JP2011023442A - 太陽電池、太陽電池の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】高効率の太陽電池を提供する。
【解決手段】基板と、前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形成さ
れた半導体層と、前記半導体層上に形成された第２電極層と、を備えた複数のセルが直列
接続されて構成された太陽電池であって、前記基板上に、前記第１電極層を前記セル毎に
区画する絶縁性の第１区画部が設けられ、前記第１電極層は、前記第１区画部によって区
画された領域に設けられた。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池、太陽電池の製造方法に関する。
太陽電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、使用される半導体
によって様々な種類の構成が提案されている。近年では、製造工程が簡単で、高い変換効
率が期待できるＣＩＧＳ型の太陽電池が注目されている。ＣＩＧＳ型の太陽電池は、複数
のセルが直列接続されて構成されており、一のセルは、例えば、基板上に形成された第１
電極膜と、第１電極膜上に形成された化合物半導体（銅−インジウム−ガリウム−セレン
化合物）層を含む薄膜と、当該薄膜上に形成された第２電極膜と、で構成されている。第
１電極膜は、第１電極膜の一部に溝を形成することによってセル毎に分割され、隣接する
セル間を跨ぐように形成される。また、薄膜及び第２電極膜は、薄膜及び第２電極膜の一
部に第１電極膜に至る溝を形成することによってセル毎に分割される。さらに、薄膜の一
部に第１電極膜に至る溝を設け、当該溝内に第２電極膜を形成することによって第１電極
膜と第２電極膜とが電気的に接続される。これにより、各セルの第２電極膜が、隣接する
他のセルの第１電極膜と接続されることになり、各セル同士が直列接続される。（例えば
、特許文献１参照）。
特開２００２−３１９６８６号公報
ところで、上記太陽電池における各セル毎に分割するための溝は、レーザー光照射や金
属針等を用いて、第１電極膜、または、第２電極膜及び薄膜の一部をスクライブ処理する
ことによって形成される。ここで、上記の各溝を形成する際には、他の部材に対し品質面
で不具合を与えないように、細心の注意が必要となる。そのため、溝を形成するスクライ
ブ領域に加え、加工上のズレ量を考慮して、さらに幅広の領域を確保する必要が生じる。
しかしながら、上記幅広の領域を取ることにより、太陽電池の機能に寄与しない非発電領
域が増すこととなり、変換効率が低下してしまう、という課題があった。
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形
態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］本適用例にかかる太陽電池は、基板と、前記基板上に形成された第１電極
層と、前記第１電極層上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された第２電極
層と、を備えた複数のセルが直列接続されて構成された太陽電池であって、前記基板上に
、前記第１電極層を前記セル毎に区画する絶縁性の第１区画部が設けられ、前記第１電極
層は、前記第１区画部によって区画された領域に設けられたことを特徴とする。
この構成によれば、第１電極層は、第１区画部によって区画される。すなわち、従来の
ように、レーザー光照射や金属針等を用いてスクライブ処理によって区画されることなく
、第１区画部によって、第１電極層が、セル単位で区画（分割）される。従って、第１電
極層をスクライブ処理する必要がないので、スクライブ処理の際の残渣の発生がなく、信
頼性の高い太陽電池を提供することができる。また、スクライブ処理における誤差を考慮
したスクライブ幅等を設定する必要がないので、発電領域の形成領域を増加させることが
可能となり、変換効率を向上させることができる。
［適用例２］上記適用例にかかる太陽電池は、前記第１区画部の頂部面と、前記第１電
極層の頂部面とが、同一の高さであることを特徴とする。
この構成によれば、第１区画部と第１電極層の頂部面は均一な面を形成することになる
。すなわち、段差等のない平坦面を有することになる。これにより、第１区画部及び第１
電極層上に形成される半導体層との接合性を向上させることができる。
［適用例３］本適用例にかかる太陽電池は、基板と、前記基板上に形成された第１電極
層と、前記第１電極層上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された第２電極
層と、を備えた複数のセルが直列接続されて構成された太陽電池であって、前記第１電極
層上に、前記半導体層及び前記第２電極層を前記セル毎に区画する絶縁性の第２区画部が
設けられ、前記半導体層及び前記第２電極層は、前記第２区画部によって区画された領域
に設けられたことを特徴とする。
この構成によれば、半導体層及び第２電極層は、第２区画部によって区画される。すな
わち、従来のように、レーザー光照射や金属針等を用いてスクライブ処理して区画される
ことなく、第２区画部によって、半導体層及び第２電極層が、セル単位で区画（分割）さ
れる。従って、第２電極層をスクライブ処理する必要がないので、スクライブ処理の際の
残渣の発生がなく、信頼性の高い太陽電池を提供することができる。また、スクライブ処
理における誤差を考慮したスクライブ幅等を設定する必要がないので、発電に寄与しない
非発電領域を削減し、発電に寄与する発電領域を増加させることが可能となり、変換効率
を向上させることができる。
［適用例４］上記適用例にかかる太陽電池では、前記第２区画部に隣接した領域に、前
記第１電極層と前記第２電極層とを連通する溝部が設けられ、前記溝部には、前記第２電
極層が形成されたことを特徴とする。
この構成によれば、溝部は、第２区画部に隣接した領域に形成される。すなわち、セル
の最外周部に溝部が形成される。そして、当該溝部に第２電極層が形成され、第１電極層
と第２電極層とが電気的に接続される。従って、溝部に形成された第２電極層は、セルの
最外周部に形成されるので、第１電極層と半導体層と第２電極層とが重なり合う領域、す
なわち、発電領域を広げることができ、変換効率を高めることができる。
［適用例５］上記適用例にかかる太陽電池では、前記第２区画部に隣接した領域に、前
記第１電極層と前記第２電極層とを電気的に接続する導電層が設けられたことを特徴とす
る。
この構成によれば、導電層は、第２区画部に隣接した領域に形成される。すなわち、セ
ルの最外周部に導電層が形成される。従って、導電層は、セルの最外周部に形成されるこ
とにより、第１電極層と半導体層と第２電極層とが重なり合う領域、すなわち、発電領域
を広げることができ、変換効率を高めることができる。
［適用例６］上記適用例にかかる太陽電池の前記導電層は、前記第１電極層および前記
第２電極層よりも、電気抵抗率が低い材料で形成されたことを特徴とする。
この構成によれば、第１電極層と第２電極層との間の電気的抵抗を下げ、さらに、変換
効率を向上させることができる。
［適用例７］本適用例にかかる太陽電池の製造方法は、基板と、第１電極層と、半導体
層と、第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて構成された太陽電池の製造方
法であって、前記基板上に、前記第１電極層の形成領域を前記セル毎に区画する第１区画
部を形成する第１区画部形成工程と、前記第１区画部によって区画された領域に、前記第
１電極層を形成する第１電極層形成工程と、前記第１電極層上に、前記半導体層及び前記
第２電極層の形成領域を前記セル毎に区画する第２区画部を形成する第２区画部形成工程
と、前記第２区画部によって区画された領域に、前記半導体層を形成する半導体層形成工
程と、前記半導体層の一部を厚み方向に除去し、前記第１電極層に至る溝部を形成する溝
部形成工程と、前記第２区画部によって区画された領域であって、前記半導体層上及び前
記溝部に前記第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、を含むことを特徴とする。
この構成によれば、第１電極層は、第１区画部によってセル毎に区分される。さらに、
半導体層及び第２電極層は、第２区画部によってセル毎に区分される。従って、第１電極
層をスクライブ処理する必要がないので、スクライブ処理の際の残渣の発生がなく、信頼
性の高い太陽電池を提供することができる。また、スクライブ処理における誤差を考慮し
たスクライブ幅等を設定する必要がないので、発電に寄与しない非発電領域を削減し、発
電に寄与する発電領域を増加させることが可能となり、変換効率を向上させることができ
る。
［適用例８］上記適用例にかかる太陽電池の製造方法における前記溝部形成工程では、
前記第２区画部に隣接した領域に前記溝部を形成することを特徴とする。
この構成によれば、溝部は、第２区画部に隣接した領域に形成される。すなわち、セル
の最外周部に溝部が形成される。そして、当該溝部に第２電極層が形成され、第１電極層
と第２電極層とが電気的に接続される。従って、溝部に形成された第２電極層は、セルの
最外周部に形成されるので、第１電極層と半導体層と第２電極層とが重なり合う領域、す
なわち、発電領域を広げることができ、変換効率を高めることができる。
［適用例９］本適用例にかかる太陽電池の製造方法は、基板と、第１電極層と、半導体
層と、第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて構成された太陽電池の製造方
法であって、前記基板上に、前記第１電極層の形成領域を前記セル毎に区画する第１区画
部を形成する第１区画部形成工程と、前記第１区画部によって区画された領域であって、
前記基板上に前記第１電極層を形成する第１電極層形成工程と、前記第１電極層上に、前
記半導体層及び前記第２電極層の形成領域を前記セル毎に区画する第２区画部を形成する
第２区画部形成工程と、前記第２区画部によって区画された領域であって、前記第１電極
層上に、前記第１電極層と前記第２電極層とを電気的に接続する導電層を形成する導電層
形成工程と、前記第２区画部によって区画された領域であって、前記第１電極層上に前記
半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記第２区画部によって区画された領域であっ
て、前記半導体層上に前記第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、を含むことを特
徴とする。
この構成によれば、第１電極層は、第１区画部によってセル毎に区分される。また、半
導体層及び第２電極層は、第２区画部によってセル毎に区分される。さらに、第１電極層
上に導電層を予め形成することにより、第１電極層と第２電極層とが電気的に接続される
。従って、第１電極層をスクライブ処理する必要がないので、スクライブ処理の際の残渣
の発生がなく、信頼性の高い太陽電池を提供することができる。また、スクライブ処理に
おける誤差を考慮したスクライブ幅等を設定する必要がないので、発電に寄与しない非発
電領域を削減し、発電に寄与する発電領域を増加させることが可能となり、変換効率を向
上させることができる。
［適用例１０］上記適用例にかかる太陽電池の製造方法における前記導電層形成工程で
は、前記第２区画部に隣接するように前記導電層を形成することを特徴とする。
この構成によれば、導電層は、第２区画部に隣接して形成される。すなわち、セルの最
外周部に導電層が形成される。従って、導電層は、セルの最外周部に形成されることによ
り、第１電極層と半導体層と第２電極層とが重なり合う領域、すなわち、発電領域を広げ
ることができ、変換効率を高めることができる。
第１実施形態にかかる太陽電池の構成を示す断面図。 第１実施形態にかかる太陽電池の製造方法を示す工程図。 第１実施形態にかかる太陽電池の製造方法を示す工程図。 第２実施形態にかかる太陽電池の構成を示す断面図。 第２実施形態にかかる太陽電池の製造方法を示す工程図。 第２実施形態にかかる太陽電池の製造方法を示す工程図。
［第１実施形態］
以下、本発明を具体化した第１実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、
各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材ごとに
縮小を異ならせて図示している。
（太陽電池の構成）
まず、太陽電池の構成について説明する。なお、本実施形態では、ＣＩＧＳ型の太陽電
池の構成について説明する。図１は、本実施形態にかかる太陽電池の構成を示す断面図で
ある。
図１に示すように、太陽電池１は、基板１０と、基板１０上に形成された下地層１１と
、下地層１１上に形成された第１電極層１２と、第１電極層１２上に形成された半導体層
１３と、半導体層１３上に形成された第２電極層１４からなるセル４０の集合体で構成さ
れている。
隣接するセル４０間は、第１区画部１８と第２区画部１９とで分割されている。具体的
には、第１区画部１８によって、第１電極層１２がセル４０毎に分割され、第１電極層１
２は、第１区画部１８によって区画された領域であって、隣接するセル４０間を跨ぐよう
に形成されている。また、第２区画部１９によって、半導体層１３及び第２電極層１４が
セル４０毎に分割されている。そして、半導体層１３の一部に形成された溝部３２内に、
第２電極層１４が形成されており、各セル４０の第２電極層１４と、隣接する他のセル４
０の第１電極層１２とが接続されることによって、各セル４０が直列接続される。このよ
うに、直列接続されたセル４０の数を適宜設定することにより、太陽電池１における所望
の電圧を任意に設計変更することが可能となる。
基板１０は、少なくとも第１電極層１２側の表面が絶縁性を有した基板である。具体的
には、例えば、ガラス（青板ガラス等）基板、ステンレス基板、ポリイミド基板、カーボ
ン基板等を用いることができる。
下地層１１は、基板１０上に形成された絶縁性を有する層であり、例えば、ＳｉＯ2（
酸化珪素）を主成分とする絶縁層やフッ化鉄層を設けることができる。当該下地層１１は
、絶縁性を有するとともに、基板１０と基板１０上に形成された第１電極層１２との密着
性を確保する機能も有している。なお、基板１０自体に上記特性を有している場合には、
下地層１１を省略することができる。
第１区画部１８は、下地層１１上に形成されている。第１区画部１８は、第１電極層１
２をセル４０毎に区画（分割）するものであり、絶縁性を有している。
第１電極層１２は、下地層１１上であって、第１区画部１８によって区画された領域に
形成されている。第１電極層１２は、導電性を有し、例えば、モリブデン（Ｍｏ）を用い
ることができる。そして、第１電極層１２の頂部面１２ａと第１区画部１８の頂部面１８
ａとが同一の高さに形成されている。すなわち、第１電極層１２の頂部面１２ａと第１区
画部１８の頂部面１８ａとで、均一な平坦面を有している。
半導体層１３は、第１半導体層１３ａと第２半導体層１３ｂとで構成されている。第１
半導体層１３ａは、第１電極層１２上に形成され、銅（Ｃｕ）・インジウム（Ｉｎ）・ガ
リウム（Ｇａ）・セレン（Ｓｅ）を含むｐ型半導体層（ＣＩＧＳ半導体層）である。
第２半導体層１３ｂは、第１半導体層１３ａ上に形成され、硫化カドミウム（ＣｄＳ）
、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化インジウム（ＩｎＳ）等のｎ型半導体層である。
第２電極層１４は、第２半導体層１３ｂ上に形成された透明性を有する電極層であり、
例えば、ＺｎＯＡｌ等の透明電極体（ＴＣＯ：Transparent Conducting Oxides）、Ａ
ＺＯ等である。また、半導体層１３の一部には、半導体層１３の厚み方向に第１電極層１
２に至る溝部３２が形成され、当該溝部３２内にも第２電極層１４が形成され、これによ
り、第１電極層１２と第２電極層１４とが電気的に接続される。
第２区画部１９は、第１電極層１２上に形成されている。第２区画部１９は、半導体層
１３及び第２電極層１４をセル４０毎に区画（分割）するものであり、絶縁性を有してい
る。
ここで、溝部３２は、第２区画部１９に隣接した領域に設けられている。従って、溝部
３２内に形成された第２電極層１４は、第２区画部１９に隣接して形成されていることに
なる。換言すれば、第２電極層１４は、セル４０の最外周部に形成されている。なお、セ
ル４０間は、絶縁性を有する第２区画部１９で分割されているため、隣接するセル４０と
の絶縁性は確保される。このように、溝部３２内の第２電極層１４をセル４０の最外周部
に設けることにより、第１電極層１２と半導体層１３と第２電極層１４とが重なり合う領
域、すなわち、発電領域をより広く設けることができる。
上記のように構成されたＣＩＧＳ型の太陽電池１に、太陽光等の光が入射されると、半
導体層１３内で電子（−）と正孔（＋）の対が発生し、電子（−）と正孔（＋）は、ｐ型
半導体層（第１半導体層１３ａ）とｎ型半導体層（第２半導体層１３ｂ）との接合面で、
電子（−）がｎ型半導体層に集まり、正孔（＋）がｐ型半導体層に集まる。その結果、ｎ
型半導体層とｐ型半導体層との間に起電力が発生する。この状態で、第１電極層１２と第
２電極層１４に外部導電線を接続することにより、電流を外部に取り出すことができる。
（太陽電池の製造方法）
次に、太陽電池の製造方法について説明する。なお、本実施形態では、ＣＩＧＳ型の太
陽電池の製造方法について説明する。図２及び図３は、本実施形態にかかる太陽電池の製
造方法を示す工程図である。
図２（ａ）の下地層形成工程では、青板ガラスやステンレス等の基板１０の一方面に、
ＳｉＯ2（酸化珪素）を主成分とする絶縁層やフッ化鉄層の下地層１１を形成する。下地
層１１は、熱処理等によって形成することができる。なお、基板１０自体に上記下地層効
果を有している場合には、下地層形成工程を省略することができる。
図２（ｂ）の第１区画部形成工程では、下地層１１上に、第１電極層１２の形成領域を
区画する絶縁性を有した第１区画部１８を形成する。例えば、第１区画部１８となる絶縁
性材料を含む液体材料を、印刷法やインクジェット法等によって下地層１１上に塗布し、
塗布された溶媒液を焼成することにより第１区画部１８を形成する。なお、第１区画部形
成工程では、次工程の第１電極層１２の厚みと同一となるように、第１区画部１８を形成
する。
図２（ｃ）の第１電極層形成工程では、第１区画部１８によって区画された領域に第１
電極層１２を形成する。例えば、第１電極層１２となるモリブデン（Ｍｏ）を含む液体材
料を、印刷法やインクジェット法等によって第１区画部１８によって区画された領域に塗
布し、塗布されたモリブデンを焼成することにより第１電極層１２を形成する。ここで、
第１電極層１２の頂部面１２ａが、第１区画部１８の頂部面１８ａと同一の高さとなるよ
うに、すなわち、第１電極層１２の頂部面１２ａと第１区画部１８の頂部面１８ａとが、
均一の平坦面となるように形成する。
図２（ｄ）の第２区画部形成工程では、第１電極層１２上に、半導体層１３及び第２電
極層１４の形成領域を区画する絶縁性を有した第２区画部１９を形成する。例えば、第２
区画部１９となる絶縁性材料を含む液体材料を、印刷法やインクジェット法等によって第
１電極層１２上に塗布し、塗布された絶縁性材料を焼成することにより第２区画部１９を
形成する。
図２（ｅ）の第１半導体層形成工程では、第２区画部１９によって区画された領域に第
１半導体層１３ａを形成する。例えば、第１半導体層１３ａとなる銅（Ｃｕ）、インジウ
ム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びセレン（Ｓｅ）からなる化合物半導体材料を含む液体
材料を、印刷法やインクジェット法等を用いて第２区画部１９によって区画された領域に
塗布し、塗布された化合物半導体材料を焼成することにより第１半導体層１３ａを形成す
る。これにより、ｐ型半導体層（ＣＩＧＳ層）が形成される。
図２（ｆ）の第２半導体層形成工程では、第１半導体層１３ａ上であって、第２区画部
１９によって区画された領域に第２半導体層１３ｂを形成する。例えば、第２半導体層１
３ｂとなるＣｄＳ、ＺｎＯやＩｎＳの材料を含む液体材料を、印刷法やインクジェット法
等を用いて第２区画部１９によって区画された領域に塗布し、塗布された上記材料を焼成
することにより第２半導体層１３ｂを形成する。これにより、ｎ型半導体層が形成される
。そして、第１半導体層１３ａと第２半導体層１３ｂとで半導体層１３が形成される。
図３（ｇ）の溝部形成工程では、第２区画部１９によって区画された領域であって、第
２区画部１９に隣接した領域に、半導体層１３の一部を厚み方向に除去して溝部３２を形
成する。具体的には、レーザー光照射や金属針等を用いて、半導体層１３の一部を除去す
る。
図３（ｈ）の第２電極層形成工程では、第２区画部１９によって区画された領域であっ
て、半導体層１３上及び溝部３２内に第２電極層１４を形成する。例えば、第２電極層１
４となるＺｎＯＡｌ等の透明電極（ＴＣＯ）材料を含む液体材料を、印刷法やインクジェ
ット法等を用いて第２区画部１９によって区画された領域に塗布し、塗布された上記材料
を焼成することにより第２電極層１４を形成する。第２電極層１４を形成することにより
、第１電極層１２と第２電極層１４とが電気的に接続される。
上記の工程を経ることより、複数のセル４０が直列接続されたＣＩＧＳ型の太陽電池１
を製造することができる。
従って、上記の第１実施形態によれば、以下に示す効果がある。
（１）第１区画部１８を形成し、第１電極層１２をセル４０毎に分割した。また、第２
区画部１９を形成し、半導体層１３及び第２電極層１４を分割した。従って、本実施形態
では、レーザー光照射や金属針等を用いてセル４０毎を分割（スクライブ処理）する必要
がない。従って、スクライブ処理等による部材の残渣の発生がなく、信頼性の高い太陽電
池を提供することができる。また、スクライブ処理における誤差を考慮したスクライブ幅
等を設定する必要がないので、発電領域の形成領域を増加させることが可能となり、変換
効率を向上させることができる。
（２）第２区画部１９に隣接した領域に溝部３２を形成し、当該溝部３２内に第２電極
層１４を形成した。すなわち、セル４０の最外周部に第２電極層１４を形成した。これに
より、第１電極層１２と半導体層１３と第２電極層１４とが重なり合う領域が増えるので
、発電効率をさらに高めることができる。
（３）第１電極層１２と第１区画部１８の厚みが同一となるように、第１電極層１２及
び第１区画部１８を形成した。これにより、第１電極層１２の頂部面１２ａと第１区画部
１８の頂部面１８ａとは、段差のない均一な平坦面が形成される。従って、第１電極層１
２上及び第１区画部１８上に形成された半導体層１３との接合性を向上させることができ
る。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面における各部
材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材ごとに縮小を異ならせて図
示している。
（太陽電池の構成）
まず、太陽電池の構成について説明する。なお、本実施形態では、ＣＩＧＳ型の太陽電
池の構成について説明する。図４は、本実施形態にかかる太陽電池の構成を示す断面図で
ある。
図４に示すように、太陽電池１ａは、基板１０と、基板１０上に形成された下地層１１
と、下地層１１上に形成された第１電極層１２と、第１電極層１２上に形成された半導体
層１３と、半導体層１３上に形成された第２電極層１４と、第１電極層１２と第２電極層
１４とを電気的に接続する導電層２０からなるセル４０の集合体で構成されている。
隣接するセル４０間は、第１区画部１８と第２区画部１９とで分割されている。具体的
には、第１区画部１８によって、第１電極層１２がセル４０毎に分割され、第１電極層１
２は、隣接するセル４０間を跨ぐように形成されている。また、第２区画部１９によって
、半導体層１３及び第２電極層１４がセル４０毎に分割されている。そして、各セル４０
の第２電極層１４が、導電層２０を介して、隣接する他のセル４０の第１電極層１２と接
続されることによって、各セル４０が直列接続されている。このように、直列接続された
セル４０の数を適宜設定することにより、太陽電池１ａにおける所望の電圧を任意に設計
変更することが可能となる。
基板１０は、少なくとも第１電極層１２側の表面が絶縁性を有した基板である。具体的
には、例えば、ガラス（青板ガラス等）基板、ステンレス基板、ポリイミド基板、カーボ
ン基板等を用いることができる。
下地層１１は、基板１０上に形成された絶縁性を有する層であり、例えば、ＳｉＯ2（
酸化珪素）を主成分とする絶縁層やフッ化鉄層を設けることができる。当該下地層１１は
、絶縁性を有するとともに、基板１０と基板１０上に形成された第１電極層１２との密着
性を確保する機能も有している。なお、基板１０自体に上記特性を有している場合には、
下地層１１を省略することができる。
第１区画部１８は、下地層１１上に形成されている。第１区画部１８は、第１電極層１
２をセル４０毎に区画（分割）するものであり、絶縁性を有している。
第１電極層１２は、下地層１１上であって、第１区画部１８によって区画された領域に
形成されている。第１電極層１２は、導電性を有し、例えば、モリブデン（Ｍｏ）を用い
ることができる。そして、第１電極層１２の頂部面１２ａと第１区画部１８の頂部面１８
ａとが同一の高さに形成されている。すなわち、第１電極層１２の頂部面１２ａと第１区
画部１８の頂部面１８ａとで、均一な平坦面を有している。
半導体層１３は、第１半導体層１３ａと第２半導体層１３ｂとで構成されている。第１
半導体層１３ａは、第１電極層１２上に形成され、銅（Ｃｕ）・インジウム（Ｉｎ）・ガ
リウム（Ｇａ）・セレン（Ｓｅ）を含むｐ型半導体層（ＣＩＧＳ半導体層）である。
第２半導体層１３ｂは、第１半導体層１３ａ上に形成され、硫化カドミウム（ＣｄＳ）
、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化インジウム（ＩｎＳ）等のｎ型半導体層である。
第２電極層１４は、第２半導体層１３ｂ上に形成された透明性を有する電極層であり、
例えば、ＺｎＯＡｌ等の透明電極体（ＴＣＯ：Transparent Conducting Oxides）、Ａ
ＺＯ等である。
導電層２０は、導電性を有し、第１電極層１２と第２電極層１４とを電気的に接続する
ものである。そして、導電層２０は、第１電極層１２及び第２電極層１４よりも電気抵抗
率が低い材料によって形成されている。具体的には、銅（Ｃｕ）や銅を主成分とする材料
、その他、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅−マンガン化合物等を用いる
ことができる。このように、電気抵抗率が低い材料を用いることにより、第１電極層１２
と第２電極層１４と間の電気的抵抗を下げることができる。
第２区画部１９は、第１電極層１２上に形成されている。第２区画部１９は、半導体層
１３及び第２電極層１４をセル４０毎に区画（分割）するものであり、絶縁性を有してい
る。
ここで、導電層２０は、第２区画部１９に隣接した領域に設けられている。換言すれば
、導電層２０は、セル４０の最外周部に形成されている。なお、セル４０間は、絶縁性を
有する第２区画部１９で分割されているため、隣接するセル４０との絶縁性は確保される
。このように、導電層２０をセル４０の最外周部に設けることにより、第１電極層１２と
半導体層１３と第２電極層１４とが重なり合う領域、すなわち、発電領域をより広く設け
ることができる。
上記のように構成されたＣＩＧＳ型の太陽電池１ａに、太陽光等の光が入射されると、
半導体層１３内で電子（−）と正孔（＋）の対が発生し、電子（−）と正孔（＋）は、ｐ
型半導体層（第１半導体層１３ａ）とｎ型半導体層（第２半導体層１３ｂ）との接合面で
、電子（−）がｎ型半導体層に集まり、正孔（＋）がｐ型半導体層に集まる。その結果、
ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に起電力が発生する。この状態で、第１電極層１２と
第２電極層１４に外部導電線を接続することにより、電流を外部に取り出すことができる
。
（太陽電池の製造方法）
次に、太陽電池の製造方法について説明する。なお、本実施形態では、ＣＩＧＳ型の太
陽電池の製造方法について説明する。図５及び図６は、本実施形態にかかる太陽電池の製
造方法を示す工程図である。
図５（ａ）の下地層形成工程では、青板ガラスやステンレス等の基板１０の一方面に、
ＳｉＯ2（酸化珪素）を主成分とする絶縁層やフッ化鉄層の下地層１１を形成する。下地
層１１は、熱処理等によって形成することができる。なお、基板１０自体に上記下地層効
果を有している場合には、下地層形成工程を省略することができる。
図５（ｂ）の第１区画部形成工程では、下地層１１上に、第１電極層１２の形成領域を
区画する絶縁性を有した第１区画部１８を形成する。例えば、第１区画部１８となる絶縁
性材料を含む液体材料を、印刷法やインクジェット法等によって下地層１１上に塗布し、
塗布された絶縁性材料を焼成することにより第１区画部１８を形成する。なお、第１区画
部形成工程では、次工程の第１電極層１２の厚みと同一となるように、第１区画部１８を
形成する。
図５（ｃ）の第１電極層形成工程では、第１区画部１８によって区画された領域に第１
電極層１２を形成する。例えば、第１電極層１２となるモリブデン（Ｍｏ）を含む液体材
料を、印刷法やインクジェット法等によって第１区画部１８によって区画された領域に塗
布し、塗布されたモリブデンを焼成することにより第１電極層１２を形成する。ここで、
第１電極層１２の頂部面１２ａが、第１区画部１８の頂部面１８ａと同一の高さとなるよ
うに、すなわち、第１電極層１２の頂部面１２ａと第１区画部１８の頂部面１８ａとが、
均一の平坦面となるように形成する。
図５（ｄ）の第２区画部形成工程では、第１電極層１２上に、半導体層１３及び第２電
極層１４の形成領域を区画する絶縁性を有した第２区画部１９を形成する。例えば、第２
区画部１９となる絶縁性材料を含む液体材料を、印刷法やインクジェット法等によって第
１電極層１２上に塗布し、塗布された絶縁性材料を焼成することにより第２区画部１９を
形成する。
図５（ｅ）の導電層形成工程では、第１電極層１２上に導電層２０を形成する。本実施
形態では、第２区画部１９に隣接するように導電層２０を形成する。導電層２０は、第１
電極層１２及び第２電極層１４よりも電気抵抗率が低い材料を用いる。具体的には、銅（
Ｃｕ）や銅を主成分とする材料、その他、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、
銅−マンガン化合物等を用いることができる。そして、例えば、導電層２０となる銅を含
む液体材料を、印刷法やインクジェット法等によって第１電極層１２上に塗布し、塗布さ
れた銅を焼成することにより導電層２０を形成する。なお、導電層形成工程では、次工程
の半導体層１３の厚みと同一となるように、導電層２０を形成する。
図５（ｆ）の第１半導体層形成工程では、第２区画部１９によって区画された領域であ
って、第１電極層１２上に第１半導体層１３ａを形成する。例えば、第１半導体層１３ａ
となる銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びセレン（Ｓｅ）からなる
化合物半導体材料を含む液体材料を、印刷法やインクジェット法等を用いて第２区画部１
９によって区画された領域に塗布し、塗布された化合物半導体材料を焼成することにより
第１半導体層１３ａを形成する。これにより、ｐ型半導体層（ＣＩＧＳ層）が形成される
。
図６（ｇ）の第２半導体層形成工程では、第２区画部１９によって区画された領域であ
って、第１半導体層１３ａ上に第２半導体層１３ｂを形成する。例えば、第２半導体層１
３ｂとなるＣｄＳ、ＺｎＯやＩｎＳの材料を含む液体材料を、印刷法やインクジェット法
等を用いて第２区画部１９によって区画された領域に塗布し、塗布された上記材料を焼成
することにより第２半導体層１３ｂを形成する。これにより、ｎ型半導体層が形成される
。そして、第１半導体層１３ａと第２半導体層１３ｂとで半導体層１３が形成される。こ
こで、半導体層１３の頂部面１３ｃ（第２半導体層１３ｂの頂部面）が、導電層２０の頂
部面２０ａと同一の高さとなるように、すなわち、半導体層１３の頂部面１３ｃと導電層
２０の頂部面２０ａとが、均一の平坦面となるように形成する。
図６（ｈ）の第２電極層形成工程では、第２区画部１９によって区画された領域であっ
て、半導体層１３上及び導電層２０上に第２電極層１４を形成する。例えば、第２電極層
１４となるＺｎＯＡｌ等の透明電極（ＴＣＯ）材料を含む液体材料を、印刷法やインクジ
ェット法等を用いて第２区画部１９によって区画された領域に塗布し、塗布された上記材
料を焼成することにより第２電極層１４を形成する。第２電極層１４を形成することによ
り、第１電極層１２と第２電極層１４とが導電層２０を介して電気的に接続される。
上記の工程を経ることにより、複数のセル４０が直列接続されたＣＩＧＳ型の太陽電池
１ａを製造することができる。
従って、上記の第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下に示す効果が
ある。
（１）第１区画部１８を形成し、第１電極層１２をセル４０毎に分割した。また、第２
区画部１９を形成し、半導体層１３及び第２電極層１４を分割した。さらに、第１電極層
１２上に導電層２０を予め形成し、第１電極層１２と第２電極層１４とを電気的に接続し
た。従って、本実施形態では、レーザー光照射や金属針などを用いてセル４０毎を分割（
スクライブ処理）する必要がない。さらに、第１電極層１２と第２電極層１４とを接続す
るための溝部をレーザー光照射や金属針等を用いて形成する必要がない。従って、スクラ
イブ処理等による部材の残渣の発生がなく、信頼性の高い太陽電池を提供することができ
る。スクライブ処理における誤差を考慮したスクライブ幅等を設定する必要がないので、
発電領域の形成領域を増加させることが可能となり、変換効率を向上させることができる
。
（２）第２区画部１９に隣接した領域に導電層２０を形成した。すなわち、セル４０の
最外周部に導電層２０を形成し、第１電極層１２と第２電極層１４とを電気的に接続した
。これにより、第１電極層１２と半導体層１３と第２電極層１４とが重なり合う領域が増
えるので、発電効率をさらに高めることができる。
（３）導電層２０は、第１電極層１２及び第２電極層１４よりも、電気抵抗率が低い材
料を用いて形成した。これにより、第１電極層１２と第２電極層１４との間の電気的抵抗
を下げ、さらに、変換効率を高めることができる。
なお、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。
（変形例１）上記実施形態では、第２電極層１４側から光を受光するＣＩＧＳ型の太陽
電池１，１ａの構成等について説明したが、第２電極層１４側からに加え、基板１０側か
らも受光可能なＣＩＧＳ型の太陽電池１，１ａであってもよい。なお、この場合において
、基板１０は、透明性を有する基板を用いる。例えば、ガラス基板、ＰＥＴ、有機系透明
基板等である。透明性を有する基板を用いることにより、基板１０面からの受光を可能と
することができる。また、第１電極層１２は、透明性を有する電極層とし、例えば、Ｚｎ
ＯＡｌ等の透明電極（ＴＣＯ：Transparent Conducting Oxides）層とする。透明性を
有する電極層を形成することにより、基板１０側からの入射した光を半導体層１３に向け
て透過させためである。このような構成であっても、上記同様の効果を得ることができる
。
１，１ａ…太陽電池、１０…基板、１１…下地層、１２…第１電極層、１２ａ…第１電
極層の頂部面、１３…半導体層、１３ａ…第１半導体層、１３ｂ…第２半導体層、１３ｃ
…半導体層の頂部面、１４…第２電極層、１８…第１区画部、１８ａ…第１区画部の頂部
面、１９…第２区画部、２０…導電層、２０ａ…導電層の頂部面、３２…溝部、４０…セ
ル。

Claims (10)

  1. 基板と、前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体
    層と、前記半導体層上に形成された第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて
    構成された太陽電池であって、
    前記基板上に、前記第１電極層を前記セル毎に区画する絶縁性の第１区画部が設けられ
    、
    前記第１電極層は、前記第１区画部によって区画された領域に設けられたことを特徴と
    する太陽電池。
  2. 請求項１に記載の太陽電池において、
    前記第１区画部の頂部面と、前記第１電極層の頂部面とが、同一の高さであることを特
    徴とする太陽電池。
  3. 基板と、前記基板上に形成された第１電極層と、前記第１電極層上に形成された半導体
    層と、前記半導体層上に形成された第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続されて
    構成された太陽電池であって、
    前記第１電極層上に、前記半導体層及び前記第２電極層を前記セル毎に区画する絶縁性
    の第２区画部が設けられ、
    前記半導体層及び前記第２電極層は、前記第２区画部によって区画された領域に設けら
    れたことを特徴とする太陽電池。
  4. 請求項３に記載の太陽電池において、
    前記第２区画部に隣接した領域に、前記第１電極層と前記第２電極層とを連通する溝部
    が設けられ、前記溝部には、前記第２電極層が形成されたことを特徴とする太陽電池。
  5. 請求項３に記載の太陽電池において、
    前記第２区画部に隣接した領域に、前記第１電極層と前記第２電極層とを電気的に接続
    する導電層が設けられたことを特徴とする太陽電池。
  6. 請求項５に記載の太陽電池において、
    前記導電層は、前記第１電極層および前記第２電極層よりも、電気抵抗率が低い材料で
    形成されたことを特徴とする太陽電池。
  7. 基板と、第１電極層と、半導体層と、第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続さ
    れて構成された太陽電池の製造方法であって、
    前記基板上に、前記第１電極層の形成領域を前記セル毎に区画する第１区画部を形成す
    る第１区画部形成工程と、
    前記第１区画部によって区画された領域に、前記第１電極層を形成する第１電極層形成
    工程と、
    前記第１電極層上に、前記半導体層及び前記第２電極層の形成領域を前記セル毎に区画
    する第２区画部を形成する第２区画部形成工程と、
    前記第２区画部によって区画された領域に、前記半導体層を形成する半導体層形成工程
    と、
    前記半導体層の一部を厚み方向に除去し、前記第１電極層に至る溝部を形成する溝部形
    成工程と、
    前記第２区画部によって区画された領域であって、前記半導体層上及び前記溝部に前記
    第２電極層を形成する第２電極層形成工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方
    法。
  8. 請求項７に記載の太陽電池の製造方法において、
    前記溝部形成工程では、前記第２区画部に隣接した領域に前記溝部を形成することを特
    徴とする太陽電池の製造方法。
  9. 基板と、第１電極層と、半導体層と、第２電極層と、を備えた複数のセルが直列接続さ
    れて構成された太陽電池の製造方法であって、
    前記基板上に、前記第１電極層の形成領域を前記セル毎に区画する第１区画部を形成す
    る第１区画部形成工程と、
    前記第１区画部によって区画された領域であって、前記基板上に前記第１電極層を形成
    する第１電極層形成工程と、
    前記第１電極層上に、前記半導体層及び前記第２電極層の形成領域を前記セル毎に区画
    する第２区画部を形成する第２区画部形成工程と、
    前記第２区画部によって区画された領域であって、前記第１電極層上に、前記第１電極
    層と前記第２電極層とを電気的に接続する導電層を形成する導電層形成工程と、
    前記第２区画部によって区画された領域であって、前記第１電極層上に前記半導体層を
    形成する半導体層形成工程と、
    前記第２区画部によって区画された領域であって、前記半導体層上に前記第２電極層を
    形成する第２電極層形成工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
  10. 請求項９に記載の太陽電池の製造方法において、
    前記導電層形成工程では、前記第２区画部に隣接するように前記導電層を形成すること
    を特徴とする太陽電池の製造方法。
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