JP4287560B2

JP4287560B2 - Method for manufacturing thin film photoelectric conversion module

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Publication number: JP4287560B2
Application number: JP32583099A
Authority: JP
Inventors: 克彦林
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: JP2001144310A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜光電変換モジュールの製造方法に係り、特には、ガラス基板の光入射面に凹凸加工が施された薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜光電変換モジュールは、多くの場合、住宅の屋根の上に設置されるか、或いは屋根材の一部を構成する屋根一体型モジュールとして設置される。そのため、薄膜光電変換モジュールの光入射面は人々の目に触れる機会が極めて多く、光電変換に関する性能だけでなく、その外観も重要視されている。
【０００３】
例えば、薄膜光電変換モジュールの光入射面が太陽光を鏡のように反射した場合、「眩しさ」や「ぎらつき」などを近隣住民や通行者から指摘されることが予想される。また、そのようなモジュールでは周囲の景色等が光入射面に映り込むため高級感が損なわれるとの指摘を建築設計者から受けている。そのため、薄膜光電変換モジュールに関する外観上の要請は、主に光入射面での不所望な光反射を抑制することへと向けられている。
【０００４】
このような要請に対し、特開平１１−７４５５２号公報は、ガラス基板の光入射面に凹凸を形成することを開示している。かかる凹凸を形成すると、太陽光はガラス基板の光入射面で散乱される。したがって、上述した「眩しさ」、「ぎらつき」、及び「映り込み」に関する問題の発生を防止することができる。
【０００５】
ところで、ガラス基板の光入射面への凹凸加工は、各種成膜工程に先立って行うことが望まれている。これは、各種成膜工程の後に凹凸加工を行った場合、薄膜の信頼性が低下するおそれがあるため、並びに凹凸加工をガラス基板の製造と同時に行った場合、コストに関して有利であるためである。
【０００６】
しかしながら、予め凹凸加工を施したガラス基板を用いて薄膜光電変換モジュールを製造する場合、以下に説明する問題を生ずる。
【０００７】
一般に、薄膜光電変換モジュールは、ガラス基板上に複数の薄膜光電変換セルを集積してなり、これら薄膜光電変換セルは、ガラス基板上に透明前面電極層と薄膜光電変換ユニットと金属裏面電極層とを順次積層してなる構造をそれぞれ有している。このような薄膜光電変換モジュールは、基板上への薄膜の形成とその薄膜のレーザスクライブによる分割とを繰り返すことにより製造されている。
【０００８】
これら薄膜のレーザスクライブによる分割は、ガラス基板の膜面側からレーザ光を照射すること或いはガラス基板の膜面の裏面側からレーザ光を照射することにより行われる。例えば、金属裏面電極層の分割は、通常、ガラス基板の膜面の裏面側からレーザ光を照射し、それにより生ずる薄膜光電変換ユニットの昇華を利用して行われている。
【０００９】
しかしながら、このような場合にガラス基板に予め凹凸加工が施されているとすると、レーザ光はガラス基板の凹凸表面で散乱されてしまう。そのため、金属裏面電極層等の分割が不完全となるか、或いは分割すべき領域以外にもレーザ光が照射されて薄膜光電変換ユニット等に不所望な変質が生じることとなる。
【００１０】
上述した問題に対し、特開平１１−７４５５２号公報は、レーザ光が透過する領域へは凹凸加工を行わない或いは行ったとしても軽度とすること、凹凸加工が施された面にガラス基板と同等の屈折率を有するレベリング剤を塗布すること、及びガラス基板を水の中に浸漬させた状態でレーザスクライブを行うことを開示している。
【００１１】
しかしながら、レーザ光が透過する領域に凹凸加工を行わない場合、防眩性等を犠牲にせざるを得ない。また、上記レベリング剤を塗布する方法では、塗布されたレベリング剤が液体のまま使用される場合、レベリング剤が蒸発する或いはレーザスクライブ工程においてガラス基板を高速で移動させる際にレベリング剤が流れ落ちるという問題を生じ、レーザ光の散乱を十分に防止することが困難となるのとともにレーザスクライブ装置の故障をもたらす。また、ガラス基板を水の中に浸漬させた状態でレーザスクライブを行う場合には、レーザスクライブ工程においてガラス基板を移動させる際に液面で波打ちが生じるため、レーザ光の散乱を十分に防止することが困難となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来技術では、凹凸加工を施したガラス基板を用いた場合、防眩性を犠牲にすることなく薄膜の分割を高い精度で行うことが困難であった。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、薄膜の分割を高い精度で行うことが可能な薄膜光電変換モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、防眩性を犠牲にすることなく薄膜の分割を高い精度で行うことが可能な薄膜光電変換モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ガラス基板の凹凸加工された面に屈折率がガラス基板とほぼ等しい光透過性材料からなる散乱抑制層を形成するのに加え、さらにこの散乱抑制層の上に所定の窓部材を配置することにより、散乱抑制層の表面をより確実に平坦化することができ、光透過性材料が液体である場合にはその蒸発・流出・波打ちを防止し、光透過性材料が固体である場合には散乱抑制層をガラス基板から容易に剥離或いは除去することが可能となることを見出した。
【００１６】
すなわち、本発明によると、ガラス基板の一方の主面上に透明前面電極層と薄膜光電変換ユニットと金属裏面電極層とを順次積層した構造を有し、前記ガラス基板は他方の主面に凹凸加工された表面領域を有する薄膜光電変換モジュールの製造方法であって、一方の主面が平坦である窓部材と前記ガラス基板とを、前記窓部材の平坦な主面が露出するように及び前記窓部材の他方の主面と前記凹凸加工された表面領域の少なくとも一部との間に前記ガラス基板と実質的に等しい屈折率を有する光透過性材料からなる散乱抑制層が介在するように重ね合せ、前記窓部材側から前記凹凸加工された表面領域の少なくとも一部に向けてレーザ光を照射して、前記透明前面電極層、前記薄膜光電変換ユニット、及び前記金属裏面電極層からなる群より選ばれる少なくとも１つを分割する工程を含むことを特徴とする薄膜光電変換モジュールの製造方法が提供される。
【００１７】
本発明において、光透過性材料は、レーザ光を透過し且つ凹凸加工された表面領域と窓部材の一方の主面との間隙を完全に充填するものであれば、液体、固体、及び半固体のいずれであってもよい。
【００１８】
また、本発明において、光透過性材料は１．３〜１．７の屈折率を有することが好ましい。光透過性材料の屈折率とガラス基板の屈折率との差が小さいほど、レーザ光の散乱をより効果的に抑制することができる。
【００１９】
本発明において、窓部材は少なくとも１つの開口部を有することが好ましい。そのような窓部材を用いた場合、例えば、光透過性材料が液体であるとすると、ガラス基板と窓部材とを重ね合せる際に余剰の光透過性材料を容易に除去することができるのとともに、窓部材とガラス基板との接触面積が少なくなるためガラス基板から窓部材を容易に剥離することができる。
【００２０】
本発明において、通常、窓部材の両主面は平坦であるが、窓部材の屈折率と光透過性材料の屈折率とがほぼ等しい場合は、窓部材の散乱抑制層と接する面は必ずしも平坦である必要はない。
【００２１】
また、本発明において、多くの場合、窓部材側からレーザ光を照射して分割する工程は、金属裏面電極層を分割することを含む。これは、金属裏面電極層は一般に用いられるレーザ光を反射するため直接的に分割することができず、通常、薄膜光電変換ユニットの昇華を利用した間接的手法が採用されるためである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながらより詳細に説明する。なお、各図において同様の部材には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係る薄膜光電変換モジュールを概略的に示す上面図である。図１に示す薄膜光電変換モジュール１は、ガラス基板２上に複数の薄膜光電変換セル１０を集積した構造を有している。なお、図１において、これら薄膜光電変換セル１０は縦方向に直列接続された直列アレイ１１を形成しており、この直列アレイ１１の両端部にはリボン状の銅箔等からなる一対の電極バスバー１２がそれぞれ接続されている。
【００２４】
図１に示すモジュール１について、図２を参照しながらさらに詳しく説明する。
図２は、図１に示す薄膜光電変換モジュール１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２に示すように、本実施形態に係るモジュール１において、薄膜光電変換セル１０は、ガラス基板２上に、透明前面電極層３、薄膜光電変換ユニット４、及び金属裏面電極層５を順次積層した構造を有している。すなわち、このモジュール１は、ガラス基板２側から入射する光を光電変換ユニット４により光電変換するものである。
【００２５】
図１及び図２に示すモジュール１は、例えば以下に示す方法により製造することができる。
まず、一方の主面が凹凸加工されたガラス基板２を準備する。この凹凸加工は、ガラス基板２の製造の際に表面に型を刻んだロールを用いて行ってもよく、平坦なガラス基板２を製造した後にサンドブラスト等により行ってもよい。また、防眩性の付与を目的として凹凸加工を行う場合は、通常、上記凹凸加工はガラス基板２の一方の主面全体に対して行われるが、ガラス基板２に花や格子模様等の図柄を導入することを目的として、上記凹凸加工をガラス基板２の一方の主面の一部の領域に対してのみ行ってもよい。
【００２６】
次に、ガラス基板２の凹凸加工を施していない面上に、透明前面電極層３を大面積の薄膜として形成する。透明前面電極層３は、ＩＴＯ膜、ＳｎＯ₂膜、或いはＺｎＯ膜のような透明導電性酸化物層等で構成することができる。透明前面電極層３は単層構造でも多層構造であってもよい。透明前面電極層３は、蒸着法、ＣＶＤ法、或いはスパッタリング法等それ自体既知の気相堆積法を用いて形成することができる。
【００２７】
透明前面電極層３の表面には、微細な凹凸を含む表面テクスチャ構造を形成することが好ましい。透明前面電極層３の表面にこのようなテクスチャ構造を形成することにより、光電変換ユニット４への光の入射効率を向上させることができる。表面テクスチャ構造を形成する方法に特に制限はなく、公知の様々な方法を用いることができる。
【００２８】
次に、大面積の薄膜として形成した透明前面電極層３にＹＡＧレーザ等を用いたレーザスクライブにより溝部２１を形成して、透明前面電極層３を各セル１０に対応して分割する。透明前面電極層３のレーザスクライブは、基板２側から行ってもよく、膜面側から行ってもよい。
【００２９】
次に、透明前面電極層３上に薄膜光電変換ユニット４を形成する。透明前面電極層３に形成した溝部２１は、これにより薄膜光電変換ユニット４を構成する材料で埋め込まれる。
【００３０】
薄膜光電変換ユニット４は、例えば、透明前面電極層３上にｐ型非単結晶シリコン系半導体層、非単結晶シリコン系薄膜光電変換層、及びｎ型非単結晶シリコン系半導体層を順次積層した構造を有する。これらｐ型半導体層、光電変換層およびｎ型半導体層はいずれもプラズマＣＶＤ法により形成することができる。
【００３１】
ｐ型シリコン系半導体層は、シリコンまたはシリコンカーバイドやシリコンゲルマニウム等のシリコン合金に、ボロンやアルミニウム等のｐ導電型決定不純物原子をドープすることにより形成することができる。
【００３２】
ｐ型半導体層上に形成される光電変換層は、非単結晶シリコン系半導体材料で形成され得て、そのような材料としては、真性半導体のシリコン（水素化シリコン等）やシリコンカーバイド及びシリコンゲルマニウム等のシリコン合金等を挙げることができる。また、光電変換機能を十分に備えていれば、微量の導電型決定不純物を含む弱ｐ型もしくは弱ｎ型のシリコン系半導体材料も用いられ得る。
【００３３】
光電変換層上に形成されるｎ型シリコン系半導体層は、シリコンまたはシリコンカーバイドやシリコンゲルマニウム等のシリコン合金に、燐や窒素等のｎ導電型決定不純物原子をドープすることにより形成することができる。
【００３４】
以上のようにして薄膜光電変換ユニット４を形成した後、ＹＡＧレーザ等を用いたレーザスクライブにより光電変換ユニット４に溝部２２を形成する。溝部２２は、あるセル１０の透明前面電極層３とそれに隣り合うセル１０の裏面金属電極層５とを電気的に接続するために設けられる。薄膜光電変換ユニット４のレーザスクライブは、透明前面電極層３と同様に、基板２側から行ってもよく、膜面側から行ってもよい。
【００３５】
次に、光電変換ユニット４上に金属裏面電極層５を形成する。光電変換ユニット４に形成した溝部２２は、これにより金属材料で埋め込まれ、金属裏面電極層５と透明前面電極層３とが電気的に接続される。
【００３６】
この金属裏面電極層５は電極としての機能を有するだけでなく、透明基板２から光電変換ユニット４に入射し裏面電極層５に到達した光を反射して光電変換ユニット４内に再入射させる反射層としての機能も有している。金属裏面電極層５は、銀やアルミニウム等を用いて、蒸着法やスパッタリング法等により、例えば２００ｎｍ〜４００ｎｍ程度の厚さに形成することができる。
【００３７】
なお、金属裏面電極層５と光電変換ユニット４との間には、例えば両者の間の接着性を向上させるために、ＺｎＯのような非金属材料からなる透明導電性薄膜（図示せず）を設けることができる。
【００３８】
次に、ＹＡＧレーザ等を用いたレーザスクライブにより金属裏面電極層５に溝部２３を形成して、各セル１０間で金属裏面電極層５を電気的に絶縁する。一般に、金属裏面電極層５を構成する材料は、４００ｎｍ以下の波長を有するレーザ光を十分に高い効率で吸収するので４００ｎｍ以下の波長を有するレーザ光を用いれば、膜面側から金属裏面電極層５のレーザスクライブを行うことができる。しかしながら、一般にそのようなレーザ光は使用されないため、通常、金属裏面電極層５のレーザスクライブは基板２側からレーザ光を照射し、それにより生ずる薄膜光電変換ユニット４の昇華を利用して行われる。
【００３９】
上述した方法により形成したモジュール１には、通常、モジュール１の裏面側に封止樹脂層（図示せず）を介して有機保護フィルム（図示せず）を設ける。この封止樹脂層は、透明基板２上に形成された各薄膜光電変換セル１０を封止するものであり、有機保護フィルムをこれらセル１０に接着することが可能な樹脂が用いられる。そのような樹脂としては、例えば、ＥＶＡ（エチレン・ビニルアセテート共重合体）等を用いることができる。また、有機保護フィルムとしては、ポリフッ化ビニルフィルム（例えば、テドラーフィルム（登録商標名））等が用いられる。これら封止樹脂／有機保護フィルムは、真空ラミネート法により薄膜光電変換モジュール１の裏面側に同時に貼着することができる。
【００４０】
さて、本実施形態に係る薄膜光電変換モジュール１の製造方法によると、透明前面電極層３、薄膜光電変換ユニット４、及び金属裏面電極層５の少なくとも１つはガラス基板２側からレーザ光を照射することにより分割される。以下、ガラス基板２側からレーザ光を照射して金属裏面電極層５を分割する場合を例に説明する。
【００４１】
図３は、本発明の一実施形態に係るレーザスクライブ方法を概略的に示す断面図である。金属裏面電極層５を分割するに当り、まず、一方の主面に透明前面電極層３、薄膜光電変換ユニット４、及び金属裏面電極層５が形成されたガラス基板２を、凹凸加工された面が上方を向くように配置する。
【００４２】
次に、この凹凸面上に光透過性材料を配置し、さらに、その上に窓部材２６を配置する。このとき、光透過性材料が液体である場合には、光透過性材料はガラス基板２と窓部材２６との間に一様に広がり、余剰の光透過性材料はガラス基板２と窓部材２６との間隙から流出する。その結果、ガラス基板２と窓部材２６との間に、散乱抑制層２５として薄い液膜が形成される。
【００４３】
以上のようにしてガラス基板２と窓部材２６との間に散乱抑制層２５を挟持してなる積層構造を形成した後、窓部材２６側からレーザ光２７を照射することにより、薄膜光電変換ユニット４の昇華を生じさせ、これを利用して金属裏面電極層５の分割を行う。このとき、散乱抑制層２５の屈折率がガラス基板２の屈折率とほぼ等しければ、ガラス基板２の凹凸面における光散乱は殆ど生じない。したがって、この方法によれば、金属裏面電極層５の分割が不完全となるのを防止することができる。
【００４４】
散乱抑制層２５を構成する光透過性材料は、ガラス基板２とほぼ等しい屈折率を有するものであることが必要である。ガラス基板２の屈折率は、ソーダライムガラスである場合には１．５１〜１．５２程度であり、ボロシリケート系ガラスである場合には１．４７程度である。したがって、光透過性材料としては、屈折率が１．５に近い材料、例えば屈折率が１．３〜１．７の材料、好ましくは屈折率が１．４５〜１．５５の材料が用いられる。
【００４５】
光透過性材料は、上記条件を満たし、レーザ光２７を透過し且つガラス基板２の凹凸面に密着し得るものであれば特に制限はなく、上述した液体の他に、固体や半固体を用いることも可能である。
【００４６】
光透過性材料が液体である場合、その粘度に特に制限はなく、高粘度のものであっても、低粘度のものであってもよい。液体の光透過性材料としては、例えば、水（屈折率：１．３３）、グリセリン（屈折率：１．４８）、ｏ−キシレン（屈折率：１．５１）、クロロベンゼン（屈折率：１．５２）、テトラクロロエチレン（屈折率：１．５１）、四塩化炭素（屈折率：１．４６１）、エチルベンゼン（屈折率：１．５）、及び１，２−ジブロモプロパン（屈折率１．５１６）等を挙げることができる。
【００４７】
また、屈折率の異なる複数種の液体を混合したものを光透過性材料として用いることもできる。例えば、テレビン油と１，２−ジブロモエチレンの混合液（屈折率：１．４８〜１．５３５）を用いることができる。
【００４８】
固体の光透過性材料としては、例えば、ＥＶＡ（屈折率：１．４８２）、ポリビニルブチラール（屈折率：１．４８〜１．４９）、酢酸ビニル樹脂（屈折率：１．４５〜１．４７）、ポリエチレン（屈折率：１．５１）、ポリエステル（屈折率：１．５２３〜１．５７）、メタクリル酸メチル樹脂（屈折率：１．４８８〜１．４９）、塩化ビニル樹脂（屈折率：１．５４〜１．５５）、及びポリビニルアルコール（屈折率：１．４９〜１．５５）等を挙げることができる。
【００４９】
光透過性材料が固体である場合は、液状の材料をガラス基板２の凹凸面上に配置し、ガラス基板２と窓部材２６とを重ね合せた後に固化させたものを光透過性材料として用いることができる。また、光透過性材料が十分に柔軟な弾性体等である場合には、散乱抑制層２５として、光透過性材料を用いて予めシート状に形成したものを用いてもよい。この場合、散乱抑制層２５をガラス基板２から容易に剥離することができる。
【００５０】
半固体の光透過性材料としては、種々の接着剤等を用いることができる。例えば、光透過性材料が半固体であり且つガラス基板２に比べて窓部材２６に対してより高い接着性を有する場合、ガラス基板２から窓部材２６を剥離する際に散乱抑制層２５も同時にガラス基板２から除去することができる。
【００５１】
窓部材２６は、レーザ光２７を透過し且つ上記積層構造を形成した際に両主面が平坦となるものであれば特に制限はない。窓部材２６としては、例えばガラス板や、上記積層構造を形成した際に両主面を平坦に維持する程度の剛性を有する透明樹脂フィルム或いはシート等を用いることができる。
【００５２】
なお、窓部材２６の屈折率が散乱抑制層２５を構成する光透過性材料とほぼ等しい場合、例えばそれらの間の屈折率の差が０．０５以下である場合には、窓部材２６の光入射面が平坦であれば、窓部材２６の散乱抑制層２５と接触する面は必ずしも平坦である必要はない。
【００５３】
窓部材２６のサイズはガラス基板２のサイズとほぼ等しいことが好ましい。この場合、ガラス基板２に対して窓部材２６を容易に位置合わせすることができる。また、レーザスクライブの際には、ガラス基板２を面内方向に高速で平行移動させることにより生ずるガラス基板２と窓部材２６とのズレを防止することが望まれるが、窓部材２６のサイズとガラス基板２のサイズとがほぼ等しい場合、極めて簡単な器具で上記ズレを防止することができる。例えば、ガラス基板２と窓部材２６とを重ね合せた状態で、これらのエッジ部を壁面に押し当てるだけで、ガラス基板２と窓部材２６との位置合わせを高精度に行うことができ、さらにレーザスクライブに伴うそれらのズレを防止することができる。
【００５４】
窓部材２６は、少なくとも１つの開口部を有することが好ましい。これについては、図４を参照しながら説明する。
【００５５】
図４は、本発明の一実施形態に係る薄膜光電変換モジュール１の製造方法において用いられる窓部材２６の一例を示す平面図である。図４に示すように、この窓部材２６は複数のスリット状の開口部２８を有している。これら開口部２８はレーザ光２７が照射されることのない領域に形成されているため、このような窓部材２６を用いたとしても、レーザ光２７の散乱を防止する効果が損なわれることはない。むしろ、このような窓部材２６を用いた場合、光透過性材料が液体であるとすると、ガラス基板２と窓部材２６とを重ね合せる際に余剰の光透過性材料を容易に除去することができるのとともに、ガラス基板２と窓部材２６との接触面積が少なくなるためガラス基板２から窓部材２６を容易に剥離することができる。
【００５６】
開口部２８は、レーザ光２７が照射されることのない領域に形成されれば、その形状やサイズ等に特に制限はない。例えば、開口部２８として、複数の円形の孔を設けてもよい。
【００５７】
ガラス基板２上への窓部材２６の配置は、それらの間に気泡が含まれないように行うことが好ましい。例えば、窓部材２６をガラス基板２との対向面が凸状となるように撓ませ、この状態で光透過性材料を介してガラス基板２に接触させる。その後、窓部材２６への応力を徐々に低減していくことにより、気泡を生ずることなくガラス基板２と窓部材２６とを重ね合せることができる。また、光透過性材料が液体である場合には、液中にガラス基板２と窓部材２６とを浸漬させ、その中でそれらを重ね合せてもよい。
【００５８】
光透過性材料として液体を用いた場合、ガラス基板２から窓部材２６を剥離することが困難となることがある。このような場合は、例えば、ガラス基板２に対して窓部材２６を面内方向にずらすことにより、窓部材２６を取り外すことができる。
【００５９】
以上説明した実施形態では、金属裏面電極層５のみをガラス基板２の凹凸面側からレーザ光を照射して分割したが、同様の方法により透明前面電極層３や薄膜光電変換ユニット４も分割することができる。さらに、同様の方法により、これら透明前面電極層３、薄膜光電変換ユニット４、及び金属裏面電極層５を同時に分割することも可能である。
【００６０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００６１】
（実施例１）
図１及び図２に示す薄膜光電変換モジュール１を以下に示す方法により製造した。
まず、一方の主面に防眩性を付与するために凹凸加工が施され、他方の主面にＳｎＯ₂膜３が形成されたガラス基板２を準備した。なお、このガラス基板２の屈折率は１．５である。次に、ＹＡＧレーザを用いて基板２の膜面側からレーザスキャンすることによりＳｎＯ₂膜３をスクライブして複数の溝部２１を形成した。
【００６２】
次に、プラズマＣＶＤ法により、ＳｎＯ₂膜３上に、厚さ１０ｎｍのｐ型水素含有非晶質シリコンカーバイド層、厚さ３００ｎｍのｉ型水素含有非晶質シリコン層、及び厚さ１０ｎｍのｎ型水素含有微結晶シリコン層を順次成膜した。なお、ｐ型水素含有非晶質シリコンカーバイド層は不純物としてボロンをドープされ、ｉ型水素含有非晶質シリコン層はノンドープであり、ｎ型水素含有微結晶シリコン層は燐をドープされている。以上のようにして、ｐ−ｉ−ｎ接合を有する薄膜光電変換ユニット４を形成した。
【００６３】
その後、ＹＡＧレーザを用いて基板１の膜面側からレーザスキャンすることにより、この薄膜光電変換ユニット４のスクライブを行い、薄膜光電変換ユニット４に複数の溝部２２を形成した。
【００６４】
次に、薄膜光電変換ユニット４上に、スパッタ法により、厚さ１００ｎｍのＺｎＯ膜（図示せず）及び厚さ３００ｎｍのＡｇ膜５を順次成膜して裏面電極層を形成した。
【００６５】
その後、各種成膜を終えたガラス基板２を、図３に示すように散乱抑制層２５を介して窓部材２６と重ね合せた。なお、本実施例においては、図４に示すような開口部２８が設けられたソーダライムガラスからなる窓部材２６を用い、散乱抑制層２５を構成する光透過性材料としては水（屈折率：１．３３）を用いた。
【００６６】
以上のようにしてガラス基板２と窓部材２６との間に散乱抑制層２５を挟持してなる積層構造を形成した後、窓部材２６側からＹＡＧレーザを用いたレーザスクライブを行い、薄膜光電変換ユニット４と金属裏面電極層５とに溝部２３を形成した。さらに、ＹＡＧレーザを用いたレーザスクライブによって発電領域を確定することにより、縦１０ｍｍ×横８００ｍｍの薄膜光電変換セル１０を縦方向に（基板２の短辺に平行に）５０段直列接続してなる直列アレイ１１を形成した。
【００６７】
その後、ガラス基板２から窓部材２６を取り外し、ガラス基板２を乾燥させた。さらに、直列アレイ１１の両端部に一対の電極バスバー１２をそれぞれ取り付けることにより、図１及び図２に示すモジュール１を得た。
【００６８】
上述した方法で１０枚のモジュール１を製造し、それぞれについて、光源としてキセノンランプを用いた放射照度１００ｍＷ／ｃｍ²、ＡＭ１．５のソーラーシュミレータにより出力特性を調べた。なお、測定温度は２５℃とした。その結果、モジュール１の最大出力は平均で３４．５Ｗであった。
【００６９】
（実施例２）
散乱抑制層２５を構成する光透過性材料として水の代わりにグリセリン（屈折率：１．４８）を用い、ガラス基板２から窓部材２６を取り外した後にガラス基板２を水洗してグリセリンを除去したこと以外は実施例１に示したのと同様の方法により１０枚のモジュール１を製造した。その後、これらモジュール１のそれぞれについて、実施例１に示したのと同様の条件下で出力特性を調べた。その結果、モジュール１の最大出力は平均で３５Ｗであった。
【００７０】
（比較例）
レーザスクライブによる金属裏面電極層５の分割及び発電領域の確定の際に、散乱抑制層２５及び窓部材２６を用いなかったこと以外は実施例１に示したのと同様の方法により１０枚のモジュール１を製造した。その後、これらモジュール１のそれぞれについて、実施例１に示したのと同様の条件下で出力特性を調べた。その結果、モジュール１の最大出力は平均で１Ｗであった。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、ガラス基板の凹凸加工された面側からレーザ光を照射して透明前面電極層、薄膜光電変換ユニット、及び金属裏面電極層の少なくとも１つを分割する際に、ガラス基板の凹凸加工された面に屈折率がガラス基板とほぼ等しい光透過性材料からなる散乱抑制層が形成されるのに加え、さらにこの散乱抑制層の上に所定の窓部材が配置される。そのため、散乱抑制層の表面を確実に平坦化することができ、光透過性材料が液体である場合にはその蒸発・流出・波打ちを防止し、光透過性材料が固体である場合には散乱抑制層をガラス基板から容易に剥離或いは除去することができる。
【００７２】
すなわち、本発明によると、薄膜の分割を高い精度で行うことが可能な薄膜光電変換モジュールの製造方法が提供される。また、本発明によると、防眩性を犠牲にすることなく薄膜の分割を高い精度で行うことが可能な薄膜光電変換モジュールの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る薄膜光電変換モジュールを概略的に示す上面図。
【図２】図１に示す薄膜光電変換モジュール１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係るレーザスクライブ方法を概略的に示す断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る薄膜光電変換モジュールの製造方法において用いられる窓部材の一例を示す平面図。
【符号の説明】
１…薄膜光電変換モジュール
２…ガラス基板
３…透明前面電極層
４…薄膜光電変換ユニット
５…裏面金属電極層
１０…薄膜光電変換セル
１１…直列アレイ
１２…電極バスバー
２１〜２３…溝部
２５…散乱抑制層
２６…窓部材
２７…レーザ光
２８…開口部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a thin film photoelectric conversion module, and more particularly, to a method for manufacturing a thin film photoelectric conversion module in which a light incident surface of a glass substrate is processed to be uneven.
[0002]
[Prior art]
In many cases, the thin film photoelectric conversion module is installed on a roof of a house, or is installed as a roof-integrated module constituting a part of a roof material. For this reason, the light incident surface of the thin-film photoelectric conversion module has very many opportunities to be touched by people, and not only the performance related to photoelectric conversion but also its appearance is regarded as important.
[0003]
For example, when the light incident surface of the thin film photoelectric conversion module reflects sunlight like a mirror, it is expected that “dazzling” and “glare” will be pointed out by neighboring residents and passers-by. In addition, it has been pointed out by an architect that such a module impairs the sense of quality because the surrounding scenery is reflected on the light incident surface. For this reason, demands on the appearance of the thin film photoelectric conversion module are mainly directed to suppressing undesired light reflection on the light incident surface.
[0004]
In response to such a request, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-74552 discloses forming irregularities on the light incident surface of a glass substrate. When such irregularities are formed, sunlight is scattered on the light incident surface of the glass substrate. Therefore, it is possible to prevent the above-described problems relating to “glare”, “glare”, and “reflection”.
[0005]
By the way, it is desired that the uneven processing on the light incident surface of the glass substrate is performed prior to various film forming steps. This is because if the unevenness processing is performed after various film forming steps, the reliability of the thin film may be lowered, and if the unevenness processing is performed simultaneously with the manufacture of the glass substrate, it is advantageous in terms of cost. .
[0006]
However, when manufacturing a thin film photoelectric conversion module using the glass substrate which gave the uneven | corrugated process previously, the problem demonstrated below arises.
[0007]
Generally, a thin film photoelectric conversion module is formed by integrating a plurality of thin film photoelectric conversion cells on a glass substrate, and the thin film photoelectric conversion cell includes a transparent front electrode layer, a thin film photoelectric conversion unit, a metal back electrode layer, and a glass substrate. Each has a structure formed by sequentially stacking layers. Such a thin film photoelectric conversion module is manufactured by repeatedly forming a thin film on a substrate and dividing the thin film by laser scribing.
[0008]
These thin films are divided by laser scribing by irradiating laser light from the film surface side of the glass substrate or by irradiating laser light from the back surface side of the film surface of the glass substrate. For example, the division of the metal back electrode layer is usually performed by using laser beam irradiation from the back side of the film surface of the glass substrate and sublimation of the thin film photoelectric conversion unit generated thereby.
[0009]
However, in such a case, assuming that the glass substrate has been subjected to uneven processing in advance, the laser light is scattered on the uneven surface of the glass substrate. For this reason, division of the metal back electrode layer or the like is incomplete, or laser light is irradiated on areas other than the area to be divided, and undesired alteration occurs in the thin film photoelectric conversion unit or the like.
[0010]
In order to solve the above-mentioned problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-74552 does not perform uneven processing on a region through which laser light is transmitted or even if it is performed, it is light, and is equivalent to a glass substrate on a surface subjected to uneven processing. It is disclosed that a leveling agent having a refractive index of 1 is applied and laser scribing is performed in a state where a glass substrate is immersed in water.
[0011]
However, in the case where the unevenness processing is not performed on the region through which the laser beam is transmitted, the antiglare property and the like must be sacrificed. Further, in the method of applying the leveling agent, when the applied leveling agent is used as a liquid, the leveling agent evaporates or the leveling agent flows down when the glass substrate is moved at a high speed in the laser scribing process. As a result, it becomes difficult to sufficiently prevent the scattering of the laser light, and the laser scribing apparatus fails. In addition, when laser scribing is performed in a state where the glass substrate is immersed in water, when the glass substrate is moved in the laser scribing process, undulation occurs on the liquid surface, so that laser light scattering is sufficiently prevented. It becomes difficult.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the prior art, when a glass substrate subjected to unevenness processing is used, it is difficult to divide the thin film with high accuracy without sacrificing the antiglare property.
[0013]
This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at providing the manufacturing method of the thin film photoelectric conversion module which can perform the division | segmentation of a thin film with high precision.
[0014]
Moreover, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the thin film photoelectric conversion module which can perform the division | segmentation of a thin film with high precision, without sacrificing anti-glare property.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive research to solve the above-mentioned problems, the present inventor has formed a scattering suppression layer made of a light-transmitting material having a refractive index substantially equal to that of the glass substrate on the surface of the glass substrate that has been processed to be uneven. Further, by disposing a predetermined window member on the scattering suppression layer, the surface of the scattering suppression layer can be more reliably flattened. If the light-transmitting material is a liquid, its evaporation / outflow It has been found that the scattering suppressing layer can be easily peeled off or removed from the glass substrate when undulation is prevented and the light-transmitting material is solid.
[0016]
That is, according to the present invention, the glass substrate has a structure in which a transparent front electrode layer, a thin film photoelectric conversion unit, and a metal back electrode layer are sequentially laminated on one main surface of the glass substrate. A method of manufacturing a thin film photoelectric conversion module having a processed surface region, wherein one main surface is flat and the glass substrate, the flat main surface of the window member is exposed, and The scattering suppression layer made of a light-transmitting material having a refractive index substantially equal to that of the glass substrate is interposed between the other main surface of the window member and at least a part of the uneven surface area. In addition, from the group consisting of the transparent front electrode layer, the thin film photoelectric conversion unit, and the metal back electrode layer by irradiating laser light from the window member side toward at least a part of the surface area processed to be uneven At least the method of manufacturing a thin film photoelectric conversion module, characterized in that it comprises one step of dividing the barrel is provided.
[0017]
In the present invention, the light-transmitting material can be a liquid, a solid, and a semi-solid as long as it transmits laser light and completely fills the gap between the surface area that has been processed to be uneven and one main surface of the window member. Any of these may be used.
[0018]
In the present invention, the light transmissive material preferably has a refractive index of 1.3 to 1.7. The smaller the difference between the refractive index of the light transmissive material and the refractive index of the glass substrate, the more effectively the laser light scattering can be suppressed.
[0019]
In the present invention, the window member preferably has at least one opening. When such a window member is used, for example, if the light transmissive material is a liquid, excess light transmissive material can be easily removed when the glass substrate and the window member are overlapped. Since the contact area between the window member and the glass substrate is reduced, the window member can be easily peeled from the glass substrate.
[0020]
In the present invention, both the main surfaces of the window member are usually flat, but when the refractive index of the window member and the refractive index of the light-transmitting material are substantially equal, the surface of the window member that contacts the scattering suppression layer is not always flat. Need not be.
[0021]
Further, in the present invention, in many cases, the step of dividing by irradiating the laser beam from the window member side includes dividing the metal back electrode layer. This is because the metal back electrode layer cannot be directly divided because it reflects a commonly used laser beam, and usually an indirect method using sublimation of a thin film photoelectric conversion unit is employed.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0023]
FIG. 1 is a top view schematically showing a thin film photoelectric conversion module according to an embodiment of the present invention. A thin film photoelectric conversion module 1 shown in FIG. 1 has a structure in which a plurality of thin film photoelectric conversion cells 10 are integrated on a glass substrate 2. In FIG. 1, these thin-film photoelectric conversion cells 10 form a series array 11 connected in series in the vertical direction, and a pair of electrode bus bars made of ribbon-like copper foil or the like is provided at both ends of the series array 11. 12 are connected to each other.
[0024]
The module 1 shown in FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the thin film photoelectric conversion module 1 shown in FIG. As shown in FIG. 2, in the module 1 according to the present embodiment, the thin film photoelectric conversion cell 10 has a transparent front electrode layer 3, a thin film photoelectric conversion unit 4, and a metal back electrode layer 5 sequentially stacked on a glass substrate 2. It has the structure. That is, this module 1 performs photoelectric conversion of light incident from the glass substrate 2 side by the photoelectric conversion unit 4.
[0025]
The module 1 shown in FIGS. 1 and 2 can be manufactured, for example, by the following method.
First, the glass substrate 2 in which one main surface is processed to be uneven is prepared. This uneven processing may be performed using a roll whose surface is cut when the glass substrate 2 is manufactured, or may be performed by sandblasting after the flat glass substrate 2 is manufactured. Moreover, when performing uneven | corrugated processing for the purpose of providing glare-proof property, although the said uneven | corrugated processing is normally performed with respect to one main surface of the glass substrate 2, patterns, such as a flower and a lattice pattern, are carried out to the glass substrate 2. The above uneven processing may be performed only on a partial region of one main surface of the glass substrate 2 for the purpose of introducing the above.
[0026]
Next, the transparent front electrode layer 3 is formed as a large-area thin film on the surface of the glass substrate 2 that has not been subjected to uneven processing. The transparent front electrode layer 3 is made of an ITO film, SnO ₂ A transparent conductive oxide layer such as a film or a ZnO film can be used. The transparent front electrode layer 3 may have a single layer structure or a multilayer structure. The transparent front electrode layer 3 can be formed by a vapor deposition method known per se such as a vapor deposition method, a CVD method, or a sputtering method.
[0027]
It is preferable to form a surface texture structure including fine irregularities on the surface of the transparent front electrode layer 3. By forming such a texture structure on the surface of the transparent front electrode layer 3, the light incident efficiency to the photoelectric conversion unit 4 can be improved. There is no restriction | limiting in particular in the method of forming a surface texture structure, A well-known various method can be used.
[0028]
Next, the groove part 21 is formed in the transparent front electrode layer 3 formed as a large-area thin film by laser scribing using a YAG laser or the like, and the transparent front electrode layer 3 is divided corresponding to each cell 10. Laser scribing of the transparent front electrode layer 3 may be performed from the substrate 2 side or from the film surface side.
[0029]
Next, the thin film photoelectric conversion unit 4 is formed on the transparent front electrode layer 3. Thus, the groove portion 21 formed in the transparent front electrode layer 3 is filled with the material constituting the thin film photoelectric conversion unit 4.
[0030]
The thin film photoelectric conversion unit 4 has, for example, a p-type non-single crystal silicon-based semiconductor layer, a non-single crystal silicon-based thin film photoelectric conversion layer, and an n-type non-single crystal silicon-based semiconductor layer that are sequentially stacked on the transparent front electrode layer 3. It has a structure. These p-type semiconductor layer, photoelectric conversion layer, and n-type semiconductor layer can all be formed by a plasma CVD method.
[0031]
The p-type silicon-based semiconductor layer can be formed by doping silicon or a silicon alloy such as silicon carbide or silicon germanium with p conductivity type determining impurity atoms such as boron or aluminum.
[0032]
The photoelectric conversion layer formed on the p-type semiconductor layer can be formed of a non-single-crystal silicon-based semiconductor material, such as intrinsic semiconductor silicon (such as silicon hydride), silicon carbide, and silicon germanium. Examples thereof include silicon alloys. In addition, if the photoelectric conversion function is sufficiently provided, a weak p-type or weak n-type silicon-based semiconductor material containing a small amount of a conductivity type determining impurity may be used.
[0033]
The n-type silicon-based semiconductor layer formed on the photoelectric conversion layer can be formed by doping silicon or a silicon alloy such as silicon carbide or silicon germanium with n-conductivity determining impurity atoms such as phosphorus or nitrogen. .
[0034]
After the thin film photoelectric conversion unit 4 is formed as described above, the groove 22 is formed in the photoelectric conversion unit 4 by laser scribing using a YAG laser or the like. The groove part 22 is provided in order to electrically connect the transparent front electrode layer 3 of a certain cell 10 and the back surface metal electrode layer 5 of the cell 10 adjacent thereto. Similarly to the transparent front electrode layer 3, the laser scribing of the thin film photoelectric conversion unit 4 may be performed from the substrate 2 side or from the film surface side.
[0035]
Next, the metal back electrode layer 5 is formed on the photoelectric conversion unit 4. Thus, the groove 22 formed in the photoelectric conversion unit 4 is filled with a metal material, and the metal back electrode layer 5 and the transparent front electrode layer 3 are electrically connected.
[0036]
The metal back electrode layer 5 not only has a function as an electrode, but also reflects light that enters the photoelectric conversion unit 4 from the transparent substrate 2 and reaches the back electrode layer 5 and re-enters the photoelectric conversion unit 4. It also functions as a layer. The metal back electrode layer 5 can be formed to a thickness of, for example, about 200 nm to 400 nm using silver, aluminum, or the like by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like.
[0037]
A transparent conductive thin film (not shown) made of a non-metallic material such as ZnO is provided between the metal back electrode layer 5 and the photoelectric conversion unit 4 in order to improve the adhesion between them, for example. Can be provided.
[0038]
Next, a groove 23 is formed in the metal back electrode layer 5 by laser scribing using a YAG laser or the like, and the metal back electrode layer 5 is electrically insulated between the cells 10. In general, the material constituting the metal back electrode layer 5 absorbs laser light having a wavelength of 400 nm or less with sufficiently high efficiency, so that if the laser light having a wavelength of 400 nm or less is used, the metal back electrode layer is formed from the film surface side. 5 laser scribing can be performed. However, since such laser light is generally not used, laser scribing of the metal back electrode layer 5 is usually performed by irradiating the laser light from the substrate 2 side and utilizing sublimation of the thin film photoelectric conversion unit 4 generated thereby. .
[0039]
The module 1 formed by the above-described method is usually provided with an organic protective film (not shown) on the back side of the module 1 via a sealing resin layer (not shown). This sealing resin layer seals each thin film photoelectric conversion cell 10 formed on the transparent substrate 2, and a resin capable of adhering an organic protective film to these cells 10 is used. As such a resin, for example, EVA (ethylene / vinyl acetate copolymer) can be used. Moreover, as an organic protective film, a polyvinyl fluoride film (for example, Tedlar film (registered trademark)) or the like is used. These sealing resin / organic protective films can be simultaneously attached to the back side of the thin film photoelectric conversion module 1 by a vacuum laminating method.
[0040]
Now, according to the manufacturing method of the thin film photoelectric conversion module 1 according to the present embodiment, at least one of the transparent front electrode layer 3, the thin film photoelectric conversion unit 4, and the metal back electrode layer 5 is irradiated with laser light from the glass substrate 2 side. It is divided by doing. Hereinafter, a case where the metal back electrode layer 5 is divided by irradiating laser light from the glass substrate 2 side will be described as an example.
[0041]
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a laser scribing method according to an embodiment of the present invention. In dividing the metal back electrode layer 5, first, the surface of the glass substrate 2 on which the transparent front electrode layer 3, the thin film photoelectric conversion unit 4, and the metal back electrode layer 5 are formed on one main surface is processed to be uneven. It arrange | positions so that may face upwards.
[0042]
Next, a light transmissive material is disposed on the uneven surface, and a window member 26 is disposed thereon. At this time, when the light transmissive material is a liquid, the light transmissive material spreads uniformly between the glass substrate 2 and the window member 26, and the surplus light transmissive material is the glass substrate 2 and the window member 26. Flows out of the gap. As a result, a thin liquid film is formed as the scattering suppression layer 25 between the glass substrate 2 and the window member 26.
[0043]
After forming a laminated structure in which the scattering suppressing layer 25 is sandwiched between the glass substrate 2 and the window member 26 as described above, the thin film photoelectric conversion unit is irradiated with the laser beam 27 from the window member 26 side. 4 is generated, and this is used to divide the metal back electrode layer 5. At this time, if the refractive index of the scattering suppression layer 25 is substantially equal to the refractive index of the glass substrate 2, light scattering on the uneven surface of the glass substrate 2 hardly occurs. Therefore, according to this method, it is possible to prevent the metal back electrode layer 5 from being incompletely divided.
[0044]
The light-transmitting material constituting the scattering suppression layer 25 needs to have a refractive index substantially equal to that of the glass substrate 2. The refractive index of the glass substrate 2 is about 1.51 to 1.52 when it is soda-lime glass, and about 1.47 when it is borosilicate glass. Therefore, as the light transmissive material, a material having a refractive index close to 1.5, for example, a material having a refractive index of 1.3 to 1.7, preferably a material having a refractive index of 1.45 to 1.55 is used. .
[0045]
The light transmissive material is not particularly limited as long as it satisfies the above-described conditions, can transmit the laser light 27, and can adhere to the uneven surface of the glass substrate 2. A solid or semi-solid is used in addition to the liquid described above. It is also possible.
[0046]
When the light transmissive material is a liquid, the viscosity is not particularly limited, and may be high or low. Examples of liquid light-transmitting materials include water (refractive index: 1.33), glycerin (refractive index: 1.48), o-xylene (refractive index: 1.51), and chlorobenzene (refractive index: 1. 52), tetrachloroethylene (refractive index: 1.51), carbon tetrachloride (refractive index: 1.461), ethylbenzene (refractive index: 1.5), 1,2-dibromopropane (refractive index 1.516), etc. Can be mentioned.
[0047]
In addition, a mixture of a plurality of liquids having different refractive indexes can be used as the light transmissive material. For example, a mixed liquid of turpentine oil and 1,2-dibromoethylene (refractive index: 1.48 to 1.535) can be used.
[0048]
Examples of the solid light-transmitting material include EVA (refractive index: 1.482), polyvinyl butyral (refractive index: 1.48 to 1.49), and vinyl acetate resin (refractive index: 1.45 to 1.47). ), Polyethylene (refractive index: 1.51), polyester (refractive index: 1.523 to 1.57), methyl methacrylate resin (refractive index: 1.488 to 1.49), vinyl chloride resin (refractive index: 1.54 to 1.55) and polyvinyl alcohol (refractive index: 1.49 to 1.55).
[0049]
When the light transmissive material is solid, a liquid material is disposed on the uneven surface of the glass substrate 2, and the glass substrate 2 and the window member 26 which are solidified after overlapping are used as the light transmissive material. be able to. When the light transmissive material is a sufficiently flexible elastic body or the like, the scattering suppression layer 25 may be formed in advance in a sheet shape using the light transmissive material. In this case, the scattering suppression layer 25 can be easily peeled from the glass substrate 2.
[0050]
As the semi-solid light-transmitting material, various adhesives can be used. For example, when the light-transmitting material is semi-solid and has higher adhesion to the window member 26 than the glass substrate 2, the scattering suppressing layer 25 is simultaneously formed when the window member 26 is peeled from the glass substrate 2. It can be removed from the glass substrate 2.
[0051]
The window member 26 is not particularly limited as long as both main surfaces are flat when the laser beam 27 is transmitted and the laminated structure is formed. As the window member 26, for example, a glass plate or a transparent resin film or sheet having rigidity enough to keep both main surfaces flat when the laminated structure is formed can be used.
[0052]
In addition, when the refractive index of the window member 26 is substantially equal to the light-transmitting material constituting the scattering suppression layer 25, for example, when the difference in refractive index between them is 0.05 or less, the light of the window member 26 If the incident surface is flat, the surface of the window member 26 that comes into contact with the scattering suppression layer 25 is not necessarily flat.
[0053]
The size of the window member 26 is preferably substantially equal to the size of the glass substrate 2. In this case, the window member 26 can be easily aligned with the glass substrate 2. Further, during laser scribing, it is desirable to prevent the glass substrate 2 and the window member 26 from being displaced by parallel translation of the glass substrate 2 in the in-plane direction. When the size of the glass substrate 2 is substantially equal, the above-described deviation can be prevented with a very simple instrument. For example, in a state where the glass substrate 2 and the window member 26 are overlapped, the glass substrate 2 and the window member 26 can be aligned with high accuracy by simply pressing these edge portions against the wall surface. Those deviations associated with laser scribing can be prevented.
[0054]
The window member 26 preferably has at least one opening. This will be described with reference to FIG.
[0055]
FIG. 4 is a plan view showing an example of the window member 26 used in the method for manufacturing the thin film photoelectric conversion module 1 according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the window member 26 has a plurality of slit-shaped openings 28. Since these openings 28 are formed in a region where the laser beam 27 is not irradiated, even if such a window member 26 is used, the effect of preventing the laser beam 27 from being scattered is not impaired. . Rather, when such a window member 26 is used, if the light transmissive material is a liquid, the excess light transmissive material can be easily removed when the glass substrate 2 and the window member 26 are overlapped. In addition, since the contact area between the glass substrate 2 and the window member 26 is reduced, the window member 26 can be easily peeled from the glass substrate 2.
[0056]
As long as the opening 28 is formed in a region where the laser beam 27 is not irradiated, the shape, size, and the like are not particularly limited. For example, a plurality of circular holes may be provided as the opening 28.
[0057]
It is preferable to arrange the window member 26 on the glass substrate 2 so that air bubbles are not included between them. For example, the window member 26 is bent so that the surface facing the glass substrate 2 is convex, and in this state, the window member 26 is brought into contact with the glass substrate 2 through the light-transmitting material. Thereafter, by gradually reducing the stress on the window member 26, the glass substrate 2 and the window member 26 can be overlapped without generating bubbles. Further, when the light transmissive material is a liquid, the glass substrate 2 and the window member 26 may be immersed in the liquid, and they may be superposed in each other.
[0058]
When a liquid is used as the light transmissive material, it may be difficult to peel the window member 26 from the glass substrate 2. In such a case, for example, the window member 26 can be removed by shifting the window member 26 in the in-plane direction with respect to the glass substrate 2.
[0059]
In the embodiment described above, only the metal back electrode layer 5 is divided by irradiating the laser beam from the uneven surface side of the glass substrate 2, but the transparent front electrode layer 3 and the thin film photoelectric conversion unit 4 are also divided by the same method. be able to. Further, the transparent front electrode layer 3, the thin film photoelectric conversion unit 4, and the metal back electrode layer 5 can be simultaneously divided by the same method.
[0060]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0061]
(Example 1)
The thin film photoelectric conversion module 1 shown in FIG.1 and FIG.2 was manufactured by the method shown below.
First, in order to impart anti-glare properties to one main surface, a concavo-convex process is performed, and SnO is applied to the other main surface. ₂ A glass substrate 2 on which a film 3 was formed was prepared. The refractive index of the glass substrate 2 is 1.5. Next, a laser scan is performed from the film surface side of the substrate 2 using a YAG laser to thereby make SnO ₂ The film 3 was scribed to form a plurality of groove portions 21.
[0062]
Next, SnO is used by plasma CVD. ₂ A p-type hydrogen-containing amorphous silicon carbide layer having a thickness of 10 nm, an i-type hydrogen-containing amorphous silicon layer having a thickness of 300 nm, and an n-type hydrogen-containing microcrystalline silicon layer having a thickness of 10 nm are sequentially formed on the film 3. Filmed. Note that the p-type hydrogen-containing amorphous silicon carbide layer is doped with boron as an impurity, the i-type hydrogen-containing amorphous silicon layer is non-doped, and the n-type hydrogen-containing microcrystalline silicon layer is doped with phosphorus. As described above, the thin film photoelectric conversion unit 4 having a pin junction was formed.
[0063]
Thereafter, the thin film photoelectric conversion unit 4 was scribed by laser scanning from the film surface side of the substrate 1 using a YAG laser, and a plurality of grooves 22 were formed in the thin film photoelectric conversion unit 4.
[0064]
Next, on the thin film photoelectric conversion unit 4, a ZnO film (not shown) having a thickness of 100 nm and an Ag film 5 having a thickness of 300 nm were sequentially formed by sputtering to form a back electrode layer.
[0065]
Thereafter, the glass substrate 2 on which various film formations were completed was overlapped with the window member 26 through the scattering suppression layer 25 as shown in FIG. In this embodiment, a window member 26 made of soda lime glass provided with an opening 28 as shown in FIG. 4 is used, and water (refractive index: 1.33) was used.
[0066]
After forming a laminated structure in which the scattering suppression layer 25 is sandwiched between the glass substrate 2 and the window member 26 as described above, laser scribing using a YAG laser is performed from the window member 26 side to perform thin film photoelectric conversion. Grooves 23 were formed in the unit 4 and the metal back electrode layer 5. Further, by determining the power generation region by laser scribing using a YAG laser, 50 thin film photoelectric conversion cells 10 of length 10 mm × width 800 mm are connected in series in the vertical direction (parallel to the short side of the substrate 2). A serial array 11 was formed.
[0067]
Then, the window member 26 was removed from the glass substrate 2, and the glass substrate 2 was dried. Furthermore, the module 1 shown in FIG.1 and FIG.2 was obtained by attaching a pair of electrode bus-bar 12 to the both ends of the serial array 11, respectively.
[0068]
10 modules 1 are manufactured by the method described above, and for each, an irradiance of 100 mW / cm using a xenon lamp as a light source. ² The output characteristics were examined with an AM1.5 solar simulator. The measurement temperature was 25 ° C. As a result, the maximum output of module 1 was 34.5 W on average.
[0069]
(Example 2)
Glycerol (refractive index: 1.48) was used instead of water as a light transmissive material constituting the scattering suppression layer 25, and after removing the window member 26 from the glass substrate 2, the glass substrate 2 was washed with water to remove glycerin. Except for this, ten modules 1 were manufactured in the same manner as shown in Example 1. Thereafter, the output characteristics of each of the modules 1 were examined under the same conditions as those shown in Example 1. As a result, the maximum output of module 1 was 35 W on average.
[0070]
(Comparative example)
Ten modules were obtained by the same method as shown in Example 1 except that the scattering suppressing layer 25 and the window member 26 were not used when the metal back electrode layer 5 was divided by laser scribing and the power generation region was determined. 1 was produced. Thereafter, the output characteristics of each of the modules 1 were examined under the same conditions as those shown in Example 1. As a result, the maximum output of module 1 was 1 W on average.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at least one of the transparent front electrode layer, the thin film photoelectric conversion unit, and the metal back electrode layer is divided by irradiating laser light from the surface of the glass substrate on which the unevenness is processed. In addition, a scattering suppression layer made of a light-transmitting material having a refractive index substantially equal to that of the glass substrate is formed on the uneven surface of the glass substrate, and a predetermined window member is disposed on the scattering suppression layer. Is done. Therefore, the surface of the scattering suppression layer can be surely flattened, and when the light-transmitting material is a liquid, its evaporation, outflow and undulation are prevented, and when the light-transmitting material is a solid, it is scattered. The suppression layer can be easily peeled or removed from the glass substrate.
[0072]
That is, according to this invention, the manufacturing method of the thin film photoelectric conversion module which can perform the division | segmentation of a thin film with high precision is provided. Moreover, according to this invention, the manufacturing method of the thin film photoelectric conversion module which can perform a division | segmentation of a thin film with high precision, without sacrificing anti-glare property is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view schematically showing a thin film photoelectric conversion module according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the thin film photoelectric conversion module 1 shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a laser scribing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing an example of a window member used in the method for manufacturing a thin film photoelectric conversion module according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Thin film photoelectric conversion module
2 ... Glass substrate
3. Transparent front electrode layer
4. Thin film photoelectric conversion unit
5 ... Rear metal electrode layer
10. Thin film photoelectric conversion cell
11 ... Series array
12 ... Electrode busbar
21-23 ... Groove
25. Scattering suppression layer
26 ... Window member
27 ... Laser light
28 ... Opening

Claims

The glass substrate has a structure in which a transparent front electrode layer, a thin film photoelectric conversion unit, and a metal back electrode layer are sequentially laminated on one main surface of the glass substrate, and the glass substrate has a surface region that is unevenly processed on the other main surface. A method of manufacturing a thin film photoelectric conversion module,
One main surface of the window member and the glass substrate are arranged such that the flat main surface of the window member is exposed and at least one of the other main surface of the window member and the uneven surface area. At least a part of the surface region that has been subjected to the uneven processing from the window member side so that a scattering suppression layer made of a light transmissive material having a refractive index substantially equal to that of the glass substrate is interposed therebetween. Irradiating a laser beam toward the substrate, and dividing at least one selected from the group consisting of the transparent front electrode layer, the thin film photoelectric conversion unit, and the metal back electrode layer. A method for manufacturing a conversion module.

The method for manufacturing a thin film photoelectric conversion module according to claim 1, wherein the light transmissive material is a liquid.

The method for manufacturing a thin film photoelectric conversion module according to claim 1, wherein the light transmissive material has a refractive index of 1.3 to 1.7.

The method of manufacturing a thin film photoelectric conversion module according to claim 1, wherein the window member has at least one opening.

The method of manufacturing a thin film photoelectric conversion module according to claim 1, wherein the other main surface of the window member is flat.

The method of manufacturing a thin film photoelectric conversion module according to claim 1, wherein the step of dividing by irradiating a laser beam from the window member side includes dividing the metal back electrode layer.