JP2002076381A - 薄膜太陽電池モジュール - Google Patents
薄膜太陽電池モジュールInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造を最適化して、出力特性を改善できる薄
膜太陽電池モジュールを提供することにある。 【解決手段】 基板上にストリング状にスクライブされ
た透明電極層、光電変換半導体層および裏面電極層を順
次形成して互いに直列に接続された複数段の太陽電池セ
ルを有する薄膜太陽電池モジュールにおいて、各々の太
陽電池セル（２）で発生する電流値が各々のストリング
幅がすべて同一の場合に発生する電流値と比較して一定
に近づくように、各太陽電池セル（２）のストリング幅
が調整されている。
膜太陽電池モジュールを提供することにある。 【解決手段】 基板上にストリング状にスクライブされ
た透明電極層、光電変換半導体層および裏面電極層を順
次形成して互いに直列に接続された複数段の太陽電池セ
ルを有する薄膜太陽電池モジュールにおいて、各々の太
陽電池セル（２）で発生する電流値が各々のストリング
幅がすべて同一の場合に発生する電流値と比較して一定
に近づくように、各太陽電池セル（２）のストリング幅
が調整されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜太陽電池モジュ
ールに関する。
ールに関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜太陽電池モジュールは、透明基板上
に積層された透明電極層、光電変換半導体層、ならびに
裏面電極層からなる複数段の太陽電池セルのうち少なく
とも一部を直列に接続した構造を有する。
に積層された透明電極層、光電変換半導体層、ならびに
裏面電極層からなる複数段の太陽電池セルのうち少なく
とも一部を直列に接続した構造を有する。
【０００３】このような薄膜太陽電池モジュールは以下
のような方法により製造されている。まず、ＳｎＯ2な
どの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）からなる透明電極層が
形成された透明基板を用意し、レーザー加工により透明
電極層をスクライブする。次に、プラズマＣＶＤ法によ
り透明電極層上に例えばアモルファスシリコンからなる
光電変換半導体層を製膜した後、レーザー加工により光
電変換半導体層をスクライブする。このスクライブによ
り光電変換半導体層中に形成されるスクライブ線は、互
いに隣り合う２つのセル間で裏面電極層と透明電極層を
接続するための接続線として用いられる。次いで、真空
蒸着またはスパッタリングにより光電変換半導体層上に
光反射性金属からなる裏面電極層を製膜した後、レーザ
ー加工により光電変換半導体層および裏面電極層をスク
ライブする。
のような方法により製造されている。まず、ＳｎＯ2な
どの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）からなる透明電極層が
形成された透明基板を用意し、レーザー加工により透明
電極層をスクライブする。次に、プラズマＣＶＤ法によ
り透明電極層上に例えばアモルファスシリコンからなる
光電変換半導体層を製膜した後、レーザー加工により光
電変換半導体層をスクライブする。このスクライブによ
り光電変換半導体層中に形成されるスクライブ線は、互
いに隣り合う２つのセル間で裏面電極層と透明電極層を
接続するための接続線として用いられる。次いで、真空
蒸着またはスパッタリングにより光電変換半導体層上に
光反射性金属からなる裏面電極層を製膜した後、レーザ
ー加工により光電変換半導体層および裏面電極層をスク
ライブする。
【０００４】このような薄膜太陽電池モジュールでは、
できるだけ大きな電流および出力が得られることが望ま
しい。しかし、従来は薄膜太陽電池モジュールの構造が
最適化されていなかったため、必ずしも十分な出力が得
られているわけではなかった。
できるだけ大きな電流および出力が得られることが望ま
しい。しかし、従来は薄膜太陽電池モジュールの構造が
最適化されていなかったため、必ずしも十分な出力が得
られているわけではなかった。
【０００５】例えば、薄膜太陽電池モジュールを構成す
る光電変換半導体層はプラズマＣＶＤ法により製膜され
る。この方法で製膜される光電変換半導体層の膜厚は、
プラズマＣＶＤ装置内の位置によって分布を持つ。例え
ば、プラズマＣＶＤ装置内において反応ガスの供給ノズ
ルに近い位置で成長した光電変換半導体層は膜厚が厚い
が、反応ガスの供給ノズルから遠い位置（基板の周縁
部）で成長した光電変換半導体層は膜厚が薄くなってい
る。また、プラズマＣＶＤ装置内におけるガスの流量分
布や電界分布なども、光電変換半導体層に膜厚分布を生
じさせる要因となる。この結果、膜厚が厚い部分の太陽
電池セルで発生する電流密度は大きいが、膜厚が薄い部
分の太陽電池セルで発生する電流密度は小さく、各太陽
電池セルで発生する電流が一定でないことから、モジュ
ール全体として十分な出力特性が得られないという問題
が生じる。
る光電変換半導体層はプラズマＣＶＤ法により製膜され
る。この方法で製膜される光電変換半導体層の膜厚は、
プラズマＣＶＤ装置内の位置によって分布を持つ。例え
ば、プラズマＣＶＤ装置内において反応ガスの供給ノズ
ルに近い位置で成長した光電変換半導体層は膜厚が厚い
が、反応ガスの供給ノズルから遠い位置（基板の周縁
部）で成長した光電変換半導体層は膜厚が薄くなってい
る。また、プラズマＣＶＤ装置内におけるガスの流量分
布や電界分布なども、光電変換半導体層に膜厚分布を生
じさせる要因となる。この結果、膜厚が厚い部分の太陽
電池セルで発生する電流密度は大きいが、膜厚が薄い部
分の太陽電池セルで発生する電流密度は小さく、各太陽
電池セルで発生する電流が一定でないことから、モジュ
ール全体として十分な出力特性が得られないという問題
が生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、構造
を最適化して、出力特性を改善できる薄膜太陽電池モジ
ュールを提供することにある。
を最適化して、出力特性を改善できる薄膜太陽電池モジ
ュールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜太陽電池モ
ジュールは、基板上にストリング状にスクライブされた
透明電極層、光電変換半導体層および裏面電極層を順次
形成して互いに直列に接続された複数段の太陽電池セル
を有する薄膜太陽電池モジュールにおいて、各々の太陽
電池セルで発生する電流値が各々のストリング幅がすべ
て同一の場合に発生する電流値と比較して一定に近づく
ように、各太陽電池セルのストリング幅が調整されてい
ることを特徴とする。
ジュールは、基板上にストリング状にスクライブされた
透明電極層、光電変換半導体層および裏面電極層を順次
形成して互いに直列に接続された複数段の太陽電池セル
を有する薄膜太陽電池モジュールにおいて、各々の太陽
電池セルで発生する電流値が各々のストリング幅がすべ
て同一の場合に発生する電流値と比較して一定に近づく
ように、各太陽電池セルのストリング幅が調整されてい
ることを特徴とする。
【０００８】本発明の他の薄膜太陽電池モジュールは、
基板上にストリング状にスクライブされた透明電極層、
光電変換半導体層および裏面電極層を順次形成して互い
に直列に接続された複数段の太陽電池セルを有する薄膜
太陽電池モジュールにおいて、前記光電変換半導体層の
膜厚分布に応じて、各々の太陽電池セルで発生する電流
値が各々のストリング幅がすべて同一の場合に発生する
電流値と比較して一定に近づくように、各太陽電池セル
のストリング幅が調整されていることを特徴とする。
基板上にストリング状にスクライブされた透明電極層、
光電変換半導体層および裏面電極層を順次形成して互い
に直列に接続された複数段の太陽電池セルを有する薄膜
太陽電池モジュールにおいて、前記光電変換半導体層の
膜厚分布に応じて、各々の太陽電池セルで発生する電流
値が各々のストリング幅がすべて同一の場合に発生する
電流値と比較して一定に近づくように、各太陽電池セル
のストリング幅が調整されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の薄膜太陽電池モジュール
では、各々の太陽電池セルで発生する電流値が一定に近
づくように、各太陽電池セルのストリング幅が調整され
ている。このように各太陽電池セルのストリング幅を調
整するには、例えば以下のような方法を用いることがで
きる。
では、各々の太陽電池セルで発生する電流値が一定に近
づくように、各太陽電池セルのストリング幅が調整され
ている。このように各太陽電池セルのストリング幅を調
整するには、例えば以下のような方法を用いることがで
きる。
【００１０】まず、従来技術に従って一定のストリング
幅で複数段の太陽電池セルを形成する。次に、個々の太
陽電池セルで発生する電流値を測定する。このとき測定
される電流値は各太陽電池セルを構成する光電変換半導
体層の膜厚を反映して、膜厚の厚い部分では高く、膜厚
の薄い部分では低くなっている。次いで、個々の太陽電
池セルについて測定された電流値に基づいて、各太陽電
池セルで発生する電流値が一定に近づくように、各太陽
電池セルの最適なストリング幅を計算により求める。こ
の計算値に基づいて各太陽電池セルのストリング幅を調
整して製造された薄膜太陽電池モジュールでは、大きな
出力が得られる。
幅で複数段の太陽電池セルを形成する。次に、個々の太
陽電池セルで発生する電流値を測定する。このとき測定
される電流値は各太陽電池セルを構成する光電変換半導
体層の膜厚を反映して、膜厚の厚い部分では高く、膜厚
の薄い部分では低くなっている。次いで、個々の太陽電
池セルについて測定された電流値に基づいて、各太陽電
池セルで発生する電流値が一定に近づくように、各太陽
電池セルの最適なストリング幅を計算により求める。こ
の計算値に基づいて各太陽電池セルのストリング幅を調
整して製造された薄膜太陽電池モジュールでは、大きな
出力が得られる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００１２】まず、従来の方法に従い、９１０ｍｍ×４
５５ｍｍのガラス基板上に一定のストリング幅（約８．
８５ｍｍ）で４８段の太陽電池セルを有する薄膜太陽電
池モジュールを形成した。
５５ｍｍのガラス基板上に一定のストリング幅（約８．
８５ｍｍ）で４８段の太陽電池セルを有する薄膜太陽電
池モジュールを形成した。
【００１３】具体的には、まず、ＳｎＯ2からなる透明
電極層が形成されたガラス基板を用意し、レーザー加工
により透明電極層をスクライブした。次に、プラズマＣ
ＶＤ法により透明電極層上に膜厚約３００ｎｍのアモル
ファスシリコンからなる光電変換半導体層を製膜した
後、レーザー加工により光電変換半導体層をスクライブ
した。次いで、真空蒸着により光電変換半導体層上にＡ
ｇからなる裏面電極層を製膜した後、レーザー加工によ
り光電変換半導体層および裏面電極層をスクライブし
た。図１は、このようにして製造された従来の薄膜太陽
電池モジュールの一部を模式的に示す平面図である。図
１に示されるように、ガラス基板１上に全部で４８段の
太陽電池セル２が形成されており、そのストリング幅Ｗ
1〜Ｗ48は一定である。
電極層が形成されたガラス基板を用意し、レーザー加工
により透明電極層をスクライブした。次に、プラズマＣ
ＶＤ法により透明電極層上に膜厚約３００ｎｍのアモル
ファスシリコンからなる光電変換半導体層を製膜した
後、レーザー加工により光電変換半導体層をスクライブ
した。次いで、真空蒸着により光電変換半導体層上にＡ
ｇからなる裏面電極層を製膜した後、レーザー加工によ
り光電変換半導体層および裏面電極層をスクライブし
た。図１は、このようにして製造された従来の薄膜太陽
電池モジュールの一部を模式的に示す平面図である。図
１に示されるように、ガラス基板１上に全部で４８段の
太陽電池セル２が形成されており、そのストリング幅Ｗ
1〜Ｗ48は一定である。
【００１４】なお、アモルファスシリコンからなる光電
変換半導体層の膜厚分布を調べたところ、平均膜厚に対
しておおよそ±１０％の範囲で膜厚の厚い部分と薄い部
分があることがわかった。
変換半導体層の膜厚分布を調べたところ、平均膜厚に対
しておおよそ±１０％の範囲で膜厚の厚い部分と薄い部
分があることがわかった。
【００１５】製造された薄膜太陽電池モジュールの特性
は、短絡電流ＩSCが１．１５Ａ、最大出力が３５．５Ｗ
であった。
は、短絡電流ＩSCが１．１５Ａ、最大出力が３５．５Ｗ
であった。
【００１６】次に、この薄膜太陽電池モジュールについ
て、各太陽電池セルごとに短絡電流を測定した（表１の
（１））。着目している太陽電池セルおよびその両側に
隣接する太陽電池セルの３点の短絡電流を平均して、着
目している太陽電池セルの短絡電流値を決定するように
スムージングして測定データのばらつきを低減するよう
にした（表１の（２））。このようにして得られた各太
陽電池セルの短絡電流値は、各太陽電池セルを構成する
アモスファスシリコン層の膜厚分布を反映した値となっ
ている。さらに、各太陽電池セルの短絡電流値の逆数を
求めた（表１の（３））。次いで、各ストリング幅の合
計が４２５ｍｍになるように、上記で得られたパラメー
タ（短絡電流値の逆数）に基づいて各太陽電池セルの新
たなストリング幅を決定した（表１の（４））。これら
の測定および計算の結果を表１にまとめて示す。計算で
は、修正されたストリング幅を有する各太陽電池セルで
発生する電流値は、同一幅で形成された各太陽電池セル
で発生する電流値と比較して一定値に近づく。
て、各太陽電池セルごとに短絡電流を測定した（表１の
（１））。着目している太陽電池セルおよびその両側に
隣接する太陽電池セルの３点の短絡電流を平均して、着
目している太陽電池セルの短絡電流値を決定するように
スムージングして測定データのばらつきを低減するよう
にした（表１の（２））。このようにして得られた各太
陽電池セルの短絡電流値は、各太陽電池セルを構成する
アモスファスシリコン層の膜厚分布を反映した値となっ
ている。さらに、各太陽電池セルの短絡電流値の逆数を
求めた（表１の（３））。次いで、各ストリング幅の合
計が４２５ｍｍになるように、上記で得られたパラメー
タ（短絡電流値の逆数）に基づいて各太陽電池セルの新
たなストリング幅を決定した（表１の（４））。これら
の測定および計算の結果を表１にまとめて示す。計算で
は、修正されたストリング幅を有する各太陽電池セルで
発生する電流値は、同一幅で形成された各太陽電池セル
で発生する電流値と比較して一定値に近づく。
【００１７】
【表１】
【００１８】実際に、各太陽電池セルのストリング幅を
上記の計算で得られた値に調整した以外は、上記と同様
な方法により薄膜太陽電池モジュールを製造した。図２
は、このようにして製造された本発明の薄膜太陽電池モ
ジュールの一部を模式的に示す平面図である。図２に示
されるように、ガラス基板１上に全部で４８段の太陽電
池セル２が形成されている。各太陽電池セル２のストリ
ング幅は上記の計算結果に従って、中央部で狭く、中央
部から両端部に向かうにつれて徐々に広くなるように調
整されている。
上記の計算で得られた値に調整した以外は、上記と同様
な方法により薄膜太陽電池モジュールを製造した。図２
は、このようにして製造された本発明の薄膜太陽電池モ
ジュールの一部を模式的に示す平面図である。図２に示
されるように、ガラス基板１上に全部で４８段の太陽電
池セル２が形成されている。各太陽電池セル２のストリ
ング幅は上記の計算結果に従って、中央部で狭く、中央
部から両端部に向かうにつれて徐々に広くなるように調
整されている。
【００１９】製造された本発明に係る薄膜太陽電池モジ
ュールの特性は、短絡電流ＩSCが１．１８Ａ、最大出力
が３６．２Ｗであり、従来技術よりも良好な特性を示し
た。
ュールの特性は、短絡電流ＩSCが１．１８Ａ、最大出力
が３６．２Ｗであり、従来技術よりも良好な特性を示し
た。
【００２０】また、上記と同様に、各太陽電池セルごと
に短絡電流を測定したところ、ストリング位置が従来の
ストリング位置とずれるため必ずしも最適幅とはなって
いないが、各太陽電池セルのストリング幅がすべて同一
である従来技術と比較して、短絡電流値のばらつきが非
常に小さく一定に近づいていることがわかった。
に短絡電流を測定したところ、ストリング位置が従来の
ストリング位置とずれるため必ずしも最適幅とはなって
いないが、各太陽電池セルのストリング幅がすべて同一
である従来技術と比較して、短絡電流値のばらつきが非
常に小さく一定に近づいていることがわかった。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の薄膜太陽電
池モジュールでは、各々の太陽電池セルで発生する電流
値が一定に近づくように各太陽電池セルのストリング幅
が調整されているため、出力特性を改善できる。
池モジュールでは、各々の太陽電池セルで発生する電流
値が一定に近づくように各太陽電池セルのストリング幅
が調整されているため、出力特性を改善できる。
【図１】従来の薄膜太陽電池モジュールの一部を模式的
に示す平面図。
に示す平面図。
【図２】本発明の薄膜太陽電池モジュールの一部を模式
的に示す平面図。
的に示す平面図。
１…ガラス基板 ２…太陽電池セル
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上にストリング状にスクライブされ
た透明電極層、光電変換半導体層および裏面電極層を順
次形成して互いに直列に接続された複数段の太陽電池セ
ルを有する薄膜太陽電池モジュールにおいて、各々の太
陽電池セルで発生する電流値が各々のストリング幅がす
べて同一の場合に発生する電流値と比較して一定に近づ
くように、各太陽電池セルのストリング幅が調整されて
いることを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。 - 【請求項２】 基板上にストリング状にスクライブされ
た透明電極層、光電変換半導体層および裏面電極層を順
次形成して互いに直列に接続された複数段の太陽電池セ
ルを有する薄膜太陽電池モジュールにおいて、前記光電
変換半導体層の膜厚分布に応じて、各々の太陽電池セル
で発生する電流値が各々のストリング幅がすべて同一の
場合に発生する電流値と比較して一定に近づくように、
各太陽電池セルのストリング幅が調整されていることを
特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000252575A JP2002076381A (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | 薄膜太陽電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000252575A JP2002076381A (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | 薄膜太陽電池モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002076381A true JP2002076381A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18741789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000252575A Pending JP2002076381A (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | 薄膜太陽電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002076381A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009142187A1 (ja) | 2008-05-22 | 2009-11-26 | 株式会社カネカ | 薄膜光電変換装置とその製造方法 |
| JP2011035270A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Sharp Corp | 光電変換装置 |
| WO2019044810A1 (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 京セラ株式会社 | 太陽電池モジュール |
| CN112054078A (zh) * | 2019-06-05 | 2020-12-08 | 领凡新能源科技(北京)有限公司 | 薄膜太阳能电池的节宽设计方法、装置和薄膜太阳能电池 |
-
2000
- 2000-08-23 JP JP2000252575A patent/JP2002076381A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009142187A1 (ja) | 2008-05-22 | 2009-11-26 | 株式会社カネカ | 薄膜光電変換装置とその製造方法 |
| US8907204B2 (en) | 2008-05-22 | 2014-12-09 | Kaneka Corporation | Thin film photoelectric conversion device and method for manufacturing the same |
| EP2296186A4 (en) * | 2008-05-22 | 2017-08-16 | Kaneka Corporation | Thin film photoelectric conversion device and method for manufacturing the same |
| JP2011035270A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Sharp Corp | 光電変換装置 |
| WO2019044810A1 (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 京セラ株式会社 | 太陽電池モジュール |
| CN112054078A (zh) * | 2019-06-05 | 2020-12-08 | 领凡新能源科技(北京)有限公司 | 薄膜太阳能电池的节宽设计方法、装置和薄膜太阳能电池 |
| CN112054078B (zh) * | 2019-06-05 | 2024-03-08 | 东君新能源有限公司 | 薄膜太阳能电池的节宽设计方法、装置和薄膜太阳能电池 |
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