DE112010001629T5 - Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls, das mit einemKantenraum versehen ist - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls, das mit einemKantenraum versehen ist Download PDF

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Abstract

Solarzellenmodul mit einem bevorzugten Kantenraum, wobei verhindert wird, dass Eigenschaften einer Solarzelle wie Konversionseffizienz verschlechtert werden, ohne dass die Verfahren kompliziert sind. Sei einem Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls, umfassend ein Substratglas, eine erste Schicht, gebildet auf dem Substratglas, und eine zweite Schicht, gebildet auf der ersten Schicht umfasst das Verfahren einen Schritt der Bildung eines ersten Kantenraumes mit einer ersten Breite durch Entfernung der ersten Schicht und der zweiten Schicht um eine erste Breite von einem Endteil des Glassubstrates und einen Schritt der Bildung eines zweiten Kantenraumes durch Entfernung nur der zweiten Schicht um eine zweite Breite von dem Endteil des Glassubstrates, wobei die Breite des zweiten Kantenraumes größer ist als die Breite des ersten Kantenraumes.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft eine Technik eines Solarzellenmoduls mit einem Kantenraum und mehr spezifisch ein Dünnfilm-Solarzellenmodul auf CIS-Basis (allgemeiner Name einer CuInSe2-Basis, umfassend CIS, CIGS, CIGSS oder dgl.).
  • Stand der Technik
  • Bei einem Dünnfilm-Solarzellenmodul auf CIS-Basis werden üblicherweise Schichten, umfassend eine metallische Basis-Elektrodenschicht, eine Lichtabsorptionsschicht vom p-Typ, eine Pufferschicht mit hoher Resistenz und eine Fensterschicht vom n-Typ (leitender transparenter Film) jeweilig auf der Oberfläche eines Substrates (109) laminiert, unter Bildung eines Dünnfilm-Solarzellenmoduls auf CIS-Basis. Ein Füllstoff (103) mit einer Abdichtwirkung wie EVA(Ethylen-Vinyl-Acetat)-Harz, PVB (Polyvinylbutyral), etc. wird darauf gegeben und ein Abdeckglas (102) einer oberen Oberfläche wird darauf laminiert und verbunden. Das erhaltene Solarzellenmodul wird durch einen Rahmen (101) aus Aluminium, etc. umgeben, um einen Endteil des Solarzellenmoduls zu bedecken. Zwischen dem Rahmen und dem Solarzellenmodul wird ein Harz in Sandwichform angeordnet (in der Zeichnung nicht dargestellt), um zu verhindern, dass Feuchtigkeit wie Wasser vom Endteil des Abdeckglases (102) eindringt und um eine Witterungsresistenz zu verbessern (siehe 1).
  • Auf der anderen Seite gibt es ein rahmenloses Solarzellenmodul, mit dem ein Aluminiumrahmen nicht verbunden ist, um das Solarzellenmodul leichter zu machen und die Produktionskosten zu vermindern. Als ein solches rahmenloses Solarzellenmodul wird ein Solarzellenmodul, das einen Lichtaufnahme-Oberflächenseitenfilm, einen lichtaufnehmenden Oberflächenseitenfüllstoff, eine Vielzahl von Solarzellenelementen, die elektrisch durch Verbindungsstäbe miteinander verbunden sind, einen Rückseitenfüllstoff und einen Rückseitenfilm, die aufeinanderfolgend so angeordnet sind, dass sie gestapelt sind, und eine Struktur aufweist, worin ein peripherer Kantenteil des lichtaufnehmenden Oberflächenseitenfilms mit einem peripheren Kantenteil des Rückseitenfilmes fusionsgeschmolzen ist, vorgeschlagen (siehe Patentdokument 1).
  • Als anderes rahmenloses Solarzellenmodul wird eine Struktur vorgeschlagen, worin dann, wenn ein rahmenloses Solarzellenmodul auf ein zu verbindendes Teil gelegt wird, wie ein Dach eines Hauses mit einem Gradienten, stabförmige Verbindungsfüllstoffe zwischen den Solarzellenmodulen nebeneinander in Richtung des Gradienten des zu verbindenden Teils gehalten sind, um die Solarzellenmodule so zu legen, dass alle stabförmigen Verbindungsfüllstoffe nicht von den Oberflächen der Solarzellenmodulen sich erstrecken (siehe Patentdokument 2).
  • Ein rahmenloses Solarzellenmodul, das einen Kantenraum hat (ein Raum, bei dem Vorrichtungsschichten nicht gestapelt sind), vorgesehen in einer Peripherie eines Solarzellenschaltkreise, wird ebenfalls vorgeschlagen (siehe 2 und Patentdokument 3). Wenn der Kantenraum vorgesehen wird, muss der Rahmen nicht verbunden sein und die Produktionskosten können besser vermindert werden und das Solarzellenmodul kann leichter gemacht werden als das Solarzellenmodul eines Typs mit dem Rahmen. Als Herstellungsverfahren des Solarzellenmoduls dieses Typs wird, nachdem ein laminierter Film (eine erste Elektrode (108)/eine Halbleiterschicht (107)/eine zweite Elektrode (104)) auf der gesamten Oberfläche einer lichtaufnehmenden Oberflächenseite eines Substrates (109) gebildet ist, der laminierte Film einer Fläche, die dem Kantenraum entspricht, durch einen Laser oder ein Sandblasgerät, etc. entfernt, unter Bildung des Kantenraums (siehe 2). Beispielsweise offenbart das Patentdokument 4 eine Technik zur Entfernung eines laminierten Filmes einer Kantenraumfläche unter Verwendung eines YAG-Lasers.
  • Dokumente des Standes der Technik
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: JP-A-2006-86390
    • Patentdokument 2: JP-A-2002-322765
    • Patentdokument 3: JP-A-2008-282944
    • Patentdokument 4: JP-T-2002-540950
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Probleme, die diese Erfindung lösen soll
  • Wenn der laminierte Film mit dem Kantenraumes entfernt wird, tritt ein Problem auf, dass eine Leistung (insbesondere Konversionseffizienz) eines Solarzellenschaltkreises verschlechtert wird. Hier bedeutet der Solarzellenschaltkreis den laminierten Film, der auf dem Substrat gebildet ist, bevor der Kantenraum gebildet und das Abdeckglas laminiert ist. Nachfolgend wird ein Prinzip unten beschrieben, bei dem das oben beschriebene Problem bei einer Dünnfilm-Solarzelle auf CIS-Basis auftritt.
  • 3A ist eine Planansicht von einer Lichtaufnahmeoberflächenseite der Dünnfilm-Solarzelle auf CIS-Basis. 3B ist eine vergrößerte Teilansicht der Dünnfilm-Solarzelle auf CIS-Basis in der Richtung senkrecht (a-a' gemäß 3A) zu einer Aufteilungsfurche. Wie in 3A gezeigt ist, wird der Schaltkreis mit einer Vielzahl von Zellen gebildet, die durch Unterteilen der Halbleiterschicht und der zweiten Elektrode durch eine Vielzahl von wechselseitig parallelen Aufteilungsfurchen gebildet sind.
  • Wenn der Kantenraum (ein Teil, umgeben durch die gepunktete Linie in 3A) eines Endteils senkrecht zu den Aufteilungsfurchen durch das Sandblasgerät gebildet ist, kann der laminierte Film in einem Endteil des laminierten Filmes beschädigt werden, der zum Kantenraum frei liegt, unter Zerstörung der Konversionseffizienz des Schaltkreises (nach Bildung des Kantenraumes kann ein Grenzteil zum Kantenraum im laminierten Film möglicherweise beschädigt werden, unter Zerstörung der Konversionseffizienz des Schaltkreises). In einem Verfahren durch das Sandblasgerät tritt als weiteres Problem ein Problem auf, dass das Reinigen des Sandes kompliziert ist, nachdem der Film entfernt ist, unter Erhöhung der Produktionskosten.
  • Wenn auf der anderen Seite der Laser anstelle des Sandblasgerätes verwendet wird, tritt das Problem beim Verfahren des Sandes nicht auf. Zur Entfernung der ersten Elektrode (Mo-Schicht) ist ein starker Laser erforderlich, der 430 W äquivalent ist. Weil die erste Elektrode (Mo-Schicht) stärker ist als eine CIS-Schicht oder die zweite Elektrode, kann ein schwacher Laser, der zur Entfernung der CIS-Schicht oder der zweiten Elektrode erforderlich ist, nicht die erste Elektrode verarbeiten. Als Ergebnis kann, wenn der Kantenraum durch Verwendung des starken Lasers gebildet wird, die CIS-Schicht oder die zweite Elektrode im Endteil des laminierten Filmes, der zum Kantenraum frei liegt, geschmolzen werden, unter Erzeugung eines Nebenschlusses in den Aufteilungsfurchenteilen. Aufgrund des Nebenschlusses tritt ein Problem auf, dass die Konversionseffizienz des Solarenzellenschaltkreises verschlechtert wird.
  • Mittel zur Lösung der Probleme
  • Zur Lösung der oben beschriebenen Probleme hat das Solarzellenmodul gemäß dieser Erfindung einen bevorzugten Kantenraum, der verhindert, dass die Eigenschaften einer Solarzelle wie Konversionseffizienz verschlechtert werden, ohne dass die Verfahren kompliziert gemacht werden.
  • Denn in einem Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls, umfassend ein Substratglas (409), eine erste Schicht (408), gebildet auf dem Substratglas (409), und eine zweite Schicht (404, 405, 406), gebildet auf der ersten Schicht (408), umfasst das Verfahren einen Schritt der Bildung eines ersten Kantenraumes mit einer ersten Breite durch Entfernung der ersten Schicht (408) und der zweiten Schicht (404, 405, 406) um die erste Breite von einem Endteil des Glassubstrates (409) und einen Schritt unter Bildung eines zweiten Kantenraumes durch Entfernung nur der zweiten Schicht um eine zweite Breite von dem Endteil des Glassubstrates, und wobei die Breite des zweiten Kantenraumes größer ist als die Breite des ersten Kantenraumes.
  • Gemäß einem bevorzugten Aspekt dieser Erfindung umfasst in einem Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls mit einem Substratglas (409), einer ersten Schicht (408), gebildet auf dem Substratglas (409) und einer zweiten Schicht (404, 405, 406) gebildet auf der ersten Schicht (408), das Verfahren einen Schritt zur Bildung eines zweiten Kantenraumes durch Entfernung nur der zweiten Schicht (404, 405, 406) mit einer dritten Breite und einen Schritt der Bildung eines ersten Kantenraumes mit einer ersten Breite durch Entfernung von zumindest der ersten Schicht (408) durch die erste Breite von einem Endteil des Glassubstrates (409), wobei die Breite des zweiten Kantenraumes größer ist als die Breite des ersten Kantenraumes.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird die zweite Schicht (404, 405, 406) in eine Vielzahl von Zellen (302) durch eine Vielzahl von Unterteilungsfurchen (301) unterteilt, die die zweite Schicht (404, 405, 406) unterteilen, der zweite Kantenraum wird so gebildet, dass er senkrecht zu den Aufteilungsfurchen (301) ist, und die erste Schicht (408) ist härter als die zweite Schicht (404, 405, 406).
  • Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung ist die dritte Breite 0,1 mm oder mehr und der Schritt der Bildung des ersten Kantenraumes wird durchgeführt durch Entfernen sowohl der ersten Schicht (408) als auch der zweiten Schicht (404, 405, 406).
  • Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung ist die dritte Breite 10,1 mm oder mehr von dem Endteil des Glassubstrates (409) und der Schritt der Bildung des ersten Kantenraumes wird durch Entfernung nur der ersten Schicht (408) durchgeführt.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt dieser Erfindung ist die Breite des ersten Kantenraumes 10 mm oder mehr und die Breite des zweiten Kantenraumes ist um 0,1 mm oder mehr größer als die Breite des ersten Kantenraumes.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt dieser Erfindung umfasst die erste Schicht (408) eine erste Elektrode, umfassend Molybdän, und die zweite Schicht (404, 405, 406) umfasst eine CIS-Schicht (406), gebildet auf der ersten Schicht (408), eine Pufferschicht (405), gebildet auf der CIS-Schicht (406) und eine zweite Elektrode (404), gebildet auf der Pufferschicht (405).
  • Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird der Schritt der Bildung eines zweiten Kantenraumes durch Entfernung der zweiten Schicht (404, 405, 406) durch Verwendung eines zweiten Lasers oder eines mechanischen Kratzers durchgeführt.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt dieser Erfindung wird der Schritt der Bildung des ersten Kantenraumes durch Entfernen der ersten Schicht (408) durch Verwendung eines ersten Lasers durchgeführt, der stärker ist als der zweite Laser.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt dieser Erfindung wird der Schritt der Bildung des ersten Kantenraumes durch Entfernen der ersten Schicht (408) unter Verwendung eines Sandblasgerätes durchgeführt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung ist der Laser ein Pulslaser.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1A zeigt eine Planansicht eines Solarzellenmoduls vom Rahmentyp gemäß einer konventionellen Technik.
  • 1B zeigt eine vergrößerte Ansicht (Vorderansicht) eines Teils eines Endteils des Solarzellenmoduls vom Rahmentyp gemäß der konventionellen Technik.
  • 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht (Vorderansicht) eines Bereiches eines Endteils eines Solarzellenmoduls vom rahmenlosen Typ gemäß einer konventionellen Technik.
  • 3A zeigt eine Planansicht des Solarzellenmoduls vom rahmenlosen Typ gemäß der konventionellen Technik.
  • 3B zeigt eine vergrößerte Ansicht (Vorderansicht) eines Bereiches eines Endteils eines Solarzellenmoduls vom rahmenlosen Typ gemäß der konventionellen Technik.
  • 4A zeigt eine Planansicht eines Solarzellenmoduls eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung.
  • 4B zeigt eine vergrößerte Ansicht (ein Teil einer Vorderansicht) eines Bereiches eines Endteils, gesehen von einer Richtung parallel zu den Aufteilungsfurchen gemäß 4A.
  • 4C ist eine Teilansicht, wobei ein Teil einer Seitenansicht gemäß 4A vergrößert ist.
  • 5A ist ein Beispiel einer Probenvorrichtung (vor der Verarbeitung), die die Wirkungen dieser Erfindung bewertet.
  • 5B ist ein Beispiel der Probenvorrichtung (nach der Verarbeitung), die die Wirkungen dieser Erfindung bewertet.
  • 6A zeigt eine Teilansicht (Vorderansicht) eines Solarzellenschaltkreises gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung vor der Bildung eines Kantenraumes.
  • 6B zeigt eine Seitenansicht (Vorderansicht) des Solarzellenschaltkreises gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, worin eine zweite Schicht entfernt ist.
  • 6C zeigt eine Seitenansicht (Vorderansicht) des Solarzellenmoduls gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, bei dem ein Kantenraumverfahren angewandt ist.
  • 7A zeigt eine Teilansicht eines Solarzellenschaltkreises gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung vor der Bildung eines Kantenraumes.
  • 7B zeigt eine Teilansicht (Vorderansicht) des Solarzellenschaltkreises gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, worin ein zweiter Kantenraum gebildet ist.
  • 7C ist eine Teilansicht (Vorderansicht) des Solarzellenschaltkreises gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, bei dem ein Kantenraumverfahren angewandt ist.
  • 8A zeigt eine Teilansicht eines Solarzellenschaltkreises gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung vor der Bildung eines Kantenraumes.
  • 8B zeigt eine Teilansicht (Vorderansicht) des Solarzellenschaltkreises gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung, worin ein erster Kantenraum gebildet ist.
  • 8C ist eine Teilansicht (Vorderansicht) des Solarzellenmoduls gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, bei dem ein Kantenraumverfahren angewandt ist.
  • Art zur Durchführung der Erfindung
  • Ein Solarzellenschaltkreis gemäß dieser Erfindung ist in den 4A bis 4C gezeigt. 4A ist eine Planansicht, gesehen von einer Lichtaufnahme-Oberflächenseite einer Solarzellenvorrichtung. 4B ist eine vergrößerte Ansicht (ein Teil einer Vorderansicht) eines Teils eines Endbereiches, gesehen von einer Richtung, die parallel zu den Aufteilungsfurchen ist. 4C ist eine Teilansicht, wobei ein Teil einer Seitenansicht vergrößert ist.
  • Herstellungsverfahren des Solarzellenschaltkreises gemäß dieser Erfindung
  • Nachfolgend wird ein Herstellungsverfahren für einen Solarzellenschaltkreis gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben. Die 6A, 7A und 8A zeigen Teilansichten von Solarzellenschaltkreisen vor der Bildung eines Kantenraumes. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine erste Elektrode (Mo-Schicht) (408) auf einem Glassubstrat (409) gebildet. Eine CIS-Schicht (406), eine Pufferschicht (405) und eine zweite Elektrode (TCO) (404) werden aufeinanderfolgend darauf gebildet. In anderen Ausführungsbeispielen kann eine Dünnfilmsolarzelle, umfassend eine Solarzelle auf Basis von amorphem Silizium mit Ausnahme der Solarzelle auf CIS-Basis die gleiche Konstitution haben.
  • (1) Erstes bevorzugte Ausführungsbeispiel
  • Anfangs wird ein Laser mit schwacher Energie von der Glassubstratseite eines solchen Solarzellenschaltkreises auferlegt, unter Entfernung von anderen Schichten als die erste Elektrode (nachfolgend als ”erste Schicht” bezeichnet) (408), d. h. der CIS-Schicht (406), Pufferschicht (405) und die zweiten Elektrode (404) (nachfolgend als ”zweite Schichten” oder ”Gruppe von zweiten Schichten” bezeichnet). Ein durch die Bestrahlung des Lasers zu entfernender Ort ist um 10 mm oder mehr von den Enden der Schichten, umfassend das Glassubstrat (409), lokalisiert und eine entfernte Breite ist bevorzugt 0,1 bis 1 mm oder mehr (siehe 6B). Bezüglich der Bestrahlung des Lasers wird ein Pulslaser bevorzugt verwendet. Wenn die Schichten jeweils eine Dicke von etwa 2 bis 3 μm haben, können andere Schichten als die erste Elektrode, d. h. die zweiten Schichten (404, 405, 406), durch eine Pulsfrequenz von etwa 6 kHz und eine Energie, die 9 W äquivalent ist, entfernt werden. Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Laser nicht von der Glassubstratseite auferlegt und kann von der zweiten Elektrodenseite auferlegt werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die zweiten Schichten (404, 405, 406) durch ein mechanisches Kratzgerät, umfassend ein Messer, anstelle des schwachen Lasers entfernt werden.
  • Die stärkere erste Elektrode (Mo-Schicht) (408) kann nicht durch Auferlegung des oben beschriebenen Lasers mit der schwachen Energie entfernt werden. Zur Entfernung der ersten Elektrode (408) muss ein starker Laser mit einer Pulsfrequenz von etwa 6 kHz, die 430 W äquivalent ist, auferlegt werden. Wenn der Laser mit einer solchen starken Energie auf alle Schichten zusammen auferlegt wird, können die Enden der zweiten Schichten (404, 405, 406), die nicht stärker sind als die erste Elektrode (408), durch die Bestrahlung der starken Energie beschädigt werden, unter Zerstörung der Konversionseffizienz des Schaltkreis.
  • Wie in 6C gezeigt ist, wird demzufolge der starke Laser auferlegt, zur Entfernung der erste Elektrode, so dass die erste Elektrode (408) um 0,1 bis 1 mm oder mehr als die zweiten Schichten (404, 405, 406) gelassen wird, um keinen Einfluss auf die Enden der zweiten Schichten (404, 405, 406) zu bewirken. Weil der starke Laser bei einer solchen Position auferlegt wird, werden die Enden der zweiten Schichten (404, 405, 406) nicht aufgrund der Bestrahlung der starken Energie beschädigt, und es kann verhindert werden, dass die Konversionseffizienz des Schaltkreises verschlechtert wird. Ein solcher starker Laser wird bevorzugt von der Glassubstratseite auferlegt, jedoch kann der starke Laser von der zweiten Elektrodenseite auferlegt werden. Folglich wird ein erster Kantenraum mit einer Breite von 10 mm oder mehr vorgesehen, worin eine erste Elektrode (408) nicht gebildet ist. Weiterhin wird ein zweiter Kantenraum, bei dem die zweiten Schichten (404, 405, 406) nicht vorgesehen sind, mit einer Breite vorgesehen, die um 0,1 bis 1 mm oder mehr größer ist als der erste Kantenraum.
  • Gemäß anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen kann ein Sandblasgerät anstelle des starken Pulslasers verwendet werden. Wenn das Sandblasgerät verwendet wird, werden die Endteile der zweiten Schichten (404, 405, 406), die zum zweiten Kantenraum freiliegen, bevorzugt vor einem Sandblasverfahren maskiert.
  • (2) Zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel
  • Ein Laser mit schwacher Energie wird von einer Glassubstrat(409)-Seite eines Solarzellenschaltkreises, dargestellt in 7A, auferlegt, unter Entfernung von anderen Schichten als eine erste Elektrode (408), d. h. eine CIS-Schicht (406), eine Pufferschicht (405) und zweite Elektrode (404), um 10 mm oder mehr von den Enden. Somit wird ein Kantenraum (zweiter Kantenraum) gebildet. Bezüglich der Bestrahlung des Lasers wird ein Pulslaser bevorzugt gleichermaßen wie bei dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel verwendet. Wenn die jeweiligen Schichten eine Dicke von etwa 2 bis 3 μm haben, kann der zweite Kantenraum durch eine Pulsfrequenz von etwa 6 kHz und einer Energie, die 9 W äquivalent ist, gebildet werden. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann der zweite Kantenraum durch mechanisches Kratzen umfassend ein Messer anstelle des schwachen Lasers gebildet werden.
  • Wie oben beschrieben kann die stärkere erste Elektrode (Mo-Schicht) (408) nicht entfernt werden, indem der oben beschriebenen Laser mit der schwachen Energie auferlegt wird. Ein starker Laser mit einer Pulsfrequenz von etwa 6 kHz, die 430 W äquivalent ist, wird auferlegt, um anschließend die erste Elektrode (408) zu entfernen und einen ersten Kantenraum zu bilden. Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel kann ein Sandblasgerät anstelle des starken Pulslasers verwendet werden. Wenn das Sandblasgerät verwendet wird, werden die Endteile der zweiten Schichten (404, 405, 406), die zum zweiten Kantenraum freiliegen, bevorzugt vor einem Sandblasverfahren maskiert.
  • In jedem Fall wird der erste Kantenraum gebildet, so dass der erste Kantenraum eine Breite von 10 mm oder mehr vom Ende des Glassubstrates (409) aufweist, und die Breite davon ist um 0,1 bis 1 mm oder mehr kleiner ist als die des zweiten Kantenraumes. Mit anderen Worten wird der zweite Kantenraum gebildet, so dass der zweite Kantenraum eine Breite hat, die um 0,1 bis 1 mm oder mehr größer ist als die des ersten Kantenraumes und die Breite des zweiten Kantenraumes ist 10 mm oder mehr.
  • (3) Drittes bevorzugte Ausführungsbeispiel
  • Ein Laser mit einer starken Energie wird von einer Glassubstrat(409)-Seite eines Solarzellenschaltkreises, dargestellt in 8A, auferlegt, unter Entfernung von allen laminierten Schichten (erste Elektrode, CIS-Schicht, Pufferschicht und zweite Elektrode) um 10 mm oder mehr von den Enden. Somit wird ein erster Kantenraum gebildet (siehe 8B). Bezüglich der Bestrahlung des Lasers wird ein Pulslaser bevorzugt gleichermaßen wie beim oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet. Wenn die jeweiligen Schichten eine Dicke von etwa 2 bis 3 μm haben, können alle Schichten durch eine Pulsfrequenz von etwa 6 kHz und einer Energie, die 430 W äquivalent ist, entfernt werden. Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel kann ein Sandblasgerät anstelle des starken Pulslasers verwendet werden. Wenn der Laser mit der starken Energie auf alle Schichten auferlegt wird oder das Sandblasgerät auf alle Schichten auferlegt wird, werden insbesondere die Enden der zweiten Schichten (404, 405, 406) beschädigt.
  • Wie in 8C gezeigt ist, wird ein Laser mit schwacher Energie auferlegt, so dass ein zweiter Kantenraum im Inneren um 0,1 bis 1 mm oder mehr von dem ersten Kantenraum gebildet ist, der wie oben beschrieben gebildet ist. Bezüglich der Bestrahlung des schwachen Lasers wird ein Pulslaser bevorzugt verwendet, gleichermaßen wie beim oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel. Wenn die Schichten jeweils eine Dicke von etwa 2 bis 3 μm haben, können andere Schichten als die erste Elektrode (408), das heißt die zweiten Schichten (404, 405, 406) durch eine Pulsfrequenz von etwa 6 kHz und einer Energie, die 9 W äquivalent ist, entfernt werden. Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Laser nicht von der Glassubstratseite auferlegt und kann von der zweiten Elektrodenseite auferlegt werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die zweiten Schichten (404, 405, 406) durch mechanisches Kratzen, umfassend ein Messer, anstelle des schwachen Lasers entfernt werden.
  • In jedem Fall wird der erste Kantenraum gebildet, so dass der erste Kantenraum eine Breite von 10 mm oder mehr vom Ende des Glassubstrates hat, und die Breite um 0,1 bis 1 mm oder mehr kleiner ist als der zweite Kantenraum. Mit anderen Worten wird der zweite Kantenraum gebildet, so dass der zweite Kantenraum eine Breite hat, die um 0,1 bis 1 mm oder mehr größer ist als die des ersten Kantenraumes, und die Breite des zweiten Kantenraumes ist 10 mm oder mehr.
  • Auswertung
  • Nachfolgend werden die Einflüsse unten beschrieben, die die Solarzellenschaltkreise gemäß dieser Erfindung bezüglich der Konversionseffizienz ergeben, die durch die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele gebildet werden, indem das oben beschriebene Verfahren durchgeführt wird.
  • 5A zeigt ein Beispiel einer Planansicht einer Solarzelle vor einem Kantenraumverfahren. 5B zeigt ein Beispiel einer Planansicht der Solarzelle nach dem Kantenraumverfahren. In jedem Fall wird eine Solarzelle mit einer Dimension von 30 cm × 30 cm verwendet.
  • Wie in 2 als konventionelle Technik gezeigt ist, hat die Solarzelle die gleiche Breite des ersten Kantenraumes wie die Breite des zweiten Kantenraumes, nämlich eine Probenvorrichtung 6 und eine Probenvorrichtung 7, die bis zu einem Zustand, dargestellt in 8B, verarbeitet sind, wurden hergestellt, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt, die durch Messen von EFF (Konversionseffizienz) und FF (Füllfaktor) vor und nach dem Verfahren gemäß 8B erhalten wurden. Tabelle 1
    Auswertungspunkt Vorrichtung 6 Vorrichtung 7
    EFF Vor dem Verfahren 12,945 13,749
    Nach dem Verfahren 12,248 12,021
    Änderungsverhältnis 0,946 0,874
    FF Vor dem Verfahren 0,615 0,658
    Nach dem Verfahren 0,592 0,594
    Änderungsverhältnis 0,963 0,903
  • Im Vergleich hierzu wurden als Proben, erhalten durch Durchführen der Verfahren gemäß dieser Erfindung, nämlich die Proben, gebildet auf solche Weise, dass der zweite Kantenraum gebildet ist, so dass er eine Breite hat, die um 0,1 bis 1 mm oder mehr größer ist als die des ersten Kantenraumes und die Breite des Kantenraumes 10 mm oder mehr ist, die Vorrichtungen 1 bis 4 hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt, die durch Messen von EFF (Konversionseffizienz) und FF (Füllfaktor) vor und nach dem Durchführen der Verfahren gemäß dieser Erfindung erhalten wurden. Tabelle 2
    Auswertungspunkt Vorrichtung 1 Vorrichtung 2 Vorrichtung 3 Vorrichtung 4
    EFF Vor dem Verfahren 12,581 12,506 12,865 13,273
    Nach dem Verfahren 12,736 12,485 12,813 13,291
    Änderungsverhältnis 1,012 0,998 0,996 1,001
    FF Vor dem Verfahren 0,618 0,613 0,625 0,641
    Nach dem Verfahren 0,619 0,611 0,622 0,639
    Änderungsverhältnis 1,002 0,997 0,995 0,997
  • Bei jeder Probe wurde der Laser von der Glassubstratseite auferlegt. Bei den Probenvorrichtungen 6 und 7 wurde ein Verfahren unter Auferlegung des Pulslasers mit 6 kHz und 430 W durchgeführt, zur Entfernung von allen Schichten. Bei den Probenvorrichtungen 1 bis 4 wird der Pulslaser mit 6 kHz und 430 W verwendet, zur Bildung des ersten Kantenraumes, und der Pulslaser mit 6 kHz und 9 W wird zur Bildung des zweiten Kantenraumes verwendet.
  • Es ist zu erkennen, dass die Änderungsverhältnisse der Vorrichtung 1 bis 4 deutlich verbessert werden als jene bei den konventionellen Verfahren bezüglich irgendeinem Punkt EFF und FF. Beim konventionellen Verfahren werden die Enden der zweiten Schichten (404, 405, 406) vermutlich durch die Bestrahlung mit dem starken Laser beschädigt. Weil der zweite Kantenraum durch Auferlegung des schwachen Lasers gemäß dieser Erfindung vorgesehen wird, werden die beschädigten Enden der zweiten Schichten (404, 405, 406) entfernt, was als ein großer Faktor für die Verminderung von Problemen wie Nebenschluss in den Aufteilungsfurchen angesehen wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Solarzellenmodul
    101
    Rahmen
    102
    Abdeckglas
    103
    Füllstoff
    104
    zweite Elektrode (TCO)
    107
    Halbleiterschicht (Pufferschicht + CIS-Schicht)
    108
    erste Elektrode (Mo-Schicht)
    109
    Substrat
    110
    Solarlicht
    301
    Aufteilungsfurche
    302
    Zelle
    304
    zweite Elektrode (TCO)
    305
    Pufferschicht
    306
    CIS-Schicht
    308
    erste Elektrode (Mo-Schicht)
    309
    Glassubstrat
    404
    zweite Elektrode (TCO)
    405
    Pufferschicht
    406
    CIS-Schicht
    408
    erste Elektrode (Mo-Schicht)
    409
    Glassubstrat
    410
    Bandleitung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2006-86390 A [0006]
    • JP 2002-322765 A [0006]
    • JP 2008-282944 A [0006]
    • JP 2002-540950 [0006]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls, umfassend ein Substratglas; eine erste Schicht, gebildet auf dem Substratglas, und eine zweite Schicht, gebildet auf der ersten Schicht, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt zur Bildung eines ersten Kantenraumes mit einer ersten Breite durch Entfernung der ersten Schicht und der zweiten Schicht durch die erste Breite von einem Endteil des Glassubstrates, und einen Schritt zur Bildung eines zweiten Kantenraumes durch Entfernung nur der zweiten Schicht um eine zweite Breite von dem Endteil des Glassubstrates, worin die Breite des zweiten Kantenraumes größer ist als die Breite des ersten Kantenraumes.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls, umfassend ein Substratglas, eine erste Schicht, die auf dem Glassubstrat gebildet ist, und eine zweite Schicht die auf der ersten Schicht gebildet ist, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt zur Bildung eines zweiten Kantenraumes durch Entfernung nur der zweiten Schicht durch eine dritte Breite; und einen Schritt zur Bildung eines ersten Kantenraumes mit einer ersten Breite durch Entfernung von zumindest der ersten Schicht um die erste Breite von einem Endteil des Glassubstrates, worin die Breite des zweiten Kantenraumes größer ist als die Breite des ersten Kantenraumes.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach Anspruch 1 oder 2, worin die zweite Schicht in eine Vielzahl von Zellen durch eine Vielzahl von Aufteilungsfurchen unterteilt ist, die die zweite Schicht unterteilen, und der zweite Kantenraum gebildet ist, so dass er senkrecht zu den Aufteilungsfurchen ist.
  4. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach Anspruch 2, worin die dritte Breite 0,1 mm oder mehr ist und der Schritt der Bildung des ersten Kantenraumes durch Entfernung sowohl der ersten Schicht als auch der zweiten Schicht durchgeführt wird.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach Anspruch 2, worin die dritte Breite 10,1 mm oder mehr vom Endteil des Glassubstrates ist und der Schritt der Bildung des ersten Kantenraumes durch Entfernung nur der ersten Schicht durchgeführt wird.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Breite des ersten Kantenraumes 10 mm oder mehr ist und die Breite des zweiten Kantenraumes um 0,1 mm oder mehr größer ist als die Breite des ersten Kantenraumes.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die erste Schicht härter ist als die zweite Schicht.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die erste Schicht eine erste Elektrode umfasst, die Molybdän enthält.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die zweite Schicht umfasst: eine CIS-Schicht, gebildet auf der ersten Schicht, eine Pufferschicht, gebildet auf der CIS-Schicht; und eine zweite Elektrodenschicht, gebildet auf der Pufferschicht.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin der Schritt der Bildung des zweiten Kantenraumes durch Entfernung der zweiten Schicht unter Verwendung eines zweiten Lasers durchgeführt wird.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin der Schritt der Bildung des zweiten Kantenraumes durch Entfernung der zweiten Schicht unter Verwendung eines mechanischen Kratzgerätes durchgeführt wird.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 11, worin der Schritt der Bildung des ersten Kantenraumes durch Entfernung der ersten Schicht unter Verwendung eines ersten Lasers durchgeführt wird, der stärker ist als der zweite Laser.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 11, worin der Schritt der Bildung des ersten Kantenraumes durch Entfernung der ersten Schicht unter Verwendung eines Sandblasgerätes durchgeführt wird.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls nach Anspruch 10 oder 12, worin der Laser ein Pulslaser ist.
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