JP2009283724A - Solar battery and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光電変換層が薄膜で形成された太陽電池およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a solar cell in which a photoelectric conversion layer is formed of a thin film and a method for manufacturing the solar cell.
太陽電池では発電層となる半導体層により多くの光を導入するための工夫がなされている。たとえば、光電材料からなる光電基板と、基板受光面の一部に取り付けられた入射側金属電極と、裏面電極からなる太陽電池において、入射側金属電極を入射光に対して斜面または曲面を有するように形成して、入射光の少なくとも一部を光電基板の受光面へと反射させて光利用効率を高める構造のものが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 In solar cells, a device for introducing more light into a semiconductor layer serving as a power generation layer has been devised. For example, in a solar cell composed of a photoelectric substrate made of a photoelectric material, an incident-side metal electrode attached to a part of the substrate light-receiving surface, and a back electrode, the incident-side metal electrode has an inclined surface or a curved surface with respect to incident light. And a structure in which at least a part of incident light is reflected to the light receiving surface of the photoelectric substrate to improve the light use efficiency has been proposed (for example, see Patent Document 1).
また、このほかに、薄膜太陽電池で、発電層となる半導体層を透光性絶縁基板上に形成し、半導体層へ光を導入するために、透光性絶縁基板上に形成される光入射側電極に透明電極を使用している。しかし、この透明電極を形成する透明導電性薄膜は導電率が低く、透明電極中に長い距離電流が流れるとジュール損失によるエネルギ変換効率の低下が無視できなくなる。そこで、従来では、透光性絶縁基板に断面形状が台形状を有する溝を形成し、この溝に導電性電極またはリードを埋置し、この導電性電極またはリードを埋置した透光性絶縁基板上に、透明電極、PIN接合を有する半導体層、および裏面電極を形成し、光入射側電極の導電率を高めた構造の薄膜太陽電池が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。 In addition to this, in a thin film solar cell, a light-incident formed on a light-transmitting insulating substrate in order to introduce a light into the semiconductor layer by forming a semiconductor layer as a power generation layer on the light-transmitting insulating substrate. A transparent electrode is used for the side electrode. However, the transparent conductive thin film forming the transparent electrode has low conductivity, and when a long distance current flows in the transparent electrode, a decrease in energy conversion efficiency due to Joule loss cannot be ignored. Therefore, conventionally, a groove having a trapezoidal cross section is formed in a light-transmitting insulating substrate, and a conductive electrode or lead is embedded in the groove, and the light-transmitting insulating material in which the conductive electrode or lead is embedded. A thin film solar cell having a structure in which a transparent electrode, a semiconductor layer having a PIN junction, and a back electrode are formed on a substrate to increase the conductivity of the light incident side electrode has been proposed (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、太陽電池の表面に、入射側金属電極が露出する構造となるため、外力による変形や表面腐食の影響を受け、その結果、受光面に到達する反射光が減少してしまうという問題点があった。また、入射側金属電極部の形状は、表面が平滑でかつその断面形状が鋭利な頂角を持つ三角であることが理想的であるが、印刷法によってこのような理想的な形状を有する入射側金属電極を形成することは困難であるという問題点もあった。
However, in the technique described in
また、上記特許文献2に記載の技術では、透光性絶縁基板に埋置された金属電極の断面形状は、側壁がテーパ形状の台形状であり、この金属電極に入射した光の大部分は上辺で反射されてしまい、発電層である半導体層へと導入されることがないため、光利用効率が低下し、薄膜太陽電池のエネルギ変換効率を低下させてしまうという問題点があった。
Further, in the technique described in
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、光電変換層が薄膜で形成される太陽電池において、光の利用効率を低下させることなく、光入射側電極の導電率を高めることができる太陽電池とその製造方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in a solar cell in which a photoelectric conversion layer is formed of a thin film, the solar cell can increase the conductivity of the light incident side electrode without reducing the light use efficiency. And its manufacturing method.
上記目的を達成するため、この発明にかかる太陽電池は、透光性絶縁基板上に、透明電極層と、光電変換を行う光電変換層と、裏面電極層と、が順に積層された複数の単位太陽電池セルが、所定の方向に直列に接続される太陽電池において、前記透光性絶縁基板は前記単位太陽電池セルが形成される領域にV溝を有し、 前記V溝に前記透明電極層と接する金属電極層が埋め込まれていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a solar cell according to the present invention includes a plurality of units in which a transparent electrode layer, a photoelectric conversion layer that performs photoelectric conversion, and a back electrode layer are sequentially stacked on a translucent insulating substrate. In the solar cell in which the solar cells are connected in series in a predetermined direction, the translucent insulating substrate has a V-groove in a region where the unit solar cell is formed, and the transparent electrode layer is formed in the V-groove. A metal electrode layer in contact with the electrode is embedded.
この発明によれば、透光性絶縁基板に、断面がV字形状の金属電極層を埋め込み、この上に透明電極層、光電変換層および裏面電極層を含む単位太陽電池セルを形成したので、金属電極部層に入射した光もその傾斜した表面で反射されて光電変換層へと導入されるため、光利用効率が低下することなく、光入射側電極の導電率を高めることができる。また、光電変換層で生じた光電流は、透明電極層から金属電極層を通るので、従来の光入射側電極が透明電極層からなる場合に比して、ジュール損失を低減することができ、薄膜太陽電池のエネルギ変換効率を高めることができる。さらに、金属電極部が透光性基板内の溝部に形成されるため、大気中に露出せず、外力などによる変形や表面腐食の影響を抑えることができるという効果を有する。 According to the present invention, a metal electrode layer having a V-shaped cross section is embedded in a light-transmitting insulating substrate, and a unit solar cell including a transparent electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a back electrode layer is formed thereon. Since the light incident on the metal electrode layer is also reflected by the inclined surface and introduced into the photoelectric conversion layer, the conductivity of the light incident side electrode can be increased without lowering the light utilization efficiency. In addition, since the photocurrent generated in the photoelectric conversion layer passes through the metal electrode layer from the transparent electrode layer, the Joule loss can be reduced as compared with the case where the conventional light incident side electrode is composed of the transparent electrode layer, The energy conversion efficiency of the thin film solar cell can be increased. Furthermore, since the metal electrode part is formed in the groove part in the translucent substrate, the metal electrode part is not exposed to the atmosphere, and there is an effect that the influence of deformation or surface corrosion due to external force or the like can be suppressed.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる太陽電池およびその製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の実施の形態で用いられる太陽電池の断面図は模式的なものであり、層の厚みと幅との関係や各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる。 Exemplary embodiments of a solar cell and a method for manufacturing the solar cell according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments. Moreover, the cross-sectional views of the solar cells used in the following embodiments are schematic, and the relationship between the thickness and width of the layers, the ratio of the thicknesses of the layers, and the like are different from the actual ones.
実施の形態1.
図1は、この発明にかかる太陽電池の実施の形態1の構成の一例を示す平面図であり、図2は、図1のA−A断面図であり、図3は、図1のB−B断面図である。なお、図1において、紙面の左右方向をX軸方向とし、紙面内のX軸に垂直な方向をY軸とする。
1 is a plan view showing an example of the configuration of
この太陽電池は、透光性絶縁基板1上に短冊状(矩形状)の単位太陽電池セル2を、その長軸方向をY軸方向に一致させ、X軸方向に所定の距離をおいて複数配置した構造を有する。また、これらのX軸方向に配列された単位太陽電池セル2を直列に接続することで薄膜太陽電池モジュールを構成している。
In this solar cell, a plurality of strip-shaped (rectangular) unit
単位太陽電池セル2は、透光性絶縁基板1上に透明電極層4と、光電変換層5と、裏面電極層6と、が順に積層された構成を有する。ここで、透明電極層4は、ZnO、ITO(Indium Tin Oxide)、SnO2などの透明導電性酸化膜や、これらの透明導電性酸化膜にAlなどの金属材料を添加した膜などによって構成される。
The unit
光電変換層5は、PN接合またはPIN接合を有し、入射する光によって発電を行う薄膜半導体層が1層または複数層積層された構造を有する。薄膜半導体層として、水素化アモルファスシリコン、微結晶シリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、微結晶シリコンゲルマニウム、アモルファス炭化シリコン、微結晶炭化シリコンなどを用いることができる。さらに、光電変換層5が、複数の薄膜半導体層の積層膜からなる場合には、異なる薄膜半導体層間に、ITOやZnOなどの透明導電性膜や、不純物をドーピングして導電性を向上させたSiO2やSiNなどの珪素化合物膜を中間層として挿入してもよい。
The
裏面電極層6として、導電率が高くかつ光反射率の高い材料を用いることが望ましく、銀とアルミニウムの積層膜や、金、クロム、チタン、ニッケルなどの金属を用いることができる。
As the
この太陽電池は、隣接する単位太陽電池セル2間で透明電極層4と裏面電極層6とを接続した構造となっているため、単位太陽電池セル2において、透明電極層4の形成位置と光電変換層5と裏面電極層6の形成位置とが、X方向にずれて形成されている。図2を用いて具体的に説明すると、単位太陽電池セル2−1は、溝8よって隣接する透明電極層4−2と分離された構造を有する透明電極層4−1上に、光電変換層5−1と裏面電極層6−1との積層体が形成されるが、この積層体は、自身の属する単位太陽電池セル2−1の透明電極層4−1とX軸方向の右側に隣接する単位太陽電池セル2−2の透明電極層4−2の一部とにまたがるように形成される。また、光電変換層5−1の隣接する単位太陽電池セル2−2の透明電極層4−2と重なる位置には、隣接する単位太陽電池セル2−2の透明電極層4−2と自身の属する単位太陽電池セル2−1の裏面電極層6−1とを接続するための接続溝9が形成されている。そして、この接続溝9に裏面電極層6−1を形成する導電性材料と同じ材料を埋め込むことで、単位太陽電池セル2−1の裏面電極層6−1が、隣接する単位太陽電池セル2−2の透明電極層4−2と電気的に接続された構造となる。
Since this solar cell has a structure in which the
このような構造を有する太陽電池において、この実施の形態1では、単位太陽電池セル2が形成される透光性絶縁基板1上の所定の位置に、金属電極層3が形成される構成を有する。この金属電極層3は、各単位太陽電池セル2の光電変換層5が形成されるX軸方向の長さとほぼ等しい長さで、Y軸方向に所定の間隔をおいて、透光性絶縁基板1に形成されたV溝7に埋め込まれて形成される。また、X軸方向に垂直な方向の断面はV字形状を有している。この金属電極層3として、Alなどの太陽光に対する反射率が高く、透明電極層よりも導電率の高い金属膜を用いることができる。そして、この実施の形態1では、各単位太陽電池セル2の透明電極層4と透光性絶縁基板1に埋置された金属電極層3とを組み合わせて、光入射側電極としている。
In the solar cell having such a structure, the first embodiment has a configuration in which the
図4は、断面がV字形状の金属電極の一例を示す一部断面図である。ここでV字形状の断面とは、図4に示すように透光性絶縁基板1の主表面に対してなす角度αが45度よりも大きく傾斜する2つの斜面から構成された断面と定義する。2つの斜面同士は鋭角に交差して、断面の先端は鋭角となっている。このような断面形状を持つ金属電極層3は透光性絶縁基板1に対して45度より急な斜面を有するので、透光性絶縁基板1側から垂直に入射した光をこの斜面で光電変換層5側に反射することができる。またV溝7は断面が厳密に三角形の溝でなくてもよく、多少湾曲した斜面からなる溝であってもよいし、先端がわずかに丸くなっていても構わない。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an example of a metal electrode having a V-shaped cross section. Here, the V-shaped cross section is defined as a cross section composed of two inclined surfaces whose angle α formed with respect to the main surface of the translucent
また太陽電池に入射する太陽光の角度は太陽の位置により変動する。図5は、断面がV字形状の金属電極と南中時の太陽との位置関係を示す一部断面図である。この図5を用いて具体的に説明すると、太陽電池を春分の日と秋分の日の南中時の太陽15aと正対するように設置した場合、春分の日と秋分の日の南中時は太陽光が透光性絶縁基板1に対して垂直に入射する。しかし、太陽の南中高度は季節により変動し、夏至の日に太陽15bの南中高度は最も高くなり、冬至の日で太陽15cの南中高度は最も低くなり、その変動幅は、春分の日と秋分の日の太陽15aの南中高度に対して±23.4度となる。そこで、季節にかかわらず南中時の太陽光を光電変換層5側に反射するためには、V字形状の金属電極層3の斜面の絶縁性透光基板1の主表面に対してなす角度αを56.7度以上することが望ましい。
The angle of sunlight incident on the solar cell varies depending on the position of the sun. FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a positional relationship between a metal electrode having a V-shaped cross section and the sun at the time of south and middle. This will be described in detail with reference to FIG. 5. When the solar cell is installed so as to face the
金属電極層3を、入射面側を頂点とするV字形状の断面形状を有し、X軸方向に延在した構造とすることで、入射光Lが、この金属電極層3に入射したとしてもV字形状の金属電極層3の表面で光電変換層5側へと反射することができる。また、光電変換層5のバンドギャップ以上のエネルギを有する光で、光電変換層5を通過した光は裏面電極層6で再び光電変換層5へと反射される。なお、金属電極層3の頂点に入射する光の割合は非常に少ないので、上記特許文献2の断面形状が台形の電極層を形成する場合に比して、入射光の光利用効率の低下を防止することができる。
Assuming that the
ここで、この実施の形態1の太陽電池による動作について説明する。光電変換層5に光が入射すると光電流が発生し、光入射側電極と裏面電極層6に収集される。このとき、光電変換層5で生じた光電流は、透明電極層4に収集され、さらにその下部に帯状に埋置されたより導電率の高い金属電極層3中を単位太陽電池セルの短辺方向(X軸方向)に流れ、隣接する単位太陽電池セル2の裏面電極層6へと流れていく。このように光入射側電極に高導電率の金属電極層3を用いることで、光電流は透明電極層4よりも導電率の高い金属電極層3を経由することになり、透明電極層4が電流経路となる従来の構造の薄膜太陽電池と比較して、光入射側電極中でのジュール損失が低減され、薄膜太陽電池のエネルギ変換効率を高めることができる。
Here, the operation by the solar cell of the first embodiment will be described. When light enters the
図6は、単位太陽電池セルの形成位置に埋め込まれる金属電極層の間隔と単位太陽電池セルの短辺の長さとの関係を模式的に示す図である。この図6に示されるように、単位太陽電池セル2に埋置される金属電極層3間の間隔(隣接する金属電極層3間の対向する辺間の距離)をdとし、単位太陽電池セル2の短辺(X軸方向に平行な辺)の長さをWとすると、次式(1)の関係となるように、金属電極層3の間隔dを設定することが望ましい。
d≦2W ・・・(1)
FIG. 6 is a diagram schematically showing the relationship between the interval between the metal electrode layers embedded in the unit solar cell formation position and the length of the short side of the unit solar cell. As shown in FIG. 6, the interval between the
d ≦ 2W (1)
このような関係とすることにより、光電変換層5で発生した電流が透明電極層4を流れ金属電極層3に到達するまでの電流経路は最長でもW以下となる。金属電極層3を埋置しなかった場合の単位太陽電池セル2内の最長の電流経路はWであるから、上記のように金属電極層3を配置することにより、金属電極層3よりも導電率の低い透明電極層4中の電流経路を短縮し、発生するジュール損失を低減することができる。
With this relationship, the current path until the current generated in the
また、従来の光入射側電極が透明電極層4のみである太陽電池では、透明電極層4中のジュール損失を低減するために、単位太陽電池セル2の短辺(X軸に平行な辺)の長さを最大でも20mm程度に制限する必要があった。しかし、この実施の形態1のように、金属電極層3と組み合わせることにより、ジュール損失による制限が緩和され、単位太陽電池セル2の形状をより幅広とすることもできる。
Further, in the conventional solar cell in which the light incident side electrode is only the
つぎに、このような構造の太陽電池の製造方法について説明する。図7−1〜図7−6は、図1のA−A断面における太陽電池の製造方法の一例を示す一部断面図であり、図8−1〜図8−9は、図1のB−B断面における太陽電池の製造方法の一例を示す一部断面図である。 Next, a method for manufacturing a solar cell having such a structure will be described. FIGS. 7-1 to 7-6 are partial cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a solar cell in the AA cross section of FIG. 1, and FIGS. 8-1 to 8-9 are FIGS. It is a partial cross section figure which shows an example of the manufacturing method of the solar cell in -B cross section.
まず、ここでは、透光性絶縁基板1として平板状の白板ガラスを用いる(図7−1、図8−1)。この透光性絶縁基板1上に、Y軸に垂直な断面がV字形状のV溝7を、Y軸方向に間隔dで帯状に形成する(図7−2、図8−2)。ただし、このV溝7は、X軸方向には長さWとなるように区切られている。つまり、X軸方向の長さWのV溝7がY軸方向に間隔dで形成された単位太陽電池セル形成領域が、X軸方向に所定の間隔をおいて複数配置される。
First, flat white glass is used here as the translucent insulating substrate 1 (FIGS. 7-1 and 8-1). On this translucent insulating
図9−1〜図9−2は、V溝の形成方法の一例を示す図である。図9−1に示されるように、透光性絶縁基板1上に幅Wの開口部11aを有するステンシルマスク11を配置し、これを開口部11aの幅Wと同じ幅で揺動させながらプラズマ中でドライエッチングを行う。透光性絶縁基板1に加工されるエッチング溝の深さはプラズマに露出される時間によってほぼ決定されるため、図9−2に示されるように、底辺(幅)2WのV溝7が形成される。さらに、V溝7の形成後に、ライトエッチングを施すによってV溝7の表面を平滑にすることが望ましい。また、このV溝7の他の加工方法としては、V字ブレードを用いた精密切削加工を用いてV溝7を形成してもよいし、ポリイミドフィルムなどのより軟質な材料を透光性絶縁基板1として使用する場合には、インプリント法によってV溝7を形成してもよい。
9A to 9B are diagrams illustrating an example of a V-groove forming method. As shown in FIG. 9A, a
その後、V溝7内に銀粒子を拡散させたインクを印刷した後に焼成して、V溝7を満たすように金属電極層3を形成する(図7−3、図8−3)。なお、金属電極層3を構成する電極材料として、銀のほかに、アルミニウム(Al)や金、クロム、ニッケル、チタンなどの金属を用いてもよい。また、V溝7内の表面にのみ高光反射率を有する金属膜を形成し、V溝7の中心部(金属電極層3の中心部)には半田などの光反射率の低い導電性材料を形成してもよい。さらに、金属電極層3の形成方法としては、このほかに無電解めっき法や溶融金属を直接V溝7内に注入する方法を用いてもよい。また、金属電極層3を形成後、透光性絶縁基板1と金属電極層3との段差を低減するため、研磨などの処理を行うことが望ましい。
Thereafter, the ink in which silver particles are diffused in the
ついで、透明電極層4としてAlを添加したZnO膜をスパッタリング法によって、金属電極層3を形成した透光性絶縁基板1上に成膜する(図7−4、図8−4)。透明電極層4を構成する電極材料として、ZnO膜のほかにITO,SnO2の導電性酸化膜や、導電率向上のためにこれらの導電性酸化膜にAlなどの金属を添加した膜を用いることができる。また、成膜方法としてCVD法などの他の成膜方法を用いてもよい。さらに、この例では透光性絶縁基板1に金属電極層3を形成後に透明電極層4を成膜しているが、透光性絶縁基板1上に透明電極層4を成膜した後に金属電極層3を形成してもよい。
Next, a ZnO film to which Al is added as the
その後、レーザスクライブ法によって透明電極層4をX軸方向に間隔Wで切断し、透明電極層4を単位太陽電池セル2ごとに使用される長さに分離する(図8−5)。これによって、透明電極層4は、Y軸方向に延在する溝8によって分離される。ついで、透明電極層4上に、薄膜半導体層をCVD法によって堆積し、光電変換層5を形成する(図7−5、図8−6)。なお、薄膜半導体層としては、水素化アモルファスシリコン膜や微結晶シリコン膜、アモルファスシリコンゲルマニウム膜、微結晶シリコンゲルマニウム膜、アモルファス炭化シリコン、微結晶炭化シリコン膜などや、これらの積層膜を用いてもよい。また、複数の薄膜半導体層を積層して光電変換層5を形成してもよい。この場合には、異なる薄膜半導体層間にITO、ZnOなどの透明導電膜や、不純物を添加して導電性を向上させたSiO2膜やSiN膜の珪素化合物膜を中間層として挿入してもよい。
Thereafter, the
ついで、レーザスクライブ法によって光電変換層5をX軸方向に間隔Wで切断し、光電変換層5を単位太陽電池セル2ごとに分離する(図8−7)。この場合、下層の透明電極層4が露出するように分離する。これによって、光電変換層5には、裏面電極層6と隣接する単位太陽電池セル2の透明電極層4とを電気的に接続する際に使用する接続溝9が形成される。
Next, the
その後、接続溝9を形成した光電変換層5上に、銀とAlの積層膜からなる裏面電極層6をスパッタリング法によって形成する(図7−6、図8−8)。このとき、光電変換層5中に形成した接続溝9内を裏面電極層6が満たすような条件で、裏面電極層6を形成する。裏面電極層6の材料として、ほかに金、クロム、チタン、ニッケルなどの金属を用いてもよい。また、裏面電極層6の成膜方法として、CVD法や塗布法などを用いてもよい。
Thereafter, a
そして、レーザクスライブ法によって裏面電極層6と光電変換層5をX軸方向に所定の長さで切断することによって、隣接する単位太陽電池セル2とを分離する分離溝10を形成し、単位太陽電池セル2が形成される(図8−9)。これによって、隣接する単位太陽電池セル2間で透明電極層4と裏面電極層6とが直列に接続される構造の太陽電池が得られる。
Then, by separating the
この実施の形態1によれば、透光性絶縁基板1の単位太陽電池セル2の形成領域に合わせて、光入射側に鋭角の頂角をもつV溝を形成し、このV溝に金属電極層3を埋め込み、その上に透明電極層4、光電変換層5および裏面電極層6を含む単位太陽電池セル2を形成するようにしたので、金属電極層3の位置に入射した光は、金属電極層3の表面によって光電変換層5へと反射され、金属電極層3の頂点に入射する光はほとんどない。また、光電変換層5で発電された光電流が、透明電極層4に到達した後、透明電極層4よりも導電率の高い金属電極層3を経由して隣接する単位太陽電池セル2の裏面電極層6へと流れる。これによって、透明電極層4が電流経路となる従来の構造の薄膜太陽電池と比較して、光入射側電極中でのジュール損失が低減され、光の利用効率を落とすことなく、薄膜太陽電池のエネルギ変換効率を高めることができるという効果を有する。さらに、光入射側電極に金属電極層3を用いることによって、導電率を高めることができ、単位太陽電池セルの配列方向における単位太陽電池セルの長さを、透明電極層4が電流経路となる従来の構造の薄膜太陽電池と比較して、長くすることができるという効果も有する。また、金属電極層3が透光性絶縁基板1に埋め込まれる構造であるので、外力による変形や表面腐食の影響を受け難いという効果も有する。
According to the first embodiment, a V-groove having an acute apex angle is formed on the light incident side in accordance with the formation region of the unit
実施の形態2.
図10−1〜図10−5は、図1のA−A断面における太陽電池の製造方法の他の例を示す一部断面図である。なお、ここでは、太陽電池の製造方法のうち、金属電極層の形成方法について示している。
10-1 to 10-5 are partial cross-sectional views illustrating another example of the method for manufacturing the solar cell in the AA cross section of FIG. Here, a method for forming a metal electrode layer is shown in the method for manufacturing a solar cell.
この実施の形態2でも、透光性絶縁基板1には白板ガラスを用いる(図10−1)。この透光性絶縁基板1に紫外線レーザを用いた加工によって、X軸方向に延在した加工溝12をY軸方向に所定の間隔で形成する(図10−2)。この加工溝12は、実施の形態1の場合とは異なり、断面形状が略三角形である必要はなく、またその表面も平滑でなくともよい。また、ここでは紫外線レーザによる加工法を用いて加工溝12を形成したが、機械的な切削加工や、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術(ウエットエッチング、ドライエッチング)による加工などの方法を用いて加工溝12を形成してもよい。
Also in the second embodiment, white glass is used for the translucent insulating substrate 1 (FIG. 10-1). By the processing using the ultraviolet laser on the translucent insulating
ついで、加工溝12にポリイミドなどの透光性樹脂13を注入する(図10−3)。透光性樹脂13は、透光性絶縁基板1(ガラス基板)の屈折率に近い値を有する材料であることが望ましい。透光性絶縁基板1としてガラス基板を用いる場合には、ポリカーボネートなどの透光性樹脂を用いてもよい。
Next, a
その後、三角形状の断面を有し、X軸方向に延在した突起部14aがY軸方向に所定の間隔で形成された金型14を、透光性絶縁基板1に形成した透光性樹脂13に押し付けるインプリント法によって、透光性樹脂13にその断面形状がV字形状となるV溝7を形成する(図10−4)。このように透光性樹脂13に形成されるV溝7の表面は平滑となり、その頂角もより鋭角なものとなる。なお、このV溝7のX軸方向の長さが、単位太陽電池セル2のX軸方向の長さWと等しくなるように、V溝7がX軸方向に所定の間隔をおいて形成される。
Thereafter, a translucent resin formed on the translucent insulating
そして、このV溝7内に金属電極層3を形成する(図10−5)。これ以降は実施の形態1の図7−4以降および図8−4以降に説明したものと同様の工程によって太陽電池が製造されるので、その説明を省略する。
Then, the
この実施の形態2によれば、透光性絶縁基板1に硬質なガラス材料を使用した場合でも、断面形状が略三角形となる溝を容易に加工することができる。またその断面の表面がより平滑で、かつその形状も頂角がより鋭利な三角形に近い形状とできるため光の利用効率を高めることができるという効果を有する。
According to the second embodiment, even when a hard glass material is used for the translucent insulating
以上のように、この発明にかかる太陽電池の製造方法は、光電変換層が薄膜で構成される薄膜太陽電池を製造する場合に有用である。 As mentioned above, the manufacturing method of the solar cell concerning this invention is useful when manufacturing the thin film solar cell by which a photoelectric converting layer is comprised with a thin film.
1 透光性絶縁基板
2 単位太陽電池セル
3 金属電極層
4 透明電極層
5 光電変換層
6 裏面電極層
7 V溝
8 溝
9 接続溝
10 分離溝
11 ステンシルマスク
11a 開口部
12 加工溝
13 透光性樹脂
14 金型
14a 突起部
15a 南中時の太陽(春分の日、秋分の日時)
15b 南中時の太陽(夏至時)
15c 南中時の太陽(冬至時)
DESCRIPTION OF
15b The sun in the middle of the middle (at the summer solstice)
15c The sun in the middle of the south (at the winter solstice)
Claims (7)
前記透光性絶縁基板は前記単位太陽電池セルが形成される領域にV溝を有し、
前記V溝に前記透明電極層と接する金属電極層が埋め込まれていることを特徴とする太陽電池。 A solar cell in which a plurality of unit solar cells in which a transparent electrode layer, a photoelectric conversion layer that performs photoelectric conversion, and a back electrode layer are sequentially stacked on a translucent insulating substrate are connected in series in a predetermined direction. In batteries,
The translucent insulating substrate has a V-groove in a region where the unit solar cell is formed,
A solar cell, wherein a metal electrode layer in contact with the transparent electrode layer is embedded in the V-groove.
前記金属電極層は、前記第2の辺の方向に延在し、前記第1の辺の方向に所定の間隔で形成されることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。 The unit solar cell has a rectangular shape in which the first side is longer than the second side, and a plurality of the unit solar cells are connected in series along the direction of the second side on the translucent insulating substrate. And
2. The solar cell according to claim 1, wherein the metal electrode layer extends in a direction of the second side and is formed at a predetermined interval in the direction of the first side.
前記溝内を金属で埋め、金属電極層を形成する金属電極層形成工程と、
前記透光性絶縁基板の前記金属電極層形成面側の前記単位太陽電池セルの形成領域上に、透明電極層、光電変換層および裏面電極層を含む単位太陽電池セルを形成するセル形成工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。 On the translucent insulating substrate, a groove forming step having a V-shaped cross section in a predetermined direction of a region where unit solar cells are to be formed later,
A metal electrode layer forming step of filling the groove with metal and forming a metal electrode layer;
Forming a unit solar cell including a transparent electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a back electrode layer on a formation region of the unit solar cell on the metal electrode layer forming surface side of the translucent insulating substrate; ,
The manufacturing method of the solar cell characterized by including.
前記透光性絶縁基板上に、後に単位太陽電池セルを形成する領域の所定の方向に溝を形成する第1の工程と、
前記透光性絶縁基板と屈折率の近い透明性樹脂で前記溝を埋める第2の工程と、
前記太陽電池の形成領域の所定の方向に延在し、V字形状の断面を有する突起が形成された金型を用いて、前記透光性絶縁基板上の前記透明樹脂部に前記所定の方向に延在する断面がV字形状の溝を形成する第2の工程と、
を含むことを特徴とする請求項6に記載の太陽電池の製造方法。 In the groove forming step,
A first step of forming a groove on the translucent insulating substrate in a predetermined direction in a region where a unit solar cell is to be formed later;
A second step of filling the groove with a transparent resin having a refractive index close to that of the translucent insulating substrate;
The predetermined direction is applied to the transparent resin portion on the translucent insulating substrate using a mold that extends in a predetermined direction of the formation region of the solar cell and has a protrusion having a V-shaped cross section. A second step of forming a groove having a V-shaped cross section extending to
The manufacturing method of the solar cell of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008134810A JP2009283724A (en) | 2008-05-22 | 2008-05-22 | Solar battery and manufacturing method thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014055111A (en) * | 2013-12-11 | 2014-03-27 | Sharp Corp | Conductive silicon nitride film, conductive silicon nitride film laminate and photoelectric conversion device |
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2008
- 2008-05-22 JP JP2008134810A patent/JP2009283724A/en active Pending
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