JP2001257375A

JP2001257375A - 薄膜太陽電池及び薄膜太陽電池モジュール群

Info

Publication number: JP2001257375A
Application number: JP2000067266A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Tachibana; 伸介立花
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】透光性の絶縁基板と透明導電膜との少なくと
も一方のヘイズ率を変えて、光電変換層での光吸収量を
変えることにより、発電領域の面積を実質的に減少させ
ずに、薄膜太陽電池に模様を表示する。【解決手段】透光性の絶縁基板上に、透明導電膜、光
電変換層、裏面電極層を順次積層した薄膜太陽電池にお
いて、透光性の絶縁基板と透明導電膜との少なくとも一
方のヘイズ率を、表示したい模様の実領域とそれ以外の
領域とで、表示したい模様が浮かび上がるに十分な程度
に変えた構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、薄膜太陽電池及び
薄膜太陽電池モジュール群に関し、さらに詳しくは、模
様入りの薄膜太陽電池及び薄膜太陽電池モジュール群に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より太陽光エネルギーを有効利用し
た、図８に示すような薄膜太陽電池が知られている。こ
の薄膜太陽電池は、一般に集積型薄膜太陽電池と呼ば
れ、ガラス等の透明な絶縁基板２１上にＺｎＯ、ＩＴ
Ｏ、ＳｎＯ₂等の透明導電膜２２が形成され、その上に
非晶質半導体のｐ層、ｉ層、ｎ層が順次積層された光電
変換層２３が形成され、その上に裏面電極層２４（例え
ばＺｎＯ／Ａｇ）が積層され、この積層体が直列、並列
又は直並列に接続された構成となっている。

【０００３】そして現在では、この薄膜太陽電池の需要
や用途の拡大につれて、太陽電池自体のファッション性
や付加価値が求められるようになってきている。そこ
で、実開平１−７１４５３号公報に示されているような
文字、記号や模様等のパターンを有する模様入り薄膜太
陽電池が提案されている。

【０００４】この模様入り薄膜太陽電池は、図９に示す
ような構成となっている。すなわち透明な絶縁基板２１
上に透明導電膜２２が形成され、その透明導電膜２２の
一部が模様用として除去されて模様用除去部２５が形成
され、その模様用除去部２５を含む透明導電膜２２上に
光電変換層２３が形成され、その上に裏面電極層２４が
積層され、この積層体が直列、並列又は直並列に接続さ
れた構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示したような模様入り薄膜太陽電池では、模様用除去部
２５の形成のために透明導電膜２２の一部が除去されて
いるため、発電領域の面積が実質的に少なくなり、太陽
電池のエネルギー変換効率を落とす原因となる。そのた
め、同じ発電能力を持たせようとすると、設置面積を増
大しなければならない。

【０００６】また、文字などを描くために透明導電膜２
２が除去されると、電気的に孤立する領域が生じること
もあり、孤立する領域をなくそうとすると配線が複雑に
なるし、薄膜太陽電池の作製段階で孤立領域がないよう
にしようとすると、工程の複雑さを招く結果となる。

【０００７】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたもので、透光性の絶縁基板と透明導電膜との少なく
とも一方のヘイズ率を、表示したい模様の実領域とそれ
以外の領域とで変えて、光電変換層での光吸収量を変え
ることにより、発電領域の面積を実質的に減少させず、
太陽電池のエネルギー変換効率の減少を最小限にして、
容易な方法で、電気的に不連続な領域のない、模様入り
の薄膜太陽電池及び薄膜太陽電池モジュール群を提供す
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、透光性の絶縁
基板上に、透明導電膜、光電変換層、裏面電極層が順次
積層され、透光性の絶縁基板と透明導電膜との少なくと
も一方のヘイズ率が、表示したい模様の実領域とそれ以
外の領域とで、表示したい模様が浮かび上がるに十分な
程度に変えられてなる薄膜太陽電池である。

【０００９】本発明において、ヘイズ率とは、くもりの
度合いを表す指標であり、５３０ｎｍの波長の光を試料
に対して垂直に入射させ、試料を平行に透過した光を平
行光透過量Ｔｎとし、拡散した光を拡散光透過量Ｔｄと
したときに、次式で表される値である。ヘイズ率Ｈ＝
｛Ｔｄ／（Ｔｎ＋Ｔｄ）｝×１００

【００１０】したがって、ヘイズ率０％とは拡散光の透
過率が“０”、つまり全ての光が平行に透過することを
意味し、ヘイズ率１００％とは平行光の透過率が
“０”、つまり全ての光が拡散することを意味する。

【００１１】本発明において、透光性の絶縁基板として
は、光を透過させる絶縁基板であればどのようなものを
用いてもよいが、通常はガラス基板がよく用いられる。

【００１２】透明導電膜は、当該分野で公知の材料と公
知の方法をいずれも用いて形成することができる。透明
導電膜の材料としては、例えば、ＺｎＯ、ＩＴＯ、Ｓｎ
Ｏ₂等を用いることができる。透明導電膜の成膜方法と
しては、スパッタ又はＣＤＶ法などを用いることができ
る。

【００１３】光電変換層とは、ＩＶ族の非晶質半導体の
ｐ層、ｉ層、ｎ層を順次積層した積層体を意味し、具体
的には、例えば、ｐ層としてｐ型のアモルファスシリコ
ンカーバイド、ｉ層としてｉ型のアモルファスシリコ
ン、ｎ層としてｎ型のアモルファスシリコンを積層した
水素化非晶質シリコン膜などを適用することができる。
この水素化非晶質シリコン膜は、例えばプラズマＣＶＤ
法により、上記ｐ層、ｉ層、ｎ層を、合計の厚みが１０
０〜６００ｎｍ程度に成膜することにより形成すること
ができる。

【００１４】裏面電極層は、当該分野で公知の材料と公
知の方法をいずれも用いて形成することができる。裏面
電極層の材料としては、例えば、ＺｎＯ、ＩＴＯ、Ｓｎ
Ｏ₂、Ａｇ、Ａｌ、あるいはこれらを組み合わせたもの
を用いることができる。裏面電極層の形成方法として
は、スパッタ法や電子ビーム蒸着法などを用いることが
できる。具体的には、この裏面電極層は、例えば、Ｚｎ
Ｏ／Ａｇをマグネトロンスパッタ法により、４００ｎｍ
〜１μｍ程度の膜厚で成膜することにより形成すること
ができる。この場合、ＺｎＯに代えて、ＩＴＯやＳｎＯ
₂などの透光性の高い材料を用いてもよいし、Ａｇに代
えて、Ａｌなどの反射率の高い金属を用いてもよい。

【００１５】ヘイズ率は３段階以上で変化させてもよ
く、それによって階調表示が可能となる。

【００１６】ヘイズ率は、化学的にエッチングする方法
や、機械的に研磨する方法を用いることによって変える
ことができる。

【００１７】透光性の絶縁基板や透明導電膜の化学的な
エッチング方法としては、例えば、絶縁基板や透明導電
膜にマスクを形成し、エッチング液に浸して所定時間静
置し、その後流水に浸してエッチング反応を停止させ
る、いわゆる当該分野で公知のエッチング方法を適用す
ることができる。

【００１８】この場合、マスクとしては、酸やアルカリ
に対して耐久性のあるマスキングテープやテフロン（登
録商標）テープなどを用いることができる。また、フォ
トリソグラフ用のレジスト膜を用いることもできる。

【００１９】エッチング液としては、酸系の溶液やアル
カリ系の溶液、あるいはそれらの混合溶液を用いること
ができる。酸系の溶液としては、例えば酢酸水溶液、塩
酸水溶液などが挙げられる。アルカリ系の溶液とてい
は、例えば水酸化ナトリウム水溶液などが挙げられる。

【００２０】具体的には、透光性の絶縁基板や透明導電
膜のエッチングは、例えば、透光性の絶縁基板や、透明
導電膜の形成された絶縁基板を、マスク形成後、２５℃
に液温を保持した１重量％の酢酸水溶液に浸して１８０
秒間静置した後、流水に浸してエッチング反応を停止さ
せることにより行うことができる。

【００２１】透光性の絶縁基板や透明導電膜の機械的な
研磨方法としては、金属等のマスクを用いた、サンドブ
ラスト処理などを適用することができる。

【００２２】表示したい模様の実領域とそれ以外の領域
とのヘイズ率の差は、表示したい模様を人間の目で視覚
的に捉えるためには、ヘイズ率で３％程度あればよい。
しかしながら、文字などを明瞭に浮かび上がらせるため
には６％以上あることが望ましい。

【００２３】ヘイズ率は、エネルギー変換効率の落ち幅
を最小限にするためには、好ましくは２２％以下、より
好ましくは７〜２０％の範囲、最も好ましくは１０〜２
０％の範囲で変えることが望ましい。したがって、エネ
ルギー変換効率の低下を抑えるためには、ヘイズ率７〜
２０％の領域の占める面積が最も広いことが望ましい。

【００２４】上記した化学的なエッチング方法又は機械
的な研磨方法で、透光性の絶縁基板と透明導電膜との少
なくとも一方のヘイズ率を、表示したい模様の実領域と
それ以外の領域とで変えることにより、絶縁基板側から
入射した光の光路長が変わり、光を閉じ込めるという効
果に違いが現れるので、光電変換層での光吸収量が変化
して、光電変換層の色が赤褐色から黒褐色まで呈し、こ
れにより表示すべき模様を浮かび上がらせることができ
る。

【００２５】上記した薄膜太陽電池は、１つの素子とし
ては、１辺が小さいもので５ｍｍ前後、大きいもので１
ｍ前後の大きさの矩形状である。一般に、薄膜太陽電池
は、使用目的に応じて必要電圧が得られるように多数の
素子を接続して器に収めたものが用いられる。このよう
な使用上の１つの単位をモジュールというが、このモジ
ュールを複数組み合わせて薄膜太陽電池モジュール群を
形成してもよい。この場合、透光性の絶縁基板と透明導
電膜との少なくとも一方のヘイズ率が異なる複数の太陽
電池モジュールを組み合わせることにより、表示すべき
模様を浮かび上がらせることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明を詳
細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定され
るものではない。

【００２７】＜実施例１＞図１は本発明の薄膜太陽電池
の実施例１の構成を示す説明図である。この図におい
て、１は透光性の絶縁基板、２は透明導電膜、３は光電
変換層、４は裏面電極層、５は透明導電膜２と光電変換
層３との間の境界面、６は境界面５に形成されたヘイズ
率の異なる領域である。

【００２８】以下、本実施例の薄膜太陽電池の構成を製
造工程に沿って説明する。本実施例の薄膜太陽電池は、
透光性の絶縁基板１として、厚さ４．０ｍｍ程度のガラ
ス基板を使用し、このガラス基板上に、透明導電膜２と
して、Ｇａ原子を不純物としてドープしたＺｎＯをマグ
ネトロンスパッタ装置により、膜厚７００ｎｍ程度で成
膜した。透明導電膜２にＺｎＯを用いたのは、化学的に
異方性エッチングを行うことが可能であるという理由に
よる。透明導電膜２としては、この他にＩＴＯやＳｎＯ
₂などを成膜してもよい。また、ＺｎＯ、ＩＴＯ、Ｓｎ
Ｏ₂等を組み合わせて成膜してもよい。

【００２９】次に、模様部６となるヘイズ率の異なる領
域を形成するためのマスクを行う。マスクは、図２に示
すように、成膜した透明導電膜２上に、マスク７として
マスキングテープを用い、このマスク７を文字“Ｂ”の
逆文字になるように貼り付けてることにより行った。こ
の際、マスクする方法として、マスキングテープを用い
たが、酸やアルカリに対して耐久性のあるテフロンテー
プ等のテープを用いてもよいし、フォトリソグラフ用の
レジスト膜をマスクとしてもよい。

【００３０】次に、マスクした基板１を、２５℃に液温
を保持した１重量％の酢酸水溶液に浸し、水溶液中に１
８０秒間静置して異方性エッチングを行った。その後、
基板１を流水に浸し、エッチング反応を停止させ、これ
により透明導電膜２のマスク７の領域とマスク７以外の
領域とのヘイズ率を異ならせた。この際、エッチング液
として、酢酸以外に塩酸等の酸系の溶液、水酸化ナトリ
ウム等のアルカリ系の溶液や、それらを混合した溶液を
用いてもよい。

【００３１】上記においては、ヘイズ率の異なる領域を
エッチングで形成するように説明したが、金属等のマス
クを用いて、サンドブラスト処理等の機械的研磨により
形成してもよい。

【００３２】また、ヘイズ率の異なる領域を透明導電膜
２に形成するように説明したが、ヘイズ率の異なる領域
は、透光性の絶縁基板１に形成するようにしてもよい
し、透光性の絶縁基板１と透明導電膜２との両方に形成
するようにしてもよい。

【００３３】透光性の絶縁基板１にヘイズ率の異なる領
域を形成する場合には、透明導電膜２の成膜前に、透光
性の絶縁基板１にエッチングによってヘイズ率の異なる
領域を形成するか、あるいは金属等のマスクを用いて、
サンドブラスト処理等の機械的研磨によってヘイズ率の
異なる領域を形成しておき、その後、そのヘイズ率の異
なる領域が形成された絶縁基板１の全面に、スパッタ法
等により、透明導電膜２としてＺｎＯを成膜する。この
場合も上記と同様に、透明導電膜２として、ＩＴＯやＳ
ｎＯ₂などを成膜してもよい。また、ＺｎＯ、ＩＴＯ、
ＳｎＯ₂等を組み合わせて成膜してもよい。

【００３４】次に、マスク７を除去し、アセトン中で超
音波洗浄を行った。これにより、図３に示すように、透
明導電膜２に、ヘイズ率を有する領域（文字“Ｂ”以外
の領域）５とヘイズ率を有しない（ヘイズ率０％）領域
（文字“Ｂ”の領域）６を形成することができた。この
際、ヘイズ率の差として、人間の目で視覚的に捉えるた
めには、３％程度あれば良いが、文字などを明瞭に浮か
び上がらせるためには、６％以上が好ましい。

【００３５】本実施例では、文字“Ｂ”以外の領域をヘ
イズ率を有する領域５とし、文字“Ｂ”の領域をヘイズ
率を有しない領域６とした。そして、ヘイズ率を有する
領域５のヘイズ率を１２％とした。また、ヘイズ率を有
する領域５とヘイズ率を有しない領域６との面積比は、
８：２とした。

【００３６】次に、ＩＲレーザーを用いて短冊状に分離
するように透明導電膜２のパターニングを行った。この
後、絶縁基板１を純水で洗浄し、プラズマＣＶＤ法によ
り、光電変換層３である水素化非晶質シリコン膜を形成
した。この光電変換層３は、ｐ型のアモルファスシリコ
ンカーバイド、ｉ型のアモルファスシリコン、ｎ型のア
モルファスシリコンからなり、合計の厚みは１００ｎｍ
から６００ｎｍ程度である。

【００３７】次に、レーザーを用いて光電変換層３のパ
ターニングを行った。この際、レーザーによる透明導電
膜２へのダメージを避けるため、レーザーには、透明導
電膜２に対して透過性のよいＳＨＧＹＡＧレーザー等
を使用する。

【００３８】次に、マグネトロンスパッタ法により、裏
面電極層４であるＺｎＯ／Ａｇを成膜した。この際、裏
面電極層４の厚みは、４００ｎｍから１μｍ程度とす
る。裏面電極層４としては、ＺｎＯのかわりに、ＩＴＯ
やＳｎＯ₂等の光透過性の高い膜を用いてもよいし、Ａ
ｇのかわりに、Ａｌ等の反射率の高い金属を用いても良
い。裏面電極層４の形成は、電子ビーム蒸着法等で行っ
てもよい。

【００３９】その後、レーザーを用いて裏面電極層４の
パターニングを行った。この際、光電変換層３のパター
ニングと同様に、レーザーによる透明導電膜２へのダメ
ージを避けるため、レーザーには、透明導電膜２に対し
て透過性のよいＳＨＧＹＡＧレーザー等を使用する。

【００４０】最後に、純水中で超音波洗浄を行った。図
４に示したように、得られた薄膜太陽電池８は、透光性
の絶縁基板１側からみて、ヘイズ率を有しない領域６が
“Ｂ”という文字を表した。

【００４１】得られた薄膜太陽電池をＡＭ１．５（標準
太陽光スペクトル）のもとで、その電流−電圧特性を測
定して、太陽電池としての特性を評価した。得られた各
特性の結果は、実施例１の値を基準として、表１に示し
た。

【００４２】＜比較例１＞本比較例では、比較のため、
実施例１と同じ“Ｂ”という文字を表すのに、実施例１
のヘイズ率を有する領域（文字“Ｂ”以外の領域）の透
明導電膜２を除去した。すなわち、図９に示したような
模様用除去部２５を設けて、実施例１と同じ“Ｂ”とい
う文字を描いた。この際、模様用除去部（文字“Ｂ”以
外の領域）５とヘイズ率を有しない領域（文字“Ｂ”の
領域）６との面積比は、実施例１と同じく８：２とし、
電気的に孤立する部分をなくした。その他の作製条件
は、実施例１と同じで、薄膜太陽電池を作製した。

【００４３】得られた薄膜太陽電池をＡＭ１．５のもと
で、その電流−電圧特性を測定して、太陽電池としての
特性を評価した。得られた各特性の結果は、実施例１の
値を基準として、表１に示した。

【００４４】＜比較例２＞本比較例では、比較のため、
ヘイズ率を有する領域５とヘイズ率を有しない領域６と
の面積比を、実施例１とは逆にした薄膜太陽電池を作製
した。すなわち、図５に示すように、ヘイズ率を有する
領域（文字“Ｂ”の領域）５とヘイズ率を有しない領域
（文字“Ｂ”以外の領域）６の面積比は、実施例１とは
逆に２：８とした。その他の作製条件は、実施例１と同
じで、薄膜太陽電池を作製した。

【００４５】得られた薄膜太陽電池をＡＭ１．５のもと
で、その電流−電圧特性を測定して、太陽電池としての
特性を評価した。得られた各特性の結果を、実施例１の
値を基準として、表１に示した。

【００４６】

【表１】

【００４７】この表に示すように、透明導電膜のヘイズ
率を異ならせた実施例１の薄膜太陽電池ほうが、透明導
電膜を除去した比較例１の薄膜太陽電池よりも、エネル
ギー変換効率が良好であった。また、ヘイズ率を１２％
とした場合には、ヘイズ率を有する領域とヘイズ率を有
しない領域の面積比が２：８の比較例２の薄膜太陽電池
は、面積比が８：２の実施例１の薄膜太陽電池よりもエ
ネルギー変換効率が劣っていた。しかし、このようにエ
ネルギー変換効率が劣る比較例２の薄膜太陽電池であっ
ても、透明導電膜を除去した比較例１の薄膜太陽電池と
比べた場合には、エネルギー変換効率が良好であった。

【００４８】このように、透明導電膜を、ヘイズ率を有
する領域とヘイズ率を有しない領域とで構成することに
より、太陽電池のエネルギー変換効率をできるだけ低下
させず、かつ電気的に不連続な領域をつくらずに、文
字、記号等の模様を表示することができる。また、境界
線が明確になるので、文字や記号等の模様を明瞭に浮か
び上がらせることができる。なお、この場合、ヘイズ率
を３段階以上に変化させることで、グラデーションのき
いた階調的な模様を浮かび上がらせることができる。

【００４９】＜実施例２＞実施例１と同様に、透光性の
絶縁基板１上に、透明導電膜２としてＺｎＯ膜を成膜
し、得られたＺｎＯ膜を、ヘイズ率が０％、２％、５
％、７％、１１％、１５％、２０％、２２％、２５％に
なるように、２５℃に液温を保持した１重量％の酢酸水
溶液でのエッチング時間を変えた。その後、レーザーパ
ターニング、光電変換層３と裏面電極層４の成膜を実施
例１と同じ方法で行った。

【００５０】得られた薄膜太陽電池をＡＭ１．５のもと
で、その電流−電圧特性を測定して、太陽電池としての
特性を評価した。透明導電膜２のヘイズ率が０％の薄膜
太陽電池のエネルギー変換効率を１（基準）とし、ヘイ
ズ率に対してエネルギー変換効率の相対値をプロットし
たものを図６に示す。このグラフに示すように、エネル
ギー変換効率の落ち幅を最小限にするためには、ヘイズ
率は、好ましくは２２％以下、より好ましくは７〜２０
％、最も好ましくは１０〜２０％の範囲に設定する。

【００５１】したがって、エネルギー変換効率の低下を
抑えるためには、ヘイズ率が好ましくは２２％以下、よ
り好ましくは７〜２０％の範囲、最も好ましくは１０〜
２０％の範囲の領域の占める面積が最も広くなるように
することが望ましい。

【００５２】具体的には、例えば、透明導電膜の模様の
部分のヘイズ率を２０％とし、模様以外の部分のヘイズ
率を１１％とするか、あるいはその逆に、模様の部分の
ヘイズ率を１１％とし、模様以外の部分のヘイズ率を２
０％として、模様の部分と模様以外の部分とのヘイズ率
の差を９％にするというように、透明導電膜全体のヘイ
ズ率を１０〜２０％の範囲に設定する。

【００５３】このように、エネルギー変換効率の点から
は、ヘイズ率０％の領域を設けず、透明導電膜の全ての
面にヘイズ率を持たせることが望ましいが、製造コスト
の点からは、ヘイズ率０％の領域を設ければ工程数の削
減となるので、使用目的とコストとのバランスを考慮し
た上で透明導電膜のヘイズ率を設定する。

【００５４】＜実施例３＞本実施例においては、ヘイズ
率を有する領域が全くない通常の薄膜太陽電池モジュー
ルと、全面にヘイズ率を有する領域が形成された薄膜太
陽電池モジュールとを組み合わせて、模様入りの薄膜太
陽電池モジュール群を作製する。

【００５５】ここで薄膜太陽電池モジュールとは以下の
ようなものを意味する。すなわち、実施例１及び２の薄
膜太陽電池は、１つの素子としては、１辺が小さいもの
で５ｍｍ前後、大きいもので１ｍ前後の大きさの矩形状
である。この薄膜太陽電池は、使用目的に応じて必要電
圧が得られるように多数の素子を接続して器に収めたも
のが用いられるが、このような使用上の１つの単位をモ
ジュールという。

【００５６】まず、透光性の絶縁基板２１として、図８
に示したような、厚さ４．０ｍｍ程度のガラス基板を使
用し、このガラス基板上に、透明導電膜２として、Ｇａ
原子を不純物としてドープしたＺｎＯをマグネトロンス
パッタ装置により、膜厚７００ｎｍ程度で成膜すること
により、ヘイズ率０％の（ヘイズ率を有しない）ＺｎＯ
基板を複数枚作製した。

【００５７】一方、同様のガラス基板上に、透明導電膜
２として、ＳｎＯ₂を熱ＣＶＤで成膜することにより、
ヘイズ率１０％の（ヘイズ率を有する）ＳｎＯ₂基板を
複数枚作製した。

【００５８】これらのＺｎＯ基板とＳｎＯ₂基板に対
し、それぞれ実施例１と同様に、レーザースクライブ、
光電変換層３及び裏面電極層４の成膜を行い、ヘイズ率
０％の複数枚の薄膜太陽電池モジュールと、ヘイズ率１
０％の複数枚の薄膜太陽電池モジュールとを作製した。
この際、化学的なエッチング方法などでＺｎＯのヘイズ
率を変えた基板を用いたり、スパッタ法でＩＴＯなどを
成膜した基板を組み合わせても良い。

【００５９】これらの２種の薄膜太陽電池モジュール
を、図７に示すように配置して、薄膜太陽電池モジュー
ル群を作製した。図７では、模様の部分に、透明導電膜
２としてＺｎＯを用いたヘイズ率０％の薄膜太陽電池モ
ジュール９を配置し、模様以外の部分に、透明導電膜２
としてＳｎＯ₂を用いたヘイズ率１０％の薄膜太陽電池
モジュール１０を配置している。

【００６０】したがって、ヘイズ率を有しない領域
（“郵便マーク”の領域）９とヘイズ率を有する領域
（“郵便マーク”以外の領域）１０の面積比は、ほぼ２
（１４／８１）：８（６７／８１）となる。

【００６１】得られた薄膜太陽電池モジュール群の特性
を測定した。実施例２のエネルギー変換効率を基準とし
て、結果を表２に示す。

【００６２】＜比較例３＞本比較例では、実施例３と同
じ２種類の薄膜太陽電池モジュールを用い、模様の部分
と模様以外の部分とを入れ替えて、薄膜太陽電池モジュ
ール群を作製した。

【００６３】すなわち、図７で示した配置とは逆に、模
様の部分に、透明導電膜２としてＳｎＯ₂を用いたヘイ
ズ率１０％の薄膜太陽電池モジュールを配置し、模様以
外の部分に、透明導電膜２としてＺｎＯを用いたヘイズ
率０％の薄膜太陽電池モジュールを配置した。

【００６４】したがって、ヘイズ率を有しない領域
（“郵便マーク”以外の領域）とヘイズ率を有する領域
（“郵便マーク”の領域）の面積比は、実施例３とは逆
に、ほぼ８（６７／８１）：２（１４／８１）となる。

【００６５】得られた薄膜太陽電池モジュール群の出力
を測定した。実施例３のエネルギー変換効率を基準とし
て、結果を表２に示す。

【００６６】

【表２】

【００６７】この表に示すように、ヘイズ率を１０％と
した場合には、ヘイズ率を有しない領域とヘイズ率を有
する領域の面積比が２：８の実施例３の薄膜太陽電池の
ほうが、面積比が８：２の比較例３の薄膜太陽電池より
も、エネルギー変換効率が良好であった。

【００６８】このように、薄膜太陽電池モジュール群
を、ヘイズ率を有する薄膜太陽電池モジュールと、ヘイ
ズ率を有しない薄膜太陽電池モジュールとで構成するこ
とより、太陽電池のエネルギー変換効率をできるだけ低
下させず、かつ電気的に不連続な領域をつくらずに、薄
膜太陽電池モジュール群として文字や記号等の模様を浮
かび上がらせることができる。なお、この場合、薄膜太
陽電池モジュール群を、３段階以上のヘイズ率の複数の
薄膜太陽電池モジュールで構成すれば、グラデーション
のきいた階調的な模様を浮かび上がらせることができ
る。

【００６９】以上述べたように、薄膜太陽電池の透明導
電膜のヘイズ率を異ならせることにより、容易な方法
で、文字や記号のような模様を薄膜太陽電池及び薄膜太
陽電池モジュール群上に浮かび上がらせることができ
た。また、ヘイズ率の値を制御し、その値の範囲を考慮
することにより、エネルギー変換効率の低下を最小限に
することができた。

【００７０】以上に説明した実施例では、比較しやすい
ように簡単な文字や記号で実施したが、ビルの壁などに
会社名や都市のシンボルマークなどを浮かび上がらせた
り、また、携帯電話のバッテリー充電器に搭載されてい
る太陽電池などに適用して、所有者の名前や好みの模様
などを浮かび上がらせることが可能となり、本発明の利
用価値は大きい。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、透光性の絶縁基板と透
明導電膜との少なくとも一方のヘイズ率を、表示したい
模様の実領域とそれ以外の領域とで変えた構造としたの
で、絶縁基板側から入射した光の光路長が変わり、光を
閉じ込めるという効果に違いが現れ、これにより、光電
変換層での光吸収量が変化し、表示すべき模様を浮かび
上がらせることができる。また、透明導電膜を除去しな
いので、透明導電膜を除去するタイプのものと比較し
て、エネルギー変換効率の低下を抑えることができると
ともに、配線の複雑さや、製造工程における工程の複雑
化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜太陽電池の実施例１の構成を示す
説明図である。

【図２】実施例１の透明導電膜上にマスキングテープを
文字“Ｂ”の逆文字になるように貼り付けた状態を示す
説明図である。

【図３】実施例１の透明導電膜上にヘイズ率を有する領
域とヘイズ率を有しない領域を形成した状態を示す説明
図である。

【図４】実施例１の薄膜太陽電池を透光性の絶縁基板側
からみた状態を示す説明図である。

【図５】実施例１とは逆にヘイズ率を有する領域とヘイ
ズ率を有しない領域の面積比を２：８とした場合の比較
例２を示す説明図である。

【図６】実施例２で作製した薄膜太陽電池のヘイズ率と
エネルギー変換効率の相対値との関係を示すグラフであ
る。

【図７】ヘイズ率を有する薄膜太陽電池モジュールとヘ
イズ率を有しない薄膜太陽電池モジュールとを組み合わ
せた薄膜太陽電池モジュール群を示す説明図である。

【図８】従来の薄膜太陽電池の構成を示す説明図であ
る。

【図９】従来の模様入り薄膜太陽電池の構成を示す説明
図である。

【符号の説明】

１透光性の絶縁基板２透明導電膜３光電変換層４裏面電極層５境界面６ヘイズ率の異なる領域７マスク８薄膜太陽電池９ヘイズ率０％の薄膜太陽電池モジュール１０ヘイズ率１０％の薄膜太陽電池モジュール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性の絶縁基板上に、透明導電膜、光
電変換層、裏面電極層が順次積層され、透光性の絶縁基
板と透明導電膜との少なくとも一方のヘイズ率が、表示
したい模様の実領域とそれ以外の領域とで、表示したい
模様が浮かび上がるに十分な程度に変えられてなる薄膜
太陽電池。
【請求項２】ヘイズ率の変化が３段階以上あり、それ
によって階調表示が行われる請求項１記載の薄膜太陽電
池。
【請求項３】ヘイズ率が、化学的なエッチングを施す
ことにより変えられてなる請求項１記載の薄膜太陽電
池。
【請求項４】ヘイズ率が、機械的研磨を施すことによ
り変えられてなる請求項１記載の薄膜太陽電池。
【請求項５】透明導電膜がＺｎＯ、ＩＴＯ又はＳｎＯ
₂の薄膜からなる請求項１記載の薄膜太陽電池。
【請求項６】表示したい模様の実領域とそれ以外の領
域とのヘイズ率の差が３％以上である請求項１記載の薄
膜太陽電池。
【請求項７】ヘイズ率が７〜２０％の範囲で変えられ
てなる請求項１記載の薄膜太陽電池。
【請求項８】ヘイズ率７〜２０％の領域の占める面積
が最も広い請求項１記載の薄膜太陽電池。
【請求項９】請求項１〜８記載の薄膜太陽電池を必要
な電圧に応じて複数接続して１つのモジュールとし、こ
のモジュールを複数組み合わせてなる薄膜太陽電池モジ
ュール群。
【請求項１０】透光性の絶縁基板と透明導電膜との少
なくとも一方のヘイズ率が異なる複数の太陽電池モジュ
ールを組み合わせて、表示すべき模様を浮かび上がらせ
ることを特徴とする請求項９記載の薄膜太陽電池モジュ
ール群。