JP2008140920A - 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】水分が浸入しても、高い発電力を維持することができる太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】本実施形態に係る太陽電池モジュール１０は、第２透明導電膜１４ａは、第１溝部３０において、光電変換層１３の側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接している。又、金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接している。又、金属膜１４ｂは、第１溝部３０において、光電変換層１３上に形成された第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、光電変換層１３に接している。
【選択図】図３
【解決手段】本実施形態に係る太陽電池モジュール１０は、第２透明導電膜１４ａは、第１溝部３０において、光電変換層１３の側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接している。又、金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接している。又、金属膜１４ｂは、第１溝部３０において、光電変換層１３上に形成された第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、光電変換層１３に接している。
【選択図】図３
Description
本発明は、透明基板上に積層された第１電極と、第１電極上に積層された光電変換層と、光電変換層上に積層された第２電極とを備え、第２電極は、透明導電膜と金属膜とから構成された太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法に関する。
近年、太陽電池の低コスト化、高効率化を両立するために原材料の使用量が少ない薄膜系の太陽電池モジュールの開発が精力的に行われている。従来の薄膜系の太陽電池モジュールの断面図の一例を、図１に示す。
図１に示すように、従来の薄膜系の太陽電池モジュール１０は、ガラス等の透明基板１１上に、第１透明導電膜１２と光電変換層１３と裏面電極１４とを、レーザー照射によりパターニングしながら順次積層して形成される。又、太陽電池モジュール１０は、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）等の保護材１６がＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate）等の充填材１５によって接着される。
ここで、裏面電極１４を、第２透明導電膜１４a上に金属薄膜１４bを積層して形成することにより、裏面電極１４をレーザー照射によりパターニングする際に生じる第２透明導電膜１４aのレーザーアブレーション現象を有効に利用して、容易なパターニングを可能とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このような従来の薄膜系の太陽電池モジュール１０の製造工程では、第２透明導電膜１４aと金属薄膜１４bとに対して同時にレーザーを照射することにより、裏面電極１4のパターニングが行われる。
特開平８−５６００４号公報
一般的に、薄膜系の太陽電池モジュール１０は屋外で長期間に渡って使用されるため、たとえ水分が浸入したとしても安定した高い発電力を維持するための充分な耐湿性を備える必要がある。
しかしながら、図１に示すような従来の薄膜系の太陽電池モジュール１０では、第２透明導電膜１４aの一部は金属薄膜１４bに覆われることなく、金属薄膜１４bから露出している。従って、保護材１６及び充填材１５を浸潤してきた水分が第２透明導電膜１４aにまで到達すれば、第２透明導電膜１４aは容易に劣化し、安定した高い発電力を維持することができないという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、水分が浸入しても、高い発電力を維持することができる太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の特徴に係る太陽電池モジュールは、透明基板と、前記透明基板上に積層された第１電極と、前記第１電極上に積層された光電変換層と、前記光電変換層上に積層された第２電極とを備える太陽電池モジュールであって、前記第２電極は、前記光電変換層上に積層された透明導電膜と、前記透明導電膜上に積層された金属膜とから構成されており、少なくとも前記光電変換層と前記透明導電膜と前記金属膜とを分離する溝部をさらに備え、前記金属膜は、前記溝部において、前記透明導電膜が分離された幅よりも狭い幅で分離されていることを要旨とする。
第１の特徴に係る太陽電池モジュールによれば、透明導電膜は、金属膜によって覆われて露出していないため、浸入した水分が裏面電極まで到達しても、金属膜によって封止されている透明導電膜が水分によって劣化することはなく、安定した高い発電力を維持することができる。
本発明の第２の特徴は、本発明の第1の特徴に係り、前記透明導電膜は、前記溝部において、前記光電変換層の側壁を覆いながら、前記第１電極に接しており、前記金属膜は、前記溝部において、前記透明導電膜の側壁を覆いながら、前記第１電極に接していることを特徴とする太陽電池モジュールであることを要旨とする。
本発明の第３の特徴は、本発明の第1の特徴に係り、前記金属膜は、前記溝部において、前記透明導電膜の側壁を覆いながら、前記光電変換層に接していることを特徴とする太陽電池モジュールであることを要旨とする。
本発明の第４の特徴は、透明基板と、前記透明基板上に積層された第１電極と、前記第１電極上に積層された光電変換層と、前記光電変換層上に積層された透明導電膜と、前記透明導電膜上に積層された金属膜とを備え、前記光電変換層と前記透明導電膜と前記金属膜とを分離する溝部を有する太陽電池モジュールの製造方法であって、前記溝部にレーザー光を照射することにより、前記光電変換層の一部を除去するステップＡと、前記光電変換層上に透明導電膜を積層するステップＢと、前記溝部にレーザー光を照射することにより、前記透明導電膜の一部を除去するステップＣと、前記透明導電膜上に金属膜を積層するステップＤと、前記溝部にレーザー光を照射することにより、前記金属膜の一部を除去するステップＥとを含み、ステップＥにおいて、前記金属膜の一部を除去する幅は、ステップＣにおいて前記透明導電膜の一部を除去する幅よりも狭いことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法であることを要旨とする。
本発明によると、水分が浸入しても、高い発電力を維持することができる太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。
《第１実施形態》
次に、図面を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
次に、図面を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
〈太陽電池モジュール１０の構成〉
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０の上面図を図２に示す。
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０の上面図を図２に示す。
太陽電池モジュール１０は、透明基板１１上に、光起電力素子２０を複数含む発電領域２１と、発電領域２１の周囲に設けられた非発電領域２２と、第１溝部３０と、第２溝部４０とを備える。
透明基板１１は、太陽電池モジュール１０の単一基板である。透明基板１１は、ガラス等の光透過性、遮水性を有する部材により構成される。
光起電力素子２０は、第１透明導電膜１２と光電変換層１３と裏面電極１４とを順次積層して形成される。一の光起電力素子２０の第１透明導電膜１２は、第１溝部３０において、隣接する他の光起電力素子２０の裏面電極１４と接続される。これにより、光起電力素子２０同士は電気的に直列接続される。
第１溝部３０は、一の光起電力素子２０の光電変換層１３及び裏面電極１４と、隣接する他の光起電力素子２０の光電変換層１３及び裏面電極１４とを電気的に分離する溝である。
発電領域２１は、複数の光起電力素子２０を電気的に直列接続することにより形成される。発電領域２１は、発電に寄与する有効領域である。
非発電領域２２は、第２溝部４０を介して、発電領域２１の周囲に設けられる。非発電領域２２は、発電に寄与しない無効領域である。非発電領域２２は、光起電力素子２０と同様に、第１透明導電膜１２と光電変換層１３と裏面電極１４とを順次積層して形成される積層体である。
第２溝部４０は、発電領域２１と非発電領域２２とを電気的に分離する溝である。
図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図２の下部（図２のαで囲んだ部分）を拡大したものである。
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０は、図３に示すように、透明基板１１と、透明基板１１上に積層された第１透明導電膜１２（第１電極）と、第１透明導電膜１２上に積層された光電変換層１３と、光電変換層１３上に積層された裏面電極１４（第２電極）とを備える。
第１透明導電膜１２は、透明基板１１上に積層されている。第１透明導電膜１２は、第１溝部３０において一部が除去され、短冊状に形成されている。第１透明導電膜１２は、ＺｎＯ，Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＣｄＯ，ＴｉＯ2，ＣｄＩｎ2Ｏ4，Ｃｄ2ＳｎＯ4，Ｚｎ2ＳｎＯ4にＳｎ，Ｓｂ，Ｆ，Ａｌ、Ｂ、Ｇａをドープした金属酸化物の一群より選択された一種類あるいは複数種類の積層体により構成される。なお、ＺｎＯは、高い光透過性、低抵抗性、可塑性を有し、低価格であるため透明導電膜材料として好適である。
光電変換層１３は、第１透明導電膜１２上に積層されている。光電変換層１３は、第１溝部３０において一部が除去され、短冊形状に形成されている。本実施形態に係る光電変換層１３は、非結晶シリコン半導体により構成される。本実施形態に係る光電変換層１３は、非晶質シリコン半導体上に微結晶シリコン半導体を積層して形成される。このような非晶質シリコンと微結晶シリコンを用いたタンデム型太陽電池モジュールは、光吸収波長が異なる二種類の半導体を積層した構造を有し、太陽光スペクトルを有効に利用することができる。尚、本明細書に置いて、「微結晶」の用語は、多数の微小な結晶粒を含むものを意味し、部分的に非晶質状態を含む状態をも意味するものとする。
裏面電極１４は、第２透明導電膜１４ａ上に金属膜１４ｂが積層された２層構造を有する。
第２透明導電膜１４ａは、光電変換層１３上に積層される。第２透明導電膜１４ａは、第１溝部３０において一部が除去され、短冊状に形成されている。図３に示すように、第２透明導電膜１４ａの一部が除去された幅をＡとする。
金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａ上に積層される。金属膜１４ｂは、第１溝部３０において一部が除去され、短冊状に形成されている。図３に示すように、金属膜１４ｂの一部が除去された幅をＢとする。
ここで、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０では、金属膜１４ｂの一部が除去された幅Ｂは、第２透明導電膜１４ａの一部が除去された幅Ａよりも狭い。
即ち、金属膜１４ｂは、第１溝部３０において、第２透明導電膜１４ａが分離された幅Ａよりも狭い幅Ｂで分離されている。
具体的には、図３に示すように、第１溝部３０において、第２透明導電膜１４ａは、光電変換層１３の側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接する。又、金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接する。又、金属膜１４ｂは、第１溝部３０において、光電変換層１３上に形成された第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接する。
このように、第１溝部３０において、第２透明導電膜１４ａは、金属膜１４ｂによって覆われた状態にあり、外部に露出していない。
第２透明導電膜１４ａは、第１透明導電膜１２と同様に、ＺｎＯ，Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＣｄＯ，ＴｉＯ2，ＣｄＩｎ2Ｏ4，Ｃｄ2ＳｎＯ4，Ｚｎ2ＳｎＯ4にＳｎ，Ｓｂ，Ｆ，Ａｌ、Ｂ、Ｇａをドープした金属酸化物の一群より選択された一種類あるいは複数種類の積層体により構成される。
金属膜１４ｂは、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｔａ等の一群より選択された一種類あるいは複数種類の積層体により構成される。
図４は、図２のＢ−Ｂ断面図であり、図２の右部（図２のβで囲んだ部分）を拡大したものである。
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０は、発電領域２１と非発電領域２２と第２溝部４０とを備える。
第２透明導電膜１４ａは、光電変換層１３上に積層される。第２透明導電膜１４ａは、第２溝部４０において一部が除去されている。図４に示すように、第２透明導電膜１４ａの一部が除去された幅をＡ´とする。
金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａ上に積層される。金属膜１４ｂは、第２溝部４０において一部が除去されている。図４に示すように、金属膜１４ｂの一部が除去された幅をＢ´とする。
ここで、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０では、金属膜１４ｂの一部が除去された幅Ｂ´は、第２透明導電膜１４ａの一部が除去された幅Ａ´よりも狭い。
即ち、金属膜１４ｂは、第２溝部４０において、第２透明導電膜１４ａが分離された幅Ａ´よりも狭い幅Ｂ´で分離されている。
具体的には、図４に示すように、第２溝部４０において、金属膜１４ｂは、第２溝部４０において、光電変換層１３上に形成された第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、光電変換層１３に接している。
このように、第２溝部４０において、第２透明導電膜１４ａは、金属膜１４ｂによって覆われた状態にあり、外部に露出していない。
〈太陽電池モジュール１０の製造方法〉
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０の製造方法について、図３乃至図１０を用いて説明する。
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０の製造方法について、図３乃至図１０を用いて説明する。
透明基板１１上に、スパッタ等により第１透明導電膜１２を形成する。図５（ａ）に示すように、第１透明導電膜１２は、ＹＡＧレーザーを照射することにより、短冊状にパターニングされる。又、図５（ｂ）に示すように、第１透明導電膜１２は、ＹＡＧレーザーを複数回往復させて照射され、発電領域２１となる領域と、非発電領域２２となる領域とに電気的に分離される。これにより、第１透明導電膜１２は、各光起電力素子２０間で電気的に分離される。即ち、第１透明導電膜１２の一部が、第２溝部４０において除去される。ＹＡＧレーザーの照射は、光入射側から、又は、光入射側と反対の裏面側から行うことができる。
次に、プラズマＣＶＤ法により、光電変換層１３を形成する。具体的には、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１透明導電膜１２上にp-i-n型の非晶質シリコン半導体を順次積層した後、p-i-n型の微結晶シリコン半導体を順次積層して光電変換層１３を形成する。
光電変換層１３は、第１透明導電膜１２のパターニング位置から所定間隔の位置に光入射側からＹＡＧレーザーを照射することにより、短冊状にパターニングされる。即ち、光電変換層１３の一部が、第１溝部３０において除去される。これにより、図７に示すように、光電変換層１３は、光起電力素子２０毎に電気的に分離される。
次に、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２透明導電膜１４ａが、光電変換層１３上にスパッタ等により形成される。第２透明導電膜１４ａは、光電変換層１３のパターニング位置から所定間隔の位置に、裏面側からＹＡＧレーザーを照射することにより、短冊状にパターニングされる。即ち、透明導電膜１４ａの一部が、第１溝部３０において除去される。これにより、図９（ａ）に示すように、透明導電膜１４ａは、光起電力素子２０毎に電気的に分離される。
又、図９（ｂ）に示すように、第２透明導電膜１４ａは、裏面側からＹＡＧレーザーを複数回往復させて照射され、発電領域２１となる領域と、非発電領域２２となる領域とに電気的に分離される。即ち、第２透明導電膜１４ａの一部が、第２溝部４０において除去される。
次に、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属膜１４ｂが、第２透明導電膜１４ａ上にスパッタ等により形成される。
次に、図３に示すように、光電変換層１３及び金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａのパターニング位置から所定間隔の位置に光入射側からＹＡＧレーザーを照射することにより、短冊状にパターニングされる。即ち、金属膜１４ｂの一部が、第１溝部３０において除去される。特に、本発明に係る金属膜１４ｂは、第１溝部３０において、第２透明導電膜１４ａが除去された幅Ａよりも狭い幅Ｂで除去される。
又、図４に示すように、光電変換層１３及び金属膜１４ｂは、光入射側からＹＡＧレーザーを照射され、発電領域２１となる領域と、非発電領域２２となる領域とを電気的に分離する。即ち、金属膜１４ｂの一部が、第２溝部４０において除去される。特に、本発明に係る金属膜１４ｂは、第２溝部４０において、第２透明導電膜１４ａが除去された幅Ａ´よりも狭い幅Ｂ´で除去される。
次に、裏面側に、樹脂からなる充填材１５及び保護材１６（不図示）を順次配置して、ラミネート装置を用いて真空加熱圧着を行った後、加熱処理により充填材１５を架橋、安定化させる。
充填材１５として、ＥＶＡの他、ＥＥＡ等のエチレン系樹脂、ＰＶＢ、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ樹脂を用いてもよい。又、保護材１６として、フッ素系樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ等）、ＰＣ、ガラス等が金属箔を挟んだ構造、ＳＵＳ、鋼板を用いてもよい。
以上により、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０が形成される。尚、当該太陽電池モジュール１０には、端子ボックス及び取出し電極を接続し、ブチルゴム等によりアルミニウム枠を取付けることができる。
〈作用及び効果〉
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０では、第２透明導電膜１４ａは、第１溝部３０において、光電変換層１３の側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接している。又、金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接している。又、金属膜１４ｂは、第１溝部３０において、光電変換層１３上に形成された第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、光電変換層１３に接している。
本実施形態に係る太陽電池モジュール１０では、第２透明導電膜１４ａは、第１溝部３０において、光電変換層１３の側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接している。又、金属膜１４ｂは、第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、第１透明導電膜１２に接している。又、金属膜１４ｂは、第１溝部３０において、光電変換層１３上に形成された第２透明導電膜１４ａの側壁を覆いながら、光電変換層１３に接している。
このように、第１溝部３０において、第２透明導電膜１４ａは、金属膜１４ｂによって覆われた状態にあり、外部に露出していない。
従って、保護材１６及び充填材１５を浸潤してきた水分が裏面電極１４まで到達しても、金属膜１４ｂによって覆われている第２透明導電膜１４ａが水分によって劣化することはなく、安定した高い発電力を維持することができる。
特に、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０は、高い光透過性、低抵抗性、可塑性を有し、低価格であるＺｎＯを、第２透明導電膜材料として使用するために好適である。
〈その他の実施形態〉
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、上記実施形態では、非晶質シリコン半導体と微結晶シリコン半導体とが順次積層された光電変換層１２及び１３を用いたが、微結晶又は非晶質シリコン半導体の単層又は３層以上の積層体を用いても同様の効果を得ることができる。
又、上記実施形態では、第２透明導電膜１４ａを光電変換層１３上に積層した後にＹＡＧレーザーによりパターニングを行ったが、第２透明導電膜１４ａは、所望のパターンのフォトマスクを用いて形成されてもよい。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
以下、本発明に係る太陽電池モジュールについて、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
〈実施例〉
本発明の実施例に係る太陽電池モジュールとして、図３及び図４に示す太陽電池モジュール１０を以下のように製造した。
本発明の実施例に係る太陽電池モジュールとして、図３及び図４に示す太陽電池モジュール１０を以下のように製造した。
４ｍｍ厚のガラス基板１１上に、熱ＣＶＤにより６００ｎｍ厚のＳｎＯ２電極１２を形成した。
又、ガラス基板１１の光入射側からＹＡＧレーザーを照射して、ＳｎＯ２電極１２を短冊状にパターニングした。当該レーザー分離加工には、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度３×１０５Ｗ／ｃｍ２のＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。ここで、発電領域２１と非発電領域２２との境界部分については、ＹＡＧレーザーを複数回往復させて、３ｍｍ幅の溝を形成した。
次に、プラズマＣＶＤ法により、非晶質シリコン半導体層及び微結晶シリコン半導体層からなる光電変換層１３を形成した。具体的には、非晶質シリコン半導体層は、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ4とＣＨ4とＨ2とＢ2Ｈ6との混合ガスから膜厚１０ｎｍのｐ型非晶質シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ2との混合ガスから膜厚３００ｎｍのi型非晶質シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ2とＰＨ3との混合ガスから膜厚２０ｎｍのｎ型非晶質シリコン半導体層を形成し順次積層した。又、微結晶シリコン半導体層は、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ4とＨ2とＢ2Ｈ6との混合ガスから膜厚１０ｎｍのｐ型微結晶シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ2との混合ガスから膜厚２０００ｎｍのi型微結晶シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ2とＰＨ3との混合ガスから膜厚２０ｎｍのｎ型微結晶シリコン半導体層を形成し順次積層した。プラズマＣＶＤ法の諸条件の詳細を表1に示す。
又、非晶質シリコン半導体層及び微結晶シリコン半導体層からなる光電変換層１３を、ＳｎＯ２電極１２のパターニング位置から５０μｍ横の位置に光入射側からＹＡＧレーザーを照射することにより短冊状にパターニングした。当該レーザー分離加工には、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度１×１０５Ｗ／ｃｍ２のＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。
次に、９０ｎｍ厚のＺｎＯ膜１４ａを、微結晶シリコン半導体層上にスパッタにより形成した。
又、ＺｎＯ膜１４ａを、光電変換層１３のパターニング位置から５０μｍ横の位置に裏面側からＹＡＧレーザーを照射することにより短冊状にパターニングした。ここで、ＺｎＯ膜１４ａの一部を除去する幅は、１４０μｍとした。当該レーザー分離加工には、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度１×１０５Ｗ／ｃｍ２のＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。
次に、２００ｎｍ厚のＡｇ膜１４ｂを、ＺｎＯ膜１４ａ上にスパッタにより形成した。
又、光電変換層１３とＡｇ電極１４とを、光入射側からＹＡＧレーザーを照射することにより、短冊状にパターニングした。ここで、Ａｇ膜１４ｂの一部を除去する幅は、１００μｍとした。当該レーザー分離加工には、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度１×１０５Ｗ／ｃｍ２のＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。
次に、ＥＶＡ１５とＰＥＴフィルム１６とを順次配置して、ラミネート装置を用いて、１５０℃で３０分加熱処理することで、ＥＶＡ１５を架橋、安定化して真空圧着した。
最後に、端子ボックスを取付けて取出し電極を接続して本発明の実施例に係る太陽電池モジュールを完成した。
〈従来例〉
従来例として、図１に示す太陽電池モジュール１０を作製した。従来例では、光電変換層１３上にＺｎＯ膜１４ａとＡｇ膜１４ｂとを順次連続して積層し、光電変換層１３のパターニング位置から１００μｍ横の位置に光入射側からＹＡＧレーザーを照射してパターニングしたこと以外は、上記実施例と同様の工程を行った。
従来例として、図１に示す太陽電池モジュール１０を作製した。従来例では、光電変換層１３上にＺｎＯ膜１４ａとＡｇ膜１４ｂとを順次連続して積層し、光電変換層１３のパターニング位置から１００μｍ横の位置に光入射側からＹＡＧレーザーを照射してパターニングしたこと以外は、上記実施例と同様の工程を行った。
従って、第１溝部３０において、ＺｎＯ膜１４ａの一部は、Ａｇ膜１４ｂに覆われることなく露出している。
《熱アニール処理後の特性評価》
実施例に係る太陽電池モジュールと従来例に係る太陽電池モジュールとの信頼性を比較するために、熱アニール処理を行った後に、これらの特性評価を行った。具体的には、温度２００℃の大気雰囲気中に各モジュールを３時間暴露する処理を行った。
実施例に係る太陽電池モジュールと従来例に係る太陽電池モジュールとの信頼性を比較するために、熱アニール処理を行った後に、これらの特性評価を行った。具体的には、温度２００℃の大気雰囲気中に各モジュールを３時間暴露する処理を行った。
〈結果〉
熱アニール処理後の特性評価結果は以下の通りである。
熱アニール処理後の特性評価結果は以下の通りである。
熱アニール処理を行った後において、従来例に係る太陽電池モジュールの変換効率は、処理前と比較して約２０％低下した。
一方、実施例に係る太陽電池モジュールの変換効率は、熱アニール処理を行った後であっても変化は見られず、高い発電力を維持していた。
表２に示す結果となった原因を確認するため、熱アニール処理後の従来例に係る太陽電池モジュールのＺｎＯ膜１４ａの抵抗を測定したところ、抵抗値が２倍となっていた。即ち、大気中の水分によってＺｎＯ膜１４ａが劣化したことが確認された。
このように、従来例に係る太陽電池モジュールの変換効率が低下した理由は、第１溝部３０を浸潤してきた水分がＺｎＯ膜１４ａを劣化させためであることが判った。
一方、実施例に係る太陽電池モジュールでは、ＺｎＯ膜１４ａは、第１溝部３０において、光電変換層１３の側壁を覆いながら、ＳｎＯ２電極１２に接している。又、Ａｇ膜１４ｂは、ＺｎＯ膜１４ａの側壁を覆いながら、ＳｎＯ２電極１２に接している。さらに、Ａｇ膜１４ｂは、第１溝部３０において、光電変換層１３上に形成されたＺｎＯ膜１４ａの側壁を覆いながら、光電変換層１３に接している。
このように、実施例に係る太陽電池モジュールでは、Ａｇ電極１４ｂがＺｎＯ膜１４ａ上を覆っており、水分がＺｎＯ膜１４ａに接触しないため、安定した高い出力を維持することができた。
又、ＺｎＯは、透明導電膜材料として大きな利点を有するにも関わらず、水分によって容易に劣化するという特性のために実用化できなかったが、実施例の構成を採用することにより十分実用化されうることが判った。
１０…太陽電池モジュール
１１…透明基板
１２…第１透明導電膜
１３…光電変換層
１４…裏面電極
１４ａ…第２透明導電膜
１４ｂ…金属膜
１５…充填材
１６…保護材
２０…光起電力素子
２１…発電領域
２２…非発電領域
３０…第１溝部
４０…第２溝部
１１…透明基板
１２…第１透明導電膜
１３…光電変換層
１４…裏面電極
１４ａ…第２透明導電膜
１４ｂ…金属膜
１５…充填材
１６…保護材
２０…光起電力素子
２１…発電領域
２２…非発電領域
３０…第１溝部
４０…第２溝部
Claims (4)
- 透明基板と、前記透明基板上に積層された第１電極と、前記第１電極上に積層された光電変換層と、前記光電変換層上に積層された第２電極とを備える太陽電池モジュールであって、
前記第２電極は、前記光電変換層上に積層された透明導電膜と、前記透明導電膜上に積層された金属膜とから構成されており、
少なくとも前記光電変換層と前記透明導電膜と前記金属膜とを分離する溝部をさらに備え、
前記金属膜は、前記溝部において、前記透明導電膜が分離された幅よりも狭い幅で分離されている
ことを特徴とする太陽電池モジュール。 - 前記透明導電膜は、前記溝部において、前記光電変換層の側壁を覆いながら、前記第１電極に接しており、
前記金属膜は、前記溝部において、前記透明導電膜の側壁を覆いながら、前記第１電極に接している
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 前記金属膜は、前記溝部において、前記透明導電膜の側壁を覆いながら、前記光電変換層に接している
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。 - 透明基板と、前記透明基板上に積層された第１電極と、前記第１電極上に積層された光電変換層と、前記光電変換層上に積層された透明導電膜と、前記透明導電膜上に積層された金属膜とを備え、前記光電変換層と前記透明導電膜と前記金属膜とを分離する溝部を有する太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記溝部にレーザー光を照射することにより、前記光電変換層の一部を除去するステップＡと、
前記光電変換層上に透明導電膜を積層するステップＢと、
前記溝部にレーザー光を照射することにより、前記透明導電膜の一部を除去するステップＣと、
前記透明導電膜上に金属膜を積層するステップＤと、
前記溝部にレーザー光を照射することにより、前記金属膜の一部を除去するステップＥとを含み、
ステップＥにおいて、前記金属膜の一部を除去する幅は、ステップＣにおいて前記透明導電膜の一部を除去する幅よりも狭い
ことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
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