JP4518973B2 - 太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
Claims (11)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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1〜4のいずれかに記載の太陽電池。 - 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3記載の太陽電池。
- 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6記載の太陽電池。
- 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6記載の太陽電池。
- 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。
- 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。
- 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。
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