JP2007073745A - 集積型薄膜太陽電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 積層された複数の光電変換層の相互間に生じる中間接合層がコンタクト領域と短絡してＦ．Ｆ．を低下させることを防止し、光電変換効率を向上することが可能な集積型薄膜太陽電池およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 絶縁性基板１の上に第１電極２を積層し、第１分離領域３により複数に分離する。分離した第１電極２の上に順次第１光電変換層４および第２光電変換層５を積層して積層体７とする。積層体７を除去してコンタクト構成用領域８ｇ（コンタクト用溝８ｇ）を形成し、第２電極９を積層してコンタクト領域８および第２電極９を形成する。次に、第２分離領域１０を形成して太陽電池セル領域Ａｃｅを画定する。第２電極９および積層体７を不連続なライン状に除去してコンタクト領域８と積層体７（接合中間層６）とを分離する積層体分離領域１１を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、絶縁性基板の上に複数形成した薄膜太陽電池を縦続接続して構成した集積型薄膜太陽電池およびその製造方法に関する。

絶縁性基板の上に複数の薄膜太陽電池を形成し、縦続接続して構成した縦続接続集積型太陽電池が知られている。

図７は、従来例１に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。

従来例１に係る集積型薄膜太陽電池（以下、太陽電池という。）は、絶縁性基板５１の上に第１電極５２を積層し、第１電極５２を溝状（スクライブライン状）の第１分離領域５３で複数に分離した後、第１電極５２の上に光電変換層５４を積層してある。光電変換層５４を積層した後、コンタクト領域５８に対応する領域の光電変換層５４を溝状（スクライブライン状）に除去してコンタクト構成用領域５８ｇ（コンタクト用溝５８ｇ）を準備する。

コンタクト用溝５８ｇを形成した後、光電変換層５４の上に第２電極５９を積層する。コンタクト用溝５８ｇは、第２電極５９を積層するときに、第２電極５９と同一の電極材料が充填されコンタクト領域５８を形成することから、第１電極５２と第２電極５９とは光電変換層５４を間に挟んで縦続接続された形態となる。

コンタクト領域５８および第２電極５９を形成した後、第２電極５９および光電変換層５４を溝状（スクライブライン状）に除去して溝状（スクライブライン状）の第２分離領域６０を形成する。第２分離領域６０により太陽電池セル領域Ａｃｅが画定される。図上左右に必要な個数の太陽電池セルが繰り返し配置されて縦続接続された集積型の太陽電池となる。また、第１電極５２と第２電極５９とが平行な平面で対向している領域は、光起電力を発生する主要部としての有効光電変換領域Ａｅｆとなる。

従来例１に係る太陽電池は、光電変換層５４が１つしかない単接合型であることから得られる出力が限られ、光電変換効率も小さい値しか得られていない。

近年、光電変換効率の更なる向上が求められていることから、より大きい出力（より高い光電変換効率）を実現するために光電変換層を複数設けた多接合型の太陽電池が提案されている。

図８は、従来例２に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。

従来例２に係る太陽電池は、光電変換層を多接合型とした太陽電池である。従来例１の単接合型の光電変換層５４に換えて、第１光電変換層５５、第２光電変換層５６を積層してある。第１光電変換層５５と第２光電変換層５６との間は、高濃度ドープ層とされたｐ⁺層（第１光電変換層５５側）とｎ⁺層（第２光電変換層５６側）によるトンネル接合とされることから、接合中間層５７が構成される。その他の構成は従来例１と同様である。

従来例２の構造では、接合中間層５７がコンタクト領域５８に接触することから、第２光電変換層５６が実質的に短絡されてしまう。その結果、従来例２の太陽電池では、多接合型の光電変換層で集積型としない太陽電池に比較してＦ．Ｆ．（＝最大電力／（短絡電流×開放電圧））が低下し、また、光電変換効率も低下する。つまり、構造的には多接合型でありながら特性的には光電変換効率が向上せず、必要な出力も得られないという問題があった。

従来例２の問題を解決する方法として、コンタクト領域５８の周辺の光電変換層、接合中間層に対応する部分の結晶化率を他の領域での結晶化率と異ならせて高抵抗領域とすること（例えば、特許文献１参照）、コンタクト領域の周辺で高濃度ドープ層である接合中間層に対応する部分の濃度を部分的に低減して低濃度ドープ領域を形成すること（例えば、特許文献２参照）、また、コンタクト領域に対応させて高濃度ドープ層である接合中間層に対応する部分をレーザスクライブビームで除去分離すること（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。

しかし、特許文献１の場合では、部分的に結晶化率を制御することは工程の制御が複雑となることから困難であり、特許文献２の場合では、低濃度ドープ領域の形成をレーザ照射により行うことからレーザ強度の制御が困難であり、また、特許文献３の場合では、光電変換層を形成する工程の途中で真空を破るか、真空槽内でスクライブする必要があり工程が複雑となりプロセス上の問題も生じるという問題がある。

従来例２の中間接合層５７を第１光電変換層５５、第２光電変換層５６と異なる材料で構成してトンネル接合に換えて異種接合とした太陽電池が提案されている（従来例３）。従来例３の太陽電池では、中間接合層を適宜の抵抗値を有する例えば酸化亜鉛、微結晶シリコンなどで構成してある。この場合には、第１光電変換層、第２光電変換層のドープ濃度を低減することができるが、異種接合自体が従来例２のトンネル接合と同様に作用してしまうことから、従来例２の場合と同様にＦ．Ｆ．が低下し、また、光電変換効率も低下する。

従来例３の問題を解決する方法として、中間接合層の抵抗率を最適化すること（例えば、特許文献４参照）、中間接合層を分離する溝を追加すること（例えば、特許文献５参照）などが提案されている。

しかし、特許文献４、特許文献５の場合では、中間接合層のドープ層を分離することができないことから、特性を確実に改善することが困難であるという問題がある。
特開２０００−２５２４８９号公報 特開２００５−３８９０７号公報 特開２００５−３３００６号公報 特開２００２−１１８２７３号公報 特開平９−１２９９０３号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、絶縁性基板の上に複数の光電変換層を積層して形成した積層体と、積層体の上下に配置された電極を相互に接続するコンタクト領域とを備える集積型薄膜太陽電池において、積層体を除去してコンタクト領域と積層体とを分離する積層体分離領域を設けることにより、複数の光電変換層の相互間に生じる中間接合層（トンネル接合、異種接合など）がコンタクト領域と短絡してＦ．Ｆ．を低下させることを防止し、光電変換効率を向上することが可能な集積型薄膜太陽電池およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、積層体分離領域を複数設けることによりシースルー構造の集積型薄膜太陽電池およびその製造方法を提供することを他の目的とする。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池は、絶縁性基板と、該絶縁性基板に積層され第１分離領域により分離してある第１電極と、該第１電極に順次積層された第１光電変換層および第２光電変換層を有する積層体と、前記第２光電変換層に積層された第２電極とを備え、前記積層体および第２電極を第２分離領域により分離して太陽電池セル領域を構成してある集積型薄膜太陽電池において、前記太陽電池セル領域は、前記第１電極および第２電極を縦続接続するコンタクト領域と、前記積層体を除去して前記積層体と前記コンタクト領域とを分離する積層体分離領域とを備えることを特徴とする。

この構成により、太陽電池セル領域の有効光電変換領域での第１光電変換層と第２光電変換層との間に構成される接合中間層がコンタクト領域に接触することにより第２光電変換層が実質的に短絡した状態となる現象を防止することができるので、光電変換特性（Ｆ．Ｆ．）を確実に向上することができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池では、前記積層体分離領域は、前記コンタクト領域と前記第１分離領域との間に配置してあることを特徴とする。

この構成により、大きい有効光電変換領域を確保することができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池では、前記積層体分離領域は、前記第１分離領域に重畳配置してあることを特徴とする。

この構成により、積層体分離領域を形成するための専用の領域を削減することができ、また、第１分離領域を有効に利用することができるので、絶縁性基板の面積に対する有効光電変換領域の面積の比を向上することができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池では、前記積層体分離領域は、前記コンタクト領域に重畳配置してあることを特徴とする。

この構成により、積層体分離領域を形成するための専用の領域を削減することができ、コンタクト領域を有効に利用することができるので、絶縁性基板の面積に対する有効光電変換領域の面積の比を向上することができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池では、前記積層体分離領域は、前記第１分離領域を間にして前記コンタクト領域と反対側に配置してあることを特徴とする。

この構成により、有効光電変換領域に透光性領域を確保することとなるので、シースルー構造とすることができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池では、前記太陽電池セル領域で前記コンタクト領域を有しない前記第１電極に対応して追加の積層体分離領域を備えることを特徴とする。

この構成により、有効光電変換領域に透光性領域を広く確保することとなるので、積層体分離領域と透光性領域とを兼用したシースルー構造とすることができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池では、前記積層体分離領域は、前記積層体を除去してある積層体除去領域と前記積層体を残置してある積層体残置領域とで構成する不連続なライン状としてあることを特徴とする。

この構成により、積層体と第２電極（コンタクト領域）との短絡を抑制し、かつ、コンタクト領域と第２電極との接続を確保することとなるので、優れたＦ．Ｆ．を有する縦続接続集積型とすることができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池では、前記ライン状の方向で、前記積層体除去領域の長さは、前記積層体残置領域の長さ以上であることを特徴とする。

この構成により、確実にＦ．Ｆ．を向上することができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池の製造方法は、絶縁性基板と、該絶縁性基板に積層され第１分離領域により分離してある第１電極と、該第１電極に順次積層された第１光電変換層および第２光電変換層を有する積層体と、前記第２光電変換層に積層された第２電極とを備え、前記積層体および第２電極を第２分離領域により分離して太陽電池セル領域を構成してある集積型薄膜太陽電池の製造方法において、前記第２光電変換層に前記第２電極を積層することにより前記第１電極および第２電極を縦続接続するコンタクト領域を前記太陽電池セル領域に形成する工程と、前記第２電極および積層体を不連続なライン状に除去することにより前記積層体と前記コンタクト領域とを分離する積層体分離領域を形成する工程とを備えることを特徴とする。この構成により、本発明に係る集積型薄膜太陽電池を製造することができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池の製造方法では、前記積層体分離領域は、レーザスクライブビームおよび該レーザスクライブビームを遮断するマスクを用いて形成することを特徴とする。この構成により、レーザスクライブビームの制御が容易になり、またマスクにより正確な寸法の積層体分離領域を形成することができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池の製造方法では、前記積層体分離領域は、レーザスクライブビームをパルス制御して形成することを特徴とする。この構成により、マスクを用いることなく、正確な寸法の積層体分離領域を形成することができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池の製造方法では、前記積層体分離領域は、エッチングにより形成することを特徴とする。この構成により、レーザスクライブビームを用いることなく、容易に積層体分離領域を形成することができる。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池およびその製造方法によれば、絶縁性基板の上に複数の光電変換層を積層して形成した積層体と、積層体の上下に配置された電極を相互に接続するコンタクト領域とを形成した太陽電池セルについて、積層体を除去してコンタクト領域と積層体とを分離する積層体分離領域を設けることにより、複数の光電変換層の相互間に生じる中間接合層（トンネル接合、異種接合など）がコンタクト領域と短絡してＦ．Ｆ．を低下させることを防止し、光電変換効率を向上することが可能になるという効果を奏する。

本発明に係る集積型薄膜太陽電池およびその製造方法によれば、積層体分離領域を有効光電変換領域に複数設けることにより、Ｆ．Ｆ．を低下させることを防止し、光電変換効率を向上したシースルー構造とすることができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。

本実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池（以下、単に太陽電池という。）は、絶縁性基板１の上に第１電極２を積層し、第１電極２の上に順次第１光電変換層４および第２光電変換層５を積層し、第２光電変換層５の上にさらに第２電極９を積層してある。

絶縁性基板１は、例えば透光性のガラス基板で構成してあり、絶縁性基板１の上（表面）には例えばＩＴＯ（酸化インジウム錫）の透明導電膜が蒸着法により形成してある。透明導電膜を形成した後、透明導電膜を適宜パターニング除去して第１分離領域３を形成することにより複数に分離された第１電極２を形成する。

第１分離領域３は、例えばレーザスクライブビームにより透明導電膜を溝状（スクライブライン状）に除去することにより形成される。分離して形成された複数の第１電極２のそれぞれが太陽電池の有効光電変換領域Ａｅｆに対応し、また、有効光電変換領域Ａｅｆに対応して太陽電池セル領域Ａｃｅが構成される。

相互に分離された複数の第１電極２を形成した後、第１電極２の上に、例えばｐ型、ｉ型、ｎ型の半導体（例えば、シリコンなど）を順次ＣＶＤ法により成膜することにより第１光電変換層４を積層して形成する。さらに、第１光電変換層４の上に、例えばｐ型、ｉ型、ｎ型の半導体（例えば、シリコンなど）を順次ＣＶＤ法により成膜することにより第２光電変換層５を積層して形成する。第１光電変換層４と第２光電変換層５の間にはｎ型の半導体（第１光電変換層４の一部）とｐ型の半導体（第２光電変換層５の一部）で構成される接合中間層６が形成される。なお、本実施の形態では、接合中間層６は、実質的に第１光電変換層４および第２光電変換層５の一部により構成される。

第１光電変換層４と第２光電変換層５はそれぞれ光起電力を有することから多接合型の光電変換を行う積層体７を構成することとなる。積層体７は光起電力を有する第１光電変換層４と第２光電変換層５を直列に接続（縦続接続）した形態となることから単位面積あたりの光起電力を大きくすることが可能となる。

積層体７を形成した後、太陽電池セル領域Ａｃｅでコンタクト領域８に対応する領域の積層体７を溝状（スクライブライン状）に除去することによりコンタクト領域８を溝状（スクライブライン状）に形成するためのコンタクト構成用領域８ｇ（コンタクト用溝８ｇ）を形成する。積層体７の除去は、レーザスクライブビームを用いることにより精度良く行うことが可能となる。なお、下地となる第１電極２を傷つけないようにレーザスクライブビームの出力を適宜調整しておく。また、コンタクト構成用領域８ｇは必ずしも溝状である必要はないが、コンタクト抵抗を低減するために溝状とすることが好ましい。

コンタクト用溝８ｇを形成した後、第２光電変換層５の上に第２電極９をスパッタ法により積層する。第２電極９を積層して形成する工程は、コンタクト用溝８ｇへも同時に第２電極９と同一の電極材料（例えば銀、銅など）を充填することから、第２電極９と第１電極２との間でコンタクト領域８を形成する工程ともなる。したがって、太陽電池セル領域Ａｃｅで第１電極２と第２電極９とは積層体７を間に挟んで縦続接続された形態となる。

コンタクト領域８および第２電極９を形成した後、第２電極９および積層体７を溝状（スクライブライン状）に除去して溝状（スクライブライン状）の第２分離領域１０を形成することにより太陽電池セル領域Ａｃｅを画定する。したがって、複数の太陽電池セルが縦続接続された集積型の太陽電池となる。

第２分離領域１０は、レーザスクライブビームを用いることにより精度良く形成することが可能となる。なお、下地となる第１電極２を傷つけないようにレーザスクライブビームの出力を適宜調整しておく。また、第２分離領域１０は、第１分離領域３と平行に配置することが絶縁性基板１の面積を有効に利用できることから好ましい。

第２分離領域１０を形成した後、第２電極９および積層体７を不連続なライン状に除去することによりコンタクト領域８と有効光電変換領域Ａｅｆでの積層体７（接合中間層６）とを分離する積層体分離領域１１を形成する。積層体分離領域１１は、不連続なライン状であることから、積層体７および第２電極９を除去してある積層体除去領域１１ｅ（開口部）と積層体７および第２電極９を残置してある積層体残置領域１１ｃ（非開口部）とで構成される。

積層体分離領域１１は、レーザスクライブビームを用いることにより精度良く形成することが可能となる。なお、下地となる第１電極２を傷つけないようにレーザスクライブビームの出力を適宜調整しておく。また、積層体分離領域１１は、第１分離領域３と平行に配置することが絶縁性基板１の面積を有効に利用できることから好ましい。

また、不連続なライン状にするためにレーザスクライブビームを積層体除去領域１１ｅおよび積層体残置領域１１ｃの配置パターンに対応して適宜に遮断するマスク（不図示）を用いた。つまり、積層体除去領域１１ｅを形成する領域に対してはマスク部材を配置せず（マスクの遮断特性のない領域を対応配置）、積層体残置領域１１ｃを形成する領域に対してはマスク部材を配置した（マスクの遮断特性のある領域を対応配置）。マスクを用いることにより、レーザスクライブビームの出力の制御を簡略化することができ、マスクのパターンに応じた正確な寸法の積層体分離領域１１を形成することができる。

なお、マスクを用いずに、レーザスクライブビームをパルス制御することにより出力の有無（オンオフ）を制御して、不連続なライン状の積層体分離領域１１とすることも可能である。つまり、積層体除去領域１１ｅを形成する領域に対しては出力有りの状態とし、積層体残置領域１１ｃを形成する領域に対しては出力無しの状態とする。マスクを用いる必要がないことから、製造プロセスを簡略化することができ、また、パルス制御に応じた正確な寸法の積層体分離領域１１とすることができる。

また、レーザスクライブビームを用いずに、ドライエッチングなどのエッチング法によって積層体分離領域１１を形成することも可能である。レーザスクライブビーム（レーザスクライブ装置）を用いる必要がないことから、積層体分離領域１１を通常のプロセスで容易に形成することができる。

積層体分離領域１１を設けないこととした場合には、第２電極９と積層体７（特に接合中間層６）とがコンタクト領域８により短絡され、結果として出力が低下することから有効光電変換領域Ａｅｆを積層体７とすることによる効果が得られない。これに対し、本実施の形態の有効光電変換領域Ａｅｆでは、不連続なライン状の積層体分離領域１１により、第２電極９（コンタクト領域８）と積層体７（特に接合中間層６）との短絡を防止、あるいは抑制することができるので、太陽電池のＦ．Ｆ．の低下を防止することができ、光電変換効率の高い太陽電池を実現することができる。

積層体分離領域１１を不連続なライン状とする理由は、連続するライン状（連続する溝状）とすると積層体分離領域１１により第２電極９が完全に切断されてしまうことから、コンタクト領域８を介しての第１電極２と第２電極９との縦続接続ができないこととなり、太陽電池を縦続接続集積型とすることができないからである。なお、積層体分離領域１１を連続するライン状とした場合には、第２電極９の切断場所を接続する第３電極（不図示）を設けることも可能である。

なお、積層体分離領域１１は、開口部（積層体除去領域１１ｅ）により積層体７を分離してあれば良く、開口部（積層体除去領域１１ｅ）に対応して除去された第２電極９については開口部（積層体除去領域１１ｅ）の表面を後工程で再度覆う形態としても良い。

不連続なライン状のライン方向で、積層体除去領域１１ｅの長さは長ければ長いほど、第２電極９と積層体７（特に接合中間層６）との短絡部分を小さくできることから、短絡による影響が小さくなり、短絡抑制の効果は大きくなる。しかし、積層体除去領域１１ｅの長さが長くなるほど、第１光電変換層４および第２光電変換層５で発生した光電流が集積方向（縦続接続方向。図上左右方向）と直角をなす方向（ライン方向）に流れる距離が長くなり、直列抵抗成分（Ｒｓ）が増え、Ｆ．Ｆ．が低下してしまう。

光電流は、隣接する第１電極２からコンタクト領域８を通り第２電極９へ流れ、さらに積層体７へと流れ、太陽電池セル領域Ａｃｅの第１電極２へ流れる。しかし、第２電極９は、不連続なライン状の積層体分離領域１１の積層体除去領域１１ｅ（開口部）に対応する位置で除去されていることから、積層体分離領域１１に対応する第２電極９を通過するとき、光電流は積層体残置領域１１ｃ（非開口部）に対応する第２電極９に集中することになる。

つまり、光電流は、コンタクト領域８から積層体残置領域１１ｃまでの間で集積方向と直角をなす方向に流れる必要が生じることから、主にこの部分の抵抗がＲｓの増加に寄与することになる。したがって、コンタクト領域８の形状（ライン方向での長さ）、第２電極９の厚さ、電極材料の導電率などによりＲｓの増加分は大幅に変わり、積層体除去領域１１ｅのライン方向での長さの最適値も大幅に変わる。

第２電極９の電極材料として銀を使用した場合、銀の導電率を６×１０⁷Ｓ／ｍ、銀の膜厚を３００ｎｍとして、コンタクト領域８と積層体分離領域１１との距離を２００μｍとすると、Ｒｓの増加によるＦ．Ｆ．の低下が顕在化しない積層体除去領域１１ｅのライン方向での長さは約２０ｍｍ程度となった。

また、積層体除去領域１１ｅと積層体残置領域１１ｃのライン方向での長さの比は、短絡抑制の視点ではなるべく積層体残置領域１１ｃが小さくなる方が好ましいが、あまり小さいと積層体残置領域１１ｃへの電流集中により発熱や電極材料の剥離の問題が出てくる。つまり、積層体残置領域１１ｃのライン方向での長さも電極材料の付着力、積層体７での光電流密度などにより、最適値は大幅に変わる。

本実施の形態では、上述の条件、検討結果を参酌して、積層体除去領域１１ｅの長さ：積層体残置領域１１ｃの長さ＝１０：１とした。その結果、積層体分離領域１１（積層体除去領域１１ｅおよび積層体残置領域１１ｃ）による第２電極９と積層体７（特に接合中間層６）との短絡を効果的に抑制することができ、短絡抵抗（Ｒｓｈ）が増加し、Ｆ．Ｆ．が向上し、光電変換効率を向上させることができた。このことから、不連続なライン状のライン方向で、積層体除去領域１１ｅの長さは、積層体残置領域１１ｃの長さ以上としておくことが好ましい。

なお、第１分離領域３、コンタクト領域８、第２分離領域１０、積層体分離領域１１は相互に平行のパターンとすることが絶縁性基板１の面積を有効に活用し、光電変換効率を向上するために好ましい。

上述したとおり、本実施の形態では、積層体分離領域１１は、コンタクト領域８と第１分離領域３との間に配置してある。この配置により、大きい面積の有効光電変換領域Ａｅｆを確保することができる。なお、第２分離領域１０の形成と積層体分離領域１１の形成とは工程の順番を逆にすることも可能である。

絶縁性基板１を透光性としてあることから、絶縁性基板１の側を受光面とするスーパーストレート型とすることができるが、第２電極９の側を受光面とするサブストレート型としても良いことは言うまでもない。

なお、太陽電池セル領域Ａｃｅの全体および有効光電変換領域Ａｅｆの全体は、１個分のみを図示してあるが、図上左右に必要な個数の太陽電池セルが繰り返して配置されて縦続接続集積型の太陽電池を構成することは言うまでも無い。

＜実施の形態２＞
図２は、本発明の実施の形態２に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、図２（Ｂ）は、図１（Ｂ）と同一に表れされることから、説明は省略する。

本実施の形態では、絶縁性基板１は、ガラス基板で構成してあることから、スーパーストレート型の集積型薄膜太陽電池であり、積層体７をアモルファスシリコン／微結晶シリコンのタンデム積層構造としてある。なお、その他の構成を含めて基本的には実施の形態１と同一であり、説明は適宜省略する。

第１光電変換層４は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で構成してあり、ｐ型ａ−Ｓｉ層４ｐ、ｉ型ａ−Ｓｉ層４ｉ、ｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４ｎの順にプラズマＣＶＤ法により成膜して積層される。第２光電変換層５は、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）で構成してあり、ｐ⁺型μｃ−Ｓｉ層５ｐ、ｉ型μｃ−Ｓｉ層５ｉ、ｎ型μｃ−Ｓｉ層５ｎの順にプラズマＣＶＤ法により成膜して積層される。

実施の形態１での接合中間層６（図１）は、ｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４ｎおよびｐ⁺型μｃ−Ｓｉ層５ｐに対応する。また、ｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４ｎおよびｐ⁺型μｃ−Ｓｉ層５ｐはそれぞれ高濃度ドープ層としてあることから低抵抗層を構成し、相互の接合部はトンネル接合を構成することとなる。

本実施の形態でも、実施の形態１と同様に積層体分離領域１１が形成してあることから、コンタクト領域８とｎ⁺型ａ−Ｓｉ層４ｎおよびｐ⁺型μｃ−Ｓｉ層５ｐとの短絡を防止あるいは抑制することができ、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

＜実施の形態３＞
図３は、本発明の実施の形態３に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。実施の形態１、実施の形態２と同様の構成には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、製造プロセスは実施の形態１、実施の形態２と同様とすることができる。

本実施の形態では、積層体分離領域１１は、第１分離領域３に重畳配置してある。この配置により、積層体分離領域１１を形成するための専用の領域を削減することができ、第１分離領域３を有効に利用することができるので、絶縁性基板１の面積に対する有効光電変換領域Ａｅｆの面積の比を向上することができ、絶縁性基板１の面積を同一とした場合には、より大きい光電流を得ることが可能となる。

本実施の形態でも、不連続なライン状の積層体分離領域１１が形成してあることから、第２電極９（コンタクト領域８）と積層体７（特に接合中間層６）との短絡を防止、あるいは抑制することができるので、太陽電池のＦ．Ｆ．の低下を防止することができ、実施の形態１、実施の形態２と同様の作用効果を得ることができる。

＜実施の形態４＞
図４は、本発明の実施の形態４に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。実施の形態１ないし実施の形態３と同様の構成には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、製造プロセスは実施の形態１、実施の形態２と同様とすることができる。

本実施の形態では、積層体分離領域１１は、コンタクト領域８に重畳配置してある。なお、コンタクト抵抗の増加を防止する必要があることから、完全に重畳するのではなく半々程度に重畳することが好ましい。つまり、集積方向（ライン状のライン方向と交差する方向）で、コンタクト領域８の半分と積層体分離領域１１の半分が相互に重なるように重畳させる。

この配置により、積層体分離領域１１を形成するための専用の領域を削減することができ、コンタクト領域８を有効に利用することができるので、絶縁性基板１の面積に対する有効光電変換領域Ａｅｆの面積の比を向上することができ、絶縁性基板１の面積を同一とした場合には、より大きい光電流を得ることが可能となる。

本実施の形態でも、不連続なライン状の積層体分離領域１１が形成してあることから、第２電極９（コンタクト領域８）と積層体７（特に接合中間層６）との短絡を防止、あるいは抑制することができるので、太陽電池のＦ．Ｆ．の低下を防止することができ、実施の形態１ないし実施の形態３と同様の作用効果を得ることができる。

＜実施の形態５＞
図５は、本発明の実施の形態５に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。実施の形態１ないし実施の形態４と同様の構成には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、製造プロセスは実施の形態１、実施の形態２と同様とすることができる。

本実施の形態では、積層体分離領域１１は、第１分離領域３を間にしてコンタクト領域８と反対側（有効光電変換領域Ａｅｆ側）に配置してある。この構成により、有効光電変換領域に絶縁性基板１と反対の側（第２電極９の側）から見て透光可能な透光性領域（積層体分離領域１１）を確保することとなるので、シースルー構造とすることができる。

本実施の形態でも、不連続なライン状の積層体分離領域１１が形成してあることから、第２電極９（コンタクト領域８）と積層体７（特に接合中間層６）との短絡を防止、あるいは抑制することができるので、太陽電池のＦ．Ｆ．の低下を防止することができ、実施の形態１ないし実施の形態４と同様の作用効果を得ることができる。

＜実施の形態６＞
図６は、本発明の実施の形態６に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。実施の形態１ないし実施の形態５と同様の構成には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、製造プロセスは実施の形態１、実施の形態２と同様とすることができる。

本実施の形態では、実施の形態１ないし実施の形態５の構成に加えて、追加の積層体分離領域１２（追加積層体分離領域１２）を、太陽電池セル領域Ａｃｅでコンタクト領域８を有しない第１電極２（有効光電変換領域Ａｅｆ）に対応して複数形成してある。追加積層体分離領域１２は、積層体分離領域１１と同様に形成することができる。

この構成により、有効光電変換領域Ａｅｆに絶縁性基板１と反対の側（第２電極９の側）から見て透光可能な透光性領域（追加積層体分離領域１２）をいわゆるシースルー用スリットとして広く確保することができるので、積層体分離領域１１とシースルー用スリット（追加積層体分離領域１２）とを備えるシースルー構造の太陽電池を容易に構成することが可能となる。

本実施の形態でも、不連続なライン状の積層体分離領域１１が形成してあることから、第２電極９（コンタクト領域８）と積層体７（特に接合中間層６）との短絡を防止、あるいは抑制することができるので、太陽電池のＦ．Ｆ．の低下を防止することができ、実施の形態１ないし実施の形態５と同様の作用効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。 本発明の実施の形態２に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。 本発明の実施の形態３に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。 本発明の実施の形態４に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。 本発明の実施の形態５に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。 本発明の実施の形態６に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。 従来例１に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。 従来例２に係る集積型薄膜太陽電池の説明図であり、（Ａ）は（Ｂ）の矢符Ａ−Ａでの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の絶縁性基板の側から見た透視図である。

符号の説明

１ 絶縁性基板
２ 第１電極
３ 第１分離領域
４ 第１光電変換層
４ｐ ｐ型ａ−Ｓｉ層
４ｉ ｉ型ａ−Ｓｉ層
４ｎ ｎ型ａ−Ｓｉ層
５ 第２光電変換層
５ｐ ｐ型μ−Ｓｉ層
５ｉ ｉ型μ−Ｓｉ層
５ｎ ｎ型μ−Ｓｉ層
６ 接合中間層
７ 積層体
８ コンタクト領域
９ 第２電極
１０ 第２分離領域
１１ 積層体分離領域
１１ｅ 積層体除去領域
１１ｃ 積層体残置領域
１２ 追加積層体分離領域
Ａｃｅ 太陽電池セル領域
Ａｅｆ 有効光電変換領域

Claims (12)

1. 絶縁性基板と、該絶縁性基板に積層され第１分離領域により分離してある第１電極と、該第１電極に順次積層された第１光電変換層および第２光電変換層を有する積層体と、前記第２光電変換層に積層された第２電極とを備え、前記積層体および第２電極を第２分離領域により分離して太陽電池セル領域を構成してある集積型薄膜太陽電池において、
   前記太陽電池セル領域は、
   前記第１電極および第２電極を縦続接続するコンタクト領域と、
   前記積層体を除去して前記積層体と前記コンタクト領域とを分離する積層体分離領域と
   を備えることを特徴とする集積型薄膜太陽電池。
2. 前記積層体分離領域は、前記コンタクト領域と前記第１分離領域との間に配置してあることを特徴とする請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池。
3. 前記積層体分離領域は、前記第１分離領域に重畳配置してあることを特徴とする請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池。
4. 前記積層体分離領域は、前記コンタクト領域に重畳配置してあることを特徴とする請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池。
5. 前記積層体分離領域は、前記第１分離領域を間にして前記コンタクト領域と反対側に配置してあることを特徴とする請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池。
6. 前記太陽電池セル領域で前記コンタクト領域を有しない前記第１電極に対応して追加の積層体分離領域を備えることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一つに記載の集積型薄膜太陽電池。
7. 前記積層体分離領域は、前記積層体を除去してある積層体除去領域と前記積層体を残置してある積層体残置領域とで構成する不連続なライン状としてあることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載の集積型薄膜太陽電池。
8. 前記ライン状の方向で、前記積層体除去領域の長さは、前記積層体残置領域の長さ以上であることを特徴とする請求項７に記載の集積型薄膜太陽電池。
9. 絶縁性基板と、該絶縁性基板に積層され第１分離領域により分離してある第１電極と、該第１電極に順次積層された第１光電変換層および第２光電変換層を有する積層体と、前記第２光電変換層に積層された第２電極とを備え、前記積層体および第２電極を第２分離領域により分離して太陽電池セル領域を構成してある集積型薄膜太陽電池の製造方法において、
   前記第２光電変換層に前記第２電極を積層することにより前記第１電極および第２電極を縦続接続するコンタクト領域を前記太陽電池セル領域に形成する工程と、
   前記第２電極および積層体を不連続なライン状に除去することにより前記積層体と前記コンタクト領域とを分離する積層体分離領域を形成する工程と
   を備えることを特徴とする集積型薄膜太陽電池の製造方法。
10. 前記積層体分離領域は、レーザスクライブビームおよび該レーザスクライブビームを遮断するマスクを用いて形成することを特徴とする請求項９に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
11. 前記積層体分離領域は、レーザスクライブビームをパルス制御して形成することを特徴とする請求項９に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
12. 前記積層体分離領域は、エッチングにより形成することを特徴とする請求項９に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。

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