JP2012039038A - Thin film solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents

Thin film solar cell and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2012039038A
JP2012039038A JP2010180463A JP2010180463A JP2012039038A JP 2012039038 A JP2012039038 A JP 2012039038A JP 2010180463 A JP2010180463 A JP 2010180463A JP 2010180463 A JP2010180463 A JP 2010180463A JP 2012039038 A JP2012039038 A JP 2012039038A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode layer
back electrode
solar cell
hole
insulating substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010180463A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyo Watanabe
和世 渡邉
Katsuhito Wada
雄人 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2010180463A priority Critical patent/JP2012039038A/en
Publication of JP2012039038A publication Critical patent/JP2012039038A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film solar cell in which the output of the thin film solar cell is increased by increasing an effective area of a transparent electrode layer and insulation quality in a second through hole is secured to reduce the percent defective in the manufacturing of the thin film solar cell, and to provide a method for manufacturing the thin film solar cell.SOLUTION: In a thin film solar cell 1 of this invention, insulative tape 11 is placed between a first back electrode layer and a second back electrode layer to cover a second through hole 8. On the insulative tape 11, a photoelectric conversion layer 4 and a transparent electrode layer 5 are laminated from a side of one surface 2a of an insulative substrate 2, and the second back electrode layer 6 is laminated from a side of the other surface 2b of the insulative substrate 2. The transparent electrode layer 5 and the second back electrode layer 6 are electrically insulated by an insulative resin 11 in the second through hole 8.

Description

本発明は、絶縁性基板上に金属電極層と光電変換層と透明電極層とを積層してなる薄膜太陽電池及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a thin film solar cell in which a metal electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a transparent electrode layer are laminated on an insulating substrate, and a method for manufacturing the same.

図8は、従来の薄膜太陽電池の平面図である。また、図9は、図8のA−A線断面図であり、図10は、図8のB−B線断面図である。
図9及び図10に示すように、従来の薄膜太陽電池21は、絶縁性基板22を備えている。絶縁性基板22の両面22a,22bには、金属電極層23が形成されている。ここで、絶縁性基板22の一方の面22a上の金属電極層23は、裏面電極層23aとして機能し、絶縁性基板22の他方の面22b上の金属電極層23は、第1の背面電極層23bとして機能する。
FIG. 8 is a plan view of a conventional thin film solar cell. 9 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 8, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
As shown in FIGS. 9 and 10, the conventional thin-film solar cell 21 includes an insulating substrate 22. Metal electrode layers 23 are formed on both surfaces 22 a and 22 b of the insulating substrate 22. Here, the metal electrode layer 23 on one surface 22a of the insulating substrate 22 functions as the back electrode layer 23a, and the metal electrode layer 23 on the other surface 22b of the insulating substrate 22 is the first back electrode. It functions as the layer 23b.

また、図9及び図10に示すように、裏面電極層23aには、光電変換層24と透明電極層25とが当該順で積層されている。一方、第1の背面電極層23bには、第2の背面電極層26が積層されている。   Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the photoelectric conversion layer 24 and the transparent electrode layer 25 are laminated in this order on the back electrode layer 23a. On the other hand, the second back electrode layer 26 is laminated on the first back electrode layer 23b.

また、図9及び図10に示すように、絶縁性基板22には、絶縁性基板22を貫通する第1の貫通孔27が設けられ、透明電極層24と第2の背面電極層26とが、第1の貫通孔27を介して電気的に接続されている。また、図9及び図11に示すように、絶縁性基板22には、絶縁性基板22を貫通する第2の貫通孔28が設けられ、裏面電極層23aと第1の背面電極層23bとが、第2の貫通孔28を介して電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 9 and 10, the insulating substrate 22 is provided with a first through hole 27 that penetrates the insulating substrate 22, so that the transparent electrode layer 24 and the second back electrode layer 26 are provided. The first through hole 27 is electrically connected. Further, as shown in FIGS. 9 and 11, the insulating substrate 22 is provided with a second through hole 28 that penetrates the insulating substrate 22, and a back electrode layer 23a and a first back electrode layer 23b are provided. The second through hole 28 is electrically connected.

図8に示すように、絶縁性基板22の一方の面22aに積層された層は、第1のパターニングライン29で分割され、絶縁性基板22の他方の面22bに積層された層は、第2のパターニングライン30で分割されている。これにより、絶縁性基板22上の積層された層が、複数のユニットセルに分割される。   As shown in FIG. 8, the layer stacked on one surface 22a of the insulating substrate 22 is divided by the first patterning line 29, and the layer stacked on the other surface 22b of the insulating substrate 22 is It is divided by two patterning lines 30. Thereby, the laminated layer on the insulating substrate 22 is divided into a plurality of unit cells.

ここで、第1のパターニングライン29及び第2パターニングライン30は、絶縁性基板22において互い違いに配置されている。絶縁性基板22の両面22a,22bの電極層の分離位置を互いにずらし、且つ絶縁性基板22の両面22a,22bの電極層を第2の貫通孔28で接続することにより、隣接するユニットセルが直列で接続される構造となっている。   Here, the first patterning lines 29 and the second patterning lines 30 are alternately arranged on the insulating substrate 22. By separating the electrode layers on both surfaces 22a and 22b of the insulating substrate 22 from each other and connecting the electrode layers on both surfaces 22a and 22b of the insulating substrate 22 with the second through-holes 28, adjacent unit cells It has a structure connected in series.

一方、特許文献1には、従来の薄膜太陽電池の別の例が開示されている。特許文献1の薄膜太陽電池に置いて、電気絶縁性樹脂からなるフィルム基板の一方の面には、第1電極層と、光電変換層と、第2電極層とが積層され、フィルム基板の反対側(裏面)には、第3電極層と、第4電極層とが積層されている。   On the other hand, Patent Document 1 discloses another example of a conventional thin film solar cell. In the thin film solar cell of Patent Document 1, a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer are laminated on one surface of a film substrate made of an electrically insulating resin, opposite to the film substrate. A third electrode layer and a fourth electrode layer are stacked on the side (back surface).

また、特許文献2には、従来の薄膜太陽電池の更に別の例が開示されている。特許文献2の薄膜太陽電池においては、接続孔が、導電性の材料からなる印刷電極で塞がれている(特に、段落0035及び図27参照)。   Patent Document 2 discloses still another example of a conventional thin film solar cell. In the thin film solar cell of Patent Document 2, the connection hole is closed with a printed electrode made of a conductive material (particularly, see paragraph 0035 and FIG. 27).

特開2001−298203号公報JP 2001-298203 A 特開平6−342924号公報JP-A-6-342924

しかしながら、上述の図8ないし図10の構成では、以下のような問題が生じる。
従来の構成では、第2の貫通孔28において透明電極層25と第2の背面電極層26とが接触しないように、透明電極層26を形成する際には、第2の貫通孔28の近傍にマスク処理を行っていた。したがって、図10(b)に示すように、第2の貫通孔28の近傍には、透明電極層25が形成されないので、従来の構成では、透明電極層25の有効面積が制限されていた。第2の貫通孔28は、第1及び第2の背面電極層23b,26の電気抵抗を考慮して一定間隔をあけて配置されるので、絶縁性基板22上において透明電極層25が形成できない領域が一定の間隔で設けられることになる。したがって、透明電極層25の有効面積が小さくなり、これに比例して薄膜太陽電池21の出力も低下してしまうという問題があった。
However, the following problems occur in the configuration shown in FIGS.
In the conventional configuration, when the transparent electrode layer 26 is formed so that the transparent electrode layer 25 and the second back electrode layer 26 are not in contact with each other in the second through hole 28, the vicinity of the second through hole 28 is formed. Had been masked. Therefore, as shown in FIG. 10B, the transparent electrode layer 25 is not formed in the vicinity of the second through-hole 28. Therefore, in the conventional configuration, the effective area of the transparent electrode layer 25 is limited. Since the second through holes 28 are arranged at a predetermined interval in consideration of the electric resistance of the first and second back electrode layers 23b and 26, the transparent electrode layer 25 cannot be formed on the insulating substrate 22. Regions are provided at regular intervals. Therefore, there is a problem that the effective area of the transparent electrode layer 25 is reduced, and the output of the thin film solar cell 21 is also reduced in proportion thereto.

また、第2の貫通孔28の近傍をマスク処理するので、絶縁性基板22上の透明電極層25などとマスクとが接触することにより絶縁性基板22上の透明電極層25などが損傷する可能性があった。このように絶縁性基板22上にある層が損傷すると、リーク電流などが増加することになり、薄膜太陽電池21を製造する際の不良率が増加してしまうという問題もあった。   Further, since the vicinity of the second through hole 28 is masked, the transparent electrode layer 25 on the insulating substrate 22 and the like can be damaged when the transparent electrode layer 25 on the insulating substrate 22 and the mask come into contact with each other. There was sex. Thus, when the layer on the insulating substrate 22 is damaged, the leakage current and the like increase, and there is a problem that the defect rate when manufacturing the thin-film solar cell 21 increases.

また、特許文献2に開示された技術では、接続孔を導電性のある材料で塞いでいるので、接続孔における絶縁性が十分でなく、リーク電流が増加してしまうという問題があった。   Moreover, in the technique disclosed in Patent Document 2, since the connection hole is closed with a conductive material, there is a problem in that the insulation in the connection hole is not sufficient and the leakage current increases.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡易な手段で透明電極層の有効面積を広げて薄膜太陽電池の出力を増加させるとともに、第2の貫通孔における絶縁性を確保して薄膜太陽電池を製造する際の不良率を低下させることが可能な薄膜太陽電池及びその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and its purpose is to increase the effective area of the transparent electrode layer by simple means to increase the output of the thin film solar cell, and to increase the output of the second through hole. An object of the present invention is to provide a thin film solar cell capable of reducing the defect rate when manufacturing a thin film solar cell while ensuring insulation, and a method for manufacturing the same.

本発明に係る薄膜太陽電池によれば、絶縁性基板の一方の面には、裏面電極層と光電変換層と透明電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の他方の面には、第1の背面電極層と第2の背面電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成することにより前記絶縁性基板が複数のユニットセルに分割され、前記透明電極層と前記第2の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第1の貫通孔を介して電気的に接続され、前記裏面電極層と前記第1の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第2の貫通孔を介して電気的に接続され、隣接するユニットセルが直列接続されている薄膜太陽電池において、前記第2の貫通孔を塞ぐための絶縁性テープが、第1の背面電極層と第2の背面電極層の間に貼られ、前記透明電極層と前記第2の背面電極層とが、前記第2の貫通孔において前記絶縁性テープにより電気的に絶縁されているものとする。     According to the thin film solar cell according to the present invention, the back electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the transparent electrode layer are laminated in this order on one surface of the insulating substrate, and the other surface of the insulating substrate is stacked on the other surface. The first back electrode layer and the second back electrode layer are stacked in this order, and a plurality of the insulating substrates are formed by alternately forming patterning lines on the layers stacked on both surfaces of the insulating substrate. The transparent electrode layer and the second back electrode layer are electrically connected via a first through hole penetrating the insulating substrate, and the back electrode layer and the second back electrode layer are electrically connected to each other. In the thin film solar cell in which one back electrode layer is electrically connected via a second through hole penetrating the insulating substrate and adjacent unit cells are connected in series, the second through hole An insulating tape for sealing the first back electrode layer Affixed between the second back electrode layer, and the transparent electrode layer and the second back electrode layer is assumed to be electrically insulated by the insulating tape in the second through hole.

また、本発明の薄膜太陽電池によれば、前記絶縁性テープが、ポリイミド系耐熱性の粘着テープであると好ましい。
また、本発明の薄膜太陽電池によれば、前記絶縁性基板が、フィルム材料から形成されている。
Moreover, according to the thin film solar cell of this invention, it is preferable in the said insulating tape being a polyimide type heat resistant adhesive tape.
Moreover, according to the thin film solar cell of this invention, the said insulating substrate is formed from the film material.

また、本発明の薄膜太陽電池によれば、前記フィルム材料が、ポリイミド又はポリイミドアミドの耐熱性フィルムである。
また、本発明の薄膜太陽電池によれば、前記光電変換層が、アモルファス半導体或いはアモルファス化合物半導体、色素増感形太陽電池、有機太陽電池のなかのいずれかである。
Moreover, according to the thin film solar cell of this invention, the said film material is a heat resistant film of a polyimide or a polyimide amide.
Moreover, according to the thin film solar cell of this invention, the said photoelectric converting layer is either an amorphous semiconductor or an amorphous compound semiconductor, a dye-sensitized solar cell, and an organic solar cell.

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、絶縁性基板に第2の貫通孔を形成するステップと、前記絶縁性基板の一方の面に裏面電極層を形成するとともに、前記絶縁性基板の他方の面に第1の背面電極層を形成するステップと、前記裏面電極層及び前記第1の背面電極層を形成した後に、前記絶縁性基板に第1の貫通孔を形成するステップと、前記第2の貫通孔を塞ぐための絶縁性テープを、第1の背面電極層と第2の背面電極層の間に貼るステップと、前記絶縁性基板の一方の面側から光電変換層と透明電極層とを当該順で積層するとともに、前記絶縁性基板の他方の面側から第2の背面電極層を積層するステップと、前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成して、前記絶縁性基板を複数のユニットセルに分割するステップとを含むものとする。   In order to solve the above-described problems of the prior art, a method of manufacturing a thin film solar cell according to the present invention includes a step of forming a second through hole in an insulating substrate, and a back electrode layer on one surface of the insulating substrate. And forming a first back electrode layer on the other surface of the insulating substrate, and forming the back electrode layer and the first back electrode layer, and then forming a first back electrode layer on the insulating substrate. Forming a through hole, a step of applying an insulating tape for closing the second through hole between the first back electrode layer and the second back electrode layer, and one of the insulating substrates Laminating the photoelectric conversion layer and the transparent electrode layer in this order from the surface side of the substrate, laminating the second back electrode layer from the other surface side of the insulating substrate, and laminating the both surfaces of the insulating substrate Patterning lines alternately on the layer Form and is intended to include dividing the insulating substrate into a plurality of unit cells.

また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記第2の貫通孔を塞ぐための絶縁性テープを第1の背面電極層側に貼った後で、且つ前記絶縁性基板の一方の面側から前記光電変換層を積層する前に、加熱により前記絶縁性テープの脱ガス処理をし、さらに、前記絶縁性テープが熱硬化性のポリイミドの場合はキュア(硬化)をする。   In addition, according to the method for manufacturing a thin film solar cell of the present invention, after the insulating tape for closing the second through hole is pasted on the first back electrode layer side, and one of the insulating substrates Before laminating the photoelectric conversion layer from the surface side, the insulating tape is degassed by heating. Further, when the insulating tape is thermosetting polyimide, curing (curing) is performed.

また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記絶縁性テープが、ポリイミド系耐熱性の粘着テープであることが好ましい。
また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記絶縁性基板が、フィルム材料から形成されている。
Moreover, according to the manufacturing method of the thin film solar cell of this invention, it is preferable that the said insulating tape is a polyimide-type heat resistant adhesive tape.
Moreover, according to the manufacturing method of the thin film solar cell of this invention, the said insulating substrate is formed from the film material.

また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記フィルム材料が、ポリイミド又はポリイミドアミドの耐熱性フィルムである。
また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記第2の貫通孔を塞ぐための絶縁性テープを第1の背面電極層と第2の背面電極層の間に貼るステップは、前記フィルム材料を巻き出しロールもしくは搬送用ロールに一部巻きつけた状態で、前記第2の貫通孔を塞ぐための絶縁性テープを第1の背面電極層と第2の背面電極層の間に前記第2の貫通孔を覆って貼り付けた後、前記絶縁性テープを加熱により脱ガス処理をし、さらに、前記絶縁性テープが熱硬化性のポリイミドの場合はキュア(硬化)するステップである。
Moreover, according to the manufacturing method of the thin film solar cell of this invention, the said film material is a heat resistant film of a polyimide or a polyimide amide.
According to the method for manufacturing a thin film solar cell of the present invention, the step of applying an insulating tape for closing the second through hole between the first back electrode layer and the second back electrode layer includes In a state where the film material is partially wound around an unwinding roll or a transporting roll, an insulating tape for closing the second through hole is interposed between the first back electrode layer and the second back electrode layer. After the second through-hole is covered and pasted, the insulating tape is degassed by heating, and when the insulating tape is thermosetting polyimide, the insulating tape is cured (cured).

本発明に係る薄膜太陽電池によれば、絶縁性基板の一方の面には、裏面電極層と光電変換層と透明電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の他方の面には、第1の背面電極層と第2の背面電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成することにより前記絶縁性基板が複数のユニットセルに分割され、前記透明電極層と前記第2の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第1の貫通孔を介して電気的に接続され、前記裏面電極層と前記第1の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第2の貫通孔を介して電気的に接続され、隣接するユニットセルが直列接続されている薄膜太陽電池において、前記第2の貫通孔を塞ぐための絶縁性テープが、第1の背面電極層側に貼られ、前記絶縁性樹脂には、前記絶縁性基板の前記一方の面側から前記光電変換層と前記透明電極層とが積層されるとともに、前記絶縁性基板の前記他方の面側から前記第2の背面電極層が積層され、前記透明電極層と前記第2の背面電極層とが、前記第2の貫通孔において前記絶縁性テープにより電気的に絶縁されているので、第2の貫通孔の近傍にも透明電極層が積層されることになり、透明電極層の有効面積を広げて薄膜太陽電池の出力を増加させることができる。しかも、第二の貫通孔において透明電極と第二の背面電極との間に絶縁性テープが配置されるので、第二の貫通孔における絶縁性も確保できる。   According to the thin film solar cell according to the present invention, the back electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the transparent electrode layer are laminated in this order on one surface of the insulating substrate, and the other surface of the insulating substrate is stacked on the other surface. The first back electrode layer and the second back electrode layer are stacked in this order, and a plurality of the insulating substrates are formed by alternately forming patterning lines on the layers stacked on both surfaces of the insulating substrate. The transparent electrode layer and the second back electrode layer are electrically connected via a first through hole penetrating the insulating substrate, and the back electrode layer and the second back electrode layer are electrically connected to each other. In the thin film solar cell in which one back electrode layer is electrically connected via a second through hole penetrating the insulating substrate and adjacent unit cells are connected in series, the second through hole An insulating tape for sealing the first back electrode layer The insulating resin is laminated with the photoelectric conversion layer and the transparent electrode layer from the one surface side of the insulating substrate, and from the other surface side of the insulating substrate. Since the second back electrode layer is laminated and the transparent electrode layer and the second back electrode layer are electrically insulated by the insulating tape in the second through-hole, The transparent electrode layer is also laminated in the vicinity of the hole, and the effective area of the transparent electrode layer can be expanded to increase the output of the thin film solar cell. And since an insulating tape is arrange | positioned between a transparent electrode and a 2nd back electrode in a 2nd through-hole, the insulation in a 2nd through-hole can also be ensured.

また、本発明に係る薄膜太陽電池によれば、絶縁性テープとして、ポリイミド系耐熱性の粘着テープを用いることで、光電変換層や透明電極層及び第2の背面電極層形成時の高温プロセスに使用できる。   Moreover, according to the thin film solar cell according to the present invention, by using a polyimide heat-resistant adhesive tape as the insulating tape, it can be used in a high-temperature process when forming the photoelectric conversion layer, the transparent electrode layer, and the second back electrode layer. Can be used.

なお粘着テープは、光電変換層や透明電極層を形成するステップおよび脱ガスステップで加熱される温度以上の耐熱性が必要となり、具体的には250℃以上に、好ましくは300℃以上の耐熱性を持つものがよい。   The pressure-sensitive adhesive tape requires heat resistance higher than the temperature heated in the photoelectric conversion layer and transparent electrode layer forming step and the degassing step. Specifically, the heat resistance is 250 ° C. or higher, preferably 300 ° C. or higher. The one with is good.

また、本発明に係る薄膜太陽電池によれば、透明電極層と第二の背面電極層の絶縁を、絶縁テープを貼ることで行うため、短時間でかつ簡易な手段で実現できる。
また、本発明の薄膜太陽電池によれば、前記絶縁性基板が、フィルム材料から形成されているので、搬送用のロールで絶縁性基板を搬送する方式(例えば、ロールツーロール(Roll to Roll)方式)で製造することができ、効率的に薄膜太陽電池の製造を行うことができる。この際、フィルム基板を巻き取ったときのロール直径を小さくするためには、貫通孔を塞ぐための粘着テープの厚みは、0.1mm以下程度がよい。
Moreover, according to the thin film solar cell which concerns on this invention, since insulation of a transparent electrode layer and a 2nd back electrode layer is performed by sticking an insulating tape, it can implement | achieve with a simple means in a short time.
Further, according to the thin film solar cell of the present invention, since the insulating substrate is formed of a film material, the insulating substrate is transported by a transport roll (for example, roll-to-roll). The thin film solar cell can be efficiently manufactured. At this time, in order to reduce the roll diameter when the film substrate is wound, the thickness of the adhesive tape for closing the through hole is preferably about 0.1 mm or less.

また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、絶縁性基板に第2の貫通孔を形成するステップと、前記絶縁性基板の一方の面に裏面電極層を形成するとともに、前記絶縁性基板の他方の面に第1の背面電極層を形成するステップと、前記裏面電極層及び前記第1の背面電極層を形成した後に、前記絶縁性基板に第1の貫通孔を形成するステップと、前記第2の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置するステップと、前記第2の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置した後に、前記絶縁性基板の一方の面側から光電変換層と透明電極層とを当該順で積層するとともに、前記絶縁性基板の他方の面側から第2の背面電極層を積層するステップと、前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成して、前記絶縁性基板を複数のユニットセルに分割するステップとを含むので、従来のように第2の貫通孔の近傍にマスク処理を行う必要がなくなり、薄膜太陽電池の製造時の歩留まりが向上する。加えて、第2の貫通孔の近傍にマスク処理を行う必要がなくなるので、マスクと基板上の層とが接触して基板上の層が損傷することもなくなる。これにより、薄膜太陽電池においてリーク電流が増加することもなくなり、薄膜太陽電池を製造する際の不良率を低下させることができる。   According to the method for manufacturing a thin film solar cell of the present invention, the step of forming the second through hole in the insulating substrate, the formation of the back electrode layer on one surface of the insulating substrate, and the insulating property Forming a first back electrode layer on the other surface of the substrate; forming a first through hole in the insulating substrate after forming the back electrode layer and the first back electrode layer; A step of disposing an insulating resin inside the second through hole; and after disposing the insulating resin inside the second through hole, a photoelectric conversion layer from one surface side of the insulating substrate; The transparent electrode layers are laminated in this order, and the second back electrode layer is laminated from the other surface side of the insulating substrate, and the layers laminated on both surfaces of the insulating substrate are alternately patterned. Forming the line, said insulating substrate Because it includes a step of dividing into a plurality of unit cells, as in the prior art it eliminates the need for a masking process in the vicinity of the second through-hole, thereby improving the yield in the manufacture of thin film solar cells. In addition, since it is not necessary to perform mask processing in the vicinity of the second through hole, the mask and the layer on the substrate do not come into contact with each other and the layer on the substrate is not damaged. Thereby, leak current does not increase in the thin film solar cell, and the defect rate when manufacturing the thin film solar cell can be reduced.

また、第2の貫通孔の近傍にも透明電極層が積層されることになるので、透明電極層の有効面積を広げて薄膜太陽電池の出力を増加させることができる。しかも、第2の貫通孔において透明電極層と第2の背面電極層との間に絶縁性テープが配置されるので、第2の貫通孔における絶縁性も確保することができる。   Further, since the transparent electrode layer is also laminated in the vicinity of the second through-hole, the effective area of the transparent electrode layer can be expanded and the output of the thin film solar cell can be increased. In addition, since the insulating tape is disposed between the transparent electrode layer and the second back electrode layer in the second through hole, the insulating property in the second through hole can be ensured.

また、本発明に係る薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記第2の貫通孔を塞ぐため、第1の背面電極と第2の背面電極層の間に絶縁性テープを配置するステップは、前記フィルム材料を巻き出しロールもしくは搬送用ロールに一部巻きつけた状態で、前記第2の貫通孔を塞ぐため、第1の背面電極側に絶縁性テープを貼り、その後、前記絶縁性テープを加熱により脱ガスするステップであるので、フィルム材料がロールによって保持されて安定した状態となり、絶縁性テープの配置をより容易に行うことができる。   Further, according to the method for manufacturing a thin-film solar cell according to the present invention, the step of disposing an insulating tape between the first back electrode layer and the second back electrode layer in order to close the second through hole, In a state where the film material is partially wound around an unwinding roll or a transporting roll, an insulating tape is applied to the first back electrode side in order to close the second through hole, and then the insulating tape is attached. Since it is a step of degassing by heating, the film material is held by the roll to be in a stable state, and the insulating tape can be arranged more easily.

本発明の第1実施形態に係る薄膜太陽電池の平面図である。It is a top view of the thin film solar cell concerning a 1st embodiment of the present invention. (a)は、図1のA−A線断面図であり、(b)は、(a)におけるCの拡大図である。(A) is the sectional view on the AA line of FIG. 1, (b) is an enlarged view of C in (a). (a)は、図1のB−B線断面図であり、(b)は、(a)におけるDの拡大図である。(A) is the BB sectional drawing of FIG. 1, (b) is an enlarged view of D in (a). 本発明の第2実施形態に係る薄膜太陽電池の平面図である。It is a top view of the thin film solar cell which concerns on 2nd Embodiment of this invention. (a)は、図4のA−A線断面図であり、(b)は、(a)におけるCの拡大図である。(A) is the sectional view on the AA line of FIG. 4, (b) is an enlarged view of C in (a). (a)は、図4のB−B線断面図であり、(b)は、(a)におけるDの拡大図である。(A) is the BB sectional drawing of FIG. 4, (b) is an enlarged view of D in (a). 本発明の実施形態に係る薄膜太陽電池を製造する際のフローチャートである。It is a flowchart at the time of manufacturing the thin film solar cell which concerns on embodiment of this invention. 従来の薄膜太陽電池の平面図である。It is a top view of the conventional thin film solar cell. (a)は、図8のA−A線断面図であり、(b)は、(a)におけるCの拡大図である。(A) is the sectional view on the AA line of FIG. 8, (b) is an enlarged view of C in (a). (a)は、図8のB−B線断面図であり、(b)は、(a)におけるDの拡大図である。(A) is the BB sectional drawing of FIG. 8, (b) is an enlarged view of D in (a). 本発明の製造方法に関する図である。(a)は処理フローを示す図、(b)は全体構成を示す図である。It is a figure regarding the manufacturing method of this invention. (a) is a figure which shows a processing flow, (b) is a figure which shows the whole structure.

以下、本発明の実施形態に係る薄膜太陽電池を、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る薄膜太陽電池の平面図である。図2は、図1のA−A線断面図であり、(b)は、(a)におけるCの拡大図である。また、図3は、図1のB−B線断面図であり、(b)は、(a)におけるDの拡大図である。
[第1実施形態]
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る薄膜太陽電池1は、絶縁性基板2を備えている。この絶縁性基板2は、フィルム材料から形成されており、例えば、ポリイミドやポリイミドアミド、あるいはアルミド等の材料から形成されている。
Hereinafter, a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the thin-film solar cell according to the first embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and (b) is an enlarged view of C in (a). 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1, and (b) is an enlarged view of D in (a).
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 and 2, the thin-film solar cell 1 according to this embodiment includes an insulating substrate 2. The insulating substrate 2 is made of a film material, for example, a material such as polyimide, polyimide amide, or aluminide.

図2に示すように、絶縁性基板2の両面2a,2bには、Ag/ZnO等の金属からなる金属電極層3が形成されている。ここで、絶縁性基板2の一方の面2a上の金属電極層3は、裏面電極層3aとして機能し、絶縁性基板2の他方の面2b上の金属電極層3は、第1の背面電極層3bとして機能する。   As shown in FIG. 2, a metal electrode layer 3 made of a metal such as Ag / ZnO is formed on both surfaces 2a and 2b of the insulating substrate 2. Here, the metal electrode layer 3 on the one surface 2a of the insulating substrate 2 functions as the back electrode layer 3a, and the metal electrode layer 3 on the other surface 2b of the insulating substrate 2 is the first back electrode. It functions as the layer 3b.

また、図2に示すように、絶縁性基板2の一方の面2a上にある裏面電極層3aには、光電変換層4と透明電極層5とが当該順で積層されている。ここで、光電変換層4としては、アモルファス半導体やアモルファス化合物半導体、色素増感形太陽電池、又は有機太陽電池を用いることができる。一方、絶縁性基板2の他方の面2b上にある第1の背面電極層3bには、第2の背面電極層6が積層されている。   As shown in FIG. 2, the photoelectric conversion layer 4 and the transparent electrode layer 5 are laminated in this order on the back electrode layer 3 a on the one surface 2 a of the insulating substrate 2. Here, as the photoelectric conversion layer 4, an amorphous semiconductor, an amorphous compound semiconductor, a dye-sensitized solar cell, or an organic solar cell can be used. On the other hand, the second back electrode layer 6 is laminated on the first back electrode layer 3 b on the other surface 2 b of the insulating substrate 2.

図1に示すように、絶縁性基板2の一方の面2a上に積層された層(裏面電極層3a、光電変換層4、透明電極層5)は、レーザ加工による第1のパターニングライン9により複数に分割されている。   As shown in FIG. 1, the layers (back electrode layer 3a, photoelectric conversion layer 4, transparent electrode layer 5) laminated on one surface 2a of the insulating substrate 2 are formed by a first patterning line 9 by laser processing. It is divided into multiple parts.

また、図1及び図3に示すように、絶縁性基板2の他方の面2b上に積層された層(第1の背面電極層3b、第2の背面電極層6)も同様に、レーザ加工による第2のパターニングライン10により複数に分割されている。ここで、第1のパターニングライン9及び第2パターニングライン10は、絶縁性基板2において互い違いに配置されている。   Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the layers (first back electrode layer 3b and second back electrode layer 6) laminated on the other surface 2b of the insulating substrate 2 are similarly laser processed. The second patterning line 10 is divided into a plurality of parts. Here, the first patterning lines 9 and the second patterning lines 10 are alternately arranged on the insulating substrate 2.

図1及び図2に示すように、絶縁性基板2には、絶縁性基板2を貫通する第1の貫通孔7が設けられている。透明電極層5と第2の背面電極層6とは、第1の貫通孔7の側壁部7a上で互いに重なり合うような形で接続している。これにより、絶縁性基板2の一方の面2a上の各層と他方の面2b上の各層とからなるユニットセル(単位太陽電池)が形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the insulating substrate 2 is provided with a first through hole 7 that penetrates the insulating substrate 2. The transparent electrode layer 5 and the second back electrode layer 6 are connected so as to overlap each other on the side wall portion 7 a of the first through hole 7. Thereby, the unit cell (unit solar cell) which consists of each layer on the one surface 2a of the insulating substrate 2 and each layer on the other surface 2b is formed.

また、図1及び図3に示すように、絶縁性基板2には、絶縁性基板2を貫通する第2の貫通孔8が設けられている。裏面電極層3aと第1の背面電極層3bとは、第2の貫通孔8の側壁部8aを介して電気的に接続されている。すなわち、隣接し合うユニットセルが第2の貫通孔8により電気的に接続されている。詳細には、第1及び第2の貫通孔7,8は、第1及び第2の背面電極層3b,6→第1の貫通孔7→透明電極層5→光電変換層4→裏面電極層3a→第2の貫通孔8→第1の背面電極層3bの順に接続するために利用されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the insulating substrate 2 is provided with a second through hole 8 that penetrates the insulating substrate 2. The back electrode layer 3 a and the first back electrode layer 3 b are electrically connected via the side wall 8 a of the second through hole 8. That is, adjacent unit cells are electrically connected by the second through hole 8. Specifically, the first and second through holes 7 and 8 are formed by the first and second back electrode layers 3b and 6 → the first through hole 7 → the transparent electrode layer 5 → the photoelectric conversion layer 4 → the back electrode layer. It is used for connecting in the order of 3a → second through hole 8 → first back electrode layer 3b.

以上のように、隣接し合うユニットセルを電気的に直列接続することにより、薄膜太陽電池1が構成されている。
本実施形態の特徴としては、図3に示すように、第2の貫通孔8を塞ぐため、第1の背面電極の反基板側には、絶縁性テープ11が配置されている。絶縁性テープ11の一方の面11aには、光電変換層4と透明電極層5とが積層されている。また、絶縁性テープ11の他方の面11bには、第2の背面電極層6が積層されている。
As described above, the thin film solar cell 1 is configured by electrically connecting adjacent unit cells in series.
As a feature of the present embodiment, as shown in FIG. 3, an insulating tape 11 is disposed on the opposite side of the first back electrode to close the second through hole 8. The photoelectric conversion layer 4 and the transparent electrode layer 5 are laminated on one surface 11 a of the insulating tape 11. The second back electrode layer 6 is laminated on the other surface 11 b of the insulating tape 11.

以上のような構成から、透明電極層5と第2の背面電極層6とは、第2の貫通孔8において絶縁性テープ11により電気的に絶縁されている。
なお、第2の貫通孔8を塞ぐため、第1の背面電極層と第2の背面電極層の間に配置する絶縁性テープ11としては、ポリイミドの耐熱性の粘着テープを用いることができる。耐熱温度は250度以上が好ましい。例えば、住友スリーエム株式会社のポリイミドテープ(5413等)のような、高耐熱性のシリコーン系粘着材と、耐熱性が高い絶縁性のポリイミドからなる粘着テープのような、高耐熱性の粘着材および高耐熱性のシートからなる粘着テープを使用することができる。粘着材として、住友スリーエム株式会社の7414のようなアクリル系としてもよい。また、更に、ポリイミドシート上に熱硬化性のポリイミドを塗ったものや、ポリイミドシート上に熱可塑性ポリイミド(例えば住友化学のLARC-TPI)を組み合わせたものでもよい。
From the above configuration, the transparent electrode layer 5 and the second back electrode layer 6 are electrically insulated by the insulating tape 11 in the second through hole 8.
In addition, in order to block the 2nd through-hole 8, the heat resistant adhesive tape of a polyimide can be used as the insulating tape 11 arrange | positioned between a 1st back electrode layer and a 2nd back electrode layer. The heat resistant temperature is preferably 250 degrees or more. For example, high heat-resistant adhesives such as polyimide tapes (5413, etc.) from Sumitomo 3M Limited, and high-heat-resistant silicone adhesives and adhesive tapes made of insulating polyimides with high heat resistance An adhesive tape made of a highly heat-resistant sheet can be used. The adhesive material may be acrylic such as 7414 of Sumitomo 3M Limited. Further, a polyimide sheet coated with a thermosetting polyimide or a polyimide sheet combined with a thermoplastic polyimide (for example, LARC-TPI from Sumitomo Chemical) may be used.

次に、本発明の実施形態に係る薄膜太陽電池の製造方法について図面を参照して説明する。図7は、本実施形態に係る薄膜太陽電池1を製造する際のフローチャートである。
本実施形態に係る薄膜太陽電池1は、絶縁性基板2として上述したようなフィルム材料を用いる。薄膜太陽電池1を製造する方法としては、ロールツーロール方式やインクジェットによる印刷技術を用いる。例えば、ロールツーロール方式は、フィルム材料の基板が複数のロール(搬送手段)によって搬送され、連続して配置された成膜室内において基板上に連続的に薄膜を成膜する方式である。
Next, the manufacturing method of the thin film solar cell which concerns on embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 7 is a flowchart for manufacturing the thin-film solar cell 1 according to this embodiment.
The thin film solar cell 1 according to this embodiment uses the film material as described above as the insulating substrate 2. As a method for manufacturing the thin-film solar cell 1, a roll-to-roll method or an ink jet printing technique is used. For example, the roll-to-roll method is a method in which a film material substrate is conveyed by a plurality of rolls (conveying means), and a thin film is continuously formed on the substrate in a film forming chamber that is continuously arranged.

薄膜太陽電池1を製造する際には、図7に示すように、まずステップS1において、絶縁性基板2の前処理を行う。具体的には、絶縁性基板2をプラズマ中に曝す事によって表面を洗浄する等の前処理を行なう。   When the thin-film solar cell 1 is manufactured, as shown in FIG. 7, first, in step S1, the insulating substrate 2 is pretreated. Specifically, pretreatment such as cleaning the surface by exposing the insulating substrate 2 to plasma is performed.

次に、ステップS2において、絶縁性基板2に第2の貫通孔8を形成する。第2の貫通孔8はパンチング(穿孔法)により形成する。第2の貫通孔8の形状としては、直径が1mmの円形としている。第2の貫通孔8は、円形の直径を0.05−1mmの範囲で設定される。また、第2の貫通孔8の穿孔数は設計に応じて調整することができる。   Next, in step S <b> 2, the second through hole 8 is formed in the insulating substrate 2. The second through hole 8 is formed by punching (a perforating method). The shape of the second through hole 8 is a circle having a diameter of 1 mm. The second through hole 8 has a circular diameter in the range of 0.05-1 mm. The number of perforations in the second through hole 8 can be adjusted according to the design.

次に、ステップS3において、スパッタリング処理を行うことにより絶縁性基板2の両面2a,2bに裏面電極層3a及び第1の背面電極層3bを形成する。この際、裏面電極層3a及び第1の背面電極層3bが第2の貫通孔8を介して電気的に接続することになる。   Next, in step S3, a back electrode layer 3a and a first back electrode layer 3b are formed on both surfaces 2a and 2b of the insulating substrate 2 by performing a sputtering process. At this time, the back electrode layer 3 a and the first back electrode layer 3 b are electrically connected through the second through hole 8.

その後、ステップS4において、絶縁性基板2の両面2a,2bに形成した層をレーザ加工により直線状に除去して1次パターングライン(図示せず)を形成する。この際、絶縁性基板2の両面2a,2bに形成するラインは、互いにずらして形成される。   Thereafter, in step S4, the layers formed on both surfaces 2a and 2b of the insulating substrate 2 are linearly removed by laser processing to form a primary pattern line (not shown). At this time, the lines formed on both surfaces 2a and 2b of the insulating substrate 2 are formed so as to be shifted from each other.

そして、ステップS5において、絶縁性基板2に第1の貫通孔7を形成する。第1の貫通孔7はパンチングにより形成する。
次に、ステップS6において、第2の貫通孔8を塞ぐため、第1の背面電極と第2の背面電極層の間に絶縁性テープ11を貼る。第2の貫通孔8を塞ぐため、第一の背面電極側に絶縁性テープ11を貼る方法としては、フィルム基板2を巻き出しロールもしくは搬送用ロールに一部巻きつけた状態でフィルム基板2を搬送し、第2の貫通孔8が巻き出しロールもしくは搬送ロールに巻きついた位置で、第2の貫通孔8を塞ぐように絶縁性テープ11をフィルム基板の第一の背面電極の反基板側からロールに押し付けて貼りつける方法がある。
In step S <b> 5, the first through hole 7 is formed in the insulating substrate 2. The first through hole 7 is formed by punching.
Next, in step S <b> 6, an insulating tape 11 is applied between the first back electrode and the second back electrode layer in order to close the second through hole 8. As a method of sticking the insulating tape 11 on the first back electrode side in order to block the second through-hole 8, the film substrate 2 is partially wound around the unwinding roll or the transporting roll. At the position where the second through-hole 8 is conveyed and wound around the unwinding roll or the conveyance roll, the insulating tape 11 is placed on the side opposite to the first back electrode of the film substrate so as to close the second through-hole 8. There is a method of pressing and sticking to a roll.

プロセスの詳細は次の通りとした。
まず、プロセスのフローを図11(a)に、装置全体を(b)に示す。
基板2が基板巻き出し部21から巻き出される、貫通孔8が基板巻き出し部21のロールに巻き付いた位置で、絶縁テープを絶縁テープ巻き出し部23から押し出し、フィルム基板2の第1の背面電極の反基板側から貼り付ける。その後に、加熱処理部25で、加熱により絶縁性テープ11の脱ガス処理をし、さらに、前記絶縁性テープ11が熱硬化性のポリイミドの場合はキュアをし、基板2を基板巻取り部22に巻き取る。図示していないが、絶縁性テープ11のフィルム基板2の第1の背面電極の反基板側からの貼り付けは、基板巻き出し部21と加熱処理部25との間に配置された搬送ロール26の箇所において行なっても良い。
The details of the process are as follows.
First, FIG. 11A shows the process flow, and FIG. 11B shows the entire apparatus.
At the position where the substrate 2 is unwound from the substrate unwinding portion 21 and the through hole 8 is wound around the roll of the substrate unwinding portion 21, the insulating tape is pushed out from the insulating tape unwinding portion 23, and the first back surface of the film substrate 2 Affix from the opposite side of the electrode. Thereafter, the insulating tape 11 is degassed by heating in the heat treatment section 25. Further, when the insulating tape 11 is thermosetting polyimide, curing is performed, and the substrate 2 is taken up by the substrate winding section 22. Take up around. Although not shown in the drawings, the first tape of the insulating tape 11 from the opposite side of the first back electrode of the film substrate 2 is attached to the transport roll 26 disposed between the substrate unwinding portion 21 and the heat treatment portion 25. You may carry out in the part of.

絶縁性テープ貼り付け部24では、貫通孔8が絶縁性テープ貼り付け部24にある位置で、絶縁性テープ11を押し出して貫通孔8を塞ぐように貼り付けたら、絶縁性テープ11はカットしてフィルム基板2から離す。フィルム基板2が搬送されて次の貫通孔8が絶縁性テープ貼り付け部24にきたら、また絶縁性テープ11を貼り付けることを繰り返していく。この手順は、絶縁性テープ貼り付け部24が基板巻き出し部21に対向している場合も、搬送ロール26に対向している場合も同じである。   In the insulating tape attaching part 24, when the insulating tape 11 is pushed out and attached so as to close the through hole 8 at the position where the through hole 8 is in the insulating tape attaching part 24, the insulating tape 11 is cut. To separate from the film substrate 2. When the film substrate 2 is transported and the next through-hole 8 comes to the insulating tape attaching part 24, the attaching of the insulating tape 11 is repeated. This procedure is the same when the insulating tape attaching part 24 faces the substrate unwinding part 21 and when it faces the transport roll 26.

次に、ステップS7において、裏面電極層3a及び第1の背面電極層3bや絶縁性テープ11が形成された絶縁性基板2を加熱炉等で脱ガス処理をし、さらに、前記絶縁性テープが熱硬化性のポリイミドの場合はキュアする。   Next, in step S7, the insulating substrate 2 on which the back electrode layer 3a and the first back electrode layer 3b and the insulating tape 11 are formed is degassed in a heating furnace or the like. Cure for thermosetting polyimide.

そして、ステップS8において、絶縁性基板2の裏面電極層3a上に光電変換層4を形成し、その後、ステップS9において、光電変換層4上に更に透明電極層5を形成する。この際、図3(b)に示すように、絶縁性テープ11の一方の面11aにも、光電変換層4と透明電極層5とが積層されることになる。   In step S8, the photoelectric conversion layer 4 is formed on the back electrode layer 3a of the insulating substrate 2, and then in step S9, the transparent electrode layer 5 is further formed on the photoelectric conversion layer 4. At this time, as shown in FIG. 3B, the photoelectric conversion layer 4 and the transparent electrode layer 5 are also laminated on one surface 11 a of the insulating tape 11.

次に、ステップS10において、絶縁性基板2の第1の背面電極層3b上に第2の背面電極層6を形成する。この際、図3(b)に示すように、絶縁性テープ11の他方の面11bに第2の背面電極層6が積層されることになる。   Next, in step S <b> 10, the second back electrode layer 6 is formed on the first back electrode layer 3 b of the insulating substrate 2. At this time, as shown in FIG. 3B, the second back electrode layer 6 is laminated on the other surface 11 b of the insulating tape 11.

次に、ステップS11において、ステップS4で形成した1次パターニングライン上の光電変換層4及び透明電極層5を、レーザ加工により再度直線状に除去して第1のパターニングライン9を形成する。   Next, in step S11, the photoelectric conversion layer 4 and the transparent electrode layer 5 on the primary patterning line formed in step S4 are removed again linearly by laser processing to form a first patterning line 9.

さらに、ステップS12において、ステップS4で形成した1次パターニングライン上の第2の背面電極層6を、レーザ加工により再度直線状に除去して第2のパターニングライン10を形成する。これら第1及び第2のパターニングライン9,10により絶縁性基板2上の層が複数のユニットセルに分離され、薄膜太陽電池1の直列接続が完成する。   Further, in step S12, the second back electrode layer 6 on the primary patterning line formed in step S4 is again removed by laser processing to form a second patterning line 10 again. The layers on the insulating substrate 2 are separated into a plurality of unit cells by the first and second patterning lines 9 and 10, and the series connection of the thin film solar cells 1 is completed.

本発明の第1実施形態に係る薄膜太陽電池1によれば、絶縁性基板2の一方の面2aには、裏面電極層3aと光電変換層4と透明電極層5とが当該順で積層され、絶縁性基板2の他方の面2bには、第1の背面電極層3bと第2の背面電極層6とが当該順で積層され、絶縁性基板2の両面2a,2bに積層した層に対して互い違いに第1及び第2のパターニングライン9,10を形成することにより絶縁性基板2が複数のユニットセルに分割され、透明電極層5と第2の背面電極層6とが、絶縁性基板2を貫通する第1の貫通孔7を介して電気的に接続され、裏面電極層3aと第1の背面電極層3bとが、絶縁性基板2を貫通する第2の貫通孔8を介して電気的に接続され、隣接するユニットセルが直列接続されている薄膜太陽電池1において、第2の貫通孔8を塞ぐために、第一の背面電極側に絶縁性テープ11が配置され、絶縁性テープ11には、絶縁性基板2の一方の面2a側から光電変換層4と透明電極層5とが積層されるとともに、絶縁性基板2の他方の面2b側から第2の背面電極層6が積層され、透明電極層5と第2の背面電極層6とが、第2の貫通孔8において絶縁性テープ11により電気的に絶縁されているので、第2の貫通孔8の近傍にも透明電極層5が積層されることになり、透明電極層5の有効面積を広げて薄膜太陽電池1の出力を増加させることができる。しかも、第2の貫通孔8において透明電極層5と第2の背面電極層6との間に絶縁性テープ11が配置されるので、第2の貫通孔8における絶縁性も確保することができる。   According to the thin-film solar cell 1 according to the first embodiment of the present invention, the back electrode layer 3a, the photoelectric conversion layer 4, and the transparent electrode layer 5 are laminated in this order on one surface 2a of the insulating substrate 2. The first back electrode layer 3b and the second back electrode layer 6 are laminated in this order on the other surface 2b of the insulating substrate 2, and the layers laminated on both surfaces 2a and 2b of the insulating substrate 2 On the other hand, by alternately forming the first and second patterning lines 9 and 10, the insulating substrate 2 is divided into a plurality of unit cells, and the transparent electrode layer 5 and the second back electrode layer 6 are insulated. The first and second back electrode layers 3a and 3b are electrically connected via a first through hole 7 penetrating the substrate 2, and the second through hole 8 penetrating the insulating substrate 2 is connected to the back electrode layer 3a and the first back electrode layer 3b. The thin film solar cell 1 is electrically connected to each other and adjacent unit cells are connected in series. In order to close the second through-hole 8, an insulating tape 11 is disposed on the first back electrode side, and the insulating tape 11 is transparent to the photoelectric conversion layer 4 from the one surface 2 a side of the insulating substrate 2. The electrode layer 5 is laminated, the second back electrode layer 6 is laminated from the other surface 2b side of the insulating substrate 2, and the transparent electrode layer 5 and the second back electrode layer 6 are Since the through hole 8 is electrically insulated by the insulating tape 11, the transparent electrode layer 5 is also laminated in the vicinity of the second through hole 8, and the effective area of the transparent electrode layer 5 is expanded. The output of the thin film solar cell 1 can be increased. And since the insulating tape 11 is arrange | positioned between the transparent electrode layer 5 and the 2nd back electrode layer 6 in the 2nd through-hole 8, the insulation in the 2nd through-hole 8 can also be ensured. .

本発明の第1実施形態に係る薄膜太陽電池1の製造方法によれば、絶縁性基板2に第2の貫通孔8を形成するステップと、絶縁性基板2の一方の面2aに裏面電極層3aを形成するとともに、絶縁性基板2の他方の面2bに第1の背面電極層3bを形成するステップと、裏面電極層3a及び第1の背面電極層3bを形成した後に、絶縁性基板2に第1の貫通孔7を形成するステップと、第2の貫通孔8を塞ぐため、第一の背面電極と第2の背面電極層の間に絶縁性テープ11を配置するステップと、絶縁性基板2の一方の面2a側から光電変換層4と透明電極層5とを当該順で積層するとともに、絶縁性基板2の他方の面2b側から第2の背面電極層6を積層するステップと、絶縁性基板2の両面2a,2bに積層した層に対して互い違いに第1及び第2のパターニングライン9,10を形成して、絶縁性基板2を複数のユニットセルに分割するステップとを含むので、従来のように第2の貫通孔の近傍にマスク処理を行う必要がなくなり、薄膜太陽電池1の製造時の歩留まりが向上する。   According to the method for manufacturing the thin-film solar cell 1 according to the first embodiment of the present invention, the step of forming the second through-hole 8 in the insulating substrate 2 and the back electrode layer on one surface 2a of the insulating substrate 2 3a, and forming the first back electrode layer 3b on the other surface 2b of the insulating substrate 2, and after forming the back electrode layer 3a and the first back electrode layer 3b, the insulating substrate 2 Forming a first through-hole 7 in the substrate, disposing an insulating tape 11 between the first back electrode layer and the second back electrode layer to close the second through-hole 8, and insulating properties Laminating the photoelectric conversion layer 4 and the transparent electrode layer 5 in this order from the one surface 2a side of the substrate 2 and laminating the second back electrode layer 6 from the other surface 2b side of the insulating substrate 2; The layers stacked on both surfaces 2a and 2b of the insulating substrate 2 are staggered. Forming the first and second patterning lines 9 and 10 and dividing the insulating substrate 2 into a plurality of unit cells, so that it is necessary to perform mask processing in the vicinity of the second through hole as in the prior art. The yield at the time of manufacturing the thin film solar cell 1 is improved.

加えて、第2の貫通孔8の近傍にマスク処理を行う必要がなくなるので、マスクと絶縁性基板2上の層とが接触して絶縁性基板2上の層が損傷することもなくなる。これにより、薄膜太陽電池1においてリーク電流が増加することもなくなり、薄膜太陽電池1を製造する際の不良率を低下させることができる。
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態に係る薄膜太陽電池1を、図面を参照しながら説明する。図4は、第2実施形態に係る薄膜太陽電池の平面図である。図5は、図4のA−A線断面図であり、(b)は、(a)におけるCの拡大図である。また、図6は、図4のB−B線断面図であり、(b)は、(a)におけるDの拡大図である。なお、前述した実施形態で説明したものと同様の部分については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
In addition, since it is not necessary to perform mask processing in the vicinity of the second through-hole 8, the mask and the layer on the insulating substrate 2 do not come into contact with each other and the layer on the insulating substrate 2 is not damaged. Thereby, the leakage current does not increase in the thin film solar cell 1, and the defect rate when the thin film solar cell 1 is manufactured can be reduced.
[Second Embodiment]
Hereinafter, a thin film solar cell 1 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a plan view of the thin-film solar cell according to the second embodiment. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4, and (b) is an enlarged view of C in (a). 6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4, and (b) is an enlarged view of D in (a). In addition, about the part similar to what was demonstrated by embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

この第2実施形態においては、図4に示すように、第2の貫通孔8が、絶縁性基板2の幅方向に間隔をおいて複数形成されている。
図8〜10の従来例では、透明電極層25を部分的に形成していたため、第2の貫通孔28は、絶縁性基板22の幅方向の両端部にのみ設けられ、絶縁性基板22の幅方向に分散して配置することができなかった。
In the second embodiment, as shown in FIG. 4, a plurality of second through holes 8 are formed at intervals in the width direction of the insulating substrate 2.
8 to 10, since the transparent electrode layer 25 is partially formed, the second through holes 28 are provided only at both ends in the width direction of the insulating substrate 22. It was not possible to disperse and arrange in the width direction.

この第2実施形態の薄膜太陽電池1によれば、第2の貫通孔8を絶縁性基板2の幅方向に分散して配置でき、第2の貫通孔8の間隔を小さくすることができる。これにより、基板の幅方向でのジュールロスが低下して、薄膜太陽電池1の出力を改善させることができる。   According to the thin-film solar cell 1 of the second embodiment, the second through holes 8 can be distributed and arranged in the width direction of the insulating substrate 2, and the interval between the second through holes 8 can be reduced. Thereby, the Joule loss in the width direction of the substrate is reduced, and the output of the thin film solar cell 1 can be improved.

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
上述の実施形態では、第2の貫通孔8を設ける際に、型を用いたパンチング(穿孔法)が利用されているが、レーザを用いて第2の貫通孔8内に段差を設けて、絶縁性樹脂11を第2の貫通孔8の内部に埋め易くすることもできる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention.
In the above-described embodiment, when the second through hole 8 is provided, punching using a mold (perforation method) is used, but a step is provided in the second through hole 8 using a laser, The insulating resin 11 can be easily embedded in the second through hole 8.

上述の実施形態では、絶縁性テープ11を貼るステップは、第2の貫通孔8を形成した直後に行っているが、第2の貫通孔8を形成した後で且つ透明電極層5を形成する前であれば、どの工程でも適用することが可能である。ただし、図7で示すフローチャートの順で行うと、薄膜太陽電池1の良品率がより改善する。   In the above-described embodiment, the step of applying the insulating tape 11 is performed immediately after the second through hole 8 is formed. However, after the second through hole 8 is formed, the transparent electrode layer 5 is formed. Any process can be applied as long as it is before. However, if it is performed in the order of the flowchart shown in FIG.

1 薄膜太陽電池
2 絶縁性基板
3 金属電極層
3a 裏面電極層
3b 第1の背面電極層
4 光電変換層
5 透明電極層
6 第2の背面電極層
7 第1の貫通孔
8 第2の貫通孔
9 第1のパターニングライン
10 第2のパターニングライン
11 絶縁性テープ
21 基板巻き出し部
22 基板巻取り部
23 絶縁性テープ巻き出し部
24 絶縁性テープ貼り付け部
25 加熱処理部
26 搬送ロール


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thin film solar cell 2 Insulating substrate 3 Metal electrode layer 3a Back surface electrode layer 3b 1st back surface electrode layer 4 Photoelectric conversion layer 5 Transparent electrode layer 6 2nd back surface electrode layer 7 1st through-hole 8 2nd through-hole DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 1st patterning line 10 2nd patterning line 11 Insulating tape 21 Substrate unwinding part 22 Substrate winding-up part 23 Insulating tape unwinding part 24 Insulating tape sticking part 25 Heat processing part 26 Conveyance roll


Claims (11)

絶縁性基板の一方の面には、裏面電極層と光電変換層と透明電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の他方の面には、第1の背面電極層と第2の背面電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成することにより前記絶縁性基板が複数のユニットセルに分割され、前記透明電極層と前記第2の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第1の貫通孔を介して電気的に接続され、前記裏面電極層と前記第1の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第2の貫通孔を介して電気的に接続され、隣接するユニットセルが直列接続されている薄膜太陽電池において、前記第2の貫通孔を塞ぐための絶縁性テープが、第1の背面電極層と第2の背面電極層の間に貼られ、前記透明電極層と前記第2の背面電極層とが、前記第2の貫通孔において前記絶縁性テープにより電気的に絶縁されていることを特徴とする薄膜太陽電池。   A back electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a transparent electrode layer are laminated in this order on one surface of the insulating substrate, and a first back electrode layer and a second electrode layer are stacked on the other surface of the insulating substrate. Back electrode layers are stacked in this order, and the insulating substrate is divided into a plurality of unit cells by alternately forming pattern lines on the layers stacked on both sides of the insulating substrate, and the transparent electrode layer And the second back electrode layer are electrically connected through a first through-hole penetrating the insulating substrate, and the back electrode layer and the first back electrode layer are electrically insulating. In the thin film solar cell electrically connected through the second through hole penetrating the substrate and adjacent unit cells are connected in series, the insulating tape for closing the second through hole is a first tape. Pasted between the back electrode layer and the second back electrode layer Thin-film solar cells and the transparent electrode layer and the second back electrode layer is characterized in that it is electrically insulated by the insulating tape in the second through hole. 前記絶縁性テープが、ポリイミド系耐熱性の粘着テープであることを特徴とする請求項1に記載の薄膜太陽電池。   The thin film solar cell according to claim 1, wherein the insulating tape is a polyimide heat-resistant adhesive tape. 前記絶縁性基板が、フィルム材料から形成されていることを特徴とする請求項1ないし2のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池。   3. The thin film solar cell according to claim 1, wherein the insulating substrate is made of a film material. 前記フィルム材料が、ポリイミド又はポリイミドアミドの耐熱性フィルムであることを特徴とする請求項4に記載の薄膜太陽電池。   The thin film solar cell according to claim 4, wherein the film material is a heat-resistant film of polyimide or polyimide amide. 前記光電変換層が、アモルファス半導体或いはアモルファス化合物半導体、色素増感形太陽電池、有機太陽電池のなかのいずれかであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池。   5. The thin film solar according to claim 1, wherein the photoelectric conversion layer is one of an amorphous semiconductor, an amorphous compound semiconductor, a dye-sensitized solar cell, and an organic solar cell. battery. 絶縁性基板に第2の貫通孔を形成するステップと、前記絶縁性基板の一方の面に裏面電極層を形成するとともに、前記絶縁性基板の他方の面に第1の背面電極層を形成するステップと、前記裏面電極層及び前記第1の背面電極層を形成した後に、前記絶縁性基板に第1の貫通孔を形成するステップと、前記第2の貫通孔を塞ぐための絶縁性テープを、第1の背面電極層と第2の背面電極層の間に貼るステップと、前記絶縁性基板の一方の面側から光電変換層と透明電極層とを当該順で積層するとともに、前記絶縁性基板の他方の面側から第2の背面電極層を積層するステップと、前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成して、前記絶縁性基板を複数のユニットセルに分割するステップとを含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。   Forming a second through hole in the insulating substrate; forming a back electrode layer on one surface of the insulating substrate; and forming a first back electrode layer on the other surface of the insulating substrate. A step of forming a first through hole in the insulating substrate after forming the back electrode layer and the first back electrode layer; and an insulating tape for closing the second through hole. The step of attaching between the first back electrode layer and the second back electrode layer, and laminating the photoelectric conversion layer and the transparent electrode layer in this order from one surface side of the insulating substrate, and the insulating property A step of laminating a second back electrode layer from the other surface side of the substrate, and patterning lines are alternately formed on the layers laminated on both surfaces of the insulating substrate, whereby the insulating substrate is formed into a plurality of unit cells. Dividing into Method of manufacturing a thin film solar cell according to symptoms. 前記第2の貫通孔を塞ぐための絶縁性テープを第1の背面電極層側に貼った後で、且つ前記前記絶縁性基板の一方の面側から前記光電変換層を積層する前に、加熱により前記絶縁性テープの脱ガス処理をし、さらに、前記絶縁性テープが熱硬化性材料の場合は加熱硬化することを特徴とする請求項7に記載の薄膜太陽電池の製造方法。   After pasting an insulating tape for closing the second through hole on the first back electrode layer side, and before laminating the photoelectric conversion layer from one surface side of the insulating substrate, heating is performed. The method of manufacturing a thin-film solar cell according to claim 7, wherein the insulating tape is degassed by heating, and further, when the insulating tape is a thermosetting material, the insulating tape is heat-cured. 前記絶縁性テープが、ポリイミド又はポリイミドアミドの耐熱性の粘着テープであることを特徴とする請求項6又は7に記載の薄膜太陽電池の製造方法。   8. The method for manufacturing a thin-film solar cell according to claim 6, wherein the insulating tape is a heat-resistant adhesive tape of polyimide or polyimide amide. 前記絶縁性基板が、フィルム材料から形成されていることを特徴とする請求項6に記載の薄膜太陽電池の製造方法。   7. The method for manufacturing a thin-film solar cell according to claim 6, wherein the insulating substrate is made of a film material. 前記フィルム材料が、ポリイミド又はポリイミドアミドの耐熱性フィルムであることを特徴とする請求項9に記載の薄膜太陽電池の製造方法。   10. The method for manufacturing a thin-film solar cell according to claim 9, wherein the film material is a heat-resistant film of polyimide or polyimide amide. 前記第2の貫通孔を塞ぐための絶縁性テープを第1の背面電極層側に貼るステップは、前記フィルム材料を巻き出しロールもしくは搬送用ロールに一部巻きつけた状態で前記第2の貫通孔を塞ぐための絶縁性テープを第1の背面電極層側に前記第2の貫通孔を覆って貼り付けた後、前記絶縁性テープを加熱により脱ガスするステップであることを特徴とする請求項9又は10に記載の薄膜太陽電池の製造方法。

The step of affixing an insulating tape for closing the second through-hole to the first back electrode layer side includes the second penetrating in a state in which the film material is partially wound around an unwinding roll or a transporting roll. An insulating tape for closing the hole is attached to the first back electrode layer side so as to cover the second through hole, and then the insulating tape is degassed by heating. Item 11. A method for producing a thin-film solar cell according to Item 9 or 10.

JP2010180463A 2010-08-11 2010-08-11 Thin film solar cell and method for manufacturing the same Pending JP2012039038A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010180463A JP2012039038A (en) 2010-08-11 2010-08-11 Thin film solar cell and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010180463A JP2012039038A (en) 2010-08-11 2010-08-11 Thin film solar cell and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012039038A true JP2012039038A (en) 2012-02-23

Family

ID=45850665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010180463A Pending JP2012039038A (en) 2010-08-11 2010-08-11 Thin film solar cell and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012039038A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013136752A1 (en) * 2012-03-13 2013-09-19 富士電機株式会社 Thin film solar cell

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013136752A1 (en) * 2012-03-13 2013-09-19 富士電機株式会社 Thin film solar cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103474494A (en) Back-sheet for photovoltaic modules comprising back-contact solar cells
CN105472906A (en) Flexible and hard combined circuit board and manufacturing method thereof
US20180355495A1 (en) Metalization of flexible polymer sheets
JP2015032377A (en) Base material for tab lead material, method of manufacturing base material for tab lead material, and method of manufacturing tab lead material
TW201722703A (en) Method of producing laminate
JP2012039038A (en) Thin film solar cell and method for manufacturing the same
JP2012195423A (en) Manufacturing method of multilayer wiring board and multilayered antenna
JP2012023290A (en) Method for manufacturing thin film solar cell
WO2012172827A1 (en) Thin film solar cell and method for manufacturing same
JP3687198B2 (en) Method for manufacturing thin film semiconductor device
WO2012108231A1 (en) Thin-film solar cell and method of manufacturing thereof
JP5387788B2 (en) Thin film solar cell and manufacturing method thereof
CN108141937B (en) Method for manufacturing organic electronic element
JP5569139B2 (en) Solar cell module
JP2009283544A (en) Thin-film solar cell, and method of manufacturing the same
JP2011198935A (en) Thin film solar cell and method of manufacturing the same
JP5023914B2 (en) Thin film manufacturing apparatus and thin film manufacturing method
JP4379557B2 (en) Thin film solar cell manufacturing method and manufacturing apparatus
JP2006319081A (en) Solar cell module and method for manufacturing same
JP3564928B2 (en) Manufacturing method of thin film solar cell
JP2002103511A (en) Method and apparatus for manufacturing composite metal tape
JP6313009B2 (en) Solar cell wiring layer laminate, solar cell wiring layer laminate manufacturing method, and solar cell module
JP5170265B2 (en) Manufacturing method of membrane electrode assembly
JP4432236B2 (en) Thin film solar cell
JP2010146794A (en) Manufacturing method of membrane-electrode assembly for fuel cell