JP2001044454A - Integrated thin-film solar cell module - Google Patents

Integrated thin-film solar cell module

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JP2001044454A
JP2001044454A JP11211092A JP21109299A JP2001044454A JP 2001044454 A JP2001044454 A JP 2001044454A JP 11211092 A JP11211092 A JP 11211092A JP 21109299 A JP21109299 A JP 21109299A JP 2001044454 A JP2001044454 A JP 2001044454A
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JP
Japan
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substrate
solar cell
photoelectric conversion
conversion layer
cell module
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JP11211092A
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Japanese (ja)
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Toru Sawada
徹 澤田
Toshinobu Nakada
年信 中田
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Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an integrated thin-film solar cell module which is superior in manufacturing yield and long-term reliability, even if elements are separated by laser scribing. SOLUTION: A surface electrode 2, a semiconductor thin-film photoelectric conversion layer 3, and a back electrode 4 are successively laminated on a substrate 1. The layers 2, 3 and 4 are separated into solar cells along separating grooves, which are rectilinear and parallel with each other and running vertical to the long side of the substrate 1, and the thin-film photoelectric conversion layer 3 is equipped with a layer, which partially contains at least partially silicon other than amorphous silicon.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集積型薄膜太陽電
池モジュールに関し、特にレーザスクライブにより分離
された複数の太陽電池セルを有する集積型薄膜太陽電池
モジュールに関するものである。
The present invention relates to an integrated thin-film solar cell module, and more particularly to an integrated thin-film solar cell module having a plurality of solar cells separated by laser scribe.

【0002】なお、本明細書において、「多結晶」と
「微結晶」と「結晶質」との用語は、完全な結晶状態の
みならず、部分的に非晶質状態を含む状態をも意味する
ものとする。
[0002] In this specification, the terms "polycrystalline", "microcrystalline" and "crystalline" mean not only a perfect crystalline state but also a state partially including an amorphous state. It shall be.

【0003】[0003]

【従来の技術】図4および図5は、従来の集積型薄膜太
陽電池モジュールの構成を概略的に示す平面図および一
部破断斜視図である。
2. Description of the Related Art FIGS. 4 and 5 are a plan view and a partially cutaway perspective view schematically showing the structure of a conventional integrated thin-film solar cell module.

【0004】図4と図5とを参照して、従来の集積型薄
膜太陽電池モジュールにおいては、たとえばガラスなど
の透光性絶縁基板101上に、透光性導電薄膜からなる
表面電極層102と、pin接合などの半導体接合を含
む半導体薄膜光電変換層103と、適当な金属からなる
裏面電極層104とが順に形成されている。
Referring to FIGS. 4 and 5, in a conventional integrated thin-film solar cell module, a surface electrode layer 102 made of a light-transmitting conductive thin film is formed on a light-transmitting insulating substrate 101 such as glass. , A semiconductor thin film photoelectric conversion layer 103 including a semiconductor junction such as a pin junction, and a back electrode layer 104 made of an appropriate metal are sequentially formed.

【0005】表面電極層102は、基板101の長辺方
向に互いに平行で直線状に延びる複数の表面電極分離溝
102aによって複数個に分割されている。半導体薄膜
光電変換層103は、基板101の長辺方向に互いに平
行で直線状に延びる複数の接続用開口溝103aによっ
て複数個に分割されている。裏面電極層104は、接続
用開口103aを通じて表面電極層102と電気的に接
続されている。半導体薄膜光電変換層103と裏面電極
層104とは、基板101の長辺方向に互いに平行で直
線状に延びる複数の裏面電極分離溝104aによって複
数個に分割されている。
The surface electrode layer 102 is divided into a plurality by a plurality of surface electrode separation grooves 102a extending linearly in parallel with each other in the long side direction of the substrate 101. The semiconductor thin film photoelectric conversion layer 103 is divided into a plurality by a plurality of connection opening grooves 103a extending linearly in parallel with each other in the long side direction of the substrate 101. The back electrode layer 104 is electrically connected to the front electrode layer 102 through the connection opening 103a. The semiconductor thin-film photoelectric conversion layer 103 and the back electrode layer 104 are divided into a plurality by a plurality of back electrode separation grooves 104a extending linearly in parallel with each other in the long side direction of the substrate 101.

【0006】このように1つの基板101上で、複数に
分割された光電変換層103に対応して複数の太陽電池
セル105が形成されている。これらの太陽電池セル1
05の任意のセルの表面電極層102は、接続用開口溝
103aを介して、隣接するセル105の裏面電極層1
04に電気的に接続されることで、複数の太陽電池セル
105が電気的に直列に接続されて集積化されている。
As described above, on one substrate 101, a plurality of solar cells 105 are formed corresponding to the plurality of divided photoelectric conversion layers 103. These solar cells 1
The surface electrode layer 102 of an arbitrary cell 05 is connected to the back electrode layer 1 of an adjacent cell 105 via the connection opening groove 103a.
The plurality of solar cells 105 are electrically connected in series and integrated by being electrically connected to the cell 04.

【0007】なお、表面電極分離溝102a、接続用開
口溝103aおよび裏面電極分離溝104aは、各々レ
ーザスクライブにより形成される。従来、このレーザス
クライブが基板101の長辺方向に行なわれていた理由
は以下のとおりである。
The front electrode separation groove 102a, the connection opening groove 103a, and the back electrode separation groove 104a are each formed by laser scribe. Conventionally, the laser scribe has been performed in the long side direction of the substrate 101 for the following reason.

【0008】(1) レーザスクライブにおけるレーザ
の移動経路は図6に示すようになる。長辺方向にスクラ
イブする場合には、その移動経路(図中実線)の方向変
換部Sを、短辺方向にスクライブする場合よりも少なく
できる。このため、基板101の短辺方向にスクライブ
する場合と比較して、レーザの移動距離は、2×(長辺
長さ−短辺長さ)分だけ短くできる。このため、プロセ
ス時間が若干短くできる。
(1) The movement path of the laser in the laser scribe is as shown in FIG. In the case of scribing in the long side direction, the number of direction change parts S of the movement route (solid line in the drawing) can be reduced as compared with the case of scribing in the short side direction. Therefore, as compared with the case of scribing in the short side direction of the substrate 101, the moving distance of the laser can be shortened by 2 × (long side length−short side length). Therefore, the process time can be shortened slightly.

【0009】(2) モジュール上に同一サイズのゴミ
などが付着した場合、単位セルの面積が大きい方が影効
果による出力低下の影響が小さい。
(2) When dusts of the same size adhere to the module, the larger the unit cell area is, the smaller the effect of the output drop due to the shadow effect is.

【0010】(3) 通常、図7に示すように電流取出
用リード線106はスクライブ線104aに沿って取付
けられる。このため、リード線106と透明電極との接
触面積を大きくでき、透明電極の抵抗ロスの影響を軽減
できる可能性がある。
(3) Normally, as shown in FIG. 7, the current extracting lead wire 106 is attached along the scribe line 104a. Therefore, the contact area between the lead wire 106 and the transparent electrode can be increased, and the effect of the resistance loss of the transparent electrode may be reduced.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来の集積型薄膜太陽
電池モジュールでは、モジュール長辺方向に平行にスク
ライブを施していたため、結晶質シリコンのように厚膜
のシリコン層を成膜した場合、モジュールの製造時の歩
留りおよび長期信頼性が低下するという問題点があっ
た。以下、そのことについて説明する。
In a conventional integrated thin-film solar cell module, scribing is performed in parallel to the long side direction of the module. Therefore, when a thick silicon layer such as crystalline silicon is formed, However, there was a problem that the yield and long-term reliability at the time of manufacturing decreased. Hereinafter, this will be described.

【0012】図5において、シリコンよりなる光電変換
層103を低温・高水素希釈条件で作製した場合、図8
に示すように基板101の長辺方向に特に大きな反り
(W2)が生じる。これは、光電変換層103内に水素
(H)が取込まれて光電変換層103に圧縮応力が生じ
ること、基板101と光電変換層103との熱膨張量が
異なることなどに起因するものと考えられる。
In FIG. 5, when the photoelectric conversion layer 103 made of silicon is manufactured under low temperature and high hydrogen dilution conditions, FIG.
As shown in (1), a particularly large warp (W2) occurs in the long side direction of the substrate 101. This is because hydrogen (H) is taken into the photoelectric conversion layer 103 to generate a compressive stress in the photoelectric conversion layer 103, and the substrate 101 and the photoelectric conversion layer 103 have different amounts of thermal expansion. Conceivable.

【0013】また、この反りは、基板101上に成膜す
る光電変換層103の厚みが厚くなるほど大きくなる。
このため、光電変換層103が結晶質シリコンを含む場
合には、この長手方向の反りが特に顕著となる。なぜな
ら、結晶質シリコンの吸収係数を考えると、太陽光を十
分に吸収させるためには結晶質シリコンの厚みを非結晶
シリコンよりも1桁弱から2桁も厚くする必要があるか
らである。
Further, the warp increases as the thickness of the photoelectric conversion layer 103 formed on the substrate 101 increases.
Therefore, when the photoelectric conversion layer 103 includes crystalline silicon, the warpage in the longitudinal direction is particularly remarkable. This is because, in consideration of the absorption coefficient of crystalline silicon, the thickness of crystalline silicon needs to be slightly less than one order to two orders of magnitude thicker than amorphous silicon in order to absorb sunlight sufficiently.

【0014】大きな反りが生じた状態で長辺方向に平行
にレーザスクライブを行なうと、レーザフォーカスを合
わせることが困難となる。たとえば、図8において、モ
ジュール長辺方向の中央部Cにフォーカスを合わせると
両端部Eにてフォーカスが大きくずれてしまう。このレ
ーザのフォーカスずれにより、表面電極層102にレー
ザのダメージが生じたり、逆に光電変換層103のスク
ライブが不十分となる。さらに、大きな反りが生じた状
態では、応力の残留のため長期にわたるヒートサイクル
により、光電変換層103の剥離が生じやすく、モジュ
ールの長期信頼性が低下する。その結果、モジュールの
製造時の歩留りおよび長期信頼性が低下する。
If laser scribing is performed in parallel with the long side direction in a state where a large warp has occurred, it becomes difficult to adjust the laser focus. For example, in FIG. 8, when focusing is performed on the center portion C in the module long side direction, the focus is greatly shifted at both end portions E. This laser focus shift causes laser damage to the surface electrode layer 102 and conversely, scribes of the photoelectric conversion layer 103 become insufficient. Furthermore, in a state in which a large warpage has occurred, the photoelectric conversion layer 103 is easily peeled off by a long-term heat cycle due to residual stress, and the long-term reliability of the module is reduced. As a result, the yield and long-term reliability at the time of manufacturing the module decrease.

【0015】それゆえ本発明の目的は、レーザスクライ
ブによる素子分離を施した場合でも、製造時の歩留りお
よび長期信頼性に優れた集積型薄膜太陽電池モジュール
を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an integrated thin-film solar cell module which is excellent in yield and long-term reliability at the time of manufacturing even when element separation is performed by laser scribe.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の1の局面に従う
集積型薄膜太陽電池モジュールでは、基板上に順次積層
された第1電極層、半導体薄膜光電変換層、および第2
電極層が、直線状で互いに平行な複数の分離溝によって
基板の長辺方向と垂直方向に分離されることで複数の太
陽電池セルを構成し、かつ半導体薄膜光電変換層は少な
くとも一部に非晶質以外のシリコンを含む発電層を有し
ている。
In an integrated type thin film solar cell module according to one aspect of the present invention, a first electrode layer, a semiconductor thin film photoelectric conversion layer, and a second
The electrode layers are separated in a direction perpendicular to the long side of the substrate by a plurality of separation grooves that are linear and parallel to each other to form a plurality of solar cells, and the semiconductor thin film photoelectric conversion layer is at least partially non-conductive. It has a power generation layer containing silicon other than crystalline silicon.

【0017】本発明の1の局面に従う集積型薄膜太陽電
池モジュールでは、長辺方向と垂直な方向(つまり短辺
方向)に太陽電池セルが分離されている。短辺方向は長
辺方向よりも反りが小さくなるため、レーザスクライブ
におけるフォーカスのずれを小さく抑えることができ
る。このため、膜厚を厚くする必要のある非晶質以外の
シリコンを発電層が含む場合でも、フォーカスのずれに
よる太陽電池セルのダメージを低減することができ、モ
ジュールの製造時の歩留りおよび長期信頼性を向上する
ことができる。
In the integrated thin-film solar cell module according to one aspect of the present invention, the solar cells are separated in a direction perpendicular to the long side direction (that is, in the short side direction). Since the warp in the short side direction is smaller than that in the long side direction, it is possible to suppress the deviation of the focus during laser scribing. For this reason, even when the power generation layer contains non-amorphous silicon which needs to be thickened, damage to the solar cell due to a focus shift can be reduced, and the yield and long-term reliability during module manufacturing can be reduced. Performance can be improved.

【0018】なお、非晶質以外のシリコンとは、多結晶
シリコンや微結晶シリコンなどの結晶質シリコンを含む
ものを意味するものとする。また発電層とは、i型光電
変換層を含むものを意味するものとする。
The term "non-amorphous silicon" means a material containing crystalline silicon such as polycrystalline silicon and microcrystalline silicon. The power generation layer means a layer including an i-type photoelectric conversion layer.

【0019】本発明の他の局面に従う集積型薄膜太陽電
池モジュールでは、基板上に順次積層された第1電極
層、半導体薄膜光電変換層、および第2電極層が、直線
状で互いに平行な複数の分離溝によって基板の長辺方向
と垂直方向に分離されることで複数の太陽電池セルを構
成し、かつ基板は4.0mm以下の厚みを有し、半導体
薄膜光電変換層は1.0μm以上の厚みを有する。
In the integrated thin-film solar cell module according to another aspect of the present invention, the first electrode layer, the semiconductor thin-film photoelectric conversion layer, and the second electrode layer, which are sequentially stacked on the substrate, have a plurality of linearly parallel layers. A plurality of solar cells are formed by being separated in the vertical direction and the long side direction of the substrate by the separation groove, and the substrate has a thickness of 4.0 mm or less, and the semiconductor thin film photoelectric conversion layer has a thickness of 1.0 μm or more. Having a thickness of

【0020】本発明の他の局面に従う集積型薄膜太陽電
池モジュールでも、上記1の局面と同様、短辺方向に太
陽電池セルが分離されている。このため、1.0μm以
上と厚い薄膜光電変換層を成膜した場合でも、モジュー
ルの製造時の歩留りおよび長期信頼性を向上することが
できる。
In the integrated thin-film solar cell module according to another aspect of the present invention, the solar cells are separated in the short side direction as in the first aspect. For this reason, even when a thin film photoelectric conversion layer as thick as 1.0 μm or more is formed, the yield and long-term reliability at the time of manufacturing the module can be improved.

【0021】上記1および他の局面において好ましく
は、基板の短辺方向の寸法に対する長辺方向の寸法の比
が4/3以上である。
In the first and other aspects, preferably, the ratio of the dimension in the long side direction to the dimension in the short side direction of the substrate is 4/3 or more.

【0022】このような寸法の基板においては、長辺方
向側の反り量に対して短辺方向側の反り量が特に少なく
なるため、本発明は特に適している。
The present invention is particularly suitable for a substrate having such dimensions, since the amount of warpage in the short side direction is particularly smaller than the amount of warpage in the long side direction.

【0023】上記1および他の局面において好ましく
は、半導体薄膜光電変換層は、550℃以下の温度でプ
ラズマCVD(Chemical Vapour Deposition)法により
形成される。
In the first and other aspects, preferably, the semiconductor thin film photoelectric conversion layer is formed at a temperature of 550 ° C. or lower by a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method.

【0024】これにより、基板にガラスなどの安価な材
料を用いることができる。上記1および他の局面におい
て好ましくは、基板はガラスである。
Thus, an inexpensive material such as glass can be used for the substrate. In the first and other aspects, preferably, the substrate is glass.

【0025】これによりモジュールを安価に製造するこ
とができる。
Thus, the module can be manufactured at low cost.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】図1および図2は、本発明の一実施の形態
における集積型薄膜太陽電池モジュールの構成を概略的
に示す平面図および一部破断斜視図である。
FIGS. 1 and 2 are a plan view and a partially cutaway perspective view schematically showing the configuration of an integrated thin-film solar cell module according to an embodiment of the present invention.

【0028】図1と図2とを参照して、本実施の形態の
集積型薄膜太陽電池モジュールにおいては、基板1上に
表面電極層2と、半導体薄膜光電変換層3と、裏面電極
層4とが順次積層されている。
Referring to FIGS. 1 and 2, in the integrated thin-film solar cell module according to the present embodiment, a front electrode layer 2, a semiconductor thin-film photoelectric conversion layer 3, and a back electrode layer 4 Are sequentially laminated.

【0029】基板1としてガラスや透明樹脂などの透光
性絶縁基板が用いられる場合、通常、表面電極層2とし
て透光性酸化物導電材料が用いられ、裏面電極層4とし
て金属材料が用いられる。表面電極層2に用いられる透
光性酸化物導電材料としては、SnO2、ITO、Zn
Oなどから選択された少なくとも1以上からなる材料が
用いられ得る。また裏面電極層4に用いられる金属材料
としては、たとえばTi、Cr、Al、Ag、Au、C
u、Ptから選択された少なくとも1以上の金属または
これらの合金からなる層が用いられ得る。
When a light-transmitting insulating substrate such as glass or transparent resin is used as the substrate 1, usually, a light-transmitting oxide conductive material is used as the front electrode layer 2, and a metal material is used as the back electrode layer 4. . The light-transmitting oxide conductive material used for the surface electrode layer 2 includes SnO 2 , ITO, Zn
A material composed of at least one selected from O and the like can be used. The metal material used for the back electrode layer 4 is, for example, Ti, Cr, Al, Ag, Au, C
A layer made of at least one metal selected from u and Pt or an alloy thereof can be used.

【0030】なお、これらの表面および裏面電極層2、
4のための透光性酸化物導電材料や金属材料としての具
体的材料は特に限定されるものではなく、周知の材料か
ら適宜に選択して用いることができる。
The front and back electrode layers 2,
The specific material as the light-transmitting oxide conductive material or metal material for No. 4 is not particularly limited, and can be appropriately selected from known materials and used.

【0031】半導体薄膜光電変換層3は、非晶質以外の
シリコンを含む材料であって、たとえば多結晶、微結晶
などの結晶質シリコン、水素化結晶質シリコン、結晶質
シリコンカーバイド、結晶質シリコンナイトライドの他
に、炭素、ゲルマニウム、錫などを含む結晶質シリコン
合金も用いられ得る。また、これらの各種半導体材料に
p型またはn型のドーパント元素を添加することによっ
て荷電子制御を行なった材料も用いられ得る。さらに、
半導体薄膜光電変換層3の半導体接合のタイプとして
は、pin型、nip型など、あるいはこれらのタイプ
を適当に組合せて積層したタンデム型が用いられ得る。
The semiconductor thin film photoelectric conversion layer 3 is a material containing silicon other than amorphous, such as crystalline silicon such as polycrystal and microcrystal, hydrogenated crystalline silicon, crystalline silicon carbide, and crystalline silicon. In addition to nitrides, crystalline silicon alloys containing carbon, germanium, tin and the like can also be used. Further, a material in which valence control is performed by adding a p-type or n-type dopant element to these various semiconductor materials may be used. further,
As the type of the semiconductor junction of the semiconductor thin film photoelectric conversion layer 3, a pin type, a nip type, or the like, or a tandem type in which these types are appropriately combined and stacked can be used.

【0032】本実施の形態では、モジュールの長辺方向
と垂直な方向(つまり短辺方向)に太陽電池セル5が分
離されている。つまり、表面電極層2はモジュールの短
辺方向に互いに平行で直線状の複数の表面電極分離溝2
aによって複数個に分割されており、半導体薄膜光電変
換層3はモジュールの短辺方向に互いに平行で直線状に
延びる複数の接続用開口溝7によって複数個に分割され
ており、半導体薄膜光電変換層3および裏面電極層4は
モジュールの短辺方向に互いに平行で直線状に延びる複
数の裏面電極分離溝4aによって複数個に分割されてい
る。
In this embodiment, the solar cells 5 are separated in a direction perpendicular to the long side direction of the module (that is, in the short side direction). That is, the surface electrode layer 2 is formed of a plurality of linear surface electrode separation grooves 2 parallel to each other in the short side direction of the module.
The semiconductor thin-film photoelectric conversion layer 3 is divided into a plurality by a plurality of connection opening grooves 7 extending linearly in parallel with each other in the short side direction of the module. The layer 3 and the back electrode layer 4 are divided into a plurality by a plurality of back electrode separation grooves 4a extending linearly in parallel with each other in the short side direction of the module.

【0033】このようにして、1つの基板1上で、複数
の光電変換層3に対応して複数の太陽電池セル5が形成
されている。これらの太陽電池セル5の任意のセルの表
面電極層2は、接続用開口溝3aを介して隣接するセル
の裏面電極層4に電気的に接続されている。これによ
り、基板1上で、複数の太陽電池セル5が電気的に直列
に接続されて集積化されている。
As described above, a plurality of solar cells 5 are formed on one substrate 1 in correspondence with the plurality of photoelectric conversion layers 3. The front electrode layer 2 of any of these solar cells 5 is electrically connected to the back electrode layer 4 of the adjacent cell via the connection opening groove 3a. Thus, a plurality of solar cells 5 are electrically connected in series and integrated on the substrate 1.

【0034】基板1は4.0mm以下の厚みを有し、半
導体光電変換層3は1.0μm以上の厚みを有してい
る。またモジュールの短辺方向の寸法LBに対する長辺
方向の寸法LAの比は4/3以上であることが好まし
く、モジュールの長手方向の寸法LAは300mm以上
であることが好ましい。
The substrate 1 has a thickness of 4.0 mm or less, and the semiconductor photoelectric conversion layer 3 has a thickness of 1.0 μm or more. Further it is preferred that the ratio of the dimension L A in the long side direction with respect to the short side dimension L B of the modules is 4/3 or more, and a longitudinal dimension L A module is not less than 300 mm.

【0035】また半導体薄膜光電変換層3は550℃以
下の温度でプラズマCVD法により形成されることが好
ましく、基板1はガラスであることが好ましい。
The semiconductor thin-film photoelectric conversion layer 3 is preferably formed by a plasma CVD method at a temperature of 550 ° C. or less, and the substrate 1 is preferably made of glass.

【0036】本実施の形態では、モジュールの短辺方向
に太陽電池セル5が分離されている。図3に示すように
短辺方向の反り量W1は、図8に示すように長辺方向の
反り量W2よりも小さくなるため、レーザスクライブに
おけるフォーカスのずれを小さく抑えることができる。
このため、非晶質以外のシリコン層を厚く形成する場合
においても、フォーカスのずれによる太陽電池セル5の
ダメージを低減することができ、モジュールの製造時の
歩留りおよび上記信頼性を向上することができる。
In this embodiment, the solar cells 5 are separated in the short side direction of the module. As shown in FIG. 3, the amount of warpage W1 in the short side direction is smaller than the amount of warpage W2 in the long side direction as shown in FIG. 8, so that the focus shift during laser scribing can be suppressed to a small value.
Therefore, even when a silicon layer other than an amorphous silicon layer is formed thick, damage to the solar cell 5 due to a shift in focus can be reduced, and the yield at the time of manufacturing a module and the reliability can be improved. it can.

【0037】なお、図3および図8においては、説明の
便宜上、表面電極5、105の図示は省略してある。
In FIGS. 3 and 8, illustration of the surface electrodes 5 and 105 is omitted for convenience of explanation.

【0038】[0038]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0039】(本発明例)pin型多結晶シリコン太陽
電池を以下のように作製した。
(Example of the Present Invention) A pin type polycrystalline silicon solar cell was manufactured as follows.

【0040】まず寸法400×300mm、厚み3m
m、線膨張係数8.5×10-6-1の青板ガラス基板の
上に、まず表面電極としてSnO2膜をCVD法で形成
した。続いて、YAGレーザを用いて基板短辺に平行に
なるようにレーザスキャンし、SnO2のスクライブに
よる分離を行なった。スクライブ時の単位セル幅は10
mmとした。
First, dimensions 400 × 300 mm, thickness 3 m
First, a SnO 2 film was formed as a surface electrode by a CVD method on a blue sheet glass substrate having a m and a linear expansion coefficient of 8.5 × 10 −6 K −1 . Subsequently, laser scanning was performed using a YAG laser so as to be parallel to the short side of the substrate, and separation by scribing of SnO 2 was performed. The unit cell width when scribing is 10
mm.

【0041】次に基板をシリコン成膜用チャンバに移動
し、p型微結晶シリコン層を厚さ6nm、ノンドープ多
結晶シリコン層を2.8μm、n型微結晶シリコン層を
7nm、それぞれプラズマCVD法により成膜してpi
n接合構成部を形成した。このときの成膜温度を250
℃とした。この後、このpin接合構成部をなす各シリ
コン層をYAGレーザを用いて基板短辺に平行になるよ
うにレーザスキャンし、スクライブによる分離を行なっ
た。
Next, the substrate was moved to a silicon film forming chamber, and the p-type microcrystalline silicon layer was 6 nm thick, the non-doped polycrystalline silicon layer was 2.8 μm, and the n-type microcrystalline silicon layer was 7 nm. And pi
An n-junction component was formed. The film formation temperature at this time is set to 250
° C. Thereafter, each silicon layer forming the pin junction component was laser-scanned using a YAG laser so as to be parallel to the short side of the substrate, and separated by scribing.

【0042】さらに、裏面電極としてZnO膜を100
nm、Ag膜を300nm、Ti膜を10nmそれぞれ
スパッタ法により形成した。最後に、再びYAGレーザ
を用いて各シリコン層および裏面電極のスクライブによ
る分離を行ない、集積型の太陽電池とした。さらに、裏
面にEVA(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer)およ
びフッ素系樹脂シートをラミネートし、太陽電池モジュ
ールとした。
Further, a ZnO film as a back electrode
A 300 nm thick Ag film and a 10 nm thick Ti film were formed by sputtering. Finally, the silicon layers and the back surface electrodes were separated by scribing using a YAG laser again to obtain an integrated solar cell. Further, EVA (Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer) and a fluorine-based resin sheet were laminated on the back surface to obtain a solar cell module.

【0043】このとき、各工程後の製造歩留り(50枚
製造)は以下の通りであった。
At this time, the production yield after each step (production of 50 sheets) was as follows.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】良品モジュールの出力特性の平均値は、開
放電圧17.5V(38段直列)、短絡電流0.61
A、曲線因子0.70、出力7.5Wであった。
The average value of the output characteristics of the non-defective module was 17.5 V in open voltage (38 stages in series) and 0.61 in short-circuit current.
A, the fill factor was 0.70, and the output was 7.5 W.

【0046】モジュール完成後に10サンプルを用いて
ヒートサイクル試験(100℃→−40℃、200サイ
クル)を行なったが、出力特性の低下や膜の剥離などの
外観上の変化は見られなかった。
After completion of the module, a heat cycle test (100 ° C. → −40 ° C., 200 cycles) was carried out using 10 samples, but no change in appearance such as a decrease in output characteristics or peeling of the film was found.

【0047】(比較例)pin型多結晶シリコン太陽電
池を作製した。寸法400×300mm、厚み3mm、
線膨張係数8.5×10-6-1の青板ガラス基板の上
に、上述した本発明例とほぼ同様の工程を用いて太陽電
池モジュールを作製した。
Comparative Example A pin-type polycrystalline silicon solar cell was manufactured. Dimensions 400 × 300mm, thickness 3mm,
A solar cell module was fabricated on a blue plate glass substrate having a linear expansion coefficient of 8.5 × 10 −6 K −1 by using substantially the same steps as in the above-described present invention.

【0048】ただし、表面電極、各シリコン層および裏
面電極は、基板長辺に平行になるようにレーザスクライ
ブを行なった。
However, laser scribing was performed so that the front electrode, each silicon layer and the back electrode were parallel to the long side of the substrate.

【0049】このときの各工程後の製造歩留り(40枚
製造)は以下のとおりであった。
At this time, the production yield after each step (production of 40 sheets) was as follows.

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】良品モジュールの出力特性の平均値は、開
放電圧12.9V(28段直列)、短絡電流0.82
A、曲線因子0.67、出力7.1Wであった。モジュ
ール完成後に10サンプルを用いてヒートサイクル試験
(100℃→−40℃、200サイクル)を行なったと
ころ、1つのサンプルにおいてレーザスクライブ線の周
辺部にわずかな剥離が観測され、出力が約6%低下し
た。
The average value of the output characteristics of the non-defective module is as follows: open voltage 12.9 V (28 stages in series), short circuit current 0.82 V
A, the fill factor was 0.67, and the output was 7.1 W. A heat cycle test (100 ° C. → −40 ° C., 200 cycles) was performed using 10 samples after completion of the module. As a result, in one sample, slight peeling was observed around the laser scribe line, and the output was about 6%. Dropped.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の集積型薄
膜太陽電池モジュールでは、短辺方向に太陽電池セルが
分離されている。短辺方向は長辺方向よりも反りが小さ
いため、レーザスクライブの際のフォーカスのずれを小
さく抑えることができる。このため、フォーカスのずれ
による太陽電池セルのダメージを低減することができ、
モジュールの製造時の歩留りおよび長期信頼性を向上す
ることができる。
As described above, in the integrated thin film solar cell module of the present invention, the solar cells are separated in the short side direction. Since the warp in the short side direction is smaller than that in the long side direction, it is possible to suppress the deviation of the focus during laser scribing. For this reason, it is possible to reduce the damage of the solar cell due to the focus shift,
The yield and long-term reliability at the time of manufacturing the module can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施の形態における集積型薄膜太
陽電池モジュールの構成を概略的に示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of an integrated thin-film solar cell module according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施の形態における集積型薄膜太
陽電池モジュールの構成を概略的に示す一部破断斜視図
である。
FIG. 2 is a partially broken perspective view schematically showing a configuration of an integrated thin-film solar cell module according to one embodiment of the present invention.

【図3】 短辺方向の反りを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating warpage in a short side direction.

【図4】 従来の集積型薄膜太陽電池モジュールの構成
を概略的に示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view schematically showing a configuration of a conventional integrated thin-film solar cell module.

【図5】 従来の集積型薄膜太陽電池モジュールの構成
を概略的に示す一部破断斜視図である。
FIG. 5 is a partially broken perspective view schematically showing a configuration of a conventional integrated thin-film solar cell module.

【図6】 レーザスクライブにおけるレーザスキャン経
路を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a laser scan path in laser scribe.

【図7】 電流取出用リード線の配置状態を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing an arrangement state of a current extraction lead wire.

【図8】 長辺方向の反りを示す図である。FIG. 8 is a view showing warpage in a long side direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板、2 表面電極層、2a 表面電極分離溝、3
半導体薄膜光電変換層、3a 接続用開口溝、4 裏
面電極層、4a 裏面電極分離溝、5 太陽電池セル、
10 集積型薄膜太陽電池モジュール。
1 substrate, 2 surface electrode layer, 2a surface electrode separation groove, 3
Semiconductor thin film photoelectric conversion layer, 3a connection opening groove, 4 back electrode layer, 4a back electrode separation groove, 5 solar cell,
10 Integrated thin-film solar cell module.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に順次積層された第1電極層、半
導体薄膜光電変換層、および第2電極層が、直線状で互
いに平行な複数の分離溝によって前記基板の長辺方向と
垂直方向に分離されることで複数の太陽電池セルを構成
し、かつ前記半導体薄膜光電変換層は少なくとも一部に
非晶質以外のシリコンを含む発電層を有している、集積
型薄膜太陽電池モジュール。
A first electrode layer, a semiconductor thin-film photoelectric conversion layer, and a second electrode layer, which are sequentially stacked on the substrate, are formed by a plurality of linear and parallel separation grooves; An integrated thin-film solar cell module comprising a plurality of solar cells by being separated into a plurality of layers, and wherein the semiconductor thin-film photoelectric conversion layer has a power generation layer containing silicon other than amorphous in at least a part thereof.
【請求項2】 基板上に順次積層された第1電極層、半
導体薄膜光電変換層、および第2電極層が、直線状で互
いに平行な複数の分離溝によって前記基板の長辺方向と
垂直方向に分離されることで複数の太陽電池セルを構成
し、かつ前記基板は4.0mm以下の厚みを有し、前記
半導体薄膜光電変換層は1.0μm以上の厚みを有す
る、集積型薄膜太陽電池モジュール。
2. The method according to claim 1, wherein the first electrode layer, the semiconductor thin film photoelectric conversion layer, and the second electrode layer, which are sequentially stacked on the substrate, are arranged in a direction perpendicular to the long side of the substrate by a plurality of linear and parallel separation grooves. An integrated thin-film solar cell, wherein the substrate has a thickness of 4.0 mm or less, and the semiconductor thin-film photoelectric conversion layer has a thickness of 1.0 μm or more. module.
【請求項3】 前記基板の短辺方向の寸法に対する、前
記基板の長辺方向の寸法の比が4/3以上である、請求
項1または2に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
3. The integrated thin-film solar cell module according to claim 1, wherein a ratio of a dimension in a long side direction of the substrate to a dimension in a short side direction of the substrate is 4/3 or more.
【請求項4】 前記半導体薄膜光電変換層は、550℃
以下の温度でプラズマCVD法により形成される、請求
項1〜3のいずれかに記載の集積型薄膜太陽電池モジュ
ール。
4. The semiconductor thin-film photoelectric conversion layer has a temperature of 550 ° C.
The integrated thin-film solar cell module according to any one of claims 1 to 3, which is formed by a plasma CVD method at the following temperature.
【請求項5】 前記基板はガラスである、請求項1〜4
のいずれかに記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
5. The substrate according to claim 1, wherein said substrate is glass.
The integrated thin-film solar cell module according to any one of the above.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003101142A (en) * 2001-09-26 2003-04-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nitride based semiconductor light emitting element
CN102082211A (en) * 2010-08-09 2011-06-01 河北东旭投资集团有限公司 Amorphous silicon solar cell module simplifying process

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CN102082211B (en) * 2010-08-09 2013-05-01 东旭集团有限公司 Amorphous silicon solar cell module simplifying process

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