JP6646471B2 - Solar cell module and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、複数の太陽電池が互いに接続されている太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a solar cell module in which a plurality of solar cells are connected to each other, and a method for manufacturing the same.
従来、複数の太陽電池が互いに接続されている太陽電池モジュールが知られている。例えば下記の特許文献1には、太陽電池モジュールの一例が開示されている。この太陽電池モジュールにおける太陽電池では、基材上に下部電極が設けられている。下部電極上に、p層、i層及びn層からなる積層体が、p層側から積層されている。n層上に、上部電極が設けられている。上部電極は、隣接する太陽電池の下部電極に接続されている。それによって、複数の太陽電池が互いに接続されている。 Conventionally, a solar cell module in which a plurality of solar cells are connected to each other is known. For example, Patent Document 1 below discloses an example of a solar cell module. In the solar cell in this solar cell module, a lower electrode is provided on a base material. On the lower electrode, a laminate including a p-layer, an i-layer, and an n-layer is laminated from the p-layer side. An upper electrode is provided on the n-layer. The upper electrode is connected to a lower electrode of an adjacent solar cell. Thereby, a plurality of solar cells are connected to each other.
特許文献1の太陽電池を得るための製造工程では、上部電極、n層、i層及びp層が一括でレーザー光の照射により分割される。このとき、上部電極の分割された部分にバリが生じることがあった。このバリが下部電極に接触し、上部電極と下部電極とが短絡することがあった。また、n層、i層またはp層が分割された部分にもバリが生じることがあった。n層、i層またはp層のバリが下部電極に接触することにより、太陽電池モジュールの特性が劣化することもあった。 In a manufacturing process for obtaining a solar cell disclosed in Patent Document 1, an upper electrode, an n-layer, an i-layer, and a p-layer are collectively divided by laser light irradiation. At this time, burrs were sometimes formed in the divided portions of the upper electrode. The burrs contacted the lower electrode, and the upper electrode and the lower electrode were sometimes short-circuited. In addition, burrs were sometimes formed in portions where the n layer, the i layer, or the p layer was divided. When the burrs of the n-layer, the i-layer or the p-layer contact the lower electrode, the characteristics of the solar cell module may be deteriorated.
本発明の目的は、特性の劣化及び電極間の短絡が生じ難い、太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a solar cell module and a method of manufacturing the same, in which deterioration of characteristics and short-circuit between electrodes are unlikely to occur.
本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池が互いに電気的に接続されている太陽電池モジュールであって、基材と、前記基材上に設けられている複数の第1の電極と、前記複数の第1の電極とそれぞれ対向するように配置されている複数の第2の電極と、前記複数の第1の電極と、前記複数の第2の電極との間に配置されている複数の光電変換層と、前記第1の電極上に設けられており、長さ方向を有し、かつ絶縁体からなる隔壁部とを備え、前記各太陽電池が、前記第1の電極、前記第2の電極及び前記光電変換層をそれぞれ有し、前記各太陽電池が、対向し合っている第1,第2の端面をそれぞれ有し、少なくとも2個の前記太陽電池が前記隔壁部を有し、前記隔壁部が前記第1及び第2の端面の内少なくとも一方に配置されており、前記隔壁部上に至るように前記光電変換層が設けられており、前記隔壁部を有する前記太陽電池同士が隣り合っており、隣り合う前記太陽電池の内の一方の太陽電池の前記隔壁部と、隣り合う前記太陽電池の内の他方の太陽電池の前記隔壁部とが、ギャップを隔てて対向し合っている。 The solar cell module according to the present invention is a solar cell module in which a plurality of solar cells are electrically connected to each other, a base material, and a plurality of first electrodes provided on the base material, A plurality of second electrodes disposed so as to face the plurality of first electrodes, and a plurality of second electrodes disposed between the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes. And a partition provided on the first electrode, having a length direction, and made of an insulator, wherein each of the solar cells includes the first electrode and the second electrode. 2 electrodes and the photoelectric conversion layer, respectively, each of the solar cells has first and second end faces facing each other, and at least two of the solar cells have the partition portion. Wherein the partition is disposed on at least one of the first and second end surfaces. The photoelectric conversion layer is provided so as to reach over the partition, and the solar cells having the partition are adjacent to each other, and the partition of one of the adjacent solar cells is provided. The part and the partition part of the other solar cell among the adjacent solar cells are opposed to each other with a gap.
本発明に係る太陽電池モジュールのある特定の局面では、前記隔壁部の前記長さ方向において、前記太陽電池の前記第1,第2の端面の内、前記隔壁部が設けられている端面の一方端から他方端に、前記隔壁部が至っている。 In one specific aspect of the solar cell module according to the present invention, in the length direction of the partition, one of the first and second end faces of the solar cell, one of the end faces provided with the partition. The partition part extends from one end to the other end.
本発明に係る太陽電池モジュールの他の特定の局面では、前記第1の電極、前記光電変換層及び前記第2の電極が積層されている方向の寸法としての前記隔壁部の厚みが、前記光電変換層の平均の厚みよりも厚い。 In another specific aspect of the solar cell module according to the present invention, the thickness of the partition wall as a dimension in a direction in which the first electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode are stacked is the same as that of the photoelectric conversion module. It is thicker than the average thickness of the conversion layer.
本発明に係る太陽電池モジュールのさらに他の特定の局面では、前記光電変換層の、前記隔壁部上に位置する部分の平均の厚みが、前記光電変換層における他の部分の平均の厚みよりも薄い。 In still another specific aspect of the solar cell module according to the present invention, the average thickness of the photoelectric conversion layer, the average thickness of the portion located on the partition, is greater than the average thickness of the other portions in the photoelectric conversion layer. thin.
本発明に係る太陽電池モジュールの別の特定の局面では、少なくとも1個の前記太陽電池の前記第2の電極が、隣接する少なくとも1個の前記太陽電池の前記第1の電極上に至っている。 In another particular aspect of the solar cell module according to the present invention, the second electrode of at least one of the solar cells extends over the first electrode of at least one of the adjacent solar cells.
本発明に係る太陽電池モジュールのさらに別の特定の局面では、前記隔壁部が前記第1の電極に至る溝部を有し、前記溝部には前記光電変換層が設けられておらず、前記第1の電極が前記光電変換層から露出している部分に、他の前記太陽電池の前記第2の電極が至っている。 In still another specific aspect of the solar cell module according to the present invention, the partition has a groove reaching the first electrode, and the groove is not provided with the photoelectric conversion layer. The second electrode of another solar cell reaches a portion where the electrode is exposed from the photoelectric conversion layer.
本発明に係る太陽電池モジュールのさらに別の特定の局面では、前記光電変換層が有機無機ペロブスカイト化合物を含む。 In still another specific aspect of the solar cell module according to the present invention, the photoelectric conversion layer includes an organic-inorganic perovskite compound.
本発明に係る太陽電池モジュールのさらに別の特定の局面では、前記隔壁部が絶縁性樹脂からなる。 In still another specific aspect of the solar cell module according to the present invention, the partition portion is made of an insulating resin.
本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、基材を用意する工程と、前記基材上に複数の第1の電極を設ける工程と、前記複数の第1の電極上に、絶縁体からなり、長さ方向を有する複数の突出部を設ける工程と、前記複数の突出部上を覆うように、前記複数の第1の電極上に分割前の光電変換層を積層する工程と、前記複数の第1の電極が前記分割前の光電変換層からそれぞれ露出するように、前記分割前の光電変換層を複数の光電変換層に分割する工程と、前記第1の電極の前記複数の光電変換層から露出している部分及び前記複数の光電変換層上に分割前の第2の電極を積層する工程と、前記分割前の第2の電極、前記突出部及び前記光電変換層が積層されている部分において、前記分割前の第2の電極を複数の第2の電極に分割し、かつ前記突出部を複数の隔壁部に分割する工程とを備える。 The method for manufacturing a solar cell module according to the present invention includes a step of preparing a base material, a step of providing a plurality of first electrodes on the base material, and a step of providing an insulator on the plurality of first electrodes. Providing a plurality of protrusions having a length direction; and laminating a photoelectric conversion layer before division on the plurality of first electrodes so as to cover the plurality of protrusions; Dividing the photoelectric conversion layer before the division into a plurality of photoelectric conversion layers so that the first electrode is exposed from the photoelectric conversion layer before the division, and the plurality of photoelectric conversion layers of the first electrode Laminating a second electrode before division on the portion exposed from the substrate and the plurality of photoelectric conversion layers, and laminating the second electrode before division, the protrusion, and the photoelectric conversion layer In a portion, the second electrode before the division is divided into a plurality of second electrodes. And comprising a step of dividing the projecting portion into a plurality of partition walls.
本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法のある特定の局面では、前記分割前の光電変換層を分割する工程において、平面視したときに、前記突出部と前記分割前の光電変換層とが重なっている部分において、前記分割前の光電変換層を分割し、かつ前記第1の電極に至るように、前記突出部に溝部を形成し、前記分割前の第2の電極を積層する工程において、前記溝部において、前記複数の光電変換層から露出している前記第1の電極上に至るように前記分割前の第2の電極を積層する。 In a specific aspect of the method for manufacturing a solar cell module according to the present invention, in the step of dividing the photoelectric conversion layer before the division, when viewed in a plan view, the protrusion and the photoelectric conversion layer before the division overlap. In the step of dividing the photoelectric conversion layer before the division, and forming a groove in the protruding portion so as to reach the first electrode, and laminating the second electrode before the division, In the groove, the second electrode before the division is stacked so as to reach the first electrode exposed from the plurality of photoelectric conversion layers.
本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の他の特定の局面では、前記突出部が絶縁性樹脂からなり、前記分割前の第2の電極を分割する工程において、レーザー光の照射による切断及び機械的な切断のうちいずれか一方により、前記分割前の第2の電極を分割し、かつ前記突出部を前記複数の隔壁部に分割する。 In another specific aspect of the method for manufacturing a solar cell module according to the present invention, in the step of dividing the second electrode before the division, the projecting portion is made of an insulating resin, and the step of cutting and mechanically irradiating a laser beam is performed. The second electrode before the division is divided and the protruding portion is divided into the plurality of partition portions by any one of the typical cutting.
本発明によれば、特性の劣化及び電極間の短絡が生じ難い、太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a solar cell module and a method for manufacturing the solar cell module, in which deterioration of characteristics and short-circuit between electrodes hardly occur.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る太陽電池モジュールの斜視図である。図2は、第1の実施形態に係る太陽電池モジュールの正面断面図である。 FIG. 1 is a perspective view of the solar cell module according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front sectional view of the solar cell module according to the first embodiment.
図1に示す本実施形態の太陽電池モジュール1は、特に限定されないが、モノリシック型の太陽電池モジュールである。太陽電池モジュール1は、基材3を有する。本実施形態では、基材3は、絶縁性の材料からなる。
Although not particularly limited, the solar cell module 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 is a monolithic solar cell module. The solar cell module 1 has a
太陽電池モジュール1は、基材3上に設けられている複数の太陽電池2を有する。複数の太陽電池2は、互いに電気的に接続されている。
The solar cell module 1 has a plurality of
より具体的には、基材3上には、複数の第1の電極4が設けられている。各第1の電極4の材料としては、例えば、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Al/Al2O3混合物、Al/LiF混合物、金などの金属、CuI、ITO(インジウムスズ酸化物)、SnO2、AZO(アルミニウム亜鉛酸化物)、IZO(インジウム亜鉛酸化物)、GZO(ガリウム亜鉛酸化物)などの導電性透明材料、導電性透明ポリマーなどが挙げられる。これらの材料は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
More specifically, a plurality of
各第1の電極4上には、光電変換層5がそれぞれ積層されている。光電変換層5の詳細は後述する。
On each
各光電変換層5上には、第2の電極6がそれぞれ設けられている。各第1の電極4と各第2の電極6とは、対向するように配置されている。各第2の電極6の材料としては、例えば、FTO、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Al/Al2O3混合物、Al/LiF混合物、金などの金属、CuI、ITO、SnO2、AZO、IZO、GZOなどの導電性透明材料、導電性透明ポリマーなどが挙げられる。これらの材料は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
On each
なお、第2の電極6は透明であることが望ましい。それによって光電変換層5に充分な光を導くことができる。よって、第2の電極6については、ITOなどの透明性に優れた電極材料を用いることが望ましい。
Note that the
少なくとも1個の太陽電池2の第2の電極6は、隣接する少なくとも1個の太陽電池2の第1の電極4上に至っている。これにより、複数の太陽電池2が互いに電気的に接続されている。本実施形態では、複数の太陽電池2は、互いに直列に接続されている。
The
図1に示すように、各太陽電池2は、対向し合っている第1,第2の端面2a,2bをそれぞれ有する。隣り合う太陽電池2の内の一方の太陽電池2の第1の端面2aと、他方の太陽電池2の第2の端面2bとが、ギャップを介して対向し合っている。
As shown in FIG. 1, each
各第1の電極4上には、長さ方向を有する隔壁部7がそれぞれ設けられている。上記各光電変換層5は、各第1の電極4上及び各隔壁部7上に連続して積層されている。隔壁部7は、絶縁性の材料からなる。隔壁部7は、例えば、絶縁性樹脂からなっていてもよく、あるいは、絶縁性の無機材料からなっていてもよい。
On each of the
少なくとも1個の太陽電池2は、第1の端面2aに配置されている隔壁部7と、第2の端面2bに配置されている隔壁部7とを有する。第1の端面2aに配置されている隔壁部7は、第1の端面2aに沿って延びている。当該隔壁部7は、隔壁部7の長さ方向において、第1の端面2aの一方端から他方端に至っている。
At least one
同様に、第2の端面2bに配置されている隔壁部7は、第2の端面2bに沿って延びている。当該隔壁部7は、隔壁部7の長さ方向において、第2の端面2bの一方端から他方端に至っている。隣り合う太陽電池2の各隔壁部7は、ギャップを隔てて対向し合っている。
Similarly, the
なお、隔壁部7は、少なくとも2個の太陽電池2に設けられていればよい。この場合には、隔壁部7を有する複数の太陽電池2同士が隣り合っており、かつ隣り合う太陽電池2の内の一方の太陽電池2の隔壁部7と、他方の太陽電池2の隔壁部7とが、ギャップを隔てて対向し合っていればよい。もっとも、隔壁部7は、全ての太陽電池2に設けられていることが好ましい。
The
本実施形態の特徴は、隣り合う太陽電池2の隔壁部7同士がギャップを隔てて対向し合っていることにある。太陽電池モジュール1を得るための製造工程において、第2の電極6または光電変換層5にバリが生じたとしても、上記バリと第1の電極4との接触が生じ難い。従って、太陽電池モジュール1の特性の劣化及び電極間の短絡が生じ難い。これを、本実施形態の太陽電池モジュール1の製造方法と共に、以下において説明する。
The feature of the present embodiment is that the
図3(a)〜(d)は、第1の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を説明するための正面断面図である。図4(a)及び(b)は、第1の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を説明するための正面断面図である。 3A to 3D are front cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the solar cell module according to the first embodiment. FIGS. 4A and 4B are front cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the solar cell module according to the first embodiment.
図3(a)に示すように、基材3を用意する。次に基材3上に分割前の第1の電極4Aを形成する。分割前の第1の電極4Aは、例えば、スパッタリング法やCVD法などにより形成することができる。
As shown in FIG. 3A, a
次に、分割前の第1の電極4Aを分割する。それによって、図3(b)に示すように、基材3上に複数の第1の電極4を形成する。分割前の第1の電極4Aは、例えば、レーザー光の照射により切断することによって分割することができる。あるいは、分割前の第1の電極4Aを機械的に切断することにより分割してもよい。
Next, the
次に、図3(c)に示すように、各第1の電極4上に、突出部7Aを形成する。突出部7Aの形成方法としては、例えば、フォトリソグラフィー、スクリーン印刷、フレキソ印刷、オフセットグラビア印刷などが挙げられる。
Next, as shown in FIG. 3C, a protruding
次に、複数の突出部7A上を覆うように、複数の第1の電極4上に分割前の光電変換層5Aを積層する。次に、複数の第1の電極4が分割前の光電変換層5Aからそれぞれ露出するように、分割前の光電変換層5Aを分割する。それによって、図3(d)に示すように、複数の光電変換層5を形成する。分割前の光電変換層5Aの分割は、例えば、レーザー光の照射による切断や機械的な切断などにより行う。
Next, the
次に、図4(a)に示すように、複数の光電変換層5から第1の電極4が露出している部分及び複数の光電変換層5上に、分割前の第2の電極6Aを連続して形成する。分割前の第2の電極6Aは、例えば、スパッタリング法などにより形成することができる。
Next, as shown in FIG. 4A, a
次に、分割前の第2の電極6A、各突出部7A及び各光電変換層5が積層されている積層部分を分割する。これにより、図4(b)に示すように、複数の第2の電極6及び複数の隔壁部7を形成する。上記積層部分の分割は、例えば、レーザー光の照射による切断や機械的な切断などにより行う。
Next, the laminated portion where the
このとき第1の電極4と第2の電極6とは隔壁部7により隔てられている。そのため、第1,第2の端面2a,2bにおいて、第1の電極4と第2の電極6との間の距離が長い。よって、第2の電極6にバリが生じた場合においても、第2の電極6のバリが第1の電極4に至り難い。従って、第1の電極4と第2の電極6との短絡が生じ難い。同様に、光電変換層5にバリが生じた場合においても、光電変換層5のバリは第1の電極4に至り難い。よって、太陽電池モジュール1の特性が劣化し難い。
At this time, the
図4(a)に示す突出部7Aは、絶縁性無機物及び絶縁性樹脂のいずれからなってもよいが、絶縁性樹脂からなることが好ましい。この場合には、上記積層部分における突出部7Aを、レーザー光の照射による切断や機械的な切断により、容易にかつ確実に分割することができる。よって、生産性を高めることができる。
The
図1に戻り、以下において、光電変換層5の詳細を説明する。
Returning to FIG. 1, the details of the
本実施形態では、光電変換層5は、有機無機ペロブスカイト化合物を含む。太陽電池2では、この有機無機ペロブスカイト化合物により、光電変換が行われ、電力が取り出される。
In the present embodiment, the
光電変換層5は、一般式R−M−X3(但し、Rは有機分子、Mは金属原子、Xはハロゲン原子またはカルコゲン原子である。)で表される有機無機ペロブスカイト化合物を含む。上記光電変換層に上記有機無機ペロブスカイト化合物を用いることにより、太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。
The
上記Rは有機分子であり、ClNmHn(l、m、nはいずれも正の整数)で示されることが好ましい。 It said R is an organic molecule, C l N m H n ( l, m, n are both positive integers) is preferably represented by.
上記Rは、具体的には例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、エチルメチルアミン、メチルプロピルアミン、ブチルメチルアミン、メチルペンチルアミン、ヘキシルメチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルブチルアミン、イミダゾール、アゾール、ピロール、アジリジン、アジリン、アゼチジン、アゼト、アゾール、イミダゾリン、カルバゾール及びこれらのイオン(例えば、メチルアンモニウム(CH3NH3)など)やフェネチルアンモニウムなどが挙げられる。なかでも、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン及びこれらのイオンやフェネチルアンモニウムが好ましく、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン及びこれらのイオンがより好ましい。 Specifically, R is, for example, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine Amine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, ethylmethylamine, methylpropylamine, butylmethylamine, methylpentylamine, hexylmethylamine, ethylpropylamine, ethylbutylamine, imidazole, azole, pyrrole, aziridine, azirine, Azetidine, azeto, azole, imidazoline, carbazole and their ions (eg, methyl ammonium (CH 3 NH 3 ), etc.) and Phenethyl ammonium and the like. Of these, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine and their ions and phenethylammonium are preferred, and methylamine, ethylamine, propylamine and these ions are more preferred.
上記Mは金属原子であり、例えば、鉛、スズ、亜鉛、チタン、アンチモン、ビスマス、ニッケル、鉄、コバルト、銀、銅、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、カルシウム、インジウム、アルミニウム、マンガン、クロム、モリブデン、ユーロピウムなどが挙げられる。これらの金属原子は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 M is a metal atom, for example, lead, tin, zinc, titanium, antimony, bismuth, nickel, iron, cobalt, silver, copper, gallium, germanium, magnesium, calcium, indium, aluminum, manganese, chromium, molybdenum, Europium and the like. These metal atoms may be used alone or in combination of two or more.
上記Xはハロゲン原子またはカルコゲン原子であり、例えば、塩素、臭素、ヨウ素、硫黄、セレンなどが挙げられる。これらのハロゲン原子またはカルコゲン原子は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。なかでも、構造中にハロゲンを含有することで、上記有機無機ペロブスカイト化合物が有機溶媒に可溶になり、安価な印刷法などへの適用が可能になることから、ハロゲン原子が好ましい。更に、上記有機無機ペロブスカイト化合物のエネルギーバンドギャップが狭くなることから、ヨウ素がより好ましい。 X is a halogen atom or a chalcogen atom, and examples thereof include chlorine, bromine, iodine, sulfur, and selenium. These halogen atoms or chalcogen atoms may be used alone or in combination of two or more. Among them, a halogen atom is preferable because the organic-inorganic perovskite compound becomes soluble in an organic solvent by containing a halogen in the structure and can be applied to an inexpensive printing method. Further, iodine is more preferable because the energy band gap of the organic-inorganic perovskite compound becomes narrow.
上記有機無機ペロブスカイト化合物は、体心に金属原子M、各頂点に有機分子R、面心にハロゲン原子またはカルコゲン原子Xが配置された立方晶系の構造を有することが好ましい。 The organic-inorganic perovskite compound preferably has a cubic structure in which a metal atom M is disposed at the body center, an organic molecule R is disposed at each vertex, and a halogen atom or chalcogen atom X is disposed at the face center.
上記光電変換層5は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、上記有機無機ペロブスカイト化合物に加えて、更に、有機半導体または無機半導体を含んでいてもよい。なお、ここでいう有機半導体または無機半導体は、電子輸送層またはホール輸送層としての役割を果たしてもよい。
The
上記光電変換層5は、上記有機半導体または上記無機半導体を含む場合、薄膜状の有機半導体または無機半導体部位と薄膜状の有機無機ペロブスカイト化合物部位とを積層した積層体であってもよいし、有機半導体または無機半導体部位と有機無機ペロブスカイト化合物部位とを複合化した複合膜であってもよい。製法が簡便である点では積層体が好ましく、上記有機半導体または上記無機半導体中の電荷分離効率を向上させることができる点では複合膜が好ましい。
When the
上記薄膜状の有機無機ペロブスカイト化合物部位の厚みは、好ましい下限が5nm、好ましい上限が5000nmである。上記厚みが5nm以上であれば、充分に光を吸収することができるようになり、光電変換効率が高くなる。上記厚みが5000nm以下であれば、電荷分離できない領域が発生することを抑制できるため、光電変換効率の向上につながる。上記厚みのより好ましい下限は10nm、より好ましい上限は1000nmであり、更に好ましい下限は20nm、更に好ましい上限は500nmである。 The preferable lower limit of the thickness of the organic-inorganic perovskite compound portion in the form of a thin film is 5 nm, and the preferable upper limit is 5000 nm. When the thickness is 5 nm or more, light can be sufficiently absorbed, and the photoelectric conversion efficiency increases. When the thickness is 5000 nm or less, generation of a region where charge separation cannot be performed can be suppressed, which leads to improvement in photoelectric conversion efficiency. A more preferred lower limit of the thickness is 10 nm, a more preferred upper limit is 1000 nm, a still more preferred lower limit is 20 nm, and a still more preferred upper limit is 500 nm.
なお、光電変換層5の材料及び構成は、特に限定されない。
Note that the material and configuration of the
第1の電極4と光電変換層5との間に、電子輸送層が積層されていることが好ましい。電子輸送層によりホールをブロックし、かつ電子を輸送することができる。よって、光電変換の効率を高めることができる。
It is preferable that an electron transport layer is laminated between the
光電変換層5と第2の電極6との間に、ホール輸送層が積層されていることが好ましい。それによって、ホール輸送層により電子をブロックし、かつホールを輸送することができる。よって、光電変換の効率を高めることができる。
It is preferable that a hole transport layer is laminated between the
ここで、第1の電極4、光電変換層5及び第2の電極6が積層されている方向を積層方向とする。このとき、本実施形態のように、積層方向の寸法としての隔壁部7の厚みは、光電変換層5の平均の厚みよりも厚いことが好ましい。この場合には、第1の電極4及び光電変換層5と第2の電極6との間の距離をより一層長くすることができる。よって、特性の劣化及び電極間の短絡がより一層生じ難い。
Here, the direction in which the
なお、隔壁部7の上記厚みは、光電変換層5の平均の厚みよりも薄くてもよい。
Note that the thickness of the
光電変換層5の隔壁部7上に位置する部分の積層方向の厚みは、光電変換層5における他の部分の平均の厚みよりも薄いことが好ましい。それによって、光電変換層5にバリが生じたとしても、バリが大きくなり難い。従って、上記バリは第1の電極4により一層至り難く、太陽電池モジュール1の特性はより一層劣化し難い。
The thickness of the portion of the
より好ましくは、光電変換層5の隔壁部7上に位置する部分の積層方向の厚みは、光電変換層5における他の部分の平均の厚みの50%程度であることが望ましい。この場合には、バリが大きくなり難く、かつ発電効率を高めることができる。
More preferably, the thickness of the portion of the
図5に示す第1の実施形態の変形例のように、基材23は導電体からなっていてもよい。この場合には、基材23の上に、絶縁層28を介して複数の太陽電池2が設けられていればよい。
As in the modification of the first embodiment shown in FIG. 5, the
図6は、第2の実施形態に係る太陽電池モジュールの正面断面図である。 FIG. 6 is a front sectional view of the solar cell module according to the second embodiment.
太陽電池モジュール11は、各太陽電池12が互いに接続されている部分が第1の実施形態と異なる。上記以外の点においては、太陽電池モジュール11は、第1の実施形態の太陽電池モジュール1と同様の構成を有する。
The
より具体的には、各太陽電池12の第1の端面2aにおいて露出している隔壁部17は、他の太陽電池12の第1の電極4に至る溝部17aを有する。溝部17aには光電変換層5は設けられていない。溝部17aにおいて、第1の電極4が光電変換層5から露出している部分に、第2の電極16が設けられている。これにより、各太陽電池12が互いに電気的に接続されている。
More specifically, the
下記の図7(a)及び(b)に示すように、太陽電池モジュール11を得るための製造工程では、分割前の光電変換層を分割する工程及び分割前の第2の電極16Aを積層する工程が、第1の実施形態の太陽電池モジュール1の製造方法と異なる。
As shown in FIGS. 7A and 7B below, in a manufacturing process for obtaining the
図7(a)及び(b)は、第2の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を説明するための正面断面図である。 FIGS. 7A and 7B are front cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a solar cell module according to the second embodiment.
図7(a)に示すように、分割前の光電変換層を分割する工程において、平面視したときに、突出部17Aと分割前の光電変換層とが重なっている部分において、分割前の光電変換層を分割する。これにより、第1の電極4に至るように溝部17aを形成する。
As shown in FIG. 7A, in the step of dividing the photoelectric conversion layer before division, in a plan view, in the portion where the
このとき、溝部17aが形成される部分の分割前の光電変換層と、分割前の光電変換層の下層に位置する突出部17Aとが除去される。よって、溝部17aにおいて、分割前の光電変換層をより一層確実に除去することができる。
At this time, the photoelectric conversion layer before the division of the portion where the
図7(b)に示すように、分割前の第2の電極16Aを積層する工程においては、溝部17aにおいて光電変換層5から露出している第1の電極4上に至るように、分割前の第2の電極16Aを積層する。
As shown in FIG. 7B, in the step of laminating the
図6に戻り、溝部17aにおいては、分割前の光電変換層が確実に除去されているため、第1の電極4と第2の電極16との接続の電気抵抗をより一層確実に低くすることができる。従って、各太陽電池12間の電気抵抗をより一層確実に低くすることができる。
Returning to FIG. 6, since the photoelectric conversion layer before division is reliably removed from the
なお、製造工程において、分割前の光電変換層と突出部との間に分割前の電子輸送層を積層する場合においても、上記溝部を形成するに際し、分割前の光電変換層、分割前の電子輸送層及び突出部が積層されている部分が分割される。よって、分割前の光電変換層及び分割前の電子輸送層を確実に除去することができる。従って、この場合においても、各太陽電池間の接続の電気抵抗をより一層確実に低くすることができる。 In the manufacturing process, even when the electron transport layer before division is laminated between the photoelectric conversion layer before division and the protruding portion, the photoelectric conversion layer before division and the electron before division are formed when forming the groove. The portion where the transport layer and the protrusion are stacked is divided. Therefore, the photoelectric conversion layer before division and the electron transport layer before division can be reliably removed. Therefore, also in this case, the electrical resistance of the connection between the solar cells can be reduced more reliably.
1…太陽電池モジュール
2…太陽電池
2a,2b…第1,第2の端面
3…基材
4…第1の電極
4A…分割前の第1の電極
5…光電変換層
5A…分割前の光電変換層
6…第2の電極
6A…分割前の第2の電極
7…隔壁部
7A…突出部
11…太陽電池モジュール
12…太陽電池
16…第2の電極
16A…分割前の第2の電極
17…隔壁部
17A…突出部
17a…溝部
23…基材
28…絶縁層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (10)
基材と、
前記基材上に設けられている複数の第1の電極と、
前記複数の第1の電極とそれぞれ対向するように配置されている複数の第2の電極と、
前記複数の第1の電極と、前記複数の第2の電極との間に配置されている複数の光電変換層と、
前記第1の電極上に設けられており、長さ方向を有し、かつ絶縁体からなる隔壁部とを備え、
前記各太陽電池が、前記第1の電極、前記第2の電極及び前記光電変換層をそれぞれ有し、前記各太陽電池が、対向し合っている第1,第2の端面をそれぞれ有し、
少なくとも2個の前記太陽電池が前記隔壁部を有し、前記隔壁部が前記第1及び第2の端面の内少なくとも一方に配置されており、前記隔壁部上に至るように前記光電変換層が設けられており、
前記隔壁部を有する前記太陽電池同士が隣り合っており、隣り合う前記太陽電池の内の一方の太陽電池の前記隔壁部と、隣り合う前記太陽電池の内の他方の太陽電池の前記隔壁部とが、ギャップを隔てて対向し合っており、
前記光電変換層が有機無機ペロブスカイト化合物を含む、太陽電池モジュール。 A solar cell module in which a plurality of solar cells are electrically connected to each other,
A substrate,
A plurality of first electrodes provided on the substrate,
A plurality of second electrodes arranged so as to face the plurality of first electrodes, respectively;
A plurality of first electrodes, a plurality of photoelectric conversion layers disposed between the plurality of second electrodes,
A partition provided on the first electrode, having a length direction, and made of an insulator;
Each of the solar cells has the first electrode, the second electrode, and the photoelectric conversion layer, and each of the solar cells has first and second end faces facing each other,
At least two of the solar cells have the partition, the partition is disposed on at least one of the first and second end faces, and the photoelectric conversion layer extends over the partition. Is provided,
The solar cells having the partition portion are adjacent to each other, the partition portion of one of the adjacent solar cells, and the partition portion of the other solar cell of the adjacent solar cells. Are facing each other across the gap ,
A solar cell module, wherein the photoelectric conversion layer contains an organic-inorganic perovskite compound .
前記第1の電極が前記光電変換層から露出している部分に、他の前記太陽電池の前記第2の電極が至っている、請求項5に記載の太陽電池モジュール。 The partition has a groove reaching the first electrode, and the groove is not provided with the photoelectric conversion layer,
The solar cell module according to claim 5, wherein the second electrode of another solar cell reaches a portion where the first electrode is exposed from the photoelectric conversion layer.
前記基材上に複数の第1の電極を設ける工程と、
前記複数の第1の電極上に、絶縁体からなり、長さ方向を有する複数の突出部を設ける工程と、
前記複数の突出部上を覆うように、前記複数の第1の電極上に分割前の光電変換層を積層する工程と、
前記複数の第1の電極が前記分割前の光電変換層からそれぞれ露出するように、前記分割前の光電変換層を複数の光電変換層に分割する工程と、
前記第1の電極の前記複数の光電変換層から露出している部分及び前記複数の光電変換層上に分割前の第2の電極を積層する工程と、
前記分割前の第2の電極、前記突出部及び前記光電変換層が積層されている部分において、前記分割前の第2の電極を複数の第2の電極に分割し、かつ前記突出部を複数の隔壁部に分割する工程とを備え、
前記分割前の光電変換層及び前記光電変換層が有機無機ペロブスカイト化合物を含む、太陽電池モジュールの製造方法。 A step of preparing a base material;
Providing a plurality of first electrodes on the base material;
Providing a plurality of protrusions made of an insulator and having a length direction on the plurality of first electrodes;
Stacking a photoelectric conversion layer before division on the plurality of first electrodes so as to cover the plurality of protrusions;
Dividing the photoelectric conversion layer before division into a plurality of photoelectric conversion layers so that the plurality of first electrodes are exposed from the photoelectric conversion layer before division,
Laminating a second electrode before division on portions of the first electrode exposed from the plurality of photoelectric conversion layers and the plurality of photoelectric conversion layers,
At a portion where the second electrode before the division, the protruding portion, and the photoelectric conversion layer are stacked, the second electrode before the division is divided into a plurality of second electrodes, and the plurality of protruding portions are formed. e Bei and a step of dividing the partition wall portion,
A method for manufacturing a solar cell module, wherein the photoelectric conversion layer before the division and the photoelectric conversion layer include an organic-inorganic perovskite compound .
前記分割前の第2の電極を積層する工程において、前記溝部において、前記複数の光電変換層から露出している前記第1の電極上に至るように前記分割前の第2の電極を積層する、請求項8に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 In the step of dividing the photoelectric conversion layer before the division, when viewed in a plan view, in a portion where the protrusion and the photoelectric conversion layer before the division overlap, the photoelectric conversion layer before the division is divided, and Forming a groove in the protruding portion so as to reach the first electrode;
In the step of laminating the second electrode before the division, the second electrode before the division is laminated so as to reach on the first electrode exposed from the plurality of photoelectric conversion layers in the groove. A method for manufacturing a solar cell module according to claim 8 .
前記分割前の第2の電極を分割する工程において、レーザー光の照射による切断及び機械的な切断の内のいずれか一方により、前記分割前の第2の電極を分割し、かつ前記突出部を前記複数の隔壁部に分割する、請求項8または9に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 The protrusion is made of an insulating resin,
In the step of dividing the second electrode before division, the second electrode before division is divided by one of cutting by irradiation with laser light and mechanical cutting, and It is divided into the plurality of partition walls, the method for manufacturing the solar cell module according to claim 8 or 9.
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