der Halbleiterschicht ausgebildet ist. Der externe Verbindungsanschluß weist eine Verbindungsschicht und eine Anschlußschicht auf und ist an die Solarzelle angrenzend angeordnet, wobei die Verbindungsschicht auf der Oberfläche der ersten Elektrodenschicht ausgebildet ist und aus einer einzigen Metallmaterialschicht besteht, wobei die Anschlußschicht auf die Verbindungsschicht laminiert ist.
Bei dem Dünnfilmsolarbatteriemodul ist die Verbindungsschicht aus einer einzigen Metallmaterialschicht gebildet. Verglichen mit einem Fall, in dem die Verbindungsschicht so aufgebaut ist, dass sie ein Halbleitermaterial enthält, kann daher die Haftfähigkeit zwischen der ersten Elektrodenschicht und der Anschlußschicht verbessert und der Kontaktwiderstand zwischen der ersten Elektrodenschicht und der Anschlußschicht reduziert werden.
Damit ist es möglich, die Verbindungszuverlässigkeit des externen Verbindungsanschlusses zu verbessern und den Verbindungswiderstand des externen Verbindungsanschlusses zu reduzieren.
Der externe Verbindungsanschluß kann an jedem der positiven und negativen Elektrodenbereiche innerhalb der Solarzelle ausgebildet sein. Es ist anzumerken, dass die Anzahl der auszubildenden Verbindungsschichten keinen besonderen Beschränkungen unterliegt und der externe Verbindungsanschluß aus einer einzigen Verbindungsschicht oder einer Mehrzahl von Verbindungsschichten gebildet sein kann.
Bei dem Dünnfilmsolarbatteriemodul kann die Verbindungsschicht aus einem Material ausgebildet werden, das Bestandteil der zweiten Elektrodenschicht ist.
Damit kann die Verbindungsschicht zu einem Zeitpunkt ausgebildet werden, zu dem die zweite Elektrodenschicht im Herstellungsprozeß der Solarzelle ausgebildet wird.
Bei dem Dünnfilmsolarbatteriemodul kann der externe Verbindungsanschluß so aufgebaut sein, dass er einen Anschlußverbindungsgraben aufweist, der die Anschlußschicht mit der ersten Elektrodenschicht verbindet.
Damit wird ein Aufbau erhalten, bei dem die erste Elektrodenschicht und die Anschlußschicht in direkten Kontakt miteinander gebracht werden, mit dem Ergebnis, dass der Verbindungswiderstand zwischen ihnen zusätzlich reduziert werden kann. Darüber hinaus wird eine Bindungsstärke der Anschlußschicht im externen Verbindungsanschluß erhöht, mit dem Ergebnis, dass die Bindungszuverlässigkeit zusätzlich verbessert werden kann.
Bei dem Dünnfilmsolarbatteriemodul können die Anschlußverbindungsgräben als Paar so ausgebildet sein, dass die Verbindungsschicht zwischen den Anschlußverbindungsgräben angeordnet ist.
Damit ist es möglich, die Bindungszuverlässigkeit des externen Verbindungsanschlusses sowie einen Effekt der Reduzierung des Verbindungswiderstands des externen Verbindungsanschlusses zusätzlich weiter zu verbessern.
Andererseits wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls geschaffen, das das Ausbilden einer ersten Elektrodenschicht auf einem isolierenden, transparenten Substrat beinhaltet. Eine Halbleiterschicht wird auf der ersten Elektrodenschicht ausgebildet. Ein erster Verbindungsgraben wird in der Halbleiterschicht so ausgebildet, dass er eine Tiefe aufweist, bei der erste Verbindungsgraben eine Oberfläche der ersten Elektrodenschicht erreicht. Eine zweite Elektrodenschicht wird auf der Halbleiterschicht ausgebildet, die den ersten Verbindungsgraben aufweist. Ein Paar zweiter Verbindungsgräben wird in der zweiten Elektrodenschicht so ausgebildet, dass sie eine Tiefe aufweisen, bei der die zweiten Verbindungsgräben die Oberfläche der ersten Elektrodenschicht erreichen, so dass die zweite Elektrodenschicht, mit der der erste Verbindungsgraben gefüllt ist, zwischen den zweiten Verbindungsgräben angeordnet ist. Ein leitendes Material wird auf eine Region der zweiten Elektrodenschicht laminiert, die zwischen dem Paar zweiter Verbindungsgräben angeordnet ist.
Durch das Füllen des ersten Verbindungsgrabens mit der zweiten Elektrodenschicht wird die Verbindungsschicht in dem Dünnfilmsolarbatteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut. Die Verbindungsschicht wird aus einem Material gebildet, das Bestandteil der zweiten Elektrodenschicht ist. Wenn ein Metallmaterial als Material verwendet wird, das Bestandteil der zweiten Elektrodenschicht ist, wird die Verbindungsschicht daher aus dem Metallmaterial gebildet. Damit ist es möglich, die Verbindungszuverlässigkeit des externen Verbindungsanschlusses zu verbessern und den Verbindungswiderstand des externen Verbindungsanschlusses zu reduzieren.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls können die zweiten Verbindungsgräben mit dem leitenden Material gefüllt sein, so dass das leitende Material die Region der zweiten Elektrodenschicht überspannt.
Damit ist es möglich, die Bindungszuverlässigkeit des externen Verbindungsanschlusses sowie einen Effekt des Reduzierens des Verbindungswiderstands des externen Verbindungsanschlusses zusätzlich weiter zu verbessern.
Im nachfolgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die 1 sind Querschnittsdiagramme des Hauptteils zur Beschreibung von Prozessen eines Verfahrens zur Herstellung eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
(Prozeß gemäß Fig. 1(A))
Wie in 1(A) gezeigt ist, wird zunächst eine transparente Elektrodenschicht 11 als erste Elektrodenschicht auf einem isolierenden, transparenten Substrat 10 ausgebildet.
Das transparente Substrat 10 weist eine rechteckige Form auf und ist typischerweise ein Glassubstrat. Anstelle des Glassubstrats kann auch ein Kunststoffsubstrat oder ein Keramiksubstrat verwendet werden. Darüber hinaus wird die transparente Elektrodenschicht 11 (TCO: Transparent Conductive Oxide, transparentes, leitendes Oxid) aus einem transparenten, leitenden Film bestehend aus einem ITO (Indium Tin Oxide, Indiumzinnoxid), SnO₂, ZnO oder dergleichen gebildet. Die transparente Elektrodenschicht 11 wird durch ein CVD-Verfahren, ein Sputterverfahren, ein Beschichtungsverfahren oder dergleichen in einer vorgegebenen Dicke auf der gesamten Oberfläche des transparenten Substrats 10 ausgebildet.
2(A) ist eine Draufsicht auf 1(A). Nachdem die transparente Elektrodenschicht ausgebildet wurde, wird die transparente Elektrodenschicht 11 lasergeritzt, um Elektrodenisolationsgräben 14, Regionisolationsgräben 21X und 21Y und Isolationsgräben 22a auszubilden. Die 2(B) und (C) sind Querschnittsdiagramme entlang Richtungen der Linie [B]-[B] bzw. der Linie [C]-[C] in 2(A). Der Regionisolationsgraben 21X dient dazu, Auswirkungen von Verarbeitungsschäden in einer Umfangsregion auf Modulcharakteristiken zu reduzieren. Die Anzahl von auszubildenden Regionisolationsgräben 21X kann Eins auf jeder langen Seite des Substrats 10 betragen, oder sie kann Zwei oder mehr betragen. Die erhöhte Anzahl von Gräben ist wirkungsvoll für die Reduzierung der Auswirkungen von Verarbeitungsschäden in der Umfangsregion auf Modulcharakteristiken, jedoch wird ein Zellenbereich reduziert, der für die Leistungserzeugung effektiv ist.
Eine Mehrzahl von Elektrodenisolationsgräben 14 werden parallel zueinander in beliebigen Intervallen entlang einer Y-Richtung des transparenten Substrats 10 (der Richtung der kurzen Seite des transparenten Substrats 10) ausgebildet.
Der Regionisolationsgraben 21X dient zum Isolieren einer Umfangsregion 30X auf jeder langen Seite des transparenten Substrats 10 und einer Leistungserzeugungsregion 50 auf einer inneren Seite der Umfangsregion 30X. Der Regionisolationsgraben 21X wird entlang einer X-Richtung (der Richtung der langen Seite des transparenten Substrats 10) ausgebildet.
Der andere Regionisolationsgraben 21Y dient zum Isolieren einer Umfangsregion 30Y auf jeder kurzen Seite des transparenten Substrats 10 und der Leistungserzeugungsregion 50 auf einer inneren Seite der Umfangsregion 30Y. Der Regionisolationsgraben 21Y wird entlang der Y-Richtung (der Richtung der kurzen Seite des transparenten Substrats 10) ausgebildet.
Diese Regionisolationsgräben 21X und 21Y werden so ausgebildet, dass sie eine Tiefe aufweisen, bei der jeder der Gräben die Oberfläche des transparenten Substrats 10 erreicht.
Der Isolationsgraben 22a wird an einer Position ausgebildet, die näher an der Seite der Umfangsregion 30Y liegt als der Regionisolationsgraben 21Y. Der Isolationsgraben 22a wird so ausgebildet, dass er eine Tiefe aufweist, bei der der Isolationsgraben 22a die Oberfläche des transparenten Substrats 10 erreicht. Die Position, an der der Isolationsgraben 22a ausgebildet wird, unterliegt keiner besonderen Beschränkung, vorausgesetzt die Position fällt in die Umfangsregion 30Y.
Das Laserritzen dient dazu, einen Lichtstrahl von einer vorderen Oberflächenseite oder einer hinteren Oberflächenseite des transparenten Substrats 10 aus anzuwenden, um eine vorgegebene Region der transparenten Elektrodenschicht 11 zu entfernen, wobei eine Laserwellenlänge oder ein Oszillationsausgangssignal in Abhängigkeit des Typs eines zu entfernenden Materials oder dergleichen entsprechend eingestellt wird. Der Laserstrahl kann ein kontinuierlicher Laserstrahl oder ein Pulslaserstrahl sein, der der Vorrichtung geringeren thermischen Schaden zufügt. Es ist anzumerken, dass die obige Beschreibung auch für das Laserritzen einer Halbleiterschicht 13 und einer weiter unten beschriebenen Rückseitenelektrodenschicht 12 gilt.
(Prozeß gemäß Fig. 1(B))
Wie in 1(B) gezeigt, wird als nächstes eine Halbleiterschicht 13 auf der gesamten Oberfläche des transparenten Substrats 10 ausgebildet, auf dem die transparente Elektrodenschicht 11 ausgebildet ist. Die Halbleiterschicht 13 wird auch in die Elektrodenisolationsgräben 14 eingebettet, die in der transparenten Elektrodenschicht 11 ausgebildet sind.
Die Halbleiterschicht 13 wird aus einem laminierten Körper eines Halbleiterfilms vom p-Typ, eines Halbleiterfilms vom i-Typ und eines Halbleiterfilms vom n-Typ gebildet. Bei dieser Ausführungsform wird der Halbleiterfilm vom p-Typ aus einem amorphen Siliziumfilm vom p-Typ gebildet, der Halbleiterfilm vom i-Typ wird aus einem amorphen Siliziumfilm vom i-Typ gebildet, und der Halbleiterfilm vom n-Typ wird aus einem mikrokristallinen Siliziumfilm vom n-Typ gebildet. Bei dem obigen Beispiel kann der amorphe Siliziumfilm gegen einen mikrokristallinen Siliziumfilm ausgetauscht werden, und der mikrokristalline Siliziumfilm kann, sofern erforderlich, gegen einen amorphen Siliziumfilm ausgetauscht werden. Die Halbleiterschicht 13 kann ein Tandemtyp oder ein Tripeltyp sein, wobei eine Mehrzahl von Einheiten (pin, pinp, npin, ..., etc.) einschließlich einer Mehrzahl von Leistungserzeugungsschichten laminiert werden und zu diesem Zeitpunkt zwischen den Leistungserzeugungsschichten mit Zwischenschichten versehen werden können. Der oben beschriebene Halbleiterfilm kann durch ein Plasma-CVD-Verfahren ausgebildet werden. Die Dicke jedes Halbleiterfilms unterliegt keiner besonderen Beschränkung und wird so eingestellt, wie es gemäß den Spezifikationen erforderlich ist.
(Prozeß gemäß Fig. 1(C))
Wie in 1(C) gezeigt, werden anschließend in einer vorgegebenen Region der Halbleiterschicht 13 Verbindungsgräben 15 ausgebildet. Jeder der Verbindungsgräben 15 weist eine Tiefe auf, bei der der Verbindungsgraben 15 die Oberfläche der transparenten Elektrodenschicht 11 als Beschichtungsschicht erreicht. Es ist anzumerken, dass die Verbindungsgräben 15 jeweils einem ”ersten Verbindungsgraben” gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechen.
3(A) ist eine Draufsicht auf 1(C). Nachdem die Halbleiterschicht 13 ausgebildet wurde, wird die Halbleiterschicht 13 lasergeritzt, um die Verbindungsgräben 15 auszubilden. 3(B), (C) und (D) sind Querschnittsdiagramme entlang Richtungen der Linie [B]-[B], der Linie [C]-[C] bzw. der Linie [D]-[D] in 3(A).
(Prozeß gemäß Fig. 1(D))
Wie in 1(D) gezeigt, wird als nächstes eine Rückseitenelektrodenschicht 12 als zweite Elektrodenschicht auf der gesamten Oberfläche des transparenten Substrats 10 ausgebildet, auf dem die transparente Elektrodenschicht 11 und die Halbleiterschicht 13 ausgebildet sind. Die Rückseitenelektrodenschicht 12 wird auch in die Verbindungsgräben 15 eingebettet, die in der Halbleiterschicht 13 ausgebildet sind.
Die Rückseitenelektrodenschicht 12 ist aus einer ZnO-Schicht und einer Ag-Schicht gebildet, die bei dieser Ausführungsform hervorragende Lichtreflektionseigenschaften aufweisen, sie kann jedoch anstelle der Ag-Schicht auch aus einem anderen Metall wie beispielsweise Al, Cr, Mo, W und Ti oder einem Legierungsfilm gebildet sein. Die transparente Elektrodenschicht 11 wird durch ein CVD-Verfahren, ein Sputterverfahren, ein Beschichtungsverfahren oder dergleichen in einer vorgegebenen Dicke auf der gesamten Oberfläche des transparenten Substrats 10 ausgebildet.
(Prozeß gemäß Fig. 1(E))
Wie in 1(E) gezeigt, werden anschließend vorgegebene Regionen der Rückseitenelektrodenschicht 12 lasergeritzt, um Vorrichtungsisolationsgräben 16, Anschlußverbindungsgräben 17, Isolationsgräben 22Y und Grenzisolationsgräben 23 auszubilden.
Die Vorrichtungsisolationsgräben 16 werden so ausgebildet, dass sie eine Tiefe aufweisen, bei der jeder Vorrichtungsisolationsgraben 16 die Oberfläche der transparenten Elektrodenschicht 11 erreicht. 4(A) ist eine Draufsicht auf 1(E). 4(B), (C), (D) und (E) sind Querschnittsdiagramme entlang Richtungen der Linie [B]-[B], der Linie [C]-[C], der Linie [D]-[D] bzw. der Linie [E]-[E] in 4(A).
Die Anschlußverbindungsgräben 17 sind Verbindungsgräben zum Verbinden von weiter unten beschriebenen Anschlußschichten 19 mit der transparenten Elektrodenschicht 11, wobei die Anschlußverbindungsgräben 17 an vorgegebenen Positionen der Leistungserzeugungsregion 50 ausgebildet werden, die der Umfangsregion 30Y des transparenten Substrats 10 gegenüberliegen. Die Anschlußverbindungsgräben 17 werden als Paar mit einer Tiefe, bei der jeder Anschlußverbindungsgraben 17 die Oberfläche der transparenten Elektrodenschicht 11 erreicht, durch Laserritzen der Rückseitenelektrodenschicht 12 und der Halbleiterschicht 13 so ausgebildet, dass der Verbindungsgraben 15, der in der Halbleiterschicht 13 ausgebildet und von einem Rückseitenelektrodenmaterial umgeben ist, zwischen den Anschlußverbindungsgräben 17 angeordnet ist. Die Anschlußverbindungsgräben 17 werden in ähnlicher Weise nicht nur in einer Seite der Umfangsregion 30Y, die in den Figuren gezeigt ist, sondern auch auf der nicht dargestellten anderen Seite der Umfangsregion ausgebildet. Es ist anzumerken, dass die Anschlußverbindungsgräben 17 jeweils einem ”zweiten Verbindungsgraben” gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechen.
Ferner wird eine aus einem Rückseitenelektrodenmaterial bestehende Anschlußverbindungsschicht 18, die zwischen den Anschlußverbindungsgräben 17 angeordnet ist, gleichzeitig mit der Ausbildung der Anschlußverbindungsgräben 17 ausgebildet. Die Anschlußverbindungsschicht 18 besteht aus einer Struktur, die parallel zur Richtung der kurzen Seite des transparenten Substrats 10 linear ausgebildet ist. Eine Breite der Anschlußverbindungsschicht 18 unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Darüber hinaus muß die Anzahl der auszubildenden Anschlußverbindungsschichten 18 nicht auf Eins beschränkt sein, wie in den Figuren dargestellt, die Anzahl kann vielmehr Zwei oder mehr betragen (siehe 9).
Der Isolationsgraben 22Y wird durch Laserritzen der Rückseitenelektrodenschicht 12 und der Halbleiterschicht 13 an derselben Position ausgebildet wie der Isolationsgraben 22a (1(A)), der in der Umfangsregion 30Y in der transparenten Elektrodenschicht 11 ausgebildet ist. Der Isolationsgraben 22Y wird so ausgebildet, dass er eine Tiefe aufweist, bei der der Isolationsgraben 22Y in der Umfangsregion 30Y auf jeder kurzen Seite des transparenten Substrats 10 die Oberfläche des transparenten Substrats 10 erreicht.
Die oben beschriebenen Isolationsgräben werden nicht nur in den Umfangsregionen 30Y auf den kurzen Seiten des transparenten Substrats 10 ausgebildet, sondern auch auf dessen langen Seiten in den Umfangsregionen 30X. 5(A) ist eine Draufsicht, die zeigt, dass die Isolationsgräben 22X in den Umfangsregionen 30X auf den langen Seiten des transparenten Substrats 10 ausgebildet sind. Darüber hinaus sind die 5(B), (C), (D) und (E) Querschnittsdiagramme entlang Richtungen der Linie [B]-[B], der Linie [C]-[C], der Linie [D]-[D] bzw. der Linie [E]-[E] in 5(A). Die Isolationsgräben 22X werden so ausgebildet, dass sie eine Tiefe aufweisen, bei der jeder Isolationsgraben 22X die Oberfläche des transparenten Substrats 10 erreicht.
Der Grenzisolationsgraben 23 wird durch Laserritzen der Rückseitenelektrodenschicht 12 und der Halbleiterschicht 13 an einer vorgegebenen Position gebildet, die in jeder der Umfangsregionen 30Y des transparenten Substrats 10 einwärts des Isolationsgrabens 22Y gelegen ist. Der Grenzisolationsgraben 23 wird so ausgebildet, das er eine Tiefe aufweist, bei der der Grenzisolationsgraben 23 bei dieser Ausführungsform die Oberfläche der transparenten Elektrodenschicht 11 erreicht, der Grenzisolationsgraben 23 ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Grenzisolationsgraben 23 kann so ausgebildet werden, dass er eine Tiefe aufweist, bei der der Grenzisolationsgraben 23 die Oberfläche des transparenten Substrats 10 erreicht. Der Grenzisolationsgraben 23 bildet eine Grenze zwischen einer Strahlregion und einer Nicht-Strahlregion in einem weiter unten beschriebenen Strahlbehandlungsprozeß.
Durch den obigen Prozeß des Ausbildens der Isolationsgräben 22X und 22Y wird eine Mehrzahl von Solarzellen 51 in der Leistungserzeugungsregion 50 aufgebaut. Die Rückseitenelektrodenschicht 12 ist in jeder der Solarzellen 51 über den Verbindungsgraben 15 elektrisch mit der transparenten Elektrodenschicht 11 einer anderen, benachbarten Zelle verbunden. Die Modulstruktur, bei der die Solarzellen 51 miteinander in Serie geschaltet sind wie bei diesem Ausführungsbeispiel, kann auf ein Leistungserzeugungsmodul angewandt werden, bei dem ein erzeugter Strom ausreichend, eine erzeugte Spannung hingegen relativ niedrig ist. Andererseits kann eine Modulstruktur, bei der Solarzellen miteinander parallel geschaltet sind, auf ein Leistungserzeugungsmodul angewandt werden, bei dem eine erzeugte Spannung ausreichend, ein erzeugter Strom hingegen relativ niedrig ist.
(Prozeß gemäß Fig. 1(F))
Wie in 1(F) und 6 gezeigt, werden die Umfangsregionen 30X und 30Y des transparenten Substrats 10 als nächstes einer Strahlbehandlung unterzogen. Als Ergebnis werden die transparente Elektrodenschicht 11, die Halbleiterschicht 13 und die Rückseitenelektrodenschicht 12 auf den Umfangsregionen 30X und 30Y entfernt. 6(A) ist eine Draufsicht auf 1(F), und die 6(B) und (C) sind Querschnittsdiagramme entlang Richtungen der Linie [B]-[B] bzw. der Linie [C]-[C] in 2(A).
Die Bedingungen der Strahlbehandlung unterliegen keinen besonderen Beschränkungen, vorausgesetzt die transparente Elektrodenschicht 11, die Halbleiterschicht 13 und die Rückseitenelektrodenschicht 12 auf den Umfangsregionen 30X und 30Y können wie erforderlich entfernt werden. Strahlpartikel sind nicht auf keramische Partikel wie Aluminiumoxidpartikel beschränkt und es können hierfür auf Metall basierende Partikel oder auf Pflanzen basierende Partikel verwendet werden. Ferner kann die Oberfläche des transparenten Substrats 10 zu einem Zeitpunkt der Strahlbehandlung einer Maskierung unterzogen werden, so dass die Strahlpartikel nicht auf die Leistungserzeugungsregion 50 angewandt werden.
Ferner wird bei dieser Ausführungsform die Halbleiterschicht 13, die in die Regionisolationsgräben 21X und 21Y eingebettet ist, um die Umfangsregionen 30X und 30Y von der Leistungserzeugungsregion 50 zu isolieren, nicht vollständig entfernt und verbleibt, um, wie in 1(F) gezeigt, den Umfang der transparenten Elektrodenschicht 11 zu bedecken. Als Ergebnis wird verhindert, dass der Umfang der transparenten Elektrodenschicht 11 direkt nach außen exponiert wird.
(Prozeß gemäß Fig. 1(G))
Wie in 1(G) und 7 gezeigt, werden anschließend die Anschlußschichten 19 durch Einbetten eines leitenden Materials in die Anschlußverbindungsgräben 17 ausgebildet. Die Anschlußschichten 19 werden auf die Anschlußverbindungsschicht 18 laminiert, um die Anschlußverbindungsschicht 18 zu überspannen. Bei dieser Ausführungsform werden die Anschlußschichten 19 in Intervallen entlang einer Richtung ausgebildet, in der sich die Anschlußverbindungsschicht 18 erstreckt, wie in 7 gezeigt ist. Die Anschlußschichten 19 werden an Seitenbereichen auf beiden kurzen Seiten des transparenten Substrats 10 ausgebildet. Es ist anzumerken, dass die Anschlußschichten 19 kontinuierlich über die gesamte Ausbildungsregion der Anschlußverbindungsschicht 18 ausgebildet werden können.
Die Anschlußschichten 19 können, zusätzlich zu einem Verfahren zur Anwendung von Lotschmelze oder einem Verfahren zur Durchführung einer Aufschmelzung nach Anwendung einer Lötpaste, unter Verwendung geeigneter Verfahren ausgebildet werden, beispielsweise einem Verfahren zur Verwendung eines leitenden Haftmittels, einem Verfahren zur Ausbildung einer aus Cu oder dergleichen bestehenden Metallplattierungsschicht und einem Verfahren zum Pressdrucken eines Metallblocks auf ein Substrat.
Wie oben beschrieben wird ein externer Verbindungsanschluß 52 zum Abführen einer in den Solarzellen 51 erzeugten Spannung nach außen auf der Oberfläche des transparenten Substrats 10 hergestellt. Der externe Verbindungsanschluß 52 wird in Form von jeweils positiven und negativen Elektrodenbereichen an zwei Positionen hergestellt, an denen eine Potentialdifferenz zwischen ihnen innerhalb der integrierten Solarzellen am größten ist. Bei dieser Ausführungsform sind diese externen Verbindungsanschlüsse 52 an beiden Seitenbereichen auf den kurzen Seiten des transparenten Substrats 10 an die Solarzellen angrenzend angeordnet. Die externen Verbindungsanschlüsse 52 werden beispielsweise mit Elektrodenbereichen einer externen Vorrichtung wie zum Beispiel einem (nicht dargestellten) Kondensator verbunden.
Zuletzt wird eine Versiegelungsschicht 25 ausgebildet, die aus einem isolierenden Harz besteht, das die gesamte Oberfläche des transparenten Substrats 10 bedeckt (1(G)), wodurch die Solarzellen 51 auf dem transparenten Substrat 10 versiegelt werden. Darüber hinaus werden Eckbereiche des Umfangs des transparenten Substrats 10 wie erforderlich abgefast. Der Abfasungsprozeß wird durchgeführt, um ein Brechen des transparenten Substrats 10 zu einem Zeitpunkt der Bearbeitung oder Verarbeitung zwischen Prozessen zu verhindern. Der Abfasungsprozeß kann daher, obwohl er nicht auf den letzten Prozeß beschränkt ist, vor einem Prozeß der Ausbildung der transparenten Elektrodenschicht 11 oder zwischen beliebigen Prozessen durchgeführt werden.
Es ist anzumerken, dass, um den externen Verbindungsanschluß 52 nach außen zu verbinden, eine Oberfläche des externen Verbindungsanschlusses 52 von einer Oberfläche der Versiegelungsschicht 25 freigestellt werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, nachdem ein Verbindungsdraht mit dem externen Verbindungsanschluß 52 verbunden wurde, die Versiegelungsschicht 25 so auszubilden, dass ein Teil des Verbindungsdrahtes nach außen exponiert ist.
Das Dünnfilmsolarbatteriemodul 1, das die Mehrzahl von Solarzellen 51 aufweist, die auf dem transparenten Substrat 10 integriert sind, wird wie oben beschrieben hergestellt. Das Dünnfilmsolarbatteriemodul 1 wird mit der Seite des transparenten Substrats 10 als Lichteinfalloberfläche installiert. Sonnenlicht, das vom transparenten Substrat 10 aus eintritt, tritt über die transparente Elektrodenschicht 11 in die Halbleiterschicht 13 ein, und die Halbleiterschicht 13 verursacht einen photoelektrischen Konversionseffekt gemäß dem einfallenden Licht. Eine in der Halbleiterschicht 13 erzeugte Spannung wird von der transparenten Elektrodenschicht 11 und der Rückseitenelektrodenschicht 12 übernommen und über den externen Verbindungsanschluß 52 einem (nicht dargestellten) externen Kondensator zugeführt.
Bei dieser Ausführungsform wird die Anschlußverbindungsschicht 18, die den externen Verbindungsanschluß 52 bildet, aus einer einzigen Metallmaterialschicht gebildet. Verglichen mit einem Fall, in dem die Anschlußverbindungsschicht 18 so aufgebaut ist, dass sie ein Halbleitermaterial enthält, kann daher die Haftfähigkeit zwischen der transparenten Elektrodenschicht 11 und der Anschlußverbindungsschicht 18 verbessert werden, und der Kontaktwiderstand zwischen der transparenten Elektrodenschicht 11 und der Anschlußverbindungsschicht 18 kann reduziert werden. Damit ist es möglich, die Verbindungszuverlässigkeit des externen Verbindungsanschlusses 52 zu verbessern und den Kontaktwiderstand des externen Verbindungsanschlusses 52 zu reduzieren.
Bei dem Dünnfilmsolarbatteriemodul 1 gemäß dieser Ausführungsform ist die Anschlußverbindungsschicht 18 aus einem Material gebildet, das Bestandteil der Rückseitenelektrodenschicht 12 ist. Damit kann die Anschlußverbindungsschicht 18 zu einem Zeitpunkt ausgebildet werden, zu dem die Rückseitenelektrodenschicht 12 im Herstellungsprozeß der Solarzellen 51 ausgebildet wird.
Bei dem Dünnfilmsolarbatteriemodul 1 gemäß dieser Ausführungsform weist der externe Verbindungsanschluß 52 die Anschlußverbindungsgräben 17 zum Verbinden der Anschlußschichten 19 mit der transparenten Elektrodenschicht 11 auf. Damit wird ein Aufbau erhalten, bei dem die transparente Elektrodenschicht 11 und die Anschlußschichten 19 in direkten Kontakt miteinander gebracht werden, mit dem Ergebnis, dass der Verbindungswiderstand zwischen ihnen zusätzlich reduziert werden kann. Darüber hinaus wird eine Bindungsstärke der Anschlußschichten 19 erhöht, mit dem Ergebnis, dass die Bindungszuverlässigkeit des externen Verbindungsanschlusses 52 zusätzlich verbessert werden kann.
Bei dem Dünnfilmsolarbatteriemodul 1 gemäß dieser Ausführungsform sind die Anschlußverbindungsgräben 17 als Paar so ausgebildet, dass die Anschlußverbindungsschicht 17 dazwischen angeordnet ist. Damit können die Verbesserung der Bindungszuverlässigkeit des externen Verbindungsanschlusses 52 und der Effekt der Reduzierung des Verbindungswiderstands zusätzlich verbessert werden.
Da die Anschlußschichten 19 so ausgebildet sind, dass sie die Anschlußverbindungsschicht 18 überspannen, können die Anschlußschichten 19 und die transparente Elektrodenschicht 11 darüber hinaus zuverlässig elektrisch verbunden werden, und der Kontaktwiderstand zwischen ihnen kann reduziert werden. Bei einem Dünnfilmsolarbatteriemodul 1 eines in Serie geschalteten Typs kann darüber hinaus eine bedeutende Reduzierung des Verlusts einer erzeugten Spannung erzielt werden.
Nachdem die Isolationsgräben 22X und 22Y zusätzlich auf äußeren Seiten der Regionisolationsgräben 21X und 21Y (der Seite der Umfangsregion 30X und der Seite der Umfangsregion 30Y) ausgebildet wurden, werden bei dieser Ausführungsform darüber hinaus die Umfangsregionen 30X und 30Y, die die Isolationsgräben 22X und 22Y aufweisen, der Strahlbehandlung unterzogen, um die transparente Elektrodenschicht 11, die Halbleiterschicht 13 und die Rückseitenelektrodenschicht 12 auf den Umfangsregionen zu entfernen. Auch wenn die Isolationsgräben 22X und 22Y nicht adäquat ausgebildet sind oder Rückstände des leitenden Materials in den Isolationsgräben 22X und 22Y verbleiben, kann damit in einem nachfolgenden Strahlbehandlungsprozeß eine dielektrische Durchschlagsspannung zwischen den Umfangsregionen 30X und 30Y und der Leistungserzeugungsregion 50 gewährleistet werden.
Gemäß dieser Ausführungsform können daher die Umfangsregionen 30X und 30Y und die Leistungserzeugungsregion 50 in dem Dünnfilmsolarbatteriemodul 1 zuverlässig elektrisch voneinander isoliert werden, mit dem Ergebnis, dass es möglich ist, im Hinblick auf das Eindringen von Feuchtigkeit oder dergleichen von außen, wobei die Feuchtigkeit zwischen dem transparenten Substrat 10 und der Versiegelungsschicht 25 eintritt, dielektrische Durchschlagsspannungseigenschaften von hoher Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
Ferner wird die elektrische Isolationsbehandlung zwischen den Umfangsregionen 30X und 30Y und der Leistungserzeugungsregion 50 in zwei Prozessen durchgeführt, dem Prozeß der Ausbildung der Isolationsgräben 22X und 22Y hinsichtlich der Umfangsregionen und dem Strahlbehandlungsprozeß. Auch wenn eine Behandlung nicht perfekt durchgeführt wird, kann deren mangelnde Perfektion daher mit der anderen Behandlung ausgeglichen werden. Als Ergebnis ist es möglich, in beiden Behandlungen eine Last bezüglich der Steuerung des Prozesses zu reduzieren.
Ferner wird bei dieser Ausführungsform der Isolationsgraben 22a im voraus an einer entsprechenden Position der transparenten Elektrodenschicht 11 zu einem Zeitpunkt ausgebildet, zu dem der Isolationsgraben 22X ausgebildet wird. Als Ergebnis davon ist es unnötig, die transparente Elektrodenschicht 11, die im Vergleich zur Halbleiterschicht 13 nur schwer durch Laserritzen entfernt werden kann, zu entfernen, wenn der Isolationsgraben 22Y ausgebildet wird, mit dem Ergebnis, dass der sehr zuverlässige Isolationsgraben 22X stabil ausgebildet werden kann.
Ferner wird bei dieser Ausführungsform der Grenzisolationsgraben 23 zwischen dem Regionisolationsgraben 21Y und dem Isolationsgraben 22Y ausgebildet. Damit ist es möglich, die Zuverlässigkeit der Isolation zwischen der Umfangsregion 30Y und der Leistungserzeugungsregion 50 zum Zeitpunkt der Strahlbehandlung weiter zu verbessern und die Formgenauigkeit eines Grenzbereichs zwischen der Strahlbehandlungsregion und der Nicht-Strahlbehandlungsregion nach der Strahlbehandlung zu verbessern.
Ferner wird bei dieser Ausführungsform die Halbleiterschicht 13, die im Isolationsgraben 21Y zum Isolieren der Umfangsregion 30Y von der Leistungserzeugungsregion 50 eingebettet ist, nicht vollständig entfernt und verbleibt, um den Umfang der transparenten Elektrodenschicht 11 zu bedecken, wie in 1(F) gezeigt ist. Damit wird verhindert, dass der Umfang der transparenten Elektrodenschicht 11 nach außen exponiert wird, und da die Halbleiterschicht 13 einen höheren Widerstand aufweist als die transparente Elektrodenschicht 11, kann die dielektrische Durchschlagsspannung zwischen dem Umfang der transparenten Elektrodenschicht 11 und der Umfangsregion 30Y zusätzlich verbessert werden.
8 ist ein Querschnittsdiagramm, das einen Aufbau eines externen Verbindungsanschlusses 53 eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Es ist anzumerken, dass Bereiche in den Figuren, die denjenigen in den 1 entsprechen, mit den selben Bezugszeichen versehen sind und auf ihre detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
Der externe Verbindungsanschluß 53 dieser Ausführungsform weist einen Aufbau auf, bei dem, nachdem die Anschlußverbindungsschicht 18 ausgebildet wurde, die Anschlußschichten 19 auf die Anschlußverbindungsschicht 18 laminiert werden, ohne die Anschlußverbindungsgräben 17 auszubilden. Auch sind in diesem Beispiel die Anschlußschichten 19 über die Anschlußverbindungsschicht 18, die aus einer einzigen Metallmaterialschicht besteht, mit der transparenten Elektrodenschicht 11 verbunden, mit dem Ergebnis, dass es, ähnlich wie weiter oben beschrieben, möglich ist, den externen Verbindungsanschluß 30 zu erhalten, dessen Verbindungszuverlässigkeit hervorragend ist und der niedrige elektrische Widerstandseigenschaften aufweist. Darüber hinaus kann auf den Prozeß des Ausbildens der Anschlußverbindungsgräben 17 verzichtet werden, mit dem Ergebnis, dass die Anzahl der Arbeitsstunden zur Herstellung des externen Verbindungsanschlusses 53 sowie dessen Herstellungskosten reduziert werden können.
9 ist ein Querschnittsdiagramm, das einen Aufbau eines externen Verbindungsanschlusses 54 eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Es ist anzumerken, dass Bereiche in den Figuren, die denjenigen in den 1 entsprechen, mit den selben Bezugszeichen versehen sind und auf ihre detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
Der externe Verbindungsanschluß 54 gemäß dieser Ausführungsform weist zwei Anschlußverbindungsschichten 18 auf, die in Intervallen vorgesehen sind. Die Anzahl der auszubildenden Anschlußverbindungsschichten 18 kann beliebig eingestellt werden, indem lediglich die Anzahl der auszubildenden Anschlußverbindungsgräben 17 geändert wird.
Auch bei diesem Beispiel sind die Anschlußschichten 19 über die Anschlußverbindungsschicht 18, die aus einer einzigen Metallmaterialschicht besteht, mit der transparenten Elektrodenschicht 11 verbunden, mit dem Ergebnis, dass es, ähnlich wie weiter oben beschrieben, möglich ist, den externen Verbindungsanschluß 53 zu erhalten, dessen Verbindungszuverlässigkeit hervorragend ist und der niedrige elektrische Widerstandseigenschaften aufweist. Da die Mehrzahl von Anschlußverbindungsschichten 18 ausgebildet wird, kann im Vergleich zur Ausführungsform gemäß der 1 insbesondere der Verbindungswiderstand zwischen den Anschlußschichten 19 und der transparenten Elektrodenschicht 11 reduziert werden. Damit ist es möglich, den Widerstand des externen Verbindungsanschlusses 54 zu reduzieren.
Zwar sind vorstehend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, und es können selbstverständlich diverse Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Wesentlichen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise wurde in den oben beschriebenen Ausführungsformen keine bestimmte Breite jedes der Elektrodenisolationsgräben 14, der Verbindungsgräben 15, der Vorrichtungsisolationsgräben 16, der Anschlußverbindungsgräben 17, der Regionisolationsgräben 21X und 21Y, der Isolationsgräben 22a, 22X und 22Y und der Grenzisolationsgräben 23 erwähnt. Diese Grabenbreiten können jedoch je nach den Erfordernissen basierend auf den Spezifikationen des Dünnfilmsolarbatteriemoduls 1, den Laseroszillationsbedingungen des Laserritzens oder dergleichen eingestellt werden.
Ferner ist zwar das Verfahren zur Herstellung des Dünnfilmsolarbatteriemoduls 1, bei dem die Solarzellen 51 miteinander in Serie geschaltet werden, als ein Beispiel in den oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben worden, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf die Herstellung eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls anwendbar, bei dem die Solarzellen miteinander parallel geschaltet sind.
Bezugszeichenliste

1: Dünnfilmsolarbatteriemodul
10: transparentes Substrat
11: transparente Elektrodenschicht (erste Elektrodenschicht)
12: Rückseitenelektrodenschicht (zweite Elektrodenschicht)
13: Halbleiterschicht
14: Elektrodenisolationsgraben
15: Verbindungsgraben
16: Vorrichtungsisolationsgraben
17: Anschlußverbindungsgraben
18: Anschlußverbindungsschicht
19: Anschlußschicht
21X, 21Y: Regionisolationsgraben (erster Isolationsgraben)
22a, 22X, 22Y: Isolationsgraben (zweiter Isolationsgraben)
23: Grenzisolationsgraben
30X, 30Y: Umfangsregion
50: Leistungserzeugungsregion
51: Solarzelle
52, 53, 54: externer Verbindungsanschluß

Zusammenfassung
Aufgabe
Bereitstellen eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls und eines Verfahrens zur Herstellung des Dünnfilmsolarbatteriemoduls, die in der Lage sind, die Verbindungszuverlässigkeit eines externen Verbindungsanschlusses zu verbessern und dessen Verbindungswiderstand zu reduzieren.
Mittel zur Lösung
Ein Dünnfilmsolarbatteriemodul (1) gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein isolierendes, transparentes Substrat (10), eine Solarzelle (51) und einen externen Verbindungsanschluß (52) auf. Die Solarzelle (51) weist eine transparente Elektrodenschicht (11), eine Halbleiterschicht (13) und eine Rückseitenelektrodenschicht (12) auf. Der externe Verbindungsanschluß (52) weist eine Verbindungsschicht (18) und eine Anschlußschicht (19) auf und ist an die Solarzelle (51) angrenzend angeordnet, wobei die Verbindungsschicht (18) auf der Oberfläche der transparenten Elektrodenschicht (11) ausgebildet ist und aus einer einzigen Metallmaterialschicht besteht, wobei die Anschlußschicht (19) auf die Verbindungsschicht (18) laminiert ist. Verglichen mit einem Fall, in dem die Anschlußverbindungsschicht (18) so aufgebaut ist, dass sie ein Halbleitermaterial enthält, kann bei diesem Aufbau die Haftfähigkeit zwischen der transparenten Elektrodenschicht (11) und der Anschlußschicht (19) verbessert und der Kontaktwiderstand zwischen der transparenten Elektrodenschicht (11) und der Anschlußschicht (19) reduziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-319215 [0005]
JP 2007-273908 [0005]

Claims

Dünnfilmsolarbatteriemodul, umfassend: ein isolierendes, transparentes Substrat; eine Solarzelle, aufweisend eine erste Elektrodenschicht, eine Halbleiterschicht und eine zweite Elektrodenschicht, wobei die erste Elektrodenschicht auf einer Oberfläche des transparenten Substrats ausgebildet ist, die Halbleiterschicht auf einer Oberfläche der ersten Elektrodenschicht ausgebildet ist und die zweite Elektrodenschicht auf einer Oberfläche der Halbleiterschicht ausgebildet ist; und einen externen Verbindungsanschluß, der eine Verbindungsschicht und eine Anschlußschicht aufweist und an die Solarzelle angrenzend angeordnet ist, wobei die Verbindungsschicht auf der Oberfläche der ersten Elektrodenschicht ausgebildet ist und aus einer einzigen Metallmaterialschicht besteht, wobei die Anschlußschicht auf die Verbindungsschicht laminiert ist.
Dünnfilmsolarbatteriemodul nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsschicht aus einem Material gebildet ist, das Bestandteil der zweiten Elektrode ist.
Dünnfilmsolarbatteriemodul nach Anspruch 1, wobei der externe Verbindungsanschluß einen Anschlußverbindungsgraben aufweist, der die Anschlußschicht mit der ersten Elektrodenschicht verbindet.
Dünnfilmsolarbatteriemodul nach Anspruch 3, wobei die Anschlußverbindungsgräben als Paar so ausgebildet sind, dass die Verbindungsschicht zwischen den Anschlußverbindungsgräben angeordnet ist.
Dünnfilmsolarbatteriemodul nach Anspruch 1, wobei die Anschlußschicht aus einem Lötmaterial oder einem leitenden Haftmittel gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls, umfassend: Ausbilden einer ersten Elektrodenschicht auf einem isolierenden, transparenten Substrat; Ausbilden einer Halbleiterschicht auf der ersten Elektrodenschicht; Ausbilden eines ersten Verbindungsgrabens in der Halbleiterschicht derart, dass er eine Tiefe aufweist, bei der der erste Verbindungsgraben eine Oberfläche der ersten Elektrodenschicht erreicht; Ausbilden einer zweiten Elektrodenschicht auf der Halbleiterschicht, die den ersten Verbindungsgraben aufweist, Ausbilden eines Paars von zweiten Verbindungsgräben in der zweiten Elektrodenschicht derart, dass sie eine Tiefe aufweisen, bei der die zweiten Verbindungsgräben die Oberfläche der ersten Elektrodenschicht erreichen, so dass die zweite Elektrodenschicht, mit der der erste Verbindungsgraben gefüllt ist, zwischen den zweiten Verbindungsgräben angeordnet ist; und Laminieren eines leitenden Materials auf eine Region der zweiten Elektrodenschicht, die zwischen dem Paar zweiter Verbindungsgräben angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilmsolarbatteriemoduls nach Anspruch 6, wobei die zweiten Verbindungsgräben mit dem leitenden Material gefüllt sind, so dass das leitende Material die Region der zweiten Elektrodenschicht überspannt.