JP2002231982A - フレキシブル太陽電池モジュールの形成方法 - Google Patents
フレキシブル太陽電池モジュールの形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、モジュール化工程においてスクライ
ビングを行わず、特性劣化させる事なく、フレキシブル
太陽電池モジュールを作製する方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】フレキシブルな基材上に、電極本体を一定
間隔に配置すると共に、各電極本体の端部から延びる接
続電極を備えた下部電極を設け、さらに、この下部電極
の電極本体上に光電変換層および導電膜を積層した太陽
電池セルを有する素材の、前記下部電極の接続電極部分
から折り曲げ、各太陽電池セルを直列接続とすることを
特徴とするフレキシブル太陽電池モジュールの形成方法
である。
ビングを行わず、特性劣化させる事なく、フレキシブル
太陽電池モジュールを作製する方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】フレキシブルな基材上に、電極本体を一定
間隔に配置すると共に、各電極本体の端部から延びる接
続電極を備えた下部電極を設け、さらに、この下部電極
の電極本体上に光電変換層および導電膜を積層した太陽
電池セルを有する素材の、前記下部電極の接続電極部分
から折り曲げ、各太陽電池セルを直列接続とすることを
特徴とするフレキシブル太陽電池モジュールの形成方法
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フレキシブル基板
上に光電変換層を形成するフレキシブル薄膜太陽電池モ
ジュールの作製方法に関する。
上に光電変換層を形成するフレキシブル薄膜太陽電池モ
ジュールの作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜型太陽電池、特にアモルファスシリ
コン系太陽電池は光電変換素子一個における発電量が微
弱であり、実用の電力を供給するには素子間を直列なら
びに並列につなぎ合わせてモジュール化し、必要な電流
電圧に調整しなければならない。そのモジュール形成に
はレーザーやエッチングプラズマを用いたスクライビン
グが用いられ、高精度のエッチング操作が必要とされて
いる。
コン系太陽電池は光電変換素子一個における発電量が微
弱であり、実用の電力を供給するには素子間を直列なら
びに並列につなぎ合わせてモジュール化し、必要な電流
電圧に調整しなければならない。そのモジュール形成に
はレーザーやエッチングプラズマを用いたスクライビン
グが用いられ、高精度のエッチング操作が必要とされて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】フレキシブルな太陽電
池モジュールを作製する際、プラスチックフィルムの融
点が低いため、光電変換層堆積後レーザースクライブ等
で基材に熱がかかると変形ないし変色してしまい使用す
ることが困難である。また、耐熱性の高いポリイミド等
のフレキシブル基板はガラスと比較しても高価であり、
低価格での作製が難しい。さらに、ガラス基板ではフレ
キシビリティに乏しく、曲面を持った構造物上に設置し
にくいという欠点がある。また、スクライビングのため
の別工程と大掛かりな装置が必要であり、場合によって
は一度大気開放する事により光電変換層のスクライビン
グ端面や表面から水蒸気等の不純物が浸透し、特性を劣
化させる恐れがある。
池モジュールを作製する際、プラスチックフィルムの融
点が低いため、光電変換層堆積後レーザースクライブ等
で基材に熱がかかると変形ないし変色してしまい使用す
ることが困難である。また、耐熱性の高いポリイミド等
のフレキシブル基板はガラスと比較しても高価であり、
低価格での作製が難しい。さらに、ガラス基板ではフレ
キシビリティに乏しく、曲面を持った構造物上に設置し
にくいという欠点がある。また、スクライビングのため
の別工程と大掛かりな装置が必要であり、場合によって
は一度大気開放する事により光電変換層のスクライビン
グ端面や表面から水蒸気等の不純物が浸透し、特性を劣
化させる恐れがある。
【０００４】そこで本発明は、モジュール化工程におい
てスクライビングを行わず、特性劣化させる事なく、フ
レキシブル太陽電池モジュールを作製する方法を提供す
ることを目的とする。
てスクライビングを行わず、特性劣化させる事なく、フ
レキシブル太陽電池モジュールを作製する方法を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、フレキシブルな基材上に、
電極本体を一定間隔に配置すると共に、各電極本体の端
部から延びる接続電極を備えた下部電極を設け、さら
に、この下部電極の電極本体上に光電変換層および導電
膜を積層した太陽電池セルを有する素材の、前記下部電
極の接続電極部分から折り曲げ、各太陽電池セルを直列
接続とすることを特徴とするフレキシブル太陽電池モジ
ュールの形成方法である。
に、請求項１に係る発明は、フレキシブルな基材上に、
電極本体を一定間隔に配置すると共に、各電極本体の端
部から延びる接続電極を備えた下部電極を設け、さら
に、この下部電極の電極本体上に光電変換層および導電
膜を積層した太陽電池セルを有する素材の、前記下部電
極の接続電極部分から折り曲げ、各太陽電池セルを直列
接続とすることを特徴とするフレキシブル太陽電池モジ
ュールの形成方法である。
【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１記載のフ
レキシブル太陽電池モジュールの形成方法において、前
記下部電極の接続電極の形状が、折り曲げた時、隣の太
陽電池セルの導電膜に接続可能な形状としたことを特徴
とする。
レキシブル太陽電池モジュールの形成方法において、前
記下部電極の接続電極の形状が、折り曲げた時、隣の太
陽電池セルの導電膜に接続可能な形状としたことを特徴
とする。
【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載のフレキシブル太陽電池モジュールの形成方法にお
いて、前記下部電極が、金属電極からなり、かつ導電膜
が透明導電膜としたことを特徴とする。
記載のフレキシブル太陽電池モジュールの形成方法にお
いて、前記下部電極が、金属電極からなり、かつ導電膜
が透明導電膜としたことを特徴とする。
【０００８】請求項４に係る発明は、請求項１または２
記載のフレキシブル太陽電池モジュールの形成方法にお
いて、前記基材が透明で、かつ下部電極が透明で、さら
に導電膜が金属からなることを特徴とする。
記載のフレキシブル太陽電池モジュールの形成方法にお
いて、前記基材が透明で、かつ下部電極が透明で、さら
に導電膜が金属からなることを特徴とする。
【０００９】〈作用〉上記においてパターン化した電極
を堆積させたフレキシブル基材を折り曲げ接触させる事
で、スクライビング工程を省略でき、連続成膜方式のチ
ャンバー中においても容易にモジュール形成が行える。
また、折り曲げ後ラミネート操作を行う事により上部電
極と下部電極の接触を良好な物とすることができる。さ
らに折り曲げ方向を逆にし、電極部分を重ね合わせる事
により大面積モジュールが形成できる。
を堆積させたフレキシブル基材を折り曲げ接触させる事
で、スクライビング工程を省略でき、連続成膜方式のチ
ャンバー中においても容易にモジュール形成が行える。
また、折り曲げ後ラミネート操作を行う事により上部電
極と下部電極の接触を良好な物とすることができる。さ
らに折り曲げ方向を逆にし、電極部分を重ね合わせる事
により大面積モジュールが形成できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の太陽電池モジュ
ールの作成に用いる部材の一例を示す説明図である。１
は、本実施例はＰＥＴ、ポリイミド、ポリカーボネー
ト、ポリオレフィン、ポリスチレン、グラスファイバー
等の絶縁性のフレキシブル基材であり、２は、Ａｌ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉＣｒ、Ｆ
ｅ等の下部電極が設けられた素材である。
ールの作成に用いる部材の一例を示す説明図である。１
は、本実施例はＰＥＴ、ポリイミド、ポリカーボネー
ト、ポリオレフィン、ポリスチレン、グラスファイバー
等の絶縁性のフレキシブル基材であり、２は、Ａｌ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＮｉＣｒ、Ｆ
ｅ等の下部電極が設けられた素材である。
【００１１】ここで、図１に示した素材の下部電極２
は、一定間隔で設けられ、電極本体２ａと、この電極本
体２ａの端部から延びる接続電極２ｂからなり、この接
続電極２ｂを折り曲げた時、隣のセルの２ａに重なる形
状となっている。
は、一定間隔で設けられ、電極本体２ａと、この電極本
体２ａの端部から延びる接続電極２ｂからなり、この接
続電極２ｂを折り曲げた時、隣のセルの２ａに重なる形
状となっている。
【００１２】そして、金属電極２の電極本体２ａ上に、
図２に示すように、電極本体アモルファスＳｉ、ナノク
リスタルＳｉ、ＣｕＩｎＳｅ2あるいはＣｄＴｅからな
る光電変換層３、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2等からなる
透明導電層４が形成され、太陽電池セルとなる。
図２に示すように、電極本体アモルファスＳｉ、ナノク
リスタルＳｉ、ＣｕＩｎＳｅ2あるいはＣｄＴｅからな
る光電変換層３、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2等からなる
透明導電層４が形成され、太陽電池セルとなる。
【００１３】次に、図３に示すように、図２に示した下
部電極２の接続電極２ｂを折り曲げ、この折り曲げに接
続電極２ｂを、隣の太陽電池セルの透明導電膜４上に接
続させ、太陽電池モジュールを作成する。
部電極２の接続電極２ｂを折り曲げ、この折り曲げに接
続電極２ｂを、隣の太陽電池セルの透明導電膜４上に接
続させ、太陽電池モジュールを作成する。
【００１４】そして、図４から図６は、太陽電池モジュ
ールの例を示す断面図である。図４は、下部電極８が金
属で、かつ導電膜６が透明である例で、９がフレキシブ
ル基材、７が光電変換層、５が透明ラミネートフィルム
である。図５は、下部電極８が透明で、かつ導電膜６が
金属である例で、１０が透明フレキシブル基材、１２が
光電変換層、１４がラミネートフィルムである。図６
は、モジュールの他の例を示すもので、太陽電池セルの
端部を基材側の折り曲げ、導電膜４が、他の太陽電池セ
ルの下部電極２を重ね合わせた構造とした。このような
構成にすることにより、大面積のモジュールが可能とな
る。
ールの例を示す断面図である。図４は、下部電極８が金
属で、かつ導電膜６が透明である例で、９がフレキシブ
ル基材、７が光電変換層、５が透明ラミネートフィルム
である。図５は、下部電極８が透明で、かつ導電膜６が
金属である例で、１０が透明フレキシブル基材、１２が
光電変換層、１４がラミネートフィルムである。図６
は、モジュールの他の例を示すもので、太陽電池セルの
端部を基材側の折り曲げ、導電膜４が、他の太陽電池セ
ルの下部電極２を重ね合わせた構造とした。このような
構成にすることにより、大面積のモジュールが可能とな
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。
する。
【００１６】〈実施例１〉モジュールの形成手順を以下
に説明する。まず、ＰＥＴからなる絶縁性フレキシブル
基材１にＡｌからなる厚さ１０００Åで、電極本体の端
部から延びる接続電極を有する下部電極層２を一定間隔
をおいて複数のパターンに蒸着形成する。次に、電極本
体上にさらにフレキシブル基材の両端を残してアモルフ
ァスＳｉからなる光電変換層３をロールｔｏロール方式
のチャンバーを用いてＰＥＣＶＤ法により形成し、各太
陽電池セルを設けたシートを製造する。さらに、光電変
換層３上に厚さ１０００ÅのＩＴＯからなる透明導電膜
4を所定のマスクを用いて大気開放することなく連続的
に形成する。さらに別チャンバーにて連続的にフレキシ
ブル基材１の端を堆積面側に折り曲げ、上部導電膜４と
下部電極２の接続電極を連続的に接触させ、モジュール
とした。さらに、ＰＥＴフィルムからなるラミネート層
５でカバーし、フレキシブル基材両端の電極接触部を完
全なものとした。
に説明する。まず、ＰＥＴからなる絶縁性フレキシブル
基材１にＡｌからなる厚さ１０００Åで、電極本体の端
部から延びる接続電極を有する下部電極層２を一定間隔
をおいて複数のパターンに蒸着形成する。次に、電極本
体上にさらにフレキシブル基材の両端を残してアモルフ
ァスＳｉからなる光電変換層３をロールｔｏロール方式
のチャンバーを用いてＰＥＣＶＤ法により形成し、各太
陽電池セルを設けたシートを製造する。さらに、光電変
換層３上に厚さ１０００ÅのＩＴＯからなる透明導電膜
4を所定のマスクを用いて大気開放することなく連続的
に形成する。さらに別チャンバーにて連続的にフレキシ
ブル基材１の端を堆積面側に折り曲げ、上部導電膜４と
下部電極２の接続電極を連続的に接触させ、モジュール
とした。さらに、ＰＥＴフィルムからなるラミネート層
５でカバーし、フレキシブル基材両端の電極接触部を完
全なものとした。
【００１７】〈実施例２〉まず、アルミホイルからなる
導電性フレキシブル基材に、印刷法により絶縁パターン
を設けた。その後実施例１と同様な工程により導電性フ
レキシブル基材の両端を残してアモルファスＳｉからな
る光電変換層３をロールｔｏロール方式のチャンバーを
用いてＰＥＣＶＤ法により形成し、さらに、光電変換層
３上に厚さ１０００ÅのＩＴＯからなる透明導電膜４を
大気開放することなく連続的に形成した。その後任意の
長さに太陽電池セルをカットし保護フィルム上に並べ
て、実施例１と同様に基材１の端を堆積面側に折り曲
げ、上部透明導電膜４と下部電極層２を連続的に接触さ
せ、モジュールとした。
導電性フレキシブル基材に、印刷法により絶縁パターン
を設けた。その後実施例１と同様な工程により導電性フ
レキシブル基材の両端を残してアモルファスＳｉからな
る光電変換層３をロールｔｏロール方式のチャンバーを
用いてＰＥＣＶＤ法により形成し、さらに、光電変換層
３上に厚さ１０００ÅのＩＴＯからなる透明導電膜４を
大気開放することなく連続的に形成した。その後任意の
長さに太陽電池セルをカットし保護フィルム上に並べ
て、実施例１と同様に基材１の端を堆積面側に折り曲
げ、上部透明導電膜４と下部電極層２を連続的に接触さ
せ、モジュールとした。
【００１８】〈実施例３〉まず、実施例１と同様に絶縁
性ＰＥＴフィルム基材を用いて、電極パターン２、ａ―
Ｓｉからなる光電変換層３、ＩＴＯからなる透明導電膜
４を形成した。さらに、フレキシブル基板の片側を電極
接触させるように堆積面側に、もう一方を逆側に折り曲
げ、形成後に二つまたはそれ以上のフレキシブル太陽電
池を重ね合わせて大面積モジュールとした。モジュール
形成後、全体をラミネート加工することにより電極接触
を強固なものとした。本実施例のフレキシブル太陽電池
モジュールを評価するため、モジュール化前後における
アモルファスシリコン太陽電池にＩＴＯを堆積した透明
導電層側から擬似太陽光（スペクトルＡＭ１．５、照射
強度１００ｍＷ／ｃｍ2）を照射し、電流−電圧特性を
測定した。その結果、単一素子の短絡電流はおよそ１５
ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧は０．８Ｖ、ＦＦは７０％であ
った。さらに、折り曲げ加工により６素子をつないだモ
ジュールの短絡電流はおよそ１４ｍＡ／ｃｍ2、開放電
圧は１．５Ｖ、ＦＦは６８％であり、モジュール化によ
る特性劣化は見られなかった。なお、この太陽電池モジ
ュールはフレキシビリティを持ち、曲げた状態における
電流−電圧特性も平時と同様の値を示した。
性ＰＥＴフィルム基材を用いて、電極パターン２、ａ―
Ｓｉからなる光電変換層３、ＩＴＯからなる透明導電膜
４を形成した。さらに、フレキシブル基板の片側を電極
接触させるように堆積面側に、もう一方を逆側に折り曲
げ、形成後に二つまたはそれ以上のフレキシブル太陽電
池を重ね合わせて大面積モジュールとした。モジュール
形成後、全体をラミネート加工することにより電極接触
を強固なものとした。本実施例のフレキシブル太陽電池
モジュールを評価するため、モジュール化前後における
アモルファスシリコン太陽電池にＩＴＯを堆積した透明
導電層側から擬似太陽光（スペクトルＡＭ１．５、照射
強度１００ｍＷ／ｃｍ2）を照射し、電流−電圧特性を
測定した。その結果、単一素子の短絡電流はおよそ１５
ｍＡ／ｃｍ2、開放電圧は０．８Ｖ、ＦＦは７０％であ
った。さらに、折り曲げ加工により６素子をつないだモ
ジュールの短絡電流はおよそ１４ｍＡ／ｃｍ2、開放電
圧は１．５Ｖ、ＦＦは６８％であり、モジュール化によ
る特性劣化は見られなかった。なお、この太陽電池モジ
ュールはフレキシビリティを持ち、曲げた状態における
電流−電圧特性も平時と同様の値を示した。
【００１９】
【発明の効果】本発明の太陽電池モジュール形成法は、
フレキシビリティを持つ基材を用い、光電変換素子形成
後に折り曲げ加工を施すだけでスクライビングすること
なく、容易に、大電流を取り出すモジュール化を行う事
ができる。この折り曲げ工程は、連続成膜チャンバー内
での使用も可能であり、真空成膜において大気暴露する
ことなく、光電変換素子形成からモジュール形成まで一
括して作製する事ができる。このように、スクライブ工
程をなくすことにより、スクライブ端面の加工不良によ
る特性劣化や大型設備の設置が必要なく、安価で容易に
モジュール化を行う事ができる。
フレキシビリティを持つ基材を用い、光電変換素子形成
後に折り曲げ加工を施すだけでスクライビングすること
なく、容易に、大電流を取り出すモジュール化を行う事
ができる。この折り曲げ工程は、連続成膜チャンバー内
での使用も可能であり、真空成膜において大気暴露する
ことなく、光電変換素子形成からモジュール形成まで一
括して作製する事ができる。このように、スクライブ工
程をなくすことにより、スクライブ端面の加工不良によ
る特性劣化や大型設備の設置が必要なく、安価で容易に
モジュール化を行う事ができる。
【図１】金属電極層を形成した状態を示した説明図であ
る。
る。
【図２】図１の電極形成後、光電変換層ならびに透明導
電膜層を堆積した状態を示した説明図である。
電膜層を堆積した状態を示した説明図である。
【図３】図２のセル形成後、基材端面を折り曲げ加工
し、モジュール形成する方法を示した説明図である。
し、モジュール形成する方法を示した説明図である。
【図４】モジュールの一例を示す断面図である。
【図５】モジュールの他の例を示す断面図である。
【図６】モジュールの他の例を示す断面図である。
１，９，１０ ・ ・ ・ フレキシブル基材 ２，８，１３ ・ ・ ・ 下部電極 ３，７，１２ ・ ・ ・ 光電変換層 ４，６，１１ ・ ・ ・ 透明導電膜 ５，１４ ・ ・ ・ ラミネートフィルム ２ａ ・ ・ ・ 電極本体 ２ｂ ・ ・ ・ 接続電極
Claims (4)
- 【請求項１】フレキシブルな基材上に、電極本体を一定
間隔に配置すると共に、各電極本体の端部から延びる接
続電極を備えた下部電極を設け、さらに、この下部電極
の電極本体上に光電変換層および導電膜を積層した太陽
電池セルを有する素材の、前記下部電極の接続電極部分
から折り曲げ、各太陽電池セルを直列接続とすることを
特徴とするフレキシブル太陽電池モジュールの形成方
法。 - 【請求項２】前記下部電極の接続電極の形状が、折り曲
げた時、隣の太陽電池セルの導電膜に接続可能な形状と
したことを特徴とする請求項１記載のフレキシブル太陽
電池モジュールの形成方法。 - 【請求項３】前記下部電極が、金属電極からなり、かつ
導電膜が透明導電膜としたことを特徴とする請求項１ま
たは２記載のフレキシブル太陽電池モジュールの形成方
法。 - 【請求項４】前記基材が透明で、かつ下部電極が透明
で、さらに導電膜が金属からなることを特徴とする請求
項１または２記載のフレキシブル太陽電池モジュールの
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001021190A JP2002231982A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | フレキシブル太陽電池モジュールの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001021190A JP2002231982A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | フレキシブル太陽電池モジュールの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002231982A true JP2002231982A (ja) | 2002-08-16 |
Family
ID=18886787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001021190A Pending JP2002231982A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | フレキシブル太陽電池モジュールの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002231982A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010533968A (ja) * | 2007-07-19 | 2010-10-28 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー | モジュールおよびモジュールの製造方法 |
| JP5933061B1 (ja) * | 2015-03-13 | 2016-06-08 | 株式会社東芝 | 太陽電池モジュール |
-
2001
- 2001-01-30 JP JP2001021190A patent/JP2002231982A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010533968A (ja) * | 2007-07-19 | 2010-10-28 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー | モジュールおよびモジュールの製造方法 |
| JP5933061B1 (ja) * | 2015-03-13 | 2016-06-08 | 株式会社東芝 | 太陽電池モジュール |
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