JP6943713B2 - Solar cell - Google Patents
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Description
本発明は、非発電領域の割合が小さく、面積当たりの発電量が大きい太陽電池に関する。 The present invention relates to a solar cell having a small proportion of non-power generation areas and a large amount of power generation per area.
近年、ペロブスカイト太陽電池が注目されている（例えば、特許文献１、非特許文献１）。ペロブスカイト太陽電池は、高い光電変換効率が期待できるうえに、印刷法によって製造できることから製造コストを大幅に削減することができる。 In recent years, perovskite solar cells have attracted attention (for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). The perovskite solar cell can be expected to have high photoelectric conversion efficiency and can be manufactured by a printing method, so that the manufacturing cost can be significantly reduced.
一方、近年、ポリイミド、ポリエステル系の耐熱高分子材料や金属箔を基材とするフレキシブルな太陽電池が注目されるようになってきている。例えば、特許文献２には、シート状のアルミニウム基材を含む半導体装置用基板、及び、この半導体装置用基板を含む有機薄膜太陽電池が記載されている。 On the other hand, in recent years, flexible solar cells based on polyimide, polyester-based heat-resistant polymer materials and metal foils have been attracting attention. For example, Patent Document 2 describes a substrate for a semiconductor device including a sheet-shaped aluminum base material, and an organic thin-film solar cell including the substrate for the semiconductor device.
発電量の増大のために、太陽電池の大面積化が進められている。大面積化された太陽電池においては、電子の移動距離が長くなって抵抗（電気抵抗）が増すため、如何にして電子の移動距離を短く抑え、効率的に電流を取出すかが重要な課題となる。
大面積化した場合にも効率的に電流を取出す方法として、薄膜太陽電池においては、例えば、上部電極上にバスバー電極、フィンガー電極等の集電用配線を張り巡らせる方法が採用されている。図３に、集電用配線を備えた従来の太陽電池の一例を部分的かつ模式的に示す。図３に示す太陽電池３は、基材３２上に下部電極３４、光電変換層３５及び上部電極３６をこの順で有しており、上部電極３６上には集電用のバスバー電極３７及びフィンガー電極３８が張り巡らされている。
また、大面積化した場合にも効率的に電流を取出すために、ＣＩＧＳ等の無機太陽電池やペロブスカイト太陽電池等の有機又は有機無機太陽電池においては、例えば、基材上にそれぞれパターニングされた下部電極、光電変換層、上部電極等を順に積層していくことで得られる、溝により隔てられた太陽電池セル単位が集積した構造が採用されている。このような構造はモノリシック型構造とも呼ばれる。図２に、モノリシック型構造を有する従来の太陽電池の一例を部分的かつ模式的に示す。図２に示す太陽電池２は、基材２２上にそれぞれパターニングされた下部電極２４、光電変換層２５及び上部電極２６をこの順で有しており、溝により隔てられた太陽電池セル単位が集積した、モノリシック型構造を有している。図２に示す太陽電池２においては、隣接する太陽電池セル単位の下部電極２４と上部電極２６とが接続されており、太陽電池セル単位が直列に連なった構造となっている。
In order to increase the amount of power generation, the area of solar cells is being increased. In a solar cell with a large area, the moving distance of electrons becomes longer and the resistance (electrical resistance) increases, so how to keep the moving distance of electrons short and efficiently extract current is an important issue. Become.
In a thin-film solar cell, for example, a method of laying current collecting wiring such as a bus bar electrode and a finger electrode on an upper electrode is adopted as a method of efficiently extracting an electric current even when the area is increased. FIG. 3 partially and schematically shows an example of a conventional solar cell provided with current collecting wiring. The
Further, in order to efficiently take out current even when the area is increased, in an inorganic solar cell such as CIGS or an organic or organic inorganic solar cell such as a perovskite solar cell, for example, a lower portion patterned on a base material. A structure is adopted in which solar cell units separated by grooves, which are obtained by stacking electrodes, photoelectric conversion layers, upper electrodes, etc. in order, are integrated. Such a structure is also called a monolithic structure. FIG. 2 partially and schematically shows an example of a conventional solar cell having a monolithic structure. The solar cell 2 shown in FIG. 2 has a
ここで、図３に示す太陽電池３において、集電用配線部分には光が入射せず、発電に寄与しない非発電領域となる。図２に示す太陽電池２においても、太陽電池セル単位を隔てている溝の周辺部分は、発電に寄与しない非発電領域となる。このような非発電領域の割合が大きくなると、太陽電池全体の面積当たりの発電量が低下してしまうことから、大面積化された太陽電池において発電量を増大させるためには、効率的に電流を取出しつつ非発電領域の割合を抑えることが求められている。
Here, in the
本発明は、非発電領域の割合が小さく、面積当たりの発電量が大きい太陽電池を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a solar cell having a small proportion of non-power generation areas and a large amount of power generation per area.
本発明は、金属基材上に、絶縁層、下部電極、光電変換層及び上部電極をこの順で有する発電素子が２以上形成されている太陽電池であって、隣り合う前記発電素子の間に、溝状の集電用領域を有しており、前記集電用領域に、隣り合う前記発電素子の前記上部電極間を電気的に接続している上部電極延長部を有しており、前記集電用領域において、前記上部電極延長部が前記金属基材に接触し、かつ、前記上部電極延長部が前記金属基材に電気的に接続している太陽電池である。
以下、本発明を詳述する。
The present invention is a solar cell in which two or more power generation elements having an insulating layer, a lower electrode, a photoelectric conversion layer, and an upper electrode in this order are formed on a metal base material, and the power generation elements are between adjacent power generation elements. It has a groove-shaped current collecting region, and the current collecting region has an upper electrode extension portion that electrically connects the upper electrodes of the adjacent power generation elements. In the current collecting region, the upper electrode extension portion is in contact with the metal base material, and the upper electrode extension portion is electrically connected to the metal base material.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明によれば、非発電領域の割合が小さく、面積当たりの発電量が大きい太陽電池を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solar cell having a small proportion of non-power generation areas and a large amount of power generation per area.
以下、本発明を実施の形態に即して説明する。 Hereinafter, the present invention will be described according to the embodiment.
本発明者らは、金属基材を有するフレキシブルな太陽電池において、従来の太陽電池の構造とは異なる新たな構造として、隣り合う発電素子の上部電極間を電気的に接続している上部電極延長部を有し、該上部電極延長部が金属基材に接触するとともに電気的に接続している溝状の集電用領域を有する構造を採用することを検討した。本発明者らは、このような構造を採用することにより、非発電領域の割合を抑えることができると同時に、太陽電池内部で発生した電流が上部電極から上部電極延長部を通って金属基材へと流れるため、効率的に電流を取出すことができることを見出した。これにより、本発明を完成させるに至った。 In a flexible solar cell having a metal base material, the present inventors have developed an upper electrode extension that electrically connects the upper electrodes of adjacent power generation elements as a new structure different from the structure of a conventional solar cell. It was considered to adopt a structure having a portion and having a groove-shaped current collecting region in which the upper electrode extension portion is in contact with the metal base material and is electrically connected. By adopting such a structure, the present inventors can suppress the proportion of the non-power generation region, and at the same time, the current generated inside the solar cell passes from the upper electrode to the upper electrode extension portion and passes through the metal base material. It was found that the current can be taken out efficiently because it flows to. This has led to the completion of the present invention.
本発明の太陽電池は、金属基材上に、絶縁層、下部電極、光電変換層及び上部電極をこの順で有する発電素子が２以上形成されているものである。発電素子の最小構成単位は、下部電極、光電変換層及び上部電極で構成される。
なお、本明細書中、「層」とは、明確な境界を有する層だけではなく、含有元素が徐々に変化する濃度勾配のある層をも意味する。なお、層の元素分析は、例えば、太陽電池の断面のＦＥ−ＴＥＭ／ＥＤＳ線分析測定を行い、特定元素の元素分布を確認する等によって行うことができる。また、本明細書中、層とは、平坦な薄膜状の層だけではなく、他の層と一緒になって複雑に入り組んだ構造を形成しうる層をも意味する。
The solar cell of the present invention has two or more power generation elements having an insulating layer, a lower electrode, a photoelectric conversion layer, and an upper electrode in this order formed on a metal base material. The minimum structural unit of the power generation element is composed of a lower electrode, a photoelectric conversion layer, and an upper electrode.
In the present specification, the “layer” means not only a layer having a clear boundary but also a layer having a concentration gradient in which the contained elements gradually change. The elemental analysis of the layer can be performed, for example, by performing FE-TEM / EDS line analysis measurement of the cross section of the solar cell and confirming the elemental distribution of the specific element. Further, in the present specification, the layer means not only a flat thin film-like layer but also a layer capable of forming a complicated and intricate structure together with other layers.
本発明の太陽電池は、隣り合う上記発電素子の間に、溝状の集電用領域を有しており、上記集電用領域に、隣り合う上記発電素子の上記上部電極間を電気的に接続している上部電極延長部を有している。上記集電用領域においては、上記上部電極延長部が上記金属基材に接触し、かつ、上記上部電極延長部が上記金属基材に電気的に接続している。
このような構造を採用することにより、非発電領域の割合を抑えることができると同時に、太陽電池内部で発生した電流が上部電極から上部電極延長部を通って金属基材へと流れるため、効率的に電流を取出すことができる。従って、太陽電池全体としての面積当たりの発電量を増大させることができる。
The solar cell of the present invention has a groove-shaped current collecting region between the adjacent power generation elements, and electrically between the upper electrodes of the adjacent power generation elements in the current collecting region. It has a connected upper electrode extension. In the current collecting region, the upper electrode extension portion is in contact with the metal base material, and the upper electrode extension portion is electrically connected to the metal base material.
By adopting such a structure, the ratio of the non-power generation region can be suppressed, and at the same time, the current generated inside the solar cell flows from the upper electrode to the metal base material through the upper electrode extension portion, so that the efficiency is improved. The current can be taken out. Therefore, it is possible to increase the amount of power generation per area of the solar cell as a whole.
図１に、本発明の太陽電池の一例を部分的かつ模式的に示す。
図１に示す太陽電池１は、金属基材１２上に、絶縁層１３、下部電極１４、光電変換層１５及び上部電極１６をこの順で有する発電素子が２以上形成されているものである。図１に示す太陽電池１は、隣り合う発電素子の間に、溝状の集電用領域を有しており、該集電用領域に、隣り合う発電素子の上部電極１６間を電気的に接続している上部電極延長部１６Ａを有している。該集電用領域において、上部電極延長部１６Ａが金属基材１２に接触し、かつ、上部電極延長部１６Ａが金属基材１２に電気的に接続している。
このような構造を採用することにより、非発電領域の割合を抑えることができると同時に、太陽電池内部で発生した電流が上部電極１６から上部電極延長部１６Ａを通って金属基材１２へと流れるため、効率的に電流を取出すことができる。非発電領域の割合は特に限定されないが、例えば、集電用領域の溝方向に対して直行する方向に切断した太陽電池の断面において、発電領域の幅（図１中、ｂ）０．１〜３０ｍｍ程度に対して、集電用領域及びその周辺部分を含む非発電領域の幅（図１中、ａ）は２０〜３００μｍ程度である。
FIG. 1 partially and schematically shows an example of the solar cell of the present invention.
The solar cell 1 shown in FIG. 1 has two or more power generation elements having an
By adopting such a structure, the ratio of the non-power generation region can be suppressed, and at the same time, the current generated inside the solar cell flows from the
なお、図１に示す太陽電池１においては、絶縁層１３の側面と、集電用領域における金属基材１２の上面との形成する角度が９０°を超えており、かつ、下部電極１４は、端部が絶縁層１３の端部よりも内側となるように形成されている。更に、下部電極１４の一部が光電変換層１５及び上部電極１６で覆われておらず外部に露出している下部電極開口部１４Ａが設けられている。ただし、本発明の太陽電池はこのような態様に限定されない。
In the solar cell 1 shown in FIG. 1, the angle formed by the side surface of the
上記上部電極は特に限定されず、陰極になってもよく、陽極になってもよいが、透明電極であることが好ましい。
上記上部電極の材料として、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、金等の金属、ＣｕＩ等が挙げられる。また、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）等の導電性透明材料、導電性透明ポリマー等が挙げられる。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。
The upper electrode is not particularly limited and may be a cathode or an anode, but a transparent electrode is preferable.
Examples of the material of the upper electrode include FTO (fluorine-doped tin oxide), sodium, sodium-potassium alloy, lithium, magnesium, aluminum, magnesium-silver mixture, magnesium-indium mixture, aluminum-lithium alloy, Al / Al 2 O. Examples thereof include 3 mixtures, Al / LiF mixtures, metals such as gold, CuI and the like. Further, conductive transparent materials such as ITO (indium tin oxide), SnO 2 , AZO (aluminum zinc oxide), IZO (indium zinc oxide), GZO (gallium zinc oxide), conductive transparent polymers and the like can be mentioned. Be done. These materials may be used alone or in combination of two or more.
上記上部電極延長部は、上記上部電極と同様の材料からなることが好ましい。 The upper electrode extension portion is preferably made of the same material as the upper electrode.
上記金属基材を用いることにより、フレキシブル性に優れた太陽電池とすることができる。また、上記金属基材を用いることにより、耐熱性高分子を用いる場合と比べてコストを抑えられるとともに、高温処理を行うことができる。例えば、後述するように光電変換層が有機無機ペロブスカイト化合物を含む場合、有機無機ペロブスカイト化合物を含む光電変換層形成時において耐光性（光劣化に対する耐性）を付与する目的で８０℃以上の温度で熱アニール（加熱処理）を行っても、歪みの発生を最小限に抑えて、高い光電変換効率を得ることができる。 By using the above metal base material, a solar cell having excellent flexibility can be obtained. Further, by using the above-mentioned metal base material, the cost can be suppressed as compared with the case of using the heat-resistant polymer, and the high temperature treatment can be performed. For example, when the photoelectric conversion layer contains an organic-inorganic perovskite compound as described later, heat is applied at a temperature of 80 ° C. or higher for the purpose of imparting light resistance (resistance to light deterioration) when the photoelectric conversion layer containing the organic-inorganic perovskite compound is formed. Even if annealing (heat treatment) is performed, the occurrence of distortion can be minimized and high photoelectric conversion efficiency can be obtained.
上記金属基材は特に限定されず、例えば、アルミニウム、チタン、銅、金等の金属や、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の合金からなる金属基材が挙げられる。これら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、アルミニウム箔が好ましい。上記アルミニウム箔を用いることにより、他の金属基材を用いる場合と比べてもコストを抑えられ、また、柔軟性があることから作業性を向上できる。 The metal base material is not particularly limited, and examples thereof include a metal base material made of a metal such as aluminum, titanium, copper, and gold, and an alloy such as stainless steel (SUS). These may be used alone or in combination of two or more. Of these, aluminum foil is preferable. By using the aluminum foil, the cost can be suppressed as compared with the case of using another metal base material, and the workability can be improved because of the flexibility.
上記金属基材の厚みは特に限定されないが、好ましい下限が５μｍ、好ましい上限が５００μｍである。上記金属基材の厚みが５μｍ以上であれば、より効率的に電流を取出すことができ、また、充分な機械的強度を持つ取扱い性に優れた太陽電池とすることができる。上記金属基材の厚みが５００μｍ以下であれば、フレキシブル性に優れた太陽電池とすることができる。上記金属基材の厚みのより好ましい下限は１０μｍ、より好ましい上限は１００μｍである。 The thickness of the metal base material is not particularly limited, but a preferable lower limit is 5 μm and a preferable upper limit is 500 μm. When the thickness of the metal base material is 5 μm or more, a current can be taken out more efficiently, and a solar cell having sufficient mechanical strength and excellent handleability can be obtained. When the thickness of the metal base material is 500 μm or less, a solar cell having excellent flexibility can be obtained. The more preferable lower limit of the thickness of the metal base material is 10 μm, and the more preferable upper limit is 100 μm.
上記集電用領域において、上記上部電極延長部を上記金属基材に接触させ、かつ、電気的に接続させるためには、上記上部電極延長部と上記金属基材とが電気的に接続するようにこれらの材料を選択し、上記上部電極延長部を上記金属基材上に積層すればよい。 In the current collecting region, in order to bring the upper electrode extension portion into contact with the metal base material and electrically connect the upper electrode extension portion, the upper electrode extension portion and the metal base material are electrically connected. These materials may be selected, and the upper electrode extension portion may be laminated on the metal base material.
上記集電用領域においては、上記上部電極延長部と上記金属基材との間に、金属層が積層されていてもよい。上記金属層が積層されていることにより、上記上部電極延長部と上記金属基材との間の接触抵抗を低減することができ、より効率的に電流を取出すことができる。なお、上記金属層は、上記集電用領域以外においても積層されていてもよく、この場合、上記金属層は、上記金属基材と上記絶縁層との間に積層される。
上記金属層を構成する金属は特に限定されないが、酸化されにくい金属が好ましく、具体的には例えば、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ａｕ及びＰｔの金属単体並びにこれらの金属を含む合金等が挙げられる。なかでも、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ及びＮｉの金属単体並びにこれらの金属を含む合金が好ましい。
In the current collecting region, a metal layer may be laminated between the upper electrode extension portion and the metal base material. By laminating the metal layer, the contact resistance between the upper electrode extension portion and the metal base material can be reduced, and the current can be taken out more efficiently. The metal layer may be laminated in a region other than the current collecting region. In this case, the metal layer is laminated between the metal base material and the insulating layer.
The metal constituting the metal layer is not particularly limited, but a metal that is not easily oxidized is preferable, and specifically, for example, Ti, Mo, Cr, Ni, Al, W, Ta, Ag, Au, and Pt metal alone and these. Examples include alloys containing the above metals. Among them, simple substances of Ti, Mo, Cr and Ni metals and alloys containing these metals are preferable.
上記集電用領域の上記上部電極延長部が上記金属基材に接触している部分において、上記金属基材の表面の一部は、除去されていることが好ましい。
上記集電用領域の上記上部電極延長部が上記金属基材に接触している部分における上記金属基材の表面の一部が除去されていることにより、太陽電池の製造過程で上記金属基材の表面に残ったスクライブ残渣（有機物）が除去されるため、該スクライブ残渣による接触抵抗の増大を抑制することができ、より効率的に電流を取出すことができる。
より詳細には、上記金属基材上に上記絶縁層を形成する際には、上記金属基材全体に絶縁層を製膜した後、例えばメカニカルスクライブ、レーザースクライブ等のスクライブ方法により、製膜した絶縁層をスクライブする。これにより、上記集電用領域となる溝が形成される。この際、上記集電用領域における上記金属基材の表面からは上記絶縁層が削られるものの、表面にスクライブ残渣が残存することがある。従って、上記絶縁層の形成後に更に上記集電用領域の上記上部電極延長部が上記金属基材に接触しうる部分における上記金属基材の表面の一部を除去することにより、このような上記金属基材の表面に残ったスクライブ残渣を除去することができる。
上記集電用領域の上記上部電極延長部が上記金属基材に接触している部分における上記金属基材の表面の一部が除去されていることは、例えば、太陽電池の断面を電子顕微鏡（例えば、Ｓ−４８００、ＨＩＴＡＣＨＩ社製等）で観察し、得られた写真を解析することにより確認することができる。
It is preferable that a part of the surface of the metal base material is removed in the portion where the upper electrode extension portion of the current collecting region is in contact with the metal base material.
By removing a part of the surface of the metal base material at the portion where the upper electrode extension portion of the current collecting region is in contact with the metal base material, the metal base material is removed in the process of manufacturing the solar cell. Since the scribe residue (organic substance) remaining on the surface of the scribe residue is removed, an increase in contact resistance due to the scribe residue can be suppressed, and a current can be taken out more efficiently.
More specifically, when the insulating layer is formed on the metal substrate, the insulating layer is formed on the entire metal substrate, and then the film is formed by a scribe method such as mechanical scribe or laser scribe. Scrivener the insulating layer. As a result, a groove serving as the current collecting region is formed. At this time, although the insulating layer is scraped from the surface of the metal base material in the current collecting region, scribe residue may remain on the surface. Therefore, after the formation of the insulating layer, a part of the surface of the metal base material is removed at a portion where the upper electrode extension portion of the current collecting region can come into contact with the metal base material. The scribe residue remaining on the surface of the metal substrate can be removed.
Part of the surface of the metal base material is removed at the portion where the upper electrode extension portion of the current collection region is in contact with the metal base material. For example, it can be confirmed by observing with S-4800, manufactured by Hitachi, etc.) and analyzing the obtained photograph.
上記絶縁層は特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛等からなる無機絶縁層、エポキシ樹脂、ポリイミド等からなる有機絶縁層が挙げられる。なかでも、上記金属基材がアルミニウム箔である場合には、上記絶縁層が酸化アルミニウム被膜であることが好ましい。 The insulating layer is not particularly limited, and examples thereof include an inorganic insulating layer made of aluminum oxide, silicon oxide, zinc oxide and the like, and an organic insulating layer made of epoxy resin, polyimide and the like. Among them, when the metal base material is an aluminum foil, it is preferable that the insulating layer is an aluminum oxide film.
上記絶縁層として上記酸化アルミニウム被膜を用いることにより、有機絶縁層の場合と比べて、大気中の水分が絶縁層を透過して光電変換層を劣化させることを抑制することができる。
また、例えば、後述するように光電変換層が有機無機ペロブスカイト化合物を含む場合、上記絶縁層として上記酸化アルミニウム被膜を用いることにより、上記アルミニウム箔と接することで時間の経過とともに光電変換層に変色が生じ、腐食が起きるという現象を抑制することができる。なお、一般的な他の太陽電池では光電変換層がアルミニウムと反応して変色が生じること等は報告されておらず、上記のような腐食が起きるという現象は、光電変換層が有機無機ペロブスカイト化合物を含むペロブスカイト太陽電池に特有の問題として本発明者らが見出したものである。
By using the aluminum oxide film as the insulating layer, it is possible to prevent moisture in the atmosphere from penetrating the insulating layer and deteriorating the photoelectric conversion layer, as compared with the case of the organic insulating layer.
Further, for example, when the photoelectric conversion layer contains an organic-inorganic perovskite compound as described later, by using the aluminum oxide film as the insulating layer, the photoelectric conversion layer is discolored with the passage of time due to contact with the aluminum foil. It is possible to suppress the phenomenon of occurrence and corrosion. It has not been reported that the photoelectric conversion layer reacts with aluminum to cause discoloration in other general solar cells, and the phenomenon that the above-mentioned corrosion occurs is that the photoelectric conversion layer is an organic-inorganic perovskite compound. It was discovered by the present inventors as a problem peculiar to the perovskite solar cell including.
上記酸化アルミニウム被膜を製膜する方法は特に限定されず、例えば、上記アルミニウム箔に陽極酸化を施す方法、上記アルミニウム箔の表面にアルミニウムのアルコキシド等を塗布する方法、上記アルミニウム箔の表面に熱処理による自然酸化被膜を形成する方法等が挙げられる。なかでも、上記アルミニウム箔の表面全体を均一に酸化させることができることから、上記アルミニウム箔に陽極酸化を施す方法が好ましい。即ち、上記酸化アルミニウム被膜は、陽極酸化被膜であることが好ましい。
上記アルミニウム箔に陽極酸化を施す場合には、陽極酸化における処理濃度、処理温度、電流密度、処理時間等を変更することにより、上記酸化アルミニウム被膜の厚みを調整することができる。上記処理時間は特に限定されないが、上記酸化アルミニウム被膜の作製の容易さの観点から、好ましい下限は５分、好ましい上限は１２０分であり、より好ましい上限は６０分である。
The method for forming the aluminum oxide film is not particularly limited, and for example, a method of anodizing the aluminum foil, a method of applying an aluminum alkoxide or the like to the surface of the aluminum foil, or a heat treatment on the surface of the aluminum foil. Examples thereof include a method of forming a natural oxide film. Among them, the method of anodizing the aluminum foil is preferable because the entire surface of the aluminum foil can be uniformly oxidized. That is, the aluminum oxide film is preferably an anodic oxide film.
When the aluminum foil is anodized, the thickness of the aluminum oxide film can be adjusted by changing the treatment concentration, the treatment temperature, the current density, the treatment time, etc. in the anodization. The treatment time is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of producing the aluminum oxide film, the preferable lower limit is 5 minutes, the preferable upper limit is 120 minutes, and the more preferable upper limit is 60 minutes.
上記絶縁層の側面と、上記集電用領域における上記金属基材の上面との形成する角度は、９０°を超えることが好ましい。
上記角度が９０°を超えることにより、上記絶縁層の側面の傾斜が緩やかになり、上記絶縁層の側面に積層される上記上部電極の厚みが薄くなることを抑制することができる。これにより、上記上部電極の厚みが薄くなることによる抵抗（電気抵抗）の増大を抑制することができ、より効率的に電流を取出すことができる。上記角度は１００°以上がより好ましく、１２０°以上が更に好ましい。
上記絶縁層の側面と、上記集電用領域における上記金属基材の上面との形成する角度は、例えば、太陽電池の断面を電子顕微鏡（例えば、Ｓ−４８００、ＨＩＴＡＣＨＩ社製等）で観察し、得られた写真を解析することにより測定することができる。
The angle formed between the side surface of the insulating layer and the upper surface of the metal base material in the current collecting region preferably exceeds 90 °.
When the angle exceeds 90 °, the inclination of the side surface of the insulating layer becomes gentle, and it is possible to prevent the thickness of the upper electrode laminated on the side surface of the insulating layer from becoming thin. As a result, it is possible to suppress an increase in resistance (electrical resistance) due to a decrease in the thickness of the upper electrode, and it is possible to take out a current more efficiently. The angle is more preferably 100 ° or more, and even more preferably 120 ° or more.
The angle formed between the side surface of the insulating layer and the upper surface of the metal base material in the current collecting region is determined by, for example, observing the cross section of the solar cell with an electron microscope (for example, S-4800, manufactured by Hitachi, Ltd.). , It can be measured by analyzing the obtained photograph.
上記絶縁層は、上層と下層とからなる２層構造を有していてもよい。この場合、上層の端部が下層の端部よりも内側となるように形成されていることが好ましい。上層の端部が下層の端部よりも内側であることにより、上記絶縁層上に積層される下部電極の側面が上記上部電極に接触して短絡が生じることを防ぐことができる。 The insulating layer may have a two-layer structure including an upper layer and a lower layer. In this case, it is preferable that the end portion of the upper layer is formed so as to be inside the end portion of the lower layer. Since the end portion of the upper layer is inside the end portion of the lower layer, it is possible to prevent the side surface of the lower electrode laminated on the insulating layer from coming into contact with the upper electrode and causing a short circuit.
上記絶縁層の厚みは特に限定されないが、好ましい下限が０．１μｍ、好ましい上限が２０μｍである。上記絶縁層の厚みが０．１μｍ以上であれば、上記絶縁層が上記金属基材の表面を充分に覆うことができ、上記金属基材と下部電極との間の絶縁性が安定する。上記絶縁層の厚みが２０μｍ以下であれば、上記金属基材を湾曲させても上記絶縁層にクラックが生じにくい。上記絶縁層の厚みのより好ましい下限は０．５μｍ、より好ましい上限は１０μｍである。
上記絶縁層の厚みは、例えば、太陽電池の断面を電子顕微鏡（例えば、Ｓ−４８００、ＨＩＴＡＣＨＩ社製等）で観察し、得られた写真のコントラストを解析することにより測定することができる。
The thickness of the insulating layer is not particularly limited, but a preferable lower limit is 0.1 μm and a preferable upper limit is 20 μm. When the thickness of the insulating layer is 0.1 μm or more, the insulating layer can sufficiently cover the surface of the metal base material, and the insulating property between the metal base material and the lower electrode is stable. When the thickness of the insulating layer is 20 μm or less, cracks are unlikely to occur in the insulating layer even if the metal base material is curved. The more preferable lower limit of the thickness of the insulating layer is 0.5 μm, and the more preferable upper limit is 10 μm.
The thickness of the insulating layer can be measured, for example, by observing the cross section of the solar cell with an electron microscope (for example, S-4800, manufactured by Hitachi, Ltd.) and analyzing the contrast of the obtained photographs.
上記下部電極は特に限定されず、陰極になってもよく、陽極になってもよい。
上記下部電極の材料として、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、チタン、モリブデン、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、金等の金属、ＣｕＩ等が挙げられる。また、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）等の導電性透明材料、導電性透明ポリマー等が挙げられる。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。
The lower electrode is not particularly limited, and may be a cathode or an anode.
Examples of the material of the lower electrode include FTO (fluorine-doped tin oxide), sodium, sodium-potassium alloy, lithium, magnesium, aluminum, titanium, molybdenum, magnesium-silver mixture, magnesium-indium mixture, aluminum-lithium alloy, and Al. / Al 2 O 3 mixture, Al / LiF mixture, metals such as gold, CuI and the like can be mentioned. Further, conductive transparent materials such as ITO (indium tin oxide), SnO 2 , AZO (aluminum zinc oxide), IZO (indium zinc oxide), GZO (gallium zinc oxide), conductive transparent polymers and the like can be mentioned. Be done. These materials may be used alone or in combination of two or more.
上記下部電極は、端部が上記絶縁層の端部よりも内側となるように形成されていることが好ましい。上記下部電極の端部が上記絶縁層の端部よりも内側であることにより、上記下部電極の側面が上記上部電極に接触して短絡が生じることを防ぐことができる。
上記下部電極の端部が上記絶縁層の端部よりも内側であることは、例えば、太陽電池の断面を電子顕微鏡（例えば、Ｓ−４８００、ＨＩＴＡＣＨＩ社製等）で観察し、得られた写真のコントラストを解析することにより確認することができる。
The lower electrode is preferably formed so that the end portion is inside the end portion of the insulating layer. Since the end portion of the lower electrode is inside the end portion of the insulating layer, it is possible to prevent the side surface of the lower electrode from coming into contact with the upper electrode and causing a short circuit.
The fact that the end of the lower electrode is inside the end of the insulating layer is a photograph obtained by observing, for example, a cross section of a solar cell with an electron microscope (for example, S-4800, manufactured by Hitachi, Ltd.). It can be confirmed by analyzing the contrast of.
上記光電変換層は、上記下部電極と上記上部電極との間に配置されていればよいが、上記下部電極の上部だけでなく上記下部電極の側面を囲むように（周囲を囲むように）形成されていることが好ましい。上記光電変換層が上記下部電極の側面を囲むように形成されていることにより、上記下部電極の側面が上記上部電極に接触して短絡が生じることを防ぐことができる。 The photoelectric conversion layer may be arranged between the lower electrode and the upper electrode, but is formed so as to surround not only the upper portion of the lower electrode but also the side surface of the lower electrode (so as to surround the periphery). It is preferable that the electrode is used. Since the photoelectric conversion layer is formed so as to surround the side surface of the lower electrode, it is possible to prevent the side surface of the lower electrode from coming into contact with the upper electrode and causing a short circuit.
上記光電変換層は、有機無機ペロブスカイト化合物を含むことが好ましい。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。上記有機無機ペロブスカイト化合物は、一般式Ｒ−Ｍ−Ｘ３（但し、Ｒは有機分子、Ｍは金属原子、Ｘはハロゲン原子又はカルコゲン原子である。）で表されることが好ましい。 The photoelectric conversion layer preferably contains an organic-inorganic perovskite compound. By using the organic-inorganic perovskite compound in the photoelectric conversion layer, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell can be improved. The organic-inorganic perovskite compound is preferably represented by the general formula R-MX 3 (where R is an organic molecule, M is a metal atom, and X is a halogen atom or a chalcogen atom).
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。
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、イミダゾリン、カルバゾール、メチルカルボキシアミン、エチルカルボキシアミン、プロピルカルボキシアミン、ブチルカルボキシアミン、ペンチルカルボキシアミン、ヘキシルカルボキシアミン、ホルムアミジニウム、グアニジン、アニリン、ピリジン及びこれらのイオン（例えば、メチルアンモニウム（ＣＨ３ＮＨ３）等）やフェネチルアンモニウム等が挙げられる。なかでも、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、プロピルカルボキシアミン、ブチルカルボキシアミン、ペンチルカルボキシアミン、ホルムアミジニウム、グアニジン及びこれらのイオンが好ましく、メチルアミン、エチルアミン、ペンチルカルボキシアミン、ホルムアミジニウム、グアニジン及びこれらのイオンがより好ましい。なかでも、高い光電変換効率が得られることから、メチルアミン、ホルムアミジニウム及びこれらのイオンが更に好ましい。
The above R is an organic molecule, and is preferably represented by C l N m H n (all l, m, and n are positive integers).
Specifically, the R is, for example, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropyl. Amines, tributylamines, tripentylamines, trihexylamines, ethylmethylamines, methylpropylamines, butylmethylamines, methylpentylamines, hexylmethylamines, ethylpropylamines, ethylbutylamines, imidazoles, azoles, pyrroles, aziridines, azirins, Azetidine, azeto, imidazoline, carbazole, methylcarboxyamine, ethylcarboxyamine, propylcarboxyamine, butylcarboxyamine, pentylcarboxyamine, hexylcarboxyamine, formamidinium, guanidine, aniline, pyridine and their ions (eg, methylammonium). (CH 3 NH 3 ), etc.) and phenethylammonium, etc. can be mentioned. Among them, methylamine, ethylamine, propylamine, propylcarboxyamine, butylcarboxyamine, pentylcarboxyamine, formamidinium, guanidine and their ions are preferable, and methylamine, ethylamine, pentylcarboxyamine, formamidinium, guanidine and the like. These ions are more preferred. Of these, methylamine, formamidinium and ions thereof are more preferable because high photoelectric conversion efficiency can be obtained.
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、ユーロピウム等が挙げられる。なかでも、電子軌道の重なりの観点から、鉛又はスズが好ましい。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。 The above 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 can be mentioned. Of these, lead or tin is preferable from the viewpoint of overlapping electron orbits. These metal atoms may be used alone or in combination of two or more.
上記Ｘはハロゲン原子又はカルコゲン原子であり、例えば、塩素、臭素、ヨウ素、硫黄、セレン等が挙げられる。これらのハロゲン原子又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、安価な印刷法等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。 The 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 inclusion of halogen in the structure makes the organic-inorganic perovskite compound soluble in an organic solvent and can be applied to an inexpensive printing method or the like. Further, iodine is more preferable because the energy band gap of the organic-inorganic perovskite compound is narrowed.
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又はカルコゲン原子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。
図４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又はカルコゲン原子Ｘが配置された立方晶系の構造である、有機無機ペロブスカイト化合物の結晶構造の一例を示す模式図である。詳細は明らかではないが、上記構造を有することにより、結晶格子内の八面体の向きが容易に変わることができるため、上記有機無機ペロブスカイト化合物中の電子の移動度が高くなり、太陽電池の光電変換効率が向上すると推定される。
The organic-inorganic perovskite compound preferably has a cubic structure in which a metal atom M is arranged at the body center, an organic molecule R is arranged at each apex, and a halogen atom or a chalcogen atom X is arranged at the face center.
FIG. 4 shows an example of the crystal structure of an organic-inorganic perovskite compound, which is a cubic structure in which a metal atom M is arranged at the body center, an organic molecule R is arranged at each apex, and a halogen atom or a chalcogen atom X is arranged at the face center. It is a schematic diagram. Although the details are not clear, the orientation of the octahedron in the crystal lattice can be easily changed by having the above structure, so that the mobility of electrons in the organic-inorganic perovskite compound is high, and the photoelectric of the solar cell is high. It is estimated that the conversion efficiency will improve.
上記有機無機ペロブスカイト化合物は、結晶性半導体であることが好ましい。結晶性半導体とは、Ｘ線散乱強度分布を測定し、散乱ピークが検出できる半導体を意味している。
上記有機無機ペロブスカイト化合物が結晶性半導体であれば、上記有機無機ペロブスカイト化合物中の電子の移動度が高くなり、太陽電池の光電変換効率が向上する。また、上記有機無機ペロブスカイト化合物が結晶性半導体であれば、太陽電池に光を照射し続けることによる光電変換効率の低下（光劣化）、特に短絡電流の低下に起因する光劣化が抑制されやすくなる。
The organic-inorganic perovskite compound is preferably a crystalline semiconductor. The crystalline semiconductor means a semiconductor capable of measuring the X-ray scattering intensity distribution and detecting the scattering peak.
If the organic-inorganic perovskite compound is a crystalline semiconductor, the mobility of electrons in the organic-inorganic perovskite compound is high, and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is improved. Further, if the organic-inorganic perovskite compound is a crystalline semiconductor, a decrease in photoelectric conversion efficiency (photodegradation) due to continuous irradiation of the solar cell with light, particularly a decrease in photodegradation due to a decrease in short-circuit current can be easily suppressed. ..
また、結晶化の指標として結晶化度を評価することもできる。結晶化度は、Ｘ線散乱強度分布測定により検出された結晶質由来の散乱ピークと非晶質部由来のハローとをフィッティングにより分離し、それぞれの強度積分を求めて、全体のうちの結晶部分の比を算出することにより求めることができる。
上記有機無機ペロブスカイト化合物の結晶化度の好ましい下限は３０％である。上記結晶化度が３０％以上であれば、上記有機無機ペロブスカイト化合物中の電子の移動度が高くなり、太陽電池の光電変換効率が向上する。また、上記結晶化度が３０％以上であれば、太陽電池に光を照射し続けることによる光電変換効率の低下（光劣化）、特に短絡電流の低下に起因する光劣化が抑制されやすくなる。上記結晶化度のより好ましい下限は５０％、更に好ましい下限は７０％である。
また、上記有機無機ペロブスカイト化合物の結晶化度を上げる方法として、例えば、熱アニール（加熱処理）、レーザー等の強度の強い光の照射、プラズマ照射等が挙げられる。
It is also possible to evaluate the degree of crystallization as an index of crystallization. The crystallinity is determined by separating the scattering peak derived from the crystalline substance and the halo derived from the amorphous part detected by the X-ray scattering intensity distribution measurement by fitting, and obtaining the intensity integration of each to obtain the crystal part of the whole. It can be obtained by calculating the ratio of.
The preferable lower limit of the crystallinity of the organic-inorganic perovskite compound is 30%. When the crystallinity is 30% or more, the mobility of electrons in the organic-inorganic perovskite compound is high, and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is improved. Further, when the crystallinity is 30% or more, a decrease in photoelectric conversion efficiency (photodegradation) due to continuous irradiation of the solar cell with light, particularly a decrease in light deterioration due to a decrease in short-circuit current is likely to be suppressed. The more preferable lower limit of the crystallinity is 50%, and the more preferable lower limit is 70%.
Further, as a method for increasing the crystallinity of the organic-inorganic perovskite compound, for example, thermal annealing (heat treatment), irradiation with strong light such as a laser, plasma irradiation and the like can be mentioned.
また、他の結晶化の指標として結晶子径を評価することもできる。結晶子径は、Ｘ線散乱強度分布測定により検出された結晶質由来の散乱ピークの半値幅からｈａｌｄｅｒ−ｗａｇｎｅｒ法で算出することができる。
上記有機無機ペロブスカイト化合物の結晶子径が５ｎｍ以上であれば、太陽電池に光を照射し続けることによる光電変換効率の低下（光劣化）、特に短絡電流の低下に起因する光劣化が抑制される。また、上記有機無機ペロブスカイト化合物中の電子の移動度が高くなり、太陽電池の光電変換効率が向上する。上記結晶子径のより好ましい下限は１０ｎｍ、更に好ましい下限は２０ｎｍである。
In addition, the crystallite diameter can be evaluated as another index of crystallization. The crystallite diameter can be calculated by the holder-wagner method from the half width of the scattering peak derived from the crystalline substance detected by the X-ray scattering intensity distribution measurement.
When the crystallite diameter of the organic-inorganic perovskite compound is 5 nm or more, a decrease in photoelectric conversion efficiency (photodegradation) due to continuous irradiation of the solar cell with light, particularly photodegradation due to a decrease in short-circuit current is suppressed. .. In addition, the mobility of electrons in the organic-inorganic perovskite compound is increased, and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is improved. The more preferable lower limit of the crystallite diameter is 10 nm, and the more preferable lower limit is 20 nm.
上記光電変換層は、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、有機半導体又は無機半導体を含んでいてもよい。
上記有機半導体として、例えば、ポリ（３−アルキルチオフェン）等のチオフェン骨格を有する化合物等が挙げられる。また、例えば、ポリパラフェニレンビニレン骨格、ポリビニルカルバゾール骨格、ポリアニリン骨格、ポリアセチレン骨格等を有する導電性高分子等も挙げられる。更に、例えば、フタロシアニン骨格、ナフタロシアニン骨格、ペンタセン骨格、ベンゾポルフィリン骨格等のポルフィリン骨格、スピロビフルオレン骨格等を有する化合物や、表面修飾されていてもよいカーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレン等のカーボン含有材料も挙げられる。
The photoelectric conversion layer may further contain an organic semiconductor or an inorganic semiconductor in addition to the organic-inorganic perovskite compound as long as the effects of the present invention are not impaired.
Examples of the organic semiconductor include compounds having a thiophene skeleton such as poly (3-alkylthiophene). Further, for example, a conductive polymer having a polyparaphenylene vinylene skeleton, a polyvinylcarbazole skeleton, a polyaniline skeleton, a polyacetylene skeleton and the like can be mentioned. Further, for example, a compound having a porphyrin skeleton such as a phthalocyanine skeleton, a naphthalocyanine skeleton, a pentacene skeleton, a benzoporphyrin skeleton, a spirobifluorene skeleton, and carbon-containing materials such as carbon nanotubes, graphene, and fullerene which may be surface-modified. Can also be mentioned.
上記無機半導体として、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ガリウム、硫化スズ、硫化インジウム、硫化亜鉛、ＣｕＳＣＮ、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＩ、ＭｏＯ３、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、ＭｏＳ２、ＭｏＳｅ２、Ｃｕ２Ｓ等が挙げられる。 Examples of the inorganic semiconductor include titanium oxide, zinc oxide, indium oxide, tin oxide, gallium oxide, tin sulfide, indium sulfide, zinc sulfide, CuSCN, Cu 2 O, CuI, MoO 3 , V 2 O 5 , WO 3 , and so on. Examples thereof include MoS 2 , MoSe 2 , and Cu 2 S.
上記光電変換層は、上記有機無機ペロブスカイト化合物と上記有機半導体又は上記無機半導体とを含む場合、薄膜状の有機半導体又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、有機半導体又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、上記有機半導体又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 organic-inorganic perovskite compound and the organic semiconductor or the inorganic semiconductor are contained, the photoelectric conversion layer is a laminate in which a thin-film organic semiconductor or inorganic semiconductor moiety and a thin-film organic-inorganic perovskite compound moiety are laminated. It may be a composite film in which an organic semiconductor or an inorganic semiconductor moiety and an organic-inorganic perovskite compound moiety are composited. A laminated body is preferable in terms of simple manufacturing method, and a composite film is preferable in that the charge separation efficiency in the organic semiconductor or the inorganic semiconductor can be improved.
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 thickness of the thin-film organic-inorganic perovskite compound moiety has a preferable lower limit of 5 nm and a preferable upper limit of 5000 nm. When the thickness is 5 nm or more, light can be sufficiently absorbed and the photoelectric conversion efficiency becomes high. When the thickness is 5000 nm or less, it is possible to suppress the occurrence of a region where charge separation is not possible, which leads to an improvement in photoelectric conversion efficiency. The more preferable lower limit of the thickness is 10 nm, the more preferable upper limit is 1000 nm, the further preferable lower limit is 20 nm, and the further preferable upper limit is 500 nm.
上記光電変換層が、有機半導体又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る場合、上記複合膜の厚みの好ましい下限は３０ｎｍ、好ましい上限は３０００ｎｍである。上記厚みが３０ｎｍ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３０００ｎｍ以下であれば、電荷が電極に到達しやすくなるため、光電変換効率が高くなる。上記厚みのより好ましい下限は４０ｎｍ、より好ましい上限は２０００ｎｍであり、更に好ましい下限は５０ｎｍ、更に好ましい上限は１０００ｎｍである。 When the photoelectric conversion layer is a composite film in which an organic semiconductor or an inorganic semiconductor moiety and an organic-inorganic perovskite compound moiety are composited, the preferable lower limit of the thickness of the composite film is 30 nm, and the preferable upper limit is 3000 nm. When the thickness is 30 nm or more, light can be sufficiently absorbed and the photoelectric conversion efficiency becomes high. When the thickness is 3000 nm or less, the electric charge easily reaches the electrode, so that the photoelectric conversion efficiency is high. A more preferable lower limit of the thickness is 40 nm, a more preferable upper limit is 2000 nm, a further preferable lower limit is 50 nm, and a further preferable upper limit is 1000 nm.
上記光電変換層は、光電変換層形成後に熱アニール（加熱処理）が施されていることが好ましい。熱アニール（加熱処理）を施すことにより、光電変換層中の有機無機ペロブスカイト化合物の結晶化度を充分に上げることができ、光を照射し続けることによる光電変換効率の低下（光劣化）をより抑制することができる。
従来の耐熱性高分子からなる基材を用いた太陽電池にこのような熱アニール（加熱処理）を行うと、基材と光電変換層等との熱膨張係数の差により、アニール時に歪みが生じ、その結果、高い光電変換効率を達成することが難しくなることがある。上記金属基材を用いた場合には、熱アニール（加熱処理）を行っても、歪みの発生を最小限に抑えて、高い光電変換効率を得ることができる。
The photoelectric conversion layer is preferably heat-annealed (heat-treated) after the photoelectric conversion layer is formed. By performing thermal annealing (heat treatment), the crystallinity of the organic-inorganic perovskite compound in the photoelectric conversion layer can be sufficiently increased, and the decrease in photoelectric conversion efficiency (photodegradation) due to continuous irradiation with light can be further reduced. It can be suppressed.
When such a thermal annealing (heat treatment) is performed on a conventional solar cell using a base material made of a heat-resistant polymer, distortion occurs during annealing due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the base material and the photoelectric conversion layer or the like. As a result, it may be difficult to achieve high photoelectric conversion efficiency. When the above metal base material is used, even if thermal annealing (heat treatment) is performed, the occurrence of strain can be minimized and high photoelectric conversion efficiency can be obtained.
上記熱アニール（加熱処理）を行う場合、上記光電変換層を加熱する温度は特に限定されないが、１００℃以上、２５０℃未満であることが好ましい。上記加熱温度が１００℃以上であれば、上記有機無機ペロブスカイト化合物の結晶化度を充分に上げることができる。上記加熱温度が２５０℃未満であれば、上記有機無機ペロブスカイト化合物を熱劣化させることなく加熱処理を行うことができる。より好ましい加熱温度は、１２０℃以上、２００℃以下である。また、加熱時間も特に限定されないが、３分以上、２時間以内であることが好ましい。上記加熱時間が３分以上であれば、上記有機無機ペロブスカイト化合物の結晶化度を充分に上げることができる。上記加熱時間が２時間以内であれば、上記有機無機ペロブスカイト化合物を熱劣化させることなく加熱処理を行うことができる。
これらの加熱操作は真空又は不活性ガス下で行われることが好ましく、露点温度は１０℃以下が好ましく、７．５℃以下がより好ましく、５℃以下が更に好ましい。
When the thermal annealing (heat treatment) is performed, the temperature at which the photoelectric conversion layer is heated is not particularly limited, but is preferably 100 ° C. or higher and lower than 250 ° C. When the heating temperature is 100 ° C. or higher, the crystallinity of the organic-inorganic perovskite compound can be sufficiently increased. When the heating temperature is less than 250 ° C., the heat treatment can be performed without thermally deteriorating the organic-inorganic perovskite compound. More preferable heating temperatures are 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. The heating time is also not particularly limited, but is preferably 3 minutes or more and 2 hours or less. When the heating time is 3 minutes or more, the crystallinity of the organic-inorganic perovskite compound can be sufficiently increased. If the heating time is within 2 hours, the heat treatment can be performed without thermally deteriorating the organic-inorganic perovskite compound.
These heating operations are preferably performed under vacuum or an inert gas, and the dew point temperature is preferably 10 ° C. or lower, more preferably 7.5 ° C. or lower, still more preferably 5 ° C. or lower.
本発明の太陽電池は、上記下部電極及び上記上部電極のうちの陰極となる側と、上記光電変換層との間に、電子輸送層を有してもよい。
上記電子輸送層の材料は特に限定されず、例えば、Ｎ型導電性高分子、Ｎ型低分子有機半導体、Ｎ型金属酸化物、Ｎ型金属硫化物、ハロゲン化アルカリ金属、アルカリ金属、界面活性剤等が挙げられる。具体的には例えば、シアノ基含有ポリフェニレンビニレン、ホウ素含有ポリマー、バソキュプロイン、バソフェナントレン、ヒドロキシキノリナトアルミニウム、オキサジアゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物等が挙げられる。また、ナフタレンテトラカルボン酸化合物、ペリレン誘導体、ホスフィンオキサイド化合物、ホスフィンスルフィド化合物、フルオロ基含有フタロシアニン、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ガリウム、硫化スズ、硫化インジウム、硫化亜鉛等が挙げられる。
The solar cell of the present invention may have an electron transport layer between the cathode side of the lower electrode and the upper electrode and the photoelectric conversion layer.
The material of the electron transport layer is not particularly limited, and for example, N-type conductive polymer, N-type low-molecular-weight organic semiconductor, N-type metal oxide, N-type metal sulfide, alkali metal halide, alkali metal, and surface activity. Agents and the like can be mentioned. Specific examples thereof include cyano group-containing polyphenylene vinylene, boron-containing polymer, vasocuproin, vasofenanthrene, hydroxyquinolinatoaluminum, oxadiazole compound, benzimidazole compound and the like. In addition, naphthalene tetracarboxylic acid compound, perylene derivative, phosphine oxide compound, phosphine sulfide compound, fluorogroup-containing phthalocyanine, titanium oxide, zinc oxide, indium oxide, tin oxide, gallium oxide, tin sulfide, indium sulfide, zinc sulfide and the like can be mentioned. Be done.
上記電子輸送層は、薄膜状の電子輸送層（バッファ層）のみからなっていてもよいが、多孔質状の電子輸送層を含むことが好ましい。特に、上記光電変換層が、有機半導体又は無機半導体部位と有機無機ペロブスカイト化合物を複合化した複合膜である場合、より複雑な複合膜（より複雑に入り組んだ構造）が得られ、光電変換効率が高くなることから、多孔質状の電子輸送層上に複合膜が製膜されていることが好ましい。 The electron transport layer may be composed of only a thin-film electron transport layer (buffer layer), but preferably includes a porous electron transport layer. In particular, when the photoelectric conversion layer is a composite film in which an organic semiconductor or an inorganic semiconductor moiety and an organic-inorganic perovskite compound are composited, a more complicated composite film (more complicated structure) can be obtained, and the photoelectric conversion efficiency can be improved. Since it is high, it is preferable that a composite film is formed on the porous electron transport layer.
上記電子輸送層の厚みは、好ましい下限が１ｎｍ、好ましい上限が２０００ｎｍである。上記厚みが１ｎｍ以上であれば、充分にホールをブロックできるようになる。上記厚みが２０００ｎｍ以下であれば、電子輸送の際の抵抗になり難く、光電変換効率が高くなる。上記電子輸送層の厚みのより好ましい下限は３ｎｍ、より好ましい上限は１０００ｎｍであり、更に好ましい下限は５ｎｍ、更に好ましい上限は５００ｎｍである。 The preferred lower limit of the thickness of the electron transport layer is 1 nm, and the preferred upper limit is 2000 nm. When the thickness is 1 nm or more, holes can be sufficiently blocked. When the thickness is 2000 nm or less, it is unlikely to become a resistance during electron transport, and the photoelectric conversion efficiency becomes high. The more preferable lower limit of the thickness of the electron transport layer is 3 nm, the more preferable upper limit is 1000 nm, the further preferable lower limit is 5 nm, and the further preferable upper limit is 500 nm.
本発明の太陽電池は、上記光電変換層と、上記下部電極及び上記上部電極のうちの陽極となる側との間に、ホール輸送層を有してもよい。
上記ホール輸送層の材料は特に限定されず、例えば、Ｐ型導電性高分子、Ｐ型低分子有機半導体、Ｐ型金属酸化物、Ｐ型金属硫化物、界面活性剤等が挙げられる。具体的には例えば、ポリ（３−アルキルチオフェン）等のチオフェン骨格を有する化合物等が挙げられる。また、例えば、トリフェニルアミン骨格、ポリパラフェニレンビニレン骨格、ポリビニルカルバゾール骨格、ポリアニリン骨格、ポリアセチレン骨格等を有する導電性高分子等も挙げられる。更に、例えば、フタロシアニン骨格、ナフタロシアニン骨格、ペンタセン骨格、ベンゾポルフィリン骨格等のポルフィリン骨格、スピロビフルオレン骨格等を有する化合物等が挙げられる。更に、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ニッケル、酸化銅、酸化スズ、硫化モリブデン、硫化タングステン、硫化銅、硫化スズ等、フルオロ基含有ホスホン酸、カルボニル基含有ホスホン酸、ＣｕＳＣＮ、ＣｕＩ等の銅化合物、カーボンナノチューブ、グラフェン等のカーボン含有材料等が挙げられる。
The solar cell of the present invention may have a hole transport layer between the photoelectric conversion layer and the anode side of the lower electrode and the upper electrode.
The material of the hole transport layer is not particularly limited, and examples thereof include a P-type conductive polymer, a P-type low molecular weight organic semiconductor, a P-type metal oxide, a P-type metal sulfide, and a surfactant. Specific examples thereof include compounds having a thiophene skeleton such as poly (3-alkylthiophene). Further, for example, a conductive polymer having a triphenylamine skeleton, a polyparaphenylene vinylene skeleton, a polyvinylcarbazole skeleton, a polyaniline skeleton, a polyacetylene skeleton and the like can be mentioned. Further, for example, a compound having a porphyrin skeleton such as a phthalocyanine skeleton, a naphthalocyanine skeleton, a pentacene skeleton, a benzoporphyrin skeleton, a spirobifluorene skeleton and the like can be mentioned. Further, molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, nickel oxide, copper oxide, tin oxide, molybdenum sulfide, tungsten sulfide, copper sulfide, tin sulfide, etc., fluorogroup-containing phosphonic acid, carbonyl group-containing phosphonic acid, CuSCN, CuI, etc. Examples thereof include carbon-containing materials such as copper compounds, carbon nanotubes, and graphene.
上記ホール輸送層は、その一部が上記光電変換層に浸漬していてもよい（上記光電変換層と入り組んだ構造を形成していてもよい）し、上記光電変換層上に薄膜状に配置されてもよい。上記ホール輸送層が薄膜状に存在する時の厚みは、好ましい下限は１ｎｍ、好ましい上限は２０００ｎｍである。上記厚みが１ｎｍ以上であれば、充分に電子をブロックできるようになる。上記厚みが２０００ｎｍ以下であれば、ホール輸送の際の抵抗になり難く、光電変換効率が高くなる。上記厚みのより好ましい下限は３ｎｍ、より好ましい上限は１０００ｎｍであり、更に好ましい下限は５ｎｍ、更に好ましい上限は５００ｎｍである。 A part of the hole transport layer may be immersed in the photoelectric conversion layer (may form a complicated structure with the photoelectric conversion layer), and may be arranged in a thin film on the photoelectric conversion layer. May be done. When the hole transport layer is present as a thin film, the preferable lower limit is 1 nm and the preferable upper limit is 2000 nm. When the thickness is 1 nm or more, electrons can be sufficiently blocked. When the thickness is 2000 nm or less, it is unlikely to become a resistance during hole transportation, and the photoelectric conversion efficiency becomes high. The more preferable lower limit of the thickness is 3 nm, the more preferable upper limit is 1000 nm, the further preferable lower limit is 5 nm, and the further preferable upper limit is 500 nm.
本発明の太陽電池においては、上記上部電極及び上記上部電極延長部により、上記発電素子の略全面が覆われていることが好ましい。
本発明の太陽電池は、上記下部電極の一部が上記光電変換層及び上記上部電極で覆われておらず外部に露出している下部電極開口部を有することが好ましい。上記下部電極開口部を有することにより、上記下部電極開口部から外部に電流を取出すことができる。
In the solar cell of the present invention, it is preferable that substantially the entire surface of the power generation element is covered by the upper electrode and the extension portion of the upper electrode.
The solar cell of the present invention preferably has a lower electrode opening in which a part of the lower electrode is not covered with the photoelectric conversion layer and the upper electrode and is exposed to the outside. By having the lower electrode opening, a current can be taken out from the lower electrode opening.
本発明の太陽電池は、更に、上記上部電極及び上記上部電極延長部を被覆するバリア層を有することが好ましい。これにより、太陽電池への大気中の水分の浸入をより充分に抑制することができる。
上記バリア層の材料としては水蒸気バリア性を有していれば特に限定されないが、無機材料が好ましい。上記無機材料としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ若しくはこれらを２種以上含む合金の酸化物、窒化物又は酸窒化物が挙げられる。なかでも、上記バリア層に水蒸気バリア性及び柔軟性を付与するために、Ｚｎ、Ｓｎの両金属元素を含む金属元素の酸化物、窒化物又は酸窒化物が好ましい。
The solar cell of the present invention preferably further has a barrier layer that covers the upper electrode and the extension portion of the upper electrode. As a result, the infiltration of moisture in the atmosphere into the solar cell can be more sufficiently suppressed.
The material of the barrier layer is not particularly limited as long as it has a water vapor barrier property, but an inorganic material is preferable. Examples of the inorganic material include oxides, nitrides or oxynitrides of Si, Al, Zn, Sn, In, Ti, Mg, Zr, Ni, Ta, W, Cu or alloys containing two or more of them. .. Of these, oxides, nitrides or oxynitrides of metal elements containing both Zn and Sn metal elements are preferable in order to impart water vapor barrier properties and flexibility to the barrier layer.
上記バリア層の材料が無機材料である場合、バリア層（無機層）の厚みは、好ましい下限が３０ｎｍ、好ましい上限が３０００ｎｍである。上記厚みが３０ｎｍ以上であれば、上記無機層が充分な水蒸気バリア性を有することができ、太陽電池の耐久性が向上する。上記厚みが３０００ｎｍ以下であれば、上記無機層の厚みが増した場合であっても、発生する応力が小さいため、上記無機層と他の層との剥離を抑制することができる。上記厚みのより好ましい下限は５０ｎｍ、より好ましい上限は１０００ｎｍであり、更に好ましい下限は１００ｎｍ、更に好ましい上限は５００ｎｍである。
上記無機層の厚みは、光学干渉式膜厚測定装置（例えば、大塚電子社製のＦＥ−３０００等）を用いて測定することができる。
When the material of the barrier layer is an inorganic material, the thickness of the barrier layer (inorganic layer) has a preferable lower limit of 30 nm and a preferable upper limit of 3000 nm. When the thickness is 30 nm or more, the inorganic layer can have a sufficient water vapor barrier property, and the durability of the solar cell is improved. When the thickness is 3000 nm or less, even when the thickness of the inorganic layer is increased, the stress generated is small, so that peeling between the inorganic layer and the other layer can be suppressed. The more preferable lower limit of the thickness is 50 nm, the more preferable upper limit is 1000 nm, the further preferable lower limit is 100 nm, and the further preferable upper limit is 500 nm.
The thickness of the inorganic layer can be measured using an optical interferometry film thickness measuring device (for example, FE-3000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
上記バリア層の材料のうち、上記無機材料で上記上部電極及び上記上部電極延長部を被覆する方法として、真空蒸着法、スパッタリング法、気相反応法（ＣＶＤ）、イオンプレーティング法が好ましい。なかでも、緻密な層を形成するためにはスパッタリング法が好ましく、スパッタリング法のなかでもＤＣマグネトロンスパッタリング法がより好ましい。
上記スパッタリング法においては、金属ターゲット、及び、酸素ガス又は窒素ガスを原料とし、上記引出し配線上に原料を堆積して製膜することにより、無機材料からなる無機層を形成することができる。
Among the materials of the barrier layer, as a method of coating the upper electrode and the extension portion of the upper electrode with the inorganic material, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, a vapor phase reaction method (CVD), and an ion plating method are preferable. Among them, the sputtering method is preferable for forming a dense layer, and the DC magnetron sputtering method is more preferable among the sputtering methods.
In the sputtering method, an inorganic layer made of an inorganic material can be formed by using a metal target and oxygen gas or nitrogen gas as raw materials and depositing the raw materials on the lead-out wiring to form a film.
本発明の太陽電池は、必要に応じて、更に、上記上部電極及び上記上部電極延長部と上記バリア層との間に配置された平坦化層を有していてもよい。
上記平坦化層の材料としては水蒸気バリア性を有していれば特に限定されないが、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が挙げられる。上記熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ブチルゴム、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジエン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリイソブチレン等が挙げられる。
If necessary, the solar cell of the present invention may further have a flattening layer arranged between the upper electrode and the upper electrode extension portion and the barrier layer.
The material of the flattening layer is not particularly limited as long as it has a water vapor barrier property, and examples thereof include a thermosetting resin and a thermoplastic resin. Examples of the thermosetting resin or thermoplastic resin include epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, butyl rubber, polyester, polyurethane, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyvinyl alcohol, and poly. Examples thereof include vinyl acetate, ABS resin, polybutadiene, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyisobutylene and the like.
上記平坦化層の材料が熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂である場合、平坦化層（樹脂層）の厚みは、好ましい下限が１００ｎｍ、好ましい上限が１０００００ｎｍである。上記厚みのより好ましい下限は５００ｎｍ、より好ましい上限は５００００ｎｍであり、更に好ましい下限は１０００ｎｍ、更に好ましい上限は２００００ｎｍである。 When the material of the flattening layer is a thermosetting resin or a thermoplastic resin, the thickness of the flattening layer (resin layer) has a preferable lower limit of 100 nm and a preferable upper limit of 100,000 nm. A more preferable lower limit of the thickness is 500 nm, a more preferable upper limit is 50,000 nm, a further preferable lower limit is 1000 nm, and a further preferable upper limit is 20000 nm.
上記平坦化層の材料のうち、上記熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂で上記上部電極及び上記上部電極延長部を被覆する方法は特に限定されず、例えば、シート状の平坦化層の材料を用いて上記上部電極及び上記上部電極延長部上をシールする方法が挙げられる。また、平坦化層の材料を有機溶媒に溶解させた溶液を上記上部電極及び上記上部電極延長部上に塗布する方法、平坦化層となる液状モノマーを上記上部電極及び上記上部電極延長部上に塗布した後、熱又はＵＶ等で液状モノマーを架橋又は重合させる方法、平坦化層の材料に熱をかけて融解させた後に冷却させる方法等が挙げられる。 Among the materials for the flattening layer, the method for coating the upper electrode and the extension portion of the upper electrode with the thermosetting resin or the thermoplastic resin is not particularly limited, and for example, a sheet-shaped flattening layer material is used. A method of sealing the upper electrode and the extension portion of the upper electrode can be mentioned. Further, a method of applying a solution obtained by dissolving the material of the flattening layer in an organic solvent on the upper electrode and the upper electrode extension portion, and applying a liquid monomer to be the flattening layer on the upper electrode and the upper electrode extension portion. Examples thereof include a method of cross-linking or polymerizing a liquid monomer with heat or UV after coating, a method of applying heat to melt the material of the flattening layer, and then cooling the liquid monomer.
本発明の太陽電池においては、更に、上記バリア層上を、例えば樹脂フィルム、無機材料を被覆した樹脂フィルム等のその他の材料が覆っていてもよい。これにより、仮に上記バリア層にピンホールがあった場合にも充分に水蒸気をブロックすることができ、太陽電池の耐久性をより向上させることができる。 In the solar cell of the present invention, the barrier layer may be further covered with another material such as a resin film or a resin film coated with an inorganic material. As a result, even if there is a pinhole in the barrier layer, water vapor can be sufficiently blocked, and the durability of the solar cell can be further improved.
本発明の太陽電池を製造する方法は特に限定されず、例えば、下記の方法が挙げられる。
まず、上記金属基材全体に絶縁層、及び、下部電極を製膜した後、例えばメカニカルスクライブ、レーザースクライブ等のスクライブ方法により、製膜した下部電極をスクライブする。次いで、スクライブした下部電極上に光電変換層を製膜した後、下部電極をスクライブした部分に形成された光電変換層、及び、絶縁層をスクライブし、金属基材表面を露出させる。この際、金属基材の表面の一部が除去されてもよい。次いで、得られた積層体の全体に上部電極及び上部電極延長部を形成する。
The method for producing the solar cell of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following methods.
First, an insulating layer and a lower electrode are formed on the entire metal substrate, and then the formed lower electrode is scribed by a scribing method such as mechanical scribing or laser scribing. Next, after forming a photoelectric conversion layer on the scribed lower electrode, the photoelectric conversion layer and the insulating layer formed on the scribed portion of the lower electrode are scribed to expose the surface of the metal substrate. At this time, a part of the surface of the metal base material may be removed. Next, an upper electrode and an upper electrode extension portion are formed on the entire obtained laminate.
本発明によれば、非発電領域の割合が小さく、面積当たりの発電量が大きい太陽電池を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solar cell having a small proportion of non-power generation areas and a large amount of power generation per area.
１ 太陽電池
ａ 非発電領域の幅
ｂ 発電領域の幅
１２ 金属基材
１３ 絶縁層
１４ 下部電極
１４Ａ 下部電極開口部
１５ 光電変換層
１６ 上部電極
１６Ａ 上部電極延長部
２ 太陽電池
２２ 基材
２４ 下部電極
２５ 光電変換層
２６ 上部電極
３ 太陽電池
３２ 基材
３４ 下部電極
３５ 光電変換層
３６ 上部電極
３７ バスバー電極
３８ フィンガー電極
1 Solar cell a Width of non-power generation area b Width of
Claims (7)
隣り合う前記発電素子の間に、溝状の集電用領域を有しており、
前記集電用領域に、隣り合う前記発電素子の前記上部電極間を電気的に接続している上部電極延長部を有しており、
前記集電用領域において、前記上部電極延長部が前記金属基材に接触し、かつ、前記上部電極延長部が前記金属基材に電気的に接続している
ことを特徴とする太陽電池。 A solar cell in which two or more power generation elements having an insulating layer, a lower electrode, a photoelectric conversion layer, and an upper electrode in this order are formed on a metal base material.
A groove-shaped current collecting region is provided between the adjacent power generation elements.
The current collecting region has an upper electrode extension portion that electrically connects the upper electrodes of the adjacent power generation elements.
A solar cell characterized in that, in the current collecting region, the upper electrode extension portion is in contact with the metal base material, and the upper electrode extension portion is electrically connected to the metal base material.
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