JP2009064855A - 薄膜太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
簡易かつ安価に薄膜太陽電池を製造する。
【解決手段】
透明絶縁基板10に、少なくとも透明電極層11、半導体層13および裏面電極層15をその順に形成してなる薄膜太陽電池1であって、透明絶縁基板10の周縁にある透明電極層11から裏面電極層15までが除去され、かつその除去された領域18よりも透明絶縁基板10の内側であってセル列を横切って裏面電極層15から半導体層13までをスリット状に除去したスクライブ線17を有する薄膜太陽電池1とする。
【選択図】図3
Description
薄膜太陽電池の構成について図面を参照しながら説明する。
次に、薄膜太陽電池1の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
図4(A)に示すように、3〜5mm厚のガラス基板10に、厚さ600〜900nmの透明電極層11を成膜して、透明電極層付ガラス基板を準備する。市場に供給されている太陽電池用に透明電極層を形成した透明電極層付ガラス基板を購入しても良い。
次に、透明電極層付ガラス基板に、QスイッチYAGレーザ(波長:1064nm、パルス周波数:10k〜50kHz、出力:数〜十数W)をガラス基板10側から照射して、図4(B)に示すようなパターニング線12を形成する。パターニング線12は幅30〜100μmであり、透明電極層11に対してセル列の直列接続方向にほぼ直交する方向(図4(B)では、紙面の表裏方向)に複数本形成される。このパターニング線12により、透明電極層11は幅方向に向かって5〜10mm幅に分離される。
図4(C)に示すように、(B)第1パターニング工程に続いて、透明電極層11の上に、半導体層13を成膜する。半導体層13は、前述のように、透明電極層11側から順に、p層、i層、n層のPIN接合を有する層であり、例えば、プラズマCVDにより成膜される。好適には、次のような条件にて、上記の3層を成膜する。
半導体層13を形成したガラス基板10にQスイッチYAGレーザ(波長:532nm、パルス周波数:10k〜50kHz、出力:数W)を照射して、図4(D)に示すような半導体層13を分離するためのパターニング線14を形成する。パターニング線14は、幅30〜120μmであり、半導体層13に対して、セル列の直列接続方向にほぼ直交する方向(図4(D)では、紙面の表裏方向)に複数本形成される。パターニング線14は、透明電極層11のパターンから好適には約50μm離れた位置に形成される。
裏面電極層15は銀の薄膜層であり、例えば、マグネトロンスパッタリングに代表されるPVD法により成膜される。具体的には、銀ターゲットを用いて、温度約100〜200℃、約0.1〜1Paの減圧下にて、膜厚200〜300nmの銀の裏面電極層15を成膜する。なお、裏面電極層15の成膜に先立ち、半導体層13の上に、膜厚約10〜100nmの透明導電膜を成膜しても良い。
裏面電極層15を形成したガラス基板10に、QスイッチYAGレーザ(波長:532nm、パルス周波数:10k〜50kHz、出力:数W)を照射して、半導体層13と裏面電極層15のパターニング線16を形成する。パターニング線16は線幅30〜120μmであり、パターニング線16は、半導体層13のパターンから好適には約50μm離れた位置に形成される。
次に、パターニング線16を形成した後のガラス基板10を90度回転させパターニング線16にほぼ直交するように、スクライブ線17を形成する。スクライブ線17は、ガラス基板10の両端からそれぞれ約6〜13mm内側に、図6(A)に示すように、半導体層13,13’および裏面電極層15,15’のみを分離するように形成される。スクライブ線17は、線幅30〜120μmであり、パターニング線16の形成と同様、QスイッチYAGレーザ光(波長:532nm、パルス周波数:10k〜50kHz、出力:数W)をガラス基板10側から照射して形成される。
図6(B)および図7に示すように、スクライブ線17の形成後、スクライブ線17より数mm程度外方向に離れた位置からガラス基板10の縁までの周縁領域(ガラス基板10の縁から約3〜10mmの領域)18の透明電極層11、半導体層13,13’および裏面電極層15,15’を、機械的な除去手段により除去する。図7では、周縁領域18を斜線で示している。この工程は、スクライブ線17より内側の発電領域と周縁領域18の確実な絶縁性を確保する目的で行われる。このような除去工程を行うと、上記周縁領域18とスクライブ線17に挟まれた部分では、透明電極層11上に少なくとも半導体層13’が島状に残される。ここで、機械的な除去手段とは、ブラスト、研磨(砥石、バフ等を用いた研磨)を含むあらゆる機械的な手段を意味するが、好適には、ガラスビーズ、炭化シリコン等を用いたブラストを用いる。
次に、図8(A)に示すように、ガラス基板10の幅方向の両端の裏面電極層15の上部に、光電変換によって発生した電流を外部に取り出すためのバス電極19を、半田21にて固定する。半田21は、バス電極19を、裏面電極層15、半導体層13を通じて透明電極層11まで電気的に接続させる機能を有する。また、バス電極19には、半田21を介して、取り出し電極20が接続される。
次に、図8(B)に示すように、ガラス基板10上の各層11,13,15および各バス電極19,20を、絶縁性の封止材(例えば、絶縁性の高い樹脂)22により封止する。好適には、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)等の封止材22と、3層構造から成る防水性の高いバックシート(不図示)とを、加温しながら加圧して、封止を行う。その後、ジャンクションボックスとフレームを取り付けて薄膜太陽電池が完成する。
以上、本発明に係る薄膜太陽電池およびその製造方法の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されることなく、種々変形を施した形態にて実施可能である。
10 ガラス基板(透明絶縁基板)
11 透明電極層(透明電極層)
13 半導体層
15 裏面電極層
17 スクライブ線
18 周縁領域
Claims (2)
- 透明絶縁基板に、少なくとも透明電極層、半導体層および裏面電極層をその順に形成してなる薄膜太陽電池であって、
上記透明絶縁基板の周縁にある上記透明電極層から上記裏面電極層までが除去され、
かつその除去された領域よりも上記透明絶縁基板の内側であってセル列を横切って上記裏面電極層から上記半導体層までをスリット状に除去したスクライブ線を有することを特徴とする薄膜太陽電池。 - 透明絶縁基板に、少なくとも透明電極層、半導体層および裏面電極層をその順に形成してなる薄膜太陽電池の製造方法であって、
上記透明電極層、上記半導体層および上記裏面電極層の形成後に、上記透明絶縁基板の縁より内側であってセル列を横切って上記裏面電極層から上記半導体層までをスリット状に除去したスクライブ線を形成するスクライブ工程と、
上記スクライブ線よりも外側であって、上記透明絶縁基板の周縁にある上記透明電極層から上記裏面電極層までを除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
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JP2016066826A (ja) * | 2010-07-09 | 2016-04-28 | 鷹羽産業株式会社 | パネル、パネルの製造方法、太陽電池モジュール、印刷装置および印刷方法 |
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2007
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