JP2002111023A - 薄膜太陽電池、およびその製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池、およびその製造方法Info
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 充分な絶縁性を有する薄膜太陽電池を提供す
る。 【解決手段】 透明基板上に透明導電膜、半導体層およ
び電極が順次積層され、前記透明導電膜の周縁部が、前
記透明基板の周縁部の表面層と共に全周に亘り除去され
ている薄膜太陽電池。
る。 【解決手段】 透明基板上に透明導電膜、半導体層およ
び電極が順次積層され、前記透明導電膜の周縁部が、前
記透明基板の周縁部の表面層と共に全周に亘り除去され
ている薄膜太陽電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明基板上に透明
導電膜、半導体層および電極が順次積層されてなる薄膜
太陽電池に関するものである。
導電膜、半導体層および電極が順次積層されてなる薄膜
太陽電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高価な結晶シリコン太陽電池に代
わる次世代太陽電池として、ウエハーが不必要なので、
安価に作製できる薄膜太陽電池の開発が行われている。
薄膜太陽電池には多様な構造があるが、一般的には透明
基板上に透明導電膜を形成し、その上にｐｎ接合あるい
はｐｉｎ接合を有する半導体層を形成し、その上に電極
を形成した積層構造が採られている。この透明基板は太
陽電池モジュールのフロントカバーとしてそのまま用い
られる場合が多い。
わる次世代太陽電池として、ウエハーが不必要なので、
安価に作製できる薄膜太陽電池の開発が行われている。
薄膜太陽電池には多様な構造があるが、一般的には透明
基板上に透明導電膜を形成し、その上にｐｎ接合あるい
はｐｉｎ接合を有する半導体層を形成し、その上に電極
を形成した積層構造が採られている。この透明基板は太
陽電池モジュールのフロントカバーとしてそのまま用い
られる場合が多い。
【０００３】従来の一般的な太陽電池モジュールの概略
断面図を図７に示す。太陽電池モジュールの外装である
フレーム９と外部出力端子１１間には、漏電を防ぐため
の充分な絶縁性が必要である。そのため、例えば日本工
業規格、『ＪＩＳ Ｃ ８９１８ 結晶系太陽電池モジ
ュール』や『ＪＩＳ Ｃ ８９３９ アモルファス太陽
電池モジュール』では、ＤＣ１，０００Ｖの電圧を印加
した場合の抵抗値は１００ＭΩ以上と規定されている。
図７において、ガラス製などの透明基板１上に透明導電
膜２、ｎ型半導体層３とｐ型半導体層４からなる半導体
層５、およびカーボン電極６やＡｇ−Ｉｎ電極７等の電
極８が形成されている。
断面図を図７に示す。太陽電池モジュールの外装である
フレーム９と外部出力端子１１間には、漏電を防ぐため
の充分な絶縁性が必要である。そのため、例えば日本工
業規格、『ＪＩＳ Ｃ ８９１８ 結晶系太陽電池モジ
ュール』や『ＪＩＳ Ｃ ８９３９ アモルファス太陽
電池モジュール』では、ＤＣ１，０００Ｖの電圧を印加
した場合の抵抗値は１００ＭΩ以上と規定されている。
図７において、ガラス製などの透明基板１上に透明導電
膜２、ｎ型半導体層３とｐ型半導体層４からなる半導体
層５、およびカーボン電極６やＡｇ−Ｉｎ電極７等の電
極８が形成されている。
【０００４】透明導電膜２は、半導体層５や電極８が形
成されている部分以外に、この部分に連続した透明基板
１の側面にも形成されている場合が多い。フレーム９に
は、通常、アルミニウム、アルミニウム合金などが用い
られ、ステンレス鋼製などの裏面カバー１０には外部出
力端子１１を収納する端子ボックス１２が取り付けられ
ている。この構成では、半導体層５や電極８は、透明導
電膜２を介して透明基板１の側面と電気的に導通しやす
い。この透明基板１の側面とフレーム９の内面が接触し
ているので、Ａｇ−Ｉｎ電極７に接続された外部出力端
子１１とフレーム９の間は比較的低抵抗で電気的に導通
した状態になり易い。そのため、従来の太陽電池モジュ
ールでは前記ＪＩＳで定められた絶縁抵抗値を確保する
ことが困難であった。
成されている部分以外に、この部分に連続した透明基板
１の側面にも形成されている場合が多い。フレーム９に
は、通常、アルミニウム、アルミニウム合金などが用い
られ、ステンレス鋼製などの裏面カバー１０には外部出
力端子１１を収納する端子ボックス１２が取り付けられ
ている。この構成では、半導体層５や電極８は、透明導
電膜２を介して透明基板１の側面と電気的に導通しやす
い。この透明基板１の側面とフレーム９の内面が接触し
ているので、Ａｇ−Ｉｎ電極７に接続された外部出力端
子１１とフレーム９の間は比較的低抵抗で電気的に導通
した状態になり易い。そのため、従来の太陽電池モジュ
ールでは前記ＪＩＳで定められた絶縁抵抗値を確保する
ことが困難であった。
【０００５】この問題を解決するためには、フレーム９
と、半導体層５あるいは電極８との間の電気的導通を断
つことが必要となる。そのためには、透明導電膜２を、
透明基板１の表面に形成された部分と側面に回り込んで
形成された部分を分離して、双方の部分の透明導電膜の
電気的導通を完全に断ち切ることが必要である。その方
策として、透明導電膜の選択的製膜やレーザによる透明
導電膜の部分的な除去など、透明基板の周縁部の透明導
電膜を無くする方法が検討されている。
と、半導体層５あるいは電極８との間の電気的導通を断
つことが必要となる。そのためには、透明導電膜２を、
透明基板１の表面に形成された部分と側面に回り込んで
形成された部分を分離して、双方の部分の透明導電膜の
電気的導通を完全に断ち切ることが必要である。その方
策として、透明導電膜の選択的製膜やレーザによる透明
導電膜の部分的な除去など、透明基板の周縁部の透明導
電膜を無くする方法が検討されている。
【０００６】透明導電膜の選択的製膜法は、透明基板上
の非製膜部分をステンレス鋼などのメタルマスク材で覆
い、その上から蒸着法やスパッタリング法等で透明導電
膜を製膜し、その後マスク材を取り除くことにより、透
明基板上に所望のパターンの透明導電膜を形成する方法
である。しかし、この場合には、マスク材が変形しない
温度領域で透明導電膜を形成する必要があり、透明導電
膜を形成する際の温度を低くせざるを得ないので、結晶
性が良好な透明導電膜が得られず、高変換効率の太陽電
池を作製できないという問題があった。この問題を解決
するためには、ヒートサイクルによる変形が極めて少な
い高価なメタルマスク材を、再使用することなく用いる
ことが必要となり、高コスト化の原因となっていた。
の非製膜部分をステンレス鋼などのメタルマスク材で覆
い、その上から蒸着法やスパッタリング法等で透明導電
膜を製膜し、その後マスク材を取り除くことにより、透
明基板上に所望のパターンの透明導電膜を形成する方法
である。しかし、この場合には、マスク材が変形しない
温度領域で透明導電膜を形成する必要があり、透明導電
膜を形成する際の温度を低くせざるを得ないので、結晶
性が良好な透明導電膜が得られず、高変換効率の太陽電
池を作製できないという問題があった。この問題を解決
するためには、ヒートサイクルによる変形が極めて少な
い高価なメタルマスク材を、再使用することなく用いる
ことが必要となり、高コスト化の原因となっていた。
【０００７】透明導電膜をＹＡＧ等のレーザ光により除
去する方法は、透明基板の全面に形成した透明導電膜の
うち、除去すべき部分にレーザ光を照射し、この部分の
透明導電膜を昇華あるいは蒸発させて除去するものであ
る。この方法では、高密度のレーザーエネルギーを得る
ために、出力を集中させる方法が採られている。そのた
め、透明導電膜の除去部が０．０５ｍｍ程度の微細な幅
となるので、この方法により周縁部を除去した透明導電
膜を用いて作製した太陽電池モジュールは、ＤＣ１，０
００Ｖという高電圧を印加して絶縁抵抗を測定した場合
には、透明基板の表面側と側面側の透明導電膜の間で放
電現象が起こり、絶縁抵抗を充分に確保できなかった。
そこで、レーザによる透明導電膜除去操作を複数回行っ
て、除去部の幅を広めようとした場合でも、透明導電膜
が除去されない微小な部分が散在して残存するため、絶
縁抵抗測定時にこれらの部分で飛び石状に放電し、十分
な絶縁性が確保できなかった。
去する方法は、透明基板の全面に形成した透明導電膜の
うち、除去すべき部分にレーザ光を照射し、この部分の
透明導電膜を昇華あるいは蒸発させて除去するものであ
る。この方法では、高密度のレーザーエネルギーを得る
ために、出力を集中させる方法が採られている。そのた
め、透明導電膜の除去部が０．０５ｍｍ程度の微細な幅
となるので、この方法により周縁部を除去した透明導電
膜を用いて作製した太陽電池モジュールは、ＤＣ１，０
００Ｖという高電圧を印加して絶縁抵抗を測定した場合
には、透明基板の表面側と側面側の透明導電膜の間で放
電現象が起こり、絶縁抵抗を充分に確保できなかった。
そこで、レーザによる透明導電膜除去操作を複数回行っ
て、除去部の幅を広めようとした場合でも、透明導電膜
が除去されない微小な部分が散在して残存するため、絶
縁抵抗測定時にこれらの部分で飛び石状に放電し、十分
な絶縁性が確保できなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決し、高電圧を印加した場合でも充分な絶縁抵抗を
確保できる薄膜太陽電池を提供することを目的とする。
を解決し、高電圧を印加した場合でも充分な絶縁抵抗を
確保できる薄膜太陽電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜太陽電池
は、透明基板上に透明導電膜、半導体層および電極が順
次積層され、前記透明導電膜の周縁部が、前記透明基板
の周縁部の表面層と共に全周に亘り除去されていること
を特徴とするものである。また、本発明の薄膜太陽電池
の製造方法は、透明基板の周縁部を除く部分に透明導電
膜を形成する工程、および前記透明導電膜上に半導体層
および電極を順次形成する工程を有し、前記透明導電膜
を形成する工程が、周縁部の全周に亘ってレジスト膜を
形成した前記透明基板上に透明導電膜を形成した後、前
記レジスト膜上に形成された部分の透明導電膜を前記レ
ジスト膜と共に除去するものである。
は、透明基板上に透明導電膜、半導体層および電極が順
次積層され、前記透明導電膜の周縁部が、前記透明基板
の周縁部の表面層と共に全周に亘り除去されていること
を特徴とするものである。また、本発明の薄膜太陽電池
の製造方法は、透明基板の周縁部を除く部分に透明導電
膜を形成する工程、および前記透明導電膜上に半導体層
および電極を順次形成する工程を有し、前記透明導電膜
を形成する工程が、周縁部の全周に亘ってレジスト膜を
形成した前記透明基板上に透明導電膜を形成した後、前
記レジスト膜上に形成された部分の透明導電膜を前記レ
ジスト膜と共に除去するものである。
【００１０】これら本発明により、半導体層あるいは電
極が形成される側の透明基板上の透明導電膜と、透明基
板の側面との電気的導通を完全に遮断することができ、
高電圧を印加した場合でも充分な絶縁抵抗を確保できる
薄膜太陽電池を提供することができる。
極が形成される側の透明基板上の透明導電膜と、透明基
板の側面との電気的導通を完全に遮断することができ、
高電圧を印加した場合でも充分な絶縁抵抗を確保できる
薄膜太陽電池を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明において、前記透明導電膜
の周縁部を全周に亘って透明基板の周縁部の表面層と共
に除去する方法としては、面取り切削加工法、或いはサ
ンドブラスト法が好ましい。透明導電膜と透明導電膜が
強固に密着している場合でも、上記の除去方法により透
明基板の周縁部表面層を除去することにより、その表面
に形成されている透明導電膜を同時に確実に除去するこ
とができる。これによって、レーザ光で周縁部の透明導
電膜を十分な除去幅で完全に除去できなかった従来の問
題が解決される。さらに、面取り切削加工法によって透
明基板の周縁の角部を削り取ることにより、太陽電池モ
ジュール組み立て作業中における透明基板の周縁端部の
破損を防止することもできる。
の周縁部を全周に亘って透明基板の周縁部の表面層と共
に除去する方法としては、面取り切削加工法、或いはサ
ンドブラスト法が好ましい。透明導電膜と透明導電膜が
強固に密着している場合でも、上記の除去方法により透
明基板の周縁部表面層を除去することにより、その表面
に形成されている透明導電膜を同時に確実に除去するこ
とができる。これによって、レーザ光で周縁部の透明導
電膜を十分な除去幅で完全に除去できなかった従来の問
題が解決される。さらに、面取り切削加工法によって透
明基板の周縁の角部を削り取ることにより、太陽電池モ
ジュール組み立て作業中における透明基板の周縁端部の
破損を防止することもできる。
【００１２】これにより、透明基板の側面と半導体層お
よび電極との電気的導通を完全に遮断することができ、
高電圧が印加された場合でも、十分な絶縁抵抗を有する
薄膜太陽電池を提供できる。この場合、透明導電膜の周
縁部の除去部の幅は０．５ｍｍ以上であることが特に好
ましい。
よび電極との電気的導通を完全に遮断することができ、
高電圧が印加された場合でも、十分な絶縁抵抗を有する
薄膜太陽電池を提供できる。この場合、透明導電膜の周
縁部の除去部の幅は０．５ｍｍ以上であることが特に好
ましい。
【００１３】また、本発明において、透明基板の周縁部
を除く部分に透明導電膜を形成するためには、予め周縁
部の全周に亘ってレジスト膜を形成した透明基板上に、
透明導電膜を形成した後、レジスト膜を引き剥がすこと
により、前記レジスト膜上に形成された部分の透明導電
膜を前記レジスト膜と共に除去する方法を採ることが好
ましい。この方法によれば、透明基板の周縁部にレジス
ト膜を密着させることができ、周縁部での透明導電膜の
形成を確実に阻止することができる。
を除く部分に透明導電膜を形成するためには、予め周縁
部の全周に亘ってレジスト膜を形成した透明基板上に、
透明導電膜を形成した後、レジスト膜を引き剥がすこと
により、前記レジスト膜上に形成された部分の透明導電
膜を前記レジスト膜と共に除去する方法を採ることが好
ましい。この方法によれば、透明基板の周縁部にレジス
ト膜を密着させることができ、周縁部での透明導電膜の
形成を確実に阻止することができる。
【００１４】上記本発明により、従来のメタルマスク法
における前記の問題が解決され、透明導電膜が全く形成
されていない周縁部分の幅が十分に確保された透明導電
膜を、低コストで得ることができる。透明基板の側面と
半導体層および電極との電気的導通をより確実に遮断す
るためには、透明導電膜が全く形成されていない周縁部
分の幅は０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
における前記の問題が解決され、透明導電膜が全く形成
されていない周縁部分の幅が十分に確保された透明導電
膜を、低コストで得ることができる。透明基板の側面と
半導体層および電極との電気的導通をより確実に遮断す
るためには、透明導電膜が全く形成されていない周縁部
分の幅は０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１５】上記レジスト膜の材料としては、印刷など
の方法で透明基板上に膜形成でき、透明導電膜形成時に
レジスト膜と透明基板との密着性が保持され、透明導電
膜形成後は透明基板からの剥離が容易で、導電性を有し
ない耐熱性の材料が好ましい。例えば、アルミナ、シリ
カあるいは炭酸カルシウムなどの粉末をテルピネオール
（Ｃ10Ｈ18Ｏ）等の有機溶剤でペースト化したものを用
いることができる。なかでも、ガラス粉末およびアクリ
ル樹脂分を有機溶剤でペースト化したものが好ましく、
市販品としては、株式会社ノリタケカンパニー製のＮＰ
−７１００Ｅや旭硝子株式会社製のＡＳＦ−１１１Ｂが
ある。
の方法で透明基板上に膜形成でき、透明導電膜形成時に
レジスト膜と透明基板との密着性が保持され、透明導電
膜形成後は透明基板からの剥離が容易で、導電性を有し
ない耐熱性の材料が好ましい。例えば、アルミナ、シリ
カあるいは炭酸カルシウムなどの粉末をテルピネオール
（Ｃ10Ｈ18Ｏ）等の有機溶剤でペースト化したものを用
いることができる。なかでも、ガラス粉末およびアクリ
ル樹脂分を有機溶剤でペースト化したものが好ましく、
市販品としては、株式会社ノリタケカンパニー製のＮＰ
−７１００Ｅや旭硝子株式会社製のＡＳＦ−１１１Ｂが
ある。
【００１６】本発明の薄膜太陽電池の透明導電膜として
は、酸化スズ（ＳｎＯ2）膜、ＩＴＯ膜あるいは酸化亜
鉛（ＺｎＯ）膜等を用いることができる。透明導電膜の
作製方法としては、蒸着法、スパッタリング法および有
機金属気相成長法等を採ることができる。本発明は、Ｃ
ｄＴｅ系太陽電池、ＣｕＩｎＳｅ2系太陽電池、アモル
ファスシリコン系太陽電池、あるいは薄膜ポリシリコン
系太陽電池など、透明基板上に透明導電膜、半導体層お
よび電極が形成されてなる何れの薄膜太陽電池にも適用
できる。以下、本発明の実施の形態を具体例により詳細
に説明する。
は、酸化スズ（ＳｎＯ2）膜、ＩＴＯ膜あるいは酸化亜
鉛（ＺｎＯ）膜等を用いることができる。透明導電膜の
作製方法としては、蒸着法、スパッタリング法および有
機金属気相成長法等を採ることができる。本発明は、Ｃ
ｄＴｅ系太陽電池、ＣｕＩｎＳｅ2系太陽電池、アモル
ファスシリコン系太陽電池、あるいは薄膜ポリシリコン
系太陽電池など、透明基板上に透明導電膜、半導体層お
よび電極が形成されてなる何れの薄膜太陽電池にも適用
できる。以下、本発明の実施の形態を具体例により詳細
に説明する。
【００１７】《実施の形態１》図３は面取り切削加工前
の薄膜太陽電池素子の断面図である。図３において、透
明基板１としてのガラス基板上に透明導電膜２が形成さ
れ、その上にｎ型半導体層３としてのＣｄＳ膜とｐ型半
導体層４としてのＣｄＴｅ膜が接合された半導体層５、
さらにカーボン電極６とＡｇ−Ｉｎ電極７からなる電極
８が形成されている。透明導電膜２は透明基板１の表面
から側面部にかけて連続した膜として形成されている。
の薄膜太陽電池素子の断面図である。図３において、透
明基板１としてのガラス基板上に透明導電膜２が形成さ
れ、その上にｎ型半導体層３としてのＣｄＳ膜とｐ型半
導体層４としてのＣｄＴｅ膜が接合された半導体層５、
さらにカーボン電極６とＡｇ−Ｉｎ電極７からなる電極
８が形成されている。透明導電膜２は透明基板１の表面
から側面部にかけて連続した膜として形成されている。
【００１８】図１は、図３の薄膜太陽電池素子の透明導
電膜２の周縁部を透明基板１の周縁の角部の表面層と共
に面取り切削加工により除去した薄膜太陽電池素子の断
面図であり、透明基板１の周縁端部の角部を斜めにサン
ダー式面取り加工機により切削して除去したものであ
る。透明基板２の周縁の角部の全周は枠状に切れ目なく
切削して除去され、その除去部は透明導電膜２とその下
地の透明基板１の表面層が同時に除去されている。これ
により、半導体層５や電極８が形成されている側の透明
導電膜２ａと、透明基板１の側面の透明導電膜２ｂが確
実に分離され、双方が電気的に絶縁された状態となる。
上記のサンダー式面取り機による加工は、ベルト状の回
転サンドペーパーで透明基板の端部を面取り切削加工す
るものである。他に、ディスクグラインダータイプ等の
面取り機を用いて面取り切削加工することもできる。
電膜２の周縁部を透明基板１の周縁の角部の表面層と共
に面取り切削加工により除去した薄膜太陽電池素子の断
面図であり、透明基板１の周縁端部の角部を斜めにサン
ダー式面取り加工機により切削して除去したものであ
る。透明基板２の周縁の角部の全周は枠状に切れ目なく
切削して除去され、その除去部は透明導電膜２とその下
地の透明基板１の表面層が同時に除去されている。これ
により、半導体層５や電極８が形成されている側の透明
導電膜２ａと、透明基板１の側面の透明導電膜２ｂが確
実に分離され、双方が電気的に絶縁された状態となる。
上記のサンダー式面取り機による加工は、ベルト状の回
転サンドペーパーで透明基板の端部を面取り切削加工す
るものである。他に、ディスクグラインダータイプ等の
面取り機を用いて面取り切削加工することもできる。
【００１９】《実施の形態２》図２は透明導電膜２の周
縁部をサンドブラスト法により除去した薄膜太陽電池素
子の断面図であり、図３の薄膜太陽電池素子の透明導電
膜２の周縁部をその下地の透明基板１の表面層と共に同
時に全周に亘って枠状に除去したものである。この場
合、除去すべき周縁部の透明導電膜以外の部分をメタル
マスクで覆ってサンドブラストを行うことにより、より
確実に透明導電膜２の周縁部を除去することができる。
これにより、半導体層５や電極８が形成されている側の
透明導電膜２ａと、透明基板１の側面の透明導電膜２ｂ
が確実に分離され、双方が電気的に絶縁された状態とな
る。
縁部をサンドブラスト法により除去した薄膜太陽電池素
子の断面図であり、図３の薄膜太陽電池素子の透明導電
膜２の周縁部をその下地の透明基板１の表面層と共に同
時に全周に亘って枠状に除去したものである。この場
合、除去すべき周縁部の透明導電膜以外の部分をメタル
マスクで覆ってサンドブラストを行うことにより、より
確実に透明導電膜２の周縁部を除去することができる。
これにより、半導体層５や電極８が形成されている側の
透明導電膜２ａと、透明基板１の側面の透明導電膜２ｂ
が確実に分離され、双方が電気的に絶縁された状態とな
る。
【００２０】《実施の形態３》図４に、予め周縁部にレ
ジスト膜１５を形成した透明基板１６上に透明導電膜１
７を製膜した後、レジスト膜１５を除去する方法によ
り、透明基板１６の表側の面のうち、周縁部を除く部分
に透明導電膜１７ａを形成する手順を示した。まず、図
４（ａ）に示すように、ガラス製の透明基板１６上の透
明導電膜を形成しない周縁部にレジスト膜１５を枠状に
形成する。この透明基板１６上に、図４（ｂ）に示すよ
うに透明導電膜１７を製膜する。次いで、レジスト膜１
５を引き剥がして除去することにより、図４（ｃ）のよ
うに透明基板１６の表側面の内の周縁部を除く部分、お
よび側面に透明導電膜１７ａおよび１７ｂが選択的に形
成される。これにより、透明導電膜が存在しない分離帯
１８が透明基板１の周縁部に枠状に形成され、透明導電
膜１７ａと１７ｂが確実に絶縁された状態となる。
ジスト膜１５を形成した透明基板１６上に透明導電膜１
７を製膜した後、レジスト膜１５を除去する方法によ
り、透明基板１６の表側の面のうち、周縁部を除く部分
に透明導電膜１７ａを形成する手順を示した。まず、図
４（ａ）に示すように、ガラス製の透明基板１６上の透
明導電膜を形成しない周縁部にレジスト膜１５を枠状に
形成する。この透明基板１６上に、図４（ｂ）に示すよ
うに透明導電膜１７を製膜する。次いで、レジスト膜１
５を引き剥がして除去することにより、図４（ｃ）のよ
うに透明基板１６の表側面の内の周縁部を除く部分、お
よび側面に透明導電膜１７ａおよび１７ｂが選択的に形
成される。これにより、透明導電膜が存在しない分離帯
１８が透明基板１の周縁部に枠状に形成され、透明導電
膜１７ａと１７ｂが確実に絶縁された状態となる。
【００２１】
【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明する。
説明する。
【００２２】《実施例１》サンドブラスト法で透明導電
膜の周縁部を除去した図２の薄膜太陽電池を作製した。
ホウ珪酸ガラス製の寸法８２０×７２０×４ｍｍの透明
基板１上に透明導電膜２として、有機金属気相成長法に
より膜厚０．５μｍのＳｎＯ2膜を形成し、次いでｎ型
半導体層３として、真空蒸着法で膜厚０．１μｍの硫化
カドミウム（ＣｄＳ）膜を形成した後、これらの膜２お
よび３をレーザスクライブにより、同時にパターニング
してセル単位の膜に分割した。
膜の周縁部を除去した図２の薄膜太陽電池を作製した。
ホウ珪酸ガラス製の寸法８２０×７２０×４ｍｍの透明
基板１上に透明導電膜２として、有機金属気相成長法に
より膜厚０．５μｍのＳｎＯ2膜を形成し、次いでｎ型
半導体層３として、真空蒸着法で膜厚０．１μｍの硫化
カドミウム（ＣｄＳ）膜を形成した後、これらの膜２お
よび３をレーザスクライブにより、同時にパターニング
してセル単位の膜に分割した。
【００２３】その上に、ｐ型半導体層４として、近接昇
華法で膜厚３μｍのテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）膜
を形成した後、この膜をサンドブラスト法によりパター
ニングして１３０個のセル単位の膜に分割した。分割さ
れた各ｐ型半導体層４上にカーボン電極６を形成し、こ
れらカーボン電極６から隣接するｎ型半導体層３にかけ
て、および最左端セルの透明導電膜上にＡｇ−Ｉｎ電極
７を印刷法により形成し、これらの電極７を各々、各セ
ルを直列に接続するための接続用電極７ｃ、＋側電極７
ａおよび−側電極７ｂとした。
華法で膜厚３μｍのテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）膜
を形成した後、この膜をサンドブラスト法によりパター
ニングして１３０個のセル単位の膜に分割した。分割さ
れた各ｐ型半導体層４上にカーボン電極６を形成し、こ
れらカーボン電極６から隣接するｎ型半導体層３にかけ
て、および最左端セルの透明導電膜上にＡｇ−Ｉｎ電極
７を印刷法により形成し、これらの電極７を各々、各セ
ルを直列に接続するための接続用電極７ｃ、＋側電極７
ａおよび−側電極７ｂとした。
【００２４】次に、透明基板１の透明導電膜２、半導体
層５および電極８が形成された表側の面の周縁部の幅
０．５ｍｍの枠状部分を除いた部分を、メタル製のマス
ク材で覆い、サンドブラスト装置内でマスク材で覆われ
ていない周縁部分にコランダムの粒子（粒径１００メッ
シュ）をブラストした。これにより、透明導電膜２の周
縁部を、その下地の透明基板１の深さ約０．１ｍｍの表
面層とともに、同時に０．５ｍｍの幅で枠状に除去して
薄膜太陽電池素子を作製した。
層５および電極８が形成された表側の面の周縁部の幅
０．５ｍｍの枠状部分を除いた部分を、メタル製のマス
ク材で覆い、サンドブラスト装置内でマスク材で覆われ
ていない周縁部分にコランダムの粒子（粒径１００メッ
シュ）をブラストした。これにより、透明導電膜２の周
縁部を、その下地の透明基板１の深さ約０．１ｍｍの表
面層とともに、同時に０．５ｍｍの幅で枠状に除去して
薄膜太陽電池素子を作製した。
【００２５】《実施例２》実施例１と同様の透明基板１
６の周縁部の幅０．５ｍｍの部分に枠状にレジスト用の
ペーストを印刷し、乾燥することにより、図４（ａ）に
示すレジスト膜１５を形成した。レジスト用のペースト
には、ガラス粉末およびアクリル樹脂を有機溶剤でペー
スト化したＮＰ−７１００Ｅ（株式会社ノリタケカンパ
ニー製）を用いた。
６の周縁部の幅０．５ｍｍの部分に枠状にレジスト用の
ペーストを印刷し、乾燥することにより、図４（ａ）に
示すレジスト膜１５を形成した。レジスト用のペースト
には、ガラス粉末およびアクリル樹脂を有機溶剤でペー
スト化したＮＰ−７１００Ｅ（株式会社ノリタケカンパ
ニー製）を用いた。
【００２６】次いで、図４（ｂ）のように、レジスト膜
１５を形成した透明基板１６上に、透明導電膜１７とし
て、膜厚０．５μｍのＳｎＯ2膜を有機金属気相成長法
により形成した。次いで、レジスト膜１５上の透明導電
膜１７に粘着テープを貼り、これを引き剥がすことによ
り、レジスト膜１５とその上に形成された透明導電膜１
７とを同時に除去した。これにより、透明基板１の周縁
部に枠状の幅０．５ｍｍの分離帯を形成し、同時にこの
分離帯によって分離された透明導電膜１７ｂと１７ａを
形成した。尚、粘着テープで除去できなかったレジスト
膜１５が残存した場合には、金属製のヘラで取り除い
た。上記のように透明導電膜を形成した透明基板上に、
実施例１と同様にして半導体層５および電極８を形成
し、図５の構造の薄膜太陽電池素子を作製した。
１５を形成した透明基板１６上に、透明導電膜１７とし
て、膜厚０．５μｍのＳｎＯ2膜を有機金属気相成長法
により形成した。次いで、レジスト膜１５上の透明導電
膜１７に粘着テープを貼り、これを引き剥がすことによ
り、レジスト膜１５とその上に形成された透明導電膜１
７とを同時に除去した。これにより、透明基板１の周縁
部に枠状の幅０．５ｍｍの分離帯を形成し、同時にこの
分離帯によって分離された透明導電膜１７ｂと１７ａを
形成した。尚、粘着テープで除去できなかったレジスト
膜１５が残存した場合には、金属製のヘラで取り除い
た。上記のように透明導電膜を形成した透明基板上に、
実施例１と同様にして半導体層５および電極８を形成
し、図５の構造の薄膜太陽電池素子を作製した。
【００２７】《実施例３》透明導電膜の周縁部を除去す
る以外の工程は、実施例１と同様にして薄膜太陽電池素
子を作製した。透明導電膜の周縁部の除去は、ガラス切
削用のサンダー式面取り機（１８０番手のメッシュ）を
用いて、透明基板面に対して１５°の角度で、図１に示
すように枠状に面取り加工を行った。透明導電膜２の周
縁部の除去幅を０．１〜０．６ｍｍの範囲で変化させた
各種の薄膜太陽電池素子を作製した。
る以外の工程は、実施例１と同様にして薄膜太陽電池素
子を作製した。透明導電膜の周縁部の除去は、ガラス切
削用のサンダー式面取り機（１８０番手のメッシュ）を
用いて、透明基板面に対して１５°の角度で、図１に示
すように枠状に面取り加工を行った。透明導電膜２の周
縁部の除去幅を０．１〜０．６ｍｍの範囲で変化させた
各種の薄膜太陽電池素子を作製した。
【００２８】実施例１、２および３のうち、透明導電膜
が除去あるいは形成されていない周縁部分の幅を０．５
ｍｍとした各薄膜太陽電池素子を用い、太陽電池モジュ
ールを作製した。図６にこれらの代表例として、実施例
１の薄膜太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールの断
面図を示す。＋側の外部出力端子１１ａと＋側電極７
ａ、−側の外部出力端子１１ｂと−側電極７ｂとを各々
接続し、ステンレス鋼製の裏面カバー１０と薄膜太陽電
池素子の透明基板１（フロントカバー）とをアルミニウ
ム製のフレーム９で囲って密閉し太陽電池モジュールを
作製した。外部出力端子１１は裏面カバー１０に取り付
けられた端子ボックス１２に収納されている。太陽電池
モジュール内部にはエチレン酢酸ビニル共重合樹脂から
なる充填材１３を充填した。実施例２および３の薄膜太
陽電池素子を用いた太陽電池モジュールも、上記の方法
に準じて作製した。
が除去あるいは形成されていない周縁部分の幅を０．５
ｍｍとした各薄膜太陽電池素子を用い、太陽電池モジュ
ールを作製した。図６にこれらの代表例として、実施例
１の薄膜太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールの断
面図を示す。＋側の外部出力端子１１ａと＋側電極７
ａ、−側の外部出力端子１１ｂと−側電極７ｂとを各々
接続し、ステンレス鋼製の裏面カバー１０と薄膜太陽電
池素子の透明基板１（フロントカバー）とをアルミニウ
ム製のフレーム９で囲って密閉し太陽電池モジュールを
作製した。外部出力端子１１は裏面カバー１０に取り付
けられた端子ボックス１２に収納されている。太陽電池
モジュール内部にはエチレン酢酸ビニル共重合樹脂から
なる充填材１３を充填した。実施例２および３の薄膜太
陽電池素子を用いた太陽電池モジュールも、上記の方法
に準じて作製した。
【００２９】これらの太陽電池モジュールについて、＋
側と−側の外部出力端子１１ａと１１ｂを接触させて短
絡させた導線と、フレーム９との間にＤＣ１，０００Ｖ
の電圧を印加し、その間の絶縁抵抗を測定した。その結
果、何れの太陽電池モジュールの場合も、先記のＪＩＳ
で規定された許容絶縁抵抗値（１００ＭΩ）を遙かに上
回る２，０００ＭΩ以上の優れた絶縁抵抗値を示した。
比較のために、実施例１で透明導電膜の除去を行う工程
以前の図３の構造の薄膜太陽電池素子を用いて太陽電池
モジュール作製した。この太陽電池モジュールについて
同様の方法で絶縁抵抗を測定したところ、０．１ＭΩ以
下という極めて低い絶縁抵抗値を示した。以上のことか
ら、本発明により、従来の太陽電池より遙かに高い絶縁
抵抗を有する薄膜太陽電池が得られることが実証され
た。
側と−側の外部出力端子１１ａと１１ｂを接触させて短
絡させた導線と、フレーム９との間にＤＣ１，０００Ｖ
の電圧を印加し、その間の絶縁抵抗を測定した。その結
果、何れの太陽電池モジュールの場合も、先記のＪＩＳ
で規定された許容絶縁抵抗値（１００ＭΩ）を遙かに上
回る２，０００ＭΩ以上の優れた絶縁抵抗値を示した。
比較のために、実施例１で透明導電膜の除去を行う工程
以前の図３の構造の薄膜太陽電池素子を用いて太陽電池
モジュール作製した。この太陽電池モジュールについて
同様の方法で絶縁抵抗を測定したところ、０．１ＭΩ以
下という極めて低い絶縁抵抗値を示した。以上のことか
ら、本発明により、従来の太陽電池より遙かに高い絶縁
抵抗を有する薄膜太陽電池が得られることが実証され
た。
【００３０】また、実施例３で透明導電膜の周縁部の除
去幅を変化させて作製した各薄膜太陽電池素子を用い、
上記と同様の構成の太陽電池モジュールを作製した。こ
れらの太陽電池モジュールについて、印加電圧を変化さ
せて各々の絶縁抵抗値を測定した。その結果を表１に示
す。
去幅を変化させて作製した各薄膜太陽電池素子を用い、
上記と同様の構成の太陽電池モジュールを作製した。こ
れらの太陽電池モジュールについて、印加電圧を変化さ
せて各々の絶縁抵抗値を測定した。その結果を表１に示
す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１に示すように、印加電圧がＤＣ１，０
００ＶおよびＤＣ２，０００Ｖの何れの場合にも、０．
５ｍｍ以上の幅で透明導電膜を除去した場合には、２，
０００ＭΩという極めて高い絶縁抵抗値が得られる。こ
のことから、透明導電膜の周縁部の除去部分の幅あるい
は透明導電膜を形成しない部分の幅は０．５ｍｍ以上が
好ましいことが分かる。０．５ｍｍを越えた場合には、
発電に寄与しない面積を増加させることになるので、容
易に作業が行える範囲で最小の幅を設定するのが適切で
ある。
００ＶおよびＤＣ２，０００Ｖの何れの場合にも、０．
５ｍｍ以上の幅で透明導電膜を除去した場合には、２，
０００ＭΩという極めて高い絶縁抵抗値が得られる。こ
のことから、透明導電膜の周縁部の除去部分の幅あるい
は透明導電膜を形成しない部分の幅は０．５ｍｍ以上が
好ましいことが分かる。０．５ｍｍを越えた場合には、
発電に寄与しない面積を増加させることになるので、容
易に作業が行える範囲で最小の幅を設定するのが適切で
ある。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、半導体層および電極と
フレームとの間の電気的導通を確実に遮断できるので、
外部出力端子とフレーム間の絶縁抵抗が高い薄膜太陽電
池を提供することができる。
フレームとの間の電気的導通を確実に遮断できるので、
外部出力端子とフレーム間の絶縁抵抗が高い薄膜太陽電
池を提供することができる。
【図１】本発明の実施例における薄膜太陽電池素子の縦
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の他の実施例における薄膜太陽電池素子
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図３】従来の薄膜太陽電池素子の縦断面図である。
【図４】本発明の実施例おける透明導電膜を作製する工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例における薄膜太陽電
池素子の縦断面図である。
池素子の縦断面図である。
【図６】本発明の実施例における太陽電池モジュールの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図７】従来の太陽電池モジュールの縦断面図である。
１、１６ 透明基板 ２、１７ 透明導電膜 ２ａ、１７ａ 半導体層が形成される側の透明導電膜 ２ｂ、１７ｂ 側面の透明導電膜 ３ ｎ型半導体層 ４ ｐ型半導体層 ５ 半導体層 ６ カーボン電極 ７ Ａｇ−Ｉｎ電極 ７ａ ＋側電極 ７ｂ −側電極 ７ｃ 接続用電極 ８ 電極 ９ フレーム １０ 裏面カバー １１ 外部出力端子 １１ａ ＋側出力端子 １１ｂ −側出力端子 １２ 端子ボックス １３ 充填材 １５ レジスト膜 １８ 分離帯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花房 彰 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 日比野 武司 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F051 AA03 AA04 AA05 AA09 AA10 FA02 FA16 FA17 FA30 GA03
Claims (7)
- 【請求項１】 透明基板上に透明導電膜、半導体層およ
び電極が順次積層され、前記透明導電膜の周縁部が、前
記透明基板の周縁部の表面層と共に、全周に亘り除去さ
れていることを特徴とする薄膜太陽電池。 - 【請求項２】 前記除去されている透明導電膜の周縁部
の幅が、０．５ｍｍ以上である請求項１に記載の薄膜太
陽電池。 - 【請求項３】 透明基板上に透明導電膜を形成する工
程、前記透明導電膜上に半導体層および電極を順次形成
する工程、および前記透明導電膜の周縁部を、前記透明
基板の周縁部の表面層と共に、全周に亘り面取り切削加
工により除去する工程を有する薄膜太陽電池の製造方
法。 - 【請求項４】 透明基板上に透明導電膜を形成する工
程、前記透明導電膜上に半導体層および電極を順次形成
する工程、および前記透明導電膜の周縁部を、前記透明
基板の周縁部の表面層と共に、全周に亘りサンドブラス
ト法により除去する工程を有する薄膜太陽電池の製造方
法。 - 【請求項５】 透明基板の周縁部を除く部分に透明導電
膜を形成する工程、および前記透明導電膜上に半導体層
および電極を順次形成する工程を有し、前記透明導電膜
を形成する工程が、周縁部の全周に亘ってレジスト膜を
形成した前記透明基板上に透明導電膜を形成した後、前
記レジスト膜上に形成された部分の透明導電膜を前記レ
ジスト膜と共に除去する工程である薄膜太陽電池の製造
方法。 - 【請求項６】 前記レジスト膜がガラス粉末を含む樹脂
である請求項５に記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 【請求項７】 前記透明基板の周縁部の幅が、０．５ｍ
ｍ以上である請求項５または６に記載の薄膜太陽電池の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000294945A JP2002111023A (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 薄膜太陽電池、およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000294945A JP2002111023A (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 薄膜太陽電池、およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002111023A true JP2002111023A (ja) | 2002-04-12 |
Family
ID=18777453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000294945A Pending JP2002111023A (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 薄膜太陽電池、およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002111023A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280579A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 集積化薄膜太陽電池の製造方法 |
| KR101097252B1 (ko) | 2009-11-17 | 2011-12-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 광전변환소자 |
| US20120009726A1 (en) * | 2009-04-17 | 2012-01-12 | Showa Shell Sekiyu K.K. | Method for manufacturing a solar cell module provided with an edge space |
| CN102403403A (zh) * | 2011-11-21 | 2012-04-04 | 汉能科技有限公司 | 一种薄膜太阳能电池绝缘处理方法 |
| CN102403396A (zh) * | 2010-09-10 | 2012-04-04 | 杜邦太阳能有限公司 | 薄膜太阳能电池的制造方法 |
| KR101176131B1 (ko) * | 2006-07-14 | 2012-08-22 | 엘지전자 주식회사 | 향상된 절연특성을 구비하는 박막형 태양전지 |
| JP2012532442A (ja) * | 2009-06-30 | 2012-12-13 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | 太陽電池及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-09-27 JP JP2000294945A patent/JP2002111023A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280579A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 集積化薄膜太陽電池の製造方法 |
| KR101176131B1 (ko) * | 2006-07-14 | 2012-08-22 | 엘지전자 주식회사 | 향상된 절연특성을 구비하는 박막형 태양전지 |
| US20120009726A1 (en) * | 2009-04-17 | 2012-01-12 | Showa Shell Sekiyu K.K. | Method for manufacturing a solar cell module provided with an edge space |
| US8603853B2 (en) * | 2009-04-17 | 2013-12-10 | Showa Shell Sekiyu K.K. | Method for manufacturing a solar cell module provided with an edge space |
| US9166085B2 (en) | 2009-04-17 | 2015-10-20 | Solar Frontier K.K. | Method for manufacturing solar cell module provided with an edge space |
| US9166086B2 (en) | 2009-04-17 | 2015-10-20 | Solar Frontier K.K. | Method for manufacturing solar cell module provided with an edge space |
| JP2012532442A (ja) * | 2009-06-30 | 2012-12-13 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | 太陽電池及びその製造方法 |
| KR101097252B1 (ko) | 2009-11-17 | 2011-12-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 광전변환소자 |
| CN102403396A (zh) * | 2010-09-10 | 2012-04-04 | 杜邦太阳能有限公司 | 薄膜太阳能电池的制造方法 |
| CN102403403A (zh) * | 2011-11-21 | 2012-04-04 | 汉能科技有限公司 | 一种薄膜太阳能电池绝缘处理方法 |
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