JPH07297436A - 薄膜太陽電池サブモジュールおよび薄膜太陽電池モジュール - Google Patents
薄膜太陽電池サブモジュールおよび薄膜太陽電池モジュールInfo
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- JPH07297436A JPH07297436A JP6083537A JP8353794A JPH07297436A JP H07297436 A JPH07297436 A JP H07297436A JP 6083537 A JP6083537 A JP 6083537A JP 8353794 A JP8353794 A JP 8353794A JP H07297436 A JPH07297436 A JP H07297436A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】モジュール化のための接続の容易なサブモジュ
ールを提供する。 【構成】基板上の単位太陽電池間の接続を基板の貫通孔
を通じて第一、第二電極層とそれぞれ接続された第三電
極層で行い、単位太陽電池直列接続方向の端にある一つ
の極性の端子をＬ字形に他方の端まで延長し、逆極性の
端子の横に並べる。また、このようなサブモジュールの
第三電極層端子を連結してモジュール化する。
ールを提供する。 【構成】基板上の単位太陽電池間の接続を基板の貫通孔
を通じて第一、第二電極層とそれぞれ接続された第三電
極層で行い、単位太陽電池直列接続方向の端にある一つ
の極性の端子をＬ字形に他方の端まで延長し、逆極性の
端子の横に並べる。また、このようなサブモジュールの
第三電極層端子を連結してモジュール化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、成膜された半導体薄膜
を分割して形成された光電変換層を二つの電極層より挟
んだ構造で一列に配置された単位太陽電池セルの複数個
を直列接続した薄膜太陽電池サブモジュールおよびその
サブモジュールの複数個を相互に電気的接続した薄膜太
陽電池モジュールに関する。
を分割して形成された光電変換層を二つの電極層より挟
んだ構造で一列に配置された単位太陽電池セルの複数個
を直列接続した薄膜太陽電池サブモジュールおよびその
サブモジュールの複数個を相互に電気的接続した薄膜太
陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】原料ガスのグロー放電分解などにより形
成されるアモルファスシリコンのようなアモルファス半
導体膜は、気相成長であるため大面積化が容易で、低コ
スト太陽電池の光電変換膜として期待されている。こう
した大面積のアモルファス太陽電池から効率よく電力を
取り出すためのよく知られた構造として、複数の太陽電
池セルを直列接続したサブモジュールがある。この場
合、シート抵抗の高い透明電極層を流れる電流の径路の
距離を短縮するために、薄膜太陽電池の反光入射側にあ
る絶縁性基板に穴を明け、この穴を利用して透明電極層
を基板裏面の電極層に接続する技術が、本出願人の出願
に係る特願平５−２２０８７０号明細書に記載されてい
る。図３は、その明細書に記載されている１サブモジュ
ールの光入射面の平面図を同図 (ａ) に、反対面の平面
図を同図 (ｂ) に、 (ａ) 、 (ｂ) のＣ−Ｃ線断面図を
同図 (ｃ) に示す。基板１の表面上に形成された金属か
らなる第一電極層４は直列接続用穴２を通して基板裏面
の第三電極層６と接続されている。第一電極層４の上に
光電変換層５を介して形成された透明第二電極層６は集
電用穴３を通して基板裏面の第三電極層７と接続されて
いる。図３の上下方向で表面上の第一電極層４および第
二電極層６の分割線と、裏面上の第三電極層７の分割線
とは、幅半分ずつずれているので、第一電極層４、第二
電極層６およびその間にはさまれた光電変換層５のアモ
ルファス半導体膜からなるユニットセルは第三電極層７
を介して直列接続される。サブモジュールの端部では、
第一電極層４は直列接続用穴２を通して半分の幅の第三
電極層７２に、２６第二電極層６は集電用穴３を通して
半分の幅の第三電極層７１に接続されている。プラズマ
ＣＶＤ法で成膜されるアモルファス半導体膜は、特性の
良好な膜を得るには成膜室を通してプラスチックフィル
ムのような長尺の基板を連続的に搬送しながら行うロー
ルツーロール方式では形成できず、成膜室に基板を一旦
停止させて行うステッピングロール方式でなければ成膜
できない。そのため、図３のようなサブモジュールの寸
法は、４０ｃｍ×４０ｃｍ程度に限定される。従来は、
長尺の基板上にサブモジュールを多数形成したのち、切
り出して相互間を導電性テープやリード線を用いて直並
列したのち、保護用フィルムによりラミネートしてモジ
ュール化していた。
成されるアモルファスシリコンのようなアモルファス半
導体膜は、気相成長であるため大面積化が容易で、低コ
スト太陽電池の光電変換膜として期待されている。こう
した大面積のアモルファス太陽電池から効率よく電力を
取り出すためのよく知られた構造として、複数の太陽電
池セルを直列接続したサブモジュールがある。この場
合、シート抵抗の高い透明電極層を流れる電流の径路の
距離を短縮するために、薄膜太陽電池の反光入射側にあ
る絶縁性基板に穴を明け、この穴を利用して透明電極層
を基板裏面の電極層に接続する技術が、本出願人の出願
に係る特願平５−２２０８７０号明細書に記載されてい
る。図３は、その明細書に記載されている１サブモジュ
ールの光入射面の平面図を同図 (ａ) に、反対面の平面
図を同図 (ｂ) に、 (ａ) 、 (ｂ) のＣ−Ｃ線断面図を
同図 (ｃ) に示す。基板１の表面上に形成された金属か
らなる第一電極層４は直列接続用穴２を通して基板裏面
の第三電極層６と接続されている。第一電極層４の上に
光電変換層５を介して形成された透明第二電極層６は集
電用穴３を通して基板裏面の第三電極層７と接続されて
いる。図３の上下方向で表面上の第一電極層４および第
二電極層６の分割線と、裏面上の第三電極層７の分割線
とは、幅半分ずつずれているので、第一電極層４、第二
電極層６およびその間にはさまれた光電変換層５のアモ
ルファス半導体膜からなるユニットセルは第三電極層７
を介して直列接続される。サブモジュールの端部では、
第一電極層４は直列接続用穴２を通して半分の幅の第三
電極層７２に、２６第二電極層６は集電用穴３を通して
半分の幅の第三電極層７１に接続されている。プラズマ
ＣＶＤ法で成膜されるアモルファス半導体膜は、特性の
良好な膜を得るには成膜室を通してプラスチックフィル
ムのような長尺の基板を連続的に搬送しながら行うロー
ルツーロール方式では形成できず、成膜室に基板を一旦
停止させて行うステッピングロール方式でなければ成膜
できない。そのため、図３のようなサブモジュールの寸
法は、４０ｃｍ×４０ｃｍ程度に限定される。従来は、
長尺の基板上にサブモジュールを多数形成したのち、切
り出して相互間を導電性テープやリード線を用いて直並
列したのち、保護用フィルムによりラミネートしてモジ
ュール化していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】太陽電池は、通常光の
入射側にｐ層が設けられるので、第二電極層６が正極、
第一電極層４が負極となる。すなわち、端部第三電極層
７１が正極、端部第三電極層７２が負極となる。従っ
て、図２のようなサブモジュールを図の上下方向に並べ
て直列接続を行うとき、あるいは図の左右方向に並べて
並列接続を行うときは、接続のための配線は短くてよい
が、それ以外の配置の場合は、接続のために長い導電性
テープやリード線が必要となり、コストの上昇の要因と
なっていた。また、これらの配線がモジュール作製効率
を下げ、量産性を妨げていた。さらに、これらのサブモ
ジュール間の配線が発電の信頼性に影響を与えるため厳
重なシールが必要であり、そのため太陽電池の価格をい
っそう高める結果となった。
入射側にｐ層が設けられるので、第二電極層６が正極、
第一電極層４が負極となる。すなわち、端部第三電極層
７１が正極、端部第三電極層７２が負極となる。従っ
て、図２のようなサブモジュールを図の上下方向に並べ
て直列接続を行うとき、あるいは図の左右方向に並べて
並列接続を行うときは、接続のための配線は短くてよい
が、それ以外の配置の場合は、接続のために長い導電性
テープやリード線が必要となり、コストの上昇の要因と
なっていた。また、これらの配線がモジュール作製効率
を下げ、量産性を妨げていた。さらに、これらのサブモ
ジュール間の配線が発電の信頼性に影響を与えるため厳
重なシールが必要であり、そのため太陽電池の価格をい
っそう高める結果となった。
【０００４】本発明の目的は、上記の問題を解決し、モ
ジュール化する際に配置の制約がなく、短い配線で接続
できるため、低価格のモジュールが作製できる薄膜太陽
電池サブモジュールさらにはそのようなサブモジュール
から形成され、配線作業の必要のない薄膜太陽電池モジ
ュールを提供することにある。
ジュール化する際に配置の制約がなく、短い配線で接続
できるため、低価格のモジュールが作製できる薄膜太陽
電池サブモジュールさらにはそのようなサブモジュール
から形成され、配線作業の必要のない薄膜太陽電池モジ
ュールを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、絶縁性基板の一面上に積層された第一
電極層、半導体薄膜よりなる光電変換層および第二電極
層から構成される単位太陽電池の複数個が近接して一列
に配置され、一つの単位太陽電池の第一電極層と隣接の
単位太陽電池の第二電極層とが基板に明けられた貫通孔
を通して接続される基板の他面上の第三電極層を介して
接続された薄膜太陽電池サブモジュールにおいて、一端
の単位太陽電池の第一電極層に接続された第三電極層よ
りなる端子および他端の単位太陽電池の第二電極層に接
続された第三電極層よりなる端子がそれぞれ単位太陽電
池配列方向に平行な部分を経て反対側の逆極性の端子に
並ぶ位置まで達しているものとする。また、本発明の薄
膜太陽電池モジュールは、上記の本発明の薄膜太陽電池
サブモジュールの複数個を端子間で相互に電気的接続し
てなるものとする。二つの薄膜太陽電池サブモジュール
が単位太陽電池配列方向で隣接配置され、一つの薄膜太
陽電池サブモジュールの第三電極層よりなる一つの極性
の端子と、他の薄膜太陽電池モジュールの第三電極層よ
りなる同一極性の端子とが単位太陽電池配列方向に平行
な部分の端でそれぞれ連結して形成されることにより、
二つの薄膜太陽電池サブモジュールが並列接続されたこ
とが良い。二つの薄膜太陽電池サブモジュールが単位太
陽電池配列方向で隣接配置され、一つの薄膜太陽電池サ
ブモジュールの第三電極層よりなる一つの極性の端子
と、他の薄膜太陽電池サブモジュールの第三電極層より
なる他の極性の端子とが両薄膜太陽電池サブモジュール
の間で連結し、かつ単位太陽電池配列方向に平行な両薄
膜太陽電池サブモジュールの同一極性の端子部分がそれ
ぞれ連結して形成されることにより、二つの薄膜太陽電
池サブモジュールが直列接続されたことも良い。二つの
薄膜太陽電池サブモジュールが単位太陽電池配列方向と
直角方向に隣接配置され、一つの薄膜太陽電池サブモジ
ュールの第三電極層よりなる一つの極性の端子および他
の薄膜太陽電池サブモジュールの第三電極層よりなる他
の極性の端子のそれぞれ単位太陽電池配列方向に平行な
部分が両薄膜太陽電池サブモジュール間で連結し、両薄
膜太陽電池サブモジュールの他の極性の端子はそれぞれ
他の薄膜太陽電池サブモジュールの第三電極よりなる異
なる極性の端子の単位太陽電池配列方向に平行方向の部
分の端部に並ぶ位置まで達して形成されることにより、
二つの薄膜太陽電池サブモジュールが直列接続されたこ
とも良い。複数の薄膜太陽電池サブモジュールが単位太
陽電池配列方向に配置され、各薄膜太陽電池サブモジュ
ールの第三電極よりなる同一極性の端子の単位太陽電池
配列方向に平行な部分がそれぞれ連結して形成されるこ
とにより、複数の薄膜太陽電池モジュールが並列接続さ
れたことも良い。さらに、別の本発明の薄膜太陽電池モ
ジュールは、絶縁性基板の一面上に積層された第一電極
層、半導体薄膜よりなる光電変換層および第二電極層か
ら構成される単位太陽電池の複数個が近接して一列に配
置され、一つの単位太陽電池の第一電極層と隣接の単位
太陽電池の第二電極層とが基板に明けられた貫通孔を通
して接続される基板の他面上の第三電極層を介して接続
された薄膜太陽電池サブモジュールが単位太陽電池配列
方向に直角方向に隣接配置され、一端の単位太陽電池の
第一電極層に接続された第三電極層よりなる端子および
他端の単位太陽電池の第二電極層に接続された第三電極
層よりなる端子がそれぞれ相互に連結して形成されるこ
とにより、複数の薄膜太陽電池モジュールが並列接続さ
れたものとする。
めに、本発明は、絶縁性基板の一面上に積層された第一
電極層、半導体薄膜よりなる光電変換層および第二電極
層から構成される単位太陽電池の複数個が近接して一列
に配置され、一つの単位太陽電池の第一電極層と隣接の
単位太陽電池の第二電極層とが基板に明けられた貫通孔
を通して接続される基板の他面上の第三電極層を介して
接続された薄膜太陽電池サブモジュールにおいて、一端
の単位太陽電池の第一電極層に接続された第三電極層よ
りなる端子および他端の単位太陽電池の第二電極層に接
続された第三電極層よりなる端子がそれぞれ単位太陽電
池配列方向に平行な部分を経て反対側の逆極性の端子に
並ぶ位置まで達しているものとする。また、本発明の薄
膜太陽電池モジュールは、上記の本発明の薄膜太陽電池
サブモジュールの複数個を端子間で相互に電気的接続し
てなるものとする。二つの薄膜太陽電池サブモジュール
が単位太陽電池配列方向で隣接配置され、一つの薄膜太
陽電池サブモジュールの第三電極層よりなる一つの極性
の端子と、他の薄膜太陽電池モジュールの第三電極層よ
りなる同一極性の端子とが単位太陽電池配列方向に平行
な部分の端でそれぞれ連結して形成されることにより、
二つの薄膜太陽電池サブモジュールが並列接続されたこ
とが良い。二つの薄膜太陽電池サブモジュールが単位太
陽電池配列方向で隣接配置され、一つの薄膜太陽電池サ
ブモジュールの第三電極層よりなる一つの極性の端子
と、他の薄膜太陽電池サブモジュールの第三電極層より
なる他の極性の端子とが両薄膜太陽電池サブモジュール
の間で連結し、かつ単位太陽電池配列方向に平行な両薄
膜太陽電池サブモジュールの同一極性の端子部分がそれ
ぞれ連結して形成されることにより、二つの薄膜太陽電
池サブモジュールが直列接続されたことも良い。二つの
薄膜太陽電池サブモジュールが単位太陽電池配列方向と
直角方向に隣接配置され、一つの薄膜太陽電池サブモジ
ュールの第三電極層よりなる一つの極性の端子および他
の薄膜太陽電池サブモジュールの第三電極層よりなる他
の極性の端子のそれぞれ単位太陽電池配列方向に平行な
部分が両薄膜太陽電池サブモジュール間で連結し、両薄
膜太陽電池サブモジュールの他の極性の端子はそれぞれ
他の薄膜太陽電池サブモジュールの第三電極よりなる異
なる極性の端子の単位太陽電池配列方向に平行方向の部
分の端部に並ぶ位置まで達して形成されることにより、
二つの薄膜太陽電池サブモジュールが直列接続されたこ
とも良い。複数の薄膜太陽電池サブモジュールが単位太
陽電池配列方向に配置され、各薄膜太陽電池サブモジュ
ールの第三電極よりなる同一極性の端子の単位太陽電池
配列方向に平行な部分がそれぞれ連結して形成されるこ
とにより、複数の薄膜太陽電池モジュールが並列接続さ
れたことも良い。さらに、別の本発明の薄膜太陽電池モ
ジュールは、絶縁性基板の一面上に積層された第一電極
層、半導体薄膜よりなる光電変換層および第二電極層か
ら構成される単位太陽電池の複数個が近接して一列に配
置され、一つの単位太陽電池の第一電極層と隣接の単位
太陽電池の第二電極層とが基板に明けられた貫通孔を通
して接続される基板の他面上の第三電極層を介して接続
された薄膜太陽電池サブモジュールが単位太陽電池配列
方向に直角方向に隣接配置され、一端の単位太陽電池の
第一電極層に接続された第三電極層よりなる端子および
他端の単位太陽電池の第二電極層に接続された第三電極
層よりなる端子がそれぞれ相互に連結して形成されるこ
とにより、複数の薄膜太陽電池モジュールが並列接続さ
れたものとする。
【０００６】
【作用】薄膜太陽電池モジュールの基板の裏面側に設け
られた第三電極層からなる一つの極性の端子を他の極性
の端子に並ぶ位置まで延ばしておくことにより、異なる
極性の端子間を接続する直列接続、同一極性の端子同志
を接続する並列接続が短い接続導体を用いて容易に可能
になる。また、半導体薄膜と異なり成膜面積の制約のな
い第三電極層のパターニングにより、複数のサブモジュ
ールの形成された基板の裏面側で第三電極層を端子間を
連結して形成すれば、サブモジュールを任意の接続で同
一基板上にモジュール化することができる。そして、こ
のようにして作られたモジュールでも、両極性の端子が
並んで位置するため、さらに相互に接続して出力を大き
くすることも容易である。
られた第三電極層からなる一つの極性の端子を他の極性
の端子に並ぶ位置まで延ばしておくことにより、異なる
極性の端子間を接続する直列接続、同一極性の端子同志
を接続する並列接続が短い接続導体を用いて容易に可能
になる。また、半導体薄膜と異なり成膜面積の制約のな
い第三電極層のパターニングにより、複数のサブモジュ
ールの形成された基板の裏面側で第三電極層を端子間を
連結して形成すれば、サブモジュールを任意の接続で同
一基板上にモジュール化することができる。そして、こ
のようにして作られたモジュールでも、両極性の端子が
並んで位置するため、さらに相互に接続して出力を大き
くすることも容易である。
【０００７】
【実施例】以下、図３を含めて各図に共通な部分に同一
の符号を付した図を引用して本発明のいくつかの実施例
について説明する。平面図の図１ (ａ) 、 (ｂ) 、図１
のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線断面図である図２ (ａ) およ
び (ｂ) に示す実施例では、第一電極層４に直列接続用
穴２を通して接続された負極第三電極層７２、第二電極
層６に集電用穴３を通して接続された正極第三電極層７
１は、各ユニットセル間の第一電極層４、第二電極層６
および第三電極層７のユニットセル間の分割線と平行な
部分と直角をなす部分とからなるＬ字状である。従っ
て、各サブモジュール間の直列接続されるユニットセル
の配列方向の両端に第三電極層の正極部分７１と負極部
分７２の双方が存在する。このようなサブモジュールを
ユニットセルの配列方向と同一方向に並べたとき、隣接
サブモジュールの第三電極層７１、７２を相互に接続し
て直列接続することも、第三電極層７１相互、第三電極
７２相互を接続して並列接続することも短い配線によっ
て可能になる。
の符号を付した図を引用して本発明のいくつかの実施例
について説明する。平面図の図１ (ａ) 、 (ｂ) 、図１
のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線断面図である図２ (ａ) およ
び (ｂ) に示す実施例では、第一電極層４に直列接続用
穴２を通して接続された負極第三電極層７２、第二電極
層６に集電用穴３を通して接続された正極第三電極層７
１は、各ユニットセル間の第一電極層４、第二電極層６
および第三電極層７のユニットセル間の分割線と平行な
部分と直角をなす部分とからなるＬ字状である。従っ
て、各サブモジュール間の直列接続されるユニットセル
の配列方向の両端に第三電極層の正極部分７１と負極部
分７２の双方が存在する。このようなサブモジュールを
ユニットセルの配列方向と同一方向に並べたとき、隣接
サブモジュールの第三電極層７１、７２を相互に接続し
て直列接続することも、第三電極層７１相互、第三電極
７２相互を接続して並列接続することも短い配線によっ
て可能になる。
【０００８】この薄膜太陽電池サブモジュールは、次の
ようにして作製できる。すなわち、絶縁性基板１上に第
一電極層４を形成する。次いで、直列接続用穴２、集電
用穴３を明ける。この上に、光電変換層４、透明第二電
極層５を直列接続用穴２のある領域にかからないように
マスク掛けを行うなどにより形成する。次に、光電変換
層４と反対側に第三電極層７を形成する。この際、第三
電極層７は、第一電極層５より幅広く形成しておく。こ
の工程により図２に示すように、第一電極層４と第三電
極層７は直列接続用穴２、第二電極層６と第三電極層７
は集電用穴３を通して電気的に接続される。
ようにして作製できる。すなわち、絶縁性基板１上に第
一電極層４を形成する。次いで、直列接続用穴２、集電
用穴３を明ける。この上に、光電変換層４、透明第二電
極層５を直列接続用穴２のある領域にかからないように
マスク掛けを行うなどにより形成する。次に、光電変換
層４と反対側に第三電極層７を形成する。この際、第三
電極層７は、第一電極層５より幅広く形成しておく。こ
の工程により図２に示すように、第一電極層４と第三電
極層７は直列接続用穴２、第二電極層６と第三電極層７
は集電用穴３を通して電気的に接続される。
【０００９】本実施例では、絶縁性基板１に厚さ６０μ
ｍのＰＥＳフィルム、第一電極層４、第三電極層７にス
パッタ法で形成したＡｇ、第二電極層６にＩＴＯ、光電
変換層５にアモルファスシリコンを用いた。第一電極層
４、第三電極層７の材料としては、Ａｌ等の他の金属で
もよいし、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 、ＩＴＯ等の透明電極でも
よい。また、金属と透明電極の多層膜でもよい。成膜方
法はスパッタ法の他、蒸着法など何でもよい。第二電極
層６の材料はＩＴＯのほか、ＺｎＯ、ＳｎＯ2等でもよ
い。穴の形成は、パンチを用いて機械的に開けたが、レ
ーザなどのエネルギービームを用いた加工も可能であ
る。また、光電変換層５にはアモルファスシリコン系の
半導体のほか、ＣｕＩｎＳｅ2 、ＣｄＴｅなど何でもよ
い。
ｍのＰＥＳフィルム、第一電極層４、第三電極層７にス
パッタ法で形成したＡｇ、第二電極層６にＩＴＯ、光電
変換層５にアモルファスシリコンを用いた。第一電極層
４、第三電極層７の材料としては、Ａｌ等の他の金属で
もよいし、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 、ＩＴＯ等の透明電極でも
よい。また、金属と透明電極の多層膜でもよい。成膜方
法はスパッタ法の他、蒸着法など何でもよい。第二電極
層６の材料はＩＴＯのほか、ＺｎＯ、ＳｎＯ2等でもよ
い。穴の形成は、パンチを用いて機械的に開けたが、レ
ーザなどのエネルギービームを用いた加工も可能であ
る。また、光電変換層５にはアモルファスシリコン系の
半導体のほか、ＣｕＩｎＳｅ2 、ＣｄＴｅなど何でもよ
い。
【００１０】第三電極層の７の図１ (ｂ) に示すような
パターンの形成方法は、本実施例では、一括して成膜
し、その後不要な部分についてはＹＡＧレーザを用いて
取り除いたが、他のレーザを用いてもよいし、あらかじ
めマスク掛けをして必要な部分のみを成膜してもよい。
図４は、図１に示された構造の太陽電池のサブモジュー
ルを、光電変換層と反対側の基板面に形成された第三電
極層を用いて相互に並列に接続した実施例で、同図
(ａ) 光の入射面側から、同図 (ｂ) は反対面側から見
た平面図である。この構造の太陽電池の製造の際には、
第三電極層７のための成膜をロールツーロール方式を適
用でき、第三電極層をサブモジュール間に渡って電気的
に途切れることなく形成しておく。図４ (ｂ) に示すよ
うな第三電極層７、７１、７２のパターンは、マスク掛
けをして必要な部分のみを成膜してもよいし、全面成膜
後に不要な部分を、例えばレーザを用いて取り除いても
よい。以上のような方法により、光電変換層と反対側の
基板面にある電極層を用いてサブモジュール間を相互に
並列接続できる。また、この太陽電池の出力は、基板長
手方向両端の第三電極層７１、７２から取り出すことが
できる。
パターンの形成方法は、本実施例では、一括して成膜
し、その後不要な部分についてはＹＡＧレーザを用いて
取り除いたが、他のレーザを用いてもよいし、あらかじ
めマスク掛けをして必要な部分のみを成膜してもよい。
図４は、図１に示された構造の太陽電池のサブモジュー
ルを、光電変換層と反対側の基板面に形成された第三電
極層を用いて相互に並列に接続した実施例で、同図
(ａ) 光の入射面側から、同図 (ｂ) は反対面側から見
た平面図である。この構造の太陽電池の製造の際には、
第三電極層７のための成膜をロールツーロール方式を適
用でき、第三電極層をサブモジュール間に渡って電気的
に途切れることなく形成しておく。図４ (ｂ) に示すよ
うな第三電極層７、７１、７２のパターンは、マスク掛
けをして必要な部分のみを成膜してもよいし、全面成膜
後に不要な部分を、例えばレーザを用いて取り除いても
よい。以上のような方法により、光電変換層と反対側の
基板面にある電極層を用いてサブモジュール間を相互に
並列接続できる。また、この太陽電池の出力は、基板長
手方向両端の第三電極層７１、７２から取り出すことが
できる。
【００１１】図５は、図１に示された構造の太陽電池の
サブモジュールを、光電変換層と反対側の基板面に形成
された第三電極層を用いて相互に直列接続した実施例
で、光の入射面の反対側から見た平面図である。光の入
射面側から見た平面図は図４ (ａ) と同じであるので省
略している。この場合は、一方のサブモジュールの正極
第三電極層７１と他方のサブモジュールの負極第三電極
層７２とを連結した接続第三電極層７３が、二つのサブ
モジュールの中間に形成される。この構造の薄膜太陽電
池も、図４の実施例と同じで、第三電極層のパターンが
異なるだけである。そして、基板１の長手方向の両端に
正極第三電極層７１と負極第三電極層７２とが位置して
いるのでこれらから外部へ出力を取り出すことも、さら
に別のサブモジュールを基板１の長手方向に接続してい
くことも可能である。
サブモジュールを、光電変換層と反対側の基板面に形成
された第三電極層を用いて相互に直列接続した実施例
で、光の入射面の反対側から見た平面図である。光の入
射面側から見た平面図は図４ (ａ) と同じであるので省
略している。この場合は、一方のサブモジュールの正極
第三電極層７１と他方のサブモジュールの負極第三電極
層７２とを連結した接続第三電極層７３が、二つのサブ
モジュールの中間に形成される。この構造の薄膜太陽電
池も、図４の実施例と同じで、第三電極層のパターンが
異なるだけである。そして、基板１の長手方向の両端に
正極第三電極層７１と負極第三電極層７２とが位置して
いるのでこれらから外部へ出力を取り出すことも、さら
に別のサブモジュールを基板１の長手方向に接続してい
くことも可能である。
【００１２】図６は、サブモジュール内に基板１の長手
方向にほぼ平行にユニットセルが形成されている場合、
サブモジュールを光電変換層と反対側の基板面に形成さ
れた第三電極層７１、７２を用いて相互に並列接続した
実施例で、同図 (ａ) は光の入射面側から、同図 (ｂ)
は反対面側から見た平面図である。この構造の太陽電池
の製造方法も、図４の実施例と同じで、ユニットセルの
配列方向および第三電極層のパターンが違うだけであ
る。
方向にほぼ平行にユニットセルが形成されている場合、
サブモジュールを光電変換層と反対側の基板面に形成さ
れた第三電極層７１、７２を用いて相互に並列接続した
実施例で、同図 (ａ) は光の入射面側から、同図 (ｂ)
は反対面側から見た平面図である。この構造の太陽電池
の製造方法も、図４の実施例と同じで、ユニットセルの
配列方向および第三電極層のパターンが違うだけであ
る。
【００１３】図７は、図６と同様にサブモジュール内に
基板の長手方向に直角にユニットセルが配列されている
場合、一つのサブモジュールの正極を光電変換層と反対
側の基板面に形成された第三電極層７１、７２を用いて
別のサブモジュールの負極と連続してサブモジュール相
互を直列接続した実施例で、光の入射面の反対側から見
た平面図である。この場合も、図５の場合と同様に基板
の長手方向に電力取り出し用電極が形成可能である。し
たがって、さらに別のサブモジュールの接続が可能であ
る。
基板の長手方向に直角にユニットセルが配列されている
場合、一つのサブモジュールの正極を光電変換層と反対
側の基板面に形成された第三電極層７１、７２を用いて
別のサブモジュールの負極と連続してサブモジュール相
互を直列接続した実施例で、光の入射面の反対側から見
た平面図である。この場合も、図５の場合と同様に基板
の長手方向に電力取り出し用電極が形成可能である。し
たがって、さらに別のサブモジュールの接続が可能であ
る。
【００１４】図８は、同一基板上に複数個のサブモジュ
ールを図１、図２に示したような接続方法により並列接
続した実施例である。本実施例では導電性テープを用い
ることなく多数のサブモジュールの接続ができている。
図８では、図１の正極第三電極層７１あるいは負極第三
電極層７２を基板長手方向に連続させることによりサブ
モジュール１０間が接続されているが、図４ないし図７
の実施例で示されたような直列、並列接続方法が混在し
ていてもよい。これにより、１サブモジュールで必要な
電圧が得られない場合においても、サブモジュール間の
直列接続により必要な電圧を得ることができる。例え
ば、サブモジュールの出力電圧の３倍の電圧が欲しい場
合には、サブモジュール間の接続部の３個所に１個所を
並列接続とし、残りの２個所を直列接続として規則的に
接続すれば、サブモジュール１０の３倍の出力電圧を持
つ太陽電池が並列接続されたモジュールの作製可能であ
る。この場合にも、正極、負極が基板の長手方向の端に
あるようにできる。したがって、これを拡張すれば、こ
のモジュールをサブモジュールとみなしてさらに直列、
並列接続が可能である。
ールを図１、図２に示したような接続方法により並列接
続した実施例である。本実施例では導電性テープを用い
ることなく多数のサブモジュールの接続ができている。
図８では、図１の正極第三電極層７１あるいは負極第三
電極層７２を基板長手方向に連続させることによりサブ
モジュール１０間が接続されているが、図４ないし図７
の実施例で示されたような直列、並列接続方法が混在し
ていてもよい。これにより、１サブモジュールで必要な
電圧が得られない場合においても、サブモジュール間の
直列接続により必要な電圧を得ることができる。例え
ば、サブモジュールの出力電圧の３倍の電圧が欲しい場
合には、サブモジュール間の接続部の３個所に１個所を
並列接続とし、残りの２個所を直列接続として規則的に
接続すれば、サブモジュール１０の３倍の出力電圧を持
つ太陽電池が並列接続されたモジュールの作製可能であ
る。この場合にも、正極、負極が基板の長手方向の端に
あるようにできる。したがって、これを拡張すれば、こ
のモジュールをサブモジュールとみなしてさらに直列、
並列接続が可能である。
【００１５】また、この実施例では、負極第三電極７１
および正極第三電極層７２が、基板１の長手方向の端に
あるため、サブモジュールを切り出してモジュール化す
る際も、図８の破線８で示すように切断すれば、図９
(ａ) あるいは (ｂ) に示すようにサブモジュール整形
することが可能で、切り出した辺の隣接２辺で一方の極
性しか持たない。図９の (ａ) と (ｂ) は互いに正極７
１と負極７２の位置が線対称となっているが、これらは
作り分けることができる。従ってあらかじめ両方を作製
しておくことにより、図１０に示すように並べれば、ほ
んの一部だけ導電性テープ９で接続するだけで電気的に
サブモジュールを接続できる。したがって、導電性テー
プ９の使用量が少量ですむし、また、同一極性の電極７
１あるいは７２がサブモジュールの一辺に集中している
ため、モジュール化の作業性も向上し、加工も容易であ
る。さらに、配線接続部が少ないため、太陽電池の信頼
性向上にもつながる。
および正極第三電極層７２が、基板１の長手方向の端に
あるため、サブモジュールを切り出してモジュール化す
る際も、図８の破線８で示すように切断すれば、図９
(ａ) あるいは (ｂ) に示すようにサブモジュール整形
することが可能で、切り出した辺の隣接２辺で一方の極
性しか持たない。図９の (ａ) と (ｂ) は互いに正極７
１と負極７２の位置が線対称となっているが、これらは
作り分けることができる。従ってあらかじめ両方を作製
しておくことにより、図１０に示すように並べれば、ほ
んの一部だけ導電性テープ９で接続するだけで電気的に
サブモジュールを接続できる。したがって、導電性テー
プ９の使用量が少量ですむし、また、同一極性の電極７
１あるいは７２がサブモジュールの一辺に集中している
ため、モジュール化の作業性も向上し、加工も容易であ
る。さらに、配線接続部が少ないため、太陽電池の信頼
性向上にもつながる。
【００１６】以上の各実施例では、光電変換層５の光入
射側にｐ層が存在しているが、逆にｎ層の場合には、第
三電極層７１が負極、第三電極層７２が正極となる。ま
た、一つのサブモジュール内のユニットセルは４個、一
列配置に限らず、基板の幅方向でも分割する場合を含め
てさらに数の多いユニットセルに分割し、すべてのユニ
ットセルを直列に接続した構成、あるいは直列接続、並
列接続が混在した構成であってもよい。
射側にｐ層が存在しているが、逆にｎ層の場合には、第
三電極層７１が負極、第三電極層７２が正極となる。ま
た、一つのサブモジュール内のユニットセルは４個、一
列配置に限らず、基板の幅方向でも分割する場合を含め
てさらに数の多いユニットセルに分割し、すべてのユニ
ットセルを直列に接続した構成、あるいは直列接続、並
列接続が混在した構成であってもよい。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、光電変換層と反対側の
基板に設けた第三電極層よりなる異なる極性の端子が互
いに並んで位置するように形成することにより、基板上
に作製されたサブモジュールを直列、並列接続すること
が容易になった。そして、第三電極層をサブモジュール
間に渡って形成することにより、導電性テープやリード
線を用いることなくサブモジュール間の接続が可能とな
った。これにより、サブモジュール間の接続で、サブモ
ジュールを切り出して導電性テープやリード線を用いて
接続しラミネートする工程が必要でなくなり、モジュー
ル作製効率や、量産性を大幅に改善され、低コスト化に
つながった。さらに、サブモジュール間の配線が不要と
なったため、発電の信頼性が大幅に向上した。また、サ
ブモジュールを切り出して接続する場合においても、導
電性テープの使用量が少量ですみ、その上、端子がサブ
モジュールの一辺に集中しているため、モジュール化の
作業性も向上し、加工も容易となった。そして、配線接
続部が少ないため、太陽電池の信頼性向上にもつながっ
た。さらに、でき上がったモジュール相互の接続も容易
になった。
基板に設けた第三電極層よりなる異なる極性の端子が互
いに並んで位置するように形成することにより、基板上
に作製されたサブモジュールを直列、並列接続すること
が容易になった。そして、第三電極層をサブモジュール
間に渡って形成することにより、導電性テープやリード
線を用いることなくサブモジュール間の接続が可能とな
った。これにより、サブモジュール間の接続で、サブモ
ジュールを切り出して導電性テープやリード線を用いて
接続しラミネートする工程が必要でなくなり、モジュー
ル作製効率や、量産性を大幅に改善され、低コスト化に
つながった。さらに、サブモジュール間の配線が不要と
なったため、発電の信頼性が大幅に向上した。また、サ
ブモジュールを切り出して接続する場合においても、導
電性テープの使用量が少量ですみ、その上、端子がサブ
モジュールの一辺に集中しているため、モジュール化の
作業性も向上し、加工も容易となった。そして、配線接
続部が少ないため、太陽電池の信頼性向上にもつながっ
た。さらに、でき上がったモジュール相互の接続も容易
になった。
【図１】本発明の一実施例の薄膜太陽電池サブモジュー
ルを示し、 (ａ) が光入射面の平面図、 (ｂ) が反光入
射面の平面図
ルを示し、 (ａ) が光入射面の平面図、 (ｂ) が反光入
射面の平面図
【図２】図１の薄膜太陽電池サブモジュールの断面構造
を示し、 (ａ) がＡ−Ａ線断面図、 (ｂ) がＢ−Ｂ線断
面図
を示し、 (ａ) がＡ−Ａ線断面図、 (ｂ) がＢ−Ｂ線断
面図
【図３】従来の薄膜太陽電池サブモジュールを示し、
(ａ) が光入射面の平面図、 (ｂ) が光入射面の平面
図、 (ｃ) が (ａ) 、 (ｂ) のＣ−Ｃ線断面図
(ａ) が光入射面の平面図、 (ｂ) が光入射面の平面
図、 (ｃ) が (ａ) 、 (ｂ) のＣ−Ｃ線断面図
【図４】本発明の別の実施例の薄膜太陽電池モジュール
の反光入射面の平面図
の反光入射面の平面図
【図５】本発明の別の実施例の薄膜太陽電池モジュール
の反光入射面の平面図
の反光入射面の平面図
【図６】本発明の別の実施例の薄膜太陽電池モジュール
を示し、 (ａ) が光入射面の平面図、 (ｂ) が反光入射
面の平面図
を示し、 (ａ) が光入射面の平面図、 (ｂ) が反光入射
面の平面図
【図７】本発明の別の実施例の薄膜太陽電池モジュール
の反光入射面の平面図
の反光入射面の平面図
【図８】本発明の別の実施例の薄膜太陽電池モジュール
を示し、 (ａ) が光入射面の平面図、 (ｂ) が反光入射
面の平面図
を示し、 (ａ) が光入射面の平面図、 (ｂ) が反光入射
面の平面図
【図９】図８の薄膜太陽電池から切り出された２種類の
薄膜太陽電池サブモジュールを(ａ) 、 (ｂ) に示す平
面図
薄膜太陽電池サブモジュールを(ａ) 、 (ｂ) に示す平
面図
【図１０】本発明の別の実施例の薄膜太陽電池モジュー
ルを示し、 (ａ) が光入射面の平面図、 (ｂ) が反光入
射面の平面図
ルを示し、 (ａ) が光入射面の平面図、 (ｂ) が反光入
射面の平面図
１ 基板 ２ 直列接続用穴 ３ 集電用穴 ４ 第一電極層 ５ 光電変換層 ６ 第二電極層 ７ 第三電極層 ７１ 正極第三電極層 ７２ 負極第三電極層 ７３ 接続第三電極層 ９ 導電性テープ １０ サブモジュール
Claims (7)
- 【請求項１】絶縁性基板の一面上に積層された第一電極
層、半導体薄膜よりなる光電変換層および第二電極層か
ら構成される単位太陽電池の複数個が近接して一列に配
置され、一つの単位太陽電池の第一電極層と隣接の単位
太陽電池の第二電極層とが基板に明けられた貫通孔を通
して接続される基板の他面上の第三電極層を介して接続
されたものにおいて、一端の単位太陽電池の第一電極層
に接続された第三電極層よりなる端子および他端の単位
太陽電池の第二電極層に接続された第三電極層よりなる
端子がそれぞれ単位太陽電池配列方向に平行な部分を経
て反対側の逆極性の端子に並ぶ位置まで達していること
を特徴とする薄膜太陽電池サブモジュール。 - 【請求項２】請求項１記載の薄膜太陽電池サブモジュー
ルの複数個の端子間で相互に電気的接続してなることを
特徴とする薄膜太陽電池モジュール。 - 【請求項３】二つの薄膜太陽電池サブモジュールが単位
太陽電池配列方向で隣接配置され、一つの薄膜太陽電池
サブモジュールの第三電極層よりなる一つの極性の端子
と他の薄膜太陽電池モジュールの第三電極層よりなる同
一極性の端子とが単位太陽電池配列方向に平行な部分の
端でそれぞれ連結して形成されることにより、二つの薄
膜太陽電池サブモジュールが並列接続された請求項２記
載の薄膜太陽電池モジュール。 - 【請求項４】二つの薄膜太陽電池サブモジュールが単位
太陽電池配列方向で隣接配置され、一つの薄膜太陽電池
サブモジュールの第三電極層よりなる一つの極性の端子
と、他の薄膜太陽電池サブモジュールの第三電極層より
なる他の極性の端子とが両薄膜太陽電池サブモジュール
の間で連結し、かつ単位太陽電池配列方向に平行な両薄
膜太陽電池サブモジュールの同一極性の端子部分がそれ
ぞれ連結して形成されることにより、二つの薄膜太陽電
池サブモジュールが直列接続された請求項２記載の薄膜
太陽電池モジュール。 - 【請求項５】二つの薄膜太陽電池サブモジュールが単位
太陽電池配列方向と直角方向に隣接配置され、一つの薄
膜太陽電池サブモジュールの第三電極層よりなる一つの
極性の端子および他の薄膜太陽電池サブモジュールの第
三電極層よりなる他の極性の端子のそれぞれ単位太陽電
池配列方向に平行な部分が両薄膜太陽電池サブモジュー
ル間で連結し、両薄膜太陽電池サブモジュールの他の極
性の端子はそれぞれ他の薄膜太陽電池サブモジュールの
第三電極よりなる異なる極性の端子の単位太陽電池配列
方向に平行方向の部分の端部に並ぶ位置まで達して形成
されることにより、二つの薄膜太陽電池サブモジュール
が直列接続された請求項２記載の薄膜太陽電池モジュー
ル。 - 【請求項６】複数の薄膜太陽電池サブモジュールが単位
太陽電池配列方向に配置され、各薄膜太陽電池サブモジ
ュールの第三電極よりなる同一極性の端子の単位太陽電
池配列方向に平行な部分がそれぞれ連結して形成される
ことにより、複数の薄膜太陽電池サブモジュールが並列
接続された請求項２記載の薄膜太陽電池モジュール。 - 【請求項７】絶縁性基板の一面上に積層された第一電極
層、半導体薄膜よりなる光電変換層および第二電極層か
ら構成される単位太陽電池の複数個が近接して一列に配
置され、一つの単位太陽電池の第一電極層と隣接の単位
太陽電池の第二電極層とが基板に明けられた貫通孔を通
して接続される基板の他面上の第三電極層を介して接続
された薄膜太陽電池サブモジュールが単位太陽電池配列
方向に直角方向に隣接配置され、一端の単位太陽電池の
第一電極層に接続された第三電極層よりなる端子および
他端の単位太陽電池の第二電極層に接続された第三電極
層よりなる端子がそれぞれ相互に連結して形成されるこ
とにより、複数の薄膜太陽電池サブモジュールが並列接
続されたことを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083537A JPH07297436A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 薄膜太陽電池サブモジュールおよび薄膜太陽電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083537A JPH07297436A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 薄膜太陽電池サブモジュールおよび薄膜太陽電池モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07297436A true JPH07297436A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=13805259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6083537A Pending JPH07297436A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 薄膜太陽電池サブモジュールおよび薄膜太陽電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07297436A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003124482A (ja) * | 2001-10-17 | 2003-04-25 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 太陽電池モジュールの製造方法 |
| JP2005500701A (ja) * | 2001-08-23 | 2005-01-06 | パシフィック ソーラー ピー ティ ワイ リミテッド | チェーンリンク金属相互接続構造 |
| JP2009076849A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-04-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池及び太陽電池モジュール |
| JP2011046099A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Ube Industries Ltd | 樹脂／金属積層体およびｃｉｓ系太陽電池 |
| CN102180043A (zh) * | 2010-12-02 | 2011-09-14 | 江阴浚鑫科技有限公司 | 在太阳能电池片上印刷图案的方法 |
| WO2011151048A2 (de) | 2010-06-02 | 2011-12-08 | Calyxo Gmbh | Dünnschichtsolarmodul und herstellungsverfahren hierfür |
| EP2028696A3 (en) * | 2007-08-24 | 2012-02-22 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solar cell and solar cell module |
-
1994
- 1994-04-22 JP JP6083537A patent/JPH07297436A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005500701A (ja) * | 2001-08-23 | 2005-01-06 | パシフィック ソーラー ピー ティ ワイ リミテッド | チェーンリンク金属相互接続構造 |
| US7868248B2 (en) | 2001-08-23 | 2011-01-11 | Pacific Solar Pty Limited | Chain link metal interconnect structure |
| JP2003124482A (ja) * | 2001-10-17 | 2003-04-25 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 太陽電池モジュールの製造方法 |
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| WO2011151048A2 (de) | 2010-06-02 | 2011-12-08 | Calyxo Gmbh | Dünnschichtsolarmodul und herstellungsverfahren hierfür |
| DE102010017223A1 (de) * | 2010-06-02 | 2011-12-08 | Calyxo Gmbh | Dünnschichtsolarmodul und Herstellungsverfahren hierfür |
| WO2011151048A3 (de) * | 2010-06-02 | 2012-04-26 | Calyxo Gmbh | Dünnschichtsolarmodul und herstellungsverfahren hierfür |
| CN102918656A (zh) * | 2010-06-02 | 2013-02-06 | 凯利克斯欧股份有限公司 | 一种薄膜太阳能电池模块及其制造方法 |
| US9425339B2 (en) | 2010-06-02 | 2016-08-23 | Calyxo Gmbh | Thin film solar module and method for production of the same |
| CN102180043A (zh) * | 2010-12-02 | 2011-09-14 | 江阴浚鑫科技有限公司 | 在太阳能电池片上印刷图案的方法 |
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