JP2003060219A - Thin film solar cell and manufacturing method therefor - Google Patents

Thin film solar cell and manufacturing method therefor

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JP2003060219A
JP2003060219A JP2001389287A JP2001389287A JP2003060219A JP 2003060219 A JP2003060219 A JP 2003060219A JP 2001389287 A JP2001389287 A JP 2001389287A JP 2001389287 A JP2001389287 A JP 2001389287A JP 2003060219 A JP2003060219 A JP 2003060219A
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JP
Japan
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electrode layer
solar cell
film solar
photoelectric conversion
unit
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Application number
JP2001389287A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuro Ihara
卓郎 井原
Shinji Fujikake
伸二 藤掛
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film solar cell which is increased in effective power generating area by the use of a simple structure and a simple manufacturing method, and to provide a method of manufacturing the same. SOLUTION: A photoelectric conversion unit is composed of a first electrode layer 74, a photoelectric conversion layer 75, and a transparent electrode layer 76 which are successively laminated on the surface of a board 71, and a third electrode layer 73 and a fourth electrode layer 79 are formed on the back of the board 71 as connection electrode layers. The photoelectric conversion unit and the connection electrode layers are patterned on a unit part 5, while being shifted in relative position between them, and the unit cells patterned adjacent to each other on the surface are electrically connected in series via connection holes 78 and current-collecting holes 77 formed in a photoelectric conversion layer forming region, so as to form a thin film solar cell. The transparent electrode layer 76 is formed through the overall width of the unit part of the photoelectric conversion unit, and region isolating lines 41, which electrically isolate regions adjacent to the connection holes from the other regions containing the current collecting holes are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ユニットセルを
複数個直列接続する薄膜太陽電池およびその製造方法に
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thin film solar cell in which a plurality of unit cells are connected in series and a method for manufacturing the same.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Currently, from the standpoint of environmental protection, research and development of clean energy is in progress. Above all, solar cells are attracting attention because of their unlimited resources (sunlight) and no pollution.

【0003】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。
A typical example of a solar cell (photoelectric conversion device) in which a plurality of solar cell elements formed on the same substrate are connected in series is a thin film solar cell.

【0004】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。
Thin-film solar cells are considered to be the mainstream of solar cells in the future because they are thin and lightweight, have low manufacturing costs, and can easily be made large in area. In addition to supplying electric power, roofs and windows of buildings are considered. Demand is also expanding for commercial and residential use, which are used by attaching to such things.

【0005】従来の薄膜太陽電池はガラス基板を用いて
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。
Conventional thin-film solar cells generally use a glass substrate. In recent years, research and development of a flexible solar cell using a plastic film has been promoted and put into practical use in terms of weight reduction, workability, and mass productivity. Further, a flexible metal material using an insulating film substrate has been developed. Taking advantage of this flexibility, mass production becomes possible by the roll-to-roll method and stepping roll method.

【0006】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。
In the above thin film solar cell, a first electrode (hereinafter, also referred to as a lower electrode), a photoelectric conversion layer formed of a thin film semiconductor layer, and a second electrode (hereinafter, also referred to as a transparent electrode) are provided on an electrically insulating film substrate. A plurality of stacked photoelectric conversion elements (or cells) are formed. First of certain photoelectric conversion elements
By repeatedly electrically connecting the electrode and the second electrode of the adjacent photoelectric conversion element, a necessary voltage is output to the first electrode of the first photoelectric conversion element and the second electrode of the last photoelectric conversion element. be able to.

【0007】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。最近では、200Vを
一枚の基板上で構成することも容易となっている。
[0007] For example, in order to obtain AC of 100 V as a commercial power source by converting it into an alternating current by an inverter, it is desirable that the output voltage of the thin film solar cell is 100 V or more.
More than one element is connected in series. Recently, it has become easy to form 200V on a single substrate.

【0008】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として、本願出願人
により、いわゆるSCAF(Series Connection throug
h Apertures on Film )型の薄膜太陽電池が提案されて
おり、例えば特開平10−233517号公報や特開2
000−223727号公報に記載されている。
Such a photoelectric conversion element and its serial connection are formed by film formation of an electrode layer and a photoelectric conversion layer, patterning of each layer, and a combination procedure thereof. As an example of the configuration and manufacturing method of the above-mentioned solar cell, the applicant of the present invention has proposed a so-called SCAF (Series Connection throug).
h Apertures on Film) type thin film solar cells have been proposed. For example, JP-A-10-233517 and JP-A-2
No. 000-223727.

【0009】図5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。
FIG. 5 shows an example of the thin-film solar cell described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-233517, (a) is a plan view, (b) is a line ABCD and BQ in (a).
It is sectional drawing along C, (c) is E in (a).
The E sectional view is shown.

【0010】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。
A first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer are sequentially laminated on a long film substrate made of an electrically insulating and flexible resin, and a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer are laminated on the opposite side (back surface) of the film substrate. A back electrode is formed by stacking three electrode layers and a fourth electrode layer. The photoelectric conversion layer is, for example, a pin junction of amorphous silicon. As the material for the film substrate, a polyimide film, for example, a film having a thickness of 50 μm is used.

【0011】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。
Other materials for the film include polyethylene naphthalate (PEN) and polyether sulfone (PEN).
ES), polyethylene terephthalate (PET), or aramid-based film can be used.

【0012】次に、製造工程の概要につき以下に説明す
る。
Next, an outline of the manufacturing process will be described below.

【0013】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。
First, a connection hole h1 is opened in a film substrate by using a punch, and silver is sputtered as a first electrode layer on one side (front side) of the substrate to a thickness of, for example, 100 nm. On the side opposite (to the back side),
Similarly, a silver electrode is formed as an electrode layer. The first electrode layer and the third electrode layer overlap with each other on the inner wall of the connection hole h1 and are electrically connected.

【0014】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。
As the electrode layer, in addition to silver (Ag), Al, C
A metal such as u or Ti may be formed by sputtering or electron beam evaporation, or a metal oxide film and a metal multilayer film may be used as an electrode layer. After the film formation, on the front side, the first electrode layer is laser processed into a predetermined shape to pattern the lower electrodes 11 to 16. Adjacent parts of the lower electrodes l1 to l6 are separated by a single separation line g2.
In order to separate the two rows of photoelectric conversion elements connected in series and the peripheral conductive portion f from each other, two separation lines g2 are formed, and the lower electrodes 11 to 16 are surrounded by the separation lines. After punching the current collecting hole h2 again using the punch, an a-Si layer is formed as a photoelectric conversion layer p on the front side by plasma CVD. A film having a width W2 is formed using a mask, and the same separation line as the first electrode layer is formed only between the two-row elements by laser processing. The width W2 may extend over the connection hole h1.

【0015】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。
Further, a transparent electrode layer (ITO layer) is formed on the front side as a second electrode layer. However, a mask is placed between the two element rows and on both side portions of the substrate parallel to the element rows to connect holes h1.
Do not form a film on the substrate, but only on the element portion. As the transparent electrode layer, in addition to ITO (indium sulphite), Sn
An oxide conductive layer such as O 2 or ZnO can be used.

【0016】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。
Next, a layer made of a low resistance conductive film such as a metal film is formed as a fourth electrode layer on the entire back surface. Due to the film formation of the fourth electrode, the second electrode and the fourth electrode are overlapped with each other on the inner wall of the current collecting hole h2 and are electrically connected. On the front side, a separation line having the same pattern as that of the lower electrode is formed by laser processing, and individual second electrodes u1
To u6 are formed, the third electrode and the fourth electrode are laser-processed simultaneously on the back side, the connection electrodes e12 to e56 and the power extraction electrodes o1 and o2 are individualized, and the front side separation line g3 is formed on the peripheral portion of the substrate. Form the separation line g2 so as to overlap,
One separation line is formed between adjacent electrodes.

【0017】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。
There is a separation line g3 (inside the peripheral conductive portion f) at the peripheral edge that collectively encloses all the thin film solar cell elements and at the adjacent boundary between the two rows of series-connected solar cell elements. There are no layers in the separation line g3. On the back side, there is a separation line g2 (inside the peripheral conductive portion f) at the peripheral edge that collectively surrounds all the electrodes and at the adjacent boundary between the two rows of series-connected electrodes. There are no layers in the separation line g2.

【0018】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。
Thus, the power take-out electrode o1-the current collecting hole h2-the upper electrode u1, the photoelectric conversion layer, the lower electrode l1-the connecting hole h
1-connection electrode e12-upper electrode u2, photoelectric conversion layer, lower electrode l2-connection electrode e23 -...- upper electrode u6, photoelectric conversion layer, lower electrode l6-connection hole h1-power extraction electrode o2 in this order The series connection of conversion elements is completed.

【0019】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。
Since the third electrode layer and the fourth electrode layer are electrically at the same potential, they may be collectively treated as one connection electrode layer in the following description for convenience of description.

【0020】図6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6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。
FIG. 6 is a perspective view showing a simplified structure of the thin-film solar cell in order to facilitate understanding of the structure. In FIG. 6, the unit photoelectric conversion element 62 formed on the front surface of the substrate 61 and the connection electrode layer 63 formed on the back surface of the substrate 61 are each completely separated into a plurality of unit units, and are formed by shifting their respective separation positions. ing. Therefore, the current generated in the photoelectric conversion layer 65, which is the amorphous semiconductor portion of the element 62, is first collected in the transparent electrode layer 66, and then the current collecting hole 67 formed in the transparent electrode layer region.
(H2) to the connection electrode layer 63 on the back surface, and further through the connection hole 68 (h1) for series connection formed outside the transparent electrode layer region of the device in the connection electrode layer region to the above device. The lower electrode layer 64 extending to the outside of the transparent electrode layer region of the adjacent element is reached, and both elements are connected in series.

【0021】上記薄膜太陽電池の簡略化した製造工程を
図7(a)から(g)に示す。プラスチックフィルム71
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。
A simplified manufacturing process of the thin film solar cell is shown in FIGS. 7 (a) to 7 (g). Plastic film 71
As a substrate (step (a)), a connection hole 78 is formed therein (step (b)), and the first electrode layer (lower electrode) is formed on both surfaces of the substrate.
After forming 74 and the third electrode layer (a part of the connection electrode) 73 (step (c)), a current collecting hole 77 is formed at a position separated from the connection hole 78 by a predetermined distance (step (d)). Process (c)
Between step (d) and step (d), there is a step of patterning the lower electrode by laser processing the first electrode layer (lower electrode) 74 into a predetermined shape, but the illustration of this step is omitted here. .

【0022】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
6に示すような直列接続構造を形成する。
Next, a semiconductor layer 75 to be a photoelectric conversion layer and a transparent electrode layer 76 to be a second electrode layer are sequentially formed on the first electrode layer 74 (steps (e) and (f)). A fourth electrode layer (connection electrode layer) 79 is formed on the third electrode layer 73 (step (g)). After that, the thin films on both sides of the substrate 71 are separated and processed using a laser beam to form a series connection structure as shown in FIG.

【0023】なお、図7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6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。
In FIG. 7, the connection between the transparent electrode layer 76 and the fourth electrode layer 79 in the current collecting hole h2 is shown as two layers by stacking the respective layers, but in FIG. , Electrically treated as one layer, and shown as one layer.

【0024】図4は、この発明の説明の便宜上、従来の
上記SCAF構造の薄膜太陽電池の構成をさらに簡略化
し、特に、前記接続孔を含む薄膜太陽電池の端部に着目
した模式図を示す。図4の(a)は平面図、(b),
(c)はそれぞれ、側断面図を示す。図4において、図
7(または図5,図6)に示す部材と同一機能を有する
部材には、同一番号を付して説明を省略する。
For convenience of explanation of the present invention, FIG. 4 is a schematic view in which the structure of the conventional thin film solar cell having the SCAF structure is further simplified, and in particular, attention is paid to an end portion of the thin film solar cell including the connection hole. . FIG. 4A is a plan view, FIG.
(C) shows a side sectional view, respectively. In FIG. 4, members having the same functions as those shown in FIG. 7 (or FIGS. 5 and 6) are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0025】図4に示す薄膜太陽電池のこの発明の説明
に関わる構成上のポイントは、以下のとおりである。即
ち、透明電極層76形成時に、メタルマスクを用いて
接続孔78(h1,68)近傍に透明電極層76が付着
しない非発電領域SAを形成すること。光電変換部
を、図示の例では、多数個の集電孔77(h2,67)
を含む4つの単位部分5に分割し、これと対応して前記
単位部分と位置をずらして、接続電極層(73および7
9)をレーザビーム等により複数の単位部分に分割する
ことである。
The structural points related to the explanation of the present invention of the thin film solar cell shown in FIG. 4 are as follows. That is, when the transparent electrode layer 76 is formed, a metal mask is used to form the non-power generation region SA where the transparent electrode layer 76 is not attached in the vicinity of the connection holes 78 (h1, 68). In the illustrated example, the photoelectric conversion unit includes a large number of current collecting holes 77 (h2, 67).
Of the connecting electrode layers (73 and 7).
9) is divided into a plurality of unit parts by a laser beam or the like.

【0026】上記構成により、前述のように、各電極形
成時に、接続孔78(h1,68)内では第1電極層7
4と接続電極層とが、また、集電孔77(h2,67)
内では透明電極層76と接続電極層とが各々電気的に接
続し、結局、透明電極層76が接続電極層を介して隣接
するユニットセルの第1電極層74と電気的に接続され
て直列接続構造が形成される。
With the above structure, as described above, the first electrode layer 7 is formed in the connection holes 78 (h1, 68) at the time of forming each electrode.
4 and the connection electrode layer, the current collecting holes 77 (h2, 67)
In the inside, the transparent electrode layer 76 and the connection electrode layer are electrically connected to each other, and in the end, the transparent electrode layer 76 is electrically connected to the first electrode layer 74 of the adjacent unit cell via the connection electrode layer and is connected in series. A connection structure is formed.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記SCA
F構造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。
By the way, the above SCA
The F structure thin film solar cell and its manufacturing method have the following problems.

【0028】前述のように、メタルマスクを用いて接続
孔78(H1,68)近傍に透明電極層76が付着しな
い非発電領域SAを設ける理由は、接続孔78(H1,
68)中において透明電極層76と第1電極層74とが
接触することを防止するためである。なぜならば、同一
ユニットセル内で透明電極層76と第1電極層74とが
接触すると太陽電池が短絡状態となり電力が生じないか
らである。
As described above, the reason why the non-power generation area SA where the transparent electrode layer 76 does not adhere is provided in the vicinity of the connection holes 78 (H1, 68) by using the metal mask is that the connection holes 78 (H1, 68).
This is to prevent the transparent electrode layer 76 and the first electrode layer 74 from coming into contact with each other in 68). This is because if the transparent electrode layer 76 and the first electrode layer 74 contact each other in the same unit cell, the solar cell will be in a short-circuit state and no power will be generated.

【0029】ところが、このようにメタルマスクを用い
て前記領域SAを形成する場合、ユニットセル面積に対
して領域SAの面積が無視し得ない割合を占める。アモ
ルファス半導体(光電変換層)が透明電極層76と第1
電極層74とに挟まれた領域が発電領域となり、透明電
極層76が被着しない領域SAは発電しない領域、即
ち、非発電領域となるため有効発電面積が減少する。
However, when the area SA is formed by using the metal mask as described above, the area of the area SA occupies a non-negligible ratio with respect to the unit cell area. The amorphous semiconductor (photoelectric conversion layer) and the transparent electrode layer 76 and the first
The region sandwiched by the electrode layer 74 is a power generation region, and the region SA where the transparent electrode layer 76 is not deposited is a region that does not generate power, that is, a non-power generation region, so that the effective power generation area is reduced.

【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、簡単な構
成および製造方法により、有効発電面積の増大を図った
薄膜太陽電池とその製造方法を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a thin film solar cell having an effective power generation area increased by a simple structure and a manufacturing method, and the same. It is to provide a manufacturing method.

【0031】[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、請求項1の発明によれば、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パター
ニングしてなり、前記光電変換層形成領域内に形成した
接続孔ならびに集電孔を介して、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(ユニットセ
ル)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、前記光電変換部の単位部分全幅
にわたって形成し、かつ前記接続孔近傍の領域と前記集
電孔を含む他の領域とを電気的に分離する領域分離ライ
ンを設けてなるものとする。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the invention of claim 1, a first electrode layer as a lower electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a transparent layer are formed on the surface of a substrate having electrical insulation properties. A photoelectric conversion part formed by sequentially laminating electrode layers (second electrode layers), and a third electrode as a connection electrode layer formed on the back surface of the substrate.
An electrode layer and a fourth electrode layer, wherein the photoelectric conversion section and the connection electrode layer are patterned in unit portions with their positions displaced from each other, and the connection hole and the current collection hole formed in the photoelectric conversion layer formation region are formed. In the thin-film solar cell, in which unit photoelectric conversion portions (unit cells) that are patterned and adjacent to each other on the surface are electrically connected in series, the transparent electrode layer is a unit portion full width of the photoelectric conversion portion. A region separation line that is formed over the entire area and electrically separates the region near the connection hole from the other region including the current collecting hole is provided.

【0032】また、前記請求項1記載の薄膜太陽電池に
おいて、前記透明電極層の領域分離ラインは、前記単位
部分にパターニングするユニットセル分離ラインと略4
5度の傾斜角度を有するものとする(請求項2の発
明)。
Further, in the thin-film solar cell according to claim 1, the region separation line of the transparent electrode layer is approximately 4 times a unit cell separation line for patterning the unit portion.
It has an inclination angle of 5 degrees (the invention of claim 2).

【0033】上記請求項1または2の発明により、透明
電極層の形成領域の拡大に伴い有効発電領域が増大す
る。特に、請求項2の発明によれば、ユニットセルを長
方形とする通常の太陽電池パターンの場合、45度程度
の角度を付けて三角形の非発電領域を形成することによ
り、同一辺長を有する矩形の非発電領域を形成する場合
に比べて、非発電領域の面積がより低減する。
According to the first or second aspect of the present invention, the effective power generation area increases as the formation area of the transparent electrode layer increases. In particular, according to the invention of claim 2, in the case of a normal solar cell pattern in which the unit cell has a rectangular shape, a rectangular shape having the same side length is formed by forming a triangular non-power generation region at an angle of about 45 degrees. The area of the non-power generation region is further reduced as compared with the case of forming the non-power generation region.

【0034】さらに、前記薄膜太陽電池の製造方法とし
ては、請求項3の発明が好適である。即ち、請求項1ま
たは2に記載の薄膜太陽電池の製造方法であって、以下
の1)〜6)の工程を含むこととする。 1)基板に接続孔を開け、基板表面に第1電極層を形成
し、裏面に第3電極層を形成する工程。 2)前記基板に集電孔を開ける工程。 3)第1電極層ならびに接続孔および集電孔内面上に、
光電変換層を形成する工程。 4)前記領域分離ラインを形成すべき所定位置に、所定
幅を有する線状のマスクを形成した後、光電変換層の上
ならびに接続孔および集電孔内面の光電変換層上に、透
明電極層を形成する工程。 5)第3電極層の上ならびに接続孔内面の光電変換層上
および集電孔内面の透明電極層上に、第4電極層を形成
する工程。 6)基板表面の光電変換部と基板裏面の接続電極層と
を、一括して単位部分にパターニング加工する工程。
Further, as a method of manufacturing the thin film solar cell, the invention of claim 3 is suitable. That is, the method for manufacturing a thin film solar cell according to claim 1 or 2 includes the following steps 1) to 6). 1) A step of forming a connection hole in a substrate, forming a first electrode layer on the front surface of the substrate, and forming a third electrode layer on the back surface. 2) A step of forming a current collecting hole in the substrate. 3) On the inner surface of the first electrode layer and the connection hole and the current collecting hole,
A step of forming a photoelectric conversion layer. 4) After forming a linear mask having a predetermined width at a predetermined position where the region separation line is to be formed, a transparent electrode layer is formed on the photoelectric conversion layer and on the photoelectric conversion layer on the inner surface of the connection hole and the current collecting hole. Forming step. 5) A step of forming a fourth electrode layer on the third electrode layer, on the photoelectric conversion layer on the inner surface of the connection hole and on the transparent electrode layer on the inner surface of the current collecting hole. 6) A step of collectively patterning the photoelectric conversion part on the front surface of the substrate and the connection electrode layer on the back surface of the substrate into unit parts.

【0035】また、前記請求項3記載の薄膜太陽電池の
製造方法において、前記線状のマスクは、前記単位部分
にパターニングするユニットセル分離ラインと略45度
の傾斜角度を有し、かつ前記マスクは、隣接する単位部
分に延長して複数個の単位部分にわたって設けることと
する(請求項4の発明)。これにより、図6に示すよう
に、太陽電池の端部に対向して接続孔を設ける場合に、
上下端部の分離ラインが一括形成でき製造が容易とな
る。
Further, in the method of manufacturing a thin film solar cell according to claim 3, the linear mask has an inclination angle of about 45 degrees with a unit cell separation line for patterning the unit portion, and the mask. Is extended to adjacent unit portions and provided over a plurality of unit portions (the invention of claim 4). Thereby, as shown in FIG. 6, when the connection hole is provided facing the end of the solar cell,
The separation lines at the upper and lower ends can be collectively formed, which facilitates manufacturing.

【0036】さらにまた、製造容易化の観点から、下記
請求項5の発明のような製造方法とすることもできる。
即ち、請求項3記載の薄膜太陽電池の製造方法におい
て、前記領域分離ラインを形成すべき所定位置に、所定
幅を有する線状のマスクを形成することにより前記領域
分離ラインを形成することに代えて、前記透明電極層形
成後に、パターニングにより領域分離ラインを形成する
こととする。
Further, from the viewpoint of facilitating manufacturing, a manufacturing method as claimed in claim 5 can be adopted.
That is, in the method of manufacturing a thin-film solar cell according to claim 3, instead of forming the area separation line by forming a linear mask having a predetermined width at a predetermined position where the area separation line is to be formed. Then, after forming the transparent electrode layer, the region separation line is formed by patterning.

【0037】この場合、光電変換層を損傷しないように
透明電極層をパターニングする必要がある。そのために
は、例えば、エッチングによりパターニングする方法が
好ましい。
In this case, it is necessary to pattern the transparent electrode layer so as not to damage the photoelectric conversion layer. For that purpose, for example, a method of patterning by etching is preferable.

【0038】さらに、前記接続孔近傍の非発電領域の面
積を低減して有効発電領域を増大させる薄膜太陽電池と
その製造方法としては、下記請求項6および請求項7の
発明も好ましい。
Further, as the thin film solar cell for reducing the area of the non-power generation region near the connection hole and increasing the effective power generation region and the manufacturing method thereof, the inventions of the following claims 6 and 7 are also preferable.

【0039】即ち、請求項1記載の薄膜太陽電池におい
て、前記領域分離ラインを設けてなる透明電極層に代え
て、前記接続孔近傍の島状の領域をマスクし、このマス
クした島状領域を除いて前記光電変換部の単位部分全幅
にわたって透明電極層を形成してなるものとする(請求
項6の発明)。また、前記請求項6記載の薄膜太陽電池
の製造方法において、前記島状領域は、複数個の前記島
状領域に対応するマスクユニットを支持体上に備えた薄
膜形成用マスクのマスクユニットを基板表面に当接して
形成する(請求項7の発明)。
That is, in the thin film solar cell according to claim 1, in place of the transparent electrode layer provided with the region separation line, an island-shaped region near the connection hole is masked, and the masked island-shaped region is formed. Except for this, a transparent electrode layer is formed over the entire width of the unit portion of the photoelectric conversion section (the invention of claim 6). 7. The method of manufacturing a thin-film solar cell according to claim 6, wherein the island-shaped region is a mask unit of a thin-film forming mask in which a plurality of mask units corresponding to the island-shaped regions are provided on a support. It is formed in contact with the surface (the invention of claim 7).

【0040】前記マスクユニットを備えた薄膜形成用マ
スクとこれを用いた薄膜太陽電池の製造方法に関して
は、同一出願人により、特願2001−305123号
により出願しており、前記請求項6および7の発明にお
ける島状領域ならびにマスクユニットを用いた製造方法
ついての詳細は、後述する。
A thin film forming mask provided with the mask unit and a method of manufacturing a thin film solar cell using the same have been filed by the same applicant in Japanese Patent Application No. 2001-305123. Details of the manufacturing method using the island-shaped region and the mask unit in the invention will be described later.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】図面に基づき、本発明の実施例に
ついて以下に述べる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0042】図1は、この発明に関わる薄膜太陽電池と
その製造方法に関わる実施例を示す模式図で、図4に相
応する図である。図1において、図4に示す薄膜太陽電
池と同一の機能部材には、同一番号を付して説明を省略
する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a thin-film solar cell according to the present invention and an embodiment relating to a method for manufacturing the same, and is a diagram corresponding to FIG. In FIG. 1, the same functional members as those of the thin film solar cell shown in FIG.

【0043】図1に示す薄膜太陽電池おいて、光電変換
層75形成までの工程および第4電極層79形成以降の
工程は、基本的には図7に示す工程と同一である。下記
実施例においては、使用材料等を含め、全工程の概要を
以下に述べる。即ち、 まず、膜厚50μmのポリイミドフィルムを基板71
として準備した。 フィルム基板上にパンチ打抜き装置により直径2mm
の接続孔78(h1,68)を形成した。 フィルム基板の両面にそれぞれ、第1電極層74およ
び第3電極層73としてのAg膜を、スパッタ法により
300nmの厚さで順次形成した。これにより、第1電
極層74と第3電極層73は接続孔78(H1,68)
の内部で接触し、電気的に接続された。 パンチ打抜き装置により直径1mmの集電孔77(h
2,67)を複数個形成した。 プラズマCVD装置により光電変換層となるアモルフ
ァス半導体層75を約1μmの厚さに形成した。 次に、細い線状のマスクを、同一ユニットセル内の接
続孔78(h1,68)と集電孔77(h2,67)が
分離されるように、図1の領域分離ライン41の位置に
密着させた状態で、透明電極層76を形成した。透明電
極層76の材料はITO(インジウムスズオキサイド)
とし、スパッタ法により形成した。線状のマスクは、マ
スクの下部に透明電極層76が形成されることを防ぎ、
ユニットセル内の透明電極層76を、接続孔78(h
1,68)を含む接続電極領域(TA)と集電孔77
(h2,67)を含む領域(TB)とに分離する。
In the thin film solar cell shown in FIG. 1, the steps up to the formation of the photoelectric conversion layer 75 and the steps after the formation of the fourth electrode layer 79 are basically the same as the steps shown in FIG. In the following examples, the outline of all steps including the materials used will be described below. That is, first, a polyimide film having a film thickness of 50 μm is formed on the substrate 71.
Prepared as 2mm diameter by punching device on film substrate
The connection holes 78 (h1, 68) of No. 1 were formed. An Ag film as the first electrode layer 74 and the third electrode layer 73 was sequentially formed on the both surfaces of the film substrate to have a thickness of 300 nm by the sputtering method. As a result, the first electrode layer 74 and the third electrode layer 73 are connected to the connection hole 78 (H1, 68).
Contacted inside and electrically connected. With a punching device, a current collecting hole 77 (h with a diameter of 1 mm
2, 67) were formed in plural. An amorphous semiconductor layer 75 to be a photoelectric conversion layer was formed with a thickness of about 1 μm by a plasma CVD apparatus. Next, a thin linear mask is placed at the position of the area separation line 41 in FIG. 1 so that the connection holes 78 (h1, 68) and the current collection holes 77 (h2, 67) in the same unit cell are separated. The transparent electrode layer 76 was formed in the state of being in close contact. The material of the transparent electrode layer 76 is ITO (indium tin oxide)
And formed by the sputtering method. The linear mask prevents the transparent electrode layer 76 from being formed under the mask,
The transparent electrode layer 76 in the unit cell is connected to the connection hole 78 (h
1, 68) and a connection electrode area (TA) and a current collecting hole 77
A region (TB) including (h2,67) is separated.

【0044】接続電極領域TAは、直列接続を行うため
の領域で発電には寄与しない領域となる(透明電極層7
6、第1電極層74、接続電極層がすべて電気的にショ
ート状態となるため)。したがって、接続電極領域TA
の面積割合を減らすことが有効発電面積を増加させ太陽
電池出力の増加をもたらすこととなるため、ユニットセ
ルを長方形とする通常のパターンの場合、図1に示すよ
うに、ユニットセル分離ライン31に対して45度程度
の角度を付けて、領域TAとTBとを分離する。
The connection electrode area TA is an area for connecting in series and does not contribute to power generation (transparent electrode layer 7).
6, because the first electrode layer 74 and the connection electrode layer are all electrically short-circuited). Therefore, the connection electrode area TA
As the area ratio of the unit cells is reduced, the effective power generation area is increased and the solar cell output is increased. Therefore, in the case of the normal pattern in which the unit cells are rectangular, the unit cell separation line 31 is formed as shown in FIG. The regions TA and TB are separated by making an angle of about 45 degrees.

【0045】透明電極層76形成後は、再び従来例と同
様に以下のプロセスにより直列接続型太陽電池を製作し
た。 第4電極層79としてNi膜をスパッタ法により形成
した。 フィルム基板の表側(光電変換層側)をレーザビーム
によりスクライブして、ユニットセル分離ライン31を
形成し、ユニットセルのパターニングを行なった。 フィルム基板の裏面側の接続電極層(第3電極層73
および第4電極層79)をレーザビームにより分割し、
分離ライン32を形成してパターニングを行なった。接
続電極層の分離ライン32は、ユニットセルの分離ライ
ン31と位置をずらして形成した。
After forming the transparent electrode layer 76, a series-connected solar cell was manufactured again by the following process as in the conventional example. A Ni film was formed as the fourth electrode layer 79 by a sputtering method. The front side (photoelectric conversion layer side) of the film substrate was scribed with a laser beam to form the unit cell separation line 31, and the unit cell was patterned. The connection electrode layer (the third electrode layer 73) on the back surface side of the film substrate.
And dividing the fourth electrode layer 79) with a laser beam,
The separation line 32 was formed and patterned. The separation line 32 of the connection electrode layer was formed at a position offset from the separation line 31 of the unit cell.

【0046】なお、本実施例においては、1つのユニッ
トセル内で前記領域TAとTBとを分離する領域分離ラ
イン41が隣接するユニットセルの領域TB内に延長し
て、TB内の透明電極層76を分離する例を示したが、
分離された各々の領域において透明電極層76は集電孔
77(H2,67)を介して接続電極層と電気的に接続
しているため、直列接続構造を形成する上で問題が生ず
ることはない。
In the present embodiment, the area separation line 41 for separating the areas TA and TB in one unit cell extends into the area TB of the adjacent unit cell to form the transparent electrode layer in TB. I showed an example of separating 76,
In each of the separated regions, the transparent electrode layer 76 is electrically connected to the connection electrode layer through the current collecting holes 77 (H2, 67), so that there is no problem in forming a serial connection structure. Absent.

【0047】前記領域分離ライン41は、隣接するユニ
ットセルまで延長することなく、各ユニットセル内に留
めるように形成することもできるが、太陽電池の端部に
対向して接続孔を設ける場合には、図1のように延長し
て形成し、上下端部の接続孔近傍の分離ラインを一括し
て形成すれば、製造が単純化する利点がある。
The region separating line 41 can be formed so as to be retained in each unit cell without extending to the adjacent unit cell. However, when the connection hole is provided facing the end of the solar cell. 1 has an advantage of simplifying manufacturing if it is formed by extension as shown in FIG. 1 and the separation lines near the connection holes at the upper and lower ends are collectively formed.

【0048】次に、請求項6および7の発明に関わる実
施例について、図2および図3に基づき、以下に述べ
る。図2は、図1(a)に相当し図1とは異なる薄膜太
陽電池の平面図を示し、単位光電変換部分(ユニットセ
ル)が行列状に合計9個ある場合の実施例を示す。図2
において、ハッチングをした平面部分76は透明電極層
を示し、また、SAで示す略正方形に近い矩形状の島状
領域は、図1においてTAで示す接続電極領域(非発電
領域)を示す。なお、図2において、部番31はユニッ
トセル分離ライン、77および78は、それぞれ接続孔
および集電孔を示す。
Next, the embodiments relating to the inventions of claims 6 and 7 will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows a plan view of a thin-film solar cell corresponding to FIG. 1A and different from FIG. 1, and shows an example in which there are a total of nine unit photoelectric conversion portions (unit cells) in a matrix. Figure 2
In FIG. 1, the hatched plane portion 76 indicates the transparent electrode layer, and the rectangular island-shaped region close to the square indicated by SA indicates the connection electrode region (non-power generation region) indicated by TA in FIG. In FIG. 2, reference numeral 31 indicates a unit cell separation line, and reference numerals 77 and 78 indicate connection holes and current collecting holes, respectively.

【0049】次に、図2に示す薄膜太陽電池の製造方法
について説明するが、図2における前記島状領域SAを
有する透明電極層の薄膜を、後述するマスクを用いて形
成する以外は、前述の薄膜太陽電池の製造プロセスと同
様であるので、島状領域を有する薄膜の形成方法に関し
てのみ、以下に述べる。
Next, a method of manufacturing the thin-film solar cell shown in FIG. 2 will be described, except that the thin film of the transparent electrode layer having the island-shaped region SA in FIG. 2 is formed by using a mask described later. Since it is the same as the manufacturing process of the thin-film solar cell described in (1), only the method of forming a thin film having island regions will be described below.

【0050】前述のように、前記マスクユニットを備え
た薄膜形成用マスクとこれを用いた薄膜太陽電池の製造
方法に関して、同一出願人により、特願2001−30
5123号により出願している。図3は、同号に記載さ
れた薄膜形成用のマスクを示す模式図で、図3(a)は
平面図、図3(b)は側断面図である。
As described above, regarding the thin film forming mask having the mask unit and the method of manufacturing a thin film solar cell using the same, the same applicant filed Japanese Patent Application No. 2001-30.
No. 5123 has been filed. 3A and 3B are schematic views showing a mask for forming a thin film described in the same item, FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a side sectional view.

【0051】図3に示す薄膜形成用マスクは、マスクユ
ニット1とそれを支持する支持体2とから構成される。
図3において円形状断面を有するマスクユニット1を、
前記矩形状の島状領域に合わせて矩形状断面を有するも
のとし、その配置も島状領域の配置にあわせて、島状領
域SAを有する薄膜を形成することにより、製造プロセ
スの簡略化が可能となり、同時に、ピンホール等の欠陥
の発生が抑制され歩留まりも向上する(前記マスクユニ
ットを備えた薄膜形成用マスクの詳細については、前記
特願2001−305123号参照)。
The thin film forming mask shown in FIG. 3 is composed of a mask unit 1 and a support 2 for supporting it.
The mask unit 1 having a circular cross section in FIG.
It is possible to simplify the manufacturing process by forming a thin film having an island-shaped area SA in accordance with the arrangement of the island-shaped areas and having a rectangular cross-section in accordance with the rectangular island-shaped areas. At the same time, the occurrence of defects such as pinholes is suppressed and the yield is also improved (for details of the thin film forming mask including the mask unit, see Japanese Patent Application No. 2001-305123).

【0052】前述のように、図2に示す実施例において
は、略正方形のユニットセルを直列接続し、接続孔78
の周囲の島状領域SAのみをマスクして、透明電極層を
製膜する構成とした。一例として、5cm×5cmの正
方形のユニットセルにより128直列(8列×16行)
の薄膜太陽電池を作製した場合、各マスクユニットの寸
法は、0.6cm×0.6cmで十分であり、マスクユ
ニット128個による非発電領域の面積は46.1cm
2となる。この場合の発電領域の有効面積の面積ロスを
試算すると、1.4%となる。従来の図4の構成の場合
には、前記面積ロスは約6%であり、図2の実施例によ
れば、非発電領域の面積は、大幅に低減できる。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 2, the substantially square unit cells are connected in series and the connection hole 78 is formed.
The transparent electrode layer is formed by masking only the island-shaped area SA around the area. As an example, 128 series (8 columns x 16 rows) with a square unit cell of 5 cm x 5 cm.
When the thin film solar cell of No. 1 is manufactured, the size of each mask unit is sufficient to be 0.6 cm × 0.6 cm, and the area of the non-power generation region by 128 mask units is 46.1 cm.
It becomes 2 . A trial calculation of the area loss of the effective area of the power generation region in this case is 1.4%. In the case of the conventional configuration of FIG. 4, the area loss is about 6%, and according to the embodiment of FIG. 2, the area of the non-power generation region can be significantly reduced.

【0053】[0053]

【発明の効果】この発明によれば、前述のような製造方
法によって、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パターニングしてなり、
前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集
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(ユニットセル)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、前記光電変換部の単位部分全幅にわたって形成
し、かつ前記接続孔近傍の領域と前記集電孔を含む他の
領域とを電気的に分離する領域分離ラインを設けてなる
ものとし、もしくは、前記領域分離ラインを設けてなる
透明電極層に代えて、前記接続孔近傍の島状の領域をマ
スクし、このマスクした島状領域を除いて前記光電変換
部の単位部分全幅にわたって透明電極層を形成してなる
ものとしたので、透明電極層の形成領域の拡大に伴い、
有効発電領域が増大する効果が得られる。
According to the present invention, the first electrode layer as the lower electrode layer, the photoelectric conversion layer, the transparent electrode layer (the second electrode layer) are formed on the surface of the electrically insulating substrate by the above manufacturing method. ) Are sequentially laminated, and a third electrode layer and a fourth electrode layer as connection electrode layers formed on the back surface of the substrate.
An electrode layer, wherein the photoelectric conversion portion and the connection electrode layer are displaced from each other and patterned into unit parts,
A thin-film solar cell in which unit photoelectric conversion portions (unit cells) that are patterned and adjacent to each other on the surface are electrically connected in series through a connection hole and a current collection hole formed in the photoelectric conversion layer formation region. In the battery, the transparent electrode layer is formed over the entire width of a unit portion of the photoelectric conversion unit, and provided with a region separation line that electrically separates a region near the connection hole from another region including the current collecting hole. Or instead of the transparent electrode layer provided with the region separation line, an island-shaped region near the connection hole is masked, and the unit of the photoelectric conversion unit is removed except for the masked island-shaped region. Since the transparent electrode layer is formed over the entire width of the part, with the expansion of the transparent electrode layer forming area,
The effect of increasing the effective power generation area can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例に関わる薄膜太陽電池の模式
FIG. 1 is a schematic diagram of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の異なる実施例に関わる薄膜太陽電池
の平面図
FIG. 2 is a plan view of a thin film solar cell according to another embodiment of the present invention.

【図3】図2の実施例の製造に用いる薄膜形成用のマス
クを示す模式図
FIG. 3 is a schematic diagram showing a mask for forming a thin film used for manufacturing the embodiment of FIG.

【図4】従来の薄膜太陽電池の模式図FIG. 4 is a schematic diagram of a conventional thin film solar cell.

【図5】SCAF型薄膜太陽電池の構成の一例を示す図FIG. 5 is a diagram showing an example of a configuration of a SCAF type thin film solar cell.

【図6】SCAF型薄膜太陽電池の概略構成を示す斜視
FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a SCAF type thin film solar cell.

【図7】SCAF型薄膜太陽電池の製造工程の概略を示
す図
FIG. 7 is a diagram showing an outline of a manufacturing process of a SCAF type thin film solar cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5:単位部分、31:ユニットセル分離ライン、32:
接続電極層の分離ライン、41:領域分離ライン、7
1:基板、73:第3電極層、74:第1電極層、7
5:光電変換層、76:透明電極層、77:集電孔、7
8:接続孔、79:第4電極層、SA:島状領域、T
A:接続電極領域、TB:集電孔を含む領域。
5: unit part, 31: unit cell separation line, 32:
Connection electrode layer separation line, 41: area separation line, 7
1: substrate, 73: third electrode layer, 74: first electrode layer, 7
5: Photoelectric conversion layer, 76: Transparent electrode layer, 77: Current collecting hole, 7
8: Connection hole, 79: Fourth electrode layer, SA: Island region, T
A: connection electrode area, TB: area including current collecting holes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F051 AA05 BA12 CA15 CB15 CB27 EA02 EA09 EA10 EA11 EA20 FA04 FA06 GA05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 5F051 AA05 BA12 CA15 CB15 CB27                       EA02 EA09 EA10 EA11 EA20                       FA04 FA06 GA05

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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パターニングしてな
り、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならび
に集電孔を介して、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(ユニットセル)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、前記光電変換部の単位部分全幅にわ
たって形成し、かつ前記接続孔近傍の領域と前記集電孔
を含む他の領域とを電気的に分離する領域分離ラインを
設けてなることを特徴とする薄膜太陽電池。
1. A first electrode layer as a lower electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a transparent electrode layer (second electrode layer) on the surface of a substrate having electrical insulation properties.
An electrode layer) and a third electrode layer and a fourth electrode layer as a connection electrode layer formed on the back surface of the substrate, and the photoelectric conversion unit and the connection electrode layer are positioned relative to each other. Are patterned to form a unit portion, and the adjacent unit photoelectric conversion portions (unit cells) that are patterned on the surface and are adjacent to each other are formed through the connection hole and the current collecting hole formed in the photoelectric conversion layer forming region. In a thin film solar cell electrically connected in series, the transparent electrode layer is formed over the entire unit portion width of the photoelectric conversion portion, and a region near the connection hole and another region including the current collecting hole. A thin film solar cell, characterized in that it is provided with a region separation line that electrically separates.
【請求項2】 請求項1記載の薄膜太陽電池において、
前記透明電極層の領域分離ラインは、前記単位部分にパ
ターニングするユニットセル分離ラインと略45度の傾
斜角度を有することを特徴とする薄膜太陽電池。
2. The thin film solar cell according to claim 1, wherein
The thin film solar cell, wherein the region separation line of the transparent electrode layer has an inclination angle of about 45 degrees with the unit cell separation line for patterning the unit portion.
【請求項3】 請求項1または2に記載の薄膜太陽電池
の製造方法であって、以下の1)ないし6)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)基板に接続孔を開け、基板表面に第1電極層を形成
し、裏面に第3電極層を形成する工程。 2)前記基板に集電孔を開ける工程。 3)第1電極層ならびに接続孔および集電孔内面上に、
光電変換層を形成する工程。 4)前記領域分離ラインを形成すべき所定位置に、所定
幅を有する線状のマスクを形成した後、光電変換層の上
ならびに接続孔および集電孔内面の光電変換層上に、透
明電極層を形成する工程。 5)第3電極層の上ならびに接続孔内面の光電変換層上
および集電孔内面の透明電極層上に、第4電極層を形成
する工程。 6)基板表面の光電変換部と基板裏面の接続電極層と
を、一括して単位部分にパターニング加工する工程。
3. A method of manufacturing a thin film solar cell according to claim 1, comprising the following steps 1) to 6). 1) A step of forming a connection hole in a substrate, forming a first electrode layer on the front surface of the substrate, and forming a third electrode layer on the back surface. 2) A step of forming a current collecting hole in the substrate. 3) On the inner surface of the first electrode layer and the connection hole and the current collecting hole,
A step of forming a photoelectric conversion layer. 4) After forming a linear mask having a predetermined width at a predetermined position where the area separation line is to be formed, a transparent electrode layer is formed on the photoelectric conversion layer and on the photoelectric conversion layer on the inner surface of the connection hole and the current collecting hole. Forming step. 5) A step of forming a fourth electrode layer on the third electrode layer, on the photoelectric conversion layer on the inner surface of the connection hole and on the transparent electrode layer on the inner surface of the current collecting hole. 6) A step of collectively patterning the photoelectric conversion part on the front surface of the substrate and the connection electrode layer on the back surface of the substrate into unit parts.
【請求項4】 請求項3記載の薄膜太陽電池の製造方法
において、前記線状のマスクは、前記単位部分にパター
ニングするユニットセル分離ラインと略45度の傾斜角
度を有し、かつ前記マスクは、隣接する単位部分に延長
して複数個の単位部分にわたって設けることを特徴とす
る薄膜太陽電池の製造方法。
4. The method of manufacturing a thin film solar cell according to claim 3, wherein the linear mask has an inclination angle of about 45 degrees with a unit cell separation line for patterning the unit portion, and the mask is A method for manufacturing a thin-film solar cell, characterized in that the thin film solar cell is provided so as to extend to adjacent unit portions and to extend over a plurality of unit portions.
【請求項5】 請求項3記載の薄膜太陽電池の製造方法
において、前記領域分離ラインを形成すべき所定位置
に、所定幅を有する線状のマスクを形成することにより
前記領域分離ラインを形成することに代えて、前記透明
電極層形成後に、パターニングにより領域分離ラインを
形成することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
5. The method for manufacturing a thin-film solar cell according to claim 3, wherein the area separation line is formed by forming a linear mask having a predetermined width at a predetermined position where the area separation line is to be formed. Instead, after forming the transparent electrode layer, a region separation line is formed by patterning, a method for manufacturing a thin film solar cell.
【請求項6】 請求項1記載の薄膜太陽電池において、
前記領域分離ラインを設けてなる透明電極層に代えて、
前記接続孔近傍の島状の領域をマスクし、このマスクし
た島状領域を除いて前記光電変換部の単位部分全幅にわ
たって透明電極層を形成してなることを特徴とする薄膜
太陽電池。
6. The thin film solar cell according to claim 1,
Instead of the transparent electrode layer provided with the region separation line,
A thin-film solar cell, wherein an island-shaped region near the connection hole is masked, and a transparent electrode layer is formed over the entire unit portion width of the photoelectric conversion unit except for the masked island-shaped region.
【請求項7】 請求項6記載の薄膜太陽電池の製造方法
において、前記島状領域は、複数個の前記島状領域に対
応するマスクユニットを支持体上に備えた薄膜形成用マ
スクのマスクユニットを基板表面に当接して形成するこ
とを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
7. The method of manufacturing a thin-film solar cell according to claim 6, wherein the island-shaped region has a mask unit corresponding to a plurality of the island-shaped regions on a support body. A method for manufacturing a thin-film solar cell, comprising: forming a thin film solar cell in contact with a substrate surface.
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