JP2006128574A - Solar battery cell and its manufacturing method, solar battery module, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽電池セル及びその製造方法並びに太陽電池モジュール及びその製造方法に関し、更に詳細には基板の一面側に電極膜、p型半導体層、n型半導体層及び透明電極が積層されて形成された太陽電池セル及びその製造方法、並びに複数個の太陽電池セルが電気的に直列に接続された太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a solar battery cell and a manufacturing method thereof, and a solar battery module and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention is formed by laminating an electrode film, a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, and a transparent electrode on one surface side of a substrate. The present invention relates to a solar cell and a manufacturing method thereof, a solar cell module in which a plurality of solar cells are electrically connected in series, and a manufacturing method thereof.
太陽電池に用いられている太陽電池セルとしては、基板の一面側に電極膜、p型半導体層、n型半導体層及び透明電極が積層されて形成された太陽電池セル、いわゆる化合物半導体太陽電池セルが知られている。
かかる化合物半導体太陽電池セルは、結晶質シリコン等の薄膜を用いた結晶質太陽電池セルに比較して、低コストで生産可能であり、略同程度の起電力を得られることも可能であることが判明しつつある。
ところで、化合物半導体太陽電池セル単独の起電力では、実用に供し得る充分な電力を得ることができないため、通常、複数個の化合物半導体太陽電池セル(以下、単に太陽電池セルと称することがある)を電気的に直列に接続した太陽電池モジュールにして用いられる。
かかる太陽電池モジュールの製造方法としては、下記特許文献1に提案されている。
Such a compound semiconductor solar battery cell can be produced at a lower cost than a crystalline solar battery cell using a thin film such as crystalline silicon, and an electromotive force of substantially the same level can be obtained. Is becoming clear.
By the way, in the electromotive force of a compound semiconductor solar cell alone, since sufficient electric power that can be practically used cannot be obtained, usually, a plurality of compound semiconductor solar cells (hereinafter sometimes simply referred to as solar cells). Are used as a solar cell module electrically connected in series.
As a manufacturing method of such a solar cell module, the following Patent Document 1 is proposed.
上記特許文献1に提案されている製造方法の概要を図9に示す。先ず、図9(a)に示す様に、ガラス基板200の一面側の全面にスパッタリング法で形成した全面電極膜をレーザによってスクライブして各太陽電池セル用の電極膜202,202・・を形成した後、電極膜202,202・・上に非晶質シリコンから成るn型半導体層と非晶質シリコンから成るp型半導体層とから構成される光電変換ユニット204を形成する。更に、この光電変換ユニット204上に、透明電電極としてのITO膜206をスパッタリング法で形成する。
An outline of the manufacturing method proposed in Patent Document 1 is shown in FIG. First, as shown in FIG. 9A, a full-surface electrode film formed by sputtering on the entire surface of one surface side of the
次いで、図9(b)に示す様に、ITO膜206及びp型半導体層とをレーザによってスクライブして太陽電池セルの部分と電極膜202の取出部とに分離する分離溝208を形成した後、電極膜202の取出部に接続孔210を形成する。この接続孔210は、光電変換ユニット204を構成するp型半導体層を貫通し、n型半導体層に到達している。
その後、図9(c)に示す様に、ITO膜206、分離溝208及び接続孔210を含む全面に蒸着によって銀薄膜を形成した後、この銀薄膜にパターンニングを施して、ITO膜206上にグリッド電極212を形成すると共に、接続孔210内に銀層を被着する。
更に、加熱処理によって接続孔210内の銀を、非晶質シリコンから成るn型半導体層等内を拡散し、電極膜202に達する導電性領域214を形成する。かかる導電性領域214によって、ITO膜206と隣接する太陽電池セルの電極膜202とを電気的に接続できる。
Next, as shown in FIG. 9B, after the
Thereafter, as shown in FIG. 9C, a silver thin film is formed on the entire surface including the ITO
Further, the
図9に示す太陽電池モジュールの製造方法によれば、電気的に直列に接続された複数個の太陽電池セルを、一枚の基板200上に同時に形成できる。
しかし、ITO膜206と隣接する太陽電池セルの電極膜202との電気的に接続は、銀が非晶質シリコン中を拡散して形成した導電性領域214によってなされているため、確実性に欠ける。また、かかる導電性領域214を形成する形成時間が長く、太陽電池モジュールの生産性を低下する要因となるおそれがある。
一方、図9に示す太陽電池モジュールの製造方法と異なる太陽電池モジュールの製造方法も知られている。かかる太陽電池モジュールの製造方法を図8に示す。
According to the method for manufacturing a solar cell module shown in FIG. 9, a plurality of solar cells electrically connected in series can be simultaneously formed on one
However, the electrical connection between the ITO
On the other hand, a solar cell module manufacturing method different from the solar cell module manufacturing method shown in FIG. 9 is also known. A method for manufacturing such a solar cell module is shown in FIG.
図8に示す太陽電池モジュールの製造方法では、先ず、ガラス等から成る基板100の一面側の全面にモリブデン等から成る全面電極膜をスパッタリング法や蒸着法によって形成した後、全面電極膜にレーザ光照射やメカニカルスクライブによって溝104,104・・を形成し、各セル用の電極膜102,102・・にパターンニングを施す[図8(a)]。
この電極膜102,102・・の全面に亘って形成した全面p型半導体層105上に全面n型半導体層107を形成する[図8(b)]。
更に、形成した全面p型半導体層105及び全面n型半導体層107にレーザ光照射やメカニカルスクライブによって溝110,110・・を形成し、各セル用のp型半導体層106及びn型半導体層108をパターンニングする[図8(c)]。この溝110の底面には、隣接するセルの電極膜102が露出している。
次いで、n型半導体層108,108・・の全面に亘って、ZnO等から成る全面透明電極111をスパッタリング法や蒸着法によって形成する[図8(d)]。
その後、全面透明電極111、n型半導体層108及びp型半導体層106にメカニカルスクライブによって溝110,110・・を形成し、各セル用の透明電極112をパターンニングすることによって、一枚の基板100上に透明電極112、n型半導体層108、p型半導体層106及び電極膜106から太陽電池セル116,116・・を形成できる[図8(e)]。
形成された太陽電池セル116では、その透明電極112の一部が、p型半導体層106及び電極膜106を貫通し、隣接する太陽電池セル116の電極膜102が底面を形成する溝110に充填されて形成されている。このため、太陽電池セル116,116・・の各々は、その透明電極112の一部が隣接する太陽電池セル116の電極膜102に接続され、電気的に直列に接続されている。
In the method of manufacturing the solar cell module shown in FIG. 8, first, an entire surface electrode film made of molybdenum or the like is formed on the entire surface of one surface side of the
An entire n-
Further,
Next, the entire
Thereafter,
In the formed
図8に示す太陽電池モジュールの製造方法では、金属の拡散による導電性領域を形成することなく電気的に直列に接続された複数個の太陽電池セル116,116・・を、一枚の基板100上に同時に形成できる。このため、図8に示す太陽電池モジュールの製造方法によれば、図9に示す太陽電池モジュールの製造方法に比較して、太陽電池モジュールの生産性を向上し得る。
しかし、図8に示す太陽電池モジュールの製造方法では、基板100の一面側の全面に亘って形成した全面電極膜のスクライブ、各セル用の電極膜102,102・・の全面に亘って形成した全面p型半導体層105及び全面n型半導体層107のスクライブ、及び各セル用のn型半導体層108,108・・の全面に亘って形成した全面透明電極111のスクライブを必要とする。
かかるスクライブの際には、通常、レーザ光照射やメカニカルスクライブを用いて行うが、モリブデンから成る全面電極膜の様に、高硬度の全面電極膜のパターンニングは困難である。
更に、全面透明電極111、n型半導体層108及びp型半導体層106をスクライブして溝114,114・・を形成する際に、全面透明電極111の削り屑が溝114の壁面に露出するn型半導体層108及びp型半導体層106の露出面に付着し、溝114の底面に露出する隣接する太陽電池セル116の電極膜102と短絡するおそれがある。
また、基板100として、金属板の一面側にSiO2膜等の絶縁膜を形成した基板100を用いた場合には、全面電極膜のスクライブを施す際に、絶縁膜も同時にスクライブして絶縁性を損ない、隣接する太陽電池セル116との間に短絡を生ずるおそれもある。
そこで、発明の課題は、基板の一面側の全面に亘って形成した全面電極膜等にスクライブを含むパターンニングを施すことなく太陽電池モジュールを形成できる太陽電池セル及びその製造方法、並びに前記太陽電池セルを用いた太陽電気モジュール及びその製造方法を提供することにある。
In the method for manufacturing a solar cell module shown in FIG. 8, a plurality of
However, in the method of manufacturing the solar cell module shown in FIG. 8, the entire surface of the
Such scribing is usually performed using laser light irradiation or mechanical scribing, but it is difficult to pattern a high-hardness full-surface electrode film like a full-surface electrode film made of molybdenum.
Further, when the entire
Further, when the
Accordingly, an object of the present invention is to provide a solar battery module capable of forming a solar battery module without performing patterning including scribing on the entire surface electrode film formed over the entire surface of one surface of the substrate, a manufacturing method thereof, and the solar battery. The object is to provide a solar electric module using a cell and a manufacturing method thereof.
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、基板上に形成された電極膜の一部が側面の一部に延出されて延出電極膜が形成されていると共に、延出電極膜が形成された側面の反対側に位置する側面にn型半導体層上に形成された透明電極の一部が延出されて延出透明電極が形成されている複数個の太陽電池セルを用い、太陽電池セルの側面に延出されている電極膜と、他の太陽電池セルの側面に延出されている透明電極とを電気的に接続することによって太陽電池モジュールを容易に形成できることを知り、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、基板の一面側に電極膜、p型半導体層、n型半導体層及び透明電極が、この順序で積層されて形成された太陽電池セルにおいて、該基板を形成する側面の一部には、前記電極膜から延出された延出電極膜が露出状態で形成されていると共に、前記延出電極膜が形成された側面の反対面に位置する側面部分には、前記電極膜と接触することなく透明電極から延出された延出透明電極が形成されていることを特徴とする太陽電池セルにある。
更に、本発明は、基板の一面側に電極膜、p型半導体層、n型半導体層及び透明電極が、この順序で積層されて形成された太陽電池セルを製造する際に、該電極膜を形成する電極膜用金属粒子が基板の電極膜形成面に飛来する物理蒸着法を用い、前記電極膜用金属粒子の飛来方向に対し、前記基板の一面側と前記基板を形成する側面の一部とが露出面となるように、前記基板を傾斜状態に載置して、前記基板の露出面に電極膜用金属粒子を堆積して電極膜を形成した後、前記基板の側面に形成した電極膜が露出した状態を保持しつつ、前記基板の一面側に形成した電極膜を覆うようにp型半導体層及びn型半導体層を形成し、次いで、前記透明電極を形成する透明電極用金属粒子が基板の透明電極形成面に飛来する物理蒸着法を用い、前記n型半導体層の上面及び前記電極膜を形成した側面の反対面が、前記透明電極用金属粒子の飛来方向に対して露出面となるように、前記p型半導体層及びn型半導体層を形成した基板を傾斜状態に載置して、前記露出面に透明電極用金属粒子を堆積して透明電極を形成することを特徴とする太陽電池セルの製造方法でもある。
As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventors have formed an extended electrode film by extending a part of the electrode film formed on the substrate to a part of the side surface, A plurality of solar cells in which an extended transparent electrode is formed by extending a part of a transparent electrode formed on an n-type semiconductor layer on a side surface opposite to the side surface on which the extended electrode film is formed Using a cell, a solar cell module can be easily formed by electrically connecting an electrode film extending to the side surface of a solar cell and a transparent electrode extending to the side surface of another solar cell Knowing what can be done, the present invention has been reached.
That is, the present invention provides a solar cell in which an electrode film, a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, and a transparent electrode are stacked in this order on one side of a substrate. In the portion, the extended electrode film extending from the electrode film is formed in an exposed state, and the electrode film is formed on the side surface portion opposite to the side surface on which the extended electrode film is formed. An extended transparent electrode extending from the transparent electrode without being in contact with the solar cell is formed.
Furthermore, the present invention provides an electrode film, a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, and a transparent electrode on one side of the substrate. A physical vapor deposition method in which the metal particles for electrode film to be formed fly to the electrode film formation surface of the substrate, and one side of the substrate and a part of the side surface forming the substrate with respect to the flying direction of the metal particles for electrode film The electrode is formed on the side surface of the substrate after the substrate is placed in an inclined state so as to be an exposed surface, and electrode film metal particles are deposited on the exposed surface of the substrate to form an electrode film. A transparent electrode metal particle for forming a transparent electrode by forming a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer so as to cover an electrode film formed on one side of the substrate while maintaining the exposed state of the film Using a physical vapor deposition method in which the material flies to the transparent electrode forming surface of the substrate, A substrate on which the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer are formed such that the upper surface of the semiconductor layer and the opposite surface to the side surface on which the electrode film is formed are exposed surfaces with respect to the flying direction of the metal particles for transparent electrodes. Is placed in an inclined state, and the transparent electrode is formed by depositing the transparent electrode metal particles on the exposed surface.
また、本発明は、基板の一面側に電極膜、p型半導体層、n型半導体層及び透明電極が、この順序で積層されて形成された複数個の太陽電池セルが、電気的に直列に接続された太陽電池モジュールにおいて、該太陽電池セルの各々が直列に配設されており、前記太陽電池セルの両隣に位置する他の太陽電池セルの側面と対応する基板の両側面の一方には、前記電極膜から延出されて露出状態の延出電極膜が形成されていると共に、前記両側面の他方側の側面には、前記電極膜と接触することなく透明電極から延出された延出透明電極が形成され、前記太陽電池セルの延出電極膜と、隣接する太陽電池セルの延出透明電極とが電気的に接続されていることを特徴とする太陽電池モジュールにある。
更に、本発明は、基板の一面側に電極膜、p型半導体層、n型半導体層及び透明電極が、この順序で積層されて形成された複数個の太陽電池セルが、電気的に直列に接続された太陽電池モジュールを製造する際に、該太陽電池セルとして、基板を形成する側面の一部には、前記電極膜から延出された延出電極膜が露出状態で形成されていると共に、前記延出電極膜の反対面となる側面部分には、前記電極膜と接触することなく透明電極から延出された延出透明電極が形成されている太陽電池セルを用い、複数個の前記太陽電池セルを直列に並べ、前記太陽電池セルの延出電極膜と、隣接する太陽電池セルの延出透明電極とを電気的に接続することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法でもある。
In the present invention, a plurality of solar cells formed by laminating an electrode film, a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, and a transparent electrode in this order on one side of a substrate are electrically connected in series. In the connected solar battery modules, each of the solar battery cells is arranged in series, and one of both side faces of the substrate corresponding to the side face of the other solar battery cell located on both sides of the solar battery cell. An extended electrode film that is exposed from the electrode film is formed, and the other side surface of the both side surfaces is extended from the transparent electrode without being in contact with the electrode film. A solar cell module is characterized in that a transparent electrode is formed, and the extended electrode film of the solar battery cell and the extended transparent electrode of an adjacent solar battery cell are electrically connected.
Further, according to the present invention, a plurality of solar cells formed by laminating an electrode film, a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, and a transparent electrode on one side of the substrate in this order are electrically connected in series. When manufacturing a connected solar cell module, as the solar cell, an extended electrode film extending from the electrode film is formed in an exposed state on a part of a side surface forming a substrate. The solar cell in which the extended transparent electrode extended from the transparent electrode without being in contact with the electrode film is formed on the side surface portion that is the opposite surface of the extended electrode film, It is also a method for producing a solar cell module, wherein the solar cells are arranged in series, and the extended electrode film of the solar cell is electrically connected to the extended transparent electrode of the adjacent solar cell.
かかる本発明において、太陽電池セルとして、基板と、モリブデン層から成る電極膜と、InCuS2又はCuInSe2から成るp型半導体層と、ZnS又はCdSから成るn型半導体層と、AlがドープされたZnOから成る透明電極とから構成される太陽電池セルを好適に用いることができる。
この基板として、矩形状の基板を用いることによって、基板の側面の一面に延出電極膜や延出透明電極を容易に形成できる。
更に、太陽電池モジュールにおいて、太陽電池セルの延出電極膜と、隣接する太陽電池セルの透明電極とを、導電性接着剤によって電気的に接続することによって、両者を確実に接続できる。
In the present invention, as a solar cell, a substrate, an electrode film made of a molybdenum layer, a p-type semiconductor layer made of InCuS 2 or CuInSe 2 , an n-type semiconductor layer made of ZnS or CdS, and Al doped A solar battery cell composed of a transparent electrode made of ZnO can be suitably used.
By using a rectangular substrate as this substrate, an extended electrode film and an extended transparent electrode can be easily formed on one side surface of the substrate.
Furthermore, in a solar cell module, the extension electrode film | membrane of a photovoltaic cell and the transparent electrode of an adjacent photovoltaic cell can be connected reliably by electrically connecting with a conductive adhesive.
本発明に係る太陽電池セルは、基板上に電極膜、p型半導体層、n型半導体層及び透明電極を、この順序で積層して形成したものであり、基板の一面側の全面に亘って形成した全面電極膜等にスクライブを含むパターンニングを施すことなく製造できる。
更に、かかる太陽電池セルを用いて形成した太陽電気モジュールは、個別に製造された複数個の太陽電池セルを、その側面側に形成された延出電極膜と、隣接する太陽電池セルの延出透明電極とを電気的に接続することによって、容易に複数個の太陽電池セルを直列に電気的に接続できる。
この様に、本発明に係る太陽電池モジュールでは、基板の一面側の全面に亘って形成した全面電極膜等にスクライブを含むパターンニングを施すことなく製造できる。このため、全面電極膜等にスクライブを含むパターンニングを施す際に発生する問題、例えば高硬度のモリブデンから成る全面電極膜にスクライブを含むパターンニングを施す困難性、或いは、このパターンニングの際に、基板を削り取ることによって生じる基板の削り屑に因る短絡のおそれ等を解消できる。
その結果、信頼性の高い太陽電池モジュールを容易に得ることができ、その製造コストの低減を図ることも可能である。
The solar battery cell according to the present invention is formed by laminating an electrode film, a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, and a transparent electrode on a substrate in this order, and covers the entire surface on one surface side of the substrate. The entire surface electrode film formed can be manufactured without patterning including scribe.
Further, a solar electric module formed using such a solar battery cell includes a plurality of individually manufactured solar battery cells, an extended electrode film formed on the side surface thereof, and an extension of adjacent solar battery cells. By electrically connecting the transparent electrode, a plurality of solar cells can be easily electrically connected in series.
As described above, the solar cell module according to the present invention can be manufactured without performing patterning including scribing on the entire surface electrode film or the like formed over the entire surface on the one surface side of the substrate. For this reason, problems that occur when patterning including scribing is performed on the entire surface electrode film, for example, difficulty in performing patterning including scribing on the entire surface electrode film made of high-hardness molybdenum, or during this patterning The possibility of a short circuit due to the shavings of the substrate caused by scraping the substrate can be solved.
As a result, a highly reliable solar cell module can be easily obtained, and the manufacturing cost can be reduced.
本発明に係る太陽電池モジュールの一例を図1及び図2に示す。図1は太陽電池モジュールの横断面図であり、図2は太陽電池モジュールの上面図である。図1及び図2に示す太陽電池モジュールは、複数個の太陽電池セル10,10・・が電気的に直列に接続されている。
かかる太陽電池セル10は、長方形状の基板12の一面側に電極膜14、p型半導体層16、n型半導体層18及び透明電極20が、この順序で積層されて形成されているものである。
この太陽電池セル10を構成する基板12の側面の一面には、電極膜14から延出された延出電極膜14aが形成されており、延出電極膜14aが形成された側面の反対面には、電極膜14と接触することなく透明電極20から延出された延出透明電極20aが形成されている。
かかる形状の複数個の太陽電池セル10,10・・から成る太陽電気モジュールでは、太陽電池セル10の延出電極膜14aと、隣接する太陽電池セル10の延出透明電極20aとが接続され、複数個の太陽電池セル10,10・・が電気的に直列に接続されている。
この延出電極膜14aと延出透明電極20aとの接続は、図1及び図2に示す様に、導電性接着剤22によって接続されている。
An example of the solar cell module according to the present invention is shown in FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the solar cell module, and FIG. 2 is a top view of the solar cell module. The solar cell module shown in FIGS. 1 and 2 has a plurality of
Such a
An
In the solar electric module composed of the plurality of
The
図1及び図2に示す太陽電池モジュールを構成する太陽電池セル10を製造する際には、先ず、図3に示す様に、ガラスやセラミック等の絶縁材料から成る長方形状の基板12の一面側に、モリブデン等の導電層から成る電極膜14と、電極膜14から基板12の側面に延出された延出電極膜14aとを物理蒸着法(PVD法)によって形成する。
かかる電極膜14と延出電極膜14aとをPVD法によって形成する際に、図4(a)(b)に矢印で示す電極膜14を形成する電極膜用金属粒子の飛来方向に対して、基板12の一面側と基板12の側面の一面とが露出面となるように、載置台24に基板12を傾斜して載置する。この様に、PVD法によって基板12に電極膜14等を形成する際に、基板12を傾斜することによって、電極膜用粒子の飛来方向に対して露出面となっている基板12の一面側に電極膜14を形成できると同時に、基板12の側面に電極膜14から延出された延出電極膜14aを形成できる。
かかる基板12の傾斜角は、10〜45°とすることが好ましく、特に20°程度とすることが好ましし。
ところで、図3に示す基板12の一面側のうち、延出電極膜14aを形成する側面の反対面側の端縁近傍は、基板12の一面側が露出する露出面(基板端まで0.1〜1.0mmほどの隙間)に形成されている。このため、この端縁近傍を露出面に保持して電極膜14を形成するには、図4(a)に示す様に、基板12の端縁近傍に隣接する他の基板12の端部(延出電極膜14aを形成する側面側)を載置した状態としてもよく、図4(b)に示す様に、基板12の端縁近傍を覆うマスク部材としての庇24aを載置台24から延出してもよい。
When manufacturing the
When the
The inclination angle of the
By the way, among the one surface side of the
この様にして形成した電極膜14上には、図5に示す様に、基板12の側面に形成した延出電極膜14aを露出した状態を保持しつつ、電極膜14を覆うようにp型半導体層16及びn型半導体層18を形成する。
p型半導体層16は、基板12の一面側に形成した電極膜14上に、インジウム層と銅層とを積層して成る金属膜を、電極膜14を覆うように形成した後、この金属膜に硫化処理又はセレン化処理を施すことによって、CuInS2又はCuInSe2から成るp型半導体層16を形成できる。
更に、形成したp型半導体層16をKCN溶液による洗浄によって、硫化銅やセレン化銅等の不純物を除去するKCN処理を施す。
かかるインジウム層と銅層とは、電極膜14を給電層とする電解めっきによって、電極膜14を覆うように形成できる。この電解めっきの際には、延出電極膜14aの端面にめっき金属が析出しない様に、延出電極膜14aにドライフィルム等のマスク部材を被着する。
尚、インジウム層と銅層との形成は、スパッタリング法又は蒸着法によっても形成できるが、基板12の一面側が露出する部分には、インジウムや銅の粒子が付着(堆積)しない様に、マスク部材を被着することが必要である。
On the
The p-
Further, the formed p-
The indium layer and the copper layer can be formed so as to cover the
The indium layer and the copper layer can be formed by a sputtering method or a vapor deposition method. However, a mask member is used so that indium or copper particles do not adhere (deposit) to a portion where one surface side of the
形成したp型半導体層16上に、図5に示す様に、p型半導体層16を覆うようにn型半導体層18を形成する。このn型半導体層18は、化学的溶液析出法によって形成できる。
ZnSから成るn型半導体層18を形成するには、ZnSO4(0.1mol/リットル)、チオ尿素(0.6mol/リットル)及びNH3水溶液(3mol/リットル)が混合されて80℃に維持された混合液に、p型半導体層16を形成した基板12を約10分間程浸漬することによって形成できる。
また、CdSから成るn型半導体層18を形成するには、ヨウ化カドミウム(0.0015mol/リットル)、NH3水溶液(1.0mol/リットル)及びヨウ化アンモニウム(0.01mol/リットル)を混合した液に基板12を入れ、加温して約40℃になったところで、チオ尿素(0.15mol/リットル)を入れ、80℃で5分間浸漬することによって形成できる。
An n-
In order to form the n-
In order to form the n-
次いで、図6に示す様に、n型半導体層18の上面に透明電極20に形成すると共に、透明電極20から延出された延出透明電極20aを、延出電極膜14aを形成した側面の反対面に形成する。この透明電極20及び延出透明電極20aは、AlがドープされたZnOによって形成されている。
かかる透明電極20と延出透明電極20aとを物理蒸着法(PVD法)によって形成する。この透明電極20と延出透明電極20aとをPVD法によって形成する際に、図7(a)(b)に矢印で示す透明電極20を形成する透明電極用金属粒子の飛来方向に対して、n型半導体層18の上面と延出電極膜14aを形成した側面の反対面とが露出面となるように載置台26に基板12を傾斜して載置する。この様に、PVD法によってn型半導体層18の上面等に透明電極20を形成する際に、基板12を傾斜することによって、透明電極用粒子の飛来方向に対して露出面となっているn型半導体層18の上面に透明電極20を形成できると同時に、延出電極膜14aを形成した側面の反対面に延出透明電極20aを形成できる。
ところで、n型半導体層18の上面のうち、延出電極膜14a側の端縁近傍は、n型半導体層18の上面が露出する露出面(基板端まで0.1〜1.0mmほどの隙間)に形成されている。このため、この端縁近傍をn型半導体層18の上面が露出した状態で保持して透明電極20を形成するには、図7(a)に示す様に、n型半導体層18の上面の端縁近傍を覆うマスク部材としての庇26aを載置台26から延出してもよく、図7(b)に示す様に、n型半導体層18の上面の端縁近傍に隣接する他の基板12の端部(延出透明電極20aを形成する側面側)を載置した状態としてもよい。
かかる基板12の傾斜角は、10〜45°とすることが好ましく、特に20°程度とすることが好ましし。
Next, as shown in FIG. 6, the
The
By the way, of the upper surface of the n-
The inclination angle of the
図6に示す複数個の太陽電池セル10,10・・を用いて太陽電池モジュールを製造する際には、複数個の太陽電池セル10,10・・を直列に並べ、太陽電池セル10の延出電極膜14aと、隣接する太陽電池セル10の延出透明電極20aとを電気的に接続することによって、複数個の太陽電池セル10,10・・を電気的に直列に接続できる。かかる接続の際に、導電性接着剤22によって隣接する太陽電池セル10と接続することによって、両太陽電池セル10,10を確実に接続できる。
尚、図1及び図2に示す太陽電池モジュールにおいて、各太陽電池セル10の透明電極20を露出した状態に保持して、太陽電池セル10,10・・を樹脂封止してもよい。
When a solar cell module is manufactured using the plurality of
In the solar cell module shown in FIGS. 1 and 2, the
図1〜図7に示す太陽電池セル10及び太陽電池モジュールは、基板の一面側の全面に亘って形成した全面電極膜等にスクライブを含むパターンニングを施すことなく製造できる。このため、全面電極膜等にスクライブを含むパターンニングを施す際に生じる問題点、例えば高硬度のモリブデンから成る全面電極膜にスクライブを含むパターンニングを施す困難性や全面電極膜にスクライブを含むパターンニングと同時に基板を削り取ることによって生じる基板の削り屑に因る短絡のおそれ等を解消でき、信頼性の高い太陽電池モジュールを得ることができる。
また、図1〜図7においては、基板12として、ガラスやセラミック等の絶縁材料から成る基板12を用いているが、全面電極膜等にスクライブを含むパターンニングを施すことなく太陽電池セル10を形成できるため、金属板の一面側にSiO2膜等の絶縁膜を形成した基板を用いることができる。
The
1 to 7, the
10 太陽電池セル
12 基板
14a 延出電極膜
14 電極膜
16 p型半導体層
18 n型半導体層
20 透明電極
20a 延出透明電極
22 導電性接着剤
24,26 載置台
24a,26a 庇
DESCRIPTION OF
Claims (11)
該基板を形成する側面の一部には、前記電極膜から延出された延出電極膜が露出状態で形成されていると共に、
前記延出電極膜が形成された側面の反対面に位置する側面部分には、前記電極膜と接触することなく透明電極から延出された延出透明電極が形成されていることを特徴とする太陽電池セル。 In a solar battery cell in which an electrode film, a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer and a transparent electrode are laminated in this order on one surface side of the substrate,
An extended electrode film extending from the electrode film is formed in an exposed state on a part of the side surface forming the substrate,
An extended transparent electrode extending from the transparent electrode without being in contact with the electrode film is formed on a side surface portion located opposite to the side surface on which the extended electrode film is formed. Solar cell.
該電極膜を形成する電極膜用金属粒子が基板の電極膜形成面に飛来する物理蒸着法を用い、前記電極膜用金属粒子の飛来方向に対し、前記基板の一面側と前記基板を形成する側面の一部とが露出面となるように、前記基板を傾斜状態に載置して、前記基板の露出面に電極膜用金属粒子を堆積して電極膜を形成した後、
前記基板の側面に形成した電極膜が露出した状態を保持しつつ、前記基板の一面側に形成した電極膜を覆うようにp型半導体層及びn型半導体層を形成し、
次いで、前記透明電極を形成する透明電極用金属粒子が基板の透明電極形成面に飛来する物理蒸着法を用い、前記n型半導体層の上面及び前記電極膜を形成した側面の反対面が、前記透明電極用金属粒子の飛来方向に対して露出面となるように、前記p型半導体層及びn型半導体層を形成した基板を傾斜状態に載置して、前記露出面に透明電極用金属粒子を堆積して透明電極を形成することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。 When manufacturing a solar battery cell in which an electrode film, a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, and a transparent electrode are laminated in this order on one side of the substrate,
Using the physical vapor deposition method in which the electrode film metal particles forming the electrode film fly to the electrode film formation surface of the substrate, the one surface side of the substrate and the substrate are formed with respect to the flying direction of the electrode film metal particles. After placing the substrate in an inclined state so that a part of the side surface becomes an exposed surface, and depositing electrode film metal particles on the exposed surface of the substrate to form an electrode film,
Forming a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer so as to cover the electrode film formed on the one surface side of the substrate while maintaining the exposed state of the electrode film formed on the side surface of the substrate;
Next, using a physical vapor deposition method in which the transparent electrode metal particles forming the transparent electrode fly to the transparent electrode forming surface of the substrate, the upper surface of the n-type semiconductor layer and the opposite surface of the side surface on which the electrode film is formed are The substrate on which the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer are formed is placed in an inclined state so as to be an exposed surface with respect to the flying direction of the transparent electrode metal particles, and the transparent electrode metal particles are formed on the exposed surface. A method for manufacturing a solar battery cell, comprising depositing a transparent electrode to form a transparent electrode.
次いで、前記p型半導体層上にZnS又はCdSから成るn型半導体層を形成した後、前記n型半導体層上にAlがドープされたZnOから成る透明電極を形成する請求項4記載の太陽電池セルの製造方法。 After forming an electrode film made of a molybdenum layer on the substrate, a p-type semiconductor layer made of InCuS 2 or CuInSe 2 is formed,
5. The solar cell according to claim 4, wherein after forming an n-type semiconductor layer made of ZnS or CdS on the p-type semiconductor layer, a transparent electrode made of ZnO doped with Al is formed on the n-type semiconductor layer. Cell manufacturing method.
該太陽電池セルの各々が直列に配設されており、前記太陽電池セルの両隣に位置する他の太陽電池セルの側面と対応する基板の両側面の一方には、前記電極膜から延出されて露出状態の延出電極膜が形成されていると共に、前記両側面の他方側の側面には、前記電極膜と接触することなく透明電極から延出された延出透明電極が形成され、
前記太陽電池セルの延出電極膜と、隣接する太陽電池セルの延出透明電極とが電気的に接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。 A solar cell module in which a plurality of solar cells formed by laminating an electrode film, a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, and a transparent electrode in this order are electrically connected in series on one side of a substrate In
Each of the solar cells is arranged in series, and is extended from the electrode film to one of both side surfaces of the substrate corresponding to the side surfaces of other solar cells located on both sides of the solar cell. An extended electrode film in an exposed state is formed, and an extended transparent electrode extending from the transparent electrode without being in contact with the electrode film is formed on the other side surface of the both side surfaces,
The solar cell module, wherein the extended electrode film of the solar cell is electrically connected to the extended transparent electrode of the adjacent solar cell.
該太陽電池セルとして、基板を形成する側面の一部には、前記電極膜から延出された延出電極膜が露出状態で形成されていると共に、前記延出電極膜の反対面となる側面部分には、前記電極膜と接触することなく透明電極から延出された延出透明電極が形成されている太陽電池セルを用い、
複数個の前記太陽電池セルを直列に並べ、前記太陽電池セルの延出電極膜と、隣接する太陽電池セルの延出透明電極とを電気的に接続することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 A solar cell module in which a plurality of solar cells formed by laminating an electrode film, a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, and a transparent electrode in this order are electrically connected in series on one side of a substrate When manufacturing
As the solar battery cell, an extended electrode film extending from the electrode film is formed in an exposed state on a part of the side surface forming the substrate, and the side surface which is the opposite surface of the extended electrode film For the part, using a solar cell in which an extended transparent electrode extended from the transparent electrode without contacting the electrode film is formed,
A plurality of the solar cells are arranged in series, and the extended electrode film of the solar cell is electrically connected to the extended transparent electrode of the adjacent solar cell. Method.
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