JP4518973B2 - 太陽電池およびその製造方法 - Google Patents

太陽電池およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4518973B2
JP4518973B2 JP2005039151A JP2005039151A JP4518973B2 JP 4518973 B2 JP4518973 B2 JP 4518973B2 JP 2005039151 A JP2005039151 A JP 2005039151A JP 2005039151 A JP2005039151 A JP 2005039151A JP 4518973 B2 JP4518973 B2 JP 4518973B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
string
solar cell
integrated
outer edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005039151A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006228876A (ja
Inventor
彰 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2005039151A priority Critical patent/JP4518973B2/ja
Priority to US11/884,357 priority patent/US7902451B2/en
Priority to EP06713281A priority patent/EP1855325A4/en
Priority to PCT/JP2006/302138 priority patent/WO2006087951A1/ja
Publication of JP2006228876A publication Critical patent/JP2006228876A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4518973B2 publication Critical patent/JP4518973B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02002Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は太陽電池およびその製造方法に関し、特に、住宅の屋根に設置される太陽電池と、その太陽電池の製造方法に関するものである。
太陽電池として、複数の光電変換素子を集積させた集積型太陽電池がある。従来、この種の集積型太陽電池としては、その外形形状が長方形あるいは正方形の略矩形状のものが主に用いられている。一方、住宅の屋根の面形状としては、長方形や正方形の矩形状の他に、三角形や台形等のさまざまな形状がある。このため、住宅の屋根に集積型太陽電池を設置する場合には、その屋根の面形状との関係で、屋根の一部に集積型太陽電池が設置されない領域が生じてしまい、屋根を有効利用することができないという問題があった。また、屋根の美観も損ねてしまうという問題があった。
このような屋根の面形状との関係で集積型太陽電池を設置することできない屋根の領域に集積型太陽電池を設置してかかる問題点を解消するために、特許文献1〜特許文献7では、集積型太陽電池の外形形状として、三角形あるいは台形の集積型太陽電池が提案されている。
特開平10−12911号公報 特開平10−65198号公報 特開2001−111084号公報 特開平10−74964号公報 特開2001−203380号公報 特開2000−208804号公報 特開2003−243688号公報
しかしながら、従来の集積型太陽電池では次のような問題点があった。まず、特許文献1,7では、集積型太陽電池として結晶セルを並べた態様の集積型太陽電池が提案されているために、結晶セルと結晶セルとの接続が煩雑になるという問題があった。また、特許文献2では、集積型太陽電池を構成するセルとセルとの接続が、セルの所定の端部に塗布された導電性の接着剤等を介して行なわれるため、その接続工程が複雑になるという問題点があった。
さらに、特許文献6でも、集積型太陽電池を構成するセルとセルとの接続が、電気結線を用いて行なわれるために、その結線工程が複雑になるという問題点があった。また、特許文献3でも、集積型太陽電池を構成するセルとセルとの接続が接続孔および集電孔を介して行なわれるために、その工程が煩雑になるという問題点があった。
特許文献4では、集積型太陽電池を構成する複数のセルのそれぞれの頂点が一箇所に集中するために、加工が複雑になり加工精度が悪化するという問題点があった。また、特許文献5では、集積型太陽電池を構成する各セルにおいて、幅(ピッチ)の広いセルと幅の狭いセルとのその幅の差が大きく、集積型太陽電池として光電変換特性上不利になるうえ、加工が煩雑になるという問題点があった。
このように、従来の集積型太陽電池では、集積型太陽電池を構成するセル(光電変換素子)間の接続に関する問題点と、セルの形状に関する問題点があった。
本発明は、このような従来の集積型太陽電池における問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、容易に光電変換素子間を接続できるとともに、光電変換が効率よく行なわれる集積型の太陽電池を提供することであり、他の目的は、そのような太陽電池の製造方法を提供することである。
本発明に係る太陽電池は、複数の光電変換素子を有する太陽電池であって、透明絶縁基板と所定の層と複数の光電変換素子とを備えている。透明絶縁基板は所定の外形形状を有している。所定の層は透明絶縁基板の主表面上に形成され、光電変換素子を構成する。その複数の光電変換素子は、所定の層を、互いに間隔を隔てて一方向にそれぞれ延在して透明絶縁基板の表面を露出する複数の分離ライン領域と、互いに間隔を隔ててその一方向と交差する他の方向にそれぞれ延在する複数の接続ライン領域とで区切ることによって形成されている。接続ライン領域によって隣り合う光電変換素子を電気的に直列に接続するとともに、直列に接続された光電変換素子を分離ラインによって分離することにより複数のストリングが形成され、複数のストリングのうちの2つのストリングを電気的に接続した集積ストリングが複数形成されている。その複数の集積ストリングが電気的に並列に接続されている。透明絶縁基板の外周は、それぞれ直線状に延在する第1の外縁、第1の外縁とは平行でない第2の外縁および第3の外縁の少なくとも3つの外縁から構成されている。分離ライン領域のそれぞれは、第1の外縁と略平行に配設されるとともに、接続ライン領域のそれぞれは、第2の外縁と略平行に配設されている。分離ライン領域は接続ライン領域を横切る態様で配設されている。
この構成によれば、複数の光電変換素子の電気的な接続を、透明絶縁基板に形成される接続ライン領域と分離ライン領域によって、付加的な部材を用いることなく透明絶縁基板上において容易に行なうことができる。しかも、各光電変換素子は、一方向に延在する形成される分離ライン領域と、これと交差する他の方向に延在する接続ライン領域とによって区切られていることで、光電変換素子のそれぞれの形状が同じ形状になるとともに、その面積も同じになり、光電変換特性にばらつきがなくなって効率よく出力を取り出すことができる。また、太陽電池を屋根の面形状に応じて配設することができる。
また、複数の集積ストリング間の電位差をなくすには、複数の集積ストリングのそれぞれでは、一つのストリングにおける光電変換素子の数と他のストリングにおける光電変換素子の数の和がいずれも同じに設定されていることが好ましい。
透明絶縁基板の外形形状として、第1の外縁、第2の外縁および第3の外縁からなる三角形である場合には、光電変換素子の外形形状は矩形あるいは平行四辺形となる。
そして、透明絶縁基板の外形形状が三角形である場合において、第3の外縁の側に発電に寄与しない領域が残されないようにするには、その透明絶縁基板における第3の外縁の側では、分離ライン領域によって挟まれた領域のそれぞれに、対応する接続ライン領域のそれぞれによって光電変換素子と電気的に接続され、光電変換素子の面積と同じ面積の台形状の他の光電変換素子が形成されていることが好ましい。
さらに、屋根の種々の面形状により対応するためには、外形形状が四角形の他の透明絶縁基板と、その他の透明絶縁基板に形成された複数の他の光電変換素子とを備え、透明絶縁基板に形成された複数の光電変換素子と、他の透明絶縁基板に形成された他の光電変換素子とを電気的に接続して透明絶縁基板と他の透明絶縁基板とを並設することにより、外形形状が台形とされていてもよい。
また、透明絶縁基板の外形形状が三角形の場合において、光電変換素子のそれぞれの外形形状を三角形とするために、互いに間隔を隔てて前記第3の外縁と略平行に配設された複数の他の接続ライン領域を備えていてもよい。
この場合、接続ラインと他の接続ラインとによって不本意な短絡を防止するために、分離ライン領域としては、接続ライン領域と他の接続ライン領域とが交差する領域を除去する幅を有して透明絶縁基板の表面を露出するように形成されているか、あるいは、接続ライン領域と他の接続ライン領域とが交差する領域を一方と他方とから挟み込むように位置して透明絶縁基板の表面を露出する1対の領域として形成されていることが好ましい。
そして、一つのストリングと他のストリングとは、分離ライン領域によってパターニングされることで透明絶縁基板上にて電気的に接続されていることが好ましく、これにより、付加的な配線を行なうことなくストリング同士の接続を容易に、かつ、確実に行なうことができる。
また、複数の集積ストリングのそれぞれでは、一つのストリングを流れる電流の向きと、他の太陽ストリングを流れる電流の向きとが互いに反対方向となるように、一つのストリングと他のストリングとを配設することにより、一つのストリングと他のストリングとを電気的に接続するそれぞれの端子同士が透明絶縁基板における同じ外縁の側で接続されていることが好ましく、これにより、配線を引き回す必要がなくなり、しかも、配線同士が交差するようなこともなくなる。なお、この明細書でいう三角形、四角形、台形とは、数学的に厳密な形状を意図するものではなく、一見してその形状と認識できる形状を意図している。
本発明に係る太陽電池の製造方法は、以下の工程を備えている。透明絶縁基板の主表面上に第1導電層を形成する。第1導電層上に光電変換層を形成する。光電変換層上に第2導電層を形成する。第1導電層、光電変換層および第2導電層のそれぞれにスクライブを行なうことにより、互いに間隔を隔てて一方向にそれぞれ延在する所定の接続ライン領域を形成する。第2導電層、光電変換層および第1導電層に、互いに間隔を隔てて一方向とは交差する他の方向にそれぞれ延在し透明絶縁基板の表面を露出する分離ライン領域を形成する。透明絶縁基板として、外周が、それぞれ直線状に延在する第1の外縁、第1の外縁とは平行でない第2の外縁および第3の外縁の少なくとも3つの外縁から構成された透明絶縁基板が用いられる。接続ライン領域を形成する工程では、接続ライン領域は、第2の外縁と略平行に配設されて、分離ライン領域によって挟まれることになる領域に、第1導電層、光電変換層および第2導電層からなる光電変換素子を複数形成するとともに、隣接する光電変換素子同士を直列に接続したストリングを構成するように形成される。分離ライン領域を形成する工程では、分離ライン領域は、第1の外縁と略平行に配設されて接続ライン領域を横切り、複数の分離ライン領域によって挟まれることになる領域のそれぞれに形成されるストリングにより、一つのストリングと他のストリングとを電気的に接続した集積ストリングを複数形成するとともに、その複数の集積ストリングが電気的に並列に接続されるように形成される。
上述した方法によれば、複数の光電変換素子の電気的な接続を、透明絶縁基板に形成される接続ライン領域と分離ライン領域によって透明絶縁基板上において容易に行なうことができ、しかも、各光電変換素子が、その分離ライン領域と接続ライン領域とによって区切られていることで、光電変換素子のそれぞれの形状が同じ形状になるとともに、その面積も同じになり、光電変換特性にばらつきがなくなって効率よく出力を取り出すことができる。
実施の形態1
本発明の実施の形態に係る集積型太陽電池では、所定の外形形状のガラス基板上に光電変換素子となる層が順次形成され、この工程と並行して形成される接続ライン領域と分離ライン領域とによってこの層が区切られる。ガラス基板上には、このようにして区切られた複数の光電変換素子が配設されている。その複数の光電変換素子では、接続ライン領域によって光電変換素子同士が直列に接続される。そして、分離ライン領域によって光電変換素子が電気的に分離されるとともに、外部配線が形成されることになる。
(1)集積型太陽電池の外形(光電変換素子のパターン形状)について
集積型太陽電池の外形はガラス基板の外形形状によって決まり、光電変換素子のパターン形状は、そのガラス基板の外形形状を実質的に反映した形状となる。そのような集積型太陽電池について、まず、外形形状が直角三角形のガラス基板に形成される光電変換素子を一例に挙げてより具体的に説明する。図1に示すように、外形形状が直角三角形のガラス基板2の上には、接続ライン領域16と分離ライン領域18によって区切られた複数の光電変換素子20が配設されている。接続ライン領域16は、光電変換素子20を直列に接続するための領域であり、光電変換素子20となる層を形成する際に、所定のスクライブ処理と成膜処理の組合わせによって形成される。分離ライン領域18は、隣接する光電変換素子20を電気的に分離するとともに光電変換素子20を所定の面積に分離(分割)するための領域である。
その接続ライン領域16は、直角三角形のガラス基板の直角を挟む一辺に対応する外縁に平行になるように、互いに間隔を隔てて形成されている。分離ライン領域18はその直角を挟む他の一辺に対応する外縁に平行になるように、互いに間隔を隔てて形成されている。これにより、接続ライン領域16と分離ライン領域18とは直交し、接続ライン領域16と分離ライン領域18とで区切られた光電変換素子20の外形形状は矩形状を呈する。一方、直角三角形の斜辺に対応する外縁には、発電に寄与しない三角形状の非発電領域26が残されることになる。また、後述するように、光電変換素子20が形成された領域の外側のガラス基板2の外周部分の領域には、光電変換素子を電気的に接続するための外部配線が形成されている。
なお、図1に示される集積型太陽電池1では、分離ライン領域18の間隔はすべて一定の間隔とされているが、分離ライン領域18を挟んで隣り合う光電変換素子20同士の動作電圧が同じである部分では分離ライン領域18を設けなくてもよい。また、分離が不完全な簡易型の分離ライン領域でもよい。一方、分離ライン領域18を挟んで隣り合う光電変換素子20の動作電圧が違う場合には、その電圧差に応じた耐圧を有する分離ライン領域を形成する必要がある。分離ライン領域18および接続ライン領域16の具体的な形成方法については後述する。
また、光電変換素子20としては、たとえば、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、結晶薄膜シリコン、化合物半導体薄膜、有機薄膜半導体などを用いた単接合型の光電変換素子でもよいし、あるいは、それらを積層した多接合型の光電変換素子であってもよく、種類や構造については特に限定されない。
次に、集積型太陽電池の外形(光電変換素子のパターン形状)のバリエーションについて説明する。なお、以下の説明における各図面では、光電変換素子のパターン形状そのものを示し、ガラス基板を省略している。
上述した外形形状が直角三角形のガラス基板2の集積型太陽電池1では、上述した以外に、たとえば図2に示すように、接続ライン領域16が直角三角形のガラス基板の直角を挟む一辺に対応する外縁に平行になるよう形成され、分離ライン領域18が斜辺に対応する外縁に平行になるように形成されていてもよい。この場合には、接続ライン領域16と分離ライン領域18とで区切られた光電変換素子20の外形形状は平行四辺形を呈する。
また、外形形状が三角形の集積型太陽電池(光電変換素子のパターン形状)としてはその外形形状は直角三角形に限られず、たとえば図3に示すように、正三角形であってもよい。この場合には、接続ライン領域16が正三角形のガラス基板の一辺に対応する外縁に平行になるよう形成され、分離ライン領域18が他の一辺に対応する外縁に平行になるように形成され、接続ライン領域16と分離ライン領域18とで区切られた光電変換素子20の外形形状はひし形あるいは平行四辺形を呈する。
なお、外形形状が三角形の集積型太陽電池(光電変換素子のパターン形状)としては、その三角形の種類は特に限定されないが、実際の屋根の平面形状に基づく実用性と加工の容易さの観点からは、上述した直角三角形や正三角形がより好ましい。
ところで、図1に示される集積型太陽電池1では、直角三角形の斜辺に対応する外縁の側に発電に寄与しない非発電領域26が残され、また、図2に示される集積型太陽電池1では、直角三角形の直角を挟む一辺に対応する外縁の側に発電に寄与しない非発電領域26が残されることになる。次に、そのような非発電領域26を所定の形状の光電変換素子に置き換えた集積型太陽電池について説明する。
まず、図1に示される三角形の斜辺に対応する外縁の側に三角形の非発電領域26が残される集積型太陽電池1に対しては、この非発電領域26に換えて、図4に示すように、台形の光電変換素子28が形成されている。この台形の光電変換素子28の面積は、他の矩形の光電変換素子20と同じ面積とされる。このような光電変換素子20,28が形成される集積型太陽電池1のガラス基板としては、その外形形状を台形としてもよいし、あるいは、三角形としてもよい。
また、図2に示される三角形の直角を挟む一辺に対応する外縁の側に三角形の非発電領域26が残される集積型太陽電池1に対しては、この非発電領域26に換えて、図5あるいは図6に示すように、台形の光電変換素子28が形成されている。この台形の光電変換素子28の面積も、他のひし形あるいは平行四辺形の光電変換素子20と同じ面積とされる。このような光電変換素子20,28が形成される集積型太陽電池1のガラス基板としては、その外形形状を台形としてもよいし、あるいは、三角形としてもよい。
上述した集積型太陽電池1では、非発電領域26が光電変換素子28に置き換えられて非発電領域26がなくなることで、発電量のアップを図ることができる。
次に、外形形状が三角形あるいは台形の集積型太陽電池を拡張させた台形の集積型太陽電池(光電変換素子のパターン形状)について説明する。まず、図7に示される集積型太陽電池1では、図4に示される集積型太陽電池1において直角を挟む一辺に対応する外縁の側を拡張させることで、外形形状が直角を有する台形の集積型太陽電池1とされる。言い換えると、図4に示される集積型太陽電池1に、外形形状が長方形の集積型太陽電池を組合わせた集積型太陽電池とされる。この集積型太陽電池1は、矩形の光電変換素子20と台形の光電変換素子28によって構成される。
次に、図8に示される集積型太陽電池1では、図6に示される集積型太陽電池1において一辺に対応する外縁の側を拡張させることで、外形形状が直角を有さない台形の集積型太陽電池1とされ、図6に示される集積型太陽電池1に、外形形状が平行四辺形の集積型太陽電池を組合わせた集積型太陽電池1とされる。この集積型太陽電池1は、平行四辺形の光電変換素子20と台形の光電変換素子28によって構成される。このようにして、屋根の平面形状に合わせた集積型太陽電池1を提供することができる。
次に、図2に示される集積型太陽電池1に対して、直角を挟む他の一辺に対応する外縁と平行な接続ライン領域がさらに形成された集積型太陽電池について説明する。図9に示すように、外形形状が直角三角形の集積型太陽電池1において、直角三角形の直角を挟む他の一辺に対応する外縁に平行になるように、他の接続ライン領域16bが間隔を隔てて形成されている。他の接続ライン領域16bは、接続ライン領域16aと分離領域ライン18とが交差する部分においてこれら接続ライン領域16aおよび分離ライン領域18と交差するように形成されている。
接続ライン領域16a,16bは隣接する光電変換素子20同士を直列に電気的に接続するために設けられる領域である。より具体的には、後述するように、ガラス基板上に形成された透明導電膜にパターニングされる第1スクライブと、透明導電膜上に形成されたpn接合層を含む光電変換層にパターニングされる第2スクライブと光電変換層上に形成された裏面電極層にパターニングされる第3スクライブとによって構成される。
そのため、異なる接続ライン領域16a,16bが交差すると、一方の第1スクライブと他方の第2スクライブとが交差したり、一方の第2スクライブと他方の第2スクライブとが交差することによって、本来電気的に接続されるべきでない光電変換素子20同士が電気的に短絡してしまうことになる。したがって、そのような不本意な電気的短絡が生じないように、絶縁を確実に行なう必要がある。そのような分離のための構造の一例として、たとえば図10に示される集積型太陽電池1では、接続ライン領域16aと接続ライン16bとが交差する部分において、図11に示すように、分離ライン領域18として、その交差する部分の領域のすべて取り除くことが可能な比較的幅の広い分離ライン領域が形成されている。
また、このような幅広の分離ライン領域を形成する他に、たとえば図12に示される集積型太陽電池では、接続ライン16aと接続ライン16bとが交差する部分において、図13に示すように、分離ライン領域18として、接続ライン16aと接続ライン16bとが交差する領域を一方と他方とから挟み込むように1対の分離ライン領域18a,18bが形成されている。この1対の分離ライン領域18a,18bを形成する場合には、分離ライン領域18aと分離ライン領域18bとの間隔をある程度隔てることで加工精度を確保することができる。
(2)ストリングと集積ストリングについて
次に、集積型太陽電池におけるストリングと集積ストリングについて説明する。まず、ストリングとは、接続ライン領域によって電気的に直列に接続された一連の光電変換素子をいい、集積ストリングとは、そのようなストリングがさらに他のストリングと電気的に直列に接続されたものをいう。
集積ストリングの配設パターンにはいくつかのバリエーションがある。そのような集積パターンの一例として図1に示される外形形状が直角三角形の集積型太陽電池の場合について説明する。まず、図14に示される集積型太陽電池1では、2つのストリングを電気的に直列に接続することにより1つの集積ストリングが構成される。この場合、ストリング21aとストリング21hを外部配線25aにより直列に接続させた第1の集積ストリング、ストリング21bとストリング21gを外部配線25bにより直列に接続させた第2の集積ストリング、ストリング21cとストリング21fを外部配線25cにより直列に接続させた第3の集積ストリングおよびストリング21dとストリング21eとを外部配線25dにより直列に接続させた第4の集積ストリングの4つの集積ストリング21が構成される。なお、外部配線25a〜25dは、後述するように、光電変換素子を形成する際のパターニングによりガラス基板上に同時に形成される。
各ストリング21a〜21hでは、電流が流れる方向(矢印)がすべて同じ方向になるように光電変換素子20が配設されている。そして、4つの集積ストリング21のそれぞれでは、2つのストリングに含まれる光電変換素子20の数の和がすべて同じ数、すなわち、この場合9になるように各ストリングが接続されている。その4つの集積ストリング21は電気的に並列に接続されており、ストリング21e〜21hにおいて直角三角形の斜辺に対応する外縁の側にはプラス電極22が形成され、一方、ストリング21a〜21dにおいて直角三角形の直角を挟む一辺に対応する外縁の側にはマイナス電極24が形成されている。
次に、図1に示す集積型太陽電池の場合における集積パターンの他の例として、図15に示される集積型太陽電池1では、ストリング21aとストリング21hを外部配線25aにより直列に接続させた第1の集積ストリング、ストリング21bとストリング21gを外部配線25bにより直列に接続させた第2の集積ストリング、ストリング21cとストリング21fを外部配線25cにより直列に接続させた第3の集積ストリングおよびストリング21dとストリング21eを外部配線25dにより直列に接続させた第4の集積ストリングの4つの集積ストリング21が構成される。
その4つの集積ストリング21のそれぞれでは、直列に接続される2つのストリングにおける一方のストリングを流れる電流の方向(矢印)と、他方のストリングを流れる電流の方向(矢印)とが互いに反対向きになるように光電変換素子20が配設されている。第1の集積ストリングにおける外部配線25a、第2の集積ストリングにおける外部配線25b、第3の集積ストリングにおける外部配線25cおよび第4の集積ストリングにおける外部配線25dは、いずれも直角三角形の斜辺に対応する外縁の側に設けられている。ストリング21e〜21hにおいて直角三角形の直角を挟む二辺のうちの一方の辺に対応する外縁の側にはプラス電極22が形成され、ストリング21a〜21dにおいてその一方の辺に対応する外縁の側にはマイナス電極24が形成されている。
上述した集積型太陽電池1では、直列に接続される2つのストリングにおける一方のストリングを流れる電流の方向と、他方のストリングを流れる電流の方向とが反対向きになるように光電変換素子20が配設されることで、一方のストリング21a〜21dと他方のストリング21e〜21hとを電気的に接続する外部配線25a〜25dを、いずれも直角三角形の斜辺に対応する外縁の側に設けることができて、外部配線25a〜25d同士が交差する部分もなく、外部配線25a〜25dのパターンをより簡略化することができる。
次に、図2に示す集積型太陽電池の場合における集積パターンの一例について説明する。図16に示される集積型太陽電池1では、ストリング21aとストリング21hを外部配線25aにより直列に接続させた第1の集積ストリング、ストリング21bとストリング2121gを外部配線25bにより直列に接続させた第2の集積ストリング、ストリング21cとストリング21fを外部配線25cにより直列に接続させた第3の集積ストリングおよびストリング21dとストリング21eを外部配線25dにより直列に接続させた第4の集積ストリングの4つの集積ストリング21が構成される。
その4つの集積ストリング21のそれぞれにおいて、直列に接続される2つのストリングにおける一方のストリングを流れる電流の方向(矢印)と、他方のストリングを流れる電流の方向(矢印)とが互いに反対向きになるように光電変換素子20が配設されている。第1の集積ストリングにおける外部配線25a、第2の集積ストリングにおける外部配線25b、第3の集積ストリングにおける外部配線25cおよび第4の集積ストリングにおける外部配線25dは、いずれも直角三角形の直角を挟む二辺の一方の辺に対応する外縁の側に設けられている。ストリング21e〜21hにおいて直角三角形の直角を挟む二辺のうちの他の一辺に対応する外縁の側にはプラス電極22が形成され、ストリング21a〜21dにおいてその他の一辺に対応する外縁の側にはマイナス電極24が形成されている。
次に、図3に示す集積型太陽電池の場合における集積パターンの一例について説明する。図17に示される集積型太陽電池1では、ストリング21aとストリング21fを外部配線25aにより直列に接続させた第1の集積ストリング、ストリング21bとストリング21eを外部配線25bにより直列に接続させた第2の集積ストリングおよびストリング21cとストリング21dを外部配線25cにより直列に接続させた第3の集積ストリングとの3つの集積ストリング21が構成される。
その3つの集積ストリング21のそれぞれにおいて、直列に接続される2つのストリングにおける一方のストリングを流れる電流の方向(矢印)と、他方のストリングを流れる電流の方向(矢印)とが互いに反対向きになるように光電変換素子20が配設されている。第1の集積ストリングにおける外部配線25a、第2の集積ストリングにおける外部配線25bおよび第3の集積ストリングにおける外部配線25cは、いずれも正三角形の一辺に対応する外縁の側に設けられている。ストリング21d〜21fにおいて正三角形の他の一辺に対応する外縁の側にはプラス電極22が形成され、ストリング21a〜21cにおいてその他の一辺に対応する外縁の側にはマイナス電極24が形成されている。
次に、図4に示す集積型太陽電池の場合における集積パターンの一例について説明する。図18に示される集積型太陽電池1では、ストリング21aとストリング21hを外部配線25aにより直列に接続させた第1の集積ストリング、ストリング21bとストリング21gを外部配線25bにより直列に接続させた第2の集積ストリング、ストリング21cとストリング21fを外部配線25cにより直列に接続させた第3の集積ストリングおよびストリング21dとストリング21eを外部配線25dにより直列に接続させた第4の集積ストリングの4つの集積ストリング21が構成される。
その4つの集積ストリング21のそれぞれにおいて、直列に接続される2つのストリングにおける一方のストリングを流れる電流の方向(矢印)と、他方のストリングを流れる電流の方向(矢印)とが互いに反対向きになるように光電変換素子20が配設されている。第1の集積ストリングにおける外部配線25a、第2の集積ストリングにおける外部配線25b、第3の集積ストリングにおける外部配線25cおよび第4の集積ストリングにおける外部配線25dは、いずれも台形あるいは略直角三角形の斜辺に対応する外縁の側に設けられている。ストリング21e〜21hにおいて台形あるいは略直角三角形の直角を挟む二辺のうちの一方の辺に対応する外縁の側にはプラス電極22が形成され、ストリング21a〜21dにおいてその一方の辺に対応する外縁の側にはマイナス電極24が形成されている。
次に、図5に示す集積型太陽電池の場合における集積パターンの一例について説明する。図19に示される集積型太陽電池1では、ストリング21aとストリング21hを外部配線25dにより直列に接続させた第1の集積ストリング、ストリング21bとストリング21gを外部配線25bにより直列に接続させた第2の集積ストリング、ストリング21cとストリング21fを外部配線25cにより直列に接続させた第3の集積ストリングおよびストリング21dとストリング21eを外部配線25dにより直列に接続させた第4の集積ストリングの4つの集積ストリング21が構成される。
その4つの集積ストリング21のそれぞれにおいて、直列に接続される2つのストリングにおける一方のストリングを流れる電流の方向(矢印)と、他方のストリングを流れる電流の方向(矢印)とが互いに反対向きになるように光電変換素子20が配設されている。第1の集積ストリングにおける外部配線25a、第2の集積ストリングにおける外部配線25b、第3の集積ストリングにおける外部配線25cおよび第4の集積ストリングにおける外部配線25dは、いずれも台形あるいは略直角三角形の直角を挟む二辺の一方の辺に対応する外縁の側に設けられている。ストリング21e〜21hにおいて台形あるいは略直角三角形の直角を挟む二辺の他方の辺に対応する外縁の側にはプラス電極22が形成され、ストリング21a〜21dにおいてその他方の辺に対応する外縁の側にはマイナス電極24が形成されている。
次に、図9に示す集積型太陽電池の場合における集積パターンの一例について説明する。図20に示される集積型太陽電池1では、ストリング21aとストリング21hを外部配線25aにより直列に接続させた第1の集積ストリング、ストリング21bとストリング21gを外部配線25bにより直列に接続させた第2の集積ストリング、ストリング21cとストリング21fを外部配線25cにより直列に接続させた第3の集積ストリングおよびストリング21dとストリング21eを外部配線25dにより直列に接続させた第4の集積ストリングの4つの集積ストリング21が構成される。
その4つの集積ストリング21のそれぞれにおいて、直列に接続される2つのストリングにおける一方のストリングを流れる電流の方向(矢印)と、他方のストリングを流れる電流の方向(矢印)とが互いに反対向きになるように光電変換素子20が配設されている。第1の集積ストリングにおける外部配線25a、第2の集積ストリングにおける外部配線25b、第3の集積ストリングにおける外部配線25cおよび第4の集積ストリングにおける外部配線25dは、いずれも直角三角形の直角を挟む二辺の一方の辺に対応する外縁の側に設けられている。ストリング21e〜21hにおいて直角三角形の直角を挟む二辺の他方の辺に対応する外縁の側にはプラス電極22が形成され、ストリング21a〜21dにおいてその他方の辺に対応する外縁の側にはマイナス電極24が形成されている。
以上のように、図15〜図20に示す集積型太陽電池1では、複数の集積ストリング21のそれぞれにおいて、直列に接続される2つのストリングにおける一方のストリングを流れる電流の方向(矢印)と、他方のストリングを流れる電流の方向(矢印)とが互いに反対向きになるように光電変換素子20が配設される。これにより、一方のストリングと他方のストリングとを電気的に接続する外部配線を、いずれも外形形状をなすガラス基板における一辺に対応する外縁の側に設けることができて、外部配線同士が交差する部分もなく、外部配線のパターンをより簡略化することができる。
上述した各集積型太陽電池1では、所定の外形形状を有する1枚のガラス基板上に形成される集積型太陽電池1を例に挙げて説明したが、そのような集積型太陽電池1を複数組合わせた集積型太陽電池1でもよい。その一例として、図21に示される集積型太陽電池1は、図5に示す集積型太陽電池に基づく集積型太陽電池(第1の集積型太陽電池1a)と、図4に示す集積型太陽電池に基づく集積型太陽電池(第2の集積型太陽電池1b)とを組合わせたものである。この集積型太陽電池1では、8つの集積ストリング21が構成され、その8つの集積ストリング21のそれぞれでは、直列に接続される2つのストリングにおける一方のストリング21a〜21hが第1の集積型太陽電池1aに設けられ、他方のストリング21i,21j,21k,21m,21n,21p,21q,21rが第2の集積型太陽電池1bに設けられている。
第1の集積型太陽電池1aでは、各ストリング21a〜21hを流れる電流の方向(矢印)がいずれも同じ方向になるように光電変換素子20が配設されている。また、第2の集積型太陽電池1bでも、各ストリング21i,21j,21k,21m,21n,21p,21q,21rを流れる電流の方向(矢印)がいずれも同じ方向になるように光電変換素子20が配設されている。台形または略直角三角形の第1の集積型太陽電池1aにおける直角を挟む二辺の一方の辺に対応する外縁の側にはマイナス電極24が形成され、台形または直角三角形の第2の集積型太陽電池1bにおける斜辺に対応する外縁の側にはプラス電極22が形成されている。
また、第1の集積型太陽電池1aにおける直角を挟む二辺の他方の辺に対応する外縁の側に位置するそれぞれのストリング21a〜21hの端部と、第2の集積型太陽電池1bにおける直角を挟む二辺の一方の辺に対応する外縁の側に位置するそれぞれのストリング21i,21j,21k,21m,21n,21p,21q,21rの端部とが外部配線25a〜25hによって電気的に接続されている。このような第1の集積型太陽電池1aと第2の集積型太陽電池1bを並設することによって、集積型太陽電池1の外形形状を略二等辺三角形とすることができる。
次に、所定の外形形状の集積型太陽電池を複数組合わせた集積型太陽電池の他の例として、図22に示される集積型太陽電池は、図5に示す集積型太陽電池に基づく集積型太陽電池(第1の集積型太陽電池1a)と、図7に示す集積型太陽電池に基づく集積型太陽電池(第2の集積型太陽電池1b)とを組合わせたものである。この集積型太陽電池1では、8つの集積ストリング21が構成され、その8つの集積ストリング21のそれぞれでは、直列に接続される2つのストリングにおける一方のストリング21a〜21hが第1の集積型太陽電池1aに設けられ、他方のストリング21i,21j,21k,21m,21n,21p,21q,21rが第2の集積型太陽電池1bに設けられている。
第1の集積型太陽電池1aでは、各ストリング21a〜21hを流れる電流の方向(矢印)がいずれも同じ方向になるように光電変換素子20が配設されている。また、第2の集積型太陽電池1bでも、各ストリング21i,21j,21k,21m,21n,21p,21q,21rを流れる電流の方向(矢印)がいずれも同じ方向になるように光電変換素子20が配設されている。台形または略直角三角形の第1の集積型太陽電池1aにおける直角を挟む二辺の一方の辺に対応する外縁の側にはマイナス電極24が形成され、台形の第2の集積型太陽電池1bにおける斜辺に対応する外縁の側にはプラス電極22が形成されている。
また、第1の集積型太陽電池1aにおける直角を挟む二辺の他方の辺に対応する外縁の側に位置するそれぞれのストリング21a〜21hの端部と、台形の第2の集積型太陽電池1bにおける斜辺と対向する辺の側に位置するそれぞれのストリング21i,21j,21k,21m,21n,21p,21q,21rの端部とが外部配線25a〜25hによって電気的に接続されている。このような第1の集積型太陽電池1aと第2の集積型太陽電池1bを並設することによって、集積型太陽電池1の外形形状を略等脚台形とすることができる。なお、図21および図22にそれぞれ示される集積型太陽電池1の場合には、外部配線25a〜25hは、たとえばフレキシブル基板を利用した配線などを適用することができる。
上述した集積型太陽電池では、外形形状が三角形、四角形あるいは台形の集積型太陽電池を適当に組合わせてこれを並設することによって、屋根の平面形状に応じた集積型太陽電池を構築することができる。
実施の形態2
次に、上述した集積型太陽電池の製造方法の一例として、図2または図16に示す集積型太陽電池1の製造方法について説明する。まず、図23および図24に示すように、主表面に透明導電膜4の形成された所定の外形形状のガラス基板2にレーザスクライブ処理を施して所定のパターンの透明導電膜4を除去することにより、ガラス基板2の表面を露出する第1スクライブ領域10が形成される。なお、ガラス基板2の厚さは、たとえば約0.1mm〜10mm程度とされる。また、透明導電膜4には、たとえば膜厚約0.1μm〜10μm程度のITO(Indium Tin Oxide)膜、SnO2膜、ZnO膜などが適用される。
次に、たとえばプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって透明導電膜4上に、p型アモルファスシリコン、i型アモルファスシリコンおよびn型アモルファスシリコンが順次形成される。これにより、p型アモルファスシリコン、i型アモルファスシリコンおよびn型アモルファスシリコンからなる光電変換層6(図25参照)が形成される。
次に、図25および図26に示すように、第1スクライブ領域10に対して光電変換層6の特定の領域にレーザスクライブ処理を施して所定パターンの光電変換層6を除去することにより、透明導電膜4の表面を露出する第2スクライブ領域12が形成される。次に、同様して、図27および図28に示すように、第1スクライブ領域10に対して光電変換層6の他の特定の領域にレーザスクライブ処理を施して所定のパターンの光電変換層6を除去することにより、透明導電膜4の表面を露出する他の第2スクライブ領域12が形成される。
次に、たとえばスパッタ法により光電変換層4上に裏面電極となる導電膜(図示せず)が形成される。この導電膜には、たとえば膜厚約10nm〜1mm程度の銀(Ag)、アルミニウム(Al)膜、あるいはこれらの積層膜が適用される。また、チタン(Ti)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、金(Au)あるいはカーボン(C)等も適用することができる。
次に、図29および図30に示すように、第1スクライブ領域10および第2スクライブ領域12に対して導電膜8の特定の領域にレーザスクライブ処理を施して所定パターンの導電膜8を除去することにより、光電変換層6の表面を露出する第3スクライブ領域14が形成される。次に、同様にして、図31および図32に示すように、第1スクライブ領域10および第2スクライブ領域12に対して導電膜8の他の特定の領域にレーザスクライブ処理を施して所定のパターンの導電膜8を除去することにより、光電変換層6の表面を露出する他の第3スクライブ領域14が形成される。このようにして、第1スクライブ領域10、第2スクライブ領域12および第3スクライブ領域14によって接続ライン領域16が形成されることになる。
次に、図33および図34に示すように、導電膜8、光電変換層6および透明導電膜4の所定の領域にレーザスクライブ処理を施して所定パターンの導電膜8、光電変換層6および透明導電膜4を除去することにより、ガラス基板2の表面を露出する分離ライン領域18が形成される。このとき、レーザとして、裏面電極となる導電膜8から透明導電膜4までを除去することができるレーザが使用される。分離ライン領域18は、マスクを併用しながら数回向きを変えて導電膜8等にレーザスクライブ処理を施すことによって形成される。これにより、光電変換素子20が接続ライン領域16によって電気的に直列に接続されたストリングが形成されるとともに、隣り合うストリング同士が電気的に絶縁されることになる。
また、このとき、図16に示される集積ストリング21における2つのストリングを電気的に接続するための外部配線25a〜25dも同時に形成されることになる。すなわち、図16および図33に示すように、ストリング21aとストリング21hとはガラス基板2における最も外縁側に形成される外部配線25aによって電気的に接続され、また、ストリング21bとストリング21gとは、その外部配線25aよりも内側に形成される外部配線25bによって電気的に接続され、そして、ストリング21cとストリング21fとはその外部配線25bよりも内側に形成される外部配線25cによって接続され、さらに、ストリング21dとストリング21eとはその外部配線25cよりも内側に形成される外部配線25dによって接続されることになる。
次に、図35に示すように、ガラス基板2を対角線方向に2つに分断することにより外形形状が略三角形の集積型太陽電池1とされる。その後、ストリング21e〜21hにおいて直角三角形の直角を挟む二辺のうちの外部配線25a〜25dが形成されていない側の辺に対応する外縁の側にプラス電極22が形成され、ストリング21a〜21dにおいてその辺に対応する外縁の側にマイナス電極24が形成される。以上のようにして、それぞれ2つのストリングが電気的に接続された4つの集積ストリングを備えた集積型太陽電池1が完成する。
なお、図2あるいは図16に示す集積型太陽電池以外の集積型太陽電池についても、上述した製造方法を適用して、所定パターンの接続ライン領域および分離ライン領域を形成することによって、容易に製造することができる。
上述した集積型太陽電池とその製造方法では、複数の光電変換素子の電気的な接続を、ガラス基板に形成される接続ライン領域と分離ライン領域によって、付加的な部材を用いることなくガラス基板上において容易に行なうことができる。しかも、各光電変換素子は、一方向に延在する形成される分離ライン領域と、これと交差する他の方向に延在する接続ライン領域とによって区切られていることで、光電変換素子のそれぞれの形状が同じ形状になるとともに、その面積も同じになり、光電変換特性にばらつきがなくなって効率よく出力を取り出すことができる。
なお、今回開示された実施の形態は例示であって、これに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の実施の形態1に係る集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子のパターン形状の第1の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子のパターン形状の第2の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子のパターン形状の第3の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子のパターン形状の第4の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子のパターン形状の第5の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子のパターン形状の第6の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子のパターン形状の第7の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子のパターン形状の第8の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子のパターン形状の第9の例を示す平面図である。 同実施の形態において、図9に示す集積型太陽電池において分離ライン領域と接続ライン領域とが交差する部分を示す第1の平面図である。 同実施の形態において、図10に示す丸印内の部分を示す部分拡大斜視図である。 同実施の形態において、図9に示す集積型太陽電池において分離ライン領域と接続ライン領域とが交差する部分を示す第2の平面図である。 同実施の形態において、図12に示す丸印内の部分を示す部分拡大斜視図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子による集積ストリングにおけるストリングの配置と電流の向きの第1の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子による集積ストリングにおけるストリングの配置と電流の向きの第2の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子による集積ストリングにおけるストリングの配置と電流の向きの第3の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子による集積ストリングにおけるストリングの配置と電流の向きの第4の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子による集積ストリングにおけるストリングの配置と電流の向きの第5の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子による集積ストリングにおけるストリングの配置と電流の向きの第6の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子による集積ストリングにおけるストリングの配置と電流の向きの第7の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子による集積ストリングにおけるストリングの配置と電流の向きの第8の例を示す平面図である。 同実施の形態において、集積型太陽電池の外形形状に対応した光電変換素子による集積ストリングにおけるストリングの配置と電流の向きの第9の例を示す平面図である。 本発明の実施の形態2に係る集積型太陽電池の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図23に示す断面線XXIV−XXIVにおける断面図である。 同実施の形態において、図23に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図25に示す断面線XXVI−XXVIにおける断面図である。 同実施の形態において、図25に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図27に示す断面線XXVIII−XXVIIIにおける断面図である。 同実施の形態において、図27に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図29に示す断面線XXX−XXXにおける断面図である。 同実施の形態において、図29に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図31に示す断面線XXXII−XXXIIにおける断面図である。 同実施の形態において、図31に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図33に示す枠内の部分の構造を示す部分断面斜視図である。 同実施の形態において、図33に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
符号の説明
1 集積型太陽電池、2 ガラス基板、4 透明導電膜、6 光電変換層、8 裏面電極、10 第1スクライブライン領域、12 第2スクライブライン領域、14 第3スクライブライン領域、16 接続ライン領域、18 分離ライン領域、20 光電変換素子、21 集積ストリング、21a〜21h ストリング、22 プラス電極、24 マイナス電極、25a〜25d 外部配線、26 非発電領域、28 台形発電領域。

Claims (11)

  1. 複数の光電変換素子を有する太陽電池であって、
    所定の外形形状を有する透明絶縁基板と、
    前記透明絶縁基板の主表面上に形成され、光電変換素子を構成するための所定の層と、
    前記所定の層を、互いに間隔を隔てて一方向にそれぞれ延在して前記透明絶縁基板の表面を露出する複数の分離ライン領域と、互いに間隔を隔てて前記一方向と交差する他の方向にそれぞれ延在する複数の接続ライン領域とで区切ることによって形成された複数の光電変換素子と
    を備え、
    前記接続ライン領域によって隣り合う前記光電変換素子を電気的に直列に接続するとともに、直列に接続された前記光電変換素子を前記分離ラインによって分離することにより複数のストリングが形成され、複数の前記ストリングのうちの2つのストリングを電気的に接続した集積ストリングが複数形成され、
    複数の前記集積ストリングが電気的に並列に接続され
    前記透明絶縁基板の外周は、それぞれ直線状に延在する第1の外縁、前記第1の外縁とは平行でない第2の外縁および第3の外縁の少なくとも3つの外縁から構成され、
    前記分離ライン領域のそれぞれは、前記第1の外縁と略平行に配設されるとともに、前記接続ライン領域のそれぞれは、前記第2の外縁と略平行に配設され、
    前記分離ライン領域は前記接続ライン領域を横切る態様で配設された、太陽電池。
  2. 複数の前記集積ストリングのそれぞれでは、前記一つのストリングにおける前記光電変換素子の数と前記他のストリングにおける前記光電変換素子の数の和がいずれも同じに設定された、請求項1記載の太陽電池。
  3. 前記透明絶縁基板の外形形状は、前記第1の外縁、前記第2の外縁および前記第3の外縁からなる三角形である、請求項1または2に記載の太陽電池。
  4. 前記透明絶縁基板における前記第3の外縁の側では、前記分離ライン領域によって挟ま
    れた領域のそれぞれに、対応する前記接続ライン領域のそれぞれによって前記光電変換素子と電気的に接続され、前記光電変換素子の面積と同じ面積の台形状の他の光電変換素子が形成された、請求項3記載の太陽電池。
  5. 外形形状が四角形の他の透明絶縁基板と、
    前記他の透明絶縁基板に形成された複数の他の光電変換素子と
    を備え、
    前記透明絶縁基板に形成された前記複数の光電変換素子と、前記他の透明絶縁基板に形成された前記他の光電変換素子とを電気的に接続して前記透明絶縁基板と前記他の透明絶縁基板とを並設することにより、外形形状が台形とされた、請求項1〜のいずれかに記載の太陽電池。
  6. 前記光電変換素子のそれぞれの外形形状が三角形になるように、互いに間隔を隔てて前記第3の外縁と略平行に配設された複数の他の接続ライン領域を備えた、請求項記載の太陽電池。
  7. 前記分離ライン領域は、前記接続ライン領域と前記他の接続ライン領域とが交差する領域を除去する幅を有して前記透明絶縁基板の表面を露出するように形成された、請求項記載の太陽電池。
  8. 前記分離ライン領域は、前記接続ライン領域と前記他の接続ライン領域とが交差する領域を一方と他方とから挟み込むように位置して前記透明絶縁基板の表面を露出する1対の領域として形成された、請求項記載の太陽電池。
  9. 前記一つのストリングと前記他のストリングとは、前記分離ライン領域によってパターニングされることで前記透明絶縁基板上にて電気的に接続された、請求項1〜8のいずれかに記載の太陽電池。
  10. 複数の前記集積ストリングのそれぞれでは、前記一つのストリングを流れる電流の向きと、前記他の太陽ストリングを流れる電流の向きとが互いに反対方向となるように、前記一つのストリングと前記他のストリングとを配設することにより、前記一つのストリングと前記他のストリングとを電気的に接続するそれぞれの端子同士が前記透明絶縁基板における同じ外縁の側で接続された、請求項9記載の太陽電池。
  11. 透明絶縁基板の主表面上に第1導電層を形成する工程と、
    前記第1導電層上に光電変換層を形成する工程と、
    前記光電変換層上に第2導電層を形成する工程と、
    前記第1導電層、前記光電変換層および前記第2導電層のそれぞれにスクライブを行なうことにより、互いに間隔を隔てて一方向にそれぞれ延在する所定の接続ライン領域を形成する工程と、
    前記第2導電層、前記光電変換層および前記第1導電層に、互いに間隔を隔てて前記一方向とは交差する他の方向にそれぞれ延在し前記透明絶縁基板の表面を露出する分離ライン領域を形成する工程と
    を備え、
    前記透明絶縁基板として、外周が、それぞれ直線状に延在する第1の外縁、前記第1の外縁とは平行でない第2の外縁および第3の外縁の少なくとも3つの外縁から構成された透明絶縁基板が用いられ、
    前記接続ライン領域を形成する工程では、前記接続ライン領域は、前記第2の外縁と略平行に配設されて、前記分離ライン領域によって挟まれることになる領域に、前記第1導電層、前記光電変換層および前記第2導電層からなる光電変換素子を複数形成するとともに、隣接する前記光電変換素子同士を直列に接続したストリングを構成するように形成され、
    前記分離ライン領域を形成する工程では、前記分離ライン領域は、前記第1の外縁と略平行に配設されて前記接続ライン領域を横切り、複数の前記分離ライン領域によって挟まれることになる領域のそれぞれに形成される前記ストリングにより、一つのストリングと他のストリングとを電気的に接続した集積ストリングを複数形成するとともに、複数の前記集積ストリングが電気的に並列に接続されるように形成される、太陽電池の製造方法
JP2005039151A 2005-02-16 2005-02-16 太陽電池およびその製造方法 Expired - Fee Related JP4518973B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005039151A JP4518973B2 (ja) 2005-02-16 2005-02-16 太陽電池およびその製造方法
US11/884,357 US7902451B2 (en) 2005-02-16 2006-02-08 Solar cell and fabrication method thereof
EP06713281A EP1855325A4 (en) 2005-02-16 2006-02-08 SOLAR CELL AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
PCT/JP2006/302138 WO2006087951A1 (ja) 2005-02-16 2006-02-08 太陽電池およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005039151A JP4518973B2 (ja) 2005-02-16 2005-02-16 太陽電池およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006228876A JP2006228876A (ja) 2006-08-31
JP4518973B2 true JP4518973B2 (ja) 2010-08-04

Family

ID=36916359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005039151A Expired - Fee Related JP4518973B2 (ja) 2005-02-16 2005-02-16 太陽電池およびその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7902451B2 (ja)
EP (1) EP1855325A4 (ja)
JP (1) JP4518973B2 (ja)
WO (1) WO2006087951A1 (ja)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101675530B (zh) * 2007-05-14 2012-06-13 三菱电机株式会社 太阳能电池模块
WO2010068706A2 (en) * 2008-12-10 2010-06-17 Armageddon Energy, Inc. Solar panel configurations
KR101072073B1 (ko) * 2009-06-30 2011-10-10 엘지이노텍 주식회사 태양광 발전장치
KR20110018654A (ko) * 2009-08-18 2011-02-24 현대중공업 주식회사 태양전지의 단선용 트렌치 라인
US20100288335A1 (en) * 2009-10-02 2010-11-18 Sunlight Photonics Inc. Degradation-resistant photovoltaic devices
JP5030071B2 (ja) * 2009-11-25 2012-09-19 哲朗 井口 多角形型太陽電池モジュール
EP2352171A1 (de) * 2010-01-29 2011-08-03 Saint-Gobain Glass France Solarzellenanordnung und Dünnschichtsolarmodul, sowie Herstellungsverfahren hierfür
US8572836B2 (en) * 2010-04-19 2013-11-05 Sunpower Corporation Method of manufacturing a large-area segmented photovoltaic module
DE102010018548A1 (de) * 2010-04-28 2011-11-03 Signet Solar Gmbh Dünnschicht-Solarzellenmodul mit in Reihe geschalteten Solarzellen
DE202010013136U1 (de) 2010-12-16 2011-02-17 Malibu Gmbh & Co. Kg Dünnschicht-Photovoltaikmodul
WO2012097048A2 (en) * 2011-01-12 2012-07-19 Sunquest Vi, Inc. Solar collection system and solar collector therefor
JP5542074B2 (ja) * 2011-02-21 2014-07-09 三菱電機株式会社 太陽電池モジュール
JPWO2013179898A1 (ja) * 2012-05-29 2016-01-18 三菱電機株式会社 太陽電池モジュールとその製造方法および太陽電池モジュール製造管理装置
JP6180416B2 (ja) * 2012-08-10 2017-08-16 シャープ株式会社 太陽電池モジュール接合体及び太陽光発電装置
USD769808S1 (en) 2014-07-29 2016-10-25 Solaero Technologies Corp. Solar cell
JP6289725B2 (ja) * 2015-02-23 2018-03-07 三菱電機株式会社 太陽電池パネル
USD784253S1 (en) 2016-02-16 2017-04-18 Solaero Technologies Corp. Solar cell
US20170256661A1 (en) * 2016-03-02 2017-09-07 Solarcity Corporation Method of manufacturing photovoltaic panels with various geometrical shapes
USD784919S1 (en) 2016-07-06 2017-04-25 Solaero Technologies Corp. Mosaic solar cell
USD785560S1 (en) 2016-07-06 2017-05-02 Solaero Technologies Corp. Mosaic solar cell
USD784255S1 (en) 2016-07-18 2017-04-18 Solaero Technologies Corp. Mosaic solar cell
USD784256S1 (en) 2016-07-18 2017-04-18 Solaero Technologies Corp. Mosaic solar cell
AU201711746S (en) * 2016-09-26 2017-04-10 Solar Fluidics Pte Ltd Solar energy collecting apparatus
US9960302B1 (en) 2016-10-18 2018-05-01 Tesla, Inc. Cascaded photovoltaic structures with interdigitated back contacts
US10937915B2 (en) 2016-10-28 2021-03-02 Tesla, Inc. Obscuring, color matching, and camouflaging solar panels
WO2019168536A1 (en) 2017-03-01 2019-09-06 Tesla, Inc. System and method for packaging photovoltaic roof tiles
US10381973B2 (en) 2017-05-17 2019-08-13 Tesla, Inc. Uniformly and directionally colored photovoltaic modules
US11258398B2 (en) 2017-06-05 2022-02-22 Tesla, Inc. Multi-region solar roofing modules
US10734938B2 (en) 2017-07-21 2020-08-04 Tesla, Inc. Packaging for solar roof tiles
US10857764B2 (en) 2017-07-25 2020-12-08 Tesla, Inc. Method for improving adhesion between glass cover and encapsulant for solar roof tiles
US10978990B2 (en) 2017-09-28 2021-04-13 Tesla, Inc. Glass cover with optical-filtering coating for managing color of a solar roof tile
US10454409B2 (en) 2018-02-02 2019-10-22 Tesla, Inc. Non-flat solar roof tiles
USD842801S1 (en) * 2018-02-20 2019-03-12 Solaero Technologies Corp. Mosaic solar cell
US10862420B2 (en) 2018-02-20 2020-12-08 Tesla, Inc. Inter-tile support for solar roof tiles
US11190128B2 (en) 2018-02-27 2021-11-30 Tesla, Inc. Parallel-connected solar roof tile modules
US11431279B2 (en) 2018-07-02 2022-08-30 Tesla, Inc. Solar roof tile with a uniform appearance
US11245354B2 (en) 2018-07-31 2022-02-08 Tesla, Inc. Solar roof tile spacer with embedded circuitry
US11082005B2 (en) 2018-07-31 2021-08-03 Tesla, Inc. External electrical contact for solar roof tiles
US11245355B2 (en) 2018-09-04 2022-02-08 Tesla, Inc. Solar roof tile module
US11581843B2 (en) 2018-09-14 2023-02-14 Tesla, Inc. Solar roof tile free of back encapsulant layer
JP2020181905A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 シャープ株式会社 太陽電池モジュール
US11431280B2 (en) 2019-08-06 2022-08-30 Tesla, Inc. System and method for improving color appearance of solar roofs

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1074964A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜光電変換装置
JP2000021884A (ja) * 1998-07-07 2000-01-21 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子における配線形成方法
JP2000208804A (ja) * 1999-01-11 2000-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 三角形型集積化太陽電池モジュ―ル及びその製造方法
JP2001203380A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Misawa Homes Co Ltd 太陽電池モジュール及び太陽電池アレイ
JP2002083991A (ja) * 2000-09-07 2002-03-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽光発電システム及びその配線接続方法
JP2002111022A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2002522926A (ja) * 1998-08-11 2002-07-23 アストリウム・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 可撓性を有する折畳み可能な宇宙飛行体用の太陽発電機
JP2002305318A (ja) * 2001-04-05 2002-10-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽光発電システム
JP2003133572A (ja) * 2001-10-23 2003-05-09 Sharp Corp 太陽電池モジュール、太陽電池ストリングおよび太陽電池アレイ
JP2004530293A (ja) * 2001-03-21 2004-09-30 アルカテル 表面上に配分された電気端子を備えた太陽電池パネル

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3410315B2 (ja) 1996-04-22 2003-05-26 昭和シェル石油株式会社 三角形太陽電池モジュール及び該三角形太陽電池モジュールを用いた太陽電池アレイ
JP2003243688A (ja) 1996-04-22 2003-08-29 Showa Shell Sekiyu Kk 台形太陽電池モジュール及び太陽電池アレイ
JPH1065198A (ja) 1996-08-13 1998-03-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 直角三角形型太陽電池モジュール及びその製造方法
JPH11195803A (ja) * 1998-01-06 1999-07-21 Canon Inc 太陽電池モジュールアレイ
JP4216370B2 (ja) 1998-06-22 2009-01-28 昭和シェル石油株式会社 太陽電池モジュールの接続方法
JP3937654B2 (ja) * 1998-06-30 2007-06-27 キヤノン株式会社 太陽電池モジュール、その設置方法、ならびにそれを用いた太陽光発電装置および屋根
JP4000502B2 (ja) 1999-10-14 2007-10-31 富士電機ホールディングス株式会社 薄膜太陽電池モジュール
US7098395B2 (en) * 2001-03-29 2006-08-29 Kaneka Corporation Thin-film solar cell module of see-through type

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1074964A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜光電変換装置
JP2000021884A (ja) * 1998-07-07 2000-01-21 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子における配線形成方法
JP2002522926A (ja) * 1998-08-11 2002-07-23 アストリウム・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 可撓性を有する折畳み可能な宇宙飛行体用の太陽発電機
JP2000208804A (ja) * 1999-01-11 2000-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 三角形型集積化太陽電池モジュ―ル及びその製造方法
JP2001203380A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Misawa Homes Co Ltd 太陽電池モジュール及び太陽電池アレイ
JP2002083991A (ja) * 2000-09-07 2002-03-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽光発電システム及びその配線接続方法
JP2002111022A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2004530293A (ja) * 2001-03-21 2004-09-30 アルカテル 表面上に配分された電気端子を備えた太陽電池パネル
JP2002305318A (ja) * 2001-04-05 2002-10-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽光発電システム
JP2003133572A (ja) * 2001-10-23 2003-05-09 Sharp Corp 太陽電池モジュール、太陽電池ストリングおよび太陽電池アレイ

Also Published As

Publication number Publication date
US7902451B2 (en) 2011-03-08
JP2006228876A (ja) 2006-08-31
EP1855325A4 (en) 2011-04-20
EP1855325A1 (en) 2007-11-14
US20090126773A1 (en) 2009-05-21
WO2006087951A1 (ja) 2006-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4518973B2 (ja) 太陽電池およびその製造方法
CN110383678B (zh) 具有非垂直互连的可折叠光伏组件
JP3449155B2 (ja) 光電変換装置およびその製造方法
US20170179324A1 (en) High-efficiency low-cost solar panel with protection circuitry
JP2014060311A (ja) 太陽電池
WO2014057697A1 (ja) 集積型薄膜太陽電池モジュール
KR20200122394A (ko) 태양 전지 모듈, 유리 건축재 및 태양 전지 모듈의 제조 방법
JP2012134342A (ja) 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP4171959B2 (ja) 薄膜太陽電池の製造方法
WO2010109567A1 (ja) 光電変換装置、太陽電池モジュール、及び光電変換装置の製造方法
EP3516703B1 (en) Thin film photovoltaic module
JP2015053303A (ja) 太陽電池セル、太陽電池モジュール、および太陽電池セルの製造方法。
JPH07297436A (ja) 薄膜太陽電池サブモジュールおよび薄膜太陽電池モジュール
JPH07321355A (ja) 薄膜太陽電池およびその製造方法
JPH0711475Y2 (ja) 太陽電池セル
WO2018056091A1 (ja) 光起電力装置、移動体および光起電力装置の製造方法
JP2001111084A (ja) 薄膜太陽電池モジュール
JP2001077395A (ja) 太陽電池モジュール
JP2000323732A (ja) 薄膜太陽電池とその製造方法
WO2024019041A1 (ja) 太陽電池モジュール
US11888077B2 (en) Photovoltaic module with back contact foil
WO2012039332A1 (ja) バイパスダイオード装置及びその検査方法、並びに、フィルムダイオード装置の製造方法
JP2021163780A (ja) 太陽電池セル、太陽電池モジュール及び太陽電池セル製造方法
JP2013251286A (ja) バイパスダイオード装置及びその検査方法
JP2021136280A (ja) 配線シート、配線シート付き太陽電池セル、および太陽電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070302

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090907

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20091027

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100127

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20100308

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100511

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100518

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130528

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees