JP2016001632A - 集積型薄膜太陽電池モジュール - Google Patents

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彰彦 細野
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Shinsuke Yura
信介 由良
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謙 今村
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Abstract

【課題】発電特性と信頼性に優れた集積型薄膜太陽電池モジュールを簡便な構成により実現可能な集積型薄膜太陽電池モジュールを得ること。
【解決手段】複数の薄膜太陽電池セルが直列接続方向に配列されて電気的に直列接続されたセル群と、セル群における直列接続方向に沿った辺に隣接して直列接続方向に配列されて、１つまたは複数のセルに対して逆並列に配置された複数のバイパスダイオードが電気的に直列接続されたダイオード群とを備え、セルおよびバイパスダイオードは、基板上に表面透明電極層と半導体層と裏面電極層が積層された積層膜における１つまたは複数の層が分断されて構成され、バイパスダイオードは、バイパスダイオードの表面透明電極層が隣接するセルの表面透明電極層に接続されること、およびバイパスダイオードの裏面電極層が隣接するセルの裏面電極層に接続されることのいずれか一方により、隣接するセルと電気的に接続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、集積型薄膜太陽電池モジュール、特に、バイパスダイオードを内蔵した集積型薄膜太陽電池モジュールに関するものである。
一般的に複数の薄膜太陽電池を電気的に直列接続して作製される集積型薄膜太陽電池モジュール（以下、モジュールと呼ぶ場合がある）は、細長い短冊状の薄膜太陽電池セル（以下、セルと呼ぶ場合がある）を該セルの短軸方向に直列接続した構造を有している。この様な集積型薄膜太陽電池を搭載した薄膜太陽電池モジュールにおいては、使用中に受光面の一部に木の葉や電柱、鳥の糞等による影が生じた場合には、影が生じた部分のセルの発電電力が低下し、モジュール全体の起電力が大きく低下する。これは、各セルが電気的に直列接続されているため、影が生じたセルの電流によりモジュールの発電電流が制限されるからである。
例えば、１００個のセルが直列に接続されたモジュールにおいて１個のセルの半分の領域だけが影に覆われた場合は、影の領域はモジュールの受光面全体の０．５％に過ぎない。しかし、影に覆われたセルの発電電流は、影が無い場合の電流を例えば１Ａとすると、影が生じた場合には０．５Ａとなる。このため、セルが直列接続されて構成されているモジュール全体の発電電流も０．５Ａとなり、正常動作時の半分の値となる。したがって、１個のセルの半分の領域、すなわちモジュールの受光面全体の０．５％の領域に影が生じただけで、発電電力が１／２まで低下してしまう。
また、集積型薄膜太陽電池モジュールにおいては、複数の薄膜太陽電池セルのうちの１つでも断線等により動作しなくなった場合には、モジュール全体の出力がゼロとなってしまう。
このような問題を解決するために、直列接続された複数の太陽電池セルに対して１つのバイパスダイオードを逆並列することが行われている。ある太陽電池セルの受光面に影が生じた場合においても、そのセルに並列に接続されたバイパスダイオードに電流が迂回して流れるため、他のセルで発生した発電電流を流すことができる。これにより、影が生じているセル分の電圧降下、例えば、１００個のセルが直接接続されて構成されている太陽電池モジュールの１個のセルに影がかかった場合においては、１／１００の電圧降下しか発生しない。この結果、発電電力の低下も１／１００に抑制され、バイパスダイオードが無い場合のような大幅な発電電力の低下は発生しない。
例えば特許文献１では、バイパスダイオードを薄膜太陽電池セルと実質的に同一の層構造で構成することが開示されている。特許文献１に開示された構成においては、薄膜太陽電池セルの電極層とバイパスダイオードの電極層とをオーバーラップさせ、且つ短絡させることにより、薄膜太陽電池セルとバイパスダイオードとが逆並列接続されている。
また、例えば特許文献２でも、バイパスダイオードを薄膜太陽電池セルと実質的に同一の層構造で構成することが開示されている。特許文献２に開示された構成においては、薄膜太陽電池セルの電極層とバイパスダイオードの電極層とを接続領域により接続することにより、薄膜太陽電池セルとバイパスダイオードとが逆並列接続されている。
米国特許第６０１３８７０号明細書 特許第４２０１２４１号公報
しかしながら、特許文献１におけるバイパスダイオード構造を形成するためのパターン化は極めて複雑であり、実際の生産には不適である。また、特許文献２におけるバイパスダイオードの接続構造は、薄膜太陽電池セルとバイパスダイオードとを接続領域により接続するため構造が複雑であり、工程数が増大する。また、薄膜太陽電池セルとバイパスダイオードとが、導電材料を塗布することで接続されるため、導電材料塗布工程による薄膜太陽電池セルやバイパスダイオードへのダメージや、塗布位置ずれによる短絡が発生するおそれがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、発電特性と信頼性に優れた集積型薄膜太陽電池モジュールを簡便な構成により実現可能な集積型薄膜太陽電池モジュールを得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる集積型薄膜太陽電池モジュールは、透光性絶縁基板上に、複数の矩形形状の薄膜太陽電池セルが直列接続方向に配列されて電気的に直列接続された薄膜太陽電池セル群と、前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向に沿った辺に隣接して前記直列接続方向に配列されて、１つまたは複数の前記薄膜太陽電池セルに対して逆並列に配置された複数のバイパスダイオードが電気的に直列接続されたバイパスダイオード群と、を備え、前記薄膜太陽電池セルおよび前記バイパスダイオードは、前記透光性絶縁基板上に表面透明電極層と半導体層と裏面電極層が順次積層されてなる積層膜における前記表面透明電極層と半導体層と裏面電極層のうちの１つまたは複数の層が分断されて構成され、前記バイパスダイオードは、前記バイパスダイオードの前記表面透明電極層が隣接する前記薄膜太陽電池セルの前記表面透明電極層に接続されること、および前記バイパスダイオードの前記裏面電極層が隣接する前記薄膜太陽電池セルの前記裏面電極層に接続されることのいずれか一方により、隣接する前記薄膜太陽電池セルと電気的に接続されること、を特徴とする。
本発明によれば、発電特性と信頼性に優れた集積型薄膜太陽電池モジュールを簡便な構成により実現可能な集積型薄膜太陽電池モジュールが得られる、という効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる集積型薄膜太陽電池モジュールの構造を示す平面図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかるモジュールの詳細な構造を示す模式図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかるモジュールにおいて左右の取り出し電極に隣接する薄膜太陽電池セルが動作不良を起こした場合の電流の流れを示す模式図である。 図４は、本発明の実施の形態１にかかるモジュールにおいて連続した薄膜太陽電池セルが動作不良を起こした場合のモジュールにおける電流の流れを示す模式図である。 図５は、本発明の実施の形態２にかかるモジュールの詳細な構造を示す模式図である。 図６は、本発明の実施の形態２にかかるモジュールにおいて１番左側の薄膜太陽電池セルが動作不良を起こした場合のモジュールにおける電流の流れを示す模式図である。 図７は、本発明の実施の形態２にかかるモジュールにおいて連続した２つのセルが動作不良を起こした場合の電流の流れを示す模式図である。 図８は、本発明の実施の形態３にかかるモジュールの構造を示す平面図である。 図９は、本発明の実施の形態３にかかるモジュールの右側の取り出し電極におけるバイパスダイオードとバスバー配線交差部を拡大して示す模式図である。 図１０は、本発明の実施の形態４にかかるモジュールの構造を示す平面図である。 図１１は、本発明の実施の形態４にかかるモジュールの詳細な構造を示す模式図である。 図１２は、本発明の実施の形態４にかかるモジュールにおいて左右の取り出し電極に隣接する薄膜太陽電池セルが動作不良を起こした場合の電流の流れを示す模式図である。 図１３は、本発明の実施の形態４にかかるモジュールにおいて連続した２つの薄膜太陽電池セルが動作不良を起こした場合のモジュールにおける電流の流れを示す模式図である。 図１４は、本発明の実施の形態４にかかるモジュールにおいて連続した３つの薄膜太陽電池セルが動作不良を起こした場合のモジュールにおける電流の流れを示す模式図である。 図１５は、本発明の実施の形態５にかかるモジュールの詳細な構造を示す模式図である。 図１６は、本発明の実施の形態５にかかるモジュールにおいて左右の取り出し電極に隣接する薄膜太陽電池セルが動作不良を起こした場合の電流の流れを示す模式図である。 図１７は、本発明の実施の形態６にかかるモジュールの構造を示す平面図である。 図１８は、本発明の実施の形態６にかかるモジュールの右側の取り出し電極におけるバイパスダイオードとバスバー配線交差部を拡大して示す模式図である。 図１９は、モジュールが形成される基板を示す模式図である。 図２０は、基板上に表面透明電極層が形成された状態を示す模式図である。 図２１は、薄膜太陽電池セルの形成領域を分離するＰ１スクライブ溝が表面透明電極層に形成された状態を示す模式図である。 図２２は、薄膜太陽電池セルとバイパスダイオードとの形成領域を分離するＰ１スクライブ溝が表面透明電極層に形成された状態を示す模式図である。 図２３は、表面透明電極層上に半導体層が形成された状態を示す模式図である。 図２４は、表面透明電極層と裏面電極層間のコンタクト部形成のためのＰ２スクライブ溝が半導体層に形成された状態を示す模式図である。 図２５は、半導体層上に裏面電極が形成された状態を示す模式図である。 図２６は、隣接する薄膜太陽電池セルおよび隣接するバイパスダイオードを分離するＰ３スクライブ溝が裏面電極層および半導体層に形成された状態を示す模式図である。 図２７は、薄膜太陽電池セルとバイパスダイオードとを分離するＰ３スクライブ溝が裏面電極層および半導体層に形成された状態を示す模式図である。 図２８は、基板の外周部に外周縁部膜除去領域が形成された状態を示す模式図である。 図２９は、実施の形態８にかかるモジュールの構造を示す模式図である。
以下に、本発明にかかる集積型薄膜太陽電池モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、平面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付す場合がある。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる集積型薄膜太陽電池モジュール（以下、モジュールと呼ぶ場合がある）１の構造を示す平面図である。実施の形態１にかかるモジュール１は、ガラスもしくは透明なフィルム等の透光性を有する長方形状の透光性絶縁基板（以下、基板と呼ぶ場合がある）２上に矩形形状の薄膜太陽電池セル（以下、セルと呼ぶ場合がある）３が複数形成されており、これらのセル３が矩形形状の短辺方向（直列接続方向）に電気的に直列接続されたセル群を有する多接合型薄膜太陽電池モジュールである。
また、モジュール１におけるセル３の直列接続方向における一端（図１中の左端）には、モジュール１で発生した電力を取り出すための取り出し電極として左側の取り出し電極７Ｌ（陰極取り出し電極）が、他端（図１中の右端）には右側の取り出し電極７Ｒ（陽極取り出し電極）が形成されている。そして、この取り出し電極７（取り出し電極７Ｌ、取り出し電極７Ｒ）に接続されたバスバー配線６により、モジュール１で発生した電力が外部に取り出される構造になっている。更に、モジュール１の絶縁性を保つために、基板２におけるセル３の形成面の外周縁部には外周縁部膜除去領域５が設けられている。
なお本明細書においては、便宜上、モジュール１の左側の取り出し電極７Ｌがマイナス極、右側の取り出し電極７Ｒがプラス極になるように図示することとする。そして、直列接続方向においては、マイナス極（左側の取り出し電極７Ｌ）側を上流側、プラス極（右側の取り出し電極７Ｒ）側を下流側とする。また、左側の取り出し電極７Ｌに隣接する薄膜太陽電池セル３を１番目の薄膜太陽電池セルとし、右側の取り出し電極７Ｒ側に進むにつれてセル３の番号が増加するように示す。
また、実施の形態１にかかるモジュール１は、基板２の長辺方向における一端側、すなわちセル３の矩形形状の長辺方向における一端側において、外周縁部膜除去領域５に隣接する内側の領域であって基板２の短辺方向、すなわちセル３の矩形形状の短辺方向に延在する領域にバイパスダイオード４が複数形成されたバイパスダイオード群を備えている。すなわち、モジュール１は、バイパスダイオードを内蔵した多接合型薄膜太陽電池モジュールである。バイパスダイオード４は、セル３と同様に、セル３の直列接続方向と同方向、すなわちセル３の短辺方向において電気的に直列接続されている。したがって、外周縁部膜除去領域５に囲まれた領域のうち、基板２の長辺方向における一端側の一部領域がバイパスダイオード４の形成領域とされ、その他の領域が薄膜太陽電池セル３の形成領域とされている。
図２は、実施の形態１にかかるモジュール１の詳細な構造を示す模式図である。図２（ａ）は、実施の形態１にかかるモジュール１におけるバイパスダイオード４の形成領域の断面構成を示し、図２（ｂ）におけるＡ−Ａ断面を示す。図２（ｂ）は、実施の形態１にかかるモジュール１をセル３の形成面側から見た平面構成を示す。図２（ｃ）は、実施の形態１にかかるモジュール１におけるセル３の形成領域の断面構成を示し、図２（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面を示す。実施の形態１では、セル３からバイパスダイオード４を経由する電流が、セル３の表面透明電極層１２Ｓ中をその長手方向に流れる構造を示している。また、モジュール１の内部では、全体的には図２の左側から右側に向かって電流が流れる。
図２に示されるモジュール１におけるセル３およびバイパスダイオード４は、全て、基板２上に、第１電極である表面透明電極層１２、半導体層１３、および第２電極である裏面電極層１４が順次積層された積層膜構造を有している。セル３においては、表面透明電極層１２がカソードとなり、裏面電極層１４がアノードとなる。また、バイパスダイオード４においては、表面透明電極層１２がアノードとなり、裏面電極層１４がカソードとなる。モジュール１においては、基板２側から光が入射される。なお、セル３の表面透明電極層１２、半導体層１３、裏面電極層１４をそれぞれ表面透明電極層１２Ｓ、半導体層１３Ｓ、裏面電極層１４Ｓと呼ぶ場合がある。また、バイパスダイオード４の表面透明電極層１２、半導体層１３、裏面電極層１４をそれぞれ表面透明電極層１２Ｂ、半導体層１３Ｂ、裏面電極層１４Ｂと呼ぶ場合がある。また、左側の取り出し電極７Ｌおよび右側の取り出し電極７Ｒは、上記の積層膜構造における裏面電極層１４が用いられている。
表面透明電極層１２は、例えば、ＳｎＯ２系膜やＺｎＯ系膜などの透光性を有する透明導電膜からなる。半導体層１３は、例えば基板２側からｐ型半導体層（例えばｐ型不純物がドープされたシリコン層）、ｉ型半導体層（例えば真性シリコン層）、ｎ型半導体層（例えばｎ型不純物がドープされたシリコン層）が積層されてｐｉｎ接合を有する半導体積層膜、例えば基板２側からｐ型半導体層（例えばｐ型不純物がドープされたＣｄＴｅ層）、ｎ型半導体層（例えばｎ型不純物がドープされたＣｄＴｅ層）が積層されてｐｎ接合を有する半導体積層膜、またはこれらの半導体積層膜が複数重なった積層構造を有する半導体積層膜などが用いられる。裏面電極層１４は、例えば基板２側からＳｎＯ２系膜やＺｎＯ系膜などの透光性を有する透明導電膜と、例えばＡｇやＡｌなどの高反射金属膜とが積層されて構成される。
セル３内の半導体層１３に基板２側より光が入射すると、電力が発生する。図２に示されるように、１個のセル３は、表面透明電極層１２を厚み方向に貫通するように設けられたＰ１スクライブ溝１５と、半導体層１３と裏面電極層１４とを厚み方向において貫通するように設けられた薄膜太陽電池セルのＰ３スクライブ溝１７によって、隣接する薄膜太陽電池セル３と電気的に分離されている。また、半導体層１３を厚み方向に貫通するように設けられた薄膜太陽電池セルのＰ２スクライブ溝１６中に形成された裏面電極層１４によって、隣接する薄膜太陽電池セル３同士が電気的に直列接続されている。
すなわち、Ｐ１スクライブ溝１５は、セル３の長辺方向に形成され、表面透明電極層１２における各セル３の形成領域間を分離している。薄膜太陽電池セルのＰ３スクライブ溝１７は、セル３の長辺方向に形成され、半導体層１３および裏面電極１４における各セル３の形成領域間を分離している。薄膜太陽電池セルのＰ２スクライブ溝１６は、セル３における表面透明電極層１２Ｓと裏面電極層１４Ｓ間のコンタクト部形成のためにセル３の長辺方向に形成され、裏面電極１４Ｓが埋め込まれている。
バイパスダイオード４も薄膜太陽電池セル３と同様の表面透明電極層１２、半導体層１３、裏面電極層１４からなる構成となっており、各バイパスダイオード４の分離と電気的な直列接続も薄膜太陽電池セル３と同様にＰ１スクライブ溝１５、バイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８、バイパスダイオードのＰ３スクライブ溝１９を形成することで実現されている。バイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８は、バイパスダイオード４における表面透明電極層１２Ｂと裏面電極層１４Ｂ間のコンタクト部形成のためにセル３の長辺方向に形成され、裏面電極１４Ｂが埋め込まれている。すなわち、バイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８内に埋め込まれた裏面電極層１４が、隣接するバイパスダイオード間を直列に接続している。
なお、本明細書において、Ｐ１スクライブ溝は、表面透明電極層１２を厚み方向に貫通するように設けられた形態の溝を意味し、Ｐ２スクライブ溝は、半導体層１３を厚み方向に貫通するように設けられた形態の溝を意味し、Ｐ３スクライブ溝は、半導体層１３と裏面電極層１４とを厚み方向において貫通するように設けられた形態の溝を意味する。また、平面図においては、上層を透過して各溝を示す場合がある。
モジュール１においては、セル３とバイパスダイオード４との基本的な構造は同じであるが、セル３とバイパスダイオード４とは逆並列接続とされており直列配設の方向が逆になっている。このような逆並列接続を実現するために、セル３とバイパスダイオード４とのＰ１スクライブ溝１５は共通とされ、セル３の長辺方向において同一線上に設けられている。また、セル３では、図２に示されるように薄膜太陽電池セルのＰ２スクライブ溝１６および薄膜太陽電池セル３のＰ３スクライブ溝１７がＰ１スクライブ溝１５の左側に、薄膜太陽電池セルのＰ２スクライブ溝１６、薄膜太陽電池セルのＰ３スクライブ溝１７の順に形成されている。
これに対して、バイパスダイオード４においては、バイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８およびバイパスダイオードのＰ３スクライブ溝１９がＰ１スクライブ溝１５の右側に、バイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８、バイパスダイオードのＰ３スクライブ溝１９の順に形成されている。さらに、隣接するセル３とバイパスダイオード４との半導体層１３同士および裏面電極層１４同士は、薄膜太陽電池セル／バイパスダイオード分離用のＰ３スクライブ溝２０により分離されている。Ｐ３スクライブ溝２０は、直列接続方向（薄膜太陽電池セル３の短辺方向）の全幅において半導体層１３および裏面電極層１４を厚み方向に貫通するように形成されている。
一方、表面透明電極層１２には薄膜太陽電池セル／バイパスダイオード分離用のＰ３スクライブ溝２０が形成されていないため、セル３の長辺方向において隣接するセル３とバイパスダイオード４間においては、セル３の表面透明電極層１２Ｓとバイパスダイオード４の表面透明電極層１２Ｂとは、電気的および物理的に接続されている。
このような構成により、セル３の長辺方向において隣接する薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４、すなわち、任意の薄膜太陽電池セル３と、セル３の長辺方向において該薄膜太陽電池セル３と同一直線上に形成されたバイパスダイオード４とは、表面透明電極層１２同士が接続されることにより、電気接続している。なお、セル３の長辺方向において薄膜太陽電池セル３と同一直線上とは、セル３の長辺方向において薄膜太陽電池セル３と同一直線上セル３の長辺方向において薄膜太陽電池セル３の形成領域に対応する隣接した領域を意味する。以下においても同様である。
次に、このようなバイパスダイオード４を内蔵したモジュール１における受光面側の一部に影等がかかることによるセル３の動作不良が発生した場合の電流の流れについて図２を参照して説明する。図２では、左からｎ番目の薄膜太陽電池セル２５（ｎは１以上の整数）の受光面に影がかかり、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５が動作不良セル１１となった場合の電流の経路を図に矢印で示している。なお、本明細書においては、表面透明電極層１２を流れる電流の経路を点線の矢印で示し、半導体層１３および裏面電極層１４を流れる電流の経路を実線の矢印で示している。また、図中においてセル３の受光面に影がかかり動作不良となっている部分を黒色の塗りつぶしで示している。
ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５が動作不良セル１１となった場合には、１番目の薄膜太陽電池セル３からｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３までは、裏面電極層１４Ｓ、半導体層１３Ｓ、表面透明電極層１２Ｓ、隣接するセル３との境界に設けられたＰ２スクライブ溝１８内に形成された裏面電極層１４Ｂ、隣接するセル３の裏面電極層１４Ｓ、隣接するセル３の半導体層１３Ｓ、隣接するセル３の表面透明電極層１２Ｓ・・・の経路で隣接するセル３に電流が流れていく正常な直列の電流経路（図２（ｂ）、図２（ｃ）に示される経路）で電流が流れる。
しかし、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５が動作不良を起こして抵抗として働く。このため、ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３の半導体層１３Ｓから表面透明電極層１２Ｓに流れ込んだ電流は、表面透明電極層１２Ｓ中をｎ番目の薄膜太陽電池セル２５（動作不良セル１１）側ではなく、セル３の長辺方向においてｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３と同一直線上に形成されたｎ−１番目のバイパスダイオード２４の方向に流れる。すなわち、電流は表面透明電極層１２Ｓ中をセル３の長辺方向に流れて、ｎ−１番目のバイパスダイオード２４の表面透明電極層１２Ｂに流れる。
そして、バイパスダイオード２４の表面透明電極層１２Ｂに流れ込んだ電流は、ｎ−１番目のバイパスダイオード２４の半導体層１３Ｂを通り、ｎ−１番目のバイパスダイオード２４の裏面電極層１４Ｂに到達する。バイパスダイオード２４の裏面電極層１４Ｂに到達した電流は、セル３の長辺方向においてｎ番目の薄膜太陽電池セル２５と同一直線上に形成されたｎ番目のバイパスダイオード２６とｎ−１番目のバイパスダイオード２４との間に形成されているＰ２スクライブ溝１８内に形成された裏面電極層１４Ｂを通り、ｎ番目のバイパスダイオード２６の表面透明電極層１２Ｂを経由して動作不良セル１１（ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５）の表面透明電極層１２Ｓに流入する。
表面透明電極層１２Ｓに流入した電流は、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５とｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７との間に形成されているＰ２スクライブ溝１６内に形成されている裏面電極層１４Ｓを通り、正常動作しているｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７の裏面電極層１４Ｓに到達して、正常な直列の電流経路に復活する。この電流は、正常な直列の電流経路（図２（ｂ）、図２（ｃ）に示される経路）を通り、最終的には右側の取り出し電極７Ｒからバスバー配線６に到達する。
上記のように、実施の形態１にかかるモジュール１においては、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５が動作不良を起こした場合には、電流がｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３からｎ−１番目のバイパスダイオード２４、ｎ番目のバイパスダイオード２６に迂回して、ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７に流れる。これにより、動作不良を起こしているｎ番目の薄膜太陽電池セル２５の裏面電極層１４Ｓ、半導体層１３Ｓを通ることなく、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５を迂回した形で電流が流れる。これにより、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５分の電圧降下の電圧降下しか発生せず、発電電力の低下も抑制され、バイパスダイオードが無い場合のような大幅な発電電力の低下が防止される。
次に、左右の取り出し電極に隣接する左右両端の薄膜太陽電池セル３が動作不良を起こした場合について説明する。まず、左側の取り出し電極７Ｌに隣接する１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌが動作不良を起こした場合の電流の流れについて説明する。図３は、実施の形態１にかかるモジュール１において左右の取り出し電極に隣接する薄膜太陽電池セル３が動作不良を起こした場合の電流の流れを示す模式図である。図３（ａ）は図２（ａ）に、図３（ｂ）は図２（ｂ）に、図３（ｃ）は図２（ｃ）にそれぞれ対応している。
左側の取り出し電極７Ｌに隣接する１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌが動作不良を起こした場合に電流が迂回するバイパスダイオード４）は、セル３の長辺方向において左側の取り出し電極７Ｌと同一直線上に形成されているバイパスダイオード２１（端部接続バイパスダイオード）と、セル３の長辺方向において１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌと同一直線上に形成されているバイパスダイオード４Ｌである。バイパスダイオード２１（端部接続バイパスダイオード）は、バイパスダイオード４と同じ膜構造を有し、左側の取り出し電極７Ｌに対して逆並列に配置されるとともにバイパスダイオード４Ｌには電気的に直列接続されている。なお、以下の実施の形態においても、左側の取り出し電極７Ｌまたは右側の取り出し電極７Ｒに隣接して設けられるバイパスダイオード４は、端部接続バイパスダイオードとして動作できる。
このバイパスダイオード２１の半導体層１３Ｂにおいては、電流が表面透明電極層１２Ｂ側から裏面電極層１４Ｂ側に向かって電流が流れるため、左側の取り出し電極７Ｌとその下部の表面透明電極層１２Ｓとは電気的に短絡されている必要がある。この短絡経路を設けるために、左側の取り出し電極７ＬのＰ２スクライブ溝２２Ｌを設け、該取り出し電極７ＬのＰ２スクライブ溝２２Ｌ内に形成された裏面電極層１４Ｓを利用して、取り出し電極７Ｌと取り出し電極７Ｌの下部の表面透明電極層１２Ｓとを短絡させている。
なお、この短絡経路の形成については、ここで示したような取り出し電極７ＬのＰ２スクライブ溝２２Ｌを設ける方法ではなく、バスバー配線６を左側の取り出し電極７Ｌに接続する際に、超音波接続等の方法を使用して、バスバー配線６が裏面電極層１４Ｓと半導体層１３Ｓを突き抜けて表面透明電極層１２Ｓと電気的に直接接続する方法を用いてもよい。
１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌが動作不良を起こした場合には、該１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌが動作不良を起こして抵抗として働く。このため、電流は左側の取り出し電極７Ｌから１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌ側ではなく、左側の取り出し電極７Ｌからその下部の表面透明電極層１２Ｓに流れ、バイパスダイオード２１の方向に流れる。すなわち、電流は左側の取り出し電極７Ｌの下部の表面透明電極層１２Ｓから該表面透明電極層１２Ｓ中をセル３の長辺方向に流れて、ｎ−１番目のバイパスダイオード２４の表面透明電極層１２Ｂに流れる。
そして、この電流は、バイパスダイオード２１の半導体層１３Ｂを通り、バイパスダイオード２１の裏面電極層１４Ｂに到達する。バイパスダイオード２１の裏面電極層１４Ｂに到達した電流は、バイパスダイオード４Ｌとバイパスダイオード２１との間に形成されているＰ２スクライブ溝１８内に形成された裏面電極層１４Ｂを通り、バイパスダイオード４Ｌの表面透明電極層１２Ｂを経由して１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌの表面透明電極層１２Ｓに到達して、正常な直列の電流経路に復活する。その後、この電流は正常な直列の電流経路（図３（ｂ）、図３（ｃ）に示される経路）を流れる。
上記のように、実施の形態１にかかるモジュール１においては、左側の取り出し電極７Ｌに隣接する１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌが動作不良を起こした場合には、電流が左側の取り出し電極７Ｌからバイパスダイオード２１とバイパスダイオード４Ｌに迂回して、１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌの表面透明電極層１２Ｓに流れる。これにより、動作不良を起こしている１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌの裏面電極層１４Ｓ、半導体層１３Ｓを通ることなく、１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌを迂回した形で電流が流れる。これにより、１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌ分の電圧降下しか発生せず、発電電力の低下も抑制され、バイパスダイオードが無い場合のような大幅な発電電力の低下が防止される。
次に、右側の取り出し電極７Ｒに隣接する一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが動作不良を起こした場合の電流の流れについて説明する。右側の取り出し電極７Ｒに隣接する一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが動作不良を起こした場合に電流が迂回するバイパスダイオード４は、セル３の長辺方向において右から２番目の薄膜太陽電池セル３Ｒ２と同一直線上に形成されているバイパスダイオード４Ｒ２と、セル３の長辺方向において一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒと同一直線上に形成されているバイパスダイオード４Ｒである。
この場合は、右から２番目の薄膜太陽電池セル３Ｒ２の表面透明電極層１２Ｓから、右から２番目の薄膜太陽電池セル３Ｒ２とバイパスダイオード４Ｒ２とを流れる電流は、一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒの表面透明電極層１２Ｓを通った後、正常動作時と同様に、一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒと右側の取り出し電極７Ｒ間に設けられたＰ２スクライブ溝１６の裏面電極層１４Ｓを介して右側の取り出し電極７Ｒに到達する。すなわち、図２で示した直列接続の途中でｎ番目の薄膜太陽電池セル２５が動作不良セルを起こした場合の電流の迂回経路と同じ経路で流れる。したがって、右側の取り出し電極７Ｒ部分に関しては、特に新規の構造を設ける必要はない。
上記のように、実施の形態１にかかるモジュール１においては、右側の取り出し電極７Ｒに隣接する一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが動作不良を起こした場合には、電流が右から２番目の薄膜太陽電池セル３Ｒ２からバイパスダイオード４Ｒ２とバイパスダイオード４Ｒに迂回して、一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒの表面透明電極層１２Ｓに流れる。これにより、動作不良を起こしている一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒの裏面電極層１４Ｓ、半導体層１３を通ることなく、一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒを迂回した形で電流が流れる。これにより、一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒ分の電圧降下しか発生せず、発電電力の低下も抑制され、バイパスダイオードが無い場合のような大幅な発電電力の低下が防止される。
次に、直列接続方向において連続した薄膜太陽電池セル３が動作不良を起こした場合の電流経路について説明する。図４は、実施の形態１にかかるモジュール１において連続した薄膜太陽電池セル３が動作不良を起こした場合のモジュール１における電流の流れを示す模式図である。図４（ａ）は図２（ａ）に、図４（ｂ）は図２（ｂ）に、図４（ｃ）は図２（ｃ）にそれぞれ対応している。
左からｎ番目の薄膜太陽電池セル２５とｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７との連続した２つのセルが動作不良を起こした場合には、１番目の薄膜太陽電池セル３からｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３までは、正常な直列の電流経路（図４（ｂ）、図４（ｃ）に示される経路）で電流が流れる。しかし、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５とｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７とが動作不良を起こして、抵抗として働く。
ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５とｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７との連続した２つのセルが動作不良を起こした場合に電流が迂回するバイパスダイオード４は、セル３の長辺方向においてｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３と同一直線上に形成されたｎ−１番目のバイパスダイオード２４と、セル３の長辺方向においてｎ番目の薄膜太陽電池セル２５と同一直線上に形成されたｎ番目のバイパスダイオード２６と、セル３の長辺方向においてｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７と同一直線上に形成されたｎ＋１番目のバイパスダイオード２８である。
このため、ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３の半導体層１３Ｓからｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３の表面透明電極層１２Ｓに流れ込んだ電流は、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５側ではなく、ｎ−１番目のバイパスダイオード２４の方向に流れる。すなわち、電流は表面透明電極層１２Ｓ中をセル３の長辺方向に流れて、ｎ−１番目のバイパスダイオード２４の表面透明電極層１２Ｂに流れる。そして、この電流は、バイパスダイオード２４の半導体層１３Ｂを通り、バイパスダイオード２４の裏面電極層１４Ｂに到達する。
バイパスダイオード２４の裏面電極層１４Ｂに到達した電流は、ｎ番目のバイパスダイオード２６とｎ−１番目のバイパスダイオード２４との間に形成されているＰ２スクライブ溝１８内に形成された裏面電極層１４Ｂを通り、ｎ番目のバイパスダイオード２６の表面透明電極層１２Ｂに到達する。
このとき、ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７も動作不良を起こしているため、ｎ番目のバイパスダイオード２６の表面透明電極層１２Ｂに到達した電流はｎ番目の薄膜太陽電池セル２５の方向には流れず、ｎ番目のバイパスダイオード２６の半導体層１３Ｂ中を通って、ｎ番目のバイパスダイオード２６の裏面電極層１４に流れる。
この電流は、ｎ＋１番目のバイパスダイオード２８とｎ番目のバイパスダイオード２６との間に設けられたＰ２スクライブ溝１８内に形成された裏面電極層１４Ｂ、ｎ＋１番目のバイパスダイオード２８の表面透明電極層１２Ｂの順で流れ、ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７の表面透明電極層１２Ｓに到達して、正常な直列の電流経路に復活する。この電流は、正常な直列の電流経路（図４（ｂ）、図４（ｃ）に示される経路）を通り、最終的には右側の取り出し電極７Ｒからバスバー配線６に到達する。
上記のように、実施の形態１にかかるモジュール１においては、連続した２個の薄膜太陽電池セル３（ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５とｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７）が動作不良を起こした場合には、電流がｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３からｎ−１番目のバイパスダイオード２４とｎ番目のバイパスダイオード２６とｎ＋１番目のバイパスダイオード２８とに迂回して、ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７の表面透明電極層１２Ｓに流れる。これにより、動作不良を起こしているｎ番目の薄膜太陽電池セル２５の全てと、ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７の裏面電極層１４Ｓ、半導体層１３を通ることなく、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５とｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７とを迂回した形で電流が流れる。これにより、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５とｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７と分の電圧降下しか発生せず、発電電力の低下も抑制され、バイパスダイオードが無い場合のような大幅な発電電力の低下が防止される。
また、モジュール１においては、３個以上の連続した薄膜太陽電池セル３が動作不良を起こした場合においても、上記と同様に動作不良を起こした薄膜太陽電池セル３の手前の薄膜太陽電池セル３から連続する４個のバイパスダイオード４を迂回路として使用して電流が流れる。
上述したように、実施の形態１にかかるモジュール１では、セル３の長辺方向において隣接する薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４とは、表面透明電極層１２同士が接続されることにより、電気接続している。このため、ｎ番目の薄膜太陽電池セルが動作不良となった場合には、薄膜太陽電池セル３の長辺方向においてｎ−１番目の薄膜太陽電池セル（ｎ＝１の場合には左側の取り出し電極７Ｌ）と同一直線上に形成されたバイパスダイオード４に電流が迂回する。これにより、実施の形態１にかかるモジュール１では、影等の影響により動作不良を起こした薄膜太陽電池セル３が発生した場合においても、バイパスダイオード４を介して電流が流れるため、動作不良セルの電流低下による集積型薄膜太陽電池モジュール１の発電電流への影響が抑制され、集積型薄膜太陽電池モジュール１の発電電力の低下が抑制される。
そして、実施の形態１にかかるモジュール１では、複雑なパターニングや新規工程の導入による複雑な接続構成を備えることなく、製造が容易な構成により上述した電流の迂回を実現することが可能である。これにより、実施の形態１にかかるモジュール１では、発電特性と信頼性に優れた集積型薄膜太陽電池モジュールを簡便な構成により実現できる。
実施の形態２．
実施の形態１においては、ｎ番目の薄膜太陽電池セル３が動作不良となった場合に、ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３の表面透明電極層１２Ｓからバイパスダイオード４に電流が迂回する構造について示した。実施の形態２では、ｎ番目の薄膜太陽電池セル３が動作不良となった場合に、ｎ番目の薄膜太陽電池セル３の裏面電極層１４Ｓからバイパスダイオード４に電流が迂回する構造について説明する。
図５は、本発明の実施の形態２にかかるモジュールの詳細な構造を示す模式図である。図５（ａ）は、実施の形態２にかかるモジュールにおけるバイパスダイオード４の形成領域の断面構成を示し、図５（ｂ）におけるＡ−Ａ断面を示す。図５（ｂ）は、実施の形態２にかかるモジュールをセル３の形成面側から見た平面構成を示す。図５（ｃ）は、実施の形態２にかかるモジュールにおけるセル３の形成領域の断面構成を示し、図５（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面を示す。
実施の形態２にかかるモジュールでは、バイパスダイオード４に迂回する電流が、薄膜太陽電池セル３の裏面電極層１４Ｓ中をその長手方向に流れる構造となっている。また、実施の形態２にかかるモジュールの内部では、実施の形態１の場合と同様に全体的には図５の左側から右側に向かって電流が流れる。
実施の形態２にかかるモジュールの基本的な構成は実施の形態１にかかるモジュール１と同様であり、薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４とに共通のＰ１スクライブ溝１５、薄膜太陽電池セルのＰ２スクライブ溝１６、薄膜太陽電池セルのＰ３スクライブ溝１７、バイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８、バイパスダイオードのＰ３スクライブ溝１９の位置関係は、実施の形態１の図２に示した各スクライブ溝の位置関係と同一である。
一方、実施の形態２においては、薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４の分離を薄膜太陽電池セル／バイパスダイオード分離用の連続して設けられたＰ１スクライブ溝２９と、薄膜太陽電池セルのＰ３スクライブ溝１７とバイパスダイオードのＰ３スクライブ溝１９を接続するように形成する薄膜太陽電池セル／バイパスダイオード分離用の不連続なＰ３スクライブ溝３０とにより行っている。すなわち、隣接するセル３とバイパスダイオード４との表面透明電極層１２同士は、連続して設けられたＰ１スクライブ溝２９により分離されている。Ｐ１スクライブ溝２９は、直列接続方向（セル３の短辺方向）の全幅において表面透明電極層１２を厚み方向に貫通するように形成されている。
このような構成により、セル３の長辺方向において隣接する薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４、すなわち、任意の薄膜太陽電池セル３と、セル３の長辺方向において該薄膜太陽電池セル３と同一直線上に形成されたバイパスダイオード４とは、裏面電極層１４同士が接続されることにより、電気接続している。
図５では、左からｎ番目の薄膜太陽電池セル２５の受光面に影がかかり、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５が動作不良を起こした場合の電流の経路を矢印で示している。ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５が動作不良を起こした場合には、１番目の薄膜太陽電池セル３からｎ番目の薄膜太陽電池セル２５の裏面電極層１４Ｓまでは、正常な直列の電流経路（図５（ｂ）、図５（ｃ）に示される経路）で電流が流れる。
しかし、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５が動作不良を起こして抵抗として働く。このため、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５の裏面電極層１４Ｓに流れ込んだ電流は、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５の半導体層１３Ｓには流れず、セル３の長辺方向においてｎ番目の薄膜太陽電池セル２５と同一直線上に形成されたｎ番目のバイパスダイオード２６に向かって裏面電極層１４Ｓ中を流れ、該ｎ番目のバイパスダイオード２６の裏面電極層１４Ｂに到達する。すなわち、電流は裏面電極層１４Ｓ中をセル３の長辺方向に流れて、ｎ番目のバイパスダイオード２６の裏面電極層１４Ｂに到達する。
ｎ番目のバイパスダイオード２６の裏面電極層１４Ｂに到達した電流は、セル３の長辺方向においてｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７と同一直線上に形成されたｎ＋１番目のバイパスダイオード２８とｎ番目のバイパスダイオード２６との間に形成されているバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８内に形成された裏面電極層１４Ｂを通り、ｎ＋１番目のバイパスダイオード２８の表面透明電極層１２Ｂに到達する。
ｎ＋１番目のバイパスダイオード２８の表面透明電極層１２Ｂに到達した電流は、ｎ＋１番目のバイパスダイオード２８の半導体層１３Ｂ中を流れてｎ＋１番目のバイパスダイオード２８の裏面電極層１４Ｂに到達する。ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７は正常に動作して電流を流すことができるため、ｎ＋１番目のバイパスダイオード２８の裏面電極層１４Ｂに到達した電流は、ｎ＋１番目のバイパスダイオード２８の裏面電極層１４Ｂ中をｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７に向かって流れ、ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７の裏面電極層１４Ｓに到達して、正常な直列の電流経路に復活する。
この電流は、正常な直列の電流経路（図５（ｂ）、図５（ｃ）に示される経路）を通り、最終的には右側の取り出し電極７Ｒからバスバー配線６に到達する。
上記のように、実施の形態２にかかるモジュール１においては、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５が動作不良を起こした場合には、電流がｎ番目の薄膜太陽電池セル２５からｎ番目のバイパスダイオード２６、ｎ＋１番目のバイパスダイオード２８に迂回して、ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７に流れる。これにより、動作不良を起こしているｎ番目の薄膜太陽電池セル２５の半導体層１３Ｓ、表面透明電極１２Ｓを通ることなく、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５を迂回した形で電流が流れる。これにより、ｎ番目の薄膜太陽電池セル２５分の電圧降下しか発生せず、発電電力の低下も抑制され、バイパスダイオードが無い場合のような大幅な発電電力の低下が防止される。
したがって、図６に示されるように、１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌが動作不良となった場合には、電流は図５に示した例と同様の経路を経由して、セル３の長辺方向において１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌと同一直線上に形成されているバイパスダイオード４Ｌ、セル３の長辺方向において２番目の薄膜太陽電池セル３Ｌ２と同一直線上に形成されているバイパスダイオード４Ｌ２に迂回し、２番目の薄膜太陽電池セル３Ｌ２の裏面電極層１４Ｓに到達する。図６は、実施の形態２にかかるモジュールにおいて１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌが動作不良を起こした場合のモジュールにおける電流の流れを示す模式図である。図６（ａ）は図５（ａ）に、図６（ｂ）は図５（ｂ）に、図６（ｃ）は図５（ｃ）にそれぞれ対応している。
また、右側の取り出し電極７Ｒに隣接する一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが動作不良になった場合には、電流は図５に示した例と同様の経路を経由して、セル３の長辺方向において１番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒと同一直線上に形成されているバイパスダイオード４Ｒ、セル３の長辺方向において右側の取り出し電極７Ｒと同一直線上に形成されているバイパスダイオード３１に迂回して流れることができる。更にこのバイパスダイオード３１の裏面電極層１４Ｂは右側の取り出し電極７Ｒと電気的に接続しているため、バイパスダイオード３１に流れた電流は、右側の引き出し電極７Ｒに到達することができる。
図７は、実施の形態２にかかるモジュールにおいて連続した２つのセル３が動作不良を起こした場合の電流の流れを示す模式図である。実施の形態２にかかるモジュールにおいても、連続した２つのセル３が動作不良となった場合には、実施の形態１で示したモジュール１の場合と同様に、３つのバイパスダイオード４を介して電流が流れるため、電流の流れが阻害されることはない。
すなわち、ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３とｎ番目の薄膜太陽電池セル２５との連続した２つのセルが動作不良セル１１となった場合には、１番目の薄膜太陽電池セル３からｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３の裏面電極層１４Ｓまでは、正常な直列の電流経路（図７（ｂ）、図７（ｃ）に示される経路）で電流が流れる。しかし、ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３とｎ番目の薄膜太陽電池セル２５とが動作不良を起こして抵抗として働く。
このため、ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３の裏面電極層１４Ｓに流れ込んだ電流は、セル３の長辺方向においてｎ−１番目の薄膜太陽電池セル２３と同一直線上に形成されたｎ−１番目のバイパスダイオード２４に流れ、さらにｎ番目のバイパスダイオード２６とｎ＋１番目のバイパスダイオード２８を経由して、ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル２７の表面透明電極層１２Ｓに到達して、正常な直列の電流経路に復活する。この電流は、正常な直列の電流経路（図７（ｂ）、図７（ｃ）に示される経路）を通り、最終的には右側の取り出し電極７Ｒからバスバー配線６に到達する。
上述したように、実施の形態２にかかるモジュールでは、セル３の長辺方向において隣接する薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４とは、裏面電極層１４同士が接続されることにより、電気接続している。このため、ｎ番目の薄膜太陽電池セルが動作不良となった場合には、薄膜太陽電池セル３の長辺方向においてｎ番目の薄膜太陽電池セルと同一直線上に形成されたバイパスダイオード４に電流が迂回する。これにより、実施の形態２にかかるモジュールでは、影等の影響により動作不良を起こした薄膜太陽電池セル３が発生した場合においても、バイパスダイオード４を介して電流が流れるため、動作不良セルの電流低下による集積型薄膜太陽電池モジュールの発電電流への影響が抑制され、集積型薄膜太陽電池モジュールの発電電力の低下が抑制される。
そして、実施の形態２にかかるモジュールでは、複雑なパターニングや新規工程の導入による複雑な接続構成を備えることなく、製造が容易な構成により上述した電流の迂回を実現することが可能である。これにより、実施の形態２にかかるモジュールでは、発電特性と信頼性に優れた集積型薄膜太陽電池モジュールを簡便な構成により実現できる。
更に、実施の形態２にかかるモジュールにおいては、動作不良を起こしたセル３を迂回する電流は主に裏面電極層１４中をその長手方向に流れる。実施の形態１にかかるモジュールにおいては、動作不良を起こしたセル３を迂回する電流は主に表面透明電極層１２中をその長手方向に流れる。一般的に表面透明電極のシート抵抗は１０Ω／□〜２０Ω／□と大きい。このため、表面透明電極の長手方向に電流が流れた場合には、表面透明電極の抵抗に起因する発電電力の損失が発生する。
しかしながら、上述したように実施の形態２にかかるモジュールにおいては、動作不良を起こしたセル３を迂回する電流は主に裏面電極層１４を構成する金属膜（ＡｇもしくはＡｌ等）中をその長手方向に流れ、裏面電極層を構成する金属膜のシート抵抗は、数１０ｍΩ／□〜数１００ｍΩ／□であり表面透明電極のシート抵抗より小さい。このため、実施の形態２にかかるモジュールは、実施の形態１にかかるモジュール１と比較して抵抗損失に伴う発電電力の低下が抑制される。
実施の形態３．
実施の形態１の図１および実施の形態２の図５においては、セル３の長辺方向において１個の薄膜太陽電池セル３と１個のバイパスダイオード４とが配列されたモジュール構造を示したが、図８に示すようにセル３の長辺方向において薄膜太陽電池セル群３２とバイパスダイオード群３３とからなるユニット９をセル３の長辺方向において複数形成したモジュール構成としてもよい。図８は、実施の形態３にかかるモジュールの構造を示す平面図である。
このようなモジュール構造とすることにより、１個当たりのバイパスダイオードに流れる電流を減少させることができるため、バイパスダイオード４の耐久性が高まり、太陽電池モジュールとしての信頼性が改善される。
また、図１に示すモジュール構成では、あるセル３が動作不良を起こした場合に、全ての電流がバイパスダイオード４に流れる。これに対して、図８に示すモジュール構造の場合には、複数のユニット９のうち動作不良を起こしているセル３が属するユニット９のみで電流がバイパスダイオード４に迂回し、他のユニット９のセル３は正常動作しているので正常な直列の電流経路で電流が流れる。これにより、バイパスダイオード４に電流が流れることによる発電電力低下を抑制できる。
このようなユニット９をセル３の長辺方向において複数形成する場合には、左側の取り出し電極７Ｌ、右側の取り出し電極７Ｒの部分においてバイパスダイオードとバスバー配線交差部８が複数生じる。図９は、実施の形態３にかかるモジュールの右側の取り出し電極７Ｒにおけるバイパスダイオードとバスバー配線交差部８を拡大して示す模式図である。図９（ａ）は、バイパスダイオードとバスバー配線交差部８をセル３の形成面側から見た平面構成を示す。図９（ｂ）は、バイパスダイオードとバスバー配線交差部８の断面構成を示し、図９（ａ）におけるＤ−Ｄ断面を示す。このバイパスダイオードとバスバー配線交差部８においては、バスバー配線６にかかる電圧のバイパスダイオード４に対する影響を無くすために、左側の取り出し電極７Ｌ、右側の取り出し電極７Ｒとバスバー配線６との間に絶縁シート３６を挟んだ構造となっている。
また、図８に示される構造の場合には、それぞれ異なるユニット９に属するセル３とバイパスダイオード４とが、セル３の長辺方向において隣接している。この隣接しているセル３とバイパスダイオード４間での干渉による誤動作を避けるために、図９（ａ），（ｂ）に示すように、それぞれ異なるユニット９に属して隣接するセル３とバイパスダイオード４との間に、裏面電極層１４、半導体層１３、表面透明電極層１２の３層を貫通するユニット９間の分離のためのＰ４スクライブ溝３５を設けて隣接するユニット９間を絶縁している。
上述したように、実施の形態３にかかるモジュールでは、太陽電池セル群３２とバイパスダイオード群３３とからなるユニット９を複数形成することにより、１つのバイパスダイオード４に流れる電流が低下する。このため、実施の形態３にかかるモジュールでは、バイパスダイオード４の耐久性が改善され、モジュールの信頼性が向上される。
また、実施の形態３にかかるモジュールでは、左側の取り出し電極７Ｌ、右側の取り出し電極７Ｒの部分においてバイパスダイオードとバスバー配線交差部８に絶縁シート３６を設けること、隣接してそれぞれ異なるユニット９に属する薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４間を絶縁することにより、バイパスダイオード４の誤動作を防ぐことができる。
実施の形態４．
図１０は、本発明の実施の形態４にかかるモジュールの構造を示す平面図である。実施の形態１にかかるモジュール１では、セル３におけるセル３の直接接続方向に沿った２辺のうちの一方の辺に沿ってバイパスダイオード４が配置されていた。これに対して、実施の形態４にかかるモジュールでは、セル３における長手方向の両側、すなわちセル３の直接接続方向に沿った２辺に沿ってバイパスダイオード４が配置されている。
実施の形態４にかかるモジュールは、図１０に示すように、複数の上側のバイパスダイオード４Ｕが直列接続されたバイパスダイオード群がセル３の長辺方向におおける上側に、複数の下側のバイパスダイオード４Ｄが直列接続されたバイパスダイオード群がセル３の長辺方向における下側に、セル群の上下を挟むように形成されている。なお、上側のバイパスダイオード４Ｕおよび下側のバイパスダイオード４Ｄを有すること以外は、実施の形態にかかるモジュールの基本的な構造は実施の形態１にかかるモジュール１と同じである。したがって、上側のバイパスダイオード４Ｕおよび下側のバイパスダイオード４Ｄは、セル３とは逆並列接続とされており直列配設の方向が逆になっている。また、便宜上、図の上下方向をセル３の長辺方向を長辺方向とする。
図１１は、実施の形態４にかかるモジュールの詳細な構造を示す模式図である。図１１（ａ）は、実施の形態４にかかるモジュールにおける上側のバイパスダイオード４Ｕの形成領域の断面構成を示し、図１１（ｂ）におけるＡ−Ａ断面を示す。図１１（ｂ）は、実施の形態４にかかるモジュールをセル３の形成面側から見た平面構成を示す。図１１（ｃ）は、実施の形態４にかかるモジュールにおけるセル３の形成領域の断面構成を示し、図１１（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面を示す。図１１（ｄ）は、実施の形態４にかかるモジュールにおける下側のバイパスダイオード４Ｄの形成領域の断面構成を示し、図１１（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面を示す。実施の形態４にかかるモジュールでは、バイパスダイオード４に迂回する電流が、セル３の表面透明電極層１２Ｓ中をその長手方向に流れる構造となっている。
図１１に示されるように、Ｐ１スクライブ溝１５、薄膜太陽電池セルのＰ２スクライブ溝１６、薄膜太陽電池セルのＰ３スクライブ溝１７の配置は、実施の形態１および実施の形態２で示した配置と同一である。上側のバイパスダイオード４Ｕの形成領域において、バイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８ＵおよびバイパスダイオードのＰ３スクライブ溝１９Ｕは、左から奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏと同一直線上の領域のみに形成されている。下側のバイパスダイオード４Ｄの形成領域において、バイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８ＤおよびバイパスダイオードのＰ３スクライブ溝１９Ｄは、左から偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅと同一直線上の領域のみに形成されている。
また、隣接するセル３と上側のバイパスダイオード４Ｕとの半導体層１３同士および裏面電極層１４同士は、薄膜太陽電池セル／バイパスダイオード分離用のＰ３スクライブ溝２０Ｕにより分離されている。Ｐ３スクライブ溝２０Ｕは、直列接続方向（セル３の短辺方向）の全幅において半導体層１３および裏面電極層１４を厚み方向に貫通するように形成されている。
また、隣接するセル３と下側のバイパスダイオード４Ｄとの半導体層１３同士および裏面電極層１４同士は、薄膜太陽電池セル／バイパスダイオード分離用のＰ３スクライブ溝２０Ｄにより分離されている。Ｐ３スクライブ溝２０Ｄは、直列接続方向（セル３の短辺方向）の全幅において半導体層１３および裏面電極層１４を厚み方向に貫通するように形成されている。
また、セル３の長辺方向におけるセル３と同一直線上の上下部分にバイパスダイオード４が形成されるが、動作不良セルが発生した際に、電流の迂回が上下における適切なバイパスダイオード４で行われるように、セル３とバイパスダイオード４とを分離するＰ１スクライブ溝としてＰ１スクライブ溝３７ＵとＰ１スクライブ溝３７Ｄとが形成されている。ここでのＰ１スクライブ溝３７Ｕは、偶数番目の薄膜太陽電池セル３ｅの両側に形成されたＰ１スクライブ溝１５同士を連結して、偶数番目の薄膜太陽電池セル３ｅの表面透明電極層１２Ｓと上側のバイパスダイオード４Ｕの表面透明電極層１２Ｂとを分離している。また、ここでのＰ１スクライブ溝３７Ｄは、奇数番目の薄膜太陽電池セル３ｏの両側に形成されたＰ１スクライブ溝１５同士を連結して、奇数番目の薄膜太陽電池セル３ｏの表面透明電極層１２Ｓと下側のバイパスダイオード４Ｄの表面透明電極層１２Ｂとを分離している。これにより、不必要な電流がセル３の表面透明電極層１２Ｓから上側のバイパスダイオード４Ｕもしくは下側のバイパスダイオード４Ｄの表面透明電極層１２Ｂに流入することが防止される。
このような構成により、上側のバイパスダイオード４Ｕと下側のバイパスダイオード４Ｄとは、それぞれ隣接した２つの薄膜太陽電池セル３に対応した位置に設けられている。上側のバイパスダイオード４Ｕは、左から奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏと、その次の左から偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅとに対応する位置に設けられている。上側のバイパスダイオード４Ｕは、左から奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏ同士を電気的に接続する。そして、上側のバイパスダイオード４Ｕは、表面透明電極層１２Ｂが、対応する位置の隣接した２つの薄膜太陽電池セル３のうち奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏの表面透明電極層１２Ｓに接続されることにより、薄膜太陽電池セル３に電気接続している。
一方、下側のバイパスダイオード４Ｄは、左から偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅと、その次の左から奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏとに対応する位置に設けられている。下側のバイパスダイオード４Ｄは、左から偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅ同士を電気的に接続する。そして、下側のバイパスダイオード４Ｄは、表面透明電極層１２Ｂが、対応する位置の隣接した２つの薄膜太陽電池セル３のうち偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅの表面透明電極層１２Ｓに接続されることにより、薄膜太陽電池セル３に電気接続している。
図１１では、偶数番目の薄膜太陽電池セルである２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０が動作不良を起こした場合の電流の経路を矢印で示している。２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０が動作不良を起こした場合には、１番目の薄膜太陽電池セル３から２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８までは、正常な直列の電流経路（図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に示される経路）で電流が流れる。
しかし、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０が動作不良を起こして抵抗として働く。また、２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８の表面透明電極層１２Ｓは、セル３の長辺方向において２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８と同一直線上に形成された下側のｎ番目のバイパスダイオード４４の表面透明電極層１２ＢとはＰ１スクライブ溝３７Ｄにより分離されている。このため、２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８の表面透明電極層１２Ｓに流れ込んだ電流は、該表面透明電極層１２Ｓ中を２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０側ではなく、セル３の長辺方向において２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８と同一直線上に形成された上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の方向に流れる。すなわち、セル３の長辺方向に流れて、上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の表面透明電極層１２Ｂに流れる。
そして、上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の表面透明電極層１２Ｂに流れ込んだ電流は、上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の半導体層１３Ｂを通り、上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の裏面電極層１４Ｂに到達する（図１１（ａ）、図１１（ｂ））。この電流は、ｎ番目のバイパスダイオード３９の裏面電極層１４Ｂを通り、さらにセル３の長辺方向において２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２と同一直線上に形成されている上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３とｎ番目のバイパスダイオード３９との境界部分に形成されているバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８Ｕ内に形成されている裏面電極層１４Ｂを通って、上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３の表面透明電極層１２Ｂに到達する。
ここで、２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２は正常に動作して電流を流すことができるため、上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３の表面透明電極層１２Ｂに到達した電流は、該表面透明電極層１２Ｂ中を２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２に向かって流れ、２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２の表面透明電極層１２Ｓに到達する。
その後、この電流は、セル郡中の正常な直列の電流経路（図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に示される経路）を通り、最終的には右側の取り出し電極７Ｒからバスバー配線６に到達する。
上記のように、実施の形態４にかかるモジュールにおいては、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０が動作不良を起こした場合には、電流が２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８から上側のｎ番目のバイパスダイオード３９、上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３に迂回して、２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２に流れる。これにより、動作不良を起こしている２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０の表面透明電極層１２Ｓおよび裏面電極層１４Ｓを通ることなく、完全に２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０を迂回した形で電流が流れる。これにより、ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０分の電圧降下の電圧降下しか発生せず、発電電力の低下も抑制され、バイパスダイオードが無い場合のような大幅な発電電力の低下が防止される。
また、奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３０が動作不良となった場合においては、今度は動作不良を起こしているセル３を完全に迂回する形で、下側のバイパスダイオード４Ｄを電流が流れる。
図１２は、実施の形態４にかかるモジュールにおいて、左右の取り出し電極に隣接する薄膜太陽電池セル３が動作不良を起こした場合の電流の流れを示す模式図である。図１２（ａ）は図１１（ａ）に、図１２（ｂ）は図１１（ｂ）に、図１２（ｃ）は図１１（ｃ）に、図１２（ｄ）は図１１（ｄ）にそれぞれ対応している。
左側の取り出し電極７Ｌと、その上下に隣接して形成されている下側のバイパスダイオード４Ｄの裏面電極層１４とは、Ｐ３スクライブ溝２０ＵおよびＰ３スクライブ溝２０Ｄによりそれぞれ分離されている。また、左側の取り出し電極７Ｌの下部の表面透明電極層１２Ｂと、その上側に形成された上側のバイパスダイオード４Ｕの表面透明電極層１２Ｂとは、Ｐ１スクライブ溝４１Ｕにより分離されている。なお、Ｐ１スクライブ溝４１Ｕは、偶数番目のセル３とその上側のバイパスダイオード４Ｕとを分離しているＰ１スクライブ溝３７Ｕと同一直線上に形成すると、レーザースクライブ加工による溝形成の簡便化が図れる。
このため、左側の取り出し電極７Ｌに隣接する１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌが動作不良を起こした場合は、セル３の長辺方向において左側の取り出し電極７Ｌと同一直線上の下側に形成されている下側のバイパスダイオード４Ｄである下側の１番目のバイパスダイオード４５に電流を迂回させる必要がある。この場合、下側の１番目のバイパスダイオード４５では、表面透明電極層１２Ｂから裏面電極１４Ｂに向かって電流が流れるので、下側の１番目のバイパスダイオード４５の表面透明電極層１２Ｂに電流を注入する必要がある。
このため、左側の取り出し電極７ＬのＰ２スクライブ溝２２Ｌにより、左側の取り出し電極７Ｌの裏面電極層１４Ｓとその下部の表面透明電極層１２Ｓとの電気接続が確保されている。Ｐ２スクライブ溝２２Ｌには左側の取り出し電極７Ｌが埋め込まれている。これにより、左側の取り出し電極７Ｌの下部の表面透明電極層１２Ｓから、下側の１番目のバイパスダイオード４５の表面透明電極層１２Ｂに電流が流れる経路が形成されている。
左側の取り出し電極７Ｌの下部の表面透明電極層１２Ｓから、下側の１番目のバイパスダイオード４５の表面透明電極層１２Ｂに到達した電流は、下側の１番目のバイパスダイオード４５の半導体層１３Ｂ、セル３の長辺方向において２番目の薄膜太陽電池セル３Ｌ２と同一直線上の下側に形成されている下側の２番目のバイパスダイオード４６と下側の１番目のバイパスダイオード４５との間に形成されたバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８内に形成されている裏面電極層１４Ｂ、下側の２番目のバイパスダイオード４６の表面透明電極層１２Ｂの順で流れる。さらに、下側の２番目のバイパスダイオード４６の表面透明電極層１２Ｂから２番目の薄膜太陽電池セル３Ｌ２の表面透明電極層１２Ｓに流れ、正常な直列の電流経路に復帰する。
なお、この迂回経路が、奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セルが動作不良となった場合において動作不良を起こしているセル３を完全に迂回する形で、下側のバイパスダイオード４Ｄを電流が流れる場合の迂回経路に該当する。この場合、左側の取り出し電極７Ｌが奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セルに該当する。
上記のように、実施の形態４にかかるモジュールにおいては、左側の取り出し電極７Ｌに隣接する１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌが動作不良を起こした場合には、電流が左側の取り出し電極７Ｌから下側の１番目のバイパスダイオード４５と下側の２番目のバイパスダイオード４６とに迂回して、２番目の薄膜太陽電池セル３Ｌ２の表面透明電極層１２Ｓに流れる。これにより、動作不良を起こしている１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌの裏面電極層１４Ｓ、半導体層１３Ｓ、表面透明電極層１２Ｓを通ることなく、１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌを迂回した形で電流が流れる。これにより、１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌ分の電圧降下しか発生せず、発電電力の低下も抑制され、バイパスダイオードが無い場合のような大幅な発電電力の低下が防止される。
次に、右側の取り出し電極７Ｒに隣接した一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが動作不良になった場合の電流の経路について図１２を参照して説明する。図１２では、一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが偶数番目（２ｎ番目）の場合について示している。一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが動作不良となった場合には、電流は、右から２番目の薄膜太陽電池セル３Ｒ２の表面透明電極層１２Ｓから、セル３の長辺方向において右から２番目の薄膜太陽電池セル３Ｒ２と同一直線上に形成されている上側のバイパスダイオード４Ｕである上側の４番目のバイパスダイオード５１の表面透明電極層１２Ｂ、上側の４番目のバイパスダイオード５１の半導体層１３Ｂ、上側の４番目のバイパスダイオード５１の裏面電極層１４Ｂ、セル３の長辺方向において右側の取り出し電極７Ｒと同一直線上の上側に形成されている上側の５番目のバイパスダイオード５２と上側の４番目のバイパスダイオード５１との間に形成されたバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８内に形成されている裏面電極層１４Ｂ、上側の５番目のバイパスダイオード５２の表面透明電極層１２Ｂの順で流れて、右側の取り出し電極７Ｒの下部の表面透明電極層１２Ｓに到達する。
この電流は、最終的には右側の取り出し電極７Ｒに到達する必要がある。このため、右側の取り出し電極７ＲのＰ２スクライブ溝２２Ｒ内に右側の取り出し電極７Ｒが埋め込まれることにより、右側の取り出し電極７Ｒと該右側の取り出し電極７Ｒの下部の表面透明電極層１２Ｓ間の電気接続が確保されている。これにより、右側の取り出し電極７Ｒの下部の表面透明電極層１２Ｓから、右側の取り出し電極７Ｒに電流が流れる。
上記のように、実施の形態４にかかるモジュールにおいては、右側の取り出し電極７Ｒに隣接する一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが動作不良を起こした場合には、電流が右から２番目の薄膜太陽電池セル３Ｒ２から、上側の４番目のバイパスダイオード５１と上側の５番目のバイパスダイオード５２とに迂回して、右側の取り出し電極７Ｒの下部の表面透明電極層１２Ｓに流れる。これにより、動作不良を起こしている一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒの裏面電極層１４Ｓ、半導体層１３、表面透明電極層１２Ｓを通ることなく、一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒを迂回した形で電流が流れる。これにより、一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒ分の電圧降下しか発生せず、発電電力の低下も抑制され、バイパスダイオードが無い場合のような大幅な発電電力の低下が防止される。
上記のように、実施の形態４にかかるモジュールでは、左側の取り出し電極７Ｌ（裏面電極層１４Ｓ）とその下部の表面透明電極層１２Ｓとの間、また右側の取り出し電極７Ｒ（裏面電極層１４Ｓ）とその下部の表面透明電極層１２Ｓとの間に導通を確保しておく必要がある。この導通に関しては、上述したように、接続用のＰ２スクライブ溝２２Ｌ、Ｐ２スクライブ溝２２Ｒを形成する方法の他に、バスバー配線６が左側の取り出し電極７Ｌおよび右側の取り出し電極７Ｒの下部の表面透明電極層１２Ｂまで突き抜けた構成とすることにより導通を確保してもよい。この場合は、バスバー配線６を左側の取り出し電極７Ｌおよび右側の取り出し電極７Ｒに接続する際に、超音波接合などによりバスバー配線６が左側の取り出し電極７Ｌおよび右側の取り出し電極７Ｒの下部の表面透明電極層１２Ｂまで突き抜けさせて接続すればよい。
更に、セル３の長辺方向において右側の取り出し電極７Ｒと同一直線上の下側に形成されている下側のバイパスダイオード４Ｄである下側の５番目のバイパスダイオード５３に対する電流の流入を防止するために、右側の取り出し電極７Ｒの下部の表面透明電極層１２Ｓと下側の５番目のバイパスダイオード５３の表面透明電極層１２Ｓと分離するＰ１スクライブ溝４１Ｄが形成されている。このＰ１スクライブ溝４１Ｄは、奇数番目の薄膜太陽電池セルとその下側のバイパスダイオード４Ｄとを分離するＰ１スクライブ溝３７Ｄと同一直線上に形成すると、レーザースクライブ加工による溝形成の簡便化が図れる。
上記においては、一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが偶数番目（２ｎ番目）のセルである場合について述べたが、一番右側の薄膜太陽電池セルが奇数番目（２ｎ−１番目）の場合には、右から２番目の薄膜太陽電池セル３Ｒ２の表面透明電極層１２Ｓから、セル３の長辺方向において右から２番目の薄膜太陽電池セル３Ｒ２と同一直線上に形成されている下側のバイパスダイオードの表面透明電極層１２Ｂに流れ、セル３の長辺方向において右側の取り出し電極７Ｒと同一直線上の下側に形成されているバイパスダイオードを経由して右側の取り出し電極７Ｒの下部の表面透明電極層１２Ｓに到達する。
この場合は、右側の取り出し電極７Ｒの下部の表面透明電極層１２Ｓと、使用しないバイパスダイオード４（右側の取り出し電極７Ｒの上側のバイパスダイオード５２）の表面透明電極層１２Ｂとを分離するＰ１スクライブ溝が設けられる。このＰ１スクライブ溝は、偶数番目の薄膜太陽電池セルとその上側のバイパスダイオード４Ｕとを分離するＰ１スクライブ溝３７Ｄと同一直線上に形成すると、レーザースクライブ加工による溝形成の簡便化が図れる。
次に、直列接続方向において連続した２つの薄膜太陽電池セル３（左から２ｎ番目と２ｎ＋１番目のセル３）が動作不良を起こした場合の電流経路について説明する。図１３は、実施の形態４にかかるモジュールにおいて連続した２つの薄膜太陽電池セル３が動作不良を起こした場合のモジュールにおける電流の流れを示す模式図である。図１３（ａ）は図１１（ａ）に、図１３（ｂ）は図１１（ｂ）に、図１３（ｃ）は図１１（ｃ）に、図１３（ｄ）は図１１（ｄ）にそれぞれ対応している。
２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０と２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２との連続したセル３が動作不良を起こした場合には、１番目の薄膜太陽電池セル３から２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８の表面透明電極層１２Ｓまでは、正常な直列の電流経路（図１３（ｂ）、図１３（ｃ）に示される経路）で電流が流れる。
しかし、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０が動作不良を起こして抵抗として働く。また、２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８の表面透明電極層１２Ｓは、セル３の長辺方向において２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８と同一直線上に形成された下側のｎ番目のバイパスダイオード４４の表面透明電極層１２ＢとはＰ１スクライブ溝３７Ｄにより分離されている。このため、２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８の表面透明電極層１２Ｓに流れ込んだ電流は、該表面透明電極層１２Ｓ中を２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０側ではなく、セル３の長辺方向において２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８と同一直線上に形成された上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の方向に流れる。すなわち、セル３の長辺方向に流れて、上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の表面透明電極層１２Ｂに流れる。
この電流は、上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の半導体層１３Ｂ、上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の裏面電極層１４Ｂを通り、さらにセル３の長辺方向において２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２と同一直線上に形成されている上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３と上側のｎ番目のバイパスダイオード３９との境界部分に形成されているバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８Ｕ内の裏面電極層１４Ｂを流れて、上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３の表面透明電極層１２Ｂに到達する。
なお、上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の表面透明電極層１２Ｂと、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０の表面透明電極層１２ＳとはＰ１スクライブ溝１５とＰ１スクライブ溝３７Ｕにより分離されているため、上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の表面透明電極層１２Ｂから２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０の表面透明電極層１２Ｓには電流は流れない。
ここで、２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２は正常に動作して電流を流すことができるため、上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３の表面透明電極層１２Ｂに到達した電流は、ｎ＋１番目のバイパスダイオード４３の表面透明電極層１２Ｂ中を２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２に向かって流れ、２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２の表面透明電極層１２Ｓに到達する。
その後、この電流は、セル郡中の正常な直列の電流経路（図１３（ｂ）、図１３（ｃ）に示される経路）を通り、最終的には右側の取り出し電極７Ｒからバスバー配線６に到達する。なお、図１３に示した電流の経路は、図１１に示した１個の薄膜太陽電池セル３が動作不良となった場合と同様の経路である。
上記のように、実施の形態４にかかるモジュール１においては、連続した２個の薄膜太陽電池セル３（２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０と２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２）が動作不良を起こした場合には、電流が２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８から、上側のｎ番目のバイパスダイオード３９と上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３とに迂回して、２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２の表面透明電極層１２Ｓに流れる。これにより、動作不良を起こしている２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０の全てと、２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２の裏面電極層１４Ｓ、半導体層１３を通ることなく、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０と２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２とを迂回した形で電流が流れる。これにより、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０と２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２との分の電圧降下しか発生せず、発電電力の低下も抑制され、バイパスダイオードが無い場合のような大幅な発電電力の低下が防止される。
次に、直列接続方向において連続した３つの薄膜太陽電池セル３（左から２ｎ−１番目、２ｎ番目、２ｎ＋１番目のセル３）が動作不良を起こした場合の電流経路について説明する。図１４は、実施の形態４にかかるモジュールにおいて連続した３つの薄膜太陽電池セル３が動作不良を起こした場合のモジュールにおける電流の流れを示す模式図である。図１４（ａ）は図１１（ａ）に、図１４（ｂ）は図１１（ｂ）に、図１４（ｃ）は図１１（ｃ）に、図１４（ｄ）は図１１（ｄ）にそれぞれ対応している。
２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０、２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２との連続した３つのセルが動作不良セル１１になった場合には、１番目の薄膜太陽電池セル３から２ｎ−２番目の薄膜太陽電池セル５４の表面透明電極層１２Ｓまでは、正常な直列の電流経路（図１４（ｂ）、図１４（ｃ）に示される経路）で電流が流れる。
しかし、２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８が動作不良を起こして抵抗として働く。また、２ｎ−２番目の薄膜太陽電池セル５４の表面透明電極層１２Ｓは、セル３の長辺方向において２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８と同一直線上に形成された上側のｎ番目のバイパスダイオード５５の表面透明電極層１２ＢとはＰ１スクライブ溝３７Ｄにより分離されている。このため、２ｎ−２番目の薄膜太陽電池セル５４の表面透明電極層１２Ｓに流れ込んだ電流は、該表面透明電極層１２Ｓ中を２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８側ではなく、セル３の長辺方向において２ｎ−２番目の薄膜太陽電池セル５４と同一直線上に形成された下側のｎ番目のバイパスダイオード５６の方向に流れる。すなわち、セル３の長辺方向に流れて、下側のｎ番目のバイパスダイオード５６の表面透明電極層１２Ｂに流れる。
この電流は、ｎ番目のバイパスダイオード５６の半導体層１３Ｂ、ｎ番目のバイパスダイオード５６の裏面電極層１４Ｂを通り、さらにセル３の長辺方向において２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０と２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２との同一直線上に形成されている下側のｎ＋１番目のバイパスダイオード５７と下側のｎ番目のバイパスダイオード５６との境界部分に形成されているバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８Ｕ内の裏面電極層１４Ｂを流れて、下側のｎ＋１番目のバイパスダイオード５７の表面透明電極層１２Ｂに到達する。
なお、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０が動作不良を起こして抵抗として働く。このため、下側のｎ＋１番目のバイパスダイオード５７の表面透明電極層１２Ｂに流れ込んだ電流は、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０の表面透明電極層１２Ｓには流れない。また、下側のｎ番目のバイパスダイオード５６の裏面電極層１４Ｂと、２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８の裏面電極層１４ＳとはＰ３スクライブ溝２０Ｄにより分離されているため、下側のｎ番目のバイパスダイオード５６の裏面電極層１４Ｂから２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル３８の裏面電極層１４Ｓには電流は流れない。
そして、下側のｎ＋１番目のバイパスダイオード５７の裏面電極層１４Ｂと、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０および２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２の裏面電極層１４ＳとはＰ３スクライブ溝２０Ｄにより分離されている。このため、下側のｎ＋１番目のバイパスダイオード５７の表面透明電極層１２Ｂに到達した電流は、２ｎ＋２番目の薄膜太陽電池セル５８と同一直線上に形成されている下側のｎ＋２番目のバイパスダイオード５９と下側のｎ＋１番目のバイパスダイオード５７との境界部分に形成されているバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８Ｕ内の裏面電極層１４Ｂを流れて、下側のｎ＋２番目のバイパスダイオード５９の表面透明電極層１２Ｂに到達する。
ここで、２ｎ＋２番目の薄膜太陽電池セル５８は正常に動作して電流を流すことができるため、下側のｎ＋２番目のバイパスダイオード５９の表面透明電極層１２Ｂに到達した電流は、２ｎ＋２番目の薄膜太陽電池セル５８に向かって流れ、２ｎ＋２番目の薄膜太陽電池セル５８の表面透明電極層１２Ｓに到達する。その後、電流は正常な直列の電流経路（図１４（ｂ）、図１４（ｃ）に示される経路）を通り、最終的には右側の取り出し電極７Ｒからバスバー配線６に到達する。
同様に、連続した４つ以上の薄膜太陽電池セル３が動作不良になった場合においても、上記と同様に複数のバイパスダイオード４を経由して電流が流れる。
集積型薄膜太陽電池モジュールにおいては、セルに発生する短絡欠陥を逆バイアス処理で焼切る処理を行うことが一般的である。しかし、例えば特許文献１で開示されている構造においては、逆バイアス処理を行った場合に電流がバイパスダイオードに流入してしまうため、短絡箇所を焼切ることができない。
また、例えば特許文献２で開示されている構造においては、薄膜太陽電池セルとバイパスダイオードとを接続領域により接続するため構造が複雑である。さらに、逆バイアス処理を行った後に薄膜太陽電池セルとバイパスダイオードとを、導電材料を塗布することで接続しなくてはならないため、工程が複雑になるとともに工程数が増大する。また、薄膜太陽電池セルとバイパスダイオードとが、導電材料を塗布することで接続されるため、導電材料塗布工程による薄膜太陽電池セルやバイパスダイオードへのダメージや、塗布位置ずれによる短絡が発生するおそれがある。
これに対して、実施の形態４にかかるモジュールは、奇数番目の薄膜太陽電池セル３同士および偶数番目の薄膜太陽電池セル３同士がバイパスダイオード４で接続された構造を有する。このため、奇数番目の薄膜太陽電池セル３と偶数番目の薄膜太陽電池セル３との間はバイパスダイオード４で接続されていない。これにより、隣接する薄膜太陽電池セル３間に逆電圧を印加して実施する逆バイアス処理を行っても、バイパスダイオード４側に電流が流出することはない。したがって、実施の形態４にかかるモジュールでは、薄膜太陽電池セル３に生じた短絡経路を、逆バイアス処理を行うことにより焼き切ることができる。
上述したように、実施の形態４にかかるモジュールでは、偶数番目の薄膜太陽電池セル３が動作不良となった場合には、その１つ手前の奇数番目の薄膜太陽電池セル３から、セル３の長辺方向において該奇数番目の薄膜太陽電池セル３と同一直線上に形成されたバイパスダイオード４に電流が迂回して、直列接続方向における下流側の奇数番目の薄膜太陽電池セル３に流れる。また、奇数番目の薄膜太陽電池セル３が動作不良となった場合には、その１つ手前の偶数番目の薄膜太陽電池セル３から、薄膜太陽電池セル３の長辺方向において該偶数番目の薄膜太陽電池セル３と同一直線上に形成されたバイパスダイオード４に電流が迂回して、直列接続方向における下流側の偶数番目の薄膜太陽電池セル３に流れる。
これにより、実施の形態４にかかるモジュールによれば、影等の影響により動作不良を起こした薄膜太陽電池セル３が発生した場合においても、バイパスダイオード４を介して電流が流れるため、動作不良セルの電流低下による集積型薄膜太陽電池モジュールの発電電流への影響が抑制され、集積型薄膜太陽電池モジュールの発電電力の低下が抑制される。
そして、実施の形態４にかかるモジュール１では、複雑なパターニングや新規工程の導入による複雑な接続構成を備えることなく、製造が容易な構成により上述した電流の迂回を実現することが可能である。これにより、実施の形態４にかかるモジュールでは、発電特性と信頼性に優れた集積型薄膜太陽電池モジュールを簡便な構成により実現できる。
また、実施の形態４にかかるモジュールによれば、奇数番目の薄膜太陽電池セル３同士および偶数番目の薄膜太陽電池セル３同士をバイパスダイオード４により接続することにより、逆バイアス処理による薄膜太陽電池セル３内の短絡箇所の切断が可能である。
そして、実施の形態４にかかるモジュールによれば、薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４との接続のための新たな工程が不要であり、簡単な構成により逆バイアス処理が可能とされている。
実施の形態５．
図１５は、実施の形態５にかかるモジュールの詳細な構造を示す模式図である。図１５（ａ）は、実施の形態５にかかるモジュールにおける上側のバイパスダイオード４Ｕの形成領域の断面構成を示し、図１５（ｂ）におけるＡ−Ａ断面を示す。図１５（ｂ）は、実施の形態５にかかるモジュールをセル３の形成面側から見た平面構成を示す。図１５（ｃ）は、実施の形態５にかかるモジュールにおけるセル３の形成領域の断面構成を示し、図１５（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面を示す。図１５（ｄ）は、実施の形態５にかかるモジュールにおける下側のバイパスダイオード４Ｄの形成領域の断面構成を示し、図１５（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面を示す。
実施の形態５にかかるモジュールも実施の形態４の場合と同様にセル３における長手方向の両側にバイパスダイオード４が形成されており、奇数番目の薄膜太陽電池セル３同士および偶数番目の薄膜太陽電池セル３同士がそれぞれバイパスダイオード４で電気接続されている。ただし、実施の形態５にかかるモジュールでは、バイパスダイオード４に迂回する電流が、薄膜太陽電池セル３の裏面電極層１４Ｓ中をその長手方向に流れる構造となっている。
図１５に示されるように、Ｐ１スクライブ溝１５、セルのＰ２スクライブ溝１６、セルのＰ３スクライブ溝１７、およびバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８、バイパスダイオードのＰ３スクライブ溝１９の位置関係は、実施の形態４の図１１に示されるモジュールの場合と同一である。
しかしながら、実施の形態５にかかるモジュールにおいては、セル３とその上下に形成されるバイパスダイオード４Ｕ，４Ｄとを分離するＰ１スクライブ溝３７Ｕ，３７Ｄが、直列接続方向（セル３の短辺方向）の全幅において半導体層１３および裏面電極層１４を厚み方向に貫通するように形成されている。
一方、動作不良セルが発生した際に、電流の迂回が上下における適切なバイパスダイオード４で行われるように、セル３とバイパスダイオード４を分離するＰ３スクライブ溝としてＰ３スクライブ溝２０ＵとＰ３スクライブ溝２０Ｄとが不連続に形成されている。Ｐ３スクライブ溝２０Ｕは、奇数番目の薄膜太陽電池セル３ｏの両側に形成されたセルのＰ３スクライブ溝１７同士を連結して、奇数番目の薄膜太陽電池セル３ｏの裏面電極層１４Ｓと上側のバイパスダイオード４Ｕの裏面電極層１４Ｂとを分離している。Ｐ３スクライブ溝２０Ｄは、偶数番目の薄膜太陽電池セル３ｅの両側に形成されたセルのＰ３スクライブ溝１７同士を連結して、偶数番目の薄膜太陽電池セル３ｅの裏面電極層１４Ｓと下側のバイパスダイオード４Ｄの裏面電極層１４Ｂとを分離している。これにより、不必要な電流がセル３の裏面電極層１４Ｓから上側のバイパスダイオード４Ｕもしくは下側のバイパスダイオード４Ｄの裏面電極層１４Ｂに流入することが防止される。
このような構成により、上側のバイパスダイオード４Ｕと下側のバイパスダイオード４Ｄとは、それぞれ隣接した２つの薄膜太陽電池セル３に対応した位置に設けられている。上側のバイパスダイオード４Ｕは、左から奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏと、その次の左から偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅとに対応する位置に設けられている。上側のバイパスダイオード４Ｕは、左から偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅ同士を電気的に接続する。そして、上側のバイパスダイオード４Ｕは、裏面電極層１４Ｂが、対応する位置の隣接した２つの薄膜太陽電池セル３のうち偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅの裏面電極層１４Ｓに接続されることにより、薄膜太陽電池セル３に電気接続している。
一方、下側のバイパスダイオード４Ｄは、左から偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅと、その次の左から奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏとに対応する位置に設けられている。下側のバイパスダイオード４Ｄは、左から奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏ同士を電気的に接続する。そして、下側のバイパスダイオード４Ｄは、裏面電極層１４Ｂが、対応する位置の隣接した２つの薄膜太陽電池セル３のうち奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏの裏面電極層１４Ｓに接続されることにより、薄膜太陽電池セル３に電気接続している。
図１５では、偶数番目の薄膜太陽電池セルである２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０が動作不良を起こした場合の電流の経路を矢印で示している。２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０が動作不良を起こした場合には、１番目の薄膜太陽電池セル３から２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０の裏面電極層１４Ｓまでは、正常な直列の電流経路（図１５（ｂ）、図１５（ｃ）に示される経路）で電流が流れる。
しかし、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０が動作不良を起こして抵抗として働く。このため、電流は２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０の半導体層１３Ｓを流れることができない。また、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０の裏面電極層１４Ｓは、セル３の長辺方向において２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０と同一直線上に形成された下側のｎ＋１番目のバイパスダイオード５７の裏面電極層１４ＢとはＰ３スクライブ溝２０Ｄにより分離されている。このため、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０の裏面電極層１４Ｓに流れ込んだ電流は、裏面電極層１４Ｓ中を、セル３の長辺方向において２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０と同一直線上に形成された上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の方向に流れる。すなわち、セル３の長辺方向に流れて、上側のｎ番目のバイパスダイオード３９の裏面電極層１４Ｂに流れる。
そして、この電流は、セル３の長辺方向において２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル４２および２ｎ＋２番目の薄膜太陽電池セル５８と同一直線上に形成されている上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３と上側のｎ番目のバイパスダイオード３９との境界部分に形成されているバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８Ｕ内に形成されている裏面電極層１４Ｂを通って、上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３の表面透明電極層１２Ｂに到達する（図１５（ａ）、図１５（ｂ））。
この電流は、上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３の半導体層１３Ｂ中を通って上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３の裏面電極層１４Ｂに到達する。
ここで、２ｎ＋２番目の薄膜太陽電池セル５８は正常に動作して電流を流すことができるため、上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３の裏面電極層１４Ｂに到達した電流は、該裏面電極層１４Ｂ中を２ｎ＋２番目の薄膜太陽電池セル５８に向かって流れ、２ｎ＋２番目の薄膜太陽電池セル５８の裏面電極層１４Ｓに到達する。その後、この電流は、セル郡中の正常な直列の電流経路（図１５（ｂ）、図１５（ｃ）に示される経路）を通り、最終的には右側の取り出し電極７Ｒからバスバー配線６に到達する。
上記のように、実施の形態５にかかるモジュールにおいては、２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０が動作不良を起こした場合には、電流が２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０から上側のｎ番目のバイパスダイオード３９、上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード４３に迂回して、２ｎ＋２番目の薄膜太陽電池セル５８に流れる。これにより、動作不良を起こしている２ｎ番目の薄膜太陽電池セル４０を迂回した形で電流が流れる。
また、詳細な説明は省略するが、左から奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セルが動作不良になった場合には、該セルを迂回する形で、下側のバイパスダイオード４Ｄに電流が流れる。すなわち、２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セルの裏面電極層１４Ｓ、セルの長辺方向において２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セルと同一直線上に形成されている下側のｎ番目のバイパスダイオードの裏面電極層１４Ｂ、２ｎ番目および２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セルと同一直線上に形成されている下側のｎ＋１番目のバイパスダイオードと下側のｎ番目のバイパスダイオードとの境界部分に形成されているバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８Ｕ内に形成されている裏面電極層１４Ｂ、下側のｎ＋１番目のバイパスダイオードの表面透明電極層１２Ｂ、下側のｎ＋１番目のバイパスダイオードの半導体層１３Ｂ、下側のｎ＋１番目のバイパスダイオードの裏面電極層１４Ｂを通って、２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セルの裏面電極層１４Ｓに到達する。その後、この電流は、セル郡中の正常な直列の電流経路を通り、最終的には右側の取り出し電極７Ｒからバスバー配線６に到達する。
また、詳細な説明は省略するが、実施の形態５にかかるモジュールにおいても、連続した複数の薄膜太陽電池セル３が動作不良を起こした場合でも実施の形態４の場合と同様に、１個もしくは複数のバイパスダイオード４を迂回して電流が流れることが可能である。
図１６は、実施の形態５にかかるモジュールにおいて、左右の取り出し電極に隣接する薄膜太陽電池セル３が動作不良を起こした場合の電流の流れを示す模式図である。図１６（ａ）は図１５（ａ）に、図１６（ｂ）は図１５（ｂ）に、図１６（ｃ）は図１５（ｃ）に、図１６（ｄ）は図１５（ｄ）にそれぞれ対応している。
左側の取り出し電極７Ｌの下部の表面透明電極層１２Ｓと、その上下に隣接して形成されている上側のバイパスダイオード４Ｕおよび下側のバイパスダイオード４Ｄの表面透明電極層１２Ｂとは、Ｐ１スクライブ溝３７ＵおよびＰ１スクライブ溝３７Ｄによりそれぞれ分離されている。また、左側の取り出し電極７Ｌと、その上側に形成された上側のバイパスダイオード４Ｕの裏面電極層１４Ｂとは、１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌとその上側のバイパスダイオード４Ｕとを分離しているＰ３スクライブ溝２０Ｕが左側の取り出し電極７Ｌの左端まで延長されることにより分離されている。
このため、左側の取り出し電極７Ｌに隣接する１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌが動作不良を起こした場合は、１番左側の薄膜太陽電池セル３Ｌの裏面電極層１４Ｓから、セル３の長辺方向において該セル３Ｌと同一直線上の下側に形成されている下側の１番目のバイパスダイオード４５の裏面電極層１４Ｂに電流が流れ込む。この電流は、セル３の長辺方向において２番目の薄膜太陽電池セル３Ｌ２と同一直線上の下側に形成されている下側の２番目のバイパスダイオード４６と下側の１番目のバイパスダイオード４５との境界部分に形成されたバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８内に形成されている裏面電極層１４Ｂ、下側の２番目のバイパスダイオード４６の表面透明電極層１２Ｂ、下側の２番目のバイパスダイオード４６の半導体層１３Ｂ、下側の２番目のバイパスダイオード４６の裏面電極１４Ｂを通って、３番目の薄膜太陽電池セル６０の裏面電極層１４Ｓに到達する。
その後、この電流は、セル郡中の正常な直列の電流経路を通り、最終的には右側の取り出し電極７Ｒからバスバー配線６に到達する。
次に、右側の取り出し電極７Ｒに隣接した一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが動作不良になった場合の電流の経路について図１６を参照して説明する。図１６では、一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが偶数番目（２ｎ番目）の場合について示している。一番右側の薄膜太陽電池セル３Ｒが動作不良となった場合には、電流は、右から２番目の薄膜太陽電池セル３Ｒ２の裏面電極層１４Ｓから、セル３の長辺方向において右から２番目の薄膜太陽電池セル３Ｒ２と同一直線上に形成されている上側のバイパスダイオード４Ｕである上側の４番目のバイパスダイオード５１の裏面電極層１４Ｂ、セル３の長辺方向において右側の取り出し電極７Ｒと同一直線上の上側に形成されている上側の５番目のバイパスダイオード５２と上側の４番目のバイパスダイオード５１との境界部分に形成されたバイパスダイオードのＰ２スクライブ溝１８内に形成されている裏面電極層１４Ｂ、上側の５番目のバイパスダイオード５２の表面透明電極層１２Ｂ、上側の５番目のバイパスダイオード５２の半導体層１３Ｂ、上側の５番目のバイパスダイオード５２の裏面電極層１４Ｂの順で流れて、右側の取り出し電極７Ｒに到達する。この電流は、最終的に、右側の取り出し電極７Ｒに流れる。
なお、実施の形態５にかかるモジュールと実施の形態４にかかるモジュールとの相違点は薄膜太陽電池セル３からバイパスダイオード４に向かう電流が、実施の形態４の場合は表面透明電極層１２Ｓを流れ、実施の形態５の場合は裏面電極層１４Ｓを流れる点である。したがって、実施の形態５にかかるモジュールでは、実施の形態４にかかるモジュールと同様に、複数の連続した薄膜太陽電池セル３が動作不良となった場合においても、実施の形態４の場合と同様に１個もしくは複数のバイパスダイオード４を迂回して電流が流れることが可能である。
このような実施の形態５にかかるモジュールは、奇数番目の薄膜太陽電池セル３同士および偶数番目の薄膜太陽電池セル３同士がバイパスダイオード４で接続された構造を有する。このため、奇数番目の薄膜太陽電池セル３と偶数番目の薄膜太陽電池セル３との間はバイパスダイオード４で接続されていない。これにより、隣接する薄膜太陽電池セル３間に逆電圧を印加して実施する逆バイアス処理を行っても、バイパスダイオード４側に電流が流出することはない。したがって、実施の形態５にかかるモジュールは、薄膜太陽電池セル３に生じた短絡経路を、逆バイアス処理を行うことにより焼き切ることができる。
上述したように、実施の形態５にかかるモジュールでは、偶数番目の薄膜太陽電池セル３が動作不良となった場合には、その偶数番目の薄膜太陽電池セル３から、セル３の長辺方向において該偶数番目の薄膜太陽電池セル３と同一直線上に形成されたバイパスダイオード４に電流が迂回して、直列接続方向における下流側の偶数番目の薄膜太陽電池セル３に流れる。また、奇数番目の薄膜太陽電池セル３が動作不良となった場合には、その奇数番目の薄膜太陽電池セル３から、薄膜太陽電池セル３の長辺方向において該奇数番目の薄膜太陽電池セル３と同一直線上に形成されたバイパスダイオード４に電流が迂回して、直列接続方向における下流側の奇数番目の薄膜太陽電池セル３に流れる。
これにより、実施の形態５にかかるモジュールによれば、影等の影響により動作不良を起こした薄膜太陽電池セル３が発生した場合においても、バイパスダイオード４を介して電流が流れるため、動作不良セルの電流低下による集積型薄膜太陽電池モジュールの発電電流への影響が抑制され、集積型薄膜太陽電池モジュールの発電電力の低下が抑制される。
そして、実施の形態５にかかるモジュールでは、複雑なパターニングや新規工程の導入による複雑な接続構成を備えることなく、製造が容易な構成により上述した電流の迂回を実現することが可能である。これにより、実施の形態５にかかるモジュールでは、発電特性と信頼性に優れた集積型薄膜太陽電池モジュールを簡便な構成により実現できる。
また、実施の形態５にかかるモジュールによれば、奇数番目の薄膜太陽電池セル３同士および偶数番目の薄膜太陽電池セル３同士をバイパスダイオード４により接続することにより、逆バイアス処理による薄膜太陽電池セル３内の短絡箇所の切断が可能である。
そして、実施の形態５にかかるモジュールによれば、薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４との接続のための新たな工程が不要であり、簡単な構成により逆バイアス処理が可能とされている。
更に、実施の形態５にかかるモジュールにおいては、動作不良を起こしたセル３を迂回する電流は主に裏面電極層１４中をその長手方向に流れる。実施の形態４にかかるモジュールにおいては、動作不良を起こしたセル３を迂回する電流は主に表面透明電極１２中をその長手方向に流れる。一般的に表面透明電極のシート抵抗は１０Ω／□〜２０Ω／□と大きい。このため、表面透明電極の長手方向に電流が流れた場合には、表面透明電極の抵抗に起因する発電電力の損失が発生する。
しかしながら、上述したように実施の形態５にかかるモジュールにおいては、動作不良を起こしたセル３を迂回する電流は主に裏面電極層１４を構成する金属膜（ＡｇもしくはＡｌ等）中をその長手方向に流れ、裏面電極層を構成する金属膜のシート抵抗は、数１０ｍΩ／□〜数１００ｍΩ／□であり表面透明電極のシート抵抗より小さい。このため、実施の形態５にかかるモジュールは、実施の形態４にかかるモジュール１と比較して抵抗損失に伴う発電電力の低下が抑制される。
実施の形態６．
実施の形態４の図１１および実施の形態５の図１５においては、セル３の長辺方向において薄膜太陽電池セル３の上下両側に上側のバイパスダイオード４Ｕ、下側のバイパスダイオード４Ｄが配列されたモジュール構造を示したが、図１７に示すようにセル３の長辺方向においてバイパスダイオード群３３Ｕと薄膜太陽電池セル群３２とバイパスダイオード群３３Ｄとからなるユニット９をセル３の長辺方向において複数形成したモジュール構成としてもよい。バイパスダイオード群３３Ｕは、上側のバイパスダイオード４Ｕがセル３の直列接続方向において電気的に直列接続されている。バイパスダイオード群３３Ｄは、上側のバイパスダイオード４Ｄがセル３の直列接続方向において電気的に直列接続されている。図１７は、実施の形態６にかかるモジュールの構造を示す平面図である。
このようなモジュール構造とすることにより、１個当たりのバイパスダイオードに流れる電流を減少させることができるため、バイパスダイオード４の耐久性が高まり、太陽電池モジュールとしての信頼性が改善される。
また、図１１に示すモジュール構成では、あるセル３が動作不良を起こした場合に、全ての電流がバイパスダイオード４に流れる。これに対して、図１７に示すモジュール構造の場合には、複数のユニット９のうち動作不良を起こしているセル３が属するユニット９のみで電流がバイパスダイオード４に迂回し、他のユニット９のセル３は正常動作しているので正常な直列の電流経路で電流が流れる。これにより、バイパスダイオード４に電流が流れることによる発電電力低下を抑制できる。
このようなユニット９をセル３の長辺方向において複数形成する場合には、左側の取り出し電極７Ｌ、右側の取り出し電極７Ｒの部分においてバイパスダイオードとバスバー配線交差部８が複数生じる。図１８は、実施の形態６にかかるモジュールの右側の取り出し電極７Ｒにおけるバイパスダイオードとバスバー配線交差部８を拡大して示す模式図である。図１８（ａ）は、バイパスダイオードとバスバー配線交差部８をセル３の形成面側から見た平面構成を示す。図１８（ｂ）は、バイパスダイオードとバスバー配線交差部８の断面構成を示し、図１８（ａ）におけるＤ−Ｄ断面を示す。
バイパスダイオードとバスバー配線交差部８においては、バスバー配線６にかかる電圧のバイパスダイオード４に対する影響を無くすために、左側の取り出し電極７Ｌ、右側の取り出し電極７Ｒとバスバー配線６との間に絶縁シート３６を挟んだ構造となっている。
また、図１７に示される構造の場合には、隣接してそれぞれ異なるユニット９に属する上側のバイパスダイオード４Ｕと下側のバイパスダイオード４Ｄとが、セル３の長辺方向において隣接している。この隣接している上側のバイパスダイオード４Ｕと下側のバイパスダイオード４Ｄ間での干渉による誤動作を避けるために、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、隣接してそれぞれ異なるユニット９に属する上側のバイパスダイオード４Ｕと下側のバイパスダイオード４Ｄとの間に、裏面電極層１４、半導体層１３、表面透明電極層１２の３層を貫通するユニット９間の分離のためのＰ４スクライブ溝３５を設けて隣接するユニット９間を絶縁している。
上述したように、実施の形態６にかかるモジュールでは、バイパスダイオード群３３Ｕと薄膜太陽電池セル群３２とバイパスダイオード群３３Ｄとからなるユニット９を複数形成することにより、１つのバイパスダイオード４に流れる電流が低下する。このため、実施の形態６にかかるモジュールでは、バイパスダイオード４の耐久性が改善されてモジュールの信頼性が改善される。
また、実施の形態６にかかるモジュールでは、左側の取り出し電極７Ｌ、右側の取り出し電極７Ｒの部分においてバイパスダイオードとバスバー配線交差部８に絶縁シート３６を設けること、隣接してそれぞれ異なるユニット９に属する上側のバイパスダイオード４Ｕと下側のバイパスダイオード４Ｄ間を絶縁することにより、バイパスダイオード４の誤動作を防ぐことができる。
実施の形態７．
実施の形態７では、上述した実施の形態にかかるモジュールの製造方法について実施の形態５にかかるモジュールを例にして説明する。実施の形態７で示すプロセス技術は、基本的には一般的な集積型薄膜太陽電池モジュールの製造方法と同じであり、特に新しい成膜技術やパターニング技術等のプロセス技術を導入して形成していない。したがって、詳細な説明は行わず概略の説明を行う。なお、以下の図１９〜図２８において、（ａ）は図１５（ａ）に、（ｂ）は図１５（ｂ）に、（ｃ）は図１５（ｃ）に、（ｄ）は図１５（ｄ）にそれぞれ対応している。
図１９は、モジュールが形成される基板２を示す模式図である。基板２には、透光性および絶縁性を有する基板として例えばガラスや透明なフィルムなどが用いられる。便宜上、図の上下方向を基板２の長辺方向、左右方向を短辺方向とする。
図２０は、基板２上に表面透明電極層１２が形成された状態を示す模式図である。この表面透明電極層１２としては、例えばＳｎＯ２系やＺｎＯ２系などの透光性を有する透明導電膜が用いられている。また、この表面透明電極層１２は、入射した光を散乱させること、発電層となる半導体層１３に光を閉じ込めることにより発電効率を改善するために、表面に凹凸形状を有している。この表面透明電極層１２は、一般的にはＣＶＤ法で形成する場合と、スパッタリング法で成膜された膜をウエットエッチングして形成する場合がある。
図２１は、薄膜太陽電池セル３の形成領域を分離するＰ１スクライブ溝１５が表面透明電極層１２に形成された状態を示す模式図である。Ｐ１スクライブ溝１５は、表面透明電極層１２における各セル３の形成領域間の絶縁を図るために設けられ、表面透明電極層１２にレーザースクライブにより基板２の長辺方向と平行に形成される。レーザースクライブには、例えば赤外線レーザーや紫外線レーザーが用いられる。レーザー光の照射は、基板２側（表面透明電極層１２が形成されている面と逆側の基板２の表面）、表面透明電極層１２が形成されている側のいずれの側から行っても構わない。
図２２は、薄膜太陽電池セル３の形成領域とバイパスダイオード４の形成領域とを分離するＰ１スクライブ溝３７Ｕ，３７Ｄが表面透明電極層１２に形成された状態を示す模式図である。Ｐ１スクライブ溝３７Ｕ，３７Ｄは、表面透明電極層１２における薄膜太陽電池セルの形成領域６１とバイパスダイオードの形成領域６２Ｕ，６２Ｄ間の絶縁を図るために設けられ、表面透明電極層１２にレーザースクライブにより基板２の短辺方向と平行に形成される。
図２３は、表面透明電極層１２上に半導体層１３が形成された状態を示す模式図である。半導体層１３は、例えば基板２側からｐ型半導体層（例えばｐ型不純物がドープされたシリコン層）、ｉ型半導体層（例えば真性シリコン層）、ｎ型半導体層（例えばｎ型不純物がドープされたシリコン層）が積層されてｐｉｎ接合を有する半導体積層膜、例えば基板２側からｐ型半導体層（例えばｐ型不純物がドープされたＣｄＴｅ層）、ｎ型半導体層（例えばｎ型不純物がドープされたＣｄＴｅ層）が積層されてｐｎ接合を有する半導体積層膜、またはこれらの半導体積層膜が複数重なった積層構造を有する半導体積層膜などが用いられる。この半導体層１３は、Ｐ１スクライブ溝１５内およびＰ１スクライブ溝３７Ｕ，３７Ｄ内を埋めて形成される。
図２４は、表面透明電極層１２と裏面電極層１４Ｂのコンタクト部形成のためのＰ２スクライブ溝１６およびＰ２スクライブ溝１８が半導体層１３に形成された状態を示す模式図である。Ｐ２スクライブ溝１６は、セル３における表面透明電極層１２Ｓと裏面電極層１４Ｓ間のコンタクト部形成のために、薄膜太陽電池セルの形成領域６１に設けられる。Ｐ２スクライブ溝１８は、バイパスダイオード４における表面透明電極層１２Ｂと裏面電極層１４Ｂ間のコンタクト部形成のために、バイパスダイオードの形成領域６２Ｕ，６２Ｄに設けられる。
Ｐ２スクライブ溝１６，１８は、Ｐ２スクライブ溝１６，１８を形成する領域のみにグリーンレーザー光を基板２越しに半導体層１３に照射し、半導体層１３を除去することにより基板２の長辺方向と平行に形成される。一般的に、多接合型の薄膜太陽電池を形成する際に用いるレーザースクライブ法は、連続的に発振しているパルスレーザー光を加工対象物に対してスキャンさせるか、逆に固定された加工対象物に対してレーザー光をスキャンして基板端から基板端を結ぶ連続した直線状の加工を行う。本実施の形態においては、連続的に発振するレーザー光を用いるのではなく、任意のタイミングでレーザー光のＯＮ−ＯＦＦが可能なレーザー発振器を使用し、基板２のスキャンと同期した形で、レーザー光をＯＮ−ＯＦＦでき、基板端から基板端にわたるような連続的な直線加工ではなく、任意の位置に任意の長さの線分加工ができる加工装置を用いる。Ｐ２スクライブ溝の加工のみならずＰ１、Ｐ３スクライブ溝の加工においても、同様の線分加工ができる。
図２５は、半導体層１３上に裏面電極１４が形成された状態を示す模式図である。裏面電極層１４は、例えば基板２側からＳｎＯ２系膜やＺｎＯ系膜などの透光性を有する透明導電膜と、例えばＡｇやＡｌなどの高反射金属膜とが積層されて構成される。裏面電極層１４に用いる透明導電膜は、ＣＶＤ法やスパッタリング法により、高反射金属膜はスパッタリング法により形成される。この裏面電極層１４は、Ｐ２スクライブ溝１６，１８内を埋めて形成されるので、Ｐ２スクライブ溝１６，１８内の裏面電極層１４部分により半導体層１３上の裏面電極層１４と表面透明電極層１２とが接続される。
図２６は、隣接する薄膜太陽電池セル３間および隣接するバイパスダイオード４間を分離するＰ３スクライブ溝１７およびＰ３スクライブ溝１９が裏面電極層１４および半導体層１３に形成された状態を示す模式図である。Ｐ３スクライブ溝１７，１９は、Ｐ３スクライブ溝１７，１９を形成する領域のみにグリーンレーザー光を基板２越しに半導体層１３に照射し、半導体層１３と裏面電極層１４を除去することにより基板２の長辺方向と平行に形成される。
Ｐ３スクライブ溝１７は、隣接する薄膜太陽電池セル３間を分離するために設けられ、基本的には薄膜太陽電池セルの形成領域６１に形成される。ただし、このＰ３スクライブ溝１７の両端は、薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４とを分離しているＰ１スクライブ溝３７Ｕ，３７Ｄをまたぐ形でバイパスダイオードの形成領域６２Ｕ，６２Ｄに達している。Ｐ３スクライブ溝１７が形成されることにより、基板２の短辺方向において複数のセル３が直列に接続されたセル群が薄膜太陽電池セルの形成領域６１に得られる。
また、Ｐ３スクライブ溝１９は、隣接するバイパスダイオード４を分離するために設けられ、基本的にはバイパスダイオードの形成領域６２Ｕ、６２Ｄに形成される。ただし、このＰ３スクライブ溝１９の片端部は、薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４とを分離しているＰ１スクライブ溝３７Ｕ，３７Ｄをまたぐ形で薄膜太陽電池セルの形成領域６１まで達している。Ｐ３スクライブ溝１９が形成されることにより、セル３と逆並列接続とされた複数のバイパスダイオード４Ｕが基板２の短辺方向において直列に接続されたバイパスダイオード群がバイパスダイオードの形成領域６２Ｕに得られる。また、セル３と逆並列接続とされた複数のバイパスダイオード４Ｄが基板２の短辺方向において直列に接続されたバイパスダイオード群がバイパスダイオードの形成領域６２Ｄに得られる。
図２７は、薄膜太陽電池セルとバイパスダイオードとを分離するＰ３スクライブ溝２０ＵおよびＰ３スクライブ溝２０Ｄが裏面電極層１４および半導体層１３に形成された状態を示す模式図である。Ｐ３スクライブ溝２０Ｕ，２０Ｄは、Ｐ３スクライブ溝２０Ｕ，２０Ｄを形成する領域のみにグリーンレーザー光を基板２越しに半導体層１３に照射し、半導体層１３と裏面電極層１４を除去することにより基板２の短辺方向と平行に形成される。
Ｐ３スクライブ溝２０Ｕ，２０Ｄは、基板２の長辺方向において隣接する薄膜太陽電池セル３とバイパスダイオード４とを分離して、該隣接する薄膜太陽電池セル３またはバイパスダイオード４に不必要な電流が流入するのを防ぐためにバイパスダイオードの形成領域６２Ｕ，６２Ｄに設けられる。
Ｐ３スクライブ溝２０Ｕは、奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏとその上側のバイパスダイオード４Ｕとを分離するＰ１スクライブ溝３７Ｕの上側（基板２の長辺方向における基板端短辺側）に、奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏの両側に形成されているスクライブ溝１７を横切って接続する形で基板端短辺と平行に形成される。また、Ｐ３スクライブ溝２０Ｄは、偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅとその下側のバイパスダイオード４Ｄとを分離するＰ１スクライブ溝３７Ｄの下側（基板２の長辺方向における基板端短辺側）に、偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅの両側に形成されているスクライブ溝１７を横切るって接続する形で基板端短辺と平行に形成される。
これにより、裏面電極層１４Ｂが対応する位置の隣接した２つの薄膜太陽電池セル３のうち偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル３ｅの裏面電極層１４Ｓに接続されることにより、薄膜太陽電池セル３に電気接続している上側のバイパスダイオード４Ｕが形成される。また、裏面電極層１４Ｂが対応する位置の隣接した２つの薄膜太陽電池セル３のうち奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル３ｏの裏面電極層１４Ｓに接続されることにより、薄膜太陽電池セル３に電気接続している下側のバイパスダイオード４Ｄが形成される。
図２８は、基板２の外周部に外周縁部膜除去領域５が形成された状態を示す模式図である。外周縁部膜除去領域５は、モジュール１の絶縁性を保つために、基板２のセル３の形成面において基板２の４辺の外周縁部に形成された表面透明電極層１２、半導体層１３、裏面電極層１４を、サンドブラスト法やレーザー加工で除去して形成される。
このような工程を実施することにより、図１５に示される実施の形態５にかかるモジュールが得られる。
上述したように、実施の形態７にかかるモジュールの製造方法によれば、従来の集積型薄膜太陽電池の形成方法の技術を適用するだけで実施の形態５にかかるモジュールを容易に製造可能であり、複雑なパターニング工程が不要なため、生産する上で有利である。更に、実施の形態７にかかるモジュールの製造方法によれば、新たな接続構造を導入することなく、逆バイアス処理が可能なモジュール構造を実現することができる。
なお、ここでは実施の形態５にかかるモジュールの製造方法について説明したが、実施の形態１〜４，６にかかるモジュールについても、実施の形態７にかかるモジュールの製造方法における不要な溝形成工程を省略し、また従来の集積型薄膜太陽電池の形成方法の技術を適用して必要な溝形成工程を追加することにより、容易に製造可能である。すなわち、実施の形態１〜４，６にかかるモジュールについても、従来の集積型薄膜太陽電池の形成方法の技術を適用するだけで容易に製造可能であり、複雑なパターニング工程が不要なため、生産する上で有利である。更に、実施の形態１〜４，６にかかるモジュールについても、新たな接続構造を導入することなく、「逆バイアス処理」が可能なモジュール構造を実現することができる。
実施の形態８．
図２９は、実施の形態８にかかるモジュールの構造を示す模式図である。図２９（ａ）は、実施の形態８にかかるモジュールを基板２側（セル３の非形成面側）から見た平面図であり、セル３およびバイパスダイオード４の配置は、実施の形態６の図１７に示した配置と同じである。図２９（ｂ）は、実施の形態８にかかるモジュールの断面構成を示し、図２９（ａ）におけるＥ−Ｅ断面を示す。
実施の形態１〜６にかかるモジュールにおけるバイパスダイオード４の基本的な構造は、セル３の構造と基本的には同一であり、セル３と逆並列接続とされて直列配設の方向が逆になっている。したがって、バイパスダイオード４に光が当たると、該バイパスダイオード４も発電を行う。このバイパスダイオード４の発電による電流の流れは、薄膜太陽電池セル３を流れる電流の向きと逆である。このため、モジュール全体の発電電力は、バイパスダイオード４に発生する発電電力分だけ低下する。
そこで、このモジュール全体の発電電力の低下を防ぐために、実施の形態８では図２９に示すように受光面側、すなわち基板２におけるセル３の非形成面において、基板２のセル３の形成面において上側のバイパスダイオード４Ｕ，４Ｄが形成されている領域に対応する領域に、遮光体７１が設けられている。このような遮光体７１を設けることにより上側のバイパスダイオード４Ｕ，４Ｄに光が入射しない。これにより、バイパスダイオード４は発電しなくなり、モジュールの発電電力の低下が抑制される。
この遮光体７１は、基板２におけるセル３の非形成面に黒色遮光フィルムを張り付ける、もしくは黒色塗料を印刷する等の方法で形成することができる。
上述したように、実施の形態８にかかるモジュールによれば、受光面側に遮光体７１を設けて上側のバイパスダイオード４Ｕおよび下側のバイパスダイオード４Ｄに入射する光を遮光することにより、ハイパスダイオード４に光が照射された場合に発生する、セル３と逆方向の発電電力を抑制できるので、モジュールの発電電力の低下を抑制することができる。
以上のように、本発明にかかる集積型薄膜太陽電池モジュールは、発電特性と信頼性に優れた集積型薄膜太陽電池モジュールの簡便な構成による実現に有用である。
１ 集積型薄膜太陽電池モジュール（モジュール）、２ 基板、３ 薄膜太陽電池セル（セル）、３Ｌ １番左側の薄膜太陽電池セル、３Ｒ １番右側の薄膜太陽電池セル、３Ｒ２ 右から２番目の薄膜太陽電池セル、３Ｌ２ ２番目の薄膜太陽電池セル、３ｅ 偶数番目（２ｎ番目）の薄膜太陽電池セル、３ｏ 奇数番目（２ｎ−１番目）の薄膜太陽電池セル、４ バイパスダイオード、４Ｄ 下側のバイパスダイオード、４Ｌ １番左側の薄膜太陽電池セルと同一直線上に形成されているバイパスダイオード、４Ｌ２ ２番目の薄膜太陽電池セルと同一直線上に形成されているバイパスダイオード、４Ｒ 一番右側の薄膜太陽電池セルと同一直線上に形成されているバイパスダイオード、４Ｒ２ 右から２番目の薄膜太陽電池セルと同一直線上に形成されているバイパスダイオード、４Ｕ 上側のバイパスダイオード、５ 外周縁部膜除去領域、６ バスバー配線、７Ｌ，７Ｒ 取り出し電極、８ バスバー配線交差部、９ ユニット、１１ 動作不良セル、１２，１２Ｂ，１２Ｓ 表面透明電極層、１３，１３Ｂ，１３Ｓ 半導体層、１４，１４Ｂ，１４Ｓ 裏面電極層、１５ Ｐ１スクライブ溝、１６ 薄膜太陽電池セルのＰ２スクライブ溝、１７ 薄膜太陽電池セルのＰ３スクライブ溝、１８，１８Ｕ，１８Ｄ バイパスダイオードのＰ２スクライブ溝、１９，１９Ｕ，１９Ｄ バイパスダイオードのＰ３スクライブ溝、２０，２０Ｕ，２０Ｄ Ｐ３スクライブ溝、２１ 左側の取り出し電極と同一直線上に形成されているバイパスダイオード、２２Ｌ 取り出し電極のＰ２スクライブ溝、２２Ｒ 取り出し電極のＰ２スクライブ溝、２３ ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル、２４ ｎ−１番目のバイパスダイオード、２５ ｎ番目の薄膜太陽電池セル、２６ ｎ番目のバイパスダイオード、２７ ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル、２８ ｎ＋１番目のバイパスダイオード、２９ Ｐ１スクライブ溝、３０ Ｐ３スクライブ溝、３１ 右側の取り出し電極と同一直線上に形成されているバイパスダイオード、３２ 薄膜太陽電池セル群、３３ バイパスダイオード群、３５ Ｐ４スクライブ溝、３６ 絶縁シート、３７Ｄ，３７Ｕ Ｐ１スクライブ溝、３８ ２ｎ−１番目の薄膜太陽電池セル、３９ 上側のｎ番目のバイパスダイオード、４０ ２ｎ番目の薄膜太陽電池セル、４１Ｄ，４１Ｕ Ｐ１スクライブ溝、４２ ２ｎ＋１番目の薄膜太陽電池セル、４３ 上側のｎ＋１番目のバイパスダイオード、４４ 下側のｎ番目のバイパスダイオード、４５ 下側の１番目のバイパスダイオード、４６ 下側の２番目のバイパスダイオード、５１ 上側の４番目のバイパスダイオード、５２ 上側の５番目のバイパスダイオード、５３ 下側の５番目のバイパスダイオード、５４ ２ｎ−２番目の薄膜太陽電池セル、５５ 上側のｎ番目のバイパスダイオード、５６ 下側のｎ番目のバイパスダイオード、５７ 下側のｎ＋１番目のバイパスダイオード、５８ ２ｎ＋２番目の薄膜太陽電池セル、５９ 下側のｎ＋２番目のバイパスダイオード、６０ ３番目の薄膜太陽電池セル、６１ 薄膜太陽電池セルの形成領域、６２Ｄ，６２Ｕ バイパスダイオードの形成領域、７１ 遮光体。

Claims (24)

  1. 透光性絶縁基板上に、
    複数の矩形形状の薄膜太陽電池セルが直列接続方向に配列されて電気的に直列接続された薄膜太陽電池セル群と、
    前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向に沿った辺に隣接して前記直列接続方向に配列されて、１つまたは複数の前記薄膜太陽電池セルに対して逆並列に配置された複数のバイパスダイオードが電気的に直列接続されたバイパスダイオード群と、
    を備え、
    前記薄膜太陽電池セルおよび前記バイパスダイオードは、前記透光性絶縁基板上に表面透明電極層と半導体層と裏面電極層が順次積層されてなる積層膜における前記表面透明電極層と半導体層と裏面電極層のうちの１つまたは複数の層が分断されて構成され、
    前記バイパスダイオードは、前記バイパスダイオードの前記表面透明電極層が隣接する前記薄膜太陽電池セルの前記表面透明電極層に接続されること、および前記バイパスダイオードの前記裏面電極層が隣接する前記薄膜太陽電池セルの前記裏面電極層に接続されることのいずれか一方により、隣接する前記薄膜太陽電池セルと電気的に接続されること、
    を特徴とする集積型薄膜太陽電池モジュール。
  2. 前記バイパスダイオードは、前記バイパスダイオードの表面透明電極層が隣接する前記薄膜太陽電池セルの表面透明電極層に接続されることにより、隣接する前記薄膜太陽電池セルと電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  3. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向に沿った一対の辺のうち第１の辺に隣接して前記バイパスダイオード群として第１バイパスダイオード群が形成され、
    前記第１バイパスダイオード群では、前記直列接続方向において上流側から奇数番目およびその次の偶数番目の２つの前記薄膜太陽電池セル毎に１つの前記バイパスダイオードが配置され、奇数番目の前記薄膜太陽電池セル同士が電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項２に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  4. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向の一番下流側の前記薄膜太陽電池セルの下流側に隣接して前記積層膜と同じ構造を有する第１積層膜構造が配置されるとともに該第１積層膜構造の前記裏面電極層が第１取り出し電極とされ、
    前記第１積層膜構造における前記直列接続方向に沿った一対の辺のうち前記第１の辺側の第３の辺に隣接して、前記積層膜と同じ構造を有して前記第１積層膜構造に対して逆並列に配置されるとともに前記第１バイパスダイオード群の前記直列接続方向の一番下流側の前記バイパスダイオードに電気的に直列接続された第１端部接続バイパスダイオードを有し、
    前記第１取り出し電極は、前記第１積層膜構造の前記表面透明電極層と短絡し、
    前記第１端部接続バイパスダイオードは、該第１端部接続バイパスダイオードの前記表面透明電極層が前記第１積層膜構造の前記表面透明電極層に接続されることにより、前記第１積層膜構造と電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項３に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  5. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向に沿った一対の辺のうち第２の辺に隣接して前記バイパスダイオード群として第２バイパスダイオード群が形成され、
    前記第２バイパスダイオード群では、前記直列接続方向において上流側から偶数番目およびその次の奇数番目の２つの前記薄膜太陽電池セル毎に１つの前記バイパスダイオードが配置され、偶数番目の２つの前記薄膜太陽電池セル同士が電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  6. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向の一番上流側の前記薄膜太陽電池セルの上流側に隣接して前記積層膜と同じ構造を有する第２積層膜構造が配置されるとともに該第２積層膜構造の前記裏面電極層が第２取り出し電極とされ、
    前記第２積層膜構造における前記直列接続方向に沿った一対の辺のうち前記第２の辺側の第４の辺に隣接して、前記積層膜と同じ構造を有して前記第２積層膜構造に対して逆並列に配置されるとともに前記第２バイパスダイオード群の前記直列接続方向の一番上流側の前記バイパスダイオードに電気的に直列接続された第２端部接続バイパスダイオードを有し、
    前記第２取り出し電極は、前記一番上流側の前記薄膜太陽電池セルの裏面電極層と電気接続されるとともに前記第２積層膜構造の前記表面透明電極層と短絡し、
    前記第２端部接続バイパスダイオードは、該第２端部接続バイパスダイオードの前記表面透明電極層が前記第２積層膜構造の前記表面透明電極層に接続されることにより、前記第２積層膜構造と電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項５に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  7. 前記薄膜太陽電池セル群、前記第１バイパスダイオード群、前記第１積層膜構造、前記第１端部接続バイパスダイオード、前記第２バイパスダイオード群、前記第２積層膜構造、前記第２端部接続バイパスダイオードを有する複数の第１ユニットが、それぞれ異なる前記第１ユニットに属する前記第１バイパスダイオード群と前記第２バイパスダイオード群とが隣接するように配置され、隣接する前記第１ユニット間が絶縁されていること、
    を特徴とする請求項６に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  8. 前記複数の第１ユニットの前記第１取り出し電極に電気的に接続するとともに前記第１端部接続バイパスダイオードの前記裏面電極層と絶縁された第１バスバー電極が、前記複数の第１ユニットの前記第１取り出し電極上および前記第１端部接続バイパスダイオード上に配置され、
    前記複数の第１ユニットの前記第２取り出し電極に電気的に接続するとともに前記第２端部接続バイパスダイオードの前記裏面電極層と絶縁された第２バスバー電極が、前記複数の第１ユニットの前記第２取り出し電極上および前記第２端部接続バイパスダイオード上に配置されること、
    を特徴とする請求項７に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  9. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向に沿った一対の辺のうち一方の辺に隣接して前記バイパスダイオード群として第３バイパスダイオード群が形成され、
    前記第３バイパスダイオード群では、前記直列接続方向において前記薄膜太陽電池セル毎に１つの前記バイパスダイオードが配置されること、
    を特徴とする請求項２に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  10. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向の一番上流側の前記薄膜太陽電池セルの上流側に隣接して前記積層膜と同じ構造を有する第３積層膜構造が配置されるとともに該第３積層膜構造の前記裏面電極層が第３取り出し電極とされ、
    前記第３積層膜構造における前記直列接続方向に沿った辺に隣接して、前記積層膜と同じ構造を有して前記第３積層膜構造に対して逆並列に配置されるとともに前記第３バイパスダイオード群の前記直列接続方向の一番上流側の前記バイパスダイオードに電気的に直列接続された第３端部接続バイパスダイオードを有し、
    前記第３取り出し電極は、前記一番上流側の前記薄膜太陽電池セルの裏面電極層と電気接続されるとともに前記第３積層膜構造の前記表面透明電極層と短絡し、
    前記第３端部接続バイパスダイオードは、該第３端部接続バイパスダイオードの前記表面透明電極層が前記第３積層膜構造の前記表面透明電極層に接続されることにより、前記第３積層膜構造と電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項９に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  11. 前記薄膜太陽電池セル群、前記第３バイパスダイオード群、前記第３積層膜構造、前記第３端部接続バイパスダイオードを有する複数の第２ユニットが、それぞれ異なる前記第２ユニットに属する前記薄膜太陽電池セル群と前記第３バイパスダイオード群とが隣接するように配置され、隣接する前記第２ユニット間が絶縁されていること、
    を特徴とする請求項１０に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  12. 前記複数の第２ユニットの前記第３取り出し電極に電気的に接続するとともに前記第３端部接続バイパスダイオードの前記裏面電極層と絶縁された第３バスバー電極が、前記複数の第２ユニットの前記第３取り出し電極上および前記第３端部接続バイパスダイオード上に配置されること、
    を特徴とする請求項１１に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  13. 前記バイパスダイオードは、前記バイパスダイオードの裏面電極層が隣接する前記薄膜太陽電池セルの裏面電極層に接続されることにより、隣接する前記薄膜太陽電池セルと電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  14. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向に沿った一対の辺のうち第１の辺に隣接して前記バイパスダイオード群として第４バイパスダイオード群が形成され、
    前記第４バイパスダイオード群では、前記直列接続方向において上流側から奇数番目およびその次の偶数番目の２つの前記薄膜太陽電池セル毎に１つの前記バイパスダイオードが配置され、偶数番目の前記薄膜太陽電池セル同士が電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項１３に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  15. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向の一番下流側の前記薄膜太陽電池セルの下流側に隣接して前記積層膜と同じ構造を有する第４積層膜構造が配置されるとともに該第４積層膜構造の前記裏面電極層が第４取り出し電極とされ、
    前記第４積層膜構造における前記直列接続方向に沿った一対の辺のうち前記第１の辺側の第５の辺に隣接して、前記積層膜と同じ構造を有して前記第４積層膜構造に対して逆並列に配置されるとともに前記第４バイパスダイオード群の前記直列接続方向の一番下流側の前記バイパスダイオードに電気的に直列接続された第４端部接続バイパスダイオードを有し、
    前記第４端部接続バイパスダイオードは、該第４端部接続バイパスダイオードの前記裏面電極層が前記第４積層膜構造の前記裏面電極層に接続されることにより、前記第４積層膜構造と電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項１４に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  16. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向に沿った一対の辺のうち第２の辺に隣接して前記バイパスダイオード群として第５バイパスダイオード群が形成され、
    前記第５バイパスダイオード群では、前記直列接続方向において上流側から偶数番目およびその次の奇数番目の２つの前記薄膜太陽電池セル毎に１つの前記バイパスダイオードが配置され、奇数番目の２つの前記薄膜太陽電池セル同士が電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  17. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向の一番上流側の前記薄膜太陽電池セルの上流側に隣接して前記積層膜と同じ構造を有する第５積層膜構造が配置されるとともに該第５積層膜構造の前記裏面電極層が第５取り出し電極とされること、
    を特徴とする請求項１６に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  18. 前記薄膜太陽電池セル群、前記第４バイパスダイオード群、前記第４積層膜構造、前記第４端部接続バイパスダイオード、前記第５バイパスダイオード群、前記第５積層膜構造を有する複数の第３ユニットが、それぞれ異なる前記第３ユニットに属する前記第４バイパスダイオード群と前記第５バイパスダイオード群とが隣接するように配置され、隣接する前記第３ユニット間が絶縁されていること、
    を特徴とする請求項１７に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  19. 前記複数の第３ユニットの前記第４取り出し電極に電気的に接続するとともに前記第４端部接続バイパスダイオードの前記裏面電極層と絶縁された第４バスバー電極が、前記複数の第３ユニットの前記第４取り出し電極上および前記第４端部接続バイパスダイオード上に配置されること、
    を特徴とする請求項１７に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  20. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向に沿った一対の辺のうち一方の辺に隣接して前記バイパスダイオード群として第６バイパスダイオード群が形成され、
    前記第６バイパスダイオード群では、前記直列接続方向において前記薄膜太陽電池セル毎に１つの前記バイパスダイオードが配置されること、
    を特徴とする請求項１３に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  21. 前記薄膜太陽電池セル群における前記直列接続方向の一番上流側の前記薄膜太陽電池セルの上流側に隣接して前記積層膜と同じ構造を有する第６積層膜構造が配置されるとともに該第６積層膜構造の前記裏面電極層が第６取り出し電極とされ、
    前記第６積層膜構造における前記直列接続方向に沿った辺に隣接して、前記積層膜と同じ構造を有して前記第６積層膜構造に対して逆並列に配置されるとともに前記第６バイパスダイオード群の前記直列接続方向の一番上流側の前記バイパスダイオードに電気的に直列接続された第６端部接続バイパスダイオードを有し、
    前記第６端部接続バイパスダイオードは、該第６端部接続バイパスダイオードの前記裏面電極層が前記第６積層膜構造の前記裏面電極層に接続されることにより、前記第６積層膜構造と電気的に接続されること、
    を特徴とする請求項２０に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  22. 前記薄膜太陽電池セル群、前記第６バイパスダイオード群、前記第６積層膜構造、前記第６端部接続バイパスダイオードを有する複数の第４ユニットが、それぞれ異なる前記第４ユニットに属する前記薄膜太陽電池セル群と前記第６バイパスダイオード群とが隣接するように配置され、隣接する前記第４ユニット間が絶縁されていること、
    を特徴とする請求項２１に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  23. 前記複数の第４ユニットの前記第６取り出し電極に電気的に接続するとともに前記第６端部接続バイパスダイオードの前記裏面電極層と絶縁された第５バスバー電極が、前記複数の第４ユニットの前記第６取り出し電極上および前記第６端部接続バイパスダイオード上に配置されること、
    を特徴とする請求項２２に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
  24. 前記透光性絶縁基板の前記薄膜太陽電池セルの非形成面において、前記バイパスダイオードの形成領域に対応する領域が遮光されていること、
    を特徴とする請求項１〜２３のいずれか１つに記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
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