JP5244842B2 - 薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、太陽光発電に用いられる薄膜太陽電池の製造方法に関する。
図１９（Ａ）は従来の薄膜太陽電池の一方向から見た部分断面図であり、図１９（Ｂ）は（Ａ）の方向に対して垂直方向からみた部分断面図である。
この薄膜太陽電池は、透光性絶縁基板Ｑ１の表面に透明電極層３、光電変換層４および裏面電極層５が順次積層されてなる薄膜光電変換素子１１が複数個互いに電気的に直列接続されたストリングＧを備え、ストリングＧを含む透光性絶縁基板Ｑ１の表面全面が、図示しない樹脂層および保護フィルムで封止された構造を有している（例えば、特許文献１参照）。
この薄膜太陽電池は、透光性絶縁基板Ｑ１の表面に透明電極層３、光電変換層４および裏面電極層５が順次積層されてなる薄膜光電変換素子１１が複数個互いに電気的に直列接続されたストリングＧを備え、ストリングＧを含む透光性絶縁基板Ｑ１の表面全面が、図示しない樹脂層および保護フィルムで封止された構造を有している（例えば、特許文献１参照）。
このような薄膜太陽電池は、外周縁から漏電しないように絶縁耐電圧性が要求されている。
このため、この薄膜太陽電池は、所定の絶縁耐電圧性を得るために、透光性絶縁基板Ｑ１（以下、単に「基板Ｑ１」という場合がある）の表面の外周部に形成されていた薄膜光電変換素子部分を所定幅以上で除去することにより、基板Ｑ１の表面が露出してなる非導電性表面領域Ｐが形成されている。
このため、この薄膜太陽電池は、所定の絶縁耐電圧性を得るために、透光性絶縁基板Ｑ１（以下、単に「基板Ｑ１」という場合がある）の表面の外周部に形成されていた薄膜光電変換素子部分を所定幅以上で除去することにより、基板Ｑ１の表面が露出してなる非導電性表面領域Ｐが形成されている。
この薄膜太陽電池の製造工程では、まず、基板Ｑ１の表面全体に透明電極層３を積層し、レーザスクライブ法によって透明電極層３に所定間隔で第１分離溝６を形成することにより複数に分割する。なお、ここで、予め透明電極層３が設けられた基板Q１を用いてもよく、この場合には、薄膜太陽電池の製造工程としては透明電極層３を積層工程が含まれないことになり、予め設けられた透明電極層３に対してレーザスクライブ法により第１分離溝６を形成すればよい。
次に、プラズマＣＶＤ法により、複数の透明電極層３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４を形成し、レーザスクライブ法によって光電変換層４に所定間隔でコンタクトライン７を形成することにより複数に分割する。なお、第１分離溝６は光電変換層４にて埋められる。
次に、プラズマＣＶＤ法により、複数の透明電極層３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４を形成し、レーザスクライブ法によって光電変換層４に所定間隔でコンタクトライン７を形成することにより複数に分割する。なお、第１分離溝６は光電変換層４にて埋められる。
次に、光電変換層４を覆うように裏面電極層５を積層する。これにより、コンタクトライン７が裏面電極層５にて埋められる。
次に、レーザスクライブ法によって、光電変換層４および裏面電極層５に所定間隔で第２分離溝８を形成することにより、互いに電気的に直列接続された複数個の薄膜光電変換素子１１（ストリングＧ）が形成される。
続いて、レーザスクライブ装置または研磨装置によって、基板Ｑ１の表面の外周部に形成されている薄膜光電変換素子部分を、基板外周端面から所定幅以上で除去することにより前記非導電性表面領域Ｐを形成する。
次に、ストリングＧにおける直列接続方向の一端側と他端側の薄膜光電変換素子１１上には、電流取り出し用の電極１０を電気的に接続する。
そして最後に、裏面電極層５の表面上にＥＶＡシートを設置し、そのＥＶＡシート上に保護フィルムを設置して加熱圧着することにより、薄膜太陽電池が得られる。
次に、レーザスクライブ法によって、光電変換層４および裏面電極層５に所定間隔で第２分離溝８を形成することにより、互いに電気的に直列接続された複数個の薄膜光電変換素子１１（ストリングＧ）が形成される。
続いて、レーザスクライブ装置または研磨装置によって、基板Ｑ１の表面の外周部に形成されている薄膜光電変換素子部分を、基板外周端面から所定幅以上で除去することにより前記非導電性表面領域Ｐを形成する。
次に、ストリングＧにおける直列接続方向の一端側と他端側の薄膜光電変換素子１１上には、電流取り出し用の電極１０を電気的に接続する。
そして最後に、裏面電極層５の表面上にＥＶＡシートを設置し、そのＥＶＡシート上に保護フィルムを設置して加熱圧着することにより、薄膜太陽電池が得られる。
本発明者は、上述の技術について検討を行い、以下のような課題またはその源泉を見出した。
上述した薄膜太陽電池に用いられる透光性絶縁基板を調べると、隣接する辺が垂直になっていなものがあり、この原因として、以下のことが挙げられる。
前記薄膜太陽電池に用いられる透光性絶縁基板Ｑ１には、所定幅（例えば、３０００ｍｍ）の長尺ガラス基板をライン上で一定速度で流しながら所定長さ（例えば、５００〜２０００ｍｍ）に切断して形成されたものがある。このとき、長尺ガラス基板の切断は、ダイヤモンドカッターや超硬合金製のホイールカッターなどを備えたヘッド部を、長尺ガラス基板の移動方向および速度と同じ方向および速度で移動させ、かつこの方向と垂直方向にも移動させながら行われている。
しかしながら、ヘッド部を移動させる移動機構部の機械精度的な誤差により、実際のヘッド部の移動速度は長尺ガラス基板の移動速度よりも僅かに速いかまたは遅くなっている場合が多い。
前記薄膜太陽電池に用いられる透光性絶縁基板Ｑ１には、所定幅（例えば、３０００ｍｍ）の長尺ガラス基板をライン上で一定速度で流しながら所定長さ（例えば、５００〜２０００ｍｍ）に切断して形成されたものがある。このとき、長尺ガラス基板の切断は、ダイヤモンドカッターや超硬合金製のホイールカッターなどを備えたヘッド部を、長尺ガラス基板の移動方向および速度と同じ方向および速度で移動させ、かつこの方向と垂直方向にも移動させながら行われている。
しかしながら、ヘッド部を移動させる移動機構部の機械精度的な誤差により、実際のヘッド部の移動速度は長尺ガラス基板の移動速度よりも僅かに速いかまたは遅くなっている場合が多い。
そのため、図２０および図２１に示すように、基板Ｑ１は、基準となる一方の長辺１ａに対して隣接する一対の短辺１ｂ、１ｄは非垂直となっている、すなわち、長辺（第１辺）１ａと短辺（第２辺）１ｂとがなす角度θ１および長辺（第１辺）１ａと短辺（第４辺）１ｄとがなす角度θ２は９０度でない場合が多い。
つまり、基板Ｑ１は、厳密な長方形または正方形ではなく、略平行四辺形になっている場合が多いが、目視ではそれを判断することは困難である。
これらの角度θ１、θ２は基板メーカーが定める公差内（例えば、９０±０．２度）に抑えられている。
なお、図２０および図２１では、θ１は９０度より大きくかつθ２は９０度より小さいと共に、長辺側の一対の第１・第３辺１ａ、１ｃの平行精度よりも短辺側の一対の第２・第４辺１ｂ、１ｄの平行精度が低い略平行四辺形の基板Ｑ１を例示している。
つまり、基板Ｑ１は、厳密な長方形または正方形ではなく、略平行四辺形になっている場合が多いが、目視ではそれを判断することは困難である。
これらの角度θ１、θ２は基板メーカーが定める公差内（例えば、９０±０．２度）に抑えられている。
なお、図２０および図２１では、θ１は９０度より大きくかつθ２は９０度より小さいと共に、長辺側の一対の第１・第３辺１ａ、１ｃの平行精度よりも短辺側の一対の第２・第４辺１ｂ、１ｄの平行精度が低い略平行四辺形の基板Ｑ１を例示している。
このような略平行四辺形の基板Ｑ１の外周部に非導電性表面領域Ｐを形成する場合、従来は、図２１（Ａ）〜（Ｆ）で示す工程が行われていた。なお、図２１（Ａ）〜（Ｆ）において斜線部分はストリングＧを示し、白抜き部分は非導電性表面領域Ｐを示している。
まず、図２１（Ａ）に示すように、表面（一面）にストリングＧが形成された基板Ｑ１を膜除去加工位置に位置決めする。
このとき、基板Ｑ１の長辺側の第１・第３辺１ａ、１ｃと短辺側の第２・第４辺１ｂ、１ｄのうち、第１辺１ａが基準となり、第１辺１ａの任意の２点を位置決め部材２１、２２に当接させ、かつ第２辺１ｂの任意の１点（例えば中点）を位置決め部材２３に当接させて基板Ｑ１を位置決めする。
まず、図２１（Ａ）に示すように、表面（一面）にストリングＧが形成された基板Ｑ１を膜除去加工位置に位置決めする。
このとき、基板Ｑ１の長辺側の第１・第３辺１ａ、１ｃと短辺側の第２・第４辺１ｂ、１ｄのうち、第１辺１ａが基準となり、第１辺１ａの任意の２点を位置決め部材２１、２２に当接させ、かつ第２辺１ｂの任意の１点（例えば中点）を位置決め部材２３に当接させて基板Ｑ１を位置決めする。
図２１（Ａ）において、符号Ｏで示された点は、隣接する２つの辺の間の角度がそれぞれ９０度である長方形または正方形の基板の２辺を位置決め部材２１、２２、２３に当接した場合の該２辺の交点位置である。
この交点位置Ｏは、膜除去装置が、相対的に９０度で交わる左右方向および前後方向に移動し、かつ基板Ｑ１の外周部のストリング部分を除去して非導電性表面領域を形成する際に、非導電性表面領域の幅を確定するための基準点Ｏとなっている。
すなわち、膜除去装置はこの基準点Ｏを基準にして膜除去して設定幅の非導電性表面領域を形成するように構成されている。
位置決めされた基板Ｑ１の第１・第２辺１ａ、１ｂの間の角度θ１は９０度を超えるため、基板Ｑ１の第１・第２辺１ａ、１ｂの交点（角の頂点）は基準点Ｏよりも左側にずれている。
この交点位置Ｏは、膜除去装置が、相対的に９０度で交わる左右方向および前後方向に移動し、かつ基板Ｑ１の外周部のストリング部分を除去して非導電性表面領域を形成する際に、非導電性表面領域の幅を確定するための基準点Ｏとなっている。
すなわち、膜除去装置はこの基準点Ｏを基準にして膜除去して設定幅の非導電性表面領域を形成するように構成されている。
位置決めされた基板Ｑ１の第１・第２辺１ａ、１ｂの間の角度θ１は９０度を超えるため、基板Ｑ１の第１・第２辺１ａ、１ｂの交点（角の頂点）は基準点Ｏよりも左側にずれている。
次に、図２１（Ｂ）に示すように、レーザスクライブ装置または研磨装置といった膜除去装置（図示省略）を用いて、第１辺１ａに沿ったストリング部分を所定の設定幅Ｗで除去して、設定幅Ｗの第１非導電性表面領域Ｐ１を形成する。
この設定幅Ｗは、所定の絶縁耐電圧性を得るために設定された幅寸法であり、例えば、基準幅と補正幅の和に設定されている。
基準幅は、製造すべき薄膜太陽電池のシステム電圧に応じて規定された規格幅と、膜除去装置の機械精度に応じて規定されたマージン幅とが含まれる。
補正幅は、略平行四辺形の基板Ｑ１における前記角度θ１、θ２が最大公差であると仮定して設定されるマージン幅である。
この設定幅Ｗは、所定の絶縁耐電圧性を得るために設定された幅寸法であり、例えば、基準幅と補正幅の和に設定されている。
基準幅は、製造すべき薄膜太陽電池のシステム電圧に応じて規定された規格幅と、膜除去装置の機械精度に応じて規定されたマージン幅とが含まれる。
補正幅は、略平行四辺形の基板Ｑ１における前記角度θ１、θ２が最大公差であると仮定して設定されるマージン幅である。
次に、図２１（Ｃ）に示すように、膜除去ヘッド部が、第１辺１ａに対して９０度のＹ方向に移動しながら基板Ｑ１の第２辺１ｂに沿って形成されたストリング部分の膜除去を行って、第２非導電性表面領域Ｐ２を形成する。
このとき、基板Ｑ１の第１辺１ａと第２辺１ｂとの交点位置は基準点Ｏよりも左側にずれており、かつ第２辺１ｂは交点位置から後方（Ｙ方向）へ向うにつれて左に傾いているため、第２非導電性表面領域Ｐ２の幅は一定ではない。つまり、実際に形成された第２非導電性表面領域Ｐ２の幅は、基準点Ｏ側では設定幅Ｗよりも狭く、基準点ＯからＹ方向に遠ざかるにつれて設定幅Ｗと一致し、さらに遠ざかると設定幅Ｗよりも広がっている。
しかしながら、第２非導電性表面領域Ｐ２の最小幅は、基準幅よりも広いため、所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
このとき、基板Ｑ１の第１辺１ａと第２辺１ｂとの交点位置は基準点Ｏよりも左側にずれており、かつ第２辺１ｂは交点位置から後方（Ｙ方向）へ向うにつれて左に傾いているため、第２非導電性表面領域Ｐ２の幅は一定ではない。つまり、実際に形成された第２非導電性表面領域Ｐ２の幅は、基準点Ｏ側では設定幅Ｗよりも狭く、基準点ＯからＹ方向に遠ざかるにつれて設定幅Ｗと一致し、さらに遠ざかると設定幅Ｗよりも広がっている。
しかしながら、第２非導電性表面領域Ｐ２の最小幅は、基準幅よりも広いため、所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
次に、図２１（Ｄ）に示すように、基板Ｑ１を基板面垂直線を軸に１８０度回転させて第３辺１ｃおよび第４辺１ｄを位置決めする。
次に、図２１（Ｅ）に示すように、第１非導電性表面領域Ｐ１を形成した手順と同様にして、第３辺１ｃに沿って設定幅Ｗの第３非導電性表面領域Ｐ３を形成し、続いて、図２１（Ｆ）に示すように、第２非導電性表面領域Ｐ２を形成した手順と同様にして、第４辺１ｄに沿って第４非導電性表面領域Ｐ４を形成する。
第４非導電性表面領域Ｐ４の幅も、基準点Ｏ側では設定幅Ｗよりも狭く、基準点ＯからＹ方向に遠ざかるにつれて設定幅Ｗと一致し、さらに遠ざかると設定幅Ｗよりも広がっているが、第４非導電性表面領域Ｐ４の最小幅も、基準幅よりも広いため、所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
このようにして、基板Ｑ１の外周部全周に沿って、所定の絶縁耐電圧性を確保するための非導電性表面領域Ｐの形成を完了する。
次に、図２１（Ｅ）に示すように、第１非導電性表面領域Ｐ１を形成した手順と同様にして、第３辺１ｃに沿って設定幅Ｗの第３非導電性表面領域Ｐ３を形成し、続いて、図２１（Ｆ）に示すように、第２非導電性表面領域Ｐ２を形成した手順と同様にして、第４辺１ｄに沿って第４非導電性表面領域Ｐ４を形成する。
第４非導電性表面領域Ｐ４の幅も、基準点Ｏ側では設定幅Ｗよりも狭く、基準点ＯからＹ方向に遠ざかるにつれて設定幅Ｗと一致し、さらに遠ざかると設定幅Ｗよりも広がっているが、第４非導電性表面領域Ｐ４の最小幅も、基準幅よりも広いため、所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
このようにして、基板Ｑ１の外周部全周に沿って、所定の絶縁耐電圧性を確保するための非導電性表面領域Ｐの形成を完了する。
薄膜太陽電池は、その設置面積に対する発電面積の割合をできるだけ増加させることが望まれている。
本発明者らは、従来の薄膜太陽電池の発電面積の割合をいかにすれば増加させることができるか検討したところ、次のことを見出して本発明をするに至った。
本発明者らは、従来の薄膜太陽電池の発電面積の割合をいかにすれば増加させることができるか検討したところ、次のことを見出して本発明をするに至った。
前記従来の薄膜太陽電池の製造において、基板Ｑ１の第２・第４辺１ｂ、１ｄが第１・第３辺１ａ、１ｃに対して非垂直であるため、基板Ｑ１の外周部に沿って形成すべき非導電性表面領域Ｐの設定幅Ｗは、前記のように基準幅と補正幅との和に設定され、この設定幅Ｗを膜除去装置に入力して第１〜第４辺１ａ〜１ｄに沿ったストリング部分の膜除去を行っている。
しかしながら、長辺側の第１・第３辺１ａ、１ｃの平行精度は短辺側の第２・第４辺１ｂ、１ｄの平行精度に比べて無視できる程高いにもかかわらず、形成すべき第１・第３非導電性表面領域Ｐ１、Ｐ３の設定幅Ｗには補正幅が含まれているため、現実的には過剰に発電を担うストリング部分が除去されており、その分発電面積の割合が減少している。
しかしながら、長辺側の第１・第３辺１ａ、１ｃの平行精度は短辺側の第２・第４辺１ｂ、１ｄの平行精度に比べて無視できる程高いにもかかわらず、形成すべき第１・第３非導電性表面領域Ｐ１、Ｐ３の設定幅Ｗには補正幅が含まれているため、現実的には過剰に発電を担うストリング部分が除去されており、その分発電面積の割合が減少している。
そこで、本発明は、四角形基板の各辺に沿って形成すべき非導電性表面領域の幅をより適正な設定幅に設定することにより、従来に比べて発電面積を増加させることができる薄膜太陽電池の製造方法、およびこの製造方法によって製造された薄膜太陽電池を提供することを目的とする。
かくして、本発明によれば、相互に反対側に位置する一対の第１辺および第３辺と、相互に反対側に位置すると共に基準となる第１辺に対して少なくとも一方が非垂直な一対の第２辺および第４辺とを有する透光性四角形基板の表面に設けられた透明電極膜に、光電変換膜と対向電極膜とをこの順に積層して薄膜光電変換素子を形成する成膜工程と、
膜除去装置を用いて、前記四角形基板の第１、第２、第３および第４辺に沿って形成されている前記薄膜光電変換素子部分を、設定幅決定ステップによって予め決定した設定幅で除去して、第１、第２、第３および第４非導電性表面領域を形成する膜除去工程とを含み、
前記設定幅決定ステップが、
前記四角形基板の隣接する２辺の間の角度が９０度であると仮定したときの各辺に沿って形成すべき前記非導電性表面領域の基準幅を求めるステップ（Ａ）と、
前記四角形基板の前記基準となる第１辺に隣接する第２・第４辺のずれ角度が最大公差であると仮定したときに、第２辺または第４辺の任意の一点を通りかつ第１辺またはその延長線に垂直な垂線に対する、第１辺と平行な方向の第２辺または第４辺のずれ寸法を求めて補正幅とするステップ（Ｂ）と、
形成すべき第１および第３非導電性表面領域の幅を第１設定幅として前記基準幅に設定し、形成すべき第２および第４非導電性表面領域の幅を第２設定幅として前記基準幅と前記補正幅との和に設定するステップ（Ｃ）とを含む薄膜太陽電池の製造方法が提供される。
膜除去装置を用いて、前記四角形基板の第１、第２、第３および第４辺に沿って形成されている前記薄膜光電変換素子部分を、設定幅決定ステップによって予め決定した設定幅で除去して、第１、第２、第３および第４非導電性表面領域を形成する膜除去工程とを含み、
前記設定幅決定ステップが、
前記四角形基板の隣接する２辺の間の角度が９０度であると仮定したときの各辺に沿って形成すべき前記非導電性表面領域の基準幅を求めるステップ（Ａ）と、
前記四角形基板の前記基準となる第１辺に隣接する第２・第４辺のずれ角度が最大公差であると仮定したときに、第２辺または第４辺の任意の一点を通りかつ第１辺またはその延長線に垂直な垂線に対する、第１辺と平行な方向の第２辺または第４辺のずれ寸法を求めて補正幅とするステップ（Ｂ）と、
形成すべき第１および第３非導電性表面領域の幅を第１設定幅として前記基準幅に設定し、形成すべき第２および第４非導電性表面領域の幅を第２設定幅として前記基準幅と前記補正幅との和に設定するステップ（Ｃ）とを含む薄膜太陽電池の製造方法が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、前記薄膜太陽電池の製造方法によって製造された薄膜太陽電池であって、透光性四角形基板の表面に透明電極膜と光電変換膜と対向電極膜とがこの順に積層してなる薄膜光電変換素子と、所定の絶縁耐電圧性を得るために前記四角形基板の外周部の前記薄膜光電変換素子部分を除去して形成された前記第１、第２、第３および第４非導電性表面領域とを備え、第２または第４非導電性表面領域の最小幅が、第１および第２非導電性表面領域の幅よりも狭い薄膜太陽電池が提供される。
本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、基準となる第１辺に隣接する第２・第４辺の少なくとも一方が第１辺に対して非垂直な四角形基板を用いても、膜除去工程において、第１〜第４辺のうちの少なくとも第１・第３辺に沿って形成すべき非導電性表面領域の幅を従来よりも狭く設定して薄膜光電変換素子部分を除去するため、従来の薄膜太陽電池よりも発電面積を増加させることができる。
本発明に係る薄膜太陽電池の製造方法は、相互に反対側に位置する一対の第１辺および第３辺と、相互に反対側に位置すると共に基準となる第１辺に対して少なくとも一方が非垂直な一対の第２辺および第４辺とを有する透光性四角形基板を用いる前記成膜工程と、前記膜除去工程とを含む。
ここで、本発明において、「四角形基板」とは、四辺の長さが等しい平行四辺形（菱形）、一対の辺が他の一対の辺よりも長い平行四辺形、一対の辺が平行でかつ他の一対の辺が平行でない略平行四辺形または台形の基板が含まれる。
また、前記「基準となる第１辺」とは、四角形基板の四辺のうち任意に選択した一辺であり、一対の辺の平行精度が他の一対の辺の平行精度よりも高い場合には平行精度の高い方の一辺を意味する。
ここで、本発明において、「四角形基板」とは、四辺の長さが等しい平行四辺形（菱形）、一対の辺が他の一対の辺よりも長い平行四辺形、一対の辺が平行でかつ他の一対の辺が平行でない略平行四辺形または台形の基板が含まれる。
また、前記「基準となる第１辺」とは、四角形基板の四辺のうち任意に選択した一辺であり、一対の辺の平行精度が他の一対の辺の平行精度よりも高い場合には平行精度の高い方の一辺を意味する。
膜除去工程では、前記四角形基板の前記第１、第２、第３および第４辺に沿って形成されている前記光電変換素子部分を、設定幅決定ステップによって予め決定した設定幅で除去して、所定の絶縁耐電圧性を得るための第１、第２、第３および第４非導電性表面領域を形成する。
そして、前記設定幅決定ステップは次のステップ（Ａ）〜（Ｃ）を含む。
そして、前記設定幅決定ステップは次のステップ（Ａ）〜（Ｃ）を含む。
ステップ（Ａ）：四角形基板の隣接する２辺の間の角度が９０度であると仮定したときの各辺に沿って形成すべき前記非導電性表面領域の幅であって、前記所定の絶縁耐電圧性を得るために最低限必要な基準幅を求める。
ステップ（Ｂ）：四角形基板の前記基準となる第１辺に隣接する第２・第４辺のずれ角度が最大公差であると仮定したときに、第２辺または第４辺の任意の一点を通りかつ第１辺またはその延長線に垂直な垂線に対する、第１辺と平行な方向の第２辺または第４辺のずれ寸法を求めて補正幅とする。
ステップ（Ｃ）：形成すべき第１および第３非導電性表面領域の幅を第１設定幅として前記基準幅に設定し、形成すべき第２および第４非導電性表面領域の幅を第２設定幅として前記基準幅と前記補正幅との和に設定する。
ステップ（Ｂ）：四角形基板の前記基準となる第１辺に隣接する第２・第４辺のずれ角度が最大公差であると仮定したときに、第２辺または第４辺の任意の一点を通りかつ第１辺またはその延長線に垂直な垂線に対する、第１辺と平行な方向の第２辺または第４辺のずれ寸法を求めて補正幅とする。
ステップ（Ｃ）：形成すべき第１および第３非導電性表面領域の幅を第１設定幅として前記基準幅に設定し、形成すべき第２および第４非導電性表面領域の幅を第２設定幅として前記基準幅と前記補正幅との和に設定する。
ステップ（Ａ）では、基板の隣接する２辺の間の角度が９０度であると仮定したときの各辺に沿って形成すべき非導電性表面領域の幅であって、前記所定の絶縁耐電圧性を得るために最低限必要な基準幅を求める。
この基準幅は、製造すべき薄膜太陽電池のシステム電圧に応じて規定された規格幅と、使用される基板の外周端面の面取り幅と、膜除去装置の機械精度に応じて規定されたマージン幅の和である。なお、基板の外周端面に面取りを形成しない場合、面取り幅は０である。
前記規格幅は、例えば、薄膜太陽電池のシステム電圧が301〜600Vでは6.4ｍｍ以上、システム電圧が601〜1000Vでは8.4ｍｍ以上必要であると、規格（ＩＥＣ：６１７３０やＪＩＳ：Ｃ８９９２）によって規定されている。
この基準幅は、製造すべき薄膜太陽電池のシステム電圧に応じて規定された規格幅と、使用される基板の外周端面の面取り幅と、膜除去装置の機械精度に応じて規定されたマージン幅の和である。なお、基板の外周端面に面取りを形成しない場合、面取り幅は０である。
前記規格幅は、例えば、薄膜太陽電池のシステム電圧が301〜600Vでは6.4ｍｍ以上、システム電圧が601〜1000Vでは8.4ｍｍ以上必要であると、規格（ＩＥＣ：６１７３０やＪＩＳ：Ｃ８９９２）によって規定されている。
図３および図４は本発明における設定幅決定ステップのステップ（Ｂ）を説明する説明図である。なお、図３と図４で示された基板Ｑ１は、図２０および図２１で説明した基板Ｑ１と同一であり、図３と図４において、図２０および図２１中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
ステップ（Ｂ）では、例えば、図３に示すように、基板Ｑ１の前記基準となる第１辺に隣接する第２・第４辺のずれ角度αが最大公差であると仮定したときに、第１辺１ａと第２辺１ｂとの交点または第１辺１ａと第４辺１ｄとの交点を通りかつ第１辺１ａに垂直な垂線Ｆ１に対する、第１辺１ａと平行な方向の第２辺１ｂまたは第４辺１ｄのずれ寸法を求めて補正幅Ｗ１とする。
また、ステップ（Ｂ）では、例えば、図４に示すように、基板Ｑ１の前記基準となる第１辺に隣接する第２・第４辺のずれ角度αが最大公差であると仮定したときに、第２辺１ｂまたは第４辺１ｄの中点を通りかつ第１辺１ａに垂直な垂線Ｆ２に対する、第１辺１ａと平行な方向の第２辺１ｂまたは第４辺１ｄのずれ寸法を求めて補正幅Ｗ２とする。
また、ステップ（Ｂ）では、例えば、図４に示すように、基板Ｑ１の前記基準となる第１辺に隣接する第２・第４辺のずれ角度αが最大公差であると仮定したときに、第２辺１ｂまたは第４辺１ｄの中点を通りかつ第１辺１ａに垂直な垂線Ｆ２に対する、第１辺１ａと平行な方向の第２辺１ｂまたは第４辺１ｄのずれ寸法を求めて補正幅Ｗ２とする。
ステップ（Ｂ）において、「第２辺または第４辺の任意の一点を通りかつ第１辺またはその延長線に垂直な垂線」には、図３で示す垂線Ｆ１および図４に示す垂線Ｆ２に限定されない。
さらに、前記垂線は、図３および図４に示した略平行四辺形基板Q１に限られず、第２・第４辺１ｂ、１ｄの傾き方向がこれらの略平行四辺形基板Q１とは逆向きの略平行四辺形基板、平行四辺形基板、台形基板にも適用される。
さらに、前記垂線は、図３および図４に示した略平行四辺形基板Q１に限られず、第２・第４辺１ｂ、１ｄの傾き方向がこれらの略平行四辺形基板Q１とは逆向きの略平行四辺形基板、平行四辺形基板、台形基板にも適用される。
ステップ（Ｂ）では、任意に選択した垂線に対する、第１辺１ａと平行な方向の第２辺１ｂまたは第４辺１ｄのずれ寸法を求めて補正幅とし、例えば、垂線Ｆ１を選択するとずれ寸法Ｗ１が補正幅となり、垂線Ｆ２を選択するとずれ寸法Ｗ２が補正幅となる。
本発明において、ずれ寸法Ｗ２の補正幅が最低限必要な最小補正幅となり、ずれ寸法Ｗ１の補正幅が必要十分な最大補正幅となり、ずれ寸法Ｗ２はずれ寸法Ｗ１の半分である。
第２辺１ｂの長さをＬとすると、補正幅Ｗ１はＷ１＝Ｌ＊ｓｉｎαの式で求めることができ、補正幅W２はＷ２＝Ｌ／２＊ｓｉｎ（α）の式で求めることができる。
あるいは、第１辺１ａと第３辺１ｃの間の距離をＭとすると、補正幅Ｗ１はＷ１＝Ｍ＊ｔａｎαの式で求めることができ、補正幅W２はＷ２＝Ｍ／２＊ｔａｎ（α）の式で求めることができる。
本発明において、ずれ寸法Ｗ２の補正幅が最低限必要な最小補正幅となり、ずれ寸法Ｗ１の補正幅が必要十分な最大補正幅となり、ずれ寸法Ｗ２はずれ寸法Ｗ１の半分である。
第２辺１ｂの長さをＬとすると、補正幅Ｗ１はＷ１＝Ｌ＊ｓｉｎαの式で求めることができ、補正幅W２はＷ２＝Ｌ／２＊ｓｉｎ（α）の式で求めることができる。
あるいは、第１辺１ａと第３辺１ｃの間の距離をＭとすると、補正幅Ｗ１はＷ１＝Ｍ＊ｔａｎαの式で求めることができ、補正幅W２はＷ２＝Ｍ／２＊ｔａｎ（α）の式で求めることができる。
ステップ（Ｃ）は、次のように行われる。
実施形態１：形成すべき第１および第３非導電性表面領域の幅を第１設定幅として基準幅に設定し、かつ形成すべき第２および第４非導電性表面領域の幅を第２設定幅として基準幅と最大補正幅との和に設定する。
実施形態２：補正幅を最小補正幅に設定すること以外は、実施形態２と同様である。
実施形態３：略平行四辺形の基板における基準となる長辺側の第１辺に隣接する第２・第４辺の傾き方向が実施形態１および２とは逆であるが、ステップ（Ｃ）は実施形態１および２と同様である
実施形態１：形成すべき第１および第３非導電性表面領域の幅を第１設定幅として基準幅に設定し、かつ形成すべき第２および第４非導電性表面領域の幅を第２設定幅として基準幅と最大補正幅との和に設定する。
実施形態２：補正幅を最小補正幅に設定すること以外は、実施形態２と同様である。
実施形態３：略平行四辺形の基板における基準となる長辺側の第１辺に隣接する第２・第４辺の傾き方向が実施形態１および２とは逆であるが、ステップ（Ｃ）は実施形態１および２と同様である
以下、図面を参照しながら、本発明の薄膜太陽電池の製造方法およびそれによって製造された薄膜太陽電池についてさらに詳しく説明する。なお、図面を用いた説明では、四角形基板を平面的に見たときに、四角形基板の四辺のうち任意に選択した一辺を第１辺として他の辺を反時計回りに順番に第２〜第４辺と呼ぶが、本発明は、第１辺から時計回りに順番に第２〜第４辺となっていると解釈することもできる。
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１の薄膜太陽電池を示す平面図であり、図２（Ａ）は図１のＡ−Ａ線部分断面図であり、図２（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線部分断面図である。なお、図１および図２において、図９および図１０中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
この薄膜太陽電池Ｓ１は、対向する一対の第１・第３辺１ａ、１ｃおよび対向する一対の第２・第４辺１ｂ、１ｄを有する四角形の透光性絶縁基板Ｑ１（以下、単に「基板Ｑ１」という）と、この基板Ｑ１の表面の外周部を除く領域に透明電極層３、光電変換層４および裏面電極層５が順次積層されてなる薄膜光電変換素子１１が複数個互いに電気的に直列接続されたストリングＧ１１とを備え、ストリングＧ１１を含む基板Ｑ１の表面全面が、図示しない樹脂層および保護フィルムで封止された構造を有している。
図１は本発明の実施形態１の薄膜太陽電池を示す平面図であり、図２（Ａ）は図１のＡ−Ａ線部分断面図であり、図２（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線部分断面図である。なお、図１および図２において、図９および図１０中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
この薄膜太陽電池Ｓ１は、対向する一対の第１・第３辺１ａ、１ｃおよび対向する一対の第２・第４辺１ｂ、１ｄを有する四角形の透光性絶縁基板Ｑ１（以下、単に「基板Ｑ１」という）と、この基板Ｑ１の表面の外周部を除く領域に透明電極層３、光電変換層４および裏面電極層５が順次積層されてなる薄膜光電変換素子１１が複数個互いに電気的に直列接続されたストリングＧ１１とを備え、ストリングＧ１１を含む基板Ｑ１の表面全面が、図示しない樹脂層および保護フィルムで封止された構造を有している。
つまり、この薄膜太陽電池Ｓ１の基本構造は図９および図１０で説明した従来の薄膜太陽電池と同様であるが、従来と比べて、基板Ｑ１の表面の外周部に形成された非導電性領域の面積は減少し、ストリングＧ１１の面積は増加している。
図１において、ストリングＧ１１中の２点鎖線および実線で囲まれた領域が、従来の薄膜太陽電池におけるストリングＧ（図９参照）の領域であり、ストリングＧ１１における前記領域からはみ出した部分が面積増加部分である。
図１において、ストリングＧ１１中の２点鎖線および実線で囲まれた領域が、従来の薄膜太陽電池におけるストリングＧ（図９参照）の領域であり、ストリングＧ１１における前記領域からはみ出した部分が面積増加部分である。
この薄膜太陽電池Ｓ１の製造工程は、基板Ｑ１の表面全体にストリングＧ１１を形成するまでは従来と同様であり、非導電性表面領域を形成する膜除去工程およびこの工程の前の設定幅決定ステップが従来とは異なる。
実施形態１の場合、設定幅決定ステップにおいて、まず、前記ステップ（Ａ）を行い、基準幅Ｗａを決定する。
また、図３に示すように、ずれ寸法を求める際の任意の一点を、第１辺１ａと第２辺１ｂとの交点または第１辺１ａと第４辺１ｄとの交点として補正幅Ｗ１を設定する。
そして、次のステップ（Ｃ）において、形成すべき第１および第３非導電性表面領域Ｐ１１、Ｐ１３の幅を第１設定幅として前記基準幅Ｗａに設定し、形成すべき第２・第４非導電性表面領域Ｐ１２、Ｐ１４の幅を第２設定幅Ｗとして前記基準幅Ｗａと前記補正幅Ｗ１との和に設定する。
実施形態１の場合、設定幅決定ステップにおいて、まず、前記ステップ（Ａ）を行い、基準幅Ｗａを決定する。
また、図３に示すように、ずれ寸法を求める際の任意の一点を、第１辺１ａと第２辺１ｂとの交点または第１辺１ａと第４辺１ｄとの交点として補正幅Ｗ１を設定する。
そして、次のステップ（Ｃ）において、形成すべき第１および第３非導電性表面領域Ｐ１１、Ｐ１３の幅を第１設定幅として前記基準幅Ｗａに設定し、形成すべき第２・第４非導電性表面領域Ｐ１２、Ｐ１４の幅を第２設定幅Ｗとして前記基準幅Ｗａと前記補正幅Ｗ１との和に設定する。
膜除去工程では、まず、図５および図６（Ａ）に示すように、表面（一面）にストリングＧ１１が形成された基板Ｑ１を膜除去加工位置に位置決めする。
膜除去加工位置には、例えば、基板Ｑ１を載置するためのターンテーブルＴが設置されると共に、基板Ｑ１の一方の長辺の２点に当接する２つの位置決め部材２１、２２および位置決めした長辺側から見て右側の短辺の中点に当接する１つの位置決め部材２３が設置される。
各位置決め部材２１〜２３は、例えば、床面から垂直方向に伸縮可能に延びる伸縮ロッドとすることができる。
膜除去加工位置には、例えば、基板Ｑ１を載置するためのターンテーブルＴが設置されると共に、基板Ｑ１の一方の長辺の２点に当接する２つの位置決め部材２１、２２および位置決めした長辺側から見て右側の短辺の中点に当接する１つの位置決め部材２３が設置される。
各位置決め部材２１〜２３は、例えば、床面から垂直方向に伸縮可能に延びる伸縮ロッドとすることができる。
さらに、膜除去加工位置には、基板Ｑ１の位置決めされた長辺に対して平行な左右方向（Ｘ方向）および垂直な前後方向（Ｙ方向）に移動可能な膜除去ヘッド部Ｒを有する膜除去装置が設置される。
膜除去装置は、レーザ加工装置または研磨装置からなる前記膜除去ヘッド部Ｒと、膜除去ヘッド部ＲをＸ方向およびＹ方向に移動させる図示しない移動機構部とを備える。
膜除去装置は、レーザ加工装置または研磨装置からなる前記膜除去ヘッド部Ｒと、膜除去ヘッド部ＲをＸ方向およびＹ方向に移動させる図示しない移動機構部とを備える。
レーザ加工装置としては、薄膜光電変換素子１１（透明電極層３、光電変換層４および裏面電極層５）を除去できるレーザ照射装置、例えば、YAGレーザの基本波等を照射するものを用いることができる。
研磨装置としては、例えば、小型モータと、この小型モータの回転シャフト先端に固定された車輪形、円錐形等の研磨部材とを備えた構成とすることができる。
研磨装置としては、例えば、小型モータと、この小型モータの回転シャフト先端に固定された車輪形、円錐形等の研磨部材とを備えた構成とすることができる。
移動機構部としては、例えば、位置決め部材２１、２２側のＸ軸方向および位置決め部材２３側のＹ軸方向に敷設されたガイドレールおよびモータを動力源としてガイドレールに沿って移動する移動台を有するリニア駆動部と、移動台に膜除去ヘッド部を基板Ｑ１に対して接近離間させる方向に高精度に移動可能に連結する可動連結部（例えば、ボールネジ機構）と、リニア駆動部および可動連結部を予め設定された所定の方向および移動量で移動するように制御する制御部等を備えた構成とすることができる。
この場合、前記制御部からの指令に基づいて、リニア駆動部の移動台および可動連結部における膜除去ヘッド部との連結部分が所定の方向および移動量で移動することにより、膜除去ヘッド部を基板Ｑの位置決めされた２辺に沿ってＸ−Ｙ二軸方向に移動させることができる。
さらに、移動台、可動連結部および膜除去ヘッド部を備えたユニットがＸ軸方向とＹ軸方向のガイドレールに乗り換えられるようにするか、あるいはＸ軸方向とＹ軸方向のガイドレールに個別に前記ユニットを設けることができる。
なお、レーザ加工装置を用いる場合、ガルバノミラーを用いてレーザ照射位置（膜除去位置）を二軸方向に移動可能に構成することもできる。
この場合、前記制御部からの指令に基づいて、リニア駆動部の移動台および可動連結部における膜除去ヘッド部との連結部分が所定の方向および移動量で移動することにより、膜除去ヘッド部を基板Ｑの位置決めされた２辺に沿ってＸ−Ｙ二軸方向に移動させることができる。
さらに、移動台、可動連結部および膜除去ヘッド部を備えたユニットがＸ軸方向とＹ軸方向のガイドレールに乗り換えられるようにするか、あるいはＸ軸方向とＹ軸方向のガイドレールに個別に前記ユニットを設けることができる。
なお、レーザ加工装置を用いる場合、ガルバノミラーを用いてレーザ照射位置（膜除去位置）を二軸方向に移動可能に構成することもできる。
基板Ｑ１の位置決めに際して、基準となる第１辺１ａを位置決め部材２１、２２に当接させ、かつ第２辺１ｂを位置決め部材２３に当接させる。
次に、前記基準点Ｏから矢印ｙ１方向へ第１設定幅（基準幅）Ｗａの距離だけ移動した位置から膜除去を開始できるよう、膜除去装置の膜除去ヘッド部Ｒが基準点Ｏ近傍の左右移動初期位置に待機し、図５と図６（Ｂ）に示すように、膜除去ヘッド部Ｒがｘ１方向に移動しながら膜除去を行う。この際、ｘ１方向への１回の移動だけで第１設定幅Ｗａ分の膜除去分が完了しない場合は、膜除去ヘッド部Ｒをｘ１方向とｘ２方向に往復移動させながらｙ２方向へも段階的に移動させて第１辺１ａの端面まで完全に膜除去を行う。
次に、前記基準点Ｏから矢印ｙ１方向へ第１設定幅（基準幅）Ｗａの距離だけ移動した位置から膜除去を開始できるよう、膜除去装置の膜除去ヘッド部Ｒが基準点Ｏ近傍の左右移動初期位置に待機し、図５と図６（Ｂ）に示すように、膜除去ヘッド部Ｒがｘ１方向に移動しながら膜除去を行う。この際、ｘ１方向への１回の移動だけで第１設定幅Ｗａ分の膜除去分が完了しない場合は、膜除去ヘッド部Ｒをｘ１方向とｘ２方向に往復移動させながらｙ２方向へも段階的に移動させて第１辺１ａの端面まで完全に膜除去を行う。
このようにして、基板Ｑ１の第１辺１ａに沿って第１設定幅Ｗａの第１非導電性表面領域Ｐ１１の形成を完了する。
第１非導電性表面領域Ｐ１１の第１設定幅Ｗａは一定でありかつ基準幅と等しいため、所定の絶縁耐電圧性が確保されている。
第１非導電性表面領域Ｐ１１の第１設定幅Ｗａは一定でありかつ基準幅と等しいため、所定の絶縁耐電圧性が確保されている。
次に、図５と図６（Ｃ）に示すように、基準点Ｏからｘ１方向へ設定幅Ｗの距離だけ移動した位置から膜除去を開始できるよう、膜除去装置の膜除去ヘッド部Ｒが基準点Ｏ近傍の前後移動初期位置に待機し、膜除去ヘッド部Ｒがｙ１方向に移動しながら膜除去を行う。この際、ｙ１方向への１回の移動だけで設定幅Ｗ分の膜除去分が完了しない場合は、膜除去ヘッド部Ｒをｙ１方向とｙ２方向に往復移動させながらｘ２方向へも段階的に移動させて第２辺１ｂの端面まで完全に膜除去を行う。
このようにして、基板Ｑ１の第２辺１ｂに沿って第２非導電性表面領域Ｐ２の形成を完了する。
このようにして、基板Ｑ１の第２辺１ｂに沿って第２非導電性表面領域Ｐ２の形成を完了する。
このとき、基板Ｑ１の第１辺１ａと第２辺１ｂとの交点位置は基準点Ｏよりも左側にずれており、かつ第２辺１ｂは交点位置からｙ１方向へ向うにつれて左に傾いているため、第２非導電性表面領域Ｐ１２の幅は一定ではない。つまり、第２非導電性表面領域Ｐ１２の幅は、基準点Ｏ側では第２設定幅Ｗよりも狭く、基準点Ｏからｙ１方向に遠ざかるにつれて第２設定幅Ｗと一致し、さらに遠ざかると第２設定幅Ｗよりも広がっている。
このように、第２非導電性表面領域Ｐ１２の幅は一定ではないが、最小幅は基準幅よりも広いため、所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
このように、第２非導電性表面領域Ｐ１２の幅は一定ではないが、最小幅は基準幅よりも広いため、所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
次に、図５と図６（Ｄ）に示すように、位置決め部材２１〜２３を基板Ｑ１の下面よりも下に下降させ、ターンテーブルＴと共に基板Ｑ１を１８０度回転させ、位置決め部材２１〜２３を基板Ｑ１の下面よりも上に上昇させ、第３辺１ｃおよび第４辺１ｄを位置決め部材２１〜２３に当接させて位置決めする。
次に、図６（Ｅ）に示すように、第１非導電性表面領域Ｐ１１を形成した手順と同様にして、第３辺１ｃに沿って第１設定幅Ｗａの第３非導電性表面領域Ｐ１３を形成し、続いて、図６（Ｆ）に示すように、第２非導電性表面領域Ｐ１２を形成した手順と同様にして、第４辺１ｄに沿って第４非導電性表面領域Ｐ１４を形成する。
次に、図６（Ｅ）に示すように、第１非導電性表面領域Ｐ１１を形成した手順と同様にして、第３辺１ｃに沿って第１設定幅Ｗａの第３非導電性表面領域Ｐ１３を形成し、続いて、図６（Ｆ）に示すように、第２非導電性表面領域Ｐ１２を形成した手順と同様にして、第４辺１ｄに沿って第４非導電性表面領域Ｐ１４を形成する。
第３非導電性表面領域Ｐ１３の幅は、所定の絶縁耐電圧性が確保された一定の第１設定幅（基準幅）Ｗａである。
第４非導電性表面領域Ｐ１４の幅は、基準点Ｏ側では第２設定幅Ｗよりも狭く、基準点ＯからＹ方向に遠ざかるにつれて第２設定幅Ｗと一致し、さらに遠ざかると第２設定幅Ｗよりも広がっているが、最小幅は基準幅よりも広いため所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
第４非導電性表面領域Ｐ１４の幅は、基準点Ｏ側では第２設定幅Ｗよりも狭く、基準点ＯからＹ方向に遠ざかるにつれて第２設定幅Ｗと一致し、さらに遠ざかると第２設定幅Ｗよりも広がっているが、最小幅は基準幅よりも広いため所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
このようにして、基板Ｑ１の外周部全周に沿って、所定の絶縁耐電圧性を確保するための第１〜第４非導電性表面領域Ｐ１１〜Ｐ１４の形成を完了する。
この薄膜太陽電池Ｓ１は、平行精度が高い第１・第３辺１ａ、１ｃに沿って形成された第１・第３非導電性表面領域Ｐ１１、Ｐ１３の幅が、図２０で示した従来の薄膜太陽電池の第１・第３非導電性表面領域Ｐ１、Ｐ３の幅よりも補正幅Ｗ１分狭いため（図３参照）、ストリングＧ１１の面積もその分増加している。
この薄膜太陽電池Ｓ１は、平行精度が高い第１・第３辺１ａ、１ｃに沿って形成された第１・第３非導電性表面領域Ｐ１１、Ｐ１３の幅が、図２０で示した従来の薄膜太陽電池の第１・第３非導電性表面領域Ｐ１、Ｐ３の幅よりも補正幅Ｗ１分狭いため（図３参照）、ストリングＧ１１の面積もその分増加している。
また、実施形態１では、図１に示すように、第１辺１ａに対して第２・第４辺１ｂ、１ｄが右に傾いた略平行四辺形基板Q１を用いた場合を例示したが、膜除去加工位置に順次搬送される基板の第２・第４辺の傾き方向が基板Q１と同じであるとは限らない。
しかしながら、実施形態１では、第２・第４辺１ｂ、１ｄの傾きに対して最大補正幅W１（図３参照）を考慮しているため、第２・第４辺の傾き方向が基板Q１とは逆方向の基板にも対応できている。なお、これについて詳しくは後述の実施形態３で説明する。
さらに、最大補正幅W１（図３参照）を考慮しているため、一辺を位置決めする位置決め部材２３の位置はその一辺の中点と当接する位置には限定されず、その一辺の中点から基準点Ｏ側の部分または中点から基準点Ｏとは反対側の部分に当接する位置でもよい。
しかしながら、実施形態１では、第２・第４辺１ｂ、１ｄの傾きに対して最大補正幅W１（図３参照）を考慮しているため、第２・第４辺の傾き方向が基板Q１とは逆方向の基板にも対応できている。なお、これについて詳しくは後述の実施形態３で説明する。
さらに、最大補正幅W１（図３参照）を考慮しているため、一辺を位置決めする位置決め部材２３の位置はその一辺の中点と当接する位置には限定されず、その一辺の中点から基準点Ｏ側の部分または中点から基準点Ｏとは反対側の部分に当接する位置でもよい。
（実施形態２）
図７は本発明の実施形態２の薄膜太陽電池を示す平面図である。なお、図７において、図１中の要素と同様の要素については同一の符号を付している。
実施形態２の薄膜太陽電池Ｓ２は、第２・第４非導電性表面領域Ｐ２１、Ｐ２４の幅およびそれらの形成方法が実施形態１と異なり、それら以外は実施形態１と同様である。
以下、実施形態２の実施形態１とは異なる点を主に説明する。
図７は本発明の実施形態２の薄膜太陽電池を示す平面図である。なお、図７において、図１中の要素と同様の要素については同一の符号を付している。
実施形態２の薄膜太陽電池Ｓ２は、第２・第４非導電性表面領域Ｐ２１、Ｐ２４の幅およびそれらの形成方法が実施形態１と異なり、それら以外は実施形態１と同様である。
以下、実施形態２の実施形態１とは異なる点を主に説明する。
実施形態１の設定幅決定ステップでは、形成すべき第２・第４非導電性表面領域Ｐ１２、Ｐ１４の幅を第２設定幅Ｗ（＝基準幅＋補正幅Ｗ１）に設定し、その第２設定幅Ｗに含まれる補正幅Ｗ１を最大補正幅に設定した（図１、図３参照）。
これに対し、実施形態２の設定幅決定ステップでは、形成すべき第２・第４非導電性表面領域Ｐ１２、Ｐ１４の第２設定幅Ｗｂは基準幅と補正幅Ｗ２との和であって、補正幅Ｗ２は前記補正幅Ｗ１の半分の最小補正幅に設定されている（図４、図７参照）。
したがって、実施形態２の薄膜太陽電池Ｓ２の第２・第４非導電性表面領域Ｐ２１、Ｐ２４の幅は、実施形態１のそれらよりも狭くなっており、その分ストリングＧ２１の面積も増加している。
なお、実際に形成された第２・第４非導電性表面領域Ｐ１２、Ｐ１４の最小幅は、第２設定幅Ｗｂよりも狭いが、基準幅よりも広いため所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
これに対し、実施形態２の設定幅決定ステップでは、形成すべき第２・第４非導電性表面領域Ｐ１２、Ｐ１４の第２設定幅Ｗｂは基準幅と補正幅Ｗ２との和であって、補正幅Ｗ２は前記補正幅Ｗ１の半分の最小補正幅に設定されている（図４、図７参照）。
したがって、実施形態２の薄膜太陽電池Ｓ２の第２・第４非導電性表面領域Ｐ２１、Ｐ２４の幅は、実施形態１のそれらよりも狭くなっており、その分ストリングＧ２１の面積も増加している。
なお、実際に形成された第２・第４非導電性表面領域Ｐ１２、Ｐ１４の最小幅は、第２設定幅Ｗｂよりも狭いが、基準幅よりも広いため所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
実施形態２の薄膜太陽電池Ｓ２の製造方法は、基本的に実施形態１と同様である。但し、基板Ｑ１の第２辺１ｂに沿ったストリング部分を第２設定幅Ｗｂで除去するよう膜除去装置の膜除去ヘッド部を移動させて第２非導電性表面領域Ｐ２１を形成し（図５、図６（Ｃ）参照）、基板Ｑ１の第４辺１ｄに沿ったストリング部分を第２設定幅Ｗｂで除去するよう膜除去装置の膜除去ヘッド部を移動させて第４非導電性表面領域Ｐ２４を形成する（図５、図６（Ｆ）参照）。
実施形態２でも、図７に示すように、第１辺１ａに対して第２・第４辺１ｂ、１ｄが右に傾いた略平行四辺形基板Q１を用いた場合を例示したが、膜除去加工位置に順次搬送される基板の第２・第４辺の傾き方向が基板Q１と同じであるとは限らない。
しかしながら、実施形態２では、第２・第４辺１ｂ、１ｄの傾きに対して最小補正幅W２（図４参照）を考慮しているため、第２・第４辺の傾き方向が基板Q１とは逆方向の基板にも対応できている。ただし、実施形態２の場合、一辺を位置決めする位置決め部材２３の位置はその一辺の中点から基準点Ｏ側の部分に限定される。なお、これについて詳しくは後述の実施形態３で説明する。
しかしながら、実施形態２では、第２・第４辺１ｂ、１ｄの傾きに対して最小補正幅W２（図４参照）を考慮しているため、第２・第４辺の傾き方向が基板Q１とは逆方向の基板にも対応できている。ただし、実施形態２の場合、一辺を位置決めする位置決め部材２３の位置はその一辺の中点から基準点Ｏ側の部分に限定される。なお、これについて詳しくは後述の実施形態３で説明する。
（実施形態３）
図８（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の実施形態３の薄膜太陽電池の製造工程における膜除去工程の手順を示す説明図である。なお、図８において、図６中の要素と同様の要素については同一の符号を付している。
実施形態１および２では、基準となる長辺側の第１辺１ａと右に隣接する第２辺１ｂとのなす角度θ１が９０度より大きく、かつ第１辺１ａと左に隣接する第４辺１ｄとのなす角度θ２が９０度より小さい略平行四辺形基板Ｑ１であった場合の膜除去工程を説明した。
これに対し、実施形態３では、基準となる長辺側の第１辺１ａと右に隣接する第２辺１ｂとのなす角度θ１が９０度より小さく、かつ第１辺１ａと左に隣接する第４辺１ｄとのなす角度θ２が９０度より大きい略平行四辺形基板Ｑ２である場合の膜除去工程を説明する。
図８（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の実施形態３の薄膜太陽電池の製造工程における膜除去工程の手順を示す説明図である。なお、図８において、図６中の要素と同様の要素については同一の符号を付している。
実施形態１および２では、基準となる長辺側の第１辺１ａと右に隣接する第２辺１ｂとのなす角度θ１が９０度より大きく、かつ第１辺１ａと左に隣接する第４辺１ｄとのなす角度θ２が９０度より小さい略平行四辺形基板Ｑ１であった場合の膜除去工程を説明した。
これに対し、実施形態３では、基準となる長辺側の第１辺１ａと右に隣接する第２辺１ｂとのなす角度θ１が９０度より小さく、かつ第１辺１ａと左に隣接する第４辺１ｄとのなす角度θ２が９０度より大きい略平行四辺形基板Ｑ２である場合の膜除去工程を説明する。
実施形態３の場合も、設定幅決定ステップのステップ（Ｃ）にて、形成すべき第１および第３非導電性表面領域の幅を、基準幅である第１設定幅Ｗａに設定し、かつ形成すべき第２および第４非導電性表面領域の幅を、基準幅と補正幅の和である第２設定幅Ｗｃに設定する。このときの補正幅とは、実施形態１での最大補正幅Ｗ１（図３参照）または実施形態２での最小補正幅Ｗ２（図４参照）である。
図８（Ａ）は、実施形態１および２と同様の膜除去加工位置において、基板Ｑ２の第１辺３１ａを位置決め部材２１、２２に当接させ、かつ第２辺３１ｂを位置決め部材２３に当接させて位置決めした状態を示している。
このとき、第２辺３１ｂは第１辺３１ａから遠ざかるにつれて左に傾いているため、第１辺３１ａ上に基準点Ｏが位置することになる。
このとき、第２辺３１ｂは第１辺３１ａから遠ざかるにつれて左に傾いているため、第１辺３１ａ上に基準点Ｏが位置することになる。
次に、基準点Ｏから矢印ｙ１方向へ第１設定幅（基準幅）Ｗａの距離だけ移動した位置から膜除去を開始できるよう、膜除去装置の膜除去ヘッド部Ｒが基準点Ｏ近傍の左右移動初期位置に待機し、膜除去ヘッド部がＸ方向に移動しながら膜除去を行い、第１辺１ａに沿って第１設定幅Ｗａの第１非導電性表面領域Ｐ３１の形成を完了する（図８（Ｂ）参照）。
第１非導電性表面領域Ｐ３１の第１設定幅Ｗａは一定でありかつ基準幅と等しいため、所定の絶縁耐電圧性が確保されている。
第１非導電性表面領域Ｐ３１の第１設定幅Ｗａは一定でありかつ基準幅と等しいため、所定の絶縁耐電圧性が確保されている。
次に、基準点Ｏからｘ１方向へ設定幅Ｗｃの距離だけ移動した位置から膜除去を開始できるよう、膜除去装置の膜除去ヘッド部が基準点Ｏ近傍の前後移動初期位置に待機し、膜除去ヘッド部がＹ方向に移動しながら膜除去を行い、第２辺１ｂに沿って第２非導電性表面領域Ｐ２の形成を完了する（図８（Ｃ）参照）。
このとき、基板Ｑ２の第１辺３１ａと第２辺３１ｂとの交点位置は基準点Ｏよりも右側にずれており、かつ第２辺３１ｂは交点位置からｙ１方向へ向うにつれて左に傾いているため、第２非導電性表面領域Ｐ３２の幅は一定ではない。つまり、第２非導電性表面領域Ｐ３２の幅は、基準点Ｏ側では第２設定幅Ｗｃよりも広く、基準点Ｏからｙ１方向に遠ざかるにつれて第２設定幅Ｗｃと一致し、さらに遠ざかると第２設定幅Ｗｃよりも狭くなっている。
このように、第２非導電性表面領域Ｐ３２の幅は一定ではないが、最小幅は基準幅よりも広いため、所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
このように、第２非導電性表面領域Ｐ３２の幅は一定ではないが、最小幅は基準幅よりも広いため、所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
次に、図８（Ｄ）に示すように、位置決め部材２１〜２３を基板Ｑ２の下面よりも下に下降させて基板Ｑ２を１８０度回転させ、位置決め部材２１〜２３を基板Ｑ２の下面よりも上に上昇させ、第３辺３１ｃおよび第４辺３１ｄを位置決め部材２１〜２３に当接させて位置決めする。
次に、図８（Ｅ）に示すように、第１非導電性表面領域Ｐ３１を形成した手順と同様にして、第３辺３１ｃに沿って第１設定幅Ｗａの第３非導電性表面領域Ｐ３３を形成し、続いて、図８（Ｆ）に示すように、第２非導電性表面領域Ｐ３２を形成した手順と同様にして、第４辺３１ｄに沿って第４非導電性表面領域Ｐ３４を形成する。
次に、図８（Ｅ）に示すように、第１非導電性表面領域Ｐ３１を形成した手順と同様にして、第３辺３１ｃに沿って第１設定幅Ｗａの第３非導電性表面領域Ｐ３３を形成し、続いて、図８（Ｆ）に示すように、第２非導電性表面領域Ｐ３２を形成した手順と同様にして、第４辺３１ｄに沿って第４非導電性表面領域Ｐ３４を形成する。
第３非導電性表面領域Ｐ３３の幅は、所定の絶縁耐電圧性が確保された一定の第１設定幅（基準幅）Ｗａである。
第４非導電性表面領域Ｐ３４の幅は、基準点Ｏ側では第２設定幅Ｗｃよりも広く、基準点ＯからＹ方向に遠ざかるにつれて第２設定幅Ｗｃと一致し、さらに遠ざかると第２設定幅Ｗｃよりも狭くなっているが、最小幅は基準幅よりも広いため所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
第４非導電性表面領域Ｐ３４の幅は、基準点Ｏ側では第２設定幅Ｗｃよりも広く、基準点ＯからＹ方向に遠ざかるにつれて第２設定幅Ｗｃと一致し、さらに遠ざかると第２設定幅Ｗｃよりも狭くなっているが、最小幅は基準幅よりも広いため所定の絶縁耐電圧性は確保されている。
このようにして、基板Ｑ２の外周部全周に沿って、所定の絶縁耐電圧性を確保するための第１〜第４非導電性表面領域Ｐ３１〜Ｐ３４の形成を完了する。
実施形態３の薄膜太陽電池も、実施形態１および２の薄膜太陽電池と同様に発電面積が増加している。
実施形態３の薄膜太陽電池も、実施形態１および２の薄膜太陽電池と同様に発電面積が増加している。
（実施例）
図９は本発明の実施例の薄膜太陽電池を示す平面図である。
図９に示すように、透光性絶縁基板Ｑ1として、ガラス基板納入仕様として、外形基準サイズが幅１０００ｍｍ×長さ１４００ｍｍで、外形基板公差±１ｍｍ、面取り幅（Ｒ面取り実施）が最大１．５ｍｍ以下、直角度９０±０．１１４５９１４０６°範囲（即ちｔａｎα≦２、Ｗα＝２ｍｍ、１／５００ｍｍ：垂直方向に５００ｍｍ進むとその直交方向に1ｍｍずれることを意味する）、形状は平行四辺形（長さ方向が平行）であるガラス基板を用意した。なお、このガラス基板は外周に面取り幅ＷＭの面取り部を有している。
図９は本発明の実施例の薄膜太陽電池を示す平面図である。
図９に示すように、透光性絶縁基板Ｑ1として、ガラス基板納入仕様として、外形基準サイズが幅１０００ｍｍ×長さ１４００ｍｍで、外形基板公差±１ｍｍ、面取り幅（Ｒ面取り実施）が最大１．５ｍｍ以下、直角度９０±０．１１４５９１４０６°範囲（即ちｔａｎα≦２、Ｗα＝２ｍｍ、１／５００ｍｍ：垂直方向に５００ｍｍ進むとその直交方向に1ｍｍずれることを意味する）、形状は平行四辺形（長さ方向が平行）であるガラス基板を用意した。なお、このガラス基板は外周に面取り幅ＷＭの面取り部を有している。
以下、システム電圧１０００Ｖに対応する薄膜太陽電池を作製する場合の非導電性表面領域Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４の幅の設計方法について説明する。
図９において、一点鎖線は理想状態にある基板の外郭線を示し、実線は用意した基板Ｑ１の外郭線を示している。
第１非導電性表面領域Ｐ１１の設定幅は１０．２ｍｍ（基準幅１０．２ｍｍ＝規格幅８．４ｍｍ＋面取り幅１．５ｍｍ＋寸法公差０ｍｍ＋マージン幅０．３ｍｍ、補正幅０ｍｍ）、第２非導電性表面領域Ｐ１２の設定幅は１１．２ｍｍ（基準幅１０．２ｍｍ＝規格幅８．４ｍｍ＋面取り幅１．５ｍｍ＋寸法公差０ｍｍ＋マージン幅０．３ｍｍ、補正幅１ｍｍ）、第３非導電性表面領域Ｐ１３の設定幅は１１．２ｍｍ（基準幅１０．２ｍｍ＝規格幅８．４ｍｍ＋面取り幅１．５ｍｍ＋寸法公差１ｍｍ＋マージン幅０．３ｍｍ、補正幅０ｍｍ）、第４非導電性表面領域Ｐ１４の設定幅は１２．２ｍｍ（基準幅１１．２ｍｍ＝規格幅８．４ｍｍ＋面取り幅１．５ｍｍ＋寸法公差１ｍｍ＋マージン幅０．３ｍｍ、補正幅１ｍｍ）で設計した。
図９において、一点鎖線は理想状態にある基板の外郭線を示し、実線は用意した基板Ｑ１の外郭線を示している。
第１非導電性表面領域Ｐ１１の設定幅は１０．２ｍｍ（基準幅１０．２ｍｍ＝規格幅８．４ｍｍ＋面取り幅１．５ｍｍ＋寸法公差０ｍｍ＋マージン幅０．３ｍｍ、補正幅０ｍｍ）、第２非導電性表面領域Ｐ１２の設定幅は１１．２ｍｍ（基準幅１０．２ｍｍ＝規格幅８．４ｍｍ＋面取り幅１．５ｍｍ＋寸法公差０ｍｍ＋マージン幅０．３ｍｍ、補正幅１ｍｍ）、第３非導電性表面領域Ｐ１３の設定幅は１１．２ｍｍ（基準幅１０．２ｍｍ＝規格幅８．４ｍｍ＋面取り幅１．５ｍｍ＋寸法公差１ｍｍ＋マージン幅０．３ｍｍ、補正幅０ｍｍ）、第４非導電性表面領域Ｐ１４の設定幅は１２．２ｍｍ（基準幅１１．２ｍｍ＝規格幅８．４ｍｍ＋面取り幅１．５ｍｍ＋寸法公差１ｍｍ＋マージン幅０．３ｍｍ、補正幅１ｍｍ）で設計した。
図１０（Ａ）および（Ｂ）〜図１８（Ａ）および（Ｂ）は図９で示した薄膜太陽電池の製造工程を説明する工程図である。なお、図１０（Ａ）〜図１８（Ａ）は図９中のＡ１−Ａ２線断面図であり、図１０（Ｂ）〜図１８（Ｂ）は図９中のＢ１−Ｂ２線断面図である。
図１０の模式的断面図に示すように、まず、熱ＣＶＤ法で、透明電極層３である酸化錫（ＳｎＯ2）を膜厚７００ｎｍで基板Ｑ１の表面に形成した。この際、面取り部には導電性の膜である酸化錫が成膜されている。
なお、上記基準幅の設計では面取り幅ＷＭが考慮されているが、例えば、透明電極層３を成膜時にマスクを用いて成膜し、且つ、以降の工程において、面取り部に導電性の膜が成膜されなければ、基準幅の設計において面取り部を考慮する必要性はなくなる。
これ以降に示す図面において、模式図では便宜上、面取り部を垂直に表現し、かつ面取り部に堆積した膜の表記は省略する。
なお、上記基準幅の設計では面取り幅ＷＭが考慮されているが、例えば、透明電極層３を成膜時にマスクを用いて成膜し、且つ、以降の工程において、面取り部に導電性の膜が成膜されなければ、基準幅の設計において面取り部を考慮する必要性はなくなる。
これ以降に示す図面において、模式図では便宜上、面取り部を垂直に表現し、かつ面取り部に堆積した膜の表記は省略する。
次に、得られた基板Ｑ１に対して純水を用いて超音波洗浄を行なった後、図１１（Ａ）および（Ｂ）の模式的断面図に示すように、基板Ｑ１側からＹＡＧレーザ光の基本波を長手方向に走査して照射することによって、透明導電層３をストライプ状に除去して、図１１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、複数本の第１分離溝６を形成した。
このとき、図１１（Ｂ）に示すように基板Ｑ１の第１辺１ａ（図９参照）と平行な第１分離溝６を９１本すると共に、図１１（Ａ）に示すように後工程でのレーザアライメントに用いる２本の第１分離溝６を基板Ｑ１の両端から８ｍｍの位置に第１辺１ａと直交する方向に形成した。各第１分離溝６の幅は０．０６ｍｍであり、隣接する２本の第１分離溝６、６間の距離ＷＰ６は１０．７３５ｍｍである。
なお、酸化錫（ＳｎＯ2）を除去するレーザとしては、ファイバーレーザやＹＶＯ4レーザ光の基本波を用いてもよい。
このとき、図１１（Ｂ）に示すように基板Ｑ１の第１辺１ａ（図９参照）と平行な第１分離溝６を９１本すると共に、図１１（Ａ）に示すように後工程でのレーザアライメントに用いる２本の第１分離溝６を基板Ｑ１の両端から８ｍｍの位置に第１辺１ａと直交する方向に形成した。各第１分離溝６の幅は０．０６ｍｍであり、隣接する２本の第１分離溝６、６間の距離ＷＰ６は１０．７３５ｍｍである。
なお、酸化錫（ＳｎＯ2）を除去するレーザとしては、ファイバーレーザやＹＶＯ4レーザ光の基本波を用いてもよい。
得られた基板Ｑ１に対して純水により超音波洗浄を行なった後、図１２（Ａ）および（Ｂ）の模式的断面図に示すように、第１分離溝６が形成された透明電極層３上に光電変換層４をプラズマＣＶＤ法を用いて形成した。
この際、透明電極層３側から、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層（膜厚２０ｎｍ）、ｉ層（膜厚２６０ｎｍ）およびｎ層（膜厚２０ｎｍ）をこの順に積層したトップセル（第１光電変換層）と、トップセル上に、微結晶シリコン薄膜からなるｐ層（膜厚２０ｎｍ）、ｉ層（膜厚２０００ｎｍ）およびｎ層（膜厚３０ｎｍ）をこの順に積層したボトムセル（第２光電変換層）とを成膜した。
この際、透明電極層３側から、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層（膜厚２０ｎｍ）、ｉ層（膜厚２６０ｎｍ）およびｎ層（膜厚２０ｎｍ）をこの順に積層したトップセル（第１光電変換層）と、トップセル上に、微結晶シリコン薄膜からなるｐ層（膜厚２０ｎｍ）、ｉ層（膜厚２０００ｎｍ）およびｎ層（膜厚３０ｎｍ）をこの順に積層したボトムセル（第２光電変換層）とを成膜した。
ここで、光電変換層４としては、上記の他に、例えば、透明電極層３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層をこの順に積層したトップセル（第１光電変換層）と、トップセル上に、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順に積層したミドルセル（第２光電変換層）と、ミドルセル上に、微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順に積層したボトムセル（第３光電変換層）とを、例えばプラズマＣＶＤ法により積層してもよい。なお、光電変換層の数をこれ以上とすることもできる。
第１光電変換層から第３光電変換層の各光電変換層は、全て同種のシリコン系半導体からなってもよく、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなってもよい。
第１光電変換層から第３光電変換層の各光電変換層は、それぞれ、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層及びｎ型半導体層を含んでおり、各半導体層は、シリコン系半導体からなってもよい。光電変換層に含まれる各半導体層は、全て同種のシリコン系半導体からなってもよく、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなってもよい。例えば、ｐ型半導体層とｉ型半導体層を非晶質シリコンで形成し、ｎ型半導体層を微結晶シリコンで形成してもよい。また、例えば、ｐ型半導体層とｎ型半導体層をシリコンカーバイド又はシリコンゲルマニウムで形成し、ｉ型半導体層をシリコンで形成してもよい。
また、ｐ型、ｉ型及びｎ型の各半導体層は、１層構造であっても複数層構造であってもよい。複数層構造である場合は、各層は、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなってもよい。
なお、本明細書において、「非晶質シリコン」は「水素化非晶質シリコン」を含む概念であり、「微結晶シリコン」は「水素化微結晶シリコン」を含む概念である。
第１光電変換層から第３光電変換層の各光電変換層は、それぞれ、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層及びｎ型半導体層を含んでおり、各半導体層は、シリコン系半導体からなってもよい。光電変換層に含まれる各半導体層は、全て同種のシリコン系半導体からなってもよく、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなってもよい。例えば、ｐ型半導体層とｉ型半導体層を非晶質シリコンで形成し、ｎ型半導体層を微結晶シリコンで形成してもよい。また、例えば、ｐ型半導体層とｎ型半導体層をシリコンカーバイド又はシリコンゲルマニウムで形成し、ｉ型半導体層をシリコンで形成してもよい。
また、ｐ型、ｉ型及びｎ型の各半導体層は、１層構造であっても複数層構造であってもよい。複数層構造である場合は、各層は、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなってもよい。
なお、本明細書において、「非晶質シリコン」は「水素化非晶質シリコン」を含む概念であり、「微結晶シリコン」は「水素化微結晶シリコン」を含む概念である。
続いて、図１３（Ａ）および（Ｂ）の模式的断面図に示すように、基板Ｑ１側から、ＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を第１分離溝６の長手方向に走査し照射することによって、光電変換層４の一部をストライプ状に除去して、コンタクトライン７を幅０．０６ｍｍで９０本形成した。
隣接する２本のコンタクトライン７、７間の距離ＷＰ７は等間隔の１０．７３５ｍｍであり、第１分離溝６とコンタクトライン７のラインスペース間は、０．０７ｍｍである。なお、光電変換層４の除去には、レーザ光として、ＹＶＯ4レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いても構わない。
隣接する２本のコンタクトライン７、７間の距離ＷＰ７は等間隔の１０．７３５ｍｍであり、第１分離溝６とコンタクトライン７のラインスペース間は、０．０７ｍｍである。なお、光電変換層４の除去には、レーザ光として、ＹＶＯ4レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いても構わない。
次に、図１４（Ａ）および（Ｂ）の模式的断面図に示すように、コンタクトライン７が形成された光電変換層４を覆うように裏面電極層５をスパッタリング法により、膜厚５０ｎｍの酸化亜鉛（ＺｎＯ）と膜厚１５０ｎｍの銀（Ａｇ）をこの順に形成した。
なお、裏面電極層５の形成方法としては、上記以外に、例えば従来公知の蒸着法またはイオンプレーティング法などを用いてもよい。
なお、裏面電極層５の形成方法としては、上記以外に、例えば従来公知の蒸着法またはイオンプレーティング法などを用いてもよい。
ここで、裏面電極層５としては、ＺｎＯとＡｇの積層膜の他に、例えばＡｇの単層、Ａｌ（アルミニウム）の単層、またはこれらの積層膜などの導電性を有する層を用いることができる。
また、裏面電極層５は、光電変換層４側の表面に透明導電膜を有していてもよい。透明導電膜としては、例えば、ＳｎＯ2膜、ＩＴＯ膜、ＺｎＯ膜、若しくはこれらの膜に微量の不純物を添加した膜の単層、またはこれらを複数重ね合わせた積層膜などが挙げられる。裏面電極層が透明導電膜を有していることは、薄膜太陽電池の変換効率を向上させる観点から好ましい。
透明導電膜が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる材料から形成されていてもよい。
また、裏面電極層５は、光電変換層４側の表面に透明導電膜を有していてもよい。透明導電膜としては、例えば、ＳｎＯ2膜、ＩＴＯ膜、ＺｎＯ膜、若しくはこれらの膜に微量の不純物を添加した膜の単層、またはこれらを複数重ね合わせた積層膜などが挙げられる。裏面電極層が透明導電膜を有していることは、薄膜太陽電池の変換効率を向上させる観点から好ましい。
透明導電膜が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる材料から形成されていてもよい。
次いで、図１５（Ａ）および（Ｂ）の模式的断面図に示すように、透光性絶縁基板Ｑ1側からＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を第１分離溝６の長手方向に走査して照射することによって、光電変換層４および裏面電極層５の一部をストライプ状に除去し、幅０．０６ｍｍの第２分離溝８を９０本形成した。これにより、複数の薄膜光電変換素子１１が電気的に直列接続されたストリングを形成した。
隣接する２本の第２分離溝８、８間の距離ＷＰ８は等間隔の１０．７３５ｍｍであり、コンタクトライン７と第２分離溝８のラインスペース間は０．０７ｍｍである。
第２分離溝８の形成においては、透明電極層３へのダメージを抑え、かつ第２分離溝８の形成後の裏面電極層５のバリの発生を抑制することが可能な加工条件を選択することが好ましい。
なお、光電変換層４および裏面電極層５を除去するレーザ光としては、ＹＶＯ4レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いても構わない。
隣接する２本の第２分離溝８、８間の距離ＷＰ８は等間隔の１０．７３５ｍｍであり、コンタクトライン７と第２分離溝８のラインスペース間は０．０７ｍｍである。
第２分離溝８の形成においては、透明電極層３へのダメージを抑え、かつ第２分離溝８の形成後の裏面電極層５のバリの発生を抑制することが可能な加工条件を選択することが好ましい。
なお、光電変換層４および裏面電極層５を除去するレーザ光としては、ＹＶＯ4レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いても構わない。
次いで、図９で示すように、膜除去加工位置に基板Ｑ１を搬送し、基板Ｑ１の第１辺１ａの２点を位置決め部材２００Ａに当接させ、かつ第２辺１ｂの中点を位置決め部材２００Ｂに当接させて、設計基準と同じように基板Ｑ１を位置決めする。
そして、図１６（Ａ）および（Ｂ）の模式的断面図に示すように、加工幅ＷＰ１１が１０．２ｍｍの第１非導電性表面領域Ｐ１１と、加工幅ＷＰ１２が１１．２ｍｍの第２非導電性表面領域Ｐ1２と、加工幅ＷＰ１３が１１．２ｍｍの第３非導電性表面領域Ｐ1３と、加工幅ＷＰ１４が１２．２ｍの第４非導電性表面領域Ｐ1４を設計値通りに、基板Ｑ１の外周部の透明電極層３、半導体光電変換層４および裏面電極層５を除去する為に、基板Ｑ1側からＹＡＧレーザ光の基本波（レーザ光の照射幅：６５０μｍ）を移動させながら照射することにより、レーザ加工を行った。
これにより、直列接続方向の位置決め基準側（以下、基準側）と位置決め反基準側（以下、反基準側）の薄膜光電変換素子１１が取り出し電極として形成され、基準側の取り出し電極の幅ＷＤ1は６．４ｍｍであり、反基準側の取り出し電極の幅ＷＤ２は６．０５ｍｍである。
そして、図１６（Ａ）および（Ｂ）の模式的断面図に示すように、加工幅ＷＰ１１が１０．２ｍｍの第１非導電性表面領域Ｐ１１と、加工幅ＷＰ１２が１１．２ｍｍの第２非導電性表面領域Ｐ1２と、加工幅ＷＰ１３が１１．２ｍｍの第３非導電性表面領域Ｐ1３と、加工幅ＷＰ１４が１２．２ｍの第４非導電性表面領域Ｐ1４を設計値通りに、基板Ｑ１の外周部の透明電極層３、半導体光電変換層４および裏面電極層５を除去する為に、基板Ｑ1側からＹＡＧレーザ光の基本波（レーザ光の照射幅：６５０μｍ）を移動させながら照射することにより、レーザ加工を行った。
これにより、直列接続方向の位置決め基準側（以下、基準側）と位置決め反基準側（以下、反基準側）の薄膜光電変換素子１１が取り出し電極として形成され、基準側の取り出し電極の幅ＷＤ1は６．４ｍｍであり、反基準側の取り出し電極の幅ＷＤ２は６．０５ｍｍである。
次いで、加工端での透明電極層３の再付着等によるリークを無くす為に、図１７（Ａ）の模式的断面図に示すように、短辺方向の透明電極層３のみが幅ＷＴとして０．２ｍｍ突出するように、基板Ｑ１側からＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を照射して光電変換層４および裏面電極層５を除去した。
この際、透明電極層３へのダメージを最小限に抑え、形成後の裏面電極層５のバリの発生を抑制することが可能な加工条件を選択することが好ましい。
なお、光電変換層４および裏面電極層５を除去するレーザ光としては、ＹＶＯ4レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いても構わない。
この際、透明電極層３へのダメージを最小限に抑え、形成後の裏面電極層５のバリの発生を抑制することが可能な加工条件を選択することが好ましい。
なお、光電変換層４および裏面電極層５を除去するレーザ光としては、ＹＶＯ4レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を用いても構わない。
その後、逆バイアス処理装置の正負両極端子を得られた薄膜太陽電池の隣接したセルの裏面電極層５に各々接触させて逆電圧を印加することにより、各薄膜光電変換素子１１内のリークを修復した。
次に、第１〜第４非導電性表面領域Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４の絶縁耐電圧性を評価するために、絶縁耐圧試験装置を用いて６０００Ｖの電圧を印加することにより検査を行い、絶縁耐圧性に問題の無いことを確認した。絶縁耐圧性の合格基準として、ＪＩＳのＣ８９９２の規定により、漏れ電流５０μＡ未満とした。この際、絶縁耐圧試験装置の正負両極端子を薄膜太陽電池の取り出し電極と基板周辺部に接触させて電圧を印加した。この際、基板周辺部は、端子が全周辺部に接触するようにした。
次に、第１〜第４非導電性表面領域Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４の絶縁耐電圧性を評価するために、絶縁耐圧試験装置を用いて６０００Ｖの電圧を印加することにより検査を行い、絶縁耐圧性に問題の無いことを確認した。絶縁耐圧性の合格基準として、ＪＩＳのＣ８９９２の規定により、漏れ電流５０μＡ未満とした。この際、絶縁耐圧試験装置の正負両極端子を薄膜太陽電池の取り出し電極と基板周辺部に接触させて電圧を印加した。この際、基板周辺部は、端子が全周辺部に接触するようにした。
続いて、図１７（Ｂ）に示すように、直列接続方向の上流と下流の裏面電極層５の表面上にそれぞれ、銀ペーストなどの導電性ペーストを介して電流取り出し用電極１０を形成した。
その後、図１８（Ａ）および（Ｂ）の模式的断面図に示すように、電極１０を形成した後の裏面電極層５の表面上に、透明なＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）からなる透明接着材２０を設置し、その上に、アルミニウムの両面にＰＥＴを積層した積層フィルムからなる裏面封止材２１設置した後、真空ラミネート装置によって裏面封止材２１と絶縁基板Ｑ１とを接着した。
その後、図１８（Ａ）および（Ｂ）の模式的断面図に示すように、電極１０を形成した後の裏面電極層５の表面上に、透明なＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）からなる透明接着材２０を設置し、その上に、アルミニウムの両面にＰＥＴを積層した積層フィルムからなる裏面封止材２１設置した後、真空ラミネート装置によって裏面封止材２１と絶縁基板Ｑ１とを接着した。
その後、得られた薄膜太陽電池の裏面封止材２１に端子ボックスを接着し、端子ボックス内をシリコーン樹脂で充填し、アルミニウムフレームを取り付けることによって、薄膜太陽電池を完成させた。
フレームと薄膜太陽電池の電極１０との間に６０００Ｖを印加し、絶縁耐電圧性の最終試験を行った結果、漏れ電流５０μＡ未満であったため、合格であった。
なお、フレームを取り付けないフレームレスタイプの場合には、例えば、薄膜太陽電池の外周縁の端面に外部電極を接触させて、その外部電極と薄膜太陽電池の電極との間に所定の電圧を印加することにより、絶縁耐電圧性の最終試験を行うことができる。
最後に、ソーラーシミュレーター装置にてＡＭ1.5、放射照度100ｍＷ/ｃｍ2の条件で薄膜太陽電池の出力を測定し、その結果を表１に示した。
フレームと薄膜太陽電池の電極１０との間に６０００Ｖを印加し、絶縁耐電圧性の最終試験を行った結果、漏れ電流５０μＡ未満であったため、合格であった。
なお、フレームを取り付けないフレームレスタイプの場合には、例えば、薄膜太陽電池の外周縁の端面に外部電極を接触させて、その外部電極と薄膜太陽電池の電極との間に所定の電圧を印加することにより、絶縁耐電圧性の最終試験を行うことができる。
最後に、ソーラーシミュレーター装置にてＡＭ1.5、放射照度100ｍＷ/ｃｍ2の条件で薄膜太陽電池の出力を測定し、その結果を表１に示した。
（比較例）
次の事項以外は実施例と同様にして比較例の薄膜太陽電池を作製した。
設計において、最大になる第４非導電性表面領域Ｐ１４の設定幅ＷＰ１４の１３．２ｍｍ（基準幅１１．２ｍｍ＝規格幅８．４ｍｍ＋面取り幅１．５ｍｍ＋寸法公差１ｍｍ＋マージン幅０．３ｍｍ、補正幅２ｍｍ（辺1ｂの基準を基板端でとった場合））に、第１非導電性表面領域Ｐ１１の設定幅ＷＰ１１、第２非導電性表面領域Ｐ１２の設定幅ＷＰ１２および第３非導電性表面領域Ｐ１３の設定幅ＷＰ１３を合わせた。
また、取り出し電極１０の電極エリアがほぼ同じになるように、隣接する２本の第１分離溝６、６間の距離ＷＰ６、隣接する２本のコンタクトライン７、７間の距離ＷＰ７および隣接する２本の第２分離溝８、８間の距離ＷＰ８をそれぞれ１０．６８ｍｍとした。
また、下流側の取り出し電極の幅ＷＤ1を６．４ｍｍとし、上流側の取り出し電極の幅ＷＤ２を６．００ｍｍとした。
次の事項以外は実施例と同様にして比較例の薄膜太陽電池を作製した。
設計において、最大になる第４非導電性表面領域Ｐ１４の設定幅ＷＰ１４の１３．２ｍｍ（基準幅１１．２ｍｍ＝規格幅８．４ｍｍ＋面取り幅１．５ｍｍ＋寸法公差１ｍｍ＋マージン幅０．３ｍｍ、補正幅２ｍｍ（辺1ｂの基準を基板端でとった場合））に、第１非導電性表面領域Ｐ１１の設定幅ＷＰ１１、第２非導電性表面領域Ｐ１２の設定幅ＷＰ１２および第３非導電性表面領域Ｐ１３の設定幅ＷＰ１３を合わせた。
また、取り出し電極１０の電極エリアがほぼ同じになるように、隣接する２本の第１分離溝６、６間の距離ＷＰ６、隣接する２本のコンタクトライン７、７間の距離ＷＰ７および隣接する２本の第２分離溝８、８間の距離ＷＰ８をそれぞれ１０．６８ｍｍとした。
また、下流側の取り出し電極の幅ＷＤ1を６．４ｍｍとし、上流側の取り出し電極の幅ＷＤ２を６．００ｍｍとした。
（発電面積の増加分による特性向上の予想割合Ｄ）
実施例の発電面積ＡＺ
（１０．７３５−０．３２）×｛１４００−（１２．２＋０．２）−（１１．２＋０．２）｝＝１４３３３．１２３ｍｍ2
比較例の発電面積ＡＨ
（１０．６８０−０．３２）×｛１４００−（１３．２＋０．２）−（１３．２＋０．２）｝＝１４２２６．３５２ｍｍ2
実施例の発電面積ＡＺは比較例の発電面積ＡＨよりも増加しており、実施例は発電面積ＡＺの増加分、比較例よりも特性が向上していると予想された。
そして、比較例に対する実施例の特性向上の予想割合Ｄを次の式から求めた。
特性向上の予想割合Ｄ＝（ＡＺ＊１００／ＡＨ）−１００＝０．７５％
実施例の発電面積ＡＺ
（１０．７３５−０．３２）×｛１４００−（１２．２＋０．２）−（１１．２＋０．２）｝＝１４３３３．１２３ｍｍ2
比較例の発電面積ＡＨ
（１０．６８０−０．３２）×｛１４００−（１３．２＋０．２）−（１３．２＋０．２）｝＝１４２２６．３５２ｍｍ2
実施例の発電面積ＡＺは比較例の発電面積ＡＨよりも増加しており、実施例は発電面積ＡＺの増加分、比較例よりも特性が向上していると予想された。
そして、比較例に対する実施例の特性向上の予想割合Ｄを次の式から求めた。
特性向上の予想割合Ｄ＝（ＡＺ＊１００／ＡＨ）−１００＝０．７５％
表１の結果から、実施例の出力は、比較例の出力よりも、発電面積の増加予想割合と同程度上がっていることを確認できた。
１ａ、３１ａ 第１辺
１ｂ、３１ｂ 第２辺
１ｃ、３１ｃ 第３辺
１ｄ、３１ｄ 第４辺
３ 透明電極膜
４ 光電変換膜
５ 対向電極膜
１１ 薄膜光電変換素子
Ｆ１、Ｆ２ 垂線
Ｏ 基準点
Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ３１ 第１非導電性表面領域
Ｐ１２、Ｐ２２、Ｐ３２ 第２非導電性表面領域
Ｐ１３、Ｐ２３、Ｐ３３ 第３非導電性表面領域
Ｐ１４、Ｐ２４、Ｐ３４ 第４非導電性表面領域
Ｑ１、Ｑ２ 透光性四角形基板
Ｒ 膜除去ヘッド部
Ｓ１、Ｓ２ 薄膜太陽電池
Ｗ１ 最大補正幅
Ｗ２ 最小補正幅
Ｗａ 第１設定幅
Ｗｂ、Ｗｃ 第２設定幅
１ｂ、３１ｂ 第２辺
１ｃ、３１ｃ 第３辺
１ｄ、３１ｄ 第４辺
３ 透明電極膜
４ 光電変換膜
５ 対向電極膜
１１ 薄膜光電変換素子
Ｆ１、Ｆ２ 垂線
Ｏ 基準点
Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ３１ 第１非導電性表面領域
Ｐ１２、Ｐ２２、Ｐ３２ 第２非導電性表面領域
Ｐ１３、Ｐ２３、Ｐ３３ 第３非導電性表面領域
Ｐ１４、Ｐ２４、Ｐ３４ 第４非導電性表面領域
Ｑ１、Ｑ２ 透光性四角形基板
Ｒ 膜除去ヘッド部
Ｓ１、Ｓ２ 薄膜太陽電池
Ｗ１ 最大補正幅
Ｗ２ 最小補正幅
Ｗａ 第１設定幅
Ｗｂ、Ｗｃ 第２設定幅
Claims (8)
- 相互に反対側に位置する一対の第１辺および第３辺と、相互に反対側に位置すると共に基準となる第１辺に対して少なくとも一方が非垂直な一対の第２辺および第４辺とを有する透光性四角形基板の表面に設けられた透明電極膜に、光電変換膜と対向電極膜とをこの順に積層して薄膜光電変換素子を形成する成膜工程と、
膜除去装置を用いて、前記四角形基板の第１、第２、第３および第４辺に沿って形成されている前記薄膜光電変換素子部分を、設定幅決定ステップによって予め決定した設定幅で除去して、第１、第２、第３および第４非導電性表面領域を形成する膜除去工程とを含み、
前記設定幅決定ステップが、
前記四角形基板の隣接する２辺の間の角度が９０度であると仮定したときの各辺に沿って形成すべき前記非導電性表面領域の基準幅を求めるステップ（Ａ）と、
前記四角形基板の前記基準となる第１辺に隣接する第２・第４辺のずれ角度が最大公差であると仮定したときに、第２辺または第４辺の任意の一点を通りかつ第１辺またはその延長線に垂直な垂線に対する、第１辺と平行な方向の第２辺または第４辺のずれ寸法を求めて補正幅とするステップ（Ｂ）と、
形成すべき第１および第３非導電性表面領域の幅を第１設定幅として前記基準幅に設定し、形成すべき第２および第４非導電性表面領域の幅を第２設定幅として前記基準幅と前記補正幅との和に設定するステップ（Ｃ）とを含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 - 前記ずれ寸法を求める際の前記任意の一点を、第１辺と第２辺との交点または第３辺と第４辺との交点として前記補正幅を設定し、
前記膜除去工程が、第１辺の任意の２点および第２辺の任意の１点を位置決めし、第１非導電性表面領域を形成し、かつ第２非導電性表面領域を形成した後、前記四角形基板を基板面垂直線を軸に１８０度回転させて第３辺の任意の２点および第４辺の任意の１点を位置決めし、第３非導電性表面領域を形成し、かつ第４非導電性表面領域を形成する請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 前記ずれ寸法を求める際の前記任意の一点を、第２辺または第４辺の中点として前記補正幅を設定し、
前記膜除去工程が、第１辺の任意の２点および第２辺の中点を位置決めし、第１非導電性表面領域を形成し、かつ第２非導電性表面領域を形成した後、前記四角形基板を基板面垂直線を軸に１８０度回転させて第３辺の任意の２点および第４辺の中点を位置決めし、第３非導電性表面領域を形成し、かつ第４非導電性表面領域を形成する請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。 - 前記透光性四角形基板の一対の第２・第４辺の平行精度が一対の第１・第３辺の平行精度よりも低い請求項１〜３のいずれか１つに記載の薄膜太陽電池の製造方法。
- 前記膜除去装置が、前記薄膜光電変換素子部分を除去するための膜除去ヘッド部と、該膜除去ヘッド部膜除去位置を二軸方向に移動させる移動機構部とを備える請求項１〜４のいずれか１つに記載の薄膜太陽電池の製造方法。
- 前記膜除去ヘッド部が、レーザ加工装置または研磨装置である請求項５に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
- 請求項１〜６のいずれか１つに記載の薄膜太陽電池の製造方法によって製造された薄膜太陽電池であって、透光性四角形基板の表面に透明電極膜と光電変換膜と対向電極膜とがこの順に積層してなる薄膜光電変換素子と、所定の絶縁耐電圧性を得るために前記四角形基板の外周部の前記薄膜光電変換素子部分を除去して形成された前記第１、第２、第３および第４非導電性表面領域とを備え、第２または第４非導電性表面領域の最小幅が、第１および第２非導電性表面領域の幅よりも狭い薄膜太陽電池。
- 複数個の前記薄膜光電変換素子を備え、前記複数個の薄膜光電変換素子が互いに電気的に直列接続された請求項７に記載の薄膜太陽電池。
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| JP2010068266A JP5244842B2 (ja) | 2010-03-24 | 2010-03-24 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
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