JP2001352084A

JP2001352084A - 薄膜太陽電池とその製造方法

Info

Publication number: JP2001352084A
Application number: JP2000172934A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoshida; 吉田　　隆
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2001-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】片面型薄膜太陽電池の場合には、確実かつ容
易に電気的直列接続が可能な、また、接続孔付両面型太
陽電池の場合には、基板の露出に伴うダメージの防止を
図った薄膜太陽電池とその製造方法を提供する。【解決手段】電気絶縁性を有する基板１１の表面に、
第１電極層１３、光電変換層１５、透明電極層１９の順
に薄膜を積層し、単位部分にパターニングして罫書き線
により矩形の単位薄膜太陽電池（ユニットセル）を複数
個形成し、このユニットセル相互を電気的に直列に接続
してなる薄膜太陽電池において、透明電極層はその上面
部に集電用の印刷電極２０を形成し、第１電極層は透明
電極層と電気的に接続するための導電性ペーストからな
る接続部１２を形成してなり、印刷電極２０と接続部１
２とを導電性ペーストにより、光電変換層の罫書き線部
において電気的に接続することとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ユニットセルを
複数個直列接続した薄膜太陽電池とその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、環境保護の立場から、クリーンな
エネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽
電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害で
あることから注目を集めている。同一基板上に形成され
た複数の太陽電池素子が、直列接続されてなる太陽電池
（光電変換装置）の代表例は、薄膜太陽電池である。

【０００３】薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コスト
の安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太
陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建
物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一般
住宅用にも需要が広がってきている。

【０００４】従来の薄膜太陽電池は、後述するガラス基
板を用いるものが一般的であった。近年、軽量化、施工
性、量産性においてプラスチックフィルムを用いたフレ
キシブルタイプの太陽電池の研究開発が進められ実用化
されている。さらに、フレキシブルな金属材料に絶縁被
覆したフィルム基板を用いたものも開発されている。こ
のフレキシブル性を生かし、ロールツーロール方式やス
テッピングロール方式の製造方法により大量生産が可能
となった。

【０００５】上記の薄膜太陽電池は、電気絶縁性フィル
ム基板上に第１電極（以下、下電極ともいう）、薄膜半
導体層からなる光電変換層および第２電極（以下、透明
電極ともいう）が積層されてなる光電変換素子（または
セル）が複数形成されている。ある光電変換素子の第１
電極と隣接する光電変換素子の第２電極を電気的に接続
することを繰り返すことにより、最初の光電変換素子の
第１電極と最後の光電変換素子の第２電極とに必要な電
圧を出力させることができる。例えば、インバータによ
り交流化し商用電力源として交流１００Ｖを得るために
は、薄膜太陽電池の出力電圧は１００Ｖ以上が望まし
く、実際には数１０個以上の素子が直列接続される。

【０００６】このような光電変換素子とその直列接続
は、電極層と光電変換層の成膜と各層のパターニングお
よびそれらの組み合わせ手順により形成される。上記太
陽電池の構成および製造方法の一例は、例えば特開平１
０−２３３５１７号公報や特願平１１−１９３０６号に
記載されている。

【０００７】図８は、上記特開平１０−２３３５１７号
公報に記載された薄膜太陽電池の一例を示し、（ａ）は
平面図、（ｂ）は（ａ）における線ＡＢＣＤおよびＢＱ
Ｃに沿っての断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＥ
Ｅ断面図を示す。

【０００８】電気絶縁性でフレキシブルな樹脂からなる
長尺のフィルム基板上に、順次、第１電極層、光電変換
層、第２電極層が積層され、フィルム基板の反対側（裏
面）には第３電極層、第４電極層が積層され、裏面電極
が形成されている。光電変換層は例えばアモルファスシ
リコンのpin接合である。フィルム基板用材料として
は、ポリイミドのフィルム、例えば厚さ５０μｍのフィ
ルムが用いられている。

【０００９】フィルムの材質としては、他に、ポリエチ
レンナフタレート（PEN）、ポリエーテルサルフォン（P
ES）、ポリエチレンテレフタレート（PET）、またはア
ラミド系のフィルムなどを用いることができる。

【００１０】次に、製造工程の概要につき以下に説明す
る。

【００１１】先ず、フィルム基板にパンチを用いて、接
続孔ｈ１を開け、基板の片側（表側とする）に第１電極
層として、スパッタにより銀を、例えば１００ｎｍの厚
さに成膜し、これと反対の面（裏側とする）には、第３
電極層として、同じく銀電極を成膜する。接続孔ｈ１の
内壁で第１電極層と第３電極層とは重なり、導通する。

【００１２】電極層としては、銀（Ag）以外に、Al，C
u，Ti等の金属をスパッタまたは電子ビーム蒸着等によ
り成膜しても良く、金属酸化膜と金属の多層膜を電極層
としても良い。成膜後、表側では、第１電極層を所定の
形状にレーザ加工して、下電極ｌ１〜ｌ６をパターニン
グする。下電極ｌ１〜ｌ６の隣接部は一本の分離線ｇ２
を、二列の直列接続の光電変換素子間および周縁導電部
ｆとの分離のためには二本の分離線ｇ２を形成し、下電
極ｌ１〜ｌ６は分離線により囲まれるようにする。再度
パンチを用いて、集電孔ｈ２を開けた後、表側に、光電
変換層ｐとしてa-Si層をプラズマＣＶＤにより成膜す
る。マスクを用いて幅Ｗ２の成膜とし、レーザ加工によ
り二列素子の間だけに第１電極層と同じ分離線を形成す
る。なお、前記幅Ｗ２は、接続孔ｈ１にまたがってもよ
い。

【００１３】さらに第２電極層として表側に透明電極層
（ＩＴＯ層）を成膜する。但し、二つの素子列の間とこ
れに平行な基板の両側端部にはマスクを掛け接続孔ｈ１
には成膜しないようにし、素子部のみに成膜する。透明
電極層としては、ITO（インシ゛ウムスス゛オキサイト゛）以外に、Sn
O₂、ZnOなどの酸化物導電層を用いることができる。

【００１４】次いで裏面全面に第４電極層として金属膜
などの低抵抗導電膜からなる層を成膜する。第４電極の
成膜により、集電孔ｈ２の内壁で第２電極と第４電極と
が重なり、導通する。表側では、レーザ加工により下電
極と同じパターンの分離線を入れ、個別の第２電極ｕ１
〜ｕ６を形成し、裏側では第３電極と第４電極とを同時
にレーザ加工し、接続電極ｅ１２〜ｅ５６、および電力
取り出し電極ｏ１，ｏ２を個別化し、基板の周縁部では
表側の分離線ｇ３と重なるように分離線ｇ２を形成し、
隣接電極間には一本の分離線を形成する。

【００１５】全ての薄膜太陽電池素子を一括して囲う周
縁、および二列の直列接続太陽電池素子の隣接する境界
には（周縁導電部ｆの内側）分離線ｇ３がある。分離線
ｇ３の中にはどの層も無い。裏側では、全ての電極を一
括して囲う周縁、および二列の直列接続電極の隣接する
境界には（周縁導電部ｆの内側）分離線ｇ２がある。分
離線ｇ２の中にはどの層も無い。

【００１６】こうして、電力取り出し電極ｏ１−集電孔
ｈ２−上電極ｕ１、光電変換層、下電極ｌ１−接続孔ｈ
１−接続電極ｅ１２−上電極ｕ２、光電変換層、下電極
ｌ２−接続電極ｅ２３−・・・−上電極ｕ６、光電変換
層、下電極ｌ６−接続孔ｈ１−電力取出し電極ｏ２の順
の光電変換素子の直列接続が完成する。

【００１７】なお、第３電極層と第４電極層は電気的に
は同一の電位であるので、以下の説明においては説明の
便宜上、併せて一層の接続電極層として扱うこともあ
る。

【００１８】図９は、構造の理解の容易化のために、薄
膜太陽電池の構成を簡略化して斜視図で示したものであ
る。図９において、基板６１の表面に形成した単位光電
変換素子６２および基板６１の裏面に形成した接続電極
層６３は、それぞれ複数の単位ユニットに完全に分離さ
れ、それぞれの分離位置をずらして形成されている。こ
のため、素子６２のアモルファス半導体部分である光電
変換層６５で発生した電流は、まず透明電極層６６に集
められ、次に該透明電極層領域に形成された集電孔６７
（ｈ２）を介して背面の接続電極層６３に通じ、さらに
該接続電極層領域で素子の透明電極層領域の外側に形成
された直列接続用の接続孔６８（ｈ１）を介して上記素
子と隣り合う素子の透明電極層領域の外側に延びている
下電極層６４に達し、両素子の直列接続が行われてい
る。

【００１９】上記薄膜太陽電池の簡略化した製造工程を
図１０（a）から（g）に示す。プラスチックフィルム７
１を基板として（工程（a））、これに接続孔７８を形
成し（工程（b））、基板の両面に第１電極層（下電
極）７４および第３電極層（接続電極の一部）７３を形
成（工程（c））した後、接続孔７８と所定の距離離れ
た位置に集電孔７７を形成する（工程（d））。工程
（c）と工程（d）との間に、第１電極層（下電極）７４
を所定の形状にレーザ加工して、下電極をパターニング
する工程があるが、ここではこの工程の図を省略してい
る。

【００２０】次に、第１電極層７４の上に、光電変換層
となる半導体層７５および第２電極層である透明電極層
７６を順次形成するとともに（工程（e）および工程
（f））、第３電極層７３の上に第４電極層（接続電極
層）７９を形成する（工程（g））。この後、レーザビ
ームを用いて、基板７１の両側の薄膜を分離加工して図
９に示すような直列接続構造を形成する。

【００２１】なお、図１０においては、集電孔ｈ２内に
おける透明電極層７６と第４電極層７９との接続をそれ
ぞれの層を重ねて２層で図示しているが、前記図８にお
いては、電気的に一層として扱い、１層で図示してい
る。

【００２２】図７は、前記図８ないし図９に示す薄膜太
陽電池の構成を、この発明の説明の便宜上、簡略化し一
部を拡大して模式的に示す図で、図７（ａ）は平面図、
図７（ｂ）は図７（ａ）におけるＸ−Ｘ断面図を示す。

【００２３】図７において、図９と同一構成部材には同
一番号を付して説明を省略する。図７において、６３で
示す接続電極層は、図８において説明したように、第１
接続電極層（第３電極層）および第２接続電極層（第４
電極層）の２層からなる。また、１ｈの切断部は、前述
の分離線に相当し、接続電極層のパターニング用罫書き
線部、１ｇの切断部は、基板表面の光電変換部のパター
ニング用罫書き線部を示す。

【００２４】次に、ガラス基板を用いる太陽電池の構成
とその製造プロセスの概要について述べる。図６は、ガ
ラス基板型太陽電池で典型的に利用される直列接続構造
の製造プロセスの一例を示す。図６の（ａ）〜（ｆ）
は、それぞれ下記を示す。即ち、（ａ）は、ガラス基板
５１上に、SnO₂などの透明電極層５２を成膜した透明電
極付ガラス基板の断面図。（ｂ）は、前記透明電極付ガ
ラス基板を、ライン５３においてヤグレーザを用いてパ
ターニングした断面図。（ｃ）は、（ｂ）において非晶
質シリコンなどからなる光電変換層５４を形成した断面
図。（ｄ）は、（ｃ）においてライン５５でレーザパタ
ーニングした断面図。（ｅ）は、（ｄ）において金属電
極層５６を形成した断面図。（ｆ）は、金属電極層と光
電変換層とを一括してライン５７でパターニングし、直
列構造を完成させた状態の断面図。

【００２５】上記のようなプロセスにより、複数個のユ
ニットセル相互を電気的に直列に接続してなるガラス基
板型太陽電池が形成される。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
薄膜太陽電池とその製造方法においては、下記のような
問題があった。

【００２７】前記図６に示すガラス基板型太陽電池の場
合には、前述のように、膜形成とパターニングを繰返
し、ガラス基板の片面側のみで直列構造を形成するた
め、直列接続部分の幅寸法および面積が比較的小さくな
らざるを得ず、接続の電気抵抗を小さく押えるために
は、レーザパターニング幅寸法もできる限り小、例え
ば、100〜200μｍとする必要があるため、極めて高い精
度が要求され、確実な直列接続構成を得るためには、相
応の困難を伴う。

【００２８】さらに、ガラス基板を電気絶縁性を有する
プラスチック基板に変えて、軽量化とフレキシブル化を
図ったタイプの薄膜太陽電池（以下、片面型薄膜太陽電
池という。）を構成する場合には、透明基板で且つ熱的
に安定で上記のような高精度を実現できる基板が存在せ
ず、確実かつ容易に電気的な直列接続を得ることが困難
であり、この点が製造上のネックとなっていた。

【００２９】また、プラスチック基板を用いた前記図７
に示すような薄膜太陽電池（以下、接続孔付両面型太陽
電池という。）の場合には、図７の１ｇや１ｈで示す切
断部が基板上に複数存在する。この切断部は、レーザパ
ターニングにより薄膜除去を行って形成されるため、基
板が直接露出する部分となる。また、この部分は、パタ
ーニングにより微視的に材料表面がダメージを受けてお
り、この近傍で湿度の影響などにより、基板と電極間の
剥離が進展し易い問題がある。さらに、太陽電池モジュ
ールを形成する場合に接着層として用いられるＥＶＡ
（エチレンビニルアセテート）と基板との接着力が低下
し、モジュールとしての品質を低下させる問題などがあ
る。

【００３０】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、この発明の課題は、前記接続
孔付両面型太陽電池の場合には、基板の露出に伴うダメ
ージの防止を図り、片面型薄膜太陽電池の場合には、確
実かつ容易に電気的直列接続が得られる薄膜太陽電池と
その製造方法を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、この発明においては、片面型薄膜太陽電池の場合
に、電気絶縁性を有する基板の表面に、第１電極層、光
電変換層、透明電極層の順に薄膜を積層し、単位部分に
パターニングして罫書き線により矩形の単位薄膜太陽電
池（ユニットセル）を複数個形成し、このユニットセル
相互を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造
方法であって、以下の工程を含むこととする（請求項１
の発明）。１）前記各ユニットセルの第１電極層下部の矩形長辺近
傍であって、かつ基板の上面部に、第１電極層と透明電
極層を電気的に接続するための導電性ペーストからなる
接続部を形成する工程。２）前記接続部を介して、第１電極層と透明電極層とを
導電性ペーストにより電気的に接続する工程。

【００３２】また、前記請求項１記載の製造方法におい
て、１）の工程に代えて、以下の１）の工程を含むこと
とする（請求項２の発明）。１）前記各ユニットセルの
第１電極層下部の矩形長辺近傍であって、かつ第１電極
層の上面部に、第１電極層と透明電極層とを電気的に接
続するための導電性ペーストからなる接続部を設ける工
程。

【００３３】前述のように、接続部を介して、第１電極
層と透明電極層とを導電性ペーストにより電気的に接続
することにより、片面型薄膜太陽電池の場合に、確実か
つ容易に直列接続構成が実現できる。

【００３４】さらに、前記各発明の実施態様としては、
下記が好適である。即ち、請求項１または２記載の製造
方法において、前記接続部は、光電変換層のパターニン
グ用罫書き線の下部に形成し、また透明電極層の上面部
には、集電用の印刷電極を形成し、光電変換層の前記罫
書き線部に導電性ペーストを充填しかつ前記印刷電極と
接続部とを電気的に接続することにより、第１電極層と
透明電極層とを電気的に接続することとする（請求項３
の発明）。

【００３５】前記請求項３の発明により、光電変換層の
前記罫書き線部を、導電性ペーストによる接続ラインと
兼用させることができる。

【００３６】さらにまた、片面型薄膜太陽電池の場合の
実施態様として、請求項４の発明が好適である。即ち、
請求項１ないし３のいずれかに記載の製造方法におい
て、前記各ユニットセルの光電変換層下部で、かつ透明
電極層のパターニング用罫書き線の下方の第１電極層の
上面部に、透明電極層の罫書き線が第１電極層にまで及
ぶのを防止するための導電性ペーストからなる保護部を
形成することとする。

【００３７】透明電極層をレーザで罫書く場合に、層が
透明であるために、罫書き深さの精度に難があり、場合
によっては、光電変換層を貫通することもある。前記保
護部を設けることにより、保護部がレーザのストッパと
なって、第１電極層のダメージを防止できる。

【００３８】次に、接続孔付両面型太陽電池の場合に
は、請求項５の発明が好適である。即ち、電気絶縁性を
有する基板の表面に下電極層としての第１電極層，光電
変換層，透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる
光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層と
しての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電
変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部
分に罫書き線によりパターニングしてなり、前記透明電
極層形成領域外に形成した電気的直列接続用の接続孔お
よび前記透明電極層形成領域内に形成した集電孔を介し
て、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位
光電変換部分を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電
池の製造方法であって、以下の工程を含むこととする。
１）光電変換部のパターニング用罫書き線の下方の基板
表面部に、基板の露出を防止するための導電性ペースト
からなる第１の基板保護部を形成する工程。２）接続電
極層のパターニング用罫書き線の上方の基板裏面部に、
基板の露出を防止するための導電性ペーストからなる第
２の基板保護部を形成する工程。

【００３９】前記基板保護部の形成により、基板露出に
伴う前記ダメージを防止できる。

【００４０】さらに、前記片面型薄膜太陽電池の製造方
法によって製作された薄膜太陽電池の最も好ましい構成
として、請求項６の発明が好適である。

【００４１】即ち、電気絶縁性を有する基板の表面に、
第１電極層、光電変換層、透明電極層の順に薄膜を積層
し、単位部分にパターニングして罫書き線により矩形の
単位薄膜太陽電池（ユニットセル）を複数個形成し、こ
のユニットセル相互を電気的に直列に接続してなる薄膜
太陽電池において、前記透明電極層はその上面部に集電
用の印刷電極を有し、第１電極層は透明電極層と電気的
に接続するための導電性ペーストからなる接続部を有
し、前記印刷電極と接続部とを導電性ペーストにより、
光電変換層の罫書き線部において電気的に接続してなる
ものとする。

【００４２】

【発明の実施の形態】図面に基づき、本発明の実施の形
態について以下に述べる。

【００４３】図１は、請求項１ないし３および請求項６
の発明に関わる薄膜太陽電池の実施例を示し、図１
（ａ）は薄膜太陽電池の上面図、図１（ｂ）は断面図で
ある。

【００４４】ポリイミド、アラミド、ＰＥＴ（ポリエチ
レンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレ
ート）などの比較的耐熱性の高いプラスチック基板１１
上に、特願平１１−３２７３８８号により提案した後述
する装置を用いて、前記接続部としての印刷ペーストラ
イン１２をフィルム搬送方向（紙面上下方向）に連続的
に形成する。この印刷ペーストの材質としては、耐熱性
のあるもの、脱ガス成分の少ないものであれば何でも良
いが、例えば、ポリイミド系、ポリイミドアミド系樹脂
などをバインダーとし、導電性材料として銀、Al、Ni、
Mo、カーボンなどを含む導電性ペーストが適している。

【００４５】その後、２００〜４００℃で脱ガス処理を
した後、第１電極層としての金属電極層１３をロールツ
ーロール方式においてスパッタリングにより形成し、後
述する装置の位置センサにより印刷ペーストライン１２
を認識しながらそのサイドに罫書き線１４を形成する。
その後、非晶質シリコンなどの光電変換層１５、透明電
極層１９を形成し、位置１６において光電変換層１５、
透明電極層１９を罫書き、位置１７において透明電極層
１９を罫書く。透明電極層１９の罫書きには、波長が短
い短波長レーザを用いることができる。

【００４６】その後、位置１６において、罫書き線のフ
ィルム基板上の幅方向位置を検知するための後述する装
置の位置検知手段の情報に基づいて、印刷ペーストライ
ン１２のエッジに塗布開始点を一致させて、透明電極層
上に集電を行うための印刷電極２０を塗布し、さらに位
置１６内にインキペンを用いて導電性ペーストを塗布充
填する。

【００４７】その後、導電性ペーストを乾燥焼成する。

【００４８】上記により、各第１電極層１３と隣接する
透明電極層１９とが導電性ペーストにより順次電気的に
接続され、全体として複数個の太陽電池セルの直列接続
が確実かつ容易に形成される。

【００４９】なお、上記実施例においては、接続部とし
ての印刷ペーストライン１２を基板１１上に形成した
が、前記請求項２の発明のように、第１電極層１３上に
形成することもできる。

【００５０】図２は、請求項４の発明の実施例に関わる
薄膜太陽電池を示し、図２（ａ）は、図１（ｂ）に対応
する薄膜太陽電池の断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）
におけるＰ部拡大図である。図２（ａ）において、図１
（ｂ）と同一の部材および部位には同一番号を付して、
説明を省略する。

【００５１】図２（ａ）が図１（ｂ）と異なる点は、部
番２１および２２に相当する部分であり、透明電極層の
罫書き線２２が第１電極層１３にまで及ぶのを防止する
ための導電性ペーストからなる保護部２１を形成してい
る点である。保護部２１を設けることにより、この保護
部２１が罫書きレーザのストッパとなって、第１電極層
１３のダメージを防止できる。前記保護部および前述の
接続部を拡大した図を、図２（ｂ）に示すが、実際の太
陽電池の層形成状態は、この拡大図に示すような傾斜面
を有するような状態となっている。

【００５２】次に、前記請求項１ないし４の発明を実施
するための製造装置の概要について述べる。前述のよう
に、かかる製造装置については、本願出願人により、特
願平１１−３２７３８８号により提案されており、図３
はその装置の概念的構成を示す。

【００５３】この装置は、図３に示すように、連続的に
フィルム基板１０を巻き出すための巻き出しロール１
と、巻き取りロール２と、テンションコントロール用ロ
ール３とを含むフィルム基板搬送手段と、その搬送経路
内において、フィルム基板上に形成された金属電極層、
光電変換層、透明電極層などを、レーザパターニング手
段用ロール４上でフィルム基板１０の幅方向に移動可能
な複数のレーザヘッド５を有し所定のパターンをレーザ
の罫書きにより形成するパターニング手段と、このレー
ザパターニング手段５によって罫書きされた罫書き線の
フィルム基板上の幅方向位置を検知するための位置検知
手段（もしくは罫書き線の形状や色を認識するための画
像認識手段）６と、この位置検知手段もしくは画像認識
手段６の情報に連動して独立に移動可能な複数のインキ
ペン７により、ロール上で導電性ペーストを塗布する導
電ペースト塗布手段と、さらに導電性ペーストの印刷パ
ターンを乾燥焼成するための乾燥炉８とを備える。

【００５４】位置検知手段としては、透過型のセンサが
好適である。また、画像認識手段としては、ＣＣＤカメ
ラと形状および色、濃淡の認識が可能なパターン認識回
路を備えたものが好適である。基板の搬送方向のパター
ニング位置は、例えば基板にあらかじめ開けられた基準
位置用の孔を基準にして搬送長を制御することにより、
制御することができる。

【００５５】また、図３において、ロール４の前段にレ
ーザ罫書き位置出し用の図示しない位置センサを設ける
こともできる。

【００５６】図４は、インキペンの設置状態の概念図を
示す。図４によれば、ロール４の中心軸と平行なアーム
９をガイドとして、複数個のインキペン７がロールと平
行にフィルム基板の幅方向に移動することが可能な構成
となっている。

【００５７】上記図３および図４に示す構成により、前
工程で罫書いたレーザパターニングに追従した導電性ペ
ーストの塗布を行うことができ、これを乾燥炉８におい
て乾燥焼成することにより、品質が安定しかつ量産性の
高い直列接続型の薄膜太陽電池を製造することができ
る。

【００５８】次に、図５により、請求項５の発明に関わ
る接続孔付両面型太陽電池の実施例について説明する。
図５（ａ）および（ｂ）は、図７（ａ）および（ｂ）に
対応する太陽電池の平面図および断面図を示す。図５が
図７と異なる点は、図５においては、１ｇおよび１ｈの
切断部において、第１電極層および第３電極層形成前
に、基板表面部に、基板の露出を防止するための導電性
ペーストからなる第１の基板保護部２５および第２の基
板保護部２６を形成している点である。

【００５９】

【発明の効果】この発明によれば前述のように、前記片
面型薄膜太陽電池の場合には、電気絶縁性を有する基板
の表面に、第１電極層、光電変換層、透明電極層の順に
薄膜を積層し、単位部分にパターニングして罫書き線に
より矩形の単位薄膜太陽電池（ユニットセル）を複数個
形成し、このユニットセル相互を電気的に直列に接続し
てなる薄膜太陽電池において、前記透明電極層はその上
面部に集電用の印刷電極を形成し、第１電極層は透明電
極層と電気的に接続するための導電性ペーストからなる
接続部を形成し、前記印刷電極と接続部とを導電性ペー
ストにより、光電変換層の罫書き線部において電気的に
接続することとしたので、確実かつ容易に直列接続構成
が実現できる。

【００６０】また、接続孔付両面型太陽電池の場合に
は、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての
第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２電極層）を
順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成
した接続電極層としての第３電極層および第４電極層と
を備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置
をずらして単位部分に罫書き線によりパターニングして
なり、前記透明電極層形成領域外に形成した電気的直列
接続用の接続孔および前記透明電極層形成領域内に形成
した集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニング
されて隣合う単位光電変換部分を電気的に直列に接続し
てなる薄膜太陽電池の製造方法において、基板の露出を
防止するための導電性ペーストからなる基板保護部を形
成することにより、基板露出に伴う基板と電極間の剥離
やモジュールとしての品質低下のダメージを防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に関わる薄膜太陽電池の構成
図

【図２】この発明の異なる実施例に関わる薄膜太陽電池
の構成図

【図３】この発明の製造方法に関わる製造装置の概念的
構成図

【図４】図３の装置におけるインキペンの設置状態の概
念図

【図５】この発明の接続孔付両面型太陽電池の実施例に
関わる構成図

【図６】従来のガラス基板型太陽電池の構成プロセスの
一例を示す図

【図７】従来の接続孔付両面型薄膜太陽電池の概略構成
を示す図

【図８】従来の接続孔付両面型太陽電池の図７とは異な
る構成を示す図

【図９】従来の接続孔付両面型薄膜太陽電池の概略構成
を示す斜視図

【図１０】従来の接続孔付両面型薄膜太陽電池の製造工
程の概略を示す図

【符号の説明】

１１，６１：基板、１２：接続部、１３，６４：第１電
極層、１５，６５：光電変換層、１９，６６：透明電極
層、２０：印刷電極、２１：保護部、２５：第１の基板
保護部、２６：第２の基板保護部、６７：集電孔、６
８：接続孔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性を有する基板の表面に、第１
電極層、光電変換層、透明電極層の順に薄膜を積層し、
単位部分にパターニングして罫書き線により矩形の単位
薄膜太陽電池（ユニットセル）を複数個形成し、このユ
ニットセル相互を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽
電池の製造方法であって、以下の工程を含むことを特徴
とする薄膜太陽電池の製造方法。１）前記各ユニットセルの第１電極層下部の矩形長辺近
傍であって、かつ基板の上面部に、第１電極層と透明電
極層を電気的に接続するための導電性ペーストからなる
接続部を形成する工程。２）前記接続部を介して、第１電極層と透明電極層とを
導電性ペーストにより電気的に接続する工程。
【請求項２】請求項１記載の製造方法において、１）
の工程に代えて、以下の１）の工程を含むことを特徴と
する薄膜太陽電池の製造方法。１）前記各ユニットセルの第１電極層下部の矩形長辺近
傍であって、かつ第１電極層の上面部に、第１電極層と
透明電極層とを電気的に接続するための導電性ペースト
からなる接続部を設ける工程。
【請求項３】請求項１または２記載の製造方法におい
て、前記接続部は、光電変換層のパターニング用罫書き
線の下部に形成し、また透明電極層の上面部には、集電
用の印刷電極を形成し、光電変換層の前記罫書き線部に
導電性ペーストを充填しかつ前記印刷電極と接続部とを
電気的に接続することにより、第１電極層と透明電極層
とを電気的に接続することを特徴とする薄膜太陽電池の
製造方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の製
造方法において、前記各ユニットセルの光電変換層下部
で、かつ透明電極層のパターニング用罫書き線の下方の
第１電極層の上面部に、透明電極層の罫書き線が第１電
極層にまで及ぶのを防止するための導電性ペーストから
なる保護部を形成することを特徴とする薄膜太陽電池の
製造方法。
【請求項５】電気絶縁性を有する基板の表面に下電極
層としての第１電極層，光電変換層，透明電極層（第２
電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の
裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第
４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を
互いに位置をずらして単位部分に罫書き線によりパター
ニングしてなり、前記透明電極層形成領域外に形成した
電気的直列接続用の接続孔および前記透明電極層形成領
域内に形成した集電孔を介して、前記表面上の互いにパ
ターニングされて隣合う単位光電変換部分を電気的に直
列に接続してなる薄膜太陽電池の製造方法であって、以
下の工程を含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方
法。１）光電変換部のパターニング用罫書き線の下方の基板
表面部に、基板の露出を防止するための導電性ペースト
からなる第１の基板保護部を形成する工程。２）接続電極層のパターニング用罫書き線の上方の基板
裏面部に、基板の露出を防止するための導電性ペースト
からなる第２の基板保護部を形成する工程。
【請求項６】電気絶縁性を有する基板の表面に、第１
電極層、光電変換層、透明電極層の順に薄膜を積層し、
単位部分にパターニングして罫書き線により矩形の単位
薄膜太陽電池（ユニットセル）を複数個形成し、このユ
ニットセル相互を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽
電池において、前記透明電極層はその上面部に集電用の
印刷電極を有し、第１電極層は透明電極層と電気的に接
続するための導電性ペーストからなる接続部を有し、前
記印刷電極と接続部とを導電性ペーストにより、光電変
換層の罫書き線部において電気的に接続してなることを
特徴とする薄膜太陽電池。