JPH08167727A - 薄膜光電変換素子およびその電気的接続方法 - Google Patents

薄膜光電変換素子およびその電気的接続方法

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JPH08167727A
JPH08167727A JP6308513A JP30851394A JPH08167727A JP H08167727 A JPH08167727 A JP H08167727A JP 6308513 A JP6308513 A JP 6308513A JP 30851394 A JP30851394 A JP 30851394A JP H08167727 A JPH08167727 A JP H08167727A
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JP
Japan
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photoelectric conversion
substrate
thin film
conversion element
film photoelectric
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JP6308513A
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English (en)
Inventor
Shinji Kato
進二 加藤
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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Abstract

(57)【要約】 【目的】可撓性基板を用いた薄膜光電変換素子同士のモ
ジュール化のための電気的接続を容易にし、信頼性を高
める。 【構成】基板上の薄膜光電変換領域の両端に設けられる
端子電極をそれぞれ基板両面に形成し、電気的に接続し
ておく。これにより端子電極を重ね合わせるだけで、素
子の直並列接続が可能になり、配線を用いる必要がな
い。また、光電変換領域の裏側での接続も可能で、発電
有効面積を大きくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁性フィルムのよう
な可撓性基板上に形成した薄膜光電変換層を用いた薄膜
光電変換素子およびその電気的接続方法に関する。
【0002】
【従来の技術】太陽電池のような光電変換素子はクリー
ンなエネルギーとして注目されており、その技術の進歩
はめざましいものがある。特に、非晶質シリコンを主材
料とした光電変換層は大面積の成膜が容易で低価格であ
るため、それを用いた薄膜光電変換素子に対する期待は
大きい。従来の薄膜光電変換素子にはガラス基板が用い
られていたが、厚型で重く、割れやすい欠点があり、ま
た屋外の屋根等への適用化による作業性の改良等の理由
により、薄型・軽量化の要望が強くなっている。これら
の要望に対し、可撓性のあるプラスチックフィルムある
いは薄膜金属フィルムを基板に用いた可撓性の薄膜光電
変換素子の実用化が進みつつある。薄膜光電変換素子を
用いて所期の電流・電圧の出力を得るために、複数の薄
膜光電変換素子をモジュール化することが行われる。そ
のようなモジュールは、図2に示すように複数の光電変
換領域1を絶縁性フィルム2の上に配列し、その相互間
を直列接続すると共に両端にマイナスおよびプラスの端
子電極層31、32を有する光電変換素子の複数個から
なる。このような薄膜光電変換素子の複数個を一定の間
隔をおいて配列したのち、例えば図3に示すように導電
性テープ4などの導電性リード線で端子電極31、32
を接続し、配線終了後に封止材料に挟まれた形でラミネ
ートする。このラミネートの際には、薄膜光電変換素子
間を接続した導電性リード線のプラスおよびマイナス端
子はそれぞれモジュール内のどこかに一括して配線され
モジュール端子となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のリード線を用い
た光電変換素子間の接続ではリード線を用いるため製造
プロセスは複雑であり、直並列接続の組み合わせにより
さらに端子電極の設置場所を変更したり、配線間の短絡
防止のために絶縁層を挿入する必要が生じたりするた
め、製造プロセスに要する時間、労力は、光電変換モジ
ュールの低コスト化の妨げとなっている。また、複雑な
工程を経て作製されるため、製造時の不良品率を低く抑
えにくくなり、良品率の低下に伴うコストの上昇とモジ
ュールの信頼性の低下をも招いている。
【0004】本発明の目的は、上記の問題を解決し、モ
ジュール化の容易な薄膜光電変換素子およびその接続方
法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、可撓性の絶縁性基板の表面上に設けら
れた薄膜光電変換領域の基板長手方向の両端に極性の異
なる端子電極を備えた薄膜光電変換素子において、各端
子電極がそれぞれ少なくとも基板の幅方向の一方の縁部
近傍の表面および裏面の両面に存在し、互いに電気的に
接続されたものとする。端子電極が基板上に成膜された
導電性薄膜とその上に接合された導体とよりなることが
良い。基板両面の端子電極が光電変換領域の基板長手方
向の縁部全体に近接して設けられるか、一つの極性の端
子電極が基板の裏面側で光電変換領域の基板長手方向の
縁部全体に対向して存在し、基板の表面側で光電変換領
域の基板幅方向の少なくとも一方の側の外側に存在する
ことが良い。基板の少なくとも一方の幅方向の縁部に、
光電変換領域が存在せず、端子電極のみが存在する重ね
しろ領域が設けられたことが良く、重ねしろ領域と反対
側の基板幅方向の縁部に光電変換領域および少なくとも
基板裏面上の端子電極の端部が近接して存在することが
良い。このような薄膜光電変換素子の接続方法は、基板
の表面上の端子電極に他の薄膜光電変換素子の裏面上の
端子電極を重ね合わせるものとする。その際重ね合わせ
られる端子電極の間に導電性接合材を介在させることが
有効である。
【0006】
【作用】基板上に設けられた薄膜光電変換領域の基板長
手方向の両端に備えられる端子電極が基板両面上に存在
することにより、薄膜光電変換素子直並列接続が一つの
素子の表面上の端子電極に他の素子の裏面上の端子電極
を重ね合わせることにより簡単にできる。端子電極は基
板上に成膜された導電性薄膜のみでは抵抗が大きいの
で、その上に導体を接合しておくことにより抵抗を小さ
くする。両面の端子電極は光電変換領域の基板長手方向
の縁部全体に近接して形成しておけば、重ね合わせの面
積が大きくなる。しかし、重ね合わせによる有効発電面
積の減少を防ぐには、一つの極性の端子電極を光電変換
領域のない裏面側では光電変換領域の基板長手方向の縁
部全体の裏に設けるが、表面側では光電変換領域の外側
に設けておけば、他の素子の異なる極性の端子電極との
重ね合わせを光電変換領域の裏で行うことができる。基
板の少なくとも一方の縁部に光電変換領域が存在せず、
端子電極のみが存在する重ねしろ領域を設けておけば、
同一極性の端子電極同士の重ね合わせのときに光電変換
領域が覆われることがなく、光電変換領域を有効に利用
できる。その際、重ねしろ領域の反対側の基板幅方向の
縁部に光電変換領域の縁部および端子電極の端部を近接
させておけば、基板上の発電に用いられない面積が減少
する。端子電極同士の電気的接続の際に導電性接合材を
介して重ね合わせることにより接続部の抵抗が低減す
る。
【0007】
【実施例】以下、図2、図3を含めて共通の部分に同一
の符号を付した図を引用して本発明の実施例について述
べる。図1 (a) 、 (b) は本発明の一実施例の薄膜光
電変換素子の断面図および平面図を示す。わかりやすく
するため平面図でも一部断面図と同様の斜線を引いて表
現している。この光電変換素子は、基板としての絶縁性
フィルム2の上に形成された複数の薄膜光電変換領域1
からなる。光電変換領域1はそれぞれフィルム2上に金
属電極層、光電変換半導体層、透明電極層を積層してな
り、一つの領域の金属電極層を隣接領域の透明電極層と
接続することにより直列接続されている。この素子の両
端には、図2の従来の素子と同様、金属のスパッタある
いは蒸着により0.2μm程度の厚さのマイナス端子電極
31、プラス端子電極32が設けられるが、各端子電極
はそれぞれフィルム2の両面に存在し、例えばフィルム
2に開けられた貫通孔7を通じて互いに接続されてい
る。各端子電極31、32は、光電変換領域1の基板長
手方向の縁部全体に近接して設けられており、その長さ
は薄膜光電変換領域1のフィルム幅方向の長さより長
い。
【0008】図4はこのような薄膜光電変換素子の接続
方法を側面図で示し、図5 (a) 、(b) は平面図で示
している。光電変換素子を並列に接続する場合は、図4
の左下および図5 (a) に示すように、基板2の幅方向
の光電変換領域1の外側にある重ねしろ領域で、一方の
素子のプラス端子電極32と、他方の素子のプラス端子
電極32を重なり合うように、また図示しないがマイナ
ス端子電極31とマイナス端子電極31が重なり合うよ
うに光電変換素子同士を重ね合わせればよい。直列接続
の場合も図4の右上および図5 (b) に示すように、一
方の素子のマイナス端子電極31と他方素子のプラス端
子電極32が重なり合うよう光電変換素子同士を重ね合
わせればよい。実際には、ただ重ね合わせただけでは信
頼性のある電気的接続は困難であることから、光電変換
素子の端子電極31および32上にはんだ層または導電
性接着剤層を形成しておき、重ね合わせると同時に熱圧
着することが必要になる。
【0009】図6は本発明の別の実施例の薄膜光電変換
素子を断面図で示し、端子電極31、32の上には、は
んだあるいは導電性接着剤などの接合材5の層を介して
電極と同一形状のリード線6が固着されている。端子電
極31、32は薄いため、大電流が流れるときにその抵
抗損失により特性の低下や発熱等の問題が生ずることも
考えられる。低抵抗のリード線6を固着することによ
り、このような問題を防止できる。
【0010】以上の実施例では、薄膜光電変換素子が形
成されるフィルム1の面積と比較して光電変換領域1が
小さく、配線を行った後のモジュールの大きさに対する
光電変換領域1の大きさ、言い換えれば有効面積が小さ
く、モジュールの出力電力が小さくなるように思える
が、図7に示す実施例の薄膜光電変換素子を用いれば有
効面積を広げることが容易であることがわかる。
【0011】図7において、 (a) が平面図、 (b) が
左側面図、 (c) が右側面図、 (d) が断面図である。
端子電極31、32は、図1の実施例では光電変換領域
1のフィルム幅方向より長く、両側に延びていたが、こ
の実施例では一方にのみ延びている。さらに、一方の端
子電極、この場合はプラス端子電極32は、光電変換領
域1のない裏面側にのみ設けられている。そして、フィ
ルム2の幅方向の一方の側にのみ光電変換領域2の側方
に露出している。この端子電極32と光電変換領域1と
の接続は、フィルム2の側面を経由してもよく、フィル
ム2に開けられた貫通孔を経由してもよい。この光電変
換素子の直列接続は、フィルム2の表面側のマイナス端
子電極31の上に、隣接素子のフィルム2の裏面側のプ
ラス端子電極32を重ね合わせればよく、重ね合わせた
領域が光電変換領域1の裏側になる。また並列接続は、
フィルム2の表面側で光電変換領域1の側方にある端子
電極31、32と、フィルム2の裏面側にある端子電極
31、32の端部とを重ね合わせればよく、重ね合わせ
た領域は、やはり光電変換領域1の裏側になる。従っ
て、電気的に接続されたモジュールのほぼ全面を発電に
有効な光電変換領域1が占めるようになる。このように
基板の両面の端子電極31および32を表裏および左右
対称に形成しなければ発電有効面積の拡大は容易に可能
である。さらに、端子電極31、32の電気的な接続に
関与しない領域をSiOx、SiNxに代表される絶縁
性保護膜で被覆しておくことで、薄膜光電変換素子同士
の配線接続を行うと同時に配線部分の保護をも同時に行
うことが可能になる。
【0012】図1に示した薄膜光電変換素子の場合も、
重ねしろ領域を一方の側にのみ設け、基板2の一方の縁
部では光電変換領域1の縁部および端子電極31、32
の端部が縁部近傍まで存在するようにすれば、並列接続
の場合に重ね合わせた部分の上に光電変換領域1が存在
することになるため、発電無効面積が減少する。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、薄膜光電変換素子の両
極性の端子電極をそれぞれ基板の両面に互いに電気的に
接続して設けることにより、異極性の端子電極相互ある
いは同極性の端子電極相互を重ね合わせるだけで素子の
直並列接続が配線を用いないで容易にできるようになっ
た。これにより、モジュール化の際の配線に基づく短絡
による素子特性の低下や素子自体の破壊を伴うことな
く、薄膜光電変換素子同士を重ね合わせる工程と薄膜光
電変換素子間の端子電極を電気的に接続させる工程のみ
で信頼性の高い接続工程を行なえ、工程の簡略化による
モジュール作製コストの低減が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の薄膜光電変換素子を示し、
(a) が断面図、 (b) が平面図
【図2】従来の薄膜光電変換素子の断面図
【図3】従来の薄膜光電変換素子の平面図
【図4】図1の薄膜光電変換素子の接続方法を示す断面
【図5】図1の薄膜光電変換素子の接続方法を示し、
(a) が並列接続の際の平面図、(b) が直列接続の際の
平面図
【図6】本発明の別の実施例の薄膜光電変換素子の断面
【図7】本発明のさらに別の実施例の薄膜光電変換素子
を示し、 (a) が平面図、 (b) が左側面図、 (c) が
右側面図、 (d) が断面図
【符号の説明】
1 薄膜光電変換領域 2 絶縁性フィルム 31 マイナス端子電極 32 プラス端子電極 5 接合材 6 リード線 7 貫通孔

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可撓性の絶縁性基板の表面上に設けられた
    薄膜光電変換領域の基板長手方向の両端に極性の異なる
    端子電極を備えたものにおいて、各端子電極がそれぞれ
    少なくとも基板の幅方向の一方の縁部近傍の表面および
    裏面の両面に存在し、互いに電気的に接続されたことを
    特徴とする薄膜光電変換素子。
  2. 【請求項2】端子電極が基板上に成膜された導電性薄膜
    とその上に接合された導体とよりなる請求項1記載の薄
    膜光電変換素子。
  3. 【請求項3】基板両面の端子電極が光電変換領域の基板
    長手方向の縁部全体に近接して設けられた請求項1ある
    いは2記載の薄膜光電変換素子。
  4. 【請求項4】一つの極性の端子電極が基板の裏面側で光
    電変換領域の基板長手方向の縁部全体に対向して存在
    し、基板の表面側で光電変換領域の基板幅方向の少なく
    とも一方の側の外側に存在する請求項1あるいは2記載
    の薄膜光電変換素子。
  5. 【請求項5】基板の少なくとも一方の幅方向の縁部に、
    光電変換領域が存在せず、端子電極の端部のみが存在す
    る重ねしろ領域が設けられた請求項1ないし4のいずれ
    かに記載の薄膜光電変換素子。
  6. 【請求項6】重ねしろ領域と反対側の基板幅方向の縁部
    に光電変換領域および少なくとも基板裏面上の端子電極
    の端部が近接して存在する請求項5記載の薄膜光電変換
    素子。
  7. 【請求項7】基板の表面上の端子電極に他の薄膜光電変
    換素子の裏面上の端子電極を重ね合わせることを特徴と
    する薄膜光電変換素子の電気的接続方法。
  8. 【請求項8】重ね合わせられる端子電極の間に導電性接
    合材を介在させる請求項7記載の薄膜光電変換素子の電
    気的接続方法。
JP6308513A 1994-12-13 1994-12-13 薄膜光電変換素子およびその電気的接続方法 Pending JPH08167727A (ja)

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JP (1) JPH08167727A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011062380A3 (ko) * 2009-11-18 2011-09-29 엘지이노텍주식회사 태양광 발전장치
KR101103981B1 (ko) * 2009-11-18 2012-01-06 엘지이노텍 주식회사 태양광 발전장치

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WO2011062380A3 (ko) * 2009-11-18 2011-09-29 엘지이노텍주식회사 태양광 발전장치
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