DE112010001140T5 - Solarzellen-Modul und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents

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Abstract

Ein Solarzellen-Modul beinhaltet: eine Mehrzahl von photovoltaischen Zellen (21), die einen geschichteten Körper (12) beinhalten, in dem eine erste Elektrodenschicht (13), eine Leistungserzeugungsschicht (14), und eine zweite Elektrodenschicht (16) der Reihe nach geschichtet sind, wobei die photovoltaischen Zellen (21) elektrisch miteinander in Reihe verbunden sind; eine Ritzlinie (20), die die photovoltaischen Zellen (21), die zueinander benachbart sind, in die photovoltaischen Zellen (21) trennt; ein Ritzloch (30), das so gebildet ist, dass es die Leistungserzeugungsschicht (14) und die zweite Elektrodenschicht (16) durchdringt; und einen Bypass-Pfad, der aus einem Shunt-Bereich (31) gebildet ist, wobei der Shunt-Bereich (31) an einem Rand des Ritzloches (30) erzeugt ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Solarzellen-Modul und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-056777 , eingereicht am 10. März 2009, deren Inhalte hiermit in Gänze durch Bezugnahme einbezogen werden.
  • Technischer Hintergrund
  • In den vergangenen Jahren wurden Solarzellen mit Blick auf eine effiziente Nutzung von Energie weitverbreiteter genutzt als jemals zuvor.
  • Im Besonderen hat eine Solarzelle, in der ein Silizium-Einkristall verwendet wird, einen hohen Energieumwandlungseffizienzgrad pro Flächeneinheit.
  • Demgegenüber wird allerdings in der Solarzelle, in der der Silizium-Einkristall verwendet wird, ein Silizium-Einkristall-Ingot in Scheiben geschnitten, und ein geschnittener Silizium-Wafer wird in der Solarzelle verwendet, Somit wird eine große Mange an Energie aufgewandt, um den Ingot herzustellen, und die Herstellungskosten sind hoch.
  • Insbesondere steigen zurzeit in einem Fall, in dem eine Solarzelle mit einer großen Fläche realisiert wird, die im Freien oder dergleichen angeordnet wird, die Kosten deutlich, wenn die Solarzelle unter Verwendung eines Silizium-Einkristalls hergestellt wird.
  • Infolgedessen ist, als eine kostengünstige Solarzelle, eine Solarzelle weit verbreitet, die kostengünstig hergestellt werden kann und die einen Dünnfilm aus amorphem Silizium verwendet.
  • Eine Solarzelle aus amorphem Silizium verwendet Halbleiterfilme einer geschichteten Anordnung, die als pin-Übergang bezeichnet wird, in der ein Film aus amorphem Silizium (i-Typ) zwischen Silizium-Filmen des p-Typs und des n-Typs angeordnet ist, wobei der Film aus amorphem Silizium (i-Typ) Elektronen und Löcher erzeugt, wenn er Licht empfängt.
  • Eine Elektrode ist auf beiden Seiten der Halbleiterfilme gebildet.
  • Die von Sonnenlicht erzeugten Elektronen und Löcher bewegen sich aktiv aufgrund einer Differenz in den elektrischen Potentialen zwischen Halbleitern des p-Typs und des n-Typs, und eine Differenz in den elektrischen Potentialen zwischen beiden Seiten der Elektroden wird erzeugt, wenn die Bewegung der Elektronen und Löcher fortlaufend wiederholt wird.
  • Als eine besondere Anordnung der Solarzelle aus amorphen Silizium, wie sie vorstehend beschrieben ist, wird beispielsweise eine Anordnung verwendet, in der eine transparente Elektrode als eine untere Elektrode durch Bilden von TCO (Transparentes Leitendes Oxid) oder dergleichen auf einem Glassubstrat gebildet ist, und in der ein Halbleiterfilm, der aus amorphem Silizium besteht, und eine obere Elektrode, die durch einen Ag-Dünnfilm oder dergleichen gebildet ist, auf der unteren Elektrode gebildet sind.
  • In der Solarzelle aus amorphem Silizium, die mit einem photoelektrischen Wandler versehen ist, der aus den vorstehenden oberen und unteren Elektroden und dem Halbleiterfilm besteht, ist die Differenz in den elektrischen Potentialen klein, wenn jede der Schichten, die eine große Fläche aufweisen, nur gleichförmig auf dem Substrat gebildet ist, und es besteht ein Problem darin, dass der Widerstand ansteigt.
  • Infolgedessen wird die Solarzelle aus amorphem Silizium dadurch gebildet, dass, zum Beispiel, photovoltaische Zellen gebildet werden, um so den photoelektrischen Wandler elektrisch in einer vorbestimmten Größe zu trennen, und dass benachbarte photovoltaische Zellen elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Insbesondere wird eine Anordnung verwendet, in der eine Rille, die als eine Ritzlinie (Ritzlinie) bezeichnet wird, unter Verwendung von Laserlicht oder dergleichen auf dem photoelektrischen Wandler, der eine große, gleichförmig auf dem Substrat gebildete Fläche aufweist, gebildet wird, wodurch eine Mehrzahl von photovoltaischen Zellen, die in einer längslaufenden rechteckigen Form gebildet sind, erhalten werden, und in der die photovoltaischen Zellen elektrisch in Reihe verbunden werden.
  • Indessen wird, in einer Dünnfilm-Silizium-Solarzelle, in der die photovoltaischen Zellen miteinander in Reihe verbunden sind, wenn der Ertrag (Produktion von Elektrizität) eines Teils der photovoltaischen Zellen sinkt, der Ertrag des gesamten Dünnfilm-Silizium-Solarzellen-Moduls erheblich herabgesetzt.
  • Zum Beispiel wird, in einem Schritt des Herstellens photovoltaischer Zellen, wenn Partikel in die photovoltaischen Zellen gemischt werden, wenn eine Elektrode ungleichförmig gebildet wird, wenn ein Defekt in einer Elektrode erzeugt wird, wenn Verschmutzungen auf einer Lichteinfallfläche landen, oder wenn eine Lichteinfallfläche schattiert ist, der Gesamtertrag des Dünnfilm-Silizium-Solarzellen-Moduls herabgesetzt.
  • Weiterhin wird eine photovoltaische Zelle, deren Leistung herabgesetzt ist, zu einem elektrischen Widerstand in der Reihenschaltung, die aus einer Mehrzahl von photovoltaischen Zellen besteht, und eine Spannung (Vorspannung) wird an beide Enden der photovoltaischen Zelle in einer umgekehrten Richtung angelegt.
  • In diesem Fall sammelt sich ein elektrischer Strom in dem Defektbereich in der photovoltaischen Zelle, und ein Phänomen lokaler Hitze (Hotspot-Phänomen) wird erzeugt.
  • Als ein Ergebnis der vorstehenden, lokal erzeugten Hitze, besteht ein Problem darin, dass die photovoltaische Leistung der photovoltaischen Zelle verloren geht, und dass die photovoltaische Zelle kaputt geht.
  • Herkömmlicherweise ist, um die Herabsetzung des Ertrags und das Hotspot-Phänomen zu vermeiden, ein Verfahren bekannt, das die Spannung, die an die photovoltaische Zelle, deren photovoltaische Leistung verlören geht, anzulegen ist, dadurch reduziert, dass eine Bypass-Diode zu einem Dünnfilm-Silizium-Solarzellen-Modul parallel geschaltet wird, und das verhindert, dass die photovoltaische Zelle, deren photovoltaische Leistung verloren geht, kaputt geht (siehe, zum Beispiel, ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2001-068696 ).
  • Weiterhin ist ein Verfahren zum Bereitstellen einer partiellen Ritzlinie parallel zu einer Ritzlinie bekannt (siehe, zum Beispiel, ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstanmeldung Nr. 2002-76402 oder dergleichen).
  • Allerdings steigt, in den vorstehend beschriebenen Verfahren, die Anzahl der Herstellungsschritte, und es besteht ein Problem darin, dass, zum Beispiel, die Herstellungskosten aufgrund des Parallelschaltens einer Mehrzahl von Bypass-Dioden zu dem Modul steigen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung wurde gemacht, um die vorstehenden Probleme zu lösen, und hat eine erste Aufgabe, ein Solarzellen-Modul bereitzustellen, das keine komplizierte Anordnung benötigt, das ein Hotspot-Phänomen verhindern kann, und das eine exzellente Zuverlässigkeit besitzt.
  • Des Weiteren hat die Erfindung eine zweite Aufgabe, ein Herstellungsverfahren bereitzustellen, das in der Vorrichtung, die bereits installiert wurde, verwendet werden kann ohne die Anzahl der Schritte zum Herstellen von Solarzellen-Modulen zu erhöhen. Das Verfahren kann die Herstellungskosten reduzieren und ein Hotspot-Phänomen verhindern. Das Verfahren kann ein Solarzellen-Modul herstellen, das eine exzellente Zuverlässigkeit besitzt.
  • Ein Solarzellen-Modul gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung beinhaltet: eine Mehrzahl von photovoltaischen Zellen, die einen geschichteten Körper beinhalten, in dem eine erste Elektrodenschicht, eine Leistungserzeugungsschicht, und eine zweite Elektrodenschicht der Reihe nach geschichtet sind, wobei die photovoltaischen Zellen elektrisch miteinander in Reihe verbunden sind; eine Ritzlinie, die die photovoltaischen Zellen, die zueinander benachbart sind, in die photovoltaischen Zellen trennt; ein Laserritzloch, das so gebildet ist, dass es die Leistungserzeugungsschicht und die zweite Elektrodenschicht durchdringt; und einen Bypass-Pfad, der aus einem Shunt-Bereich gebildet ist, wobei der Shunt-Bereich an dem Rand des Laserritzloches erzeugt ist.
  • Es ist bevorzugt, dass das Solarzellen-Modul gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eine Mehrzahl von Laserritzlöchern beinhaltet, die so gebildet sind, dass sie die Leistungserzeugungsschicht und die zweite Elektrodenschicht durchdringen.
  • Hier kann die Richtung, in der die Laserritzlöcher angeordnet sind, parallel zu der Ritzlinie sein, kann die Richtung sein, die orthoganal zu der Ritzlinie ist, oder kann die Richtung sein, die die Ritzlinie in einem vorbestimmten Winkel schneidet.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines Solarzellen-Moduls gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung beinhaltet: Bilden eines geschichteten Körpers, in dem eine erste Elektrodenschicht, eine Leistungserzeugungsschicht, und eine zweite Elektrodenschicht der Reihe nach auf einem Substrat geschichtet sind: Bilden einer Mehrzahl von photovoltaischen Zellen, die elektrisch in Reihe verbunden sind, durch Bilden einer Ritzlinie; Bilden eines Ritzloches, das die Leistungserzeugungsschicht und die zweite Elektrodenschicht durchdringt, durch Bestrahlen eines Teils der Leistungserzeugungsschicht und der zweiten Elektrodenschicht mit einem Laserlicht; und Bilden eines Bypass-Pfades, der einen Shunt-Bereich beinhaltet, welcher an einer bearbeiteten Randfläche der Leistungserzeugungsschicht und der zweiten Elektrodenschicht unter Verwendung von Hitze erzeugt wird, wobei die Hitze zu der Zeit der Bestrahlung mit dem Laserlicht erzeugt wird.
  • Zudem ist das „Solarzellen-Modul” gemäß der Erfindung nicht auf eine Einzel-Zelle, die eine einzelne Leistungserzeugungsschicht aufweist, beschränkt, und beinhaltet außerdem eine Mehrfach-Zelle, in der eine Mehrzahl von Leistungserzeugungsschichten geschichtet sind.
  • Ferner ist die „bearbeitete Randfläche” eine Fläche, die im Wesentlichen parallel zu der Bestrahlungsrichtung eines Laserlichts ist.
  • Weiterhin ist der „Shunt-Bereich” ein Bereich, der von der bearbeiteten Randfläche aus in Richtung des Inneren der Leistungserzeugungsschicht und der zweiten Elektrodenschicht, in der Richtung parallel zu dem Substrat, gebildet ist.
  • Der vorstehende Shunt-Bereich ist nahe der bearbeiteten Randfläche gebildet. Der Shunt-Bereich hat eine vorbestimmte Tiefe in der Richtung parallel zu dem Substrat.
  • In dem Shunt-Bereich ist die erste Elektrodenschicht mit der zweiten Elektrodenschicht mit einem elektrischen Widerstand verbunden, der geringer als derjenige der Leistungserzeugungsschicht ist, oder die erste Elektrodenschicht, die Leistungserzeugungsschicht, und die zweite Elektrodenschicht sind elektrisch kurzgeschlossen.
  • Effekte der Erfindung
  • Das Solarzellen-Modul gemäß der Erfindung beinhaltet das Laserritzloch, das so gebildet ist, dass es die Leistungserzeugungsschicht und die zweite Elektronenschicht durchdringt.
  • Aus diesem Grund ist es, selbst wenn der Ertrag aufgrund des Auftretens einer Fehlfunktion in einer der photovoltaischen Zellen sinkt, möglich, da der Shunt-Bereich, der um das Laserritzloch herum erzeugt ist, als ein Bypass-Pfad wirkt, dass ein elektrischer Strom in dem Bypass-Pfad fließt.
  • Infolgedessen sinkt die Spannung, die an die photovoltaische Zelle, deren Ertrag verringert ist, anzulegen ist, und es ist möglich, zu verhindern, dass die photovoltaische Zelle, deren Ertrag verringert ist, kaputt geht.
  • Als ein Ergebnis ist, in dem Solarzellen-Modul gemäß der Erfindung, keine komplizierte Anordnung notwendig, es ist möglich, zu verhindern, dass ein Hotspot-Phänomen erzeugt wird, und es ist möglich, ein Solarzellen-Modul bereitzustellen, dass eine exzellente Zuverlässigkeit besitzt.
  • In dem Solarzellen-Modul gemäß der Erfindung ist ein Teil der Leistungserzeugungsschicht und der zweiten Elektrodenschicht durch Bestrahlung mit einem Laserlicht entfernt, und das Laserritzloch ist dadurch gebildet.
  • In dem durch Verwendung dieses Verfahrens resultierenden Solarzellen-Modul wird der Shunt-Bereich an der bearbeiteten Randfläche der Leistungserzeugungsschicht und der zweiten Elektrodenschicht durch die Hitze, die zu der Zeit des Bildens des Laserritzloches erzeugt wird, gebildet.
  • Als ein Ergebnis kann, in dem Verfahren zum Herstellen eines Solarzellen-Moduls gemäß der Erfindung, das Verfahren in der Vorrichtung, die bereits installiert wurde, verwendet werden, ohne die Anzahl der Schritte des Herstellens der Vorrichtung zu erhöhen.
  • Es ist möglich, die Kosten des Herstellens zu reduzieren, ein Hotspot-Phänomen zu verhindern, und ein Solarzellen-Modul herzustellen, das eine exzellente Zuverlässigkeit besitzt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die ein Solarzellen-Modul, das eine Ausführungsform der Erfindung betrifft, zeigt.
  • 2A ist eine Querschnittsansicht, die das Solarzellen-Modul, das in 1 gezeigt ist, zeigt.
  • 2B ist vergrößerte Querschnittansicht, die das Solarzellen-Modul, das in 2A gezeigt ist, zeigt.
  • 2C ist eine Querschnittsansicht, die das Solarzellen-Modul, das in 1 gezeigt ist, zeigt.
  • 3A ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines Solarzellen-Moduls zeigt.
  • 3B ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen eines Solarzellen-Moduls zeigt.
  • 3C ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zum Herstellen eines Solarzellen-Moduls zeigt.
  • 3D ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zur Herstellen eines Solarzellen-Moduls zeigt.
  • 3E ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zur Herstellen eines Solarzellen-Moduls zeigt.
  • 3F ist eine Querschnittsansicht, die das Verfahren zur Herstellen eines Solarzellen-Moduls zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform eines Solarzellen-Moduls und eines Verfahrens zum Herstellen desselben, die die Erfindung betrifft, unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben werden.
  • In den jeweiligen Zeichnungen sind, um den jeweiligen Komponenten in den Zeichnungen eine verständliche Größe zu geben, die Dimensionen und die Proportionen der jeweiligen Komponenten im Vergleich zu den echten Komponenten je nach Bedarf abgewandelt.
  • 1 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die ein Solarzellen-Modul aus amorphem Silizium gemäß einer Ausführungsform, die die Erfindung betrifft, zeigt.
  • 2A bis 2C sind Querschnittsansichten, die eine geschichtete Anordnung des Solarzellen-Moduls aus 1 zeigen.
  • 2A ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X1-X2 aus 1.
  • 2B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die den Bereich, der durch das Bezugszeichen A in 2A angegeben ist, zeigt.
  • 2C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y1-Y2 aus 1.
  • Ein Solarzellen-Modul 10 gemäß der Ausführungsform beinhaltet eine Anordnung, in der eine Mehrzahl von photovoltaischen Zellen 21, die elektrisch in Reihe verbunden sind, auf einer ersten Seite 11a eines Substrats 11 gebildet sind.
  • Die photovoltaische Zelle 21 beinhaltet einen geschichteten Körper 12, in dem eine erste Elektrodenschicht 13, eine Leistungserzeugungsschicht 14, eine Pufferschicht 15, und eine zweite Elektrodenschicht 16 in dieser Reihenfolge geschichtet sind.
  • Zwischen den photovoltaischen Zellen 21 ist eine Ritzlinie 20 an den photovoltaischen Zellen, die zueinander benachbart sind, gebildet.
  • Die Ritzlinie 20 ist auf der ersten Elektrodenschicht 13 gebildet; dadurch sind die photovoltaischen Zellen 21 getrennt.
  • In dem Solarzellen-Modul 10 gemäß der Ausführungsform sind Laserritzlöcher 30 (Ritzloch) so gebildet, dass sie die Leistungserzeugungsschicht 14, die Pufferschicht 15 und die zweite Elektrodenschicht 16 durchdringen.
  • Ein Shunt-Bereich 31 ist an dem Rand eines Laserritzloches 30 erzeugt, und ein Bypass-Pfad, der durch den Shunt-Bereich 31 gebildet ist, ist an dem Laserritzloch 30 bereitgestellt.
  • Aus diesem Grund ist es, selbst wenn der Ertrag aufgrund des Auftretens einer Fehlfunktion in einer der photovoltaischen Zellen sinkt, möglich, da der Shunt-Bereich 31, der um das Laserritzloch 30 herum erzeugt ist, als ein Bypass-Pfad wirkt, dass ein elektrischer Strom in dem Bypass-Pfad fließt.
  • Infolgedessen sinkt die Spannung, die an die photovoltaische Zelle, deren Ertrag verringert ist, anzulegen ist, und es ist möglich, zu verhindern, dass die photovoltaische Zelle, deren Ertrag verringert ist, kaputt geht.
  • Als ein Ergebnis ist, in dem Solarzellen-Modul 10 gemäß der Ausführungsform, keine komplizierte Anordnung notwendig, es ist möglich, zu verhindern, dass ein Hotspot-Phänomen erzeugt wird, und es ist möglich, eine exzellente Zuverlässigkeit des Solarzellen-Moduls 10 zu erhalten.
  • Das Substrat 11 ist aus einem Isolierungsmaterial gebildet, das einen hohen Grad an Sonnenlichttransparenz und Haltbarkeit aufweist, wie etwa ein Glas oder ein transparentes Harz.
  • In dem Solarzellen-Modul 10 fällt Sonnenlicht S auf einer zweiten Seite 11b des Substrats 11, die der ersten Seite 11a gegenüberliegt, ein.
  • In dem geschichteten Körper 12 sind die erste Elektrodenschicht 13 (untere Elektrode), die Leistungserzeugungsschicht 14 (Halbleiterschicht), die Pufferschicht 15, und die zweite Elektrodenschicht 16 (obere Elektrode) aufeinanderfolgend auf der ersten Seite 11a des Substrats 11 geschichtet.
  • Die erste Elektrodenschicht 13 (untere Elektrode) ist aus einem transparenten elektrisch leitfähigen Material gebildet, zum Beispiel, aus einem oxidativen Metallprodukt, das eine optische Transparenz aufweist, wie etwa SnO2, ITO (Indiumzinnoxid), ZnO (Zinkoxid), oder dergleichen.
  • Die Leistungserzeugungsschicht 14 (Halbleiterschicht) weist eine Anordnung mit einem pin-Übergang auf, in der, zum Beispiel, ein Film aus amorphem Silizium des i-Typs 14i zwischen einem Film aus amorphen Silizium des p-Typs 14p und einem Film aus amorphem Silizium des n-Typs 14n angeordnet ist, wie es in 2B gezeigt ist.
  • Wenn Sonnenlicht auf die Leistungserzeugungsschicht 14 einfällt, werden Elektronen und Löcher erzeugt, und Elektronen und Löcher werden zwischen dem Film aus amorphem Silizium des p-Typs 14p und dem Film aus amorphem Silizium des n-Typs 14n aktiviert.
  • Eine Differenz in den elektrischen Potentialen zwischen der ersten Elektrodenschicht 13 und der zweiten Elektrodenschicht 16 wird erzeugt, wenn die vorstehend beschriebene Handlung kontinuierlich wiederholt wird (photoelektrische Wandlung).
  • Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Pufferschicht 15 zwischen der Leistungserzeugungsschicht 14 und der zweiten Elektrodenschicht 16, die oberhalb der Leistungserzeugungsschicht 14 gebildet ist, angeordnet ist.
  • Dadurch, dass die Pufferschicht 15 zwischen der Leistungserzeugungsschicht 14 und der zweiten Elektrodenschicht 16 angeordnet ist, ist es möglich, ein Diffundieren von Silizium aus der zweiten Elektrodenschicht 16 in die Leistungserzeugungsschicht 14 zu reduzieren und die Reaktion hiervon zu unterbinden.
  • Ein Material, das zum Bilden der vorstehenden Pufferschicht 15 verwendet wird, ist, zum Beispiel, ZnO oder dergleichen.
  • Die zweite Elektrodenschicht 16 (obere Elektrode) ist aus einem Lichtreflexionsfilm, der eine elektrische Leitfähigkeit besitzt, gebildet, wie etwa Ag (Silber), Al (Aluminium), oder dergleichen.
  • Es ist möglich, die zweite Elektrodenschicht 16 unter Verwendung eines Filmbildungsverfahren, zum Beispiel, eines Sputterns oder dergleichen, zu bilden.
  • Der vorstehende geschichtete Körper 12 wird durch das Bilden der Ritzlinie 20 in eine Mehrzahl von geschichteten Körpern getrennt.
  • Aus diesem Grund werden, zum Beispiel, eine Mehrzahl von photovoltaischen Zellen 21, deren äußere Form eine längslaufende rechteckige Form aufweist, auf dem Substrat 11a gebildet.
  • Jede der photovoltaischen Zellen 21 ist elektrisch getrennt, und benachbarte photovoltaische Zellen 21 sind elektrisch miteinander in Reihe verbunden.
  • In der vorstehenden Ausgestaltung sind alle photovoltaischen Zellen 21, die den vorstehend erwähnten geschichteten Körper 12 aufweisen, elektrisch miteinander in Reihe verbunden.
  • Aus diesem Grund ist es möglich, eine elektrische Leistung zu erhalten, bei der die Differenz in den elektrischen Potentialen groß ist, und bei der die Menge des elektrischen Stroms groß ist.
  • Die Ritzlinie 20 wird dadurch gebildet, dass der geschichtete Körper 12 mit einem Laserlicht oder dergleichen bestrahlt wird, nachdem, zum Beispiel, der geschichtete Körper 12 gleichförmig auf der ersten Seite 11a des Substrats 11 gebildet wurde.
  • Somit wird eine Rille, die eine vorbestimmte Länge aufweist, auf dem geschichteten Körper 12 gebildet.
  • Insbesondere sind, in dem Solarzellen-Modul 10 gemäß der Ausführungsform, wie sie in den 1 und 2C gezeigt ist, eine Mehrzahl von Laserritzlöchern 30 so gebildet, dass sie die Leistungserzeugungsschicht 14, die Pufferschicht 15, und die zweite Elektrodenschicht 16 durchdringen.
  • Die Shunt-Bereiche 31 sind an den Rändern der Laserritzlöcher 30 erzeugt; dadurch werden Bypass-Pfade bereitgestellt.
  • Wie in 1 gezeigt, sind die Laserritzlöcher 30 auf einer Linie parallel zu der Ritzlinie 20 angeordnet.
  • In einer herkömmlichen photovoltaischen Zelle wird, wenn Verschmutzungen auf einer Lichteinfallfläche (zweite Seite 11b) landen, oder wenn die Lichteinfallfläche schattiert ist, der Gesamtertrag des Solarzellen-Moduls herabgesetzt.
  • Weiterhin wird eine photovoltaische Zelle, deren Ertrag herabgesetzt ist, zu einem elektrischen Widerstand in der Reihenschaltung, die aus einer Mehrzahl von photovoltaischen Zellen besteht, und eine Spannung (Vorspannung) wird an beide Enden der photovoltaischen Zelle in einer umgekehrten Richtung angelegt.
  • In diesem Fall sammelt sich ein elektrischer Strom in dem Defektbereich in der photovoltaischen Zelle, und ein Phänomen lokaler Hitze (Hotspot-Phänomen) wird erzeugt.
  • Im Gegensatz dazu ist es, da der Shunt-Bereich 31 in dem Solarzellen-Modul 10 gemäß der Ausführungsform als ein Bypass-Pfad wirkt, möglich, zu unterbinden, dass sich die ganze umgekehrte Spannung, die in der photovoltaischen Zelle erzeugt wird, lokal ansammelt.
  • Als ein Ergebnis, ist es möglich, zu verhindern, dass ein Hotspot gebildet wird.
  • Die Erfindung beschränkt nicht die Positionen, an denen die Laserritzlöcher 30 zu bilden sind, die Form der Laserritzlöcher 30, die Größe der Laserritzlöcher 30, oder dergleichen.
  • Der Füllfaktor (FF) einer Solarzelle kann herabgesetzt sein, abhängig von den Bedingungen des Bildens eines Laserritzloches 30 in dem Schritt des Bildens.
  • Wenn, zum Beispiel, die Anzahl der Ritzlöcher 30 mehr als notwendig steigt, werden ihre Eigenschaften herabgesetzt.
  • Aus diesem Grund ist es, um eine Beständigkeit gegenüber Hotspots zu erhalten, bevorzugt, dass die Anzahl der Ritzlöcher 30 und die Positionen, an denen die Laserritzlöcher 30 zu bilden sind, so bestimmt werden, dass der FF-Wert in einem Bereich von, zum Beispiel, FF ≥ 0,60 liegt.
  • Insbesondere ist es bevorzugt, dass, zum Beispiel, die Laserritzlöcher 30 auf dem geschichteten Körper 12 gebildet werden und dass die Ritzlöcher in einer linearen Orientierung angeordnet werden.
  • Dadurch ist es, ohne die Eigenschaften herabzusetzen, möglich, die Bildung eines Hotspots effizient zu minimieren.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des Solarzellen-Moduls 10, das die vorstehend beschriebene Ausgestaltung aufweist, beschrieben werden.
  • Die 3A bis 3F sind Querschnittsansichten, die aufeinanderfolgende Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines Solarzellen-Moduls, das die Erfindung betrifft, zeigen.
  • Jede der 3A bis 3F entspricht einer Querschnittsansicht entlang der Linie Y1-Y2 aus 1.
  • In dem Verfahren zum Herstellen eines Solarzellen-Moduls gemäß der Ausführungsform wird ein Teil der Leistungserzeugungsschicht 14, der Pufferschicht 15, und der zweiten Elektrodenschicht 16 durch Bestrahlung mit einem Laserlicht entfernt, und die Laserritzlöcher 30 werden dadurch gebildet.
  • Weiterhin wird, durch Verwendung von Hitze, die zu der Zeit des Bestrahlens mit dem Laserlicht erzeugt wird, ein Shunt-Bereich 31 an einer bearbeiteten Randfläche rd der Leistungserzeugungsschicht 14, der Pufferschicht 15, und der zweiten Elektrodenschicht 16 erzeugt.
  • Der Shunt-Bereich 31 wirkt als ein Bypass-Pfad.
  • Als ein Ergebnis kann, in dem Verfahren zum Herstellen eines Solarzellen-Moduls gemäß der Ausführungsform, das Verfahren in der Vorrichtung, die bereits installiert wurde, verwendet werden, ohne die Anzahl der Schritte des Herstellens von Solarzellen-Modulen zu erhöhen. Es ist möglich, die Kosten des Herstellens zu reduzieren, ein Hotspot-Phänomen zu verhindern, und ein Solarzellen-Modul 10 herzustellen, das eine exzellente Zuverlässigkeit aufweist.
  • Wie nachstehend beschrieben, werden die Schritte aufeinanderfolgend beschrieben werden.
    • (1) Zunächst wird ein Substrat 11 bereitgestellt.
  • Das Substrat 11 ist aus einem Isolierungsmaterial gebildet, das einen hohen Grad an Sonnenlichttransparenz und Haltbarkeit aufweist, wie etwa ein Glas oder ein transparentes Harz.
    • (2) Als Nächstes wird, wie in 3A gezeigt, eine erste Elektrodenschicht 13 auf einer ersten Seite 11a des Substrats 11 gebildet.
  • Die erste Elektrodenschicht 13 ist eine TCO-Elektrode (Transparentes Leitendes Oxid), die aus einem oxidativen Metallprodukt, das eine optische Transparenz aufweist, gebildet ist, wie etwa AZO (Al-dotiertes ZnO), GZO (Ga-dotiertes ZnO) ITO (Indiumzinnoxid), oder dergleichen.
    • (3) Als Nächstes werden, wie in 3B gezeigt, ein Film aus amorphem Silizium des p-Typs 14p, ein Film aus amorphem Silizium des i-Typs 14i, und ein Film aus amorphem Silizium des n-Typs 14n der Leistungserzeugungsschicht 14 auf der ersten Elektrodenschicht 13 gebildet (siehe 2B).
  • Jeder der Filme 14p, 14i, und 14n wird in einer Plasma-CVD-Reaktionskammer zur exklusiven Verwendung gebildet, in der jeder Film gebildet wird.
  • Der Film aus amorphem Silizium des p-Typs 14p wird in einer Reaktionskammer unter Verwendung eines Plasma-CVD-Verfahrens gebildet.
  • Die Bedingung zum Bilden des Films ist, zum Beispiel, so, dass die Substrattemperatur 180 bis 200°C beträgt, dass die Frequenz der Spannungsversorgung 13,56 MHz beträgt, und dass der ininere Druck der Reaktionskammer 70 bis 120 Pa beträgt.
  • Des Weiteren beträgt, in Bezug auf die Bedingungen der Flussraten reaktiver Gase, Monosilan (SiH4) 300 sccm, Wasserstoff (H2) beträgt 2300 sccm, Diboran (B2H6/H2), das Wasserstoff als ein verdünntes Gas beinhaltet, beträgt 180 sccm, und Methan (CH4) beträgt 500 sccm.
  • Der Film aus amorphem Silizium des i-Typs 14i wird in einer Reaktionskammer unter Verwendung eines Plasma-CVD-Verfahrens gebildet.
  • Die Bedingung zum Bilden des Films ist, zum Beispiel, so, dass die Substrattemperatur 180 bis 200°C beträgt, dass die Frequenz der Spannungsversorgung 13,56 MHz beträgt, und dass der innere Druck der Reaktionskammer 70 bis 120 Pa beträgt.
  • Des Weiteren beträgt, in Bezug auf die Bedingung der Flussrate eines reaktiven Gases, Monosilan (SiH4) 1200 sccm.
  • Der Film aus amorphem Silizium des n-Typs 14n wird in einer Reaktionskammer unter Verwendung eines Plasma-CVD-Verfahrens gebildet.
  • Die Bedingung zum Bilden des Films ist, zum Beispiel, so, dass die Substrattemperatur 180 bis 200°C beträgt, dass die Frequenz der Spannungsversorgung 13,56 MHz beträgt, und dass der innere Druck der Reaktionskammer 70 bis 120 Pa beträgt.
  • Des Weiteren beträgt, in Bezug auf die Bedingung der Flussrate eines reaktiven Gases, Phosphin (PH3/H2), das Wasserstoff als ein verdünntes Gas beinhaltet, 200 sccm.
    • (4) Als Nächstes werden, wie in 3C gezeigt, die Pufferschicht 15 und die zweite Elektrodenschicht 16 unter Verwendung eines Sputter-Verfahrens aufeinanderfolgend auf der Leistungserzeugungsschicht 14 gebildet.
  • Die Pufferschicht 15 und die zweite Elektrodenschicht 16 werden in derselben Vorrichtung fortlaufend unter Verwendung, zum Beispiel, einer Sputter-Vorrichtung des Inline-Typs gebildet (Filmbildung).
  • Des Weiteren kann eine Passivierungsschicht 17 auf der zweiten Elektrodenschicht 16 unter Verwendung, zum Beispiel, eines Sputter-Verfahrens oder dergleichen gebildet werden.
    • (5) Als Nächstes wird die Ritzlinie 20 durch Bestrahlen der Leistungserzeugungsschicht 14, der Pufferschicht 15, und der zweiten Elektrodenschicht 16 mit, zum Beispiel, einem Laserstrahl oder dergleichen gebildet.
  • Hierdurch wird der geschichtete Körper 12 in einer Mehrzahl von geschichteten Körpern getrennt, und eine Mehrzahl von photovoltaischen Zellen 21, die eine längslaufende rechteckige Form aufweisen, wird dadurch erhalten.
  • Die photovoltaischen Zellen 21 sind elektrisch voneinander getrennt.
  • Des Weiteren sind die photovoltaischen Zellen 21, die zueinander benachbart sind, elektrisch in Reihe verbunden.
    • (6) Als Nächstes werden, wie in den 3D und 3E gezeigt, die Leistungserzeugungsschicht 14, die Pufferschicht 15, und die zweite Elektrodenschicht 16 durch Bestrahlen eines vorbestimmten Abschnitts der zweiten Seite 11b des Substrats 11 mit einem Laserlicht r entfernt, und das Laserritzloch 30 wird dadurch gebildet.
  • Insbesondere werden, durch Scannen der zweiten Seite 11b (auf der ersten Elektrodenschicht 13) mit dem Bestrahlungsspot rp des Laserlichts r, die Leistungserzeugungsschicht 14, die Pufferschicht 15, und die zweite Elektrodenschicht 16, die an der Position, die der Position des Bestrahlungsspots rp entspricht, gebildet sind, entfernt.
  • Die Laserritzlöcher 30 sind in einer Richtung parallel zu der Ritzlinie 20 angeordnet.
  • Als das Laserlicht r wird, zum Beispiel, IR-Laserlicht verwendet.
  • Durch Verwendung eines Laserlicht-Oszillators, der ein Infrarotlicht oszilliert, wird IR-Laserlicht (Infrarot) erzeugt, und es ist möglich, die zweite Seite 11b des Substrats 11 mit dem Laserlicht zu bestrahlen.
  • Das Infrarotlicht ist Licht, das eine Wellenlänge größer als 780 nm aufweist, und wird als eine Hitzewelle bezeichnet.
  • Das Infrarotlicht ist ein Licht, das einen großen Hitzeeffekt erzeugt.
  • Als das IR-Laserlicht wird CO2-Laserlicht oder YAG-Laserlicht (Yttrium-Aluminium-Garnet-Laser) verwendet.
  • Wenn YAG-Laserlicht verwendet wird, weist das IR-Laserlicht eine Grundwelle auf (eine Wellenlänge von 1064 nm), und es ist möglich, den Durchmesser des Spots rp groß, wie etwa, 60 μm oder mehr, zu machen.
  • Wenn die zuvor genannte Leistungserzeugungsschicht 14, die Pufferschicht 15, die zweite Elektrodenschicht 16, und die Passivierungsschicht 17 durch die Bestrahlung mit dem IR-Laserlicht geätzt werden, werden Beschädigungen an der bearbeiteten Randfläche rd der Schichten 14, 15, 16, und 17 erzeugt.
  • Insbesondere kleben Partikel, die verdampft und von den Schichten 14, 15, 16, und 17 entfernt werden, an der bearbeiteten Randfläche rd als ein Ergebnis der Hitze zu der Zeit der Bestrahlung mit dem Laserlicht.
  • Die vorstehenden Partikel sind hauptsächlich TCO (Transparentes Leitendes Oxid).
  • Des Weiteren beinhaltet die Wellenlänge, die von der Leistungserzeugungsschicht 14 zu absorbieren ist, eine Infrarot-Wellenlänge, wodurch, als ein Ergebnis, eine Beschädigung, wie etwa eine Elektromigration oder dergleichen, erzeugt wird.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird, dadurch, dass die Beschädigung an der bearbeiteten Randfläche rd der Schichten 14, 15, 16, und 17 erzeugt wird, ein kurzgeschlossener Abschnitt, in dem die Schichten 14, 15, 16, und 17 elektrisch miteinander kurgeschlossen sind, gebildet, das heißt, der Shunt-Bereich 31 wird gebildet.
  • Schließlich wird, wie in 3F gezeigt, das Solarzellen-Modul 10, das in den 1 und 2A bis 2C gezeigt ist, erhalten.
  • In anderen Fällen wird, in dem Verfahren zum Herstellen des vorstehend beschriebenen Solarzellen-Moduls 10, eine Mehrzahl von Laserritzlöchern 30 in der Richtung parallel zu der Ritzlinie 20 angeordnet. Allerdings kann die Richtung, in der die Laserritzlöcher 30 angeordnet sind, auch eine Richtung orthogonal zu der Ritzlinie 20 sein, oder kann eine Richtung sein, die die Ritzlinie in einem vorbestimmten Winkel schneidet.
  • In dem Solarzellen-Modul 10, das in der vorstehend beschriebenen Art und Weise hergestellt ist, ist es, selbst wenn der Ertrag aufgrund des Auftretens einer Fehlfunktion in einer der photovoltaischen Zellen sinkt, möglich, da der Shunt-Bereich, der um das Laserritzloch herum erzeugt ist, als ein Bypass-Pfad wirkt, dass ein elektrischer Strom in dem Bypass-Pfad fließt.
  • Infolgedessen sinkt die Spannung, die an die photovoltaische Zelle, deren Ertrag verringert ist, anzulegen ist, und es ist möglich, zu verhindern, dass die photovoltaische Zelle, deren Ertrag verringert ist, kaputt geht.
  • Als ein Ergebnis wird, in dem Solarzellen-Modul 10, verhindert, dass der Ertrag des Solarzellen-Moduls 10 herabgesetzt wird, und es ist möglich, ein Hotspot-Phänomen zu verhindern und eine exzellente Zuverlässigkeit zu erhalten.
  • Beispiele
  • Als Nächstes werden Beispiele der Erfindung beschrieben werden.
  • In den Beispielen wurde ein Solarzellen-Modul in der nachstehend beschriebenen Art und Weise hergestellt.
  • Als Erstes wurde eine erste Elektrodenschicht auf einem transparenten Substrat gebildet.
  • Als Nächstes wurde je ein Film aus amorphem Silizium des p-Typs, ein Film aus amorphem Silizium des i-Typs, und ein Film aus amorphem Silizium des n-Typs auf der ersten Elektrodenschicht in der Plasma-CVD-Reaktionskammer zur exklusiven Verwendung zum Bilden jedes Films gebildet, und die Leistungserzeugungsschicht wurde dadurch gebildet.
  • Als Nächstes wurden, nachdem die Leistungserzeugungsschicht durch Laserbestrahlung abgetrennt worden war, eine Pufferschicht und eine zweite Elektrodenschicht unter Verwendung eines Sputter-Verfahrens aufeinanderfolgend auf der Leistungserzeugungsschicht gebildet.
  • Als Nächstes wurde eine Ritzlinie (Ritzlinie) durch Bestrahlen der ersten Elektrodenschicht, der Leistungserzeugungsschicht, und der zweiten Elektrodenschicht mit einem Laserstrahl gebildet.
  • Als Nächstes wurden Laserritzlöcher so gebildet, dass sie die Leistungserzeugungsschicht, die Pufferschicht, und die zweite Elektrodenschicht durchdringen.
  • Nachstehend werden die Bedingungen, unter denen die Laserritzlöcher in den Beispielen 1 bis 8 und in einem Vergleichsbeispiel gebildet wurden, beschrieben werden.
  • Beispiele 1 bis 4
  • Die Laserritzlöcher wurden unter Verwendung von YAG-Laserlicht (Wellenlänge von 1064 nm) gebildet. Der Strahldurchmesser betrug 45 μm. Die Bedingung der Bestrahlung mit dem Laserlicht betrug 0,7 bis 1,0 (J/cm2).
  • In den Beispielen 1 bis 4 wurde eine Mehrzahl von Laserritzlöchern in einer Richtung parallel zu der Ritzlinie gebildet.
  • Der Abstand zwischen den Laserritzlöchern ist in der Tabelle 1 gezeigt.
  • Beispiele 5 bis 8
  • Die Laserritzlöcher wurden unter Verwendung von YAGSHG-Laserlicht (Yttrium-Aluminium-Garnet-Laser zum Erzeugen einer zweiten Harmonischen, Wellenlänge von 532 nm) gebildet. Der Strahldurchmesser betrug 45 μm. Die Bedingung der Bestrahlung mit dem Laserlicht betrug 0,7 bis 1,0 (J/cm2).
  • In den Beispielen 5 bis 8 wurde eine Mehrzahl von Laserritzlöchern in einer Richtung parallel zu der Ritzlinie gebildet.
  • Der Abstand zwischen den Laserritzlöchern ist in der Tabelle 1 gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel
  • In dem Vergleichsbeispiel wurden keine Laserritzlöcher gebildet.
  • Das Solarzellen-Modul der Beispiele 1 bis 8 und das Solarzellen-Modul des Vergleichsbeispiels wurden einem Hotspot-Test unterzogen.
  • In einem Verfahren zum Auswerten jedes der Solarzellen-Module wird der FF-Wert, der erhalten wird, bevor ein Hotspot-Toleranztest unter IEC-61646 (2008) (nachstehend als HS-Test bezeichnet) durchgeführt worden ist, mit dem FF-Wert verglichen, der erhalten wird, nachdem der HS-Test durchgeführt wurde.
  • Das Ergebnis der Auswertung ist in Tabelle 1 gezeigt. (Tabelle 1)
    Art des Lasers Durchmesser des Strahls [μm] Abstand zwischen Punkten [μm] Bereich des Ausgangswert FF-Werts Nach HS-Test
    Beispiel 1 YAG 45 50 0,65–0,73 0,6–0,7
    Beispiel 2 YAG 45 100 0,65–0,73 0,6–0,68
    Beispiel 3 YAG 45 200 0,65–0,73 0,6–0,68
    Beispiel 4 YAG 45 500 0,65–0,73 0,6–0,65
    Beispiel 5 YAGSHG 45 50 0,65–0,73 0,6–0,7
    Beispiel 6 YAGSHG 45 100 0,65–0,73 0,6–0,68
    Beispiel 7 YAGSHG 45 200 0,65–0,73 0,6–0,68
    Beispiel 8 YAGSHG 45 500 0,65–0,73 0,6–0,65
    Vergleichsbeispiel kein - - 0,65–0,73 0,45–0,6
  • Wie durch die Tabelle 1 belegt wird, wird, in Bezug auf das Solarzellen-Modul des Vergleichsbeispiels, in dem keine Laserritzlöcher gebildet wurden, wenn der FF-Wert (Ausgangswert), der erhalten wird, bevor der HS-Test durchgeführt worden ist, mit dem FF-Wert verglichen wird, der erhalten wird, nachdem der HS-Test durchgeführt wurde, bestätigt, dass der FF-Wert erheblich herabgesetzt ist.
  • Im Gegensatz dazu wird, in Bezug auf das Solarzellen-Modul der Beispiele 1 bis 8, in denen die Laserritzlöcher gebildet wurden, wenn der FF-Wert (Ausgangswert), der erhalten wird, bevor der HS-Test durchgeführt worden ist, mit dem FF-Wert verglichen wird, der erhalten wird, nachdem der HS-Test durchgeführt wurde, bestätigt, dass eine Herabsetzung des FF-Werts deutlich verringert ist.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann die Herabsetzung des FF-Werts in den Beispielen 1 bis 8 deutlich verringert werden. Es wird angenommen, dass dieser Effekt daher rührt, dass der Shunt-Bereich, der um das Laserritzloch herum erzeugt wird, als ein Bypass-Pfad wirkt.
  • Wie vorstehend beschrieben, werden ein Solarzellen-Modul und ein Verfahren zum Herstellen des Solarzellen-Moduls, die die Erfindung betreffen, beschrieben, aber der technische Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es können verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden, ohne von dem Gegenstand der Erfindung abzuweichen.
  • In dem vorstehend erwähnten Solarzellen-Modul wird, zum Beispiel, eine Anordnung mit einer Einzel-Zelle, die eine einzelne Leistungserzeugungsschicht aufweist, verwendet und als eine Modulanordnung illustriert. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt.
  • Die Anordnung der Erfindung kann auch auf eine Mehrfach-Zelle angewandt werden, in der eine Mehrzahl von Leistungserzeugungsschichten geschichtet sind.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die Erfindung ist weithin anwendbar auf ein Solarzellen-Modul und ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2009-056777 [0002]
    • JP 2001-068696 [0020]
    • JP 2002-76402 [0021]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • IEC-61646 (2008) [0160]

Claims (3)

  1. Solarzellen-Modul, umfassend: eine Mehrzahl von photovoltaischen Zellen, die einen geschichteten Körper beinhalten, in dem eine erste Elektrodenschicht, eine Leistungserzeugungsschicht, und eine zweite Elektrodenschicht der Reihe nach geschichtet sind, wobei die photovoltaischen Zellen elektrisch miteinander in Reihe verbunden sind; eine Ritzlinie, die die photovoltaischen Zellen, die zueinander benachbart sind, in die photovoltaischen Zellen trennt; ein Ritzloch, das so gebildet ist, dass es die Leistungserzeugungsschicht und die zweite Elektrodenschicht durchdringt; und einen Bypass-Pfad, der aus einem Shunt-Bereich gebildet ist, wobei der Shunt-Bereich an einem Rand des Ritzloches erzeugt ist.
  2. Solarzellen-Modul nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine Mehrzahl von Ritzlöchern, die so gebildet sind, dass sie die Leistungserzeugungsschicht und die zweite Elektrodenschicht durchdringen.
  3. Verfahren zum Herstellen eines Solarzellen-Moduls, umfassend: Bilden eines geschichteten Körpers, in dem eine erste Elektrodenschicht, eine Leistungserzeugungsschicht, und eine zweite Elektrodenschicht der Reihe nach auf einem Substrat geschichtet sind; Bilden einer Mehrzahl von photovoltaischen Zellen, die elektrisch in Reihe verbunden sind, durch Bilden einer Ritzlinie; Bilden eines Ritzloches, das die Leistungserzeugungsschicht und die zweite Elektrodenschicht durchdringt, durch Bestrahlen eines Teils der Leistungserzeugungsschicht und der zweiten Elektrodenschicht mit einem Laserlicht; und Bilden eines Bypass-Pfades, der einen Shunt-Bereich beinhaltet, welcher an einer bearbeiteten Randfläche der Leistungserzeugungsschicht und der zweiten Elektrodenschicht unter Verwendung von Hitze erzeugt wird, wobei die Hitze zu der Zeit der Bestrahlung mit dem Laserlicht erzeugt wird.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9141413B1 (en) 2007-11-01 2015-09-22 Sandia Corporation Optimized microsystems-enabled photovoltaics
US9093586B2 (en) 2007-11-01 2015-07-28 Sandia Corporation Photovoltaic power generation system free of bypass diodes
WO2011114761A1 (ja) * 2010-03-18 2011-09-22 富士電機システムズ株式会社 薄膜太陽電池及びその製造方法
KR101395792B1 (ko) * 2012-06-22 2014-05-19 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 집적 광기전력 모듈
US9831369B2 (en) 2013-10-24 2017-11-28 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Photovoltaic power generation system with photovoltaic cells as bypass diodes
JP6350981B2 (ja) * 2013-11-28 2018-07-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池
TWI765653B (zh) * 2021-04-09 2022-05-21 凌巨科技股份有限公司 太陽能電池模組與太陽能電池顯示裝置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001068696A (ja) 1999-08-25 2001-03-16 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜光電変換モジュール
JP2002076402A (ja) 2000-08-30 2002-03-15 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜太陽電池モジュール
JP2009056777A (ja) 2007-09-03 2009-03-19 Tosoh Corp 多層積層体

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8330578D0 (en) * 1983-11-16 1983-12-21 Rca Corp Inter-connected photovoltaic devices
JPH11112010A (ja) 1997-10-08 1999-04-23 Sharp Corp 太陽電池およびその製造方法
JP4563085B2 (ja) * 2004-06-15 2010-10-13 三菱重工業株式会社 薄膜太陽電池
JP2006005220A (ja) 2004-06-18 2006-01-05 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法
CN100559613C (zh) * 2008-04-25 2009-11-11 中电电气（南京）光伏有限公司 带有热斑激光刻蚀环的硅太阳能电池及其制备方法
CN100559614C (zh) * 2008-08-28 2009-11-11 苏州富能技术有限公司 薄膜太阳电池模块及其加工方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001068696A (ja) 1999-08-25 2001-03-16 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜光電変換モジュール
JP2002076402A (ja) 2000-08-30 2002-03-15 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜太陽電池モジュール
JP2009056777A (ja) 2007-09-03 2009-03-19 Tosoh Corp 多層積層体

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEC-61646 (2008)

Also Published As

Publication number Publication date
KR101219111B1 (ko) 2013-01-11
JPWO2010103826A1 (ja) 2012-09-13
TW201104888A (en) 2011-02-01
KR20110099061A (ko) 2011-09-05
JP5145456B2 (ja) 2013-02-20
CN102292819A (zh) 2011-12-21
US20110308565A1 (en) 2011-12-22
WO2010103826A1 (ja) 2010-09-16

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