JP5209017B2 - 薄膜太陽電池および薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents

薄膜太陽電池および薄膜太陽電池の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、薄膜太陽電池および薄膜太陽電池の製造方法に関する。
太陽光のエネルギを直接電気エネルギに変換する太陽電池の種類としては各種のものが実用化されている。なかでも、アモルファスシリコン薄膜または微結晶シリコン薄膜を用いた薄膜太陽電池は、低温プロセスおよび大面積化が容易であるという特徴から低コストで製造可能であるため開発が進められている。
図１０に、従来の特許文献１（ＷＯ２００８／１５２８６５号公報）に記載の薄膜太陽電池の一例の模式的な断面図を示す。薄膜太陽電池１００は、透光性絶縁基板１０１上に、透明導電膜１０２、アモルファスシリコン薄膜からなる光電変換層１０３および裏面電極層１０４がこの順序で積層された構成を有している。
透明導電膜１０２は、光電変換層１０３で埋められた分離ライン１０５，１０５ａによって短冊状に分離されており、光電変換層１０３および裏面電極層１０４は分離ライン１０７によって短冊状に分離されている。そして、レーザ光等を用いたパターンニングによって光電変換層１０３が除去された部分であるコンタクトライン１０６を介して隣り合うセル１１０が電気的に直列に接続されてセルストリング１１１が構成されている。
セル１１０の直列接続方向におけるセルストリング１１１の裏面電極層１０４の表面の両端にはそれぞれ導電性テープ１０８を介してバスバー１０９が設置されている。
以下、図１０に示す従来の薄膜太陽電池１００の製造方法について説明する。まず、透光性絶縁基板１０１上に透明導電膜１０２を積層する。次に、レーザスクライブ法によって、透明導電膜１０２を短冊状に除去して分離ライン１０５，１０５ａを形成する。
次に、プラズマＣＶＤ法により、分離ライン１０５，１０５ａで短冊状に分離された透明導電膜１０２を覆うようにアモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層を順次積層して光電変換層１０３を形成する。その後、レーザスクライブ法により光電変換層１０３を短冊状に除去してコンタクトライン１０６を形成する。
次に、光電変換層１０３を覆うようにして裏面電極層１０４を積層する。これにより、コンタクトライン１０６が裏面電極層１０４で埋められる。
次に、レーザスクライブ法によって、光電変換層１０３および裏面電極層１０４を分離する分離ライン１０７を形成する。これにより、透光性絶縁基板１０１上において、透明導電膜１０２、光電変換層１０３および裏面電極層１０４がこの順序で積層されてなるセル１１０の複数が電気的に直列に接続されたセルストリング１１１が形成される。セル１１０の電気的な接続は、隣り合うセル１１０の一方のセル１１０の透明導電膜１０２と、他方のセル１１０の裏面電極層１０４とをコンタクトライン１０６を通して接触させることにより行なわれている。
その後、裏面電極層１０４の表面のセル１１０の直列接続方向の両端にそれぞれ導電性テープ１０８を貼り付けた後にバスバー１０９を設置する。これにより、従来の薄膜太陽電池１００が作製される。
ＷＯ２００８／１５２８６５号公報
薄膜太陽電池１００の周縁部分においては、安全性の観点から、漏電しないように絶縁領域を設けている。
そのため、薄膜太陽電池１００の周縁部分の所定の領域においては、透明導電膜１０２、光電変換層１０３および裏面電極層１０４が除去されて透光性絶縁基板１０１の表面が露出した領域である絶縁領域１１２が設けられる。
しかしながら、薄膜太陽電池１００においては、絶縁領域１１２の形成ために、透明導電膜１０２、光電変換層１０３および裏面電極層１０４を研磨により除去した後に、透光性絶縁基板１０１の表面を洗浄しなければならず、薄膜太陽電池１００の製造コストが高くなるという問題があった。
また、上述した研磨および洗浄を用いた方法の代わりに、透明導電膜１０２、光電変換層１０３および裏面電極層１０４にレーザ光を照射して、これらの層を一度に除去して絶縁領域１１２を形成する方法（レーザスクライブ法）も用いられている。レーザスクライブ法によれば、研磨および洗浄を用いた方法よりも効率的に絶縁領域１１２を形成することができることから、薄膜太陽電池１００の製造コストを低減することができる。
レーザスクライブ法を用いた場合には、たとえば図１１に記載の模式的拡大断面図に示すように、レーザ光１１４の照射により蒸散した透明導電膜１０２の一部が光電変換層１０３に付着してしまい、これがリークパスとなって、そのリークパスに電流が流れ、薄膜太陽電池１００の出力が低下してしまう。
そのため、薄膜太陽電池１００においては、図１０に示すように、セル１１０の直列接続方向の端部に位置するセル１１０の透明導電膜１０２に分離ライン１０５ａを形成している。これにより、バスバー１０９の下方の領域については発電が行なわれない無効領域１１３として、リークパスによる薄膜太陽電池１００の出力の低下を抑制している。
しかしながら、薄膜太陽電池１００のバスバー１０９の下方の領域をすべて無効領域１１３とした場合には、薄膜太陽電池１００全体としての発電領域を広くすることができず、出力が不十分になるという問題があった。
そこで、上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、端部のリークを防止し、かつ有効発電領域を広く設けることで出力を向上することができる薄膜太陽電池および薄膜太陽電池の製造方法を提供することにある。
本発明は、透明絶縁基板上に透明電極層と光電変換層と裏面電極層とが積層されたセルを設け、複数のセルを直列に接続してセルストリングを構成し、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの裏面電極層上にバスバーが配置され、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルは、セルストリングの直列接続方向端部の発電領域であり、透明電極層の直列接続方向端部上に光電変換層を有し、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの光電変換層と透明電極層の直列接続方向端部上の光電変換層とが分離されている薄膜太陽電池であって、平面視において、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの裏面電極層の直列接続方向端部と、透明電極層の直列接続方向端部とが重ならず、バスバーと、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの透明電極層とが、少なくとも一部重なる、薄膜太陽電池である。
さらに、本発明は、透明絶縁基板上に積層された透明電極層を分離する第１の分離溝を形成する工程と、第１の分離溝が形成された透明電極層上に光電変換層を積層する工程と、光電変換層を分離するコンタクトラインを形成する工程と、コンタクトラインが形成された光電変換層に裏面電極層を積層する工程と、光電変換層および裏面電極層を分離する第２の分離溝を形成することによって直列に接続された複数のセルを含むセルストリングを形成する工程と、透明絶縁基板の周縁に位置する、透明電極層、光電変換層および裏面電極層をレーザ光の照射により除去する工程と、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの裏面電極層上にバスバーを配置する工程と、を含み、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルは、セルストリングの直列接続方向端部の発電領域であり、除去する工程は、透明電極層の直列接続方向端部上に光電変換層が位置するように行なわれ、配置する工程は、平面視において、バスバーが、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの透明電極層と少なくとも一部重なるようにして行なわれ、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの光電変換層と透明電極層の直列接続方向端部上の光電変換層とを分離する工程をさらに含む、薄膜太陽電池の製造方法である。
また、本発明は、透明絶縁基板上に積層された透明電極層を分離する第１の分離溝を形成する工程と、第１の分離溝が形成された透明電極層上に光電変換層を積層する工程と、光電変換層を分離するコンタクトラインを形成する工程と、コンタクトラインが形成された光電変換層に裏面電極層を積層する工程と、光電変換層および裏面電極層を分離する第２の分離溝を形成することによって直列に接続された複数のセルを含むセルストリングを形成する工程と、透明絶縁基板の周縁に位置する、透明電極層、光電変換層および裏面電極層をレーザ光の照射により除去する工程と、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの裏面電極層上にバスバーを配置する工程と、を含み、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルは、セルストリングの直列接続方向端部の発電領域であり、除去する工程は、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの透明電極層の直列接続方向端部上に光電変換層が位置するとともに、平面視において、裏面電極層の直列接続方向端部とセルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの透明電極層の直列接続方向端部とが重ならないように行なわれ、配置する工程は、平面視において、バスバーが、セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの透明電極層と少なくとも一部重なるようにして行なわれ、除去する工程においては、透明電極層の直列接続方向の最端に位置する第１の分離溝よりも外側に透明電極層を残さないようにして、透明電極層、光電変換層および裏面電極層を除去する、薄膜太陽電池の製造方法である。
本発明によれば、端部のリークを防止し、かつ有効発電領域を広く設けることで出力を向上することができる薄膜太陽電池および薄膜太陽電池の製造方法を提供することができる。
実施の形態１の薄膜太陽電池のセルの直列接続方向端部の模式的な断面図である。 （ａ）は図１に示す実施の形態１の薄膜太陽電池の端部セル近傍の模式的な拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す端部セル近傍の模式的な拡大平面図である。 （ａ）〜（ｈ）は、実施の形態１の薄膜太陽電池の製造方法の一例について図解する模式的な断面図である。 実施の形態２の薄膜太陽電池のセルの直列接続方向端部の模式的な断面図である。 （ａ）は図４に示す実施の形態２の薄膜太陽電池の端部セル近傍の模式的な拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す端部セル近傍の模式的な拡大平面図である。 （ａ）〜（ｈ）は、実施の形態２の薄膜太陽電池の製造方法の一例について図解する模式的な断面図である。 実施の形態３の薄膜太陽電池のセルの直列接続方向端部の模式的な断面図である。 （ａ）は図７に示す実施の形態３の薄膜太陽電池の端部セル近傍の模式的な拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す端部セル近傍の模式的な拡大平面図である。 （ａ）〜（ｈ）は、実施の形態３の薄膜太陽電池の製造方法の一例について図解する模式的な断面図である。 従来の特許文献１に記載の薄膜太陽電池の一例の模式的な断面図である。 レーザ光の照射により蒸散した透明導電膜の一部の光電変換層への付着を図解する模式的な拡大断面図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
（実施の形態１）
図１に、実施の形態１の薄膜太陽電池のセルの直列接続方向（以下、単に「直列接続方向」ということもある。）端部の模式的な断面図を示す。実施の形態１の薄膜太陽電池は、透明絶縁基板１と、透明絶縁基板１上に設けられたセルストリング１１と、を備えている。
セルストリング１１は、電気的に直列に接続された複数のセル１０を含むとともに、セルストリング１１を構成する端部のセルとして端部セル１０ａを含んでいる。
セル１０および端部セル１０ａは、それぞれ、透明絶縁基板１側から順次積層された、透明電極層２と、光電変換層３と、裏面電極層４と、を含んでいる。
透明電極層２は第１の分離溝５によって分離されてセルごとに透明電極層２を有する構成となっている。
光電変換層３および裏面電極層４は、それぞれ、第２の分離溝７によって分離されてセルごとに光電変換層３および裏面電極層４を有する構成となっている。
セル１０の透明電極層２はそのセル１０に隣り合うセル１０の裏面電極層４とコンタクトライン６を通して電気的に接続されており、これによりセル１０同士が直列接続方向に順次電気的に直列に接続されてセルストリング１１が形成される。なお、セルストリング１１の直列接続方向端部においては、端部セル１０ａの透明電極層２が、端部セル１０ａに隣り合うセル１０の裏面電極層４とコンタクトライン６を通して電気的に接続されることによって、端部セル１０ａと端部セル１０ａに隣り合うセル１０とが電気的に直列に接続されている。
端部セル１０ａの裏面電極層４上には導電性部材からなるバスバー９が配置されており、バスバー９は端部セル１０ａの透明電極層２の上方に位置している。バスバー９は、薄膜太陽電池で発電した電力を外部に取り出すために設けられており、端部セル１０ａの裏面電極層４と電気的に接続されている。
直列接続方向における端部セル１０ａの光電変換層３のさらに外側には、光電変換層３と裏面電極層４との積層体１３が配置されており、積層体１３は端部セル１０ａの透明絶縁基板１上に設けられた透明電極層２上に設けられている。すなわち、透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上に光電変換層３が位置している。
端部セル１０ａの光電変換層３と、積層体１３の光電変換層３とは、周縁溝７ａを挟んで、互いに離れて配置されており、端部セル１０ａの裏面電極層４と、積層体１３の裏面電極層４とは、周縁溝７ａを挟んで、互いに離れて配置されている。すなわち、セルストリング１１を構成する端部セル１０ａの光電変換層３とセルストリング１１端部の透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上の光電変換層３とが分離されている。
直列接続方向における積層体１３のさらに外側には透明絶縁基板１の表面が露出した領域である絶縁領域１２が設けられている。
図２（ａ）に図１に示す実施の形態１の薄膜太陽電池の端部セル近傍の模式的な拡大断面図を示し、図２（ｂ）に図２（ａ）に示す端部セル近傍の模式的な拡大平面図を示す。
図２（ｂ）に示す平面視において、実施の形態１の薄膜太陽電池においては、セルストリング１１端部の裏面電極層４の直列接続方向端部４ａと、セルストリング１１端部の透明電極層２の直列接続方向端部２ａと、が重なっていない。また、図２（ｂ）に示す平面視において、バスバー９と、端部セル１０ａの透明電極層２とが、少なくとも一部重なっている。
以下、図３（ａ）〜図３（ｈ）の模式的断面図を参照して、実施の形態１の薄膜太陽電池の製造方法の一例について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、透明絶縁基板１上に透明電極層２を積層する。透明絶縁基板１としては、たとえばガラス基板などを用いることができる。透明電極層２としては、たとえばＳｎＯ2（酸化スズ）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＺｎＯ（酸化亜鉛）からなる層等を用いることができる。透明電極層２の形成方法は特に限定されず、たとえば従来から公知の熱ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法またはイオンプレーティング法などを用いることができる。なお、透明絶縁基板１上に透明電極層２を積層する代わりに、透明電極層２が予め積層された透明絶縁基板１を用いてもよい。
次に、図３（ｂ）に示すように、透明電極層２を短冊状に分離する第１の分離溝５を形成する。
第１の分離溝５は、たとえば、透明絶縁基板１側から透明電極層２に対して、直列接続方向に直交する方向にレーザ光を移動しながら照射して透明電極層２を短冊状に除去することによって形成することができる。
第１の分離溝５の形成に用いられるレーザ光としては、たとえばＹＡＧ（Yttrium Aluminum garnet）レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）またはＹＶＯ4（Yttrium Orthovanadate）レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）などを用いることができる。
次に、図３（ｃ）に示すように、第１の分離溝５が形成された透明電極層２上に光電変換層３を積層する。光電変換層３は、第１の分離溝５を埋めるようにして、たとえばプラズマＣＶＤ法により積層することができる。光電変換層３は、たとえば、透明電極層２側からアモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順序で積層した後に、微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順序で積層することによって形成することができる。
光電変換層３としては、たとえばアモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構造、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構造と微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構造とを組み合わせたタンデム構造、またはアモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構造と微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構造との間にＺｎＯ等からなる中間層が挿入された構造などを用いることができる。また、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層およびｉ層と微結晶シリコン薄膜からなるｎ層とを組み合わせた構造のように、ｐ層、ｉ層およびｎ層のうち少なくとも１層をアモルファスシリコン薄膜から構成し、残りの層を微結晶シリコン薄膜から構成して、ｐ層、ｉ層およびｎ層にアモルファスシリコン薄膜からなる層と微結晶シリコン薄膜からなる層とを混在させてもよい。
アモルファスシリコン薄膜としては、シリコンの未結合手（ダングリングボンド）が水素で終端された水素化アモルファスシリコン系半導体（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなる薄膜を用いることができ、微結晶シリコン薄膜としてはシリコンの未結合手（ダングリングボンド）が水素で終端された水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなる薄膜を用いることができる。
光電変換層３の厚みは、たとえば２００ｎｍ以上５μｍ以下とすることができる。
また、上記においては、光電変換層３の形成方法としてプラズマＣＶＤ法を採用した場合について説明したが、光電変換層３の形成方法は特に限定されるものではない。
次に、図３（ｄ）に示すように、光電変換層３を短冊状に分離するようにコンタクトライン６を形成する。
コンタクトライン６は、たとえば、透明絶縁基板１側から光電変換層３に対して、直列接続方向に直交する方向にレーザ光を移動しながら照射して光電変換層３を短冊状に除去することによって形成することができる。なお、コンタクトライン６は第１の分離溝５とは重複しない位置に形成される。
コンタクトライン６の形成に用いられるレーザ光としては、たとえばＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）またはＹＶＯ4レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）などを用いることができる。
次に、図３（ｅ）に示すように、コンタクトライン６が形成された光電変換層３上に裏面電極層４を積層する。裏面電極層４は、たとえばスパッタリング法などにより積層することができる。
裏面電極層４の構成は特に限定されないが、たとえば、透明絶縁基板１側からＺｎＯ等の透明導電膜と銀またはアルミニウム等の金属薄膜とがこの順序に積層された積層体などを用いることができる。ここで、透明導電膜の厚みはたとえば２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができ、金属薄膜の厚みはたとえば１００ｎｍ以上１μｍ以下とすることができる。
また、裏面電極層４としては、たとえば、単層または複数層の金属薄膜のみを用いてもよい。
しかしながら、裏面電極層４としては、上記のように、透明絶縁基板１側から透明導電膜と金属薄膜とをこの順序で積層した積層体を用いることが好ましい。この場合には、金属薄膜から光電変換層３に金属原子が拡散するのを防止することができ、さらには裏面電極層４による太陽光の反射率を向上することができる傾向にある。
次に、図３（ｆ）に示すように、光電変換層３および裏面電極層４を分離する第２の分離溝７を形成する。これにより、セル１０および端部セル１０ａが直列接続方向に電気的に直列に接続されてなるセルストリング１１が形成される。また、セルストリング１１の周縁を取り囲む周縁溝７ａが形成される。
第２の分離溝７は、たとえば、透明絶縁基板１側から光電変換層３および裏面電極層４に対して、直列接続方向に直交する方向にレーザ光を移動しながら照射して光電変換層３および裏面電極層４を短冊状に除去することによって形成することができる。
周縁溝７ａは、たとえば、透明絶縁基板１側から光電変換層３および裏面電極層４に対して、直列接続方向および直列接続方向に直交する方向にそれぞれレーザ光を移動しながら照射してセルストリング１１の周縁を取り囲むように光電変換層３および裏面電極層４を短冊状に除去することによって形成することができる。
第２の分離溝７および周縁溝７ａの形成に用いられるレーザ光としては、たとえばＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）またはＹＶＯ4レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）などを用いることができる。
次に、図３（ｇ）に示すように、絶縁領域１２および積層体１３を形成する。絶縁領域１２および積層体１３は、たとえば、透明絶縁基板１の周縁に位置する、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４をレーザ光の照射により除去することによって形成することができる。
絶縁領域１２および積層体１３の形成は、周縁溝７ａから外側に所定の距離を空けて位置する、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４にレーザ光を照射し、レーザ光の照射部分の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を除去することによって行なうことができる。
すなわち、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４の除去部分が絶縁領域１２となり、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４の非除去部分が積層体１３となる。
上記のレーザ光の照射による除去工程は、透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上に光電変換層３が位置するとともに、図２（ｂ）に示す平面視において、セルストリング１１端部の裏面電極層４の直列接続方向端部４ａとセルストリング１１端部の透明電極層２の直列接続方向端部２ａとが重ならないようにして行なわれる。
絶縁領域１２および積層体１３の形成に用いられるレーザ光としては、たとえばＹＡＧレーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）またはＹＶＯ4レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）などを用いることができる。
絶縁領域１２および積層体１３の形成時におけるレーザ光の照射により蒸散した透明電極層２の一部は、積層体１３の光電変換層３等の側面に付着するため、端部セル１０ａの光電変換層３の側面への透明電極層２の付着を抑制することができる。
したがって、積層体１３を残すように絶縁領域１２を設けることによって、端部セル１０ａの光電変換層３の側面に付着した透明電極層２がリークパスになることによる薄膜太陽電池の出力の低下を抑制することができる。
次に、図３（ｈ）に示すように、端部セル１０ａの裏面電極層４上にバスバー９を配置することによって実施の形態１の薄膜太陽電池を製造することができる。なお、バスバー９の配置工程は、図２（ｂ）に示す平面視において、バスバー９が、端部セル１０ａの透明電極層２と少なくとも一部重なるようにして行なわれる。
その後、たとえば、裏面電極層４の表面上にＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）シートを設置し、ＥＶＡシート上にＰＥＴ（ポリエステル）／Ａｌ（アルミニウム）／ＰＥＴの３層積層フィルムからなる保護フィルムを設置した後に、透明絶縁基板１と保護フィルムとの間に圧力を加えながら加熱することによって、実施の形態１の薄膜太陽電池をＥＶＡ中に封止してもよい。
上記のようにして製造された実施の形態１の薄膜太陽電池においては、その製造過程において、レーザ光の照射により蒸散した透明電極層２の端部セル１０ａの光電変換層３の側面への付着を抑制できるため、端部セル１０ａのバスバー９の下方の領域に透明電極層２を分離する分離溝を設けて無効領域を形成する必要がない。そのため、実施の形態１の薄膜太陽電池においては、従来の特許文献１に記載の薄膜太陽電池と比べて、発電領域を広く設けることができるため、出力を向上することができる。
（実施の形態２）
図４に、実施の形態２の薄膜太陽電池のセルの直列接続方向端部の模式的な断面図を示す。図５（ａ）に図４に示す実施の形態２の薄膜太陽電池の端部セル近傍の模式的な拡大断面図を示し、図５（ｂ）に図５（ａ）に示す端部セル近傍の模式的な拡大平面図を示す。
実施の形態２の薄膜太陽電池においては、図４および図５（ａ）に示す破線１５よりも左側の領域が端部セル１０ａとなり、図４および図５（ａ）に示す破線１５よりも右側の領域が積層体１３となる。すなわち、実施の形態２の薄膜太陽電池は、セルストリング１１の端部セル１０ａの光電変換層３と積層体１３とが接する構成を有している。
ここで、積層体１３は、透明絶縁基板１上に設けられた光電変換層３と、光電変換層３上に設けられた裏面電極層４と、を含んでいる。また、積層体１３は、端部セル１０ａの透明電極層２の直列接続方向端部２ａと間隔を空けて配置された透明電極層２ｂを含んでいる。
実施の形態２の薄膜太陽電池においては、端部セル１０ａの透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上には、裏面電極層４の直列接続方向端部４ａが位置していない。また、端部セル１０ａの透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上には光電変換層３が位置している。また、端部セル１０ａの透明電極層２の直列接続方向端部２ａが光電変換層３で覆われている。
以下、図６（ａ）〜図６（ｈ）の模式的断面図を参照して、実施の形態２の薄膜太陽電池の製造方法の一例について説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、透明絶縁基板１上に透明電極層２を積層する。次に、図６（ｂ）に示すように、透明電極層２を短冊状に分離する第１の分離溝５，５ａを形成する。
第１の分離溝５ａも、たとえば、透明絶縁基板１側から透明電極層２に対して、直列接続方向に直交する方向にレーザ光を移動しながら照射して透明電極層２を短冊状に除去することによって形成することができる。
第１の分離溝５ａの形成に用いられるレーザ光としては、たとえばＹＡＧレーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）またはＹＶＯ4レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）などを用いることができる。
次に、図６（ｃ）に示すように、第１の分離溝５，５ａが形成された透明電極層２上に光電変換層３を積層する。次に、図６（ｄ）に示すように、光電変換層３を短冊状に分離するようにコンタクトライン６を形成する。
次に、図６（ｅ）に示すように、コンタクトライン６が形成された光電変換層３上に裏面電極層４を積層する。次に、図６（ｆ）に示すように、光電変換層３および裏面電極層４を分離する第２の分離溝７を形成する。
次に、図６（ｇ）に示すように、絶縁領域１２および積層体１３を形成する。絶縁領域１２および積層体１３は、たとえば、第１の分離溝５ａから直列接続方向の外側に所定の距離を空けて位置する、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を直列接続方向と直交する方向にレーザ光の照射により除去することによって形成することができる。ここで、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４の除去は、透明電極層２の直列接続方向の最端に位置する第１の分離溝５ａよりも外側に一部の透明電極層２ｂを残すようにして、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を除去することにより行なわれる。
絶縁領域１２および積層体１３の形成は、第１の分離溝５ａから直列接続方向の外側に所定の距離を空けて位置する、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４にレーザ光を照射し、レーザ光の照射部分の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を除去することによって行なうことができる。
すなわち、第１の分離溝５ａの端部セル１０ａ側の端から直列接続方向の外側の領域において、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４の除去部分が絶縁領域１２となり、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４の非除去部分が積層体１３となる。
このとき、レーザ光の照射により蒸散した透明電極層２の一部は、積層体１３の光電変換層３等の側面に付着するため、端部セル１０ａの光電変換層３の側面への透明電極層２の付着を防止することができる。
そのため、絶縁領域１２とともに積層体１３を設けることによって、端部セル１０ａの光電変換層３の側面に付着した透明電極層２がリークパスになることによる薄膜太陽電池の出力の低下を抑制することができる。
次に、図６（ｈ）に示すように、端部セル１０ａの裏面電極層４上にバスバー９を配置することによって実施の形態２の薄膜太陽電池を製造することができる。
上記のようにして製造された実施の形態２の薄膜太陽電池においては、その製造過程において、レーザ光の照射により蒸散した透明電極層２の端部セル１０ａの光電変換層３の側面への付着を端部セル１０ａの側面に接するようにして設けられた積層体１３により防止できるため、端部セル１０ａのバスバー９の下方の領域に透明電極層２を分離する分離溝を設けて無効領域を形成する必要がない。そのため、実施の形態２の薄膜太陽電池においては、従来の特許文献１に記載の薄膜太陽電池と比べて、発電領域を広く設けることができるため、出力を向上することができる。
本実施の形態における上記以外の説明は、実施の形態１と同様であるため、ここではその説明については省略する。
（実施の形態３）
図７に、実施の形態３の薄膜太陽電池のセルの直列接続方向端部の模式的な断面図を示す。図８（ａ）に図７に示す実施の形態３の薄膜太陽電池の端部セル近傍の模式的な拡大断面図を示し、図８（ｂ）に図８（ａ）に示す端部セル近傍の模式的な拡大平面図を示す。
実施の形態３の薄膜太陽電池においては、積層体１３は、端部セル１０ａの透明電極層２の直列接続方向端部２ａと離れて設置された透明電極層を含んでおらず、透明絶縁基板１に接して設けられた光電変換層３と、光電変換層３に接して設けられた裏面電極層４とのみからなっている。
また、実施の形態３の薄膜太陽電池においては、図７および図８（ａ）に示す破線１５よりも左側の領域が端部セル１０ａとなり、図７および図８（ａ）に示す破線１５よりも右側の領域が積層体１３となる。すなわち、実施の形態３の薄膜太陽電池も、セルストリング１１の端部セル１０ａの光電変換層３と、積層体１３とが接する構成を有している。
また、実施の形態３の薄膜太陽電池においては、端部セル１０ａの透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上には、裏面電極層４の直列接続方向端部４ａが位置していない。また、端部セル１０ａの透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上には光電変換層３が位置している。さらに、端部セル１０ａの透明電極層２の直列接続方向端部２ａが光電変換層３で覆われている。
以下、図９（ａ）〜図９（ｈ）の模式的断面図を参照して、実施の形態３の薄膜太陽電池の製造方法の一例について説明する。
まず、図９（ａ）に示すように、透明絶縁基板１上に透明電極層２を積層する。次に、図９（ｂ）に示すように、透明電極層２を短冊状に分離する第１の分離溝５，５ａを形成する。
次に、図９（ｃ）に示すように、第１の分離溝５，５ａが形成された透明電極層２上に光電変換層３を積層する。次に、図９（ｄ）に示すように、光電変換層３を短冊状に分離するようにコンタクトライン６を形成する。
次に、図９（ｅ）に示すように、コンタクトライン６が形成された光電変換層３上に裏面電極層４を積層する。次に、図９（ｆ）に示すように、光電変換層３および裏面電極層４を分離する第２の分離溝７を形成する。ここまでの工程は、実施の形態２と同様である。
次に、図９（ｇ）に示すように、絶縁領域１２および積層体１３を形成する。絶縁領域１２および積層体１３は、たとえば、第１の分離溝５ａから直列接続方向の外側に所定の距離を空けて位置する、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を直列接続方向と直交する方向にレーザ光の照射により除去することによって形成することができる。ここで、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４の除去は、透明電極層２の直列接続方向の最端に位置する第１の分離溝５ａよりも外側に透明電極層２を残さないようにして行なわれる。
絶縁領域１２および積層体１３の形成は、第１の分離溝５ａから直列接続方向の外側に位置する、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４にレーザ光を照射し、レーザ光の照射部分の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を除去することによって行なうことができる。
この場合にも、レーザ光の照射により蒸散した透明電極層２の一部は、積層体１３の光電変換層３等の側面に付着するため、端部セル１０ａの光電変換層３の側面への透明電極層２の付着を防止することができる。
そのため、絶縁領域１２とともに積層体１３を設けることによって、端部セル１０ａの光電変換層３の側面に付着した透明電極層２がリークパスになることによる薄膜太陽電池の出力の低下を抑制することができる。
次に、図９（ｈ）に示すように、端部セル１０ａの裏面電極層４上にバスバー９を配置することによって実施の形態３の薄膜太陽電池を製造することができる。
上記のようにして製造された実施の形態３の薄膜太陽電池においては、その製造過程において、レーザ光の照射により蒸散した透明電極層２の端部セル１０ａの光電変換層３の側面への付着を端部セル１０ａの側面に接するようにして設けられた積層体１３により防止できるため、端部セル１０ａのバスバー９の下方の領域に透明電極層２を分離する分離溝を設けて無効領域を形成する必要がない。そのため、実施の形態３の薄膜太陽電池においても、従来の特許文献１に記載の薄膜太陽電池と比べて、発電領域を広く設けることができるため、出力を向上することができる。
本実施の形態における上記以外の説明は、実施の形態１および実施の形態２と同様であるため、ここではその説明については省略する。
＜実施例１＞
まず、図３（ａ）に示すように、ＳｎＯ2からなる透明電極層２が形成された幅５６０ｍｍ×長さ９２５ｍｍの矩形状の表面を有するガラス基板からなる透明絶縁基板１を用意した。
次に、透明絶縁基板１側からＹＡＧレーザ光の基本波を直列接続方向と直交する方向に移動しながら照射することによって、図３（ｂ）に示すように、透明電極層２を短冊状に除去して、１本当たり０．０８ｍｍの幅の第１の分離溝５を５０本形成した。ここで、第１の分離溝５は、セルストリングの形成領域のみ、隣り合う第１の分離溝５間の距離が等間隔となるように形成された。そして、透明絶縁基板１について、純水により超音波洗浄を行なった。
次に、プラズマＣＶＤ法により、ボロンがドープされた水素化アモルファスシリコン系半導体（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｐ層、ノンドープの水素化アモルファスシリコン系半導体（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｉ層およびリンがドープされた水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｎ層ならびに水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｐ層、水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｉ層および水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｎ層をこの順序で形成することによって、図３（ｃ）に示すように、光電変換層３を積層した。
次に、透明絶縁基板１側から、ＹＡＧレーザ光の第２高調波を直列接続方向と直交する方向に移動しながら透明電極層２にダメージを与えない強度で照射することによって、光電変換層３の一部を短冊状に除去し、図３（ｄ）に示すように、コンタクトライン６を形成した。
次に、ＺｎＯからなる透明導電膜および銀からなる金属薄膜をスパッタリング法により順次積層することによって、図３（ｅ）に示すように、裏面電極層４を形成した。
次に、透明絶縁基板１側からＹＡＧレーザ光の第２高調波を透明電極層２にダメージを与えない強度で照射することによって、光電変換層３および裏面電極層４の一部を短冊状に除去し、図３（ｆ）に示すように、第２の分離溝７および周縁溝７ａを形成した。これにより、セル１０および端部セル１０ａが直列接続方向に電気的に直列に接続されてなるセルストリング１１が形成された。
第２の分離溝７は、透明絶縁基板１側から光電変換層３および裏面電極層４に対して、直列接続方向に直交する方向にＹＡＧレーザ光の第２高調波を移動しながら照射して光電変換層３および裏面電極層４を短冊状に除去することによって形成した。
周縁溝７ａは、透明絶縁基板１側から光電変換層３および裏面電極層４に対して、直列接続方向および直列接続方向に直交する方向にそれぞれＹＡＧレーザ光の第２高調波を移動しながら照射してセルストリング１１の周縁を取り囲むように光電変換層３および裏面電極層４を短冊状に除去することによって形成した。
次に、透明絶縁基板１側から直列接続方向と直交する方向にＹＡＧレーザ光の基本波を移動しながら照射することによって、図３（ｇ）に示すように、周縁溝７ａよりも外側の領域の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を短冊状に除去し、周縁溝７ａの外側に直列接続方向と直交する方向に伸長する幅１ｍｍの光電変換層３と裏面電極層４との積層体１３を透明絶縁基板１上に形成するとともに、積層体１３の外側に、直列接続方向と直交する方向に伸長する幅１０ｍｍの絶縁領域１２を形成した。
上記のレーザ光の照射による除去工程は、透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上に光電変換層３が位置するとともに、図２（ｂ）に示す平面視において、セルストリング１１端部の裏面電極層４の直列接続方向端部４ａとセルストリング１１端部の透明電極層２の直列接続方向端部２ａとが重ならないようにして行なわれた。
また、直列接続方向における周縁溝７ａの形成側と反対側の端についても、透明絶縁基板１側から直列接続方向と直交する方向にＹＡＧレーザ光の基本波を移動しながら照射することによって、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４の積層体を短冊状に除去し、幅１１ｍｍの絶縁領域１２を形成した。
さらに、透明絶縁基板１側から直列接続方向にＹＡＧレーザ光の基本波を移動しながら照射することによって、直列接続方向と直交する方向の両端の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４の積層体をそれぞれ短冊状に除去することによって、直列接続方向と直交する方向の両端において直列接続方向に伸長する幅１１ｍｍの絶縁領域１２を形成した。
次に、図３（ｈ）に示すように、直列接続方向の一方の端部に位置する端部セル１０ａの裏面電極層４の表面上に銅箔に錫−銀−銅メッキをした直列接続方向に直交する方向に伸長するバスバー９を形成するとともに、直列接続方向の他方の端部の裏面電極層４の表面上にもバスバーを形成した。これにより、端部セル１０ａの透明電極層２の上方にバスバー９を位置させた。なお、バスバー９の配置工程は、図２（ｂ）に示す平面視において、バスバー９が、端部セル１０ａの透明電極層２と少なくとも一部重なるようにして行なわれた。
その後、裏面電極層４の表面上にＥＶＡシートを設置し、ＥＶＡシート上にＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴの３層積層フィルムからなる保護フィルムを設置した後に、透明絶縁基板１と保護フィルムとの間に圧力を加えながら加熱することによって透明絶縁基板１とセルストリング１１とをＥＶＡ中に封止して実施例１の薄膜太陽電池を作製した。
実施例１の薄膜太陽電池においては、図１に示すように、直列接続方向における端部セル１０ａの光電変換層３のさらに外側に積層体１３が配置されていた。積層体１３は、透明絶縁基板１上に設けられた光電変換層３と、光電変換層３上に設けられた裏面電極層４との積層体であり、端部セル１０ａの光電変換層３と周縁溝７ａの幅の分だけ間隔を空けて配置されていた。すなわち、セルストリング１１を構成する端部セル１０ａの光電変換層３とセルストリング１１端部の透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上の光電変換層とが分離していた。
また、実施例１の薄膜太陽電池においては、図２（ａ）に示すように、透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上に積層体１３の光電変換層３が位置していた。また、実施例１の薄膜太陽電池においては、図２（ｂ）に示す平面視のように、セルストリング１１端部の裏面電極層４の直列接続方向端部４ａと、セルストリング１１端部の透明電極層２の直列接続方向端部２ａとが重ならず、また、バスバー９と、端部セル１０ａの透明電極層２とが、少なくとも一部重なっていた。
そして、ソーラシミュレータを用いてＡＭ１．５の擬似太陽光を１００ｍＷ／ｃｍ2のエネルギ密度で２５℃のもとで照射することによって実施例１の薄膜太陽電池のＩ−Ｖ曲線を求め、そのＩ−Ｖ曲線から実施例１の薄膜太陽電池の出力（短絡電流（Ｉsc）×開放電圧（Ｖoc）×フィルファクタ（ＦＦ））を算出した。その結果、実施例１の薄膜太陽電池の出力は５４Ｗであった。
＜実施例２＞
まず、図６（ａ）に示すように、ＳｎＯ2からなる透明電極層２が形成された幅５６０ｍｍ×長さ９２５ｍｍの矩形状の表面を有するガラス基板からなる透明絶縁基板１を用意した。
次に、透明絶縁基板１側からＹＡＧレーザ光の基本波を直列接続方向と直交する方向に移動しながら照射することによって、図６（ｂ）に示すように、透明電極層２を短冊状に除去して、１本当たり０．０８ｍｍの幅の第１の分離溝５を４９本形成するとともに、直列接続方向の端部に０．０８ｍｍの幅の第１の分離溝５ａを１本形成した。ここで、第１の分離溝５，５ａは、セルストリングの形成領域のみ、隣り合う第１の分離溝５，５ａ間の距離が等間隔となるように形成した。そして、透明絶縁基板１について、純水により超音波洗浄を行なった。
次に、プラズマＣＶＤ法により、ボロンがドープされた水素化アモルファスシリコン系半導体（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｐ層、ノンドープの水素化アモルファスシリコン系半導体（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｉ層およびリンがドープされた水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｎ層ならびに水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｐ層、水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｉ層および水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｎ層をこの順序で形成することによって、図６（ｃ）に示すように、光電変換層３を積層した。
次に、透明絶縁基板１側から、ＹＡＧレーザ光の第２高調波を直列接続方向と直交する方向に移動しながら透明電極層２にダメージを与えない強度で照射することによって、光電変換層３の一部を短冊状に除去し、図６（ｄ）に示すように、コンタクトライン６を形成した。
次に、ＺｎＯからなる透明導電膜および銀からなる金属薄膜をスパッタリング法により順次積層することによって、図６（ｅ）に示すように、裏面電極層４を形成した。
次に、透明絶縁基板１側からＹＡＧレーザ光の第２高調波を透明電極層２にダメージを与えない強度で照射することによって、光電変換層３および裏面電極層４の一部を短冊状に除去し、図６（ｆ）に示すように、第２の分離溝７を形成した。これにより、セル１０および端部セル１０ａが直列接続方向に電気的に直列に接続されてなるセルストリング１１が形成された。
次に、透明絶縁基板１側から直列接続方向と直交する方向にＹＡＧレーザ光の基本波を移動しながら照射することによって、図６（ｇ）に示すように、透明電極層２の直列接続方向の最端に位置する第１の分離溝５ａよりも外側の領域の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を透明電極層２の一部を残すようにして短冊状に除去した。これにより、第１の分離溝５ａの外側に、直列接続方向と直交する方向に伸長する幅１ｍｍの積層体１３を透明絶縁基板１上に形成するとともに、積層体１３の外側に、直列接続方向と直交する方向に伸長する幅１０ｍｍの絶縁領域１２を形成した。ここで、積層体１３は端部セル１０ａと接しており、積層体１３の外側に絶縁領域１２が位置していた。
上記のレーザ光の照射による除去工程は、透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上に光電変換層３が位置するとともに、図５（ｂ）に示す平面視において、セルストリング１１端部の裏面電極層４の直列接続方向端部４ａとセルストリング１１端部の透明電極層２の直列接続方向端部２ａとが重ならないようにして行なわれた。
また、直列接続方向における第１の分離溝５ａの形成側と反対側の端についても、透明絶縁基板１側から直列接続方向と直交する方向にＹＡＧレーザ光の基本波を移動しながら照射することによって、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を短冊状に除去し、幅１１ｍｍの絶縁領域１２を形成した。
さらに、透明絶縁基板１側から直列接続方向にＹＡＧレーザ光の基本波を移動しながら照射することによって、直列接続方向と直交する方向の両端の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４をそれぞれ短冊状に除去することによって、直列接続方向と直交する方向の両端において、直列接続方向に伸長する幅１１ｍｍの絶縁領域１２を形成した。
次に、図６（ｈ）に示すように、直列接続方向の一方の端部に位置する端部セル１０ａの裏面電極層４の表面上に銅箔に錫−銀−銅メッキをした直列接続方向に直交する方向に伸長するバスバー９を形成するとともに、直列接続方向の他方の端部の裏面電極層４の表面上にもバスバーを形成した。これにより、端部セル１０ａの透明電極層２の上方にバスバー９を位置させた。なお、バスバー９の配置工程は、図５（ｂ）に示す平面視において、バスバー９が、端部セル１０ａの透明電極層２と少なくとも一部重なるようにして行なわれた。
その後、裏面電極層４の表面上にＥＶＡシートを設置し、ＥＶＡシート上にＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴの３層積層フィルムからなる保護フィルムを設置した後に、透明絶縁基板１と保護フィルムとの間に圧力を加えながら加熱することによって透明絶縁基板１とセルストリング１１とをＥＶＡ中に封止して実施例２の薄膜太陽電池を作製した。
実施例２の薄膜太陽電池においては、図４に示すように、直列接続方向における端部セル１０ａの光電変換層３のさらに外側に積層体１３が配置されていた。積層体１３は、透明絶縁基板１に接して設けられた光電変換層３と、光電変換層３に接して設けられた裏面電極層４との積層体であり、端部セル１０ａの光電変換層３に接して配置されていた。また、セルストリング１１を構成する端部セル１０ａの透明電極層２の直列接続方向端部２ａが光電変換層３で覆われていた。また、端部セル１０ａの裏面電極層４の直列接続方向端部４ａの下方に、光電変換層３を介して、端部セル１０ａの透明電極層２の直列接続方向端部２ａと分離された透明電極層２ｂが形成されていた。
また、実施例２の薄膜太陽電池においては、図５（ａ）に示すように、透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上に光電変換層３が位置していた。また、実施例２の薄膜太陽電池においては、図５（ｂ）に示す平面視のように、セルストリング１１端部の裏面電極層４の直列接続方向端部４ａと、セルストリング１１端部の透明電極層２の直列接続方向端部２ａとが重ならず、また、バスバー９と、端部セル１０ａの透明電極層２とが、少なくとも一部重なっていた。
そして、ソーラシミュレータを用いてＡＭ１．５の擬似太陽光を１００ｍＷ／ｃｍ2のエネルギ密度で２５℃のもとで照射することによって実施例２の薄膜太陽電池のＩ−Ｖ曲線を求め、そのＩ−Ｖ曲線から実施例２の薄膜太陽電池の出力（短絡電流（Ｉsc）×開放電圧（Ｖoc）×フィルファクタ（ＦＦ））を算出した。その結果、実施例２の薄膜太陽電池の出力は５４Ｗであった。
＜実施例３＞
まず、図９（ａ）に示すように、ＳｎＯ2からなる透明電極層２が形成された幅５６０ｍｍ×長さ９２５ｍｍの矩形状の表面を有するガラス基板からなる透明絶縁基板１を用意した。
次に、透明絶縁基板１側からＹＡＧレーザ光の基本波を直列接続方向と直交する方向に移動しながら照射することによって、図９（ｂ）に示すように、透明電極層２を短冊状に除去して、１本当たり０．０８ｍｍの幅の第１の分離溝５を４９本形成するとともに、直列接続方向の端部に０．０８ｍｍの幅の第１の分離溝５ａを１本形成した。ここで、第１の分離溝５，５ａは、セルストリングの形成領域のみ、隣り合う第１の分離溝５，５ａ間の距離が等間隔となるように形成した。そして、透明絶縁基板１について、純水により超音波洗浄を行なった。
次に、プラズマＣＶＤ法により、ボロンがドープされた水素化アモルファスシリコン系半導体（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｐ層、ノンドープの水素化アモルファスシリコン系半導体（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｉ層およびリンがドープされた水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｎ層ならびに水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｐ層、水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｉ層および水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｎ層をこの順序で形成することによって、図９（ｃ）に示すように、光電変換層３を積層した。
次に、透明絶縁基板１側から、ＹＡＧレーザ光の第２高調波を直列接続方向と直交する方向に移動しながら透明電極層２にダメージを与えない強度で照射することによって、光電変換層３の一部を短冊状に除去し、図９（ｄ）に示すように、コンタクトライン６を形成した。
次に、ＺｎＯからなる透明導電膜および銀からなる金属薄膜をスパッタリング法により順次積層することによって、図９（ｅ）に示すように、裏面電極層４を形成した。
次に、透明絶縁基板１側からＹＡＧレーザ光の第２高調波を透明電極層２にダメージを与えない強度で照射することによって、光電変換層３および裏面電極層４の一部を短冊状に除去し、図９（ｆ）に示すように、第２の分離溝７を形成した。これにより、セル１０および端部セル１０ａが直列接続方向に電気的に直列に接続されてなるセルストリング１１が形成された。
次に、透明絶縁基板１側から直列接続方向と直交する方向にＹＡＧレーザ光の基本波を移動しながら照射することによって、図９（ｇ）に示すように、透明電極層２の直列接続方向の最端に位置する第１の分離溝５ａの端部セル１０ａ側とは反対側の端よりも外側の領域の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を透明電極層２を残さないようにして短冊状に除去した。これにより、第１の分離溝５ａの外側に直列接続方向と直交する方向に伸長する幅０．０８ｍｍの積層体１３を透明絶縁基板１上に形成するとともに、積層体１３の外側に、直列接続方向と直交する方向に伸長する幅１０．９２ｍｍの絶縁領域１２を形成した。ここで、積層体１３は端部セル１０ａと接しており、積層体１３の外側に絶縁領域１２が位置していた。
上記のレーザ光の照射による除去工程は、透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上に光電変換層３が位置するとともに、図８（ｂ）に示す平面視において、セルストリング１１端部の裏面電極層４の直列接続方向端部４ａとセルストリング１１端部の透明電極層２の直列接続方向端部２ａとが重ならないようにして行なわれた。
また、直列接続方向における第１の分離溝５ａの形成側と反対側の端についても、透明絶縁基板１側から直列接続方向と直交する方向にＹＡＧレーザ光の基本波を移動しながら照射することによって、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４を短冊状に除去し、幅１１ｍｍの絶縁領域１２を形成した。
さらに、透明絶縁基板１側から直列接続方向にＹＡＧレーザ光の基本波を移動しながら照射することによって、直列接続方向と直交する方向の両端の透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４をそれぞれ短冊状に除去することによって、直列接続方向と直交する方向の両端において、直列接続方向に伸長する幅１１ｍｍの絶縁領域１２を形成した。
次に、図９（ｈ）に示すように、直列接続方向の一方の端部に位置する端部セル１０ａの裏面電極層４の表面上に銅箔に錫−銀−銅メッキをした直列接続方向に直交する方向に伸長するバスバー９を形成するとともに、直列接続方向の他方の端部の裏面電極層４の表面上にもバスバーを形成した。これにより、端部セル１０ａの透明電極層２の上方にバスバー９を位置させた。なお、バスバー９の配置工程は、図８（ｂ）に示す平面視において、バスバー９が、端部セル１０ａの透明電極層２と少なくとも一部重なるようにして行なわれた。
その後、裏面電極層４の表面上にＥＶＡシートを設置し、ＥＶＡシート上にＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴの３層積層フィルムからなる保護フィルムを設置した後に、透明絶縁基板１と保護フィルムとの間に圧力を加えながら加熱することによって透明絶縁基板１とセルストリング１１とをＥＶＡ中に封止して実施例３の薄膜太陽電池を作製した。
実施例３の薄膜太陽電池においては、図７に示すように、直列接続方向における端部セル１０ａの光電変換層３のさらに外側に積層体１３が配置されていた。積層体１３は、透明絶縁基板１に接して設けられた光電変換層３と、光電変換層３に接して設けられた裏面電極層４との積層体からなり、端部セル１０ａの光電変換層３に接して配置されていた。また、セルストリング１１を構成する端部セル１０ａの透明電極層２の直列接続方向端部２ａが光電変換層３で覆われていた。また、端部セル１０ａの裏面電極層４の直列接続方向端部４ａの下方には、透明電極層２が形成されていなかった。
また、実施例３の薄膜太陽電池においては、図８（ａ）に示すように、透明電極層２の直列接続方向端部２ａ上に光電変換層３が位置していた。また、実施例３の薄膜太陽電池においては、図８（ｂ）に示す平面視のように、セルストリング１１端部の裏面電極層４の直列接続方向端部４ａと、セルストリング１１端部の透明電極層２の直列接続方向端部２ａとが重ならず、また、バスバー９と、端部セル１０ａの透明電極層２とが、少なくとも一部重なっていた。
そして、ソーラシミュレータを用いてＡＭ１．５の擬似太陽光を１００ｍＷ／ｃｍ2のエネルギ密度で２５℃のもとで照射することによって実施例３の薄膜太陽電池のＩ−Ｖ曲線を求め、そのＩ−Ｖ曲線から実施例３の薄膜太陽電池の出力（短絡電流（Ｉsc）×開放電圧（Ｖoc）×フィルファクタ（ＦＦ））を算出した。その結果、実施例３の薄膜太陽電池の出力は５４Ｗであった。
＜比較例１＞
端部セル１０ａの裏面電極層４の表面上に配置されたバスバー９の下方の透明電極層２の領域に分離溝５を設けたこと、およびＹＡＧレーザ光の基本波の照射により端部セル１０ａの外側に位置する、透明電極層２、光電変換層３および裏面電極層４のすべてを短冊状に除去して幅１１ｍｍの絶縁領域１２を形成したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の薄膜太陽電池を作製した。すなわち、比較例１の薄膜太陽電池は、図１０に示すような構成を有しており、端部セル１０ａに隣接するように絶縁領域１２が配置されていた。
そして、ソーラシミュレータを用いてＡＭ１．５の擬似太陽光を１００ｍＷ／ｃｍ2のエネルギ密度で２５℃のもとで照射することによって比較例１の薄膜太陽電池のＩ−Ｖ曲線を求め、そのＩ−Ｖ曲線から比較例１の薄膜太陽電池の出力（短絡電流（Ｉsc）×開放電圧（Ｖoc）×フィルファクタ（ＦＦ））を算出した。その結果、比較例１の薄膜太陽電池の出力は５３．５Ｗであった。
＜評価＞
上記の結果から、実施例１〜３の薄膜太陽電池の出力は、比較例１の薄膜太陽電池の出力よりも向上することが確認された。これは、実施例１〜３の薄膜太陽電池においては、比較例１の薄膜太陽電池と比べて、ＹＡＧレーザ光の基本波の照射による透明電極層の端部セル１０ａへの付着を積層体１３で防止することができるため、端部セル１０ａのバスバー９の下方の透明電極層２の領域に第１の分離溝５を設ける必要がなく、端部セル１０ａにおける発電領域を大きくすることができたためであると考えられる。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明は、薄膜太陽電池および薄膜太陽電池の製造方法に利用することができる。
１ 透明絶縁基板、２ 透明電極層、２ａ 端部、３ 光電変換層、４ 裏面電極層、４ａ 端部、５，５ａ 第１の分離溝、６ コンタクトライン、７ 第２の分離溝、７ａ 周縁溝、９ バスバー、１０ セル、１０ａ 端部セル、１１ セルストリング、１２ 絶縁領域、１３ 積層体、１５ 破線、１００ 薄膜太陽電池、１０１ 透光性絶縁基板、１０２ 透明導電膜、１０３ 光電変換層、１０４ 裏面電極層、１０５ 分離ライン、１０６ コンタクトライン、１０７ 分離ライン、１０８ 導電性テープ、１０９ バスバー、１１０ セル、１１１ セルストリング、１１２ 絶縁領域、１１３ 無効領域、１１４ レーザ光。

Claims (3)

  1. 透明絶縁基板上に透明電極層と光電変換層と裏面電極層とが積層されたセルを設け、
    複数の前記セルを直列に接続してセルストリングを構成し、
    該セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの裏面電極層上にバスバーが配置され、前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルは、前記セルストリングの直列接続方向端部の発電領域であり、
    前記透明電極層の直列接続方向端部上に光電変換層を有し、前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの光電変換層と前記透明電極層の直列接続方向端部上の光電変換層とが分離されている薄膜太陽電池であって、
    平面視において、
    前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの裏面電極層の直列接続方向端部と、前記透明電極層の直列接続方向端部とが重ならず、
    前記バスバーと、前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの透明電極層とが、少なくとも一部重なる、薄膜太陽電池。
  2. 透明絶縁基板上に積層された透明電極層を分離する第１の分離溝を形成する工程と、
    前記第１の分離溝が形成された前記透明電極層上に光電変換層を積層する工程と、
    前記光電変換層を分離するコンタクトラインを形成する工程と、
    前記コンタクトラインが形成された前記光電変換層に裏面電極層を積層する工程と、
    前記光電変換層および前記裏面電極層を分離する第２の分離溝を形成することによって直列に接続された複数のセルを含むセルストリングを形成する工程と、
    前記透明絶縁基板の周縁に位置する、前記透明電極層、前記光電変換層および前記裏面電極層をレーザ光の照射により除去する工程と、
    前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの裏面電極層上にバスバーを配置する工程と、を含み、
    前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルは、前記セルストリングの直列接続方向端部の発電領域であり、
    前記除去する工程は、前記透明電極層の直列接続方向端部上に前記光電変換層が位置するように行なわれ、
    前記配置する工程は、平面視において、前記バスバーが、前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの透明電極層と少なくとも一部重なるようにして行なわれ、
    前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの光電変換層と前記透明電極層の直列接続方向端部上の光電変換層とを分離する工程をさらに含む、薄膜太陽電池の製造方法。
  3. 透明絶縁基板上に積層された透明電極層を分離する第１の分離溝を形成する工程と、
    前記第１の分離溝が形成された前記透明電極層上に光電変換層を積層する工程と、
    前記光電変換層を分離するコンタクトラインを形成する工程と、
    前記コンタクトラインが形成された前記光電変換層に裏面電極層を積層する工程と、
    前記光電変換層および前記裏面電極層を分離する第２の分離溝を形成することによって直列に接続された複数のセルを含むセルストリングを形成する工程と、
    前記透明絶縁基板の周縁に位置する、前記透明電極層、前記光電変換層および前記裏面電極層をレーザ光の照射により除去する工程と、
    前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの裏面電極層上にバスバーを配置する工程と、を含み、
    前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルは、前記セルストリングの直列接続方向端部の発電領域であり、
    前記除去する工程は、前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの透明電極層の直列接続方向端部上に前記光電変換層が位置するとともに、平面視において、前記裏面電極層の直列接続方向端部と前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの透明電極層の直列接続方向端部とが重ならないように行なわれ、
    前記配置する工程は、平面視において、前記バスバーが、前記セルストリングを構成する直列接続方向端部のセルの透明電極層と少なくとも一部重なるようにして行なわれ、
    前記除去する工程においては、前記透明電極層の直列接続方向の最端に位置する第１の分離溝よりも外側に前記透明電極層を残さないようにして、前記透明電極層、前記光電変換層および前記裏面電極層を除去する、薄膜太陽電池の製造方法。
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