JP2013149698A - Integrated soar cell manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、集積化構造を有する薄膜太陽電池の製造方法に関し、特に高い発電効率を有する集積化太陽電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a thin film solar cell having an integrated structure, and particularly to a method for manufacturing an integrated solar cell having high power generation efficiency.
2つの電極層とその2つの電極層間に挟まれた光吸収により電荷を発生する光電変換半導体層との積層構造を有する光電変換素子が、太陽電池等の用途に使用されている。 BACKGROUND ART A photoelectric conversion element having a stacked structure of two electrode layers and a photoelectric conversion semiconductor layer that generates charges by light absorption sandwiched between the two electrode layers is used for applications such as solar cells.
従来、バルクの単結晶Siまたは多結晶Si、あるいは薄膜のアモルファスSiを用いたSi系太陽電池が主流であったが、Siに依存しない化合物半導体系太陽電池の研究開発がなされている。化合物半導体系太陽電池としては、GaAs系等のバルク系と、IB族元素とIIIB族元素とVIB族元素とからなるCIS(Cu−In−Se)系あるいはCIGS(Cu−In−Ga−Se)系等の薄膜系とが知られている。CIS系あるいはCIGS系は、光吸収率が高く、高エネルギー変換効率であることが報告されている。 Conventionally, Si-based solar cells using bulk single-crystal Si or polycrystalline Si, or thin-film amorphous Si have been mainstream, but research and development of compound semiconductor-based solar cells that do not depend on Si have been made. As a compound semiconductor solar cell, CIS (Cu-In-Se) system or CIGS (Cu-In-Ga-Se) composed of a bulk system such as a GaAs system, an IB group element, an IIIB group element, and a VIB group element is used. And other thin film systems are known. The CIS system or CIGS system is reported to have a high light absorption rate and high energy conversion efficiency.
太陽電池の高出力化を図るためには、1枚の基板上に複数の光電変換素子(太陽電池セル)を多数直列接続して配列する集積化が必要であり、光電変換素子間の接続(集積化)方法については種々の形態が提案されている。 In order to increase the output of a solar cell, it is necessary to integrate a plurality of photoelectric conversion elements (solar cell) connected in series on a single substrate. Various forms have been proposed for the (integration) method.
従来より、第1の電極層、光電変換層、第2の電極層が形成され、電極層の一部が除去された溝内に第2電極層が形成されて第1の電極層と第2の電極層とが電気的に接続される構成が知られている。基板上に第1の電極層を形成し、これを分割する電極層分離溝を形成し、光電変換層を積層し、光電変換層に導通用の溝を設け、光電変換層上および導通用溝を埋めるように透明電極層を形成し、さらに透明電極層をセル間で分離する分離溝を形成する方法が一般的にしられている。各溝はレーザ光照射や金属針等を用いて光電変換層の一部を除去することによって形成される。この際、導通用の溝内に光電変換層の残渣が付着することがあり、この残渣自体の抵抗が高いため、第1の電極層と第2の電極層間の電気的な接続部分の電気抵抗が大きくなってしまうという問題がある。 Conventionally, a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer are formed, and a second electrode layer is formed in a groove from which a part of the electrode layer has been removed. A configuration in which the electrode layer is electrically connected is known. A first electrode layer is formed on a substrate, an electrode layer separation groove for dividing the first electrode layer is formed, a photoelectric conversion layer is stacked, a conduction groove is provided in the photoelectric conversion layer, and a conduction groove is provided on the photoelectric conversion layer. In general, a transparent electrode layer is formed so as to fill a gap, and a separation groove for separating the transparent electrode layer between cells is generally used. Each groove is formed by removing a part of the photoelectric conversion layer using laser light irradiation, a metal needle, or the like. At this time, the residue of the photoelectric conversion layer may adhere in the conductive groove, and the resistance of the residue itself is high, so that the electrical resistance of the electrical connection portion between the first electrode layer and the second electrode layer is high. There is a problem that becomes large.
特許文献1には、上述の導通用の溝中に透明電極層よりも抵抗率の低いコンタクト層を形成することにより、電気的な接続部における電気抵抗を抑制することが提案されている。
特許文献2には、光電変換層の一部を変質させて導電性を高めてセル間を直列接続するためのコンタクト電極を形成すると共に、発電に寄与できないデッドスペースとなるセル間の接続部領域を少なくするために、セル間を分離する分離用溝をコンタクト電極に隣接させて形成することが提案されている。
In
特許文献3には、セル間を分離する分離用溝においてセル間のリーク電流を低減するために分離用溝に絶縁性薄膜を形成することが提案されている。
特許文献4には、基板上にセル毎に区画された第1の電極層を形成し、光電変換層、第2の電極層を形成した後に、導通用溝および素子分離用の溝を形成し、導通用溝に導電性ペーストを充填することにより、セル間を直列接続する方法が提案されている。
In
特許文献5には、基板上に第1の電極層および光電変換層を積層した後に、両層を貫通する2本の溝を形成し、その一本に絶縁材を埋め込み、他の一本に第2の電極層材料を埋め込み、第2の電極層材料が埋め込まれた他の一本に隣接して、第2の電極層をセル間で分離する溝部を形成する方法が開示されている。ここでは2本の溝の内の一本に埋め込まれた第2の電極層材料が隣接するセル間の電気的な接続部となる。
In
特許文献6では、基板上に第1の電極層を形成し、第1の電極層を分離する電極層分離溝を形成した後に、光電変換層を積層し、光電変換層の一部に第1の素子分離溝を形成し、その一方の壁面を絶縁材で覆い、その後、光電変換層および絶縁材上の全面に亘って第2の電極層を形成し、その後、第1の素子分離溝に平行に第2の電極層および光電変換層を分離する第2の素子分離溝を形成する方法が開示されている。
In
しかしながら、特許文献1では、素子分離のために設けられている分離溝は空隙となっており、この空隙部分には、溝形成時に生じる透明電極層や光電変換層の残渣が付着し、セル間にリークや短絡が生じる恐れがある。
However, in
特許文献2は、レーザ照射により光電変換層の一部にレーザ照射されない部分と比較して低抵抗なコンタクト層を形成するが、このようにして形成されるコンタクト層は金属等と比べると抵抗率が高く、接続部における電力のロスとなってしまい、結果として発電効率が十分に向上できない。また、特許文献2では、素子分離のためにスクライブにより設けられる分離溝は空隙となっており、この空隙部分には、溝形成時に生じる透明電極層や光電変換層の残渣が付着し、セル間にリークや短絡が生じる恐れがある。
In
特許文献3では、導通用の溝を第2の電極層で埋め込む構成であり、接続部での導電性が低いという問題がある。
In
特許文献4では、素子分離のためにスクライブにより設けられる分離溝は空隙となっており、この空隙部分には、溝形成時に生じる透明電極層や光電変換層の残渣が付着し、セル間にリークや短絡が生じる恐れがある。
In
特許文献5においては、導通用の第2の電極層材料が埋め込まれた溝の一壁面がセルの壁面となっているため、この壁面を有するセルの光電変換層に第2の電極層材料が接触することとなり、光電変換層における電流のリークの原因となり、発電効率が低下するという問題がある。
In
特許文献6では第2の素子分離溝による素子分離において、レーザあるいはメカニカルスクライブを用いると、第2の電極層や光電変換層の残渣が残り、これらの残渣によりセル間もしくはセル内における電流のリークが生じるため、発電効率が低下するという問題がある。
In
本発明は、より発電効率を向上させることができる集積化構造を有する集積化太陽電池を製造する方法を提供することを目的とするものである。 It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an integrated solar cell having an integrated structure that can further improve power generation efficiency.
本発明の第1の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第1の電極層、光電変換層および第2の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第1の電極層を形成し、該第1の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
第1の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から第1の電極層表面位置に至る深さの第1の素子分離溝および該積層面から第1の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
第1の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
第1の素子分離溝に充填された絶縁材の表面を含む積層面上に第2の電極層を形成すると共に導通用溝に該第2の電極層材料を埋め込む工程、
第2の電極層表面から第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、導通用溝の第1の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
第2の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことを特徴とする。
In the first method for manufacturing an integrated solar cell according to the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer are arranged in series on a substrate. An integrated solar cell manufacturing method comprising:
Forming a first electrode layer on a substrate having at least an insulating surface, and forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer into a plurality of regions;
After laminating at least the photoelectric conversion layer so as to embed the electrode layer separation groove on the first electrode layer, the first element separation groove having a depth from the lamination surface to the surface position of the first electrode layer and the lamination surface Forming a conduction groove having a depth exposing the first electrode layer from
Filling the first element isolation groove with an insulating material;
Forming a second electrode layer on the laminated surface including the surface of the insulating material filled in the first element isolation groove and embedding the second electrode layer material in the conduction groove;
Forming a second element isolation groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer on the side opposite to the first element isolation groove of the conduction groove; and second element The method further includes a step of filling the separation groove with an insulating material.
本発明の第2の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第1の電極層、光電変換層および第2の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第1の電極層を形成し、該第1の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
第1の電極層上に電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から第1の電極層表面位置に至る深さの第1の素子分離溝および積層面から第1の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
第1の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
導通用溝に導電材を充填する工程、
各溝に充填された絶縁材および導電材の表面を含む積層面上に第2の電極層を形成する工程、および
第2の電極層表面から第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、導通用溝の第1の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
第2の素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする。
In the second integrated solar cell manufacturing method of the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged on a substrate and connected in series. An integrated solar cell manufacturing method comprising:
Forming a first electrode layer on a substrate having at least an insulating surface, and forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer into a plurality of regions;
After laminating at least the photoelectric conversion layer so as to embed the electrode layer separation groove on the first electrode layer, the first element separation groove and depth from the lamination surface to the first electrode layer surface position Forming a conductive groove having a depth exposing one of the electrode layers;
Filling the first element isolation groove with an insulating material;
Filling a conductive groove into the conductive groove;
A step of forming a second electrode layer on the laminated surface including the surfaces of the insulating material and the conductive material filled in each groove, and a second depth that exposes the first electrode layer from the surface of the second electrode layer And a step of filling the second element isolation groove with an insulating material, and a step of forming the element isolation groove on the side opposite to the first element isolation groove.
本発明の第3の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第1の電極層、光電変換層および第2の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第1の電極層を形成し、該第1の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
第1の電極層上に電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から第1の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
導通用溝に導電材を充填する工程、
導通用溝に充填された導電材の表面を含む積層面上に第2の電極層を形成する工程、
第2の電極層表面から第1の電極層を露出する深さの素子分離溝を、導通用溝の電極層分離溝とは反対側に形成する工程、および
素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする。
In the third integrated solar cell manufacturing method of the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged on a substrate and connected in series. An integrated solar cell manufacturing method comprising:
Forming a first electrode layer on a substrate having at least an insulating surface, and forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer into a plurality of regions;
Forming at least a photoelectric conversion layer so as to embed an electrode layer separation groove on the first electrode layer, and then forming a conduction groove having a depth exposing the first electrode layer from the lamination surface;
Filling a conductive groove into the conductive groove;
Forming a second electrode layer on the laminated surface including the surface of the conductive material filled in the conductive groove;
Forming an element isolation groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer on a side opposite to the electrode layer isolation groove of the conducting groove; and filling the element isolation groove with an insulating material Including a process.
本発明の第4の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第1の電極層、光電変換層および第2の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第1の電極層を形成し、該第1の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
第1の電極層上に電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から第1の電極層を露出する深さの第1の素子分離溝を形成する工程、
第1の素子分離溝の一方の壁面を覆うとともに、第1の素子分離溝に露出する、他方の壁面側に延びる第1の電極層に接触する導電部を形成する工程、
積層面上および前記導電部の表面上に、並びに前記第1の素子分離溝を埋め込むように第2の電極層を形成する工程、および
第2の電極層の表面から第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、第1の素子分離溝の他方の壁面側の端部もしくは該第1の素子分離溝外の該他方の壁面側の部分に形成する工程を含むことを特徴とする。
In the fourth method for manufacturing an integrated solar cell according to the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged on a substrate and connected in series. An integrated solar cell manufacturing method comprising:
Forming a first electrode layer on a substrate having at least an insulating surface, and forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer into a plurality of regions;
Forming at least a photoelectric conversion layer so as to embed an electrode layer separation groove on the first electrode layer, and then forming a first element separation groove having a depth exposing the first electrode layer from the laminated surface;
Forming a conductive portion that covers one wall surface of the first element isolation groove and that is exposed to the first element isolation groove and that contacts the first electrode layer extending toward the other wall surface;
Forming a second electrode layer on the laminated surface and on the surface of the conductive portion and filling the first element isolation groove; and exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer Forming a second element isolation groove having a depth to be formed at an end portion on the other wall surface side of the first element isolation groove or a portion on the other wall surface side outside the first element isolation groove. It is characterized by.
ここで、第2の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことが好ましい。 Here, it is preferable to further include a step of filling the second element isolation groove with an insulating material.
本発明の第5の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第1の電極層、光電変換層および第2の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第1の電極層を形成し、該第1の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
第1の電極層上に電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層して積層体を形成し、積層体表面から第1の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に積層体の一部が残置された開口溝部を、該開口溝部の一方の壁面と該積層体の一部との間に前記他方の壁面側に延びる第1の電極層が少なくとも一部露出するように形成する工程、
積層体の前記一部より開口溝部の一方の壁面側に導電性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に、該一方の壁面と積層体の前記一部との間に露出する第1の電極層に接触する導電部を形成する工程、
積層体表面上および導電部の表面上に、並びに開口溝部を埋め込むように第2の電極層を形成する工程、および
第2の電極層表面から第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、積層体の前記一部よりも開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする。
In the fifth integrated solar cell manufacturing method of the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged on a substrate and connected in series. An integrated solar cell manufacturing method comprising:
Forming a first electrode layer on a substrate having at least an insulating surface, and forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer into a plurality of regions;
A laminated body is formed by laminating at least a photoelectric conversion layer so as to embed an electrode layer separation groove on the first electrode layer, and an opening groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the laminated body, An opening groove part in which a part of the laminate is left in a position spaced from both walls of the opening groove part in the groove width direction of the opening groove part is interposed between one wall surface of the opening groove part and a part of the laminate. Forming the first electrode layer extending toward the other wall surface so as to be at least partially exposed;
A conductive ink is dropped from the part of the laminated body onto one wall surface side of the opening groove to cover the one wall surface, and is exposed between the one wall surface and the part of the laminated body. Forming a conductive portion in contact with the electrode layer of
A step of forming the second electrode layer on the surface of the laminated body and the surface of the conductive portion and filling the opening groove, and a second depth that exposes the first electrode layer from the surface of the second electrode layer. A step of forming the element isolation groove on the other wall surface side of the opening groove portion with respect to the part of the stacked body.
ここで、第2の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことが好ましい。 Here, it is preferable to further include a step of filling the second element isolation groove with an insulating material.
また、開口溝部を、該開口溝部となる領域に、積層体の一部が残るように所定の間隔で2本の溝を、メカニカルスクライブ法を用いて形成することにより形成することが好ましい。 Further, it is preferable that the opening groove is formed by forming two grooves using a mechanical scribing method at a predetermined interval so that a part of the stacked body remains in a region to be the opening groove.
本発明の第6の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第1の電極層、光電変換層および第2の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第1の電極層および光電変換層を積層した後に、積層面から第1の電極層を貫通して基板の表面を露出する深さの第1の素子分離溝および積層面から第1の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
第1の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
導通用溝に導電材を充填する工程、
各溝に充填された絶縁材および導電材の表面を含む積層面上に第2の電極層を形成する工程、
第2の電極層表面から第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、導通用溝の第1の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
第2の素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする。
In the sixth integrated solar cell manufacturing method of the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged on a substrate and connected in series. An integrated solar cell manufacturing method comprising:
After stacking at least the first electrode layer and the photoelectric conversion layer on a substrate having at least a surface insulating property, the first electrode having a depth that exposes the surface of the substrate through the first electrode layer from the stacking surface. Forming a conductive groove having a depth exposing the first electrode layer from the element isolation groove and the laminated surface;
Filling the first element isolation groove with an insulating material;
Filling a conductive groove into the conductive groove;
Forming a second electrode layer on the laminated surface including the surfaces of the insulating material and the conductive material filled in each groove;
Forming a second element isolation groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer on the side opposite to the first element isolation groove of the conduction groove; and second element The method includes a step of filling the separation groove with an insulating material.
本発明の第7の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第1の電極層、光電変換層および第2の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第1の電極層および光電変換層を順に積層した後に、積層面から第1の電極層を露出する深さの第1の素子分離溝を形成する工程、
第1の素子分離溝の底面に露出する第1の電極層の一部に、第1の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
第1の素子分離溝の一方の壁面を覆うとともに、電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
一方の壁面側の積層面から、絶縁部の表面上を介して、第1の素子分離溝の底面に露出する第1の電極層に至る導電層を形成する工程、
導電層の表面および積層面上に第2の電極層を形成する工程、および
第2の電極層表面から第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、第1の素子分離溝の他方の壁面側の端部もしくは該第1の素子分離溝外の該他方の壁面側の部分に形成する工程を含むことを特徴とする。
In the seventh integrated solar cell manufacturing method of the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged on a substrate and connected in series. An integrated solar cell manufacturing method comprising:
At least a first electrode layer and a photoelectric conversion layer are sequentially laminated on a substrate having an insulating surface at least, and then a first element isolation groove having a depth exposing the first electrode layer from the laminated surface is formed. Process,
Forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer in a part of the first electrode layer exposed on the bottom surface of the first element separation groove;
Forming an insulating portion covering one wall surface of the first element isolation trench and embedding the electrode layer isolation trench;
A step of forming a conductive layer from the laminated surface on one wall surface to the first electrode layer exposed on the bottom surface of the first element isolation groove via the surface of the insulating portion;
A step of forming a second electrode layer on the surface of the conductive layer and the laminated surface, and a second element isolation groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer. The method includes a step of forming at an end portion on the other wall surface side of the separation groove or a portion on the other wall surface side outside the first element separation groove.
ここで、第2の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことが好ましい。 Here, it is preferable to further include a step of filling the second element isolation groove with an insulating material.
本発明の第8の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第1の電極層、光電変換層および第2の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第1の電極層および光電変換層を積層して積層体を形成し、該積層体表面から第1の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に積層体の一部が残置された開口溝部を形成する工程、
開口溝部の一方の壁面と積層体の前記一部との間に露出する第1の電極層に、該第1の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
積層体の前記一部より開口溝部の一方の壁面側に絶縁性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
積層体表面上および絶縁部の表面上に、並びに開口溝部を埋め込むように第2の電極層を形成する工程、および
第2の電極層表面から第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、積層体の一部よりも開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする。
According to the eighth integrated solar cell manufacturing method of the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged on a substrate and connected in series. An integrated solar cell manufacturing method comprising:
At least a first electrode layer and a photoelectric conversion layer are stacked on a substrate whose surface is insulative to form a stacked body, and an opening groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the stacked body A step of forming an opening groove part in which a part of the laminate is left at a position separated from both walls of the opening groove part in the groove width direction of the opening groove part;
Forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer in the first electrode layer exposed between one wall surface of the opening groove and the part of the laminate;
A step of dropping an insulating ink from the part of the laminated body onto one wall surface of the opening groove to form an insulating portion that covers the one wall and embeds the electrode layer separation groove;
A step of forming a second electrode layer on the surface of the laminated body and the surface of the insulating portion, and filling the opening groove, and a second depth that exposes the first electrode layer from the surface of the second electrode layer. And a step of forming the element isolation groove on the other wall surface side of the opening groove part rather than a part of the stacked body.
ここで、第2の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことが好ましい。 Here, it is preferable to further include a step of filling the second element isolation groove with an insulating material.
また、開口溝部を、該開口溝部となる領域に、積層体の一部が残るように所定の間隔で2本の溝を、メカニカルスクライブ法を用いて形成することにより形成することが好ましい。 Further, it is preferable that the opening groove is formed by forming two grooves using a mechanical scribing method at a predetermined interval so that a part of the stacked body remains in a region to be the opening groove.
本発明の第9の集積化太陽電池の製造方法は、基板上に、第1の電極層、光電変換層および第2の電極層をこの順に備えた複数の光電変換素子が配列され直列接続されてなる集積化太陽電池の製造方法であって、
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第1の電極層および光電変換層を積層して積層体を形成し、該積層体表面から第1の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に積層体の一部が残置された開口溝部を形成する工程、
開口溝部の一方の壁面と積層体の前記一部との間に露出する第1の電極層に、該第1の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
積層体の前記一部より開口溝部の一方の壁面側に絶縁性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
一方の壁面側の積層体表面から、絶縁部の表面上を介して、一方の壁面と積層体の前記一部との間に露出する第1の電極層に至る導電層を形成する工程、
積層体表面上および導電層の表面上に、並びに開口溝部を埋め込むように第2の電極層を形成する工程、および
第2の電極層表面から第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、積層体の前記一部よりも開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする。
In the ninth integrated solar cell manufacturing method of the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged on a substrate and connected in series. An integrated solar cell manufacturing method comprising:
At least a first electrode layer and a photoelectric conversion layer are stacked on a substrate whose surface is insulative to form a stacked body, and an opening groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the stacked body A step of forming an opening groove part in which a part of the laminate is left at a position separated from both walls of the opening groove part in the groove width direction of the opening groove part;
Forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer in the first electrode layer exposed between one wall surface of the opening groove and the part of the laminate;
A step of dropping an insulating ink from the part of the laminated body onto one wall surface of the opening groove to form an insulating portion that covers the one wall and embeds the electrode layer separation groove;
A step of forming a conductive layer from the surface of the laminate on one wall surface to the first electrode layer exposed between the one wall surface and the part of the laminate via the surface of the insulating portion;
A step of forming the second electrode layer on the surface of the laminate and the surface of the conductive layer, and filling the opening groove, and a second depth that exposes the first electrode layer from the surface of the second electrode layer. A step of forming the element isolation groove on the other wall surface side of the opening groove portion with respect to the part of the stacked body.
ここで、第2の素子分離溝に絶縁材を充填する工程をさらに含むことが好ましい。 Here, it is preferable to further include a step of filling the second element isolation groove with an insulating material.
また、開口溝部を、該開口溝部となる領域に、積層体の一部が残るように所定の間隔で2本の溝を、メカニカルスクライブ法を用いて形成することにより形成することが好ましい。 Further, it is preferable that the opening groove is formed by forming two grooves using a mechanical scribing method at a predetermined interval so that a part of the stacked body remains in a region to be the opening groove.
本発明の集積化太陽電池の製造方法によれば、発電効率の高い集積化太陽電池を製造することができる。 According to the integrated solar cell manufacturing method of the present invention, an integrated solar cell with high power generation efficiency can be manufactured.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図において、各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the scale of each component is appropriately changed from the actual one.
図1は以下に説明する各実施形態に共通する、集積化太陽電池の模式的平面図である。
図1に示すように、本発明の製造方法により製造される集積化太陽電池1(2、3、4、5、6、7、8および9)は、例えば、矩形状の基板10上に短冊状の複数の光電変換素子(太陽電池セル)20a、20b、20c…が直列接続されてなる。太陽電池セル20a、20b、20c…は、基板10上において、長手方向L(配列方向)と直交する幅方向W(延在方向)に長く伸びた短冊状に形成されており、セル間に設けられた接続部領域50においてセル間は直列接続されている。なお、セル並び方向の両端には電力取り出し用の電極(図示せず)が形成される。ここで接続部領域50とは、セル間を分離する分離機能とともにセル間を電気的に直列接続する接続機能を担う構造が形成されている領域である。
FIG. 1 is a schematic plan view of an integrated solar cell common to each embodiment described below.
As shown in FIG. 1, an integrated solar cell 1 (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9) manufactured by the manufacturing method of the present invention is, for example, a strip on a
各セルは基本的に第1の電極層、光電変換層および第2の電極層が積層されてなるが、それ以外の層を含んでいてもよい。以下の実施形態においては、化合物半導体を光電変換層13として備え、第1の電極層が金属からなる裏面電極層12であり、第2の電極層が透明電極層16であり、光電変換層13と透明電極層16との間にバッファ層14を備えたサブストレート型の構造を例に挙げて説明する。
Each cell is basically formed by laminating a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer, but may include other layers. In the following embodiments, a compound semiconductor is provided as the
本構成の集積化太陽電池1では、太陽電池セル20a、20b、20c…に、透明電極層16側から光が入射されると、この光が透明電極層16およびバッファ層14を通過し、光電変換層13で起電力が発生し、例えば、透明電極層16から裏面電極層12に向かう電流が発生する。集積化太陽電池1で発生した電力を、セル並び方向の両端に設けられた図示しない電力取り出し用の電極から、太陽電池1の外部に取り出すことができる。なお、集積化太陽電池1において、バッファ層14は光電変換層13の構成によっては、必ずしも設ける必要はない。また、バッファ層14と透明電極層16との間に窓層(絶縁層)が備えられていてもよい。
以下に説明する各実施形態はそれぞれセル間の接続部領域50における構造およびその形成方法が異なる。以下、各実施形態を説明する。
In the integrated
Each embodiment described below has a different structure and a method for forming the
「第1の実施形態」
図2は、第1の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池1の要部を示す模式的斜視図であり、図1の平面図における破線部IIについての斜視図である。
“First Embodiment”
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a main part of the integrated
集積化太陽電池1は、図2に示すように表層が絶縁層10aである基板10上に、裏面電極層12、光電変換層13、バッファ層14および透明電極層16が順に積層されたセルが接続部領域50を介して隣接し、接続部領域50において直列接続されている。
As shown in FIG. 2, the integrated
接続部領域50において、一方のセル(ここでは、セル20a)側から他方のセル(ここでは、セル20b)に向かって順に、裏面電極層12に設けられた電極層分離溝21と、バッファ層14から裏面電極層12の表面位置までの深さの第1の素子分離溝22および導通用溝23と、透明電極層16から裏面電極層12の表面位置までの深さの第2の素子分離溝24とが設けられている。各溝の幅は、例えば、各溝の幅が10μmであり、接続部領域50の幅が70μm程度である。
そして、電極層分離溝21には光電変換層13が埋め込まれており、第1の素子分離溝22および第2の素子分離溝24には絶縁材30、34が充填されており、導通用溝23には透明電極層16の材料が充填されている。
In the
The
電極層分離溝21、絶縁材30、34が充填された第1および第2の素子分離溝22および24により、セル間は分離されており、導通用溝23に充填された透明電極層材料からなる接続部41により、接続部領域50を挟んで隣接する一方のセル20aの透明電極層16と他方のセル20bの裏面電極層12とが電気的に接続されている。
The cells are separated by the electrode
第1の素子分離溝22が設けられて、さらに絶縁材30が充填されていることにより、一方のセル20aの光電変換層内での電流リークを防止することができ、第2の素子分離溝24が設けられて、さらに絶縁材34が充填されていることにより、他方のセル20bの光電変換層内での電流リークを防止することができる。各セルの壁面がそれぞれ絶縁されてリークが防止されているため光電変換効率を向上させることができる。また、これらの絶縁材30、34が充填された素子分離溝22、24によりセル20a、20b間の短絡も効果的に防止することができる。
Since the first
本実施形態においては、図2にその一部を示すように、導通用溝23は、接続部領域50において基板10の幅方向W全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域50において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板10の幅方向W全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向(基板の幅方向W)において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向(基板の幅方向W)に、例えば3箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
In the present embodiment, as shown in part of FIG. 2, the
以下に、第1の実施形態の製造方法を図3、図4に基づいて説明する。図3、図4は第1の実施形態の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル20a、20bおよびその間の接続部領域50を含む集積化構造の要部を示している。
Below, the manufacturing method of 1st Embodiment is demonstrated based on FIG. 3, FIG. FIG. 3 and FIG. 4 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of the first embodiment, and show the main part of the integrated structure including the
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板10を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層10aを備えた基板10を用いる。
First, a
図3のaに示すように、基板10の表面に裏面電極層12を形成した後、裏面電極層12に基板10の表面が底部に露出する電極層分離溝21を形成し、裏面電極層12を複数の領域に分離する。この電極層分離溝21の形成はレーザスクライブにより行うことが好ましい。
As shown in FIG. 3 a, after the
本実施形態では、裏面電極層12が光電変換層等を形成する際の熱履歴を受ける前に電極層分離溝21形成するので、裏面電極層がMo等の熱履歴により硬化する材料からなる場合であっても、比較的低いパワーでスクライブを行うことができる。裏面電極層が硬化した後では、比較的高いパワーを要するため高価なレーザスクライブ装置が必要となり、また、比較的大きいパワーを用いる場合には基板を損傷させてしまう恐れがある。通常スクライブ処理の後には洗浄を行うが、透明電極層まで積層した後に裏面電極層に電極層分離溝をスクライブ形成した場合、このスクライブ形成時に生じるバリやゴミは十分を除去しきれず、装置としての品質が低下する恐れがある。本実施形態の製造方法によれば、これらの問題を発生せず、安価に品質の良好な集積化太陽電池を製造することができる。
In this embodiment, since the electrode
次に図3のbに示すように、裏面電極層12および電極層分離溝21の底部に露出した基板10の表面を覆うように、光電変換層13およびバッファ層14を順次積層する。
Next, as shown in FIG. 3 b, the
次に、図3のcに示すように、積層面側から電極層分離溝21に略平行かつ裏面電極層12を露出する深さの第1の素子分離溝22および導通用溝23を形成する。第1の素子分離溝22および導通用溝23はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。本工程においては、第1の素子分離溝22を、その一部領域で電極層分離溝21と重なるように形成し、導通用溝23を他方のセル20bに連続する裏面電極層12上に形成する。すなわち、ここで形成される第1の素子分離溝22の底面には、電極層分離溝21に埋め込まれた光電変換層および裏面電極層12が露出し、導通用溝23の底面には、他方のセル20bに連続する裏面電極層12が露出している。
Next, as shown in FIG. 3c, a first
次に、図3のdに示すように、第1の素子分離溝22に絶縁性インク(絶縁材)30を注入充填する。
Next, as shown in FIG. 3 d, an insulating ink (insulating material) 30 is injected and filled into the first
その後、図4のeに示すように、バッファ層14上および第1の素子分離溝22に充填された絶縁材30上を含む表面全域を覆うように透明電極層16を形成する。このとき、導通用溝23中にも透明導電層材料が充填されて一方のセル20aの透明電極層16と他方のセル20bの裏面電極層12を電気的に接続する接続部41が形成される。
Thereafter, as shown in e of FIG. 4, the
さらに、図4のfに示すように導通用溝23よりもセル20b側に第2の素子分離溝24を形成し、図4のgに示すように、第2の素子分離溝24中に絶縁性インク(絶縁材)34を注入充填する。
Further, a second
以上のようにして図2に示す集積化太陽電池1を製造することができる。
The integrated
第2の素子分離溝24に絶縁材を入れなくてもセル分離機能を有するが、第2の素子分離溝24を形成する際、透明導電層のスクライブ時に生じる残渣が第2の素子分離溝24中にあるとセル20bにおける電流リークやセル間の短絡が生じる場合がある等、絶縁性が必ずしも十分とは言えない。しかし、本実施形態のように第2の素子分離溝24中に絶縁材34を充填することにより、絶縁性を向上させることができ、電流リークや短絡を防止してより光電変換効率のよい集積化太陽電池を得ることができる。
Although it has a cell isolation function even if an insulating material is not put in the second
「第2の実施形態」
図5は、第2の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池2の要部を示す模式的斜視図であり、図1の平面図における破線部IIについての斜視図である。
“Second Embodiment”
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a main part of the integrated
集積化太陽電池2は、図5に示すように表層が絶縁層10aである基板10上に、裏面電極層12、光電変換層13、バッファ層14および透明電極層16が順に積層されたセルが接続部領域50を介して隣接し、接続部領域50において直列接続されている。
As shown in FIG. 5, the integrated
接続部領域50において、一方のセル(ここでは、セル20a)側から他方のセル(ここでは、セル20b)に向かって順に、裏面電極層12に設けられた電極層分離溝21と、バッファ層14から裏面電極層12の表面位置までの深さの第1の素子分離溝22および導通用溝23と、透明電極層16から裏面電極層12の表面位置までの深さの第2の素子分離溝24とが設けられている。各溝の幅は、例えば、10μm程度であり、接続部領域50の幅は70μm程度である。
そして、電極層分離溝21には光電変換層13が埋め込まれており、第1の素子分離溝22および第2の素子分離溝24には絶縁材30、34が充填されており、導通用溝23には導電材40が充填されている。
In the
The
電極層分離溝21、絶縁材30、34が充填された第1および第2の素子分離溝22および24により、セル間は分離されており、導通用溝23に充填された導電材40により、接続部領域50を挟んで隣接する一方のセル20aの透明電極層16と他方のセル20bの裏面電極層12とが電気的に接続されている。
The cells are separated by the first and second
第1の素子分離溝22が設けられて、さらに絶縁材30が充填されていることにより、一方のセル20aの光電変換層内での電流リークを防止することができ、第2の素子分離溝24が設けられて、さらに絶縁材34が充填されていることにより、他方のセル20bの光電変換層内での電流リークを防止することができる。各セルの壁面がそれぞれ絶縁されてリークが防止されているため光電変換効率を向上させることができる。また、これらの絶縁材30、34が充填された素子分離溝22、24によりセル20a、20b間の短絡も効果的に防止することができる。また、導電材40はその構成材料として透明電極層材料より低抵抗なものが用いられており、直列接続の接続部での電気的なロスが低く抑えられる。
Since the first
本実施形態においては、図5にその一部を示すように、導通用溝23は、接続部領域50において基板10の幅方向W全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域50において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板10の幅方向W全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向(基板の幅方向W)において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向(基板の幅方向W)に、例えば3箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
In the present embodiment, as shown in part of FIG. 5, the
以下に、第2の実施形態の製造方法を図3、図6に基づいて説明する。図3および図6は第2の実施形態の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル20a、20bおよびその間の接続部領域50を含む集積化構造の要部を示している。
第2の実施形態の製造方法は、図3に示すステップaからdについては第1の実施形態の製造方法と同一であり、上記第1の実施形態の製造方法についての説明を援用するものとし、ここでは、図6のe以降の製造工程について説明する。
Below, the manufacturing method of 2nd Embodiment is demonstrated based on FIG. 3, FIG. FIG. 3 and FIG. 6 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of the second embodiment, and show the main part of the integrated structure including the
The manufacturing method of the second embodiment is the same as the manufacturing method of the first embodiment with respect to steps a to d shown in FIG. 3, and the description of the manufacturing method of the first embodiment is incorporated. Here, the manufacturing process after e in FIG. 6 will be described.
図3のaからdのステップの後、図6のeに示すように、導通用溝23に導電性インク(導電材)40を注入充填する。
After steps a to d in FIG. 3, as shown in e in FIG. 6, conductive ink (conductive material) 40 is injected and filled into the
その後、図6のfに示すように、バッファ層14上および第1の素子分離溝22に充填された絶縁材30上、導通用溝23に充填された導電材40上を含む表面全域を覆うように透明電極層16を形成する。
After that, as shown in FIG. 6 f, the entire surface including the
さらに、図6のgに示すように導通用溝23よりもセル20b側に第2の素子分離溝24を形成し、図6のhに示すように、第2の素子分離溝24中に絶縁性インク(絶縁材)34を注入充填する。
Further, as shown in FIG. 6g, a second
以上のようにして図5に示す集積化太陽電池2を製造することができる。
As described above, the integrated
第2の素子分離溝24に絶縁材を入れなくてもセル分離機能を有するが、第2の素子分離溝24を形成する際、透明導電層のスクライブ時に生じる残渣が第2の素子分離溝24中にあるとセル20bにおける電流リークやセル間の短絡が生じる場合がある等、絶縁性が必ずしも十分とは言えない。しかし、本実施形態のように第2の素子分離溝24中に絶縁材34を充填することにより、絶縁性を向上させることができ、電流リークや短絡を防止してより光電変換効率のよい集積化太陽電池を得ることができる。
また、導通用溝23に透明電極層材料よりも低抵抗な導電材40が充填されているため、接続部での電気的なロスが少なく光電変換効率のさらなる向上効果が得られる。
Although it has a cell isolation function even if an insulating material is not put in the second
Further, since the
「第3の実施形態」
図7は、第3の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池3の要部を示す模式的斜視図であり、図1の平面図における破線部IIについての斜視図である。
“Third Embodiment”
FIG. 7 is a schematic perspective view showing a main part of the integrated
集積化太陽電池3は、図7に示すように表層が絶縁層10aである基板10上に、裏面電極層12、光電変換層13、バッファ層14および透明電極層16が順に積層されたセルが接続部領域50を介して隣接し、接続部領域50において直列接続されている。
As shown in FIG. 7, the integrated
接続部領域50において、一方のセル(ここでは、セル20a)側から他方のセル(ここでは、セル20b)に向かって順に、裏面電極層12に設けられた電極層分離溝21、バッファ層14から裏面電極層12の表面位置までの深さの導通用溝23、および透明電極層16から裏面電極層12の表面位置までの深さの素子分離溝24が設けられている。各溝の幅は、例えば、10μm程度である。
そして、電極層分離溝21には光電変換層13が埋め込まれており、素子分離溝24には絶縁材34が充填されており、導通用溝23には導電材40が充填されている。
In the
The
電極層分離溝21、絶縁材34が充填された素子分離溝24によりセル間は分離されており、導通用溝23に充填された導電材40により、接続部領域50を挟んで隣接する一方のセル20aの透明電極層16と他方のセル20bの裏面電極層12とが電気的に接続されている。
The cells are separated from each other by the electrode
素子分離溝24が設けられて、さらに絶縁材34が充填されていることにより、他方のセル20bの光電変換層内での電流リークを防止することができ、光電変換効率を向上させることができる。また、これらの絶縁材34が充填された素子分離溝24によりセル20a、20b間の短絡も効果的に防止することができる。また、導電材40の抵抗率は透明電極層材料よりも低く、導電性が高い。したがって、直列接続の接続部での電気的なロスが低く抑えられる。
By providing the
本実施形態においては、図7にその一部を示すように、導通用溝23は、接続部領域50において基板10の幅方向W全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域50において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板10の幅方向W全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向(基板の幅方向W)において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向(基板の幅方向W)に、例えば3箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
In the present embodiment, as shown in part of FIG. 7, the
以下に、第3の実施形態の製造方法を図8および図9に基づいて説明する。図8および図9は第3の実施形態の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル20a、20bおよびその間の接続部領域50を含む集積化構造の要部を示している。
Below, the manufacturing method of 3rd Embodiment is demonstrated based on FIG. 8 and FIG. FIGS. 8 and 9 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of the third embodiment, and show the main part of the integrated structure including the
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板10を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層10aを備えた基板10を用いる。
First, a
図8のaに示すように、基板10の表面に裏面電極層12を形成した後、裏面電極層12に基板10の表面が底部に露出する電極層分離溝21を形成し、裏面電極層12を複数の領域に分離する。この電極層分離溝21の形成はレーザスクライブにより行うことが好ましい。
As shown to a of FIG. 8, after forming the back
本実施形態では、裏面電極層12が光電変換層等を形成する際の熱履歴を受ける前に電極層分離溝21形成するので、裏面電極層がMo等の熱履歴により硬化する材料からなる場合であっても、比較的低いパワーでスクライブを行うことができる。裏面電極層が硬化した後では、比較的高いパワーを要するため高価なレーザスクライブ装置が必要となり、また、比較的大きいパワーを用いる場合には基板を損傷させてしまう恐れがある。通常スクライブ処理の後には洗浄を行うが、透明電極層まで積層した後に電極層分離溝をスクライブ形成した場合、このスクライブ形成時に生じるバリやゴミは十分を除去しきれず、装置としての品質が低下する恐れがある。本実施形態の製造方法によれば、これらの問題を発生せず、安価に品質の良好な集積化太陽電池を製造することができる。
In this embodiment, since the electrode
次に図8のbに示すように、裏面電極層12および電極層分離溝21の底部に露出した基板10の表面を覆うように、光電変換層13およびバッファ層14を順次積層する。
Next, as shown in FIG. 8 b, the
次に、図8のcに示すように、積層面側から電極層分離溝21に略平行かつ裏面電極層12を露出する深さの導通用溝23を形成する。導通用溝23はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。本工程においては、導通用溝23を他方のセル20bに連続する裏面電極層12上に形成する。すなわち、ここで形成される導通用溝23の底面には、他方のセル20bに連続する裏面電極層12が露出している。
Next, as shown in FIG. 8 c, a
次に、図9のdに示すように、導通用溝23に導電性インク(導電材)40を注入充填し、バッファ層14上、導電用溝22に充填された導電材40上を含む表面全域を追うように透明電極層16を形成する。
さらに、図9のeに示すように導通用溝23よりもセル20b側に素子分離溝24を形成し、図9のfに示すように、素子分離溝24中に絶縁性インク(絶縁材)34を注入充填する。
Next, as shown in FIG. 9d, a conductive ink (conductive material) 40 is injected and filled into the
Further, as shown in FIG. 9e, an
以上のようにして図7に示す集積化太陽電池2を製造することができる。
As described above, the integrated
素子分離溝24に絶縁材を入れなくてもセル分離機能を有するが、第2の素子分離溝24を形成する際、透明導電層のスクライブ時に生じる残渣が第2の素子分離溝24中にあるとセル20bにおける電流リークやセル間の短絡が生じる場合がある等、絶縁性が必ずしも十分とは言えない。しかし、本実施形態のように第2の素子分離溝24中に絶縁材34を充填することにより、絶縁性を向上させることができ、電流リークや短絡を防止してより光電変換効率のよい集積化太陽電池を得ることができる。
また、導通用溝23に透明電極層材料よりも低抵抗のすなわち導電率の高い導電材40が充填されているため、接続部での電気的なロスが少ない。
Even if an insulating material is not put in the
Further, since the
「第4の実施形態」
図10Aは、第4の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池4の要部を示す模式的斜視図であり、図1の平面図における破線部IIについての斜視図である。なお、図10Bは本実施形態の設計変更例の集積化太陽電池4’についての図10Aに対応する位置の模式的斜視図である。
“Fourth Embodiment”
FIG. 10A is a schematic perspective view showing the main part of the integrated
集積化太陽電池4は、図10Aに示すように表層が絶縁層10aである基板10上に、裏面電極層12、光電変換層13、バッファ層14および透明電極層16が順に積層されたセルが接続部領域50を介して隣接し、接続部領域50において直列接続されている。
As shown in FIG. 10A, the integrated
接続部領域50において、基板10の長手方向Lに、所定の間隔に複数設けられた電極層分離溝21により、隣り合う裏面電極層12が互いに分離されている。なお、電極層分離溝21は、基板10の表面(絶縁層10a)に達する溝であり、その幅は、例えば、10μmである。この電極層分離溝21には光電変換層13が埋め込まれている。接続部領域50に設けられた開口溝部52およびその一端に設けられた素子分離溝54により隣接するセル間は分離されている。
In the
開口溝部52はバッファ層14から裏面電極層12の表面位置に至る深さを有しており、溝幅は例えば、50〜100μm程度である。開口溝部52は、その一方の壁面αの近傍に電極層分離溝21が位置するように、電極層分離溝21とほぼ平行に配置形成されている。本実施形態においては、開口溝部52の底面に電極層分離溝21に埋め込まれた光電変換層が露出する位置に配置されているが、開口溝部52は一部壁面αと重なる位置あるいは壁面αを有するセル20a側に位置していてもよい。但し、開口溝部52に一方の壁面α側のセル20aにおける短絡を防止するために裏面電極が露出しないようにする。
The opening
開口溝部52には、一方の壁面αを覆い、かつ溝幅方向に徐々に小さくなる導電部42が形成されており、この開口溝部52に形成されている導電部42により、隣接するセル(ここでは、セル20aと20b)の一方のセル(ここではセル20a)の透明電極層16と、他方のセル(ここではセル20b)の裏面電極層12とが電気的に直列接続されている。また、導電部42はその構成材料として透明電極層材料より低抵抗なものが用いられており、直列接続の接続部での電気的なロスが低く抑えられる。
The opening
バッファ層14上および導電部42は透明電極層16で覆われており、開口溝部52の他方の壁面β側端部に、透明電極層16から裏面電極表面に至る深さの素子分離溝54が形成されている。素子分離溝54の幅はたとえば、10〜30μm程度である。
The
なお、図10Bに本実施形態の設計変更例として示す集積化太陽電池4’のように、上述の集積化太陽電池4の素子分離溝54に絶縁材34が埋め込まれていてもよい。素子分離溝54に絶縁材34が充填されることにより、セル20bの光電変換層内での電流リークおよびセル間における短絡を効果的に抑制することができる。
Note that an insulating
本実施形態においては、図10Aにその一部を示すように、導電部42は、接続部領域50において基板10の幅方向W全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域50において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板10の幅方向W全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向(基板の幅方向W)において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向(基板の幅方向W)に、例えば3箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
In this embodiment, as shown in part of FIG. 10A, the
以下に、第4の実施形態の製造方法を図11〜図13に基づいて説明する。図11、12は第4実施形態の製造工程を示す模式断面図、図13は本実施形態の一部設計変更例の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル20a、20bおよびその間の接続部領域50を含む集積化構造の要部を示している。
Below, the manufacturing method of 4th Embodiment is demonstrated based on FIGS. 11 and 12 are schematic cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the fourth embodiment, and FIG. 13 is a schematic cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the partial design change example of the present embodiment. The main part of the integrated structure including the
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板10を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層10aを備えた基板10を用いる。
First, a
図11のaに示すように、基板10の表面に裏面電極層12を形成し、裏面電極層12に基板10の表面が底部に露出する電極層分離溝21を形成し、裏面電極層12を複数の領域に分離する。この電極層分離溝21の形成はレーザスクライブにより行うことが好ましい。
As shown to a of FIG. 11, the back
本実施形態では、裏面電極層12が光電変換層等を形成する際の熱履歴を受ける前に電極層分離溝21を形成するので、裏面電極層がMo等の熱履歴により硬化する材料からなる場合であっても、比較的低いパワーでスクライブを行うことができる。裏面電極層が硬化した後では、比較的高いパワーを要するため高価なレーザスクライブ装置が必要となり、また、比較的大きいパワーを用いる場合には基板を損傷させてしまう恐れがある。通常スクライブ処理の後には洗浄を行うが、透明電極層まで積層した後に電極層分離溝をスクライブ形成した場合、このスクライブ形成時に生じるバリやゴミは十分を除去しきれず、装置としての品質が低下する恐れがある。本実施形態の製造方法によれば、これらの問題を発生せず、安価に品質の良好な集積化太陽電池を製造することができる。
In the present embodiment, since the electrode
次に、図11のbに示すように、裏面電極層12および電極層分離溝21の底部に露出した基板10の表面を覆うように、光電変換層13およびバッファ層14を順次積層する。
Next, as illustrated in FIG. 11 b, the
その後、図11のcに示すように、積層面側から電極層分離溝21に略平行かつ裏面電極層12を露出する深さのやや幅広の開口溝部52を形成する。開口溝部52はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。本工程においては、開口溝部52を、その一方の壁面αの近傍に電極層分離溝21が位置するものとなるように形成する。ここで形成される開口溝部52の底面には、電極層分離溝21に埋め込まれた光電変換層および壁面β側のセル20bに連続する裏面電極層12が露出する。
After that, as shown in FIG. 11 c, an opening
次に、図11のdに示すように、開口溝部52の一方の壁面αを覆うように導電材を塗布し、硬化させて導電部42を形成する。例えば、導電材として、光硬化型あるいは熱硬化型の導電性インクを用い、インクジェット法により壁面α近傍に導電性インクを打滴し、インクに応じた光照射あるいは加熱により硬化させればよい。
Next, as shown in FIG. 11 d, a conductive material is applied and cured so as to cover one wall surface α of the opening
次に、表面全域にわたって透明電極層16を形成する。これにより、バッファ層14上に透明電極層16が形成されるとともに、導電部42上を覆い、開口溝部52中に透明導電層材料が充填される。その後、図12のeに示すように、透明電極層16を素子間で分離するための素子分離溝54を形成する。このとき、透明電極層16表面から裏面電極層12を露出する深さの素子分離溝54を導電部42よりも他方のセル20b側となる位置に形成する。これにより両セル間の短絡を防止することができる。本実施形態においては、さらに素子分離溝54を、他方のセル20bの壁面が透明導電層材料で覆われることがないように、開口溝部52の他方の壁面βを含むあるいは隣接する領域に形成する。このように素子分離溝54を形成することにより、他方のセル20b内で発生電流がリークするのを防止することができ、発電効率を向上させることができる。
Next, the
以上のようにして、図10Aに示す集積化太陽電池4を製造することができる。
As described above, the integrated
なお、図13のe’に示すように、開口溝部52外部であってその他方の壁面βよりもセル20b側の部分に素子分離溝54’を形成してもよい。
As shown by e ′ in FIG. 13, an
さらに、図12のf、図13のf’に示すように、素子分離溝54、54’に絶縁材34を埋め込んでもよい。図12のfに示すように、素子分離溝54を絶縁材34で充填することにより、図10Bに示す設計変更例の集積化太陽電池4’を製造することができる。このように素子分離溝54中に絶縁材34を充填することによりセル間の短絡をより効果的に防止することができる。
Further, as shown in f of FIG. 12 and f ′ of FIG. 13, the insulating
「第5の実施形態」
図14Aは、第5の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池5の要部を示す模式的斜視図であり、図1の平面図における破線部IIについての斜視図である。なお、図14Bは本実施形態の設計変更例の集積化太陽電池5’についての図14Aに対応する位置の模式的斜視図である。
“Fifth Embodiment”
FIG. 14A is a schematic perspective view showing a main part of the integrated
集積化太陽電池5は、図14Aに示すように表層が絶縁層10aである基板10上に、裏面電極層12、光電変換層13、バッファ層14および透明電極層16が順に積層されたセルが接続部領域50を介して隣接し、接続部領域50において直列接続されている。
As shown in FIG. 14A, the integrated
接続部領域50において、裏面電極層12は、基板10の長手方向Lに、所定の間隔に複数設けられた電極層分離溝21により、隣り合う裏面電極層12と互いに分離されている。なお、電極層分離溝21は、基板10の表面(絶縁層10a)に達する溝であり、その幅は、例えば、10μmである。この分離溝21には光電変換層13が埋め込まれている。
In the
また、接続部領域50には、この接続部領域50を介して隣接する一方のセル20a側から他方のセル20b側に向けて順に、バッファ層14から裏面電極層表面位置に至る深さの第1の溝55a、第1の溝55aに平行な第2の溝55bおよび該第2の溝55bの他方のセル20b側の端部に形成された裏面電極層12が底面に露出する深さの素子分離溝56が形成されている。
Further, the
第1の溝55aと第2の溝55bとは、基板10上に裏面電極層12からバッファ層14までが形成された後に、両溝55a、55b間に積層体の一部を後述するストッパ部33として残すように所定間隔で略平行に形成されたものである。
The
第1の溝55aには、その一方の壁面αを覆うように、導電部42が形成されており、この導電部42は第1の溝55b側に広がらないようにストッパ部33により規制されて形成されている。第2の溝55bのストッパ部33に隣接する部分には透明導電材料が埋め込まれており、その他方のセル20b側に素子分離溝56が設けられている。
The
導電部42により、隣接するセル(ここでは、セル20aと20b)の一方のセル(ここではセル20a)の透明電極層16と、他方のセル(ここではセル20b)の裏面電極層12とが電気的に直列接続されており、素子分離溝56によりセル間の短絡が防止されている。また、導電部42はその構成材料として透明電極層材料より低抵抗なものが用いられており、直列接続の接続部での電気的なロスが低く抑えられる。
The
なお、図14Bに本実施形態の設計変更例として示す集積化太陽電池5’のように、上述の集積化太陽電池5の素子分離溝56に絶縁材34が埋め込まれていてもよい。素子分離溝56に絶縁材34が充填されることにより、セル間の短絡およびセル20bにおける電流リークを抑制する効果がより高くなり好ましい。
14B, an insulating
本実施形態においては、図14Aにその一部を示すように、導電部42は、接続部領域50において基板10の幅方向W全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域50において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板10の幅方向W全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向(基板の幅方向W)において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向(基板の幅方向W)に、例えば3箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
In this embodiment, as shown in part of FIG. 14A, the
以下に、第5の実施形態の製造方法を図15〜図17に基づいて説明する。図15、16は第5実施形態の製造工程を示す模式断面図、図17は本実施形態の一部設計変更例の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル20a、20bおよびその間の接続部領域50を含む集積化構造の要部を示している。
Below, the manufacturing method of 5th Embodiment is demonstrated based on FIGS. FIGS. 15 and 16 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of the fifth embodiment, and FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the partial design modification example of the present embodiment. The main part of the integrated structure including the
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板10を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層10aを備えた基板10を用いる。
First, a
図15のaに示すように、基板10の表面に裏面電極層12を形成し、裏面電極層12に基板10の表面が底部に露出する電極層分離溝21を形成し、裏面電極層12を複数の領域に分離する。この電極層分離溝21の形成はレーザスクライブにより行うことが好ましい。
As shown in FIG. 15 a, the
本実施形態では、裏面電極層12が光電変換層等を形成する際の熱履歴を受ける前に電極層分離溝21を形成するので、裏面電極層がMo等の熱履歴により硬化する材料からなる場合であっても、比較的低いパワーでスクライブを行うことができる。裏面電極層が硬化した後では、比較的高いパワーを要するため高価なレーザスクライブ装置が必要となり、また、比較的大きいパワーを用いる場合には基板を損傷させてしまう恐れがある。通常スクライブ処理の後には洗浄を行うが、透明電極層まで積層した後に電極層分離溝をスクライブ形成した場合、このスクライブ形成時に生じるバリやゴミは十分を除去しきれず、装置としての品質が低下する恐れがある。本実施形態の製造方法によれば、これらの問題を発生せず、安価に品質の良好な集積化太陽電池を製造することができる。
In the present embodiment, since the electrode
次に、図15のbに示すように、裏面電極層12および電極層分離溝21の底部に露出した基板10の表面を覆うように、光電変換層13およびバッファ層14を順次積層する。
Next, as illustrated in FIG. 15 b, the
次に、図15のcに示すように、電極層分離溝21に平行かつ裏面電極層12の表面位置に至る深さの開口溝部55を形成する。このとき、開口溝部55の溝幅方向においてこの開口溝部55の両壁α、βから離間した位置に積層体の一部33を残すように開口溝部55を形成する。例えば、所望の開口溝部形成位置に、積層体上方から所定の間隔で裏面電極層12の表面位置に至る深さの第1および第2の溝55a、55bをレーザもしくはメカニカルスクライブにより形成することにより、この2本の溝55a、55b間に積層体の一部33が残置された開口溝部55を形成することができる。なお、形成された開口溝部55の積層体の一部33を挟む第1および第2の溝55a、55bには、裏面電極層12が露出しており、部分的に電極層分離溝21に埋め込まれた光電変換層13が露出している。ここでは、開口溝部55の一方の壁面αを有するセル20aの裏面電極層12が開口溝部55に露出しないように開口溝部形成位置を制御する。
Next, as shown in FIG. 15 c, an opening
なお、本実施形態においては、開口溝部55に積層体の一部33として光電変換層13の部分が残されたものとなっているが、この一部33には、バッファ層14、透明電極層16が残っていてもよい。
In the present embodiment, the
次に、図15のdに示すように、一方の壁面αを覆うように導電材を塗布、硬化させて導電部42を形成する。例えば、導電材として導電性インクを用い、インクジェット法によりインクを、一方の壁面αから、第1の溝55a内に露出している裏面電極層12に及ぶ範囲に打滴する。この場合、導電性インクは第1の溝55a内に打滴されるため、ストッパ部33により堰きとめられて第2の溝55b側に広がるのが抑制される。すなわち、ストッパ部33は導電性インクが他方の壁面βに接触するのを防止する。また、第1の溝55aには一方のセル20aの裏面電極層12は露出していないので、隣接するセル20a、20b間の短絡(ショート)は防止されている。
導電性インクを打滴した後、導電性インクに応じた熱硬化処理、光硬化処理を施すことにより導電部42が形成される。
Next, as shown in FIG. 15d, a
After the conductive ink is ejected, the
次に、バッファ層14上および導電部42の表面上に、および開口溝部55を埋め込むように表面全域に透明電極層16を形成する。そして、図16のeに示すように、透明電極層16を素子間で分離するための素子分離溝56を形成する。このとき、透明電極層16表面から裏面電極層12を露出する深さの素子分離溝56をストッパ部33よりも他方のセル20b側となる位置に形成する。これにより両セル間の短絡を防止することができる。本実施形態においては、さらに素子分離溝56を、他方のセル20bの壁面が透明導電層材料で覆われることがないように、開口溝部55の他方の壁面βを含む領域に形成する。このように素子分離溝56を形成することにより、他方のセル20b内で発生電流がリークするのを防止することができ、発電効率を向上させることができる。素子分離溝56はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。
Next, the
以上のようにして、図14Aに示す集積化太陽電池5を製造することができる。
As described above, the integrated
なお、素子分離溝56を、図17のe’に示すように、開口溝部55の外部となる他方の壁面βよりもセル20b側に形成してもよい。
Note that the
さらに、図16のf、図17のf’に示すように、素子分離溝56、56’に絶縁材34を埋め込んでもよい。図16のfに示すように、素子分離溝56を絶縁材34で充填することにより、図14Bに示す設計変更例の集積化太陽電池5’を製造することができる。このように素子分離溝56中に絶縁材34を充填することによりセル間の短絡をより効果的に防止することができる。
Further, as shown by f in FIG. 16 and f ′ in FIG. 17, the insulating
「第6の実施形態」
図18は、第6の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池6の要部を示す模式的斜視図であり、図1の平面図における破線部IIについての斜視図である。
“Sixth Embodiment”
FIG. 18 is a schematic perspective view showing a main part of the integrated
集積化太陽電池6は、図18に示すように表層が絶縁層10aである基板10上に、裏面電極層12、光電変換層13、バッファ層14および透明電極層16が順に積層されたセルが接続部領域50を介して隣接し、接続部領域50において直列接続されている。
As shown in FIG. 18, the integrated
接続部領域50において、一方のセル(ここでは、セル20a)側から他方のセル(ここでは、セル20b)に向かって順に、バッファ層14から裏面電極層12を貫通し基板表面までの深さの第1の素子分離溝122、バッファ層14から裏面電極層12表面までの深さの導通用溝123、および透明電極層16から裏面電極層12の表面位置までの深さの第2の素子分離溝124が設けられている。各溝の幅は、例えば、10μm程度である。
第1の素子分離溝122および第2の素子分離溝124には絶縁材30、34が充填されており、導通用溝123には導電材40が充填されている。
In the
The first
絶縁材30、34が充填された第1および第2の素子分離溝122および124によりセル間は分離されており、導通用溝123に充填された導電材40により、接続部領域50を挟んで隣接する一方のセル20aの透明電極層16と他方のセル20bの裏面電極層12とが電気的に接続されている。
The cells are separated by the first and second
第1の素子分離溝122が設けられて、さらに絶縁材30が充填されていることにより、一方のセル20aの光電変換層内での電流リークを防止することができ、第2の素子分離溝124が設けられて、さらに絶縁材34が充填されていることにより、他方のセル20bの光電変換層内での電流リークを防止することができる。各セルの壁面がそれぞれ絶縁されてリークが防止されているため光電変換効率を向上させることができる。また、これらの絶縁材30、34が充填された素子分離溝122、124によりセル20a、20b間の短絡も効果的に防止することができる。また、導電材40はその構成材料として透明電極層材料より低抵抗なものが用いられており、直列接続の接続部での電気的なロスが低く抑えられる。
Since the first
本実施形態においては、図18にその一部を示すように、導通用溝123は、接続部領域50において基板10の幅方向W全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域50において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板10の幅方向W全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向(基板の幅方向W)において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向(基板の幅方向W)に、例えば3箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
In the present embodiment, as shown in part of FIG. 18, the
以下に、第6の実施形態の製造方法を図19、図20に基づいて説明する。図19および図20は第6の実施形態の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル20a、20bおよびその間の接続部領域50を含む集積化構造の要部を示している。
Below, the manufacturing method of 6th Embodiment is demonstrated based on FIG. 19, FIG. FIGS. 19 and 20 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of the sixth embodiment, and show the main part of the integrated structure including the
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板10を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層10aを備えた基板10を用いる。
First, a
図19のaに示すように、基板10の表面に裏面電極層12、光電変換層13およびバッファ層14を順次積層する。
このように本実施形態では、裏面電極層12からバッファ層14の積層工程中にスクライブ工程が不要であることから、製造工程を煩雑化させることなく、生産効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 19 a, the
Thus, in this embodiment, since a scribe process is unnecessary during the lamination | stacking process of the back
次に、図19のbに示すように、積層面側から基板表面が露出する深さの第1の素子分離溝122および積層面側から裏面電極層12が露出する深さの導通用溝123を形成する。第1の素子分離溝122の形成にはメカニカルスクライブ法およびレーザスクライブ法を用いることが好ましい。具体的には、積層面側から裏面電極表面までメカニカルスクライブ法によりスクライブし、その後、裏面電極層をレーザスクライブ法によりスクライブすることが好ましい。また、導通用溝123の形成には、メカニカルスクライブ法を用いることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 19B, a first
その後、図19のcに示すように、第1の素子分離溝122に絶縁性インク(絶縁材)30を注入充填する。また、導通用溝123に導電性インク(導電材)40を注入充填する。
Thereafter, as shown in FIG. 19 c, the first
次に、図20のdに示すように、バッファ層14上、第1の素子分離溝122に充填された絶縁材30上、導通用溝123に充填された導電材40上を含む表面全域を覆うように透明電極層16を形成する。
Next, as shown in FIG. 20 d, the entire surface including the
さらに、図20のeに示すように、導通用溝123よりもセル20b側に第2の素子分離溝124を形成し、図20fに示すように、第2の素子分離溝124中に絶縁性インク(絶縁材)34を注入充填する。
Further, as shown in FIG. 20e, a second
以上のようにして図18に示す集積化太陽電池6を製造することができる。
As described above, the integrated
第2の素子分離溝124に絶縁材を入れなくてもセル分離機能を有するが、第2の素子分離溝124を形成する際、透明導電層のスクライブ時に生じる残渣が第2の素子分離溝124中にあるとセル20bにおける電流リークやセル間の短絡が生じる場合がある等、絶縁性が必ずしも十分とは言えない。しかし、本実施形態のように第2の素子分離溝124中に絶縁材134を充填することにより、絶縁性を向上させることができ、電流リークや短絡を防止してより光電変換効率のよい集積化太陽電池を得ることができる。
また、導通溝123に透明電極層材料よりも低抵抗な導電材40が充填されているため、接続部での電気的なロスが少なく光電変換効率のさらなる向上効果が得られる。
Although it has a cell isolation function even if an insulating material is not put in the second
Further, since the
「第7の実施形態」
図21Aは、第7の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池7の要部を示す模式的斜視図であり、図1の平面図における破線部IIについての斜視図である。なお、図21Bは本実施形態の設計変更例の集積化太陽電池7についての図21Aに対応する位置の模式的斜視図である。
“Seventh Embodiment”
FIG. 21A is a schematic perspective view showing a main part of the integrated
集積化太陽電池7は、図21Aに示すように表層が絶縁層10aである基板10上に、裏面電極層12、光電変換層13、バッファ層14および透明電極層16が順に積層されたセルが接続部領域50を介して隣接し、接続部領域50において直列接続されている。
As shown in FIG. 21A, the integrated
接続部領域において、セル間に設けられているライン状のやや広幅の開口溝部152および開口溝部152に平行な素子分離溝154とが設けられており、開口溝部152の一方の壁面α側の底面の一部に、セル間で裏面電極層を分離する電極層分離溝151が設けられている。電極層分離溝151は基板の表面に至る深さで、開口溝部152とほぼ平行に配置されており、溝幅は例えば10μm程度である。
In the connection portion region, a line-shaped slightly wide
開口溝部152は裏面電極層12の表面位置に至る深さを有しており、溝幅は例えば、50〜100μm程度である。
開口溝部152には、一方の壁面αを覆い、かつ溝幅方向に徐々に小さくなる絶縁部130が形成されている。さらに、絶縁部130上を覆うように、導電層140が形成されており、さらにバッファ層14上および導電層140は透明電極層16で覆われている。導電層140により、隣接するセル(ここでは、セル20aと20b)の一方のセル(ここではセル20a)の透明電極層16と、他方のセル(ここではセル20b)の裏面電極層12とが電気的に直列接続されている。導電層140は絶縁部130により壁面αに接触することなく壁面αを有するセル側の透明電極層16に接触するように形成されている。導電層140が壁面αに接触しないので、その壁面を有するセル20aの内部リーク電流の発生が防止される。また、導電層140はその構成材料として透明電極層材料より低抵抗なものが、用いられており、直列接続の接続部でのロスが低く抑えられる。
The
The
素子分離溝154は、開口溝部152の他方のセル20b側に形成されており、隣接するセル間で透明電極層16を分離している。素子分離溝154の幅はたとえば、10μm程度である。
The
なお、図21Bに本実施形態の設計変更例として示す集積化太陽電池7’のように、上述の集積化太陽電池7の素子分離溝154に絶縁材34が埋め込まれていてもよい。素子分離溝54に絶縁材34が充填されることにより、セル20bの光電変換層内での電流リークおよびセル間における短絡を効果的に抑制することができる。
Note that an insulating
本実施形態においては、図21Aにその一部を示すように、導電層140は、接続部領域50において基板10の幅方向W全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域50において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板10の幅方向W全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向(基板の幅方向W)において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向(基板の幅方向W)に、例えば3箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
In this embodiment, as shown in part of FIG. 21A, the
以下に、第7の実施形態の製造方法を図22〜図25に基づいて説明する。図22〜24は第7実施形態の製造工程を示す模式断面図、図25は本実施形態の一部設計変更例の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル20a、20bおよびその間の接続部領域50を含む集積化構造の要部を示している。
Below, the manufacturing method of 7th Embodiment is demonstrated based on FIGS. 22 to 24 are schematic cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the seventh embodiment, and FIG. 25 is a schematic cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the partial design change example of the present embodiment. The main part of the integrated structure including the
まず、少なくとも表面が絶縁性である所定の大きさの基板10を用意する。例えば、金属基材表面に絶縁層10aを備えた基板10を用いる。
First, a
図22のaに示すように、基板10の表面に裏面電極層12、光電変換層13およびバッファ層14を順次積層する。
このように本実施形態では、裏面電極層12からバッファ層14の積層工程中にスクライブ工程が不要であることから、製造工程を煩雑化させることなく、生産効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 22 a, the
Thus, in this embodiment, since a scribe process is unnecessary during the lamination | stacking process of the back
次に、図22のbに示すように、積層面側から裏面電極表面が露出する深さのやや幅広の開口溝部152を形成する。開口溝部152の形成にはメカニカルスクライブ法を用いることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 22b, an
さらに図22のcに示すように、開口溝部152の底面に露出した裏面電極層12の一部に裏面電極層12をセル間で分離する電極層分離溝151を形成する。このとき、電極層分離溝151は、開口溝部152を挟んで隣接するセルの一方のセル(ここでは、セル20a)寄りに形成される。電極層分離溝151はレーザスクライブ法により形成することが好ましい。
Further, as shown in FIG. 22c, an electrode
次に図23のdに示すように、開口溝部152の一方の壁面αを覆うように、かつ電極層分離溝151を埋め込むように絶縁材を塗布し、硬化させて絶縁部130を形成する。例えば、絶縁材として、光硬化型あるいは熱硬化型の絶縁性インクを用い、インクジェット法により壁面α近傍に絶縁性インクを打滴すればインクは壁面αを覆うと共に、溝幅方向の他方の壁面β側に広がる。その後、インクに応じた光照射あるいは加熱により硬化させればよい。開口溝部152の幅とインク吐出量を調整することにより、絶縁部の大きさは調整することができるが、絶縁部130と他方の壁面βとがある程度離間していることを要する。
Next, as shown in d of FIG. 23, an insulating material is applied and cured so as to cover one wall surface α of the
次に図23のeに示すように、絶縁部130で覆われた壁面αを有するセル20aのバッファ層14上から絶縁部30上を通り、開口溝部152底面に露出する裏面電極層12に至る範囲に導電材を塗布し、硬化させることにより導電層140を形成する。例えば、導電材として、光硬化型あるいは熱硬化型の導電性インクを用い、インクジェット法により壁面αの上方位置から絶縁部130上を覆う範囲に打滴後、光照射あるいは加熱により硬化させればよい。
Next, as shown in FIG. 23e, the
その後、図24のfに示すように、バッファ層14上、導電層140上に、および開口溝部152を埋め込むように、表面全域にわたって透明電極層16を形成し、その後、開口溝部152の壁面β側に透明電極層16から裏面電極層表面に至る深さの素子分離溝154を形成する。素子分離溝154はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい素子分離溝154として、透明電極層16のみを分離する深さの溝を形成することも考えられるが、バッファ層14および光電変換層13も分離することにより、他方のセル20bの内部リークを防止することができる。また、導電層140形成工程において導電材が他方の壁面βに接触するまで広がった場合であっても、素子分離溝154が裏面電極表面までの深さで形成されていることにより、セル間での短絡を防止することができる。
また、導電層140は、透明電極層16よりも低抵抗な材料で形成されているため、接続部に導電層140を備えることにより電気的なロスを抑制することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 24 f, the
Moreover, since the
以上のようにして図21Aに示す集積化太陽電池7を製造することができる。
As described above, the integrated
なお、図25のf’に示すように、素子分離溝154’を開口溝部152の他方の壁面βを含む領域に形成してもよい。
さらに、図24のgおよび図25のg’に示すように、素子分離溝154、154’に絶縁材34を埋め込んでもよい。素子分離溝154が絶縁材34で充填されることにより、セル間の短絡がより効果的に防止できる。
As shown in f ′ of FIG. 25, the
Furthermore, as shown in g of FIG. 24 and g ′ of FIG. 25, the insulating
「第8の実施形態」
図26Aは、第8の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池8の要部を示す模式的斜視図であり、図1の平面図における破線部IIについての斜視図である。なお、図26Bは本実施形態の設計変更例の集積化太陽電池8’についての図26Aに対応する位置の模式的斜視図である。
“Eighth Embodiment”
FIG. 26A is a schematic perspective view showing a main part of the integrated
集積化太陽電池8は、図26Aに示すように表層が絶縁層10aである基板10上に、裏面電極層12、光電変換層13、バッファ層14および透明電極層16が順に積層されてなる複数のセルが、接続部領域50を介して隣接し、接続部領域50において直列接続されている。
As shown in FIG. 26A, the integrated
接続部領域50には、この接続部領域50を介して隣接する一方のセル20a側から他方のセル20b側に向けて順に、裏面電極層12を貫通する電極層分離溝151を底面の一部に備えた第1の溝155aと、第1の溝155aに平行な裏面電極層12を露出する深さの第2の溝155bと、該第2の溝155bの他方のセル20b側の端部に形成された裏面電極層12が底面に露出する深さの素子分離溝156とが形成されている。
In the
第1の溝155aと第2の溝155bとは、基板10上に裏面電極層12からバッファ層14までが形成された後に、両溝155a、155b間に積層体の一部を後述するストッパ部33として残すように所定間隔で略平行に形成されたものである。
第1の溝155aにはその一方の壁面αを覆うように絶縁部130が形成されており、この絶縁部130は第2の溝155b側に広がらないようにストッパ部33により規制されて形成されている。第2の溝155bのストッパ部33に隣接する部分には透明導電材料が埋め込まれており、その他方のセル20b側に素子分離溝156が設けられている。
The
An
本実施形態においては、ストッパ部33に隣接する部分に埋め込まれた透明導電材料により隣接するセル(ここでは、セル20aと20b)の一方のセル(ここではセル20a)の透明電極層16と、他方のセル(ここではセル20b)の裏面電極層12とを電気的に接続する接続部141が構成されている。そして、素子分離溝156によりセル間の短絡が防止されている。
In the present embodiment, the
なお、図26Bに本実施形態の設計変更例として示す集積化太陽電池8’のように、上述の集積化太陽電池8の素子分離溝156に絶縁材34が埋め込まれていてもよい。素子分離溝156に絶縁材34が充填されることにより、セル間の短絡およびセル20bにおける電流リークを抑制する効果がより高くなり好ましい。
Note that an insulating
本実施形態においては、図26Aにその一部を示すように、接続部141は、接続部領域50において基板10の幅方向W全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域50において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板10の幅方向W全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向(基板の幅方向W)において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向(基板の幅方向W)に、例えば3箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
In the present embodiment, as shown in part of FIG. 26A, the
以下に、第8の実施形態の製造方法を図27〜図29に基づいて説明する。図27、28は第8実施形態の製造工程を示す模式断面図、図29は本実施形態の一部設計変更例の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル20a、20bおよびその間の接続部領域50を含む集積化構造の要部を示している。
Below, the manufacturing method of 8th Embodiment is demonstrated based on FIGS. 27 and 28 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of the eighth embodiment, and FIG. 29 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the partial design change example of the present embodiment, with the
図27のaに示すように、基板10の表面に裏面電極層12、光電変換層13およびバッファ層14を順次積層する。
このように本実施形態では、裏面電極層12からバッファ層14の積層工程中にスクライブ工程が不要であることから、製造工程を煩雑化させることなく、生産効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 27 a, the
Thus, in this embodiment, since a scribe process is unnecessary during the lamination | stacking process of the back
次に、図27のbに示すように、裏面電極層12の表面位置に至る深さの開口溝部155を形成する。このとき、開口溝部155の溝幅方向においてこの開口溝部155の両壁α、βから離間した位置に積層体の一部33を残すように開口溝部155を形成する。例えば、所望の開口溝部形成位置に、積層体上方から所定の間隔で裏面電極層12の表面位置に至る深さの第1および第2の溝155a、155bをレーザもしくはメカニカルスクライブにより形成することにより、この2本の溝155a、155b間に積層体の一部33が残置された開口溝部155を形成することができる。なお、形成された開口溝部155の積層体の一部33を挟む第1および第2の溝155a、155bには、裏面電極層12が露出している。
なお、本実施形態においては、開口溝部55に積層体の一部33として光電変換層13の部分が残されたものとなっているが、この一部33には、バッファ層14、透明電極層16が残っていてもよい。
Next, as shown in FIG. 27 b, an
In the present embodiment, the
第1の溝155aの底面に露出する裏面電極層12にセル間で電極層12を分離するための電極層分離溝151を形成する。電極層分離溝151はレーザスクライブにより形成することが好ましい。そして、図27のcに示すように、一方の壁面αを覆うように絶縁材を塗布、硬化させて絶縁部130を形成する。例えば、絶縁材として絶縁性インクを用い、インクジェット法によりインクを、一方の壁面α近傍に打滴する。この場合、絶縁性インクは第1の溝55a内に打滴されるため、ストッパ部33により堰きとめられて第2の溝155b側に広がることが抑制される。
絶縁性インクを打滴した後、インクに応じた熱硬化処理、光硬化処理を施すことにより絶縁部130が形成される。
An electrode
After the insulating ink is deposited, the insulating
次に、バッファ層14上および開口溝部155含む表面全域に透明電極層16を形成する。このとき、絶縁部130は透明電極層16で覆われ、第2の溝155b中には透明導電層材料が充填されることとなる。そして、図28のdに示すように、開口溝部155の他方の壁面βを含む一部領域に素子分離溝156を形成する。素子分離溝156はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。
Next, the
以上のようにして、図26Aに示す集積化太陽電池8を製造することができる。
As described above, the integrated
なお、素子分離溝156を、図29のd’に示すように、開口溝部55の外部となる他方の壁面βよりもセル20b側に形成してもよい。
Note that the
さらに、図28のe、図29のe’に示すように、素子分離溝156、156’には絶縁材34を埋め込んでもよい。図28のeに示すように、素子分離溝156を絶縁材34で充填することにより、図26Bに示す設計変更例の集積化太陽電池8’を製造することができる。このように素子分離溝156中に絶縁材34を充填することによりセル間の短絡をより効果的に防止することができる。
Further, as shown in e of FIG. 28 and e ′ of FIG. 29, an insulating
「第9の実施形態」
図30Aは、第9の実施形態の製造方法で製造される集積化太陽電池9の要部を示す模式的斜視図であり、図1の平面図における破線部IIについての斜視図である。なお、図30Bは本実施形態の設計変更例の集積化太陽電池9’についての図30Aに対応する位置の模式的斜視図である。
“Ninth Embodiment”
FIG. 30A is a schematic perspective view showing a main part of the integrated solar cell 9 manufactured by the manufacturing method of the ninth embodiment, and is a perspective view of a broken line part II in the plan view of FIG. FIG. 30B is a schematic perspective view of a position corresponding to FIG. 30A for the integrated solar cell 9 ′ of the design change example of the present embodiment.
集積化太陽電池9は、図30Aに示すように表層が絶縁層10aである基板10上に、裏面電極層12、光電変換層13、バッファ層14および透明電極層16が順に積層されてなる複数のセルが、接続部領域50を介して隣接し、接続部領域50において直列接続されている。
As shown in FIG. 30A, the integrated solar cell 9 has a plurality of layers in which a
接続部領域50には、この接続部領域50を介して隣接する一方のセル20a側から他方のセル20b側に向けて順に、裏面電極層12を貫通する電極層分離溝151を底面の一部に備えた第1の溝155aと、第1の溝155aに平行な裏面電極層12を露出する深さの素子分離溝156とを備えている。
In the
第1の溝155aと素子分離溝156との間には積層体の一部が後述するストッパ部33として残置されている。
第1の溝155aにはその一方の壁面αを覆うように絶縁部130が形成されており、さらにこの絶縁部130を覆うように導電層140が形成されている。この絶縁部130および導電層140は素子分離溝156側に広がらないようにストッパ部33により規制されて形成されている。
A part of the stacked body is left as a
An
本実施形態においては、導電層140により隣接するセル(ここでは、セル20aと20b)の一方のセル(ここではセル20a)の透明電極層16と、他方のセル(ここではセル20b)の裏面電極層12とが電気的に接続されている。そして、素子分離溝156によりセル間の短絡が防止されている。
In the present embodiment, the
なお、図30Bに本実施形態の設計変更例として示す集積化太陽電池9’のように、上述の集積化太陽電池9の素子分離溝156に絶縁材34が埋め込まれていてもよい。素子分離溝156に絶縁材34が充填されることにより、セル間の短絡およびセル20bにおける電流リークを抑制する効果がより高くなり好ましい。
Note that an insulating
本実施形態においては、図30Aにその一部を示すように、導電層140は、接続部領域50において基板10の幅方向W全域に亘り形成されている。しかしながら、接続部領域50において、セル間は電気的に直列に接続されていればよく、必ずしも基板10の幅方向W全域に亘り導通用溝は形成されていなくてもよい。セル間を電気的に直列に接続するには、セルの長さ方向(基板の幅方向W)において少なくとも一部に導電部が形成されていればよく、セル間において、セル長さ方向(基板の幅方向W)に、例えば3箇所程度、断続的に導電部が設けられていたのでもよい。
In this embodiment, as shown in part of FIG. 30A, the
以下に、第9の実施形態の製造方法を図27、図31および図32に基づいて説明する。図27および図31は第9の実施形態の製造工程を示す模式断面図、図32は本実施形態の一部設計変更例の製造工程を示す模式断面図であり、それぞれ一部セル20a、20bおよびその間の接続部領域50を含む集積化構造の要部を示している。
第9の実施形態の製造方法は図27に示すステップa、bについては第8の実施形態の製造方法と同一であり、上記第8の実施形態の製造方法についての説明を援用するものとし、ここでは、図31のc以降の製造工程について説明する。
Below, the manufacturing method of 9th Embodiment is demonstrated based on FIG.27, FIG31 and FIG32. 27 and 31 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of the ninth embodiment, and FIG. 32 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the partial design change example of the present embodiment, where the
The manufacturing method of the ninth embodiment is the same as the manufacturing method of the eighth embodiment for steps a and b shown in FIG. 27, and the description of the manufacturing method of the eighth embodiment is incorporated. Here, the manufacturing process after c in FIG. 31 will be described.
図27のa、bのステップの後、図31のcに示すように、一方の壁面αを覆うように絶縁材を塗布、硬化させて絶縁部130を形成し、さらに絶縁部130を覆うように導電材を塗布、硬化させて導電層140を形成する。例えば、絶縁材として絶縁性インクを用い、インクジェット法によりインクを、一方の壁面α近傍に打滴して、インクに応じた熱硬化処理、光硬化処理を施すことにより絶縁部130が形成される。同様に、導電材として導電性インクを用い、インクジェット法によりインクを、絶縁部130上に打滴して、インクに応じた熱硬化処理、光硬化処理を施すことにより導電層140が形成される。このとき、インクは広がるがストッパ部33により堰き止められ、第2の溝155b側に広がらないように規制される。
After steps a and b in FIG. 27, as shown in FIG. 31 c, an insulating material is applied and cured so as to cover one wall surface α to form the insulating
次に、バッファ層14上および開口溝部155含む表面全域に透明電極層16を形成する。このとき、導電層140は透明電極層16で覆われ、第2の溝155b中には透明導電層材料が充填されることとなる。そして、図31のdに示すように、第2の溝155bとほぼ一致する部分に素子分離溝156を形成する。素子分離溝156はメカニカルスクライブ法により形成することが好ましい。
Next, the
以上のようにして、図30Aに示す集積化太陽電池8を製造することができる。
As described above, the integrated
なお、素子分離溝156を、図32のd’に示すように、開口溝部155の外部となる他方の壁面βよりもセル20b側に形成してもよい。
Note that the
さらに、図31のe、図32のe’に示すように、素子分離溝156、156’には絶縁材34を埋め込んでもよい。図31のeに示すように、素子分離溝156を絶縁材34で充填することにより、図30Bに示す設計変更例の集積化太陽電池9’を製造することができる。このように素子分離溝156中に絶縁材34を充填することによりセル間の短絡をより効果的に防止することができる。
Further, as shown in e of FIG. 31 and e ′ of FIG. 32, the insulating
以上説明した、各実施形態の製造方法において、基板10としてフレキシブル基板を用いた場合、ロールトゥーロール方式および枚葉式を組み合わせて形成することができる。基板10としてフレキシブル基板を使用しない場合、すべての工程は枚葉式で行う。
In the manufacturing method of each embodiment described above, when a flexible substrate is used as the
また、各実施形態において、溝の形成にはレーザスクライブ法もしくはメカニカルスクライブ法を適宜用いることができ、レーザスクライブにより10〜30μm幅のスクライブ溝、メカニカルスクライブにより30〜100μm幅のスクライブ溝を好適に形成することができる。 In each embodiment, a laser scribe method or a mechanical scribe method can be appropriately used for forming the groove, and a scribe groove having a width of 10 to 30 μm by laser scribe and a scribe groove having a width of 30 to 100 μm by mechanical scribe are suitably used. Can be formed.
以下に上述の各実施形態に好適な基板および各層の具体例について説明する。 Specific examples of the substrate and each layer suitable for each of the above embodiments will be described below.
(基板)
基板10は、その形状および大きさ等は適用される集積化太陽電池の大きさ等に応じて適宜決定されるものであり、例えば、一辺の長さが1mを超える四角形状または矩形状である。
基板10としては、ガラス、ポリイミド等の絶縁基板、表面に絶縁層が形成されたステンレス等の金属基板など、少なくとも表面が絶縁層であれば特に制限されない。
可撓性基板としては、Alを主成分とするAl基材の少なくとも一方の面側にAl2O3を主成分とする陽極酸化膜(絶縁膜)が形成された陽極酸化基板、Feを主成分とするFe材の少なくとも一方の面側にAlを主成分とするAl材が複合された複合基材の少なくとも一方の面側にAl2O3を主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板、Feを主成分とするFe材の少なくとも一方の面側にAlを主成分とするAl膜が成膜された基材の少なくとも一方の面側にAl2O3を主成分とする陽極酸化膜が形成された陽極酸化基板などが好ましい。さらに、陽極酸化膜上に、ソーダライムガラス(SLG)層が設けられたものであってもよい。ソーダライムガラス層を備えることにより、光電変換層にNaを拡散させることができる。光電変換層がNaを含むことにより、光電変換効率をさらに向上させることができる。
(substrate)
The shape, size, etc. of the
The
As the flexible substrate, an anodized substrate in which an anodized film (insulating film) mainly composed of Al 2 O 3 is formed on at least one surface side of an Al base material mainly composed of Al, Fe is mainly used. An anodic oxide film mainly composed of Al 2 O 3 was formed on at least one surface side of a composite base material in which an Al material composed mainly of Al was composited on at least one surface side of the Fe material as a component. Anodized substrate, Al 2 O 3 as a main component on at least one surface side of a base material on which an Al film whose main component is Al is formed on at least one surface side of an Fe material containing Fe as a main component An anodized substrate on which an anodized film is formed is preferable. Further, a soda lime glass (SLG) layer may be provided on the anodized film. By providing the soda lime glass layer, Na can be diffused in the photoelectric conversion layer. When the photoelectric conversion layer contains Na, the photoelectric conversion efficiency can be further improved.
(裏面電極層)
裏面電極層12は、例えば、Mo、Cr、またはW、およびこれらを組合わせたものにより構成されることが好ましく、特にMoで構成されることが好ましい。この裏面電極層12は、単層構造でもよいし、2層構造等の積層構造でもよい。
また、裏面電極層12の形成方法は、特に制限されるものではなく、例えば、電子ビーム蒸着法、スパッタ法等の気相成膜法により形成することができる。
(Back electrode layer)
The
Moreover, the formation method in particular of the back
裏面電極層12は、一般的に厚さが800nm程度であるが、裏面電極層12は、厚さが200nm〜1000nm(1μm)であることが好ましい。このように裏面電極層12の膜厚を一般的なものよりも薄くすることにより、裏面電極層12の材料費を削減でき、さらには裏面電極層12の形成速度も速くすることができる。
The
(光電変換層)
光電変換層13の主成分としては特に制限されず、高い光電変換効率が得られることから、少なくとも1種のカルコパイライト構造の化合物半導体であることが好ましく、Ib族元素とIIIb族元素とVIb族元素とからなる少なくとも1種の化合物半導体であることがより好ましい。
(Photoelectric conversion layer)
The main component of the
光電変換層13の主成分としては、CuおよびAgからなる群より選択された少なくとも1種のIb族元素と、Al,GaおよびInからなる群より選択された少なくとも1種のIIIb族元素と、S,Se,およびTeからなる群から選択された少なくとも1種のVIb族元素とからなる少なくとも1種の化合物半導体であることが好ましい。
As the main component of the
上記化合物半導体としては、CuAlS2,CuGaS2,CuInS2,CuAlSe2,CuGaSe2,AgAlS2,AgGaS2,AgInS2,AgAlSe2,AgGaSe2,AgInSe2,AgAlTe2,AgGaTe2,AgInTe2,Cu(In,Al)Se2,Cu(In,Ga)(S,Se)2,Cu1-zIn1-xGaxSe2-ySy(式中、0≦x≦1,0≦y≦2,0≦z≦1)(CI(G)S),Ag(In,Ga)Se2,およびAg(In,Ga)(S,Se)2等が挙げられる。
Examples of the
また、Cu2ZnSnS4,Cu2ZnSnSe4,Cu2ZnSn(S,Se)4,であってもよい。
I−III−VI族半導体以外の半導体としては、GaAs等のIIIb族元素およびVb族元素からなる半導体(III−V族半導体)、およびCdTe,(Cd,Zn)Te等のIIb族元素およびVIb族元素からなる半導体(II−VI族半導体)等が挙げられる。
Further, Cu 2 ZnSnS 4, Cu 2
Semiconductors other than the I-III-VI group semiconductors include semiconductors consisting of IIIb group elements and Vb group elements such as GaAs (III-V group semiconductors), IIb group elements such as CdTe, (Cd, Zn) Te, and VIb. Examples thereof include semiconductors composed of group elements (II-VI group semiconductors).
光電変換層13の成膜方法も特に制限はなく、真空蒸着法、スパッタ法、MOCVD法等により成膜することができる。CIGS系半導体層の成膜方法としては、多源同時蒸着法、セレン化法、スパッタ法、ハイブリッドスパッタ法、カノケミカルプロセス法等が知られている。その他のCIGS成膜法としては、スクリーン印刷法、近接昇華法、MOCVD法、及びスプレー法(ウェット成膜法)などが挙げられる。いかなる成膜方法を用いてもよい。
The method for forming the
(バッファ層)
バッファ層14は、透明電極層16の形成時の光電変換層13を保護すること、透明電極層16に入射した光を光電変換層13まで透過させるために形成されたものである。
バッファ層14は、例えば、CdS、ZnS、ZnO、ZnMgO、又はZnS(O、OH)およびこれらの組み合わせたものにより構成される。
バッファ層14は、その厚さが、10nm〜2μmであることが好ましく、15〜200nmがより好ましい。このバッファ層14は、例えば、CBD(ケミカルバスデポジション)法、溶液成長法等により形成される。
(Buffer layer)
The
The
The
(絶縁層(窓層)) 既述の通り、上記実施形態においては、バッファ層14と透明導電層16との間に絶縁層(所謂、窓層)を備えていてもよい。この絶縁層は、光励起された電子、ホールの再結合を阻害し、発電効率向上に寄与するものである。絶縁層の組成も特に制限ないが、i−ZnO、i−AlZnO(AZO)等が好ましい。膜厚は特に制限されず、10nm〜2μmが好ましく、15〜200nmがより好ましい。成膜方法は、特に制限されないが、スパッタ法やMOCVD法が適している。一方で、バッファ層14を液相法により製造する場合、製造プロセスを簡易にするためには液相法を用いることも好ましい。
(Insulating Layer (Window Layer)) As described above, in the above-described embodiment, an insulating layer (so-called window layer) may be provided between the
(透明電極層)
透明電極層16は、例えば、Al、B、Ga、In等がドープされたZnO、ITO(インジウム錫酸化物)またはSnO2およびこれらを組み合わせたものにより構成することができる。透明電極層16は、単層構造でもよいし、2層構造等の積層構造でもよい。また、透明電極層16の厚さは、特に制限されるものではなく、50nm〜2μm、さらには0.3〜1μmが好ましい。
また、透明電極層16の形成方法は、特に制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法、スパッタ法等の気相成膜法により形成することができる。
なお、透明電極層16上に、MgF2等の反射防止膜が形成されていても良い。
(Transparent electrode layer)
The
The method for forming the
An antireflection film such as MgF 2 may be formed on the
(絶縁材)
絶縁部30、130を形成するための絶縁材としては、例えば、絶縁インクIJPR(太陽インキ)、インクジェット対応ポリイミドインク リクソンコート(JNC)、インクジェット対応UV硬化インク リクソンコート(JNC)、絶縁インクDPEI(ダイセル化学工業)を用いることができる。絶縁材34ついても同様である。
(Insulating material)
Examples of the insulating material for forming the insulating
(導電材)
導電層を構成する導電材としては、例えば、銀ペースト(NPS−J(品番、ハリマ化成社製)、透明導電性インク(ClearOhm(登録商標)(JNC)、銀ナノインク(ダイセル化学工業)、Cabot Conductive Ink CCI−300を用いることができる。導電部42、142等についても同様である。
(Conductive material)
Examples of the conductive material constituting the conductive layer include silver paste (NPS-J (product number, manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.)), transparent conductive ink (ClearOhm (registered trademark) (JNC), silver nano ink (Daicel Chemical Industries), Cabot. Conductive Ink CCI-300 can be used, and the same applies to the
以上は、主として太陽電池セルの光電変換層として、化合物半導体を用いた場合に適する材料および層構成について説明した。
本発明は、太陽電池セルの光電変換層として、上述のような化合物半導体系以外を用いてもよい。例えば、光電変換層として、アモルファスシリコン(a−Si)系薄膜型光電変換層、タンデム構造系薄膜型光電変換層(a−Si/a−SiGeタンデム構造光電変換層)、直列接続構造(SCAF)系薄膜型光電変換層(a−Si直列接続構造光電変換層)、薄膜シリコン系薄膜型光電変換層、色素増感系薄膜型光電変換層、または有機系薄膜型光電変換層を用いてもよい。そして、光電変換層の種類に応じた層構成の太陽電池セルを構成すればよい。
The above has mainly described materials and layer configurations suitable for the case where a compound semiconductor is used as a photoelectric conversion layer of a solar battery cell.
The present invention may use other than the compound semiconductor system as described above as the photoelectric conversion layer of the solar battery cell. For example, as a photoelectric conversion layer, an amorphous silicon (a-Si) thin film type photoelectric conversion layer, a tandem structure type thin film photoelectric conversion layer (a-Si / a-SiGe tandem structure photoelectric conversion layer), a series connection structure (SCAF) A thin film photoelectric conversion layer (a-Si series connection structure photoelectric conversion layer), a thin film silicon thin film photoelectric conversion layer, a dye-sensitized thin film photoelectric conversion layer, or an organic thin film photoelectric conversion layer may be used. . And what is necessary is just to comprise the photovoltaic cell of the layer structure according to the kind of photoelectric converting layer.
上記実施形態においては、基板上に設けられる第1の電極層を裏面電極として不透明な材料から構成し、光電変換層の上に形成される第2の電極が透明な構造のサブストレート型と呼ばれる構造の太陽電池について説明したが、第1の電極層を透明電極とし、第2の電極層を不透明な電極で構成するスーパーストレート型の太陽電池に対しても本発明は適用可能である。 In the above embodiment, the first electrode layer provided on the substrate is made of an opaque material as a back electrode, and the second electrode formed on the photoelectric conversion layer is called a substrate type having a transparent structure. Although the solar cell having the structure has been described, the present invention can be applied to a super straight type solar cell in which the first electrode layer is a transparent electrode and the second electrode layer is an opaque electrode.
1、2、3、4、5、6、7、8、9 集積化太陽電池
10 基板
10a 絶縁層
12 裏面電極層(第1の電極層)
13 光電変換層
14 バッファ層
16 透明電極層(第2の電極層)
20a、20b、20c… 太陽電池セル(光電変換素子)
21 電極層分離溝
22 第1の素子分離溝
23 導通用溝
24 第2の素子分離溝
30、34 絶縁材
40 導電材
50 接続部領域
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Integrated
13
20a, 20b, 20c ... Solar cell (photoelectric conversion element)
21 Electrode
Claims (17)
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第1の電極層を形成し、該第1の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記第1の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から前記第1の電極層表面位置に至る深さの第1の素子分離溝および該積層面から前記第1の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
前記第1の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
前記第1の素子分離溝に充填された前記絶縁材の表面を含む前記積層面上に第2の電極層を形成すると共に前記導通用溝に該第2の電極層材料を埋め込む工程、
前記第2の電極層表面から前記第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、前記導通用溝の前記第1の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
前記第2の素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing an integrated solar cell in which a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged and connected in series on a substrate,
Forming a first electrode layer on a substrate having at least an insulating surface, and forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer into a plurality of regions;
After laminating at least the photoelectric conversion layer so as to embed the electrode layer separation groove on the first electrode layer, the first element separation groove having a depth from the laminated surface to the surface position of the first electrode layer, and the Forming a conduction groove having a depth exposing the first electrode layer from the laminated surface;
Filling the first element isolation trench with an insulating material;
Forming a second electrode layer on the laminated surface including the surface of the insulating material filled in the first element isolation groove and embedding the second electrode layer material in the conduction groove;
Forming a second element isolation groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer on a side opposite to the first element isolation groove of the conduction groove; and A method of manufacturing an integrated solar cell, comprising a step of filling the second element isolation groove with an insulating material.
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第1の電極層を形成し、該第1の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記第1の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から前記第1の電極層表面位置に至る深さの第1の素子分離溝および該積層面から前記第1の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
前記第1の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
前記導通用溝に導電材を充填する工程、
前記各溝に充填された前記絶縁材および前記導電材の表面を含む前記積層面上に第2の電極層を形成する工程、および
前記第2の電極層表面から前記第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、前記導通用溝の前記第1の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
前記第2の素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing an integrated solar cell in which a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged and connected in series on a substrate,
Forming a first electrode layer on a substrate having at least an insulating surface, and forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer into a plurality of regions;
After laminating at least the photoelectric conversion layer so as to embed the electrode layer separation groove on the first electrode layer, the first element separation groove having a depth from the laminated surface to the surface position of the first electrode layer, and the Forming a conduction groove having a depth exposing the first electrode layer from the laminated surface;
Filling the first element isolation trench with an insulating material;
Filling the conductive groove with a conductive material;
Forming a second electrode layer on the laminated surface including the surfaces of the insulating material and the conductive material filled in the grooves; and exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer Forming a second element isolation groove having a depth to be formed on a side opposite to the first element isolation groove of the conduction groove, and filling the second element isolation groove with an insulating material. The manufacturing method of the integrated solar cell characterized by the above-mentioned.
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第1の電極層を形成し、該第1の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記第1の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から前記第1の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
前記導通用溝に導電材を充填する工程、
前記導通用溝に充填された前記導電材の表面を含む前記積層面上に第2の電極層を形成する工程、
前記第2の電極層表面から前記第1の電極層を露出する深さの素子分離溝を、前記導通用溝の前記電極層分離溝とは反対側に形成する工程、および
前記素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing an integrated solar cell in which a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged and connected in series on a substrate,
Forming a first electrode layer on a substrate having at least an insulating surface, and forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer into a plurality of regions;
Forming a conductive groove having a depth exposing the first electrode layer from the laminated surface after laminating at least the photoelectric conversion layer so as to embed the electrode layer separation groove on the first electrode layer;
Filling the conductive groove with a conductive material;
Forming a second electrode layer on the laminated surface including the surface of the conductive material filled in the conductive groove;
Forming an element isolation groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer on a side opposite to the electrode layer isolation groove of the conduction groove; and The manufacturing method of the integrated solar cell characterized by including the process of filling with an insulating material.
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第1の電極層を形成し、該第1の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記第1の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層した後に、積層面から前記第1の電極層を露出する深さの開口溝部を形成する工程、
前記開口溝部の一方の壁面を覆うとともに、該開口溝部に露出する、他方の壁面側に延びる第1の電極層に接触する導電部を形成する工程、
前記積層面上および前記導電部の表面上に、並びに前記開口溝部を埋め込むように第2の電極層を形成する工程、および
前記第2の電極層の表面から前記第1の電極層を露出する深さの素子分離溝を、前記開口溝部の他方の壁面側の端部もしくは該開口溝部外の該他方の壁面側の部分に形成する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing an integrated solar cell in which a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged and connected in series on a substrate,
Forming a first electrode layer on a substrate having at least an insulating surface, and forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer into a plurality of regions;
Forming at least a photoelectric conversion layer so as to embed the electrode layer separation groove on the first electrode layer, and then forming an opening groove having a depth exposing the first electrode layer from the laminated surface;
Forming a conductive portion that covers one wall surface of the opening groove and is exposed to the opening groove and that contacts the first electrode layer extending toward the other wall;
Forming a second electrode layer on the laminated surface and on the surface of the conductive portion and filling the opening groove, and exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer A method of manufacturing an integrated solar cell, comprising: forming an element isolation groove having a depth at an end portion on the other wall surface side of the opening groove portion or a portion on the other wall surface side outside the opening groove portion. .
少なくとも表面が絶縁性である基板上に第1の電極層を形成し、該第1の電極層を複数の領域に分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記第1の電極層上に前記電極層分離溝を埋め込むように少なくとも光電変換層を積層して積層体を形成し、該積層体表面から前記第1の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に前記積層体の一部が残置された開口溝部を、該開口溝部の一方の壁面と該積層体の一部との間に前記他方の壁面側に延びる第1の電極層が少なくとも一部露出するように形成する工程、
前記積層体の前記一部より前記開口溝部の前記一方の壁面側に導電性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に、該一方の壁面と前記積層体の前記一部との間に露出する前記第1の電極層に接触する導電部を形成する工程、
前記積層体表面上および前記導電部の表面上に、並びに前記開口溝部を埋め込むように第2の電極層を形成する工程、および
前記第2の電極層表面から前記第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、前記積層体の前記一部よりも前記開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing an integrated solar cell in which a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged and connected in series on a substrate,
Forming a first electrode layer on a substrate having at least an insulating surface, and forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer into a plurality of regions;
A laminated body is formed by laminating at least a photoelectric conversion layer so as to embed the electrode layer separation groove on the first electrode layer, and an opening groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the laminated body An opening groove in which a part of the laminated body is left at a position spaced apart from both walls of the opening groove in the groove width direction of the opening groove. A step of forming the first electrode layer extending toward the other wall surface between the first and second walls so as to be at least partially exposed;
Conductive ink is dropped from the part of the laminated body onto the one wall surface side of the opening groove to cover the one wall surface, and between the one wall surface and the part of the laminated body. Forming a conductive portion in contact with the exposed first electrode layer;
Forming a second electrode layer on the surface of the laminate and on the surface of the conductive portion and filling the opening groove, and exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer A method of manufacturing an integrated solar cell, comprising a step of forming a second element isolation groove having a depth closer to the other wall surface of the opening groove than the part of the stacked body.
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第1の電極層および光電変換層を積層した後に、積層面から前記第1の電極層を貫通して前記基板の表面を露出する深さの第1の素子分離溝および該積層面から前記第1の電極層を露出する深さの導通用溝を形成する工程、
前記第1の素子分離溝に絶縁材を充填する工程、
前記導通用溝に導電材を充填する工程、
前記各溝に充填された前記絶縁材および前記導電材の表面を含む前記積層面上に第2の電極層を形成する工程、
前記第2の電極層表面から前記第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、前記導通用溝の前記第1の素子分離溝とは反対側に形成する工程、および
前記第2の素子分離溝に絶縁材を充填する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing an integrated solar cell in which a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged and connected in series on a substrate,
After stacking at least the first electrode layer and the photoelectric conversion layer on a substrate having at least an insulating surface, the first electrode layer has a depth that exposes the surface of the substrate through the first electrode layer from the stacking surface. Forming an element isolation groove and a conduction groove having a depth exposing the first electrode layer from the laminated surface;
Filling the first element isolation trench with an insulating material;
Filling the conductive groove with a conductive material;
Forming a second electrode layer on the laminated surface including the surfaces of the insulating material and the conductive material filled in the grooves;
Forming a second element isolation groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer on a side opposite to the first element isolation groove of the conduction groove; and A method of manufacturing an integrated solar cell, comprising a step of filling the second element isolation groove with an insulating material.
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第1の電極層および光電変換層を順に積層した後に、積層面から前記第1の電極層を露出する深さの開口溝部を形成する工程、
該開口溝部の底面に露出する前記第1の電極層の一部に、該第1の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記開口溝部の一方の壁面を覆うとともに、前記電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
前記一方の壁面側の前記積層面から、前記絶縁部の表面上を介して、前記開口溝部の底面に露出する前記第1の電極層に至る導電層を形成する工程、
前記導電層の表面および前記積層面上に第2の電極層を形成する工程、および
前記第2の電極層表面から前記第1の電極層を露出する深さの素子分離溝を、前記開口溝部の他方の壁面側の端部もしくは該開口溝部外の該他方の壁面側の部分に形成する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing an integrated solar cell in which a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged and connected in series on a substrate,
Forming at least a first electrode layer and a photoelectric conversion layer in order on a substrate having an insulating surface at least, and then forming an opening groove having a depth exposing the first electrode layer from the laminated surface;
Forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer in a part of the first electrode layer exposed on the bottom surface of the opening groove,
Forming an insulating portion that covers one wall surface of the opening groove and embeds the electrode layer separation groove;
Forming a conductive layer from the laminated surface on the one wall surface side to the first electrode layer exposed on the bottom surface of the opening groove through the surface of the insulating portion;
A step of forming a second electrode layer on the surface of the conductive layer and the laminated surface; and an element isolation groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer. A method of manufacturing an integrated solar cell, comprising a step of forming the other wall surface side end portion or the other wall surface side portion outside the opening groove.
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第1の電極層および光電変換層を積層して積層体を形成し、該積層体表面から前記第1の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に前記積層体の一部が残置された開口溝部を形成する工程、
前記開口溝部の一方の壁面と前記積層体の前記一部との間に露出する前記第1の電極層に、該第1の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記積層体の前記一部より前記開口溝部の前記一方の壁面側に絶縁性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に前記電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
前記積層体表面上および前記絶縁部の表面上に、並びに前記開口溝部を埋め込むように第2の電極層を形成する工程、および
前記第2の電極層表面から前記第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、前記積層体の前記一部よりも前記開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing an integrated solar cell in which a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged and connected in series on a substrate,
At least a first electrode layer and a photoelectric conversion layer are stacked on a substrate having an insulating surface at least to form a stacked body, and an opening groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the stacked body And forming an opening groove part in which a part of the laminate is left in a position spaced from both walls of the opening groove part in the groove width direction of the opening groove part,
Forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer in the first electrode layer exposed between one wall surface of the opening groove and the part of the laminate;
Dropping an insulating ink from the part of the laminated body to the one wall surface of the opening groove to form an insulating portion that covers the one wall and fills the electrode layer separation groove;
Forming a second electrode layer on the surface of the stacked body and on the surface of the insulating portion and filling the opening groove, and exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer A method of manufacturing an integrated solar cell, comprising a step of forming a second element isolation groove having a depth closer to the other wall surface of the opening groove than the part of the stacked body.
少なくとも表面が絶縁性である基板上に、少なくとも第1の電極層および光電変換層を積層して積層体を形成し、該積層体表面から前記第1の電極層を露出する深さの開口溝部であって、該開口溝部の溝幅方向において該開口溝部の両壁から離間した位置に前記積層体の一部が残置された開口溝部を形成する工程、
前記開口溝部の一方の壁面と前記積層体の前記一部との間に露出する前記第1の電極層に、該第1の電極層を分離する電極層分離溝を形成する工程、
前記積層体の前記一部より前記開口溝部の前記一方の壁面側に絶縁性インクを滴下して、該一方の壁面を覆うと共に前記電極層分離溝を埋め込む絶縁部を形成する工程、
前記一方の壁面側の前記積層体表面から、前記絶縁部の表面上を介して、前記一方の壁面と前記積層体の前記一部との間に露出する前記第1の電極層に至る導電層を形成する工程、
前記積層体表面上および前記導電層の表面上に、並びに前記開口溝部を埋め込むように第2の電極層を形成する工程、および
前記第2の電極層表面から前記第1の電極層を露出する深さの第2の素子分離溝を、前記積層体の前記一部よりも前記開口溝部の他方の壁面側に形成する工程を含むことを特徴とする集積化太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing an integrated solar cell in which a plurality of photoelectric conversion elements each including a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer in this order are arranged and connected in series on a substrate,
At least a first electrode layer and a photoelectric conversion layer are stacked on a substrate having an insulating surface at least to form a stacked body, and an opening groove having a depth exposing the first electrode layer from the surface of the stacked body And forming an opening groove part in which a part of the laminate is left in a position spaced from both walls of the opening groove part in the groove width direction of the opening groove part,
Forming an electrode layer separation groove for separating the first electrode layer in the first electrode layer exposed between one wall surface of the opening groove and the part of the laminate;
Dropping an insulating ink from the part of the laminated body to the one wall surface of the opening groove to form an insulating portion that covers the one wall and fills the electrode layer separation groove;
A conductive layer extending from the surface of the laminate on the one wall surface side to the first electrode layer exposed between the one wall surface and the part of the laminate via the surface of the insulating portion Forming a process,
Forming a second electrode layer on the surface of the stacked body and on the surface of the conductive layer and filling the opening groove, and exposing the first electrode layer from the surface of the second electrode layer A method of manufacturing an integrated solar cell, comprising a step of forming a second element isolation groove having a depth closer to the other wall surface of the opening groove than the part of the stacked body.
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