JP3920468B2 - Photovoltaic device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造後に所定の位置で切断できる光起電力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光起電力装置は、用途に適した大きさに工場生産される。しかしながら、全ての用途において、工場生産したそのままの形状では使用できないことがある。このような場合、薄い光起電力装置は、工場生産した後に、施工現場等で一部を切断して、用途に最適な形状に加工できる。たとえば、個人住宅用の屋根のように、建造物に設置される光起電力装置は、建造物の形状等に合わせて、光起電力装置の一部を切断できると便利に施工できる。
【0003】
しかしながら、光起電力装置を切断すると、切断縁で対向して配設される電極が互いにショートすることがある。それは、光起電力装置が、第1電極層と第2電極層の間に、1/1000mよりもさらに薄い半導体薄膜光活性層を挟着する構造をしているからである。たとえば、図1に示すように、光起電力装置を刃物9でカットすると、切断縁が、図2に示すように、刃物9の切断方向に湾曲して、第1電極層2と第2電極層3とがショートすることがある。
【0004】
この弊害を解消する技術が、特開平4−355973号公報に記載される。この公報に記載される方法は、切断した光起電力装置を、熱処理し、あるいは、エッチングしてショートを防止する。熱処理は、図2に示すように、切断して湾曲していた光起電力装置の切断縁を、平らに修正する。熱処理される光起電力装置は、両面に樹脂層10を積層しているので、この樹脂層10を、たとえば、50〜100℃に60分加熱し、その後に冷却する熱処理によって、軟化し、熱膨張と熱収縮とを繰り返して、湾曲していた部分を平に修正できる。この処理によって、第1電極層2と第2電極層3のショートが解消される。
【0005】
エッチングによる方法は、切断して湾曲した部分を、たとえば数100〜数1000μmにわたって除去する。湾曲してショートしていた部分を除去して、ショートを解消する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上の方法で、切断部分のショートを解消する方法は、簡単に処理できない欠点がある。たとえば、光起電力装置を設置する施工現場で、切断した後に、ショートを解消する特別な処理をするのは非常に難しい。それは、熱処理するために熱処理炉を必要とし、また、エッチングするには、エッチング槽を必要とするからである。さらに、熱処理にしても、エッチングにしても、手間と時間がかかるので、迅速に処理できない欠点がある。さらに、熱処理やエッチングを完全にできないと、切断部分のショートを確実に解消できない欠点もある。
【0007】
本発明は、さらにこのような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、光起電力装置をショートさせることなく切断でき、切断後のショートを解消する処理を省略できる光起電力装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の光起電力装置は、光が照射されると発電する半導体薄膜光活性層1の両面に、第1電極層2と第2電極層3とを積層している。半導体薄膜光活性層1に発生する電力は、第1電極層2と第2電極層3から出力される。さらに、本発明の請求項1の光起電力装置は、切断部分6において、第1電極層2と第2電極層3を、互いに対向しないように配設している。
【0009】
本発明の請求項2の光起電力装置は、切断部分6を直線状に配設している。
本発明の請求項3の光起電力装置は、切断部分6を複数列に設けている。
本発明の請求項4の光起電力装置は、切断部分6に、第1電極層2と第2電極層3を、断続的に設けて、互いに対向しないように配設している。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための光起電力装置を例示するものであって、本発明は光起電力装置を以下のものに特定しない。
【0011】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【0012】
図3の平面図と、図4ないし図6の断面図に示す光起電力装置は、光が照射されると発電する半導体薄膜光活性層1の両面に、第1電極層2と第2電極層3とを積層しており、半導体薄膜光活性層1に発生する電力を、第1電極層2と第2電極層3から出力するように構成している。
【0013】
図の光起電力装置は、基板4の表面に、第1電極層2と半導体薄膜光活性層1と第2電極層3とを積層して固定している。基板4は、可撓性を有するポリイミド等の耐熱性樹脂からなる、約10〜2000μmの厚さのフィルム、あるいはステンレス等の金属板、あるいはまた、可撓性のない硬いプラスチック板である。
【0014】
第1電極層2は金属箔である。第1電極層2に使用する金属箔は、厚さを約0.1〜1.0μmとする、アルミニウム、チタン、ニッケル、鋼等の薄膜である。また、第1電極層2は、基板4側より、アルミニウム/チタンの積層構造、または、タングステン/アルミニウム/チタンの積層構造等の金属膜膜とすることもできる。
【0015】
半導体薄膜光活性層1は、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイド、アモルファスシリコンゲルマニウム等を、pnまたはpinに積層した薄膜である。半導体薄膜光活性層1の膜厚は、約0.1〜1.0μmである。
【0016】
第2電極層3は透明導電膜である。第2電極層3に使用する透明導電膜には、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム錫(ITO)、酸化錫(SnO2)等が使用できる。
【0017】
さらに、光起電力装置は、図4の図5の鎖線で示すように、第2電極層3の全面に、フィルム状の透明な保護樹脂膜5を形成して表面を保護することができる。また、基板4の背面の全面に保護樹脂膜5を設けて背面を保護することもできる。保護樹脂膜5には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、またはフッ素樹脂材料等が使用できる。保護樹脂膜5は、厚さを、約25〜1000μmとするフィルムを積層、接着して設けられる。保護樹脂膜5は、熱可塑性樹脂からなる接着層を片面に被着したフィルムとして、簡単に積層して接着できる。このフィルムは、熱ローラ間を通過させることによって、基板4と第2電極層3の表面に積層して接着できる。保護樹脂膜5は、熱ローラーを使用するラミネート法に代わって、加熱しながら真空中で圧着する真空熱圧着法を用いて積層、接着することもできる。保護樹脂膜5を接着する接着層として、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルブチラール(PVB)等の熱可塑性のプラスチックが利用できる。
【0018】
図に示す光起電力装置は、二点鎖線で示す位置で切断できるように、この部分を切断部分6としている。切断部分6は、ここで切断したときに、第1電極層2と第2電極層3とがショートしないように、第1電極層2と第2電極層3を、互いに対向しないように配設している。
【0019】
図に示す光起電力装置は、直線状の切断部分6に沿って、第1電極層2と第2電極層3とに貫通孔7を開口して、第1電極層2と第2電極層3とが互いに対向しないように配設している。第1電極層2と第2電極層3の貫通孔7は、切断部分6の縦方法に細長い長方形で、第2電極層3の貫通孔7の幅を、第1電極層2の貫通孔7よりも広くしている。さらに、貫通孔7は、図6に示すように、第1電極層2と第2電極層3が互いに対向しないように、両端部をラップさせる形状で設けている。
【0020】
以上の図に示す光起電力装置は、1列に切断部分6を設けている。ただ、本発明の光起電力装置は、図7に示すように、2列の切断部分6を設けることもでき、また、図示しないが、3列以上の切断部分を設けることもできる。複数列に切断部分を設けた光起電力装置は、切断される位置が1カ所に特定されず、複数の位置で最適な形状に切断できる特長がある。
【0021】
さらに、図に示す光起電力装置は、直線状の切断部分6を設けているが、切断部分は曲線とすることもできる。
【0022】
第1電極層2は、基板4の表面に積層した後、レーザービームを照射し、あるいはエッチングして貫通孔7を設ける。貫通孔7の幅は、切断するときに貫通孔7で正確に裁断できるように、たとえば、1〜20mm、好ましくは約1〜10mm、さらに好ましくは1〜5mmとされる。貫通孔7の幅を狭くすると、半導体薄膜光活性層1の実質的な発電面積を大きくできる。また、貫通孔7の幅を広くすると、切断する位置を多少変更できる特長がある。
【0023】
第1電極層2の貫通孔7には、絶縁ペースト8を塗布する。絶縁ペースト8には、ポリイミド樹脂、あるいは、フェノール系のバインダーにシリカ等の無機材料の微粉末(粒径約1.5〜7.0μm)を含むものが使用される。絶縁ペースト8は、スクリーン印刷法によりパターニングして塗布された後、250〜300℃で焼成して付着される。
【0024】
第2電極層3も、第1電極層2と同じようにレーザービームを照射し、あるいはエッチングして貫通孔7を開口する。第2電極層3の貫通孔7も、第1電極層2と同じように、絶縁ペースト8を塗布して、その表面に保護樹脂膜5を積層する。
【0025】
以上の構造の光起電力装置を切断部分で切断した状態を図8と図9に示す。図8は、図4に示す光起電力装置の切断部分6における断面を、図9は、図5に示す光起電力装置の切断部分6における断面を示している。これ等の図で示すように、光起電力装置は、第1電極層2、あるいは、第2電極層3の貫通孔7の部分で切断されるので、第1電極層2と第2電極層3とをショートさせることなく切断できる。さらに、光起電力装置は、図6に示すように、第1電極層2と第2電極層3の貫通孔7を、互いに両端部をラップさせた状態で設けているので、切断縁は、少なくとも何れか一方の貫通孔7を含む状態となって、第1電極層2と第2電極層3がショートするのを確実に防止できる。
【0026】
以上の図に示す光起電力装置は、単一の発電領域を有するものであるが、本発明の光起電力装置は、互いに直列に接続され、あるいは並列に接続された、複数の発電領域を有するものとすることもできる。
【0027】
【発明の効果】
本発明の光起電力装置は、ショートさせることなく切断できる優れた特長がある。それは、本発明の光起電力装置が、半導体薄膜光活性層の両面に積層される第1電極層と第2電極層とを、その切断部分において、互いに対向しないように配設しているからである。切断部分において、互いに対向しない第1電極層と第2電極層は、切断縁が湾曲しても、これ等が接触することなく、切断部分におけるショートを確実に防止できる。
【0028】
さらに、本発明の光起電力装置は、切断した状態でショートが発生しないので、従来のように、施工現場で、切断後に手間と時間をかけて、熱処理やエッチング等によるショートを解消する特別な処理をする必要がない。すなわち、本発明の光起電力装置は、切断後のショートを解消する処理を省略して、施工現場で簡単に加工でき、施工にかかる時間を短縮できると共に、経費を削減できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の光起電力装置の断面図
【図2】図1に示す光起電力装置を切断した状態を示す断面図
【図3】本発明の実施例の光起電力装置の平面図
【図4】図3に示す光起電力装置のA−A線断面図
【図5】図3に示す光起電力装置のB−B線断面図
【図6】図3に示す光起電力装置のC−C線断面図
【図7】本発明の他の実施例の光起電力装置の平面図
【図8】図4に示す光起電力装置を切断部分で切断した状態を示す断面図
【図9】図5に示す光起電力装置を切断部分で切断した状態を示す断面図
【符号の説明】
1…半導体薄膜光活性層
2…第1電極層
3…第2電極層
4…基板
5…保護樹脂膜
6…切断部分
7…貫通孔
8…絶縁ペースト
9…刃物
10…樹脂層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photovoltaic device that can be cut at a predetermined position after manufacturing.
[0002]
[Prior art]
Photovoltaic devices are factory produced in a size suitable for the application. However, in all applications, it may not be possible to use the shape as it is produced in the factory. In such a case, a thin photovoltaic device can be processed into a shape optimal for the application by cutting a part at a construction site after production in a factory. For example, a photovoltaic device installed in a building, such as a roof for a private house, can be conveniently constructed if a part of the photovoltaic device can be cut in accordance with the shape of the building.
[0003]
However, when the photovoltaic device is cut, the electrodes arranged opposite to each other at the cutting edge may short-circuit each other. This is because the photovoltaic device has a structure in which a semiconductor thin film photoactive layer thinner than 1/1000 m is sandwiched between the first electrode layer and the second electrode layer. For example, as shown in FIG. 1, when the photovoltaic device is cut by the
[0004]
A technique for solving this problem is described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-355973. In the method described in this publication, the cut photovoltaic device is heat-treated or etched to prevent a short circuit. As shown in FIG. 2, the heat treatment corrects the cut edge of the photovoltaic device that has been cut and bent flat. Since the photovoltaic device to be heat-treated has the
[0005]
In the etching method, the cut and curved portion is removed over, for example, several hundred to several thousand μm. Remove the shorted part by bending to eliminate the short.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The method for eliminating the short-circuit at the cut portion by the above method has a drawback that it cannot be easily processed. For example, it is very difficult to perform a special process for eliminating a short circuit after cutting at a construction site where a photovoltaic device is installed. This is because a heat treatment furnace is required for heat treatment, and an etching tank is required for etching. Furthermore, both heat treatment and etching require time and effort, so that there is a disadvantage that the treatment cannot be performed quickly. Furthermore, if the heat treatment and etching cannot be completed completely, there is a disadvantage that the short circuit at the cut portion cannot be solved reliably.
[0007]
The present invention has been developed for the purpose of solving such drawbacks. An important object of the present invention is to provide a photovoltaic device that can be disconnected without causing the photovoltaic device to be short-circuited, and that can eliminate the process of eliminating the short circuit after the disconnection.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the photovoltaic device of the present invention, a
[0009]
In the photovoltaic device according to
In the photovoltaic device according to
In the photovoltaic device according to
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the examples shown below exemplify a photovoltaic device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the photovoltaic device as follows.
[0011]
Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, the numbers corresponding to the members shown in the examples are referred to as “the scope of claims” and “the means for solving the problems”. It is added to the member shown by. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
[0012]
The photovoltaic device shown in the plan view of FIG. 3 and the cross-sectional views of FIGS. 4 to 6 has a
[0013]
In the photovoltaic device shown in the figure, the
[0014]
The
[0015]
The semiconductor thin film
[0016]
The
[0017]
Furthermore, the photovoltaic device can protect the surface by forming a film-like transparent
[0018]
In the photovoltaic device shown in the figure, this portion is a
[0019]
The photovoltaic device shown in the figure has a through-
[0020]
The photovoltaic device shown in the above figures is provided with the
[0021]
Furthermore, although the photovoltaic device shown in the figure is provided with the
[0022]
The
[0023]
An insulating
[0024]
Similarly to the
[0025]
8 and 9 show a state where the photovoltaic device having the above structure is cut at the cut portion. 8 shows a cross section at the
[0026]
The photovoltaic device shown in the above figure has a single power generation region. However, the photovoltaic device of the present invention has a plurality of power generation regions connected in series with each other or connected in parallel. It can also have.
[0027]
【The invention's effect】
The photovoltaic device of the present invention has an excellent feature that it can be cut without causing a short circuit. This is because the photovoltaic device of the present invention has the first electrode layer and the second electrode layer laminated on both sides of the semiconductor thin film photoactive layer so as not to face each other at the cut portion. It is. In the cut portion, the first electrode layer and the second electrode layer that are not opposed to each other can reliably prevent a short circuit in the cut portion without contacting even if the cut edge is curved.
[0028]
In addition, since the photovoltaic device of the present invention does not cause a short circuit in a disconnected state, it takes a lot of time and labor after cutting at a construction site as in the past, so that a special short circuit due to heat treatment or etching is eliminated. There is no need to process. That is, the photovoltaic device of the present invention is characterized in that it can be easily processed at the construction site by omitting the process of eliminating the short circuit after cutting, and the time required for the construction can be shortened and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of a conventional photovoltaic device. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where the photovoltaic device shown in FIG. 1 is cut. FIG. 3 is a plan view of a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of the photovoltaic device shown in FIG. 3. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of the photovoltaic device shown in FIG. 3. FIG. 6 is a photovoltaic device shown in FIG. FIG. 7 is a plan view of a photovoltaic device according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a sectional view showing a state in which the photovoltaic device shown in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state where the photovoltaic device shown in FIG. 5 is cut at a cut portion.
DESCRIPTION OF
Claims (1)
切断部分に沿って、前記第1電極層と前記第2電極層に、交互に貫通孔を設け、前記貫通孔によって、前記第1電極層と前記第2電極層とが、互いに対向しないように配設されてなる事を特徴とした光起電力装置。 A semiconductor thin film photoactive layer that generates power when irradiated with light; a first electrode layer laminated on one surface of the semiconductor thin film photoactive layer; and a first electrode layer laminated on the other surface of the semiconductor thin film photoactive layer. and a second electrode layer, the power generated in the semiconductor thin photoactive layer, in the photovoltaic device to be outputted from the second electrode layer and the first electrode layer,
Along the cut portion, through holes are alternately provided in the first electrode layer and the second electrode layer so that the first electrode layer and the second electrode layer are not opposed to each other by the through hole. A photovoltaic device characterized by being arranged.
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CN103050578A (en) * | 2013-01-04 | 2013-04-17 | 普尼太阳能(杭州)有限公司 | Cutting equipment and cutting method of flexible thin film solar cell |
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1998
- 1998-08-31 JP JP24511898A patent/JP3920468B2/en not_active Expired - Fee Related
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CN103050578A (en) * | 2013-01-04 | 2013-04-17 | 普尼太阳能(杭州)有限公司 | Cutting equipment and cutting method of flexible thin film solar cell |
CN103050578B (en) * | 2013-01-04 | 2015-09-16 | 普尼太阳能(杭州)有限公司 | A kind of cutting equipment of flexible thin-film solar cell and cutting method |
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