JPH0936397A - Integrated solar cell and its manufacture - Google Patents
Integrated solar cell and its manufactureInfo
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- JPH0936397A JPH0936397A JP7187254A JP18725495A JPH0936397A JP H0936397 A JPH0936397 A JP H0936397A JP 7187254 A JP7187254 A JP 7187254A JP 18725495 A JP18725495 A JP 18725495A JP H0936397 A JPH0936397 A JP H0936397A
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の発電セルを
直列に接続して出力電圧を高くしている集積型の太陽電
池とその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated solar cell in which a plurality of power generating cells are connected in series to increase an output voltage and a method for manufacturing the integrated solar cell.
【０００２】[0002]
【従来の技術】集積型の太陽電池は、図１の概略図に示
すように、第一電極１を第二電極３に接続して、隣り合
う発電セル５を直列に接続している。発電セル５を直列
に接続する従来の集積型の太陽電池を図２に示す。この
図の太陽電池は、隣り合う発電セル５の第一電極１を第
二電極３に電気接続するために、発電セル５の境界にそ
って、導電ペースト１１と絶縁ペースト１０を塗布して
いる。この構造の集積型の太陽電池は、４００〜５００
μｍ幅の絶縁ペースト１０と導電ペースト１１を２列に
塗布するので、この部分の幅が広くなって、発電に寄与
しない無効部の面積が大きくなる欠点がある。2. Description of the Related Art In an integrated solar cell, as shown in the schematic view of FIG. 1, a first electrode 1 is connected to a second electrode 3 and adjacent power generating cells 5 are connected in series. A conventional integrated solar cell in which the power generating cells 5 are connected in series is shown in FIG. In the solar cell of this figure, in order to electrically connect the first electrode 1 of the adjacent power generating cells 5 to the second electrode 3, the conductive paste 11 and the insulating paste 10 are applied along the boundary of the power generating cells 5. . The integrated solar cell with this structure is 400 to 500
Since the insulating paste 10 and the conductive paste 11 having a width of μm are applied in two rows, the width of this portion is widened and the area of the ineffective portion that does not contribute to power generation is large.
【０００３】さらに、この構造の太陽電池は、第一電極
１と第二電極３とを接続するために、ａ−Ｓｉ層２と第
二電極３との間に導電ペースト１１を塗布するので、こ
の導電ペースト１１のマイグレーションが原因で、第一
電極１と第二電極３の間の電気抵抗が低くなることがあ
る。Further, in the solar cell having this structure, since the conductive paste 11 is applied between the a-Si layer 2 and the second electrode 3 in order to connect the first electrode 1 and the second electrode 3, Due to the migration of the conductive paste 11, the electric resistance between the first electrode 1 and the second electrode 3 may decrease.
【０００４】太陽電池にとって、電極間の絶縁抵抗を大
きく保持することは、非常に大切なことである。それ
は、電極間の絶縁抵抗が小さくなると、電極間に漏れ電
流が流れて、発電電力を有効に取り出しできなくなるか
らである。とくに、電極間の絶縁抵抗が小さくなると、
低照度における出力が低下する。漏れ電流は低照度にな
ってもそれほど減少しないにもかかわらず、発電電力は
低照度になると著しく低下するからである。It is very important for a solar cell to maintain a large insulation resistance between electrodes. This is because when the insulation resistance between the electrodes becomes small, a leak current flows between the electrodes, and the generated power cannot be effectively taken out. Especially when the insulation resistance between the electrodes becomes small,
Output at low illuminance decreases. This is because the leakage current does not decrease so much even when the illuminance is low, but the generated power is significantly reduced when the illuminance is low.
【０００５】無効部の面積が大きくなる欠点を解消する
ために、境界部分を図３に示す断面構造とする集積型の
太陽電池が開発されている。この図の太陽電池は、レー
ザー接続部６とレーザー切断部７を平行に配設してい
る。レーザー接続部６は、背面の第一電極１を第二電極
３に電気接続して、隣り合う発電セル５を直列に接続す
る。レーザー切断部７は、第一電極１とａ−Ｓｉ層２と
を切断して、発電セル５を切断する。この構造の集積型
の太陽電池は、絶縁ペーストや導電ペーストを使用しな
いので、その分だけ無効部の面積を狭くできる特徴があ
る。なお、レーザー接続部６とレーザー切断部７の幅
は、前記各ペーストの幅と比べると極めて狭く、たとえ
ば４０〜５０μｍとなっている。In order to solve the drawback that the area of the ineffective portion becomes large, an integrated solar cell having a boundary portion having a cross-sectional structure shown in FIG. 3 has been developed. In the solar cell of this figure, the laser connection portion 6 and the laser cutting portion 7 are arranged in parallel. The laser connection part 6 electrically connects the first electrode 1 on the back surface to the second electrode 3, and connects the adjacent power generation cells 5 in series. The laser cutting unit 7 cuts the first electrode 1 and the a-Si layer 2 to cut the power generation cell 5. Since the integrated solar cell having this structure does not use an insulating paste or a conductive paste, it has a feature that the area of the ineffective portion can be reduced accordingly. The widths of the laser connecting portion 6 and the laser cutting portion 7 are extremely narrow as compared with the widths of the above-mentioned pastes, for example, 40 to 50 μm.
【０００６】この構造の太陽電池は図４に示す工程で製
造される。 ガラス等の絶縁基板４の上に第二電極３を設け、第
二電極３を切断してその上にａ−Ｓｉ層２を成膜する。
第二電極３は、レーザーを照射して切断し、あるいは、
エッチングして切断する。 ａ−Ｓｉ層２にレーザーを照射して、レーザー接続
部６でａ−Ｓｉ層２を切断する。ａ−Ｓｉ層２を切断す
るレーザー接続部６は、第二電極３の絶縁溝８と平行で
あるが、これから離れた位置である。 切断されたａ−Ｓｉ層２の上に第一電極１を設け
る。第一電極１はレーザー接続部６にも設けられて、第
一電極１は第二電極３に電気接続される。 絶縁基板４側からレーザーを照射して、レーザー切
断部７でａ−Ｓｉ層２と第一電極１とを線状に切断す
る。第一電極１とａ−Ｓｉ層２を切断するレーザー切断
部７は、レーザー接続部６に平行で、これから多少離れ
た位置である。The solar cell having this structure is manufactured by the process shown in FIG. The second electrode 3 is provided on the insulating substrate 4 such as glass, the second electrode 3 is cut, and the a-Si layer 2 is formed thereon.
The second electrode 3 is irradiated with a laser to be cut, or
Etch and cut. The a-Si layer 2 is irradiated with a laser to cut the a-Si layer 2 at the laser connecting portion 6. The laser connection portion 6 that cuts the a-Si layer 2 is parallel to the insulating groove 8 of the second electrode 3, but at a position apart from this. The first electrode 1 is provided on the cut a-Si layer 2. The first electrode 1 is also provided in the laser connection portion 6, and the first electrode 1 is electrically connected to the second electrode 3. Laser is irradiated from the insulating substrate 4 side, and the laser cutting portion 7 linearly cuts the a-Si layer 2 and the first electrode 1. The laser cutting portion 7 for cutting the first electrode 1 and the a-Si layer 2 is parallel to the laser connecting portion 6 and is located at a position slightly apart from this.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】図４に示す工程で製造
される、図３の断面構造の集積型の太陽電池は、極めて
幅を狭くできるレーザー接続部６とレーザー切断部７を
互いに接近して配設できるので、発電に寄与しない無効
部の面積を相当に狭くできる。このため、太陽電池の発
電効率を高くできる特長がある。しかしながら、この構
造の太陽電池は、漏れ電流が大きくなって、発電電力を
有効に出力させることが難しい欠点がある。とくに、光
が弱いときに、出力が低下する欠点がある。漏れ電流
は、図３のクロスハッチングで示す部分の電気抵抗が小
さくなることが原因で発生する。ａ−Ｓｉ層２のクロス
ハッチング部の電気抵抗が低下するのは、レーザーを照
射することによって、ａ−Ｓｉ層２が微結晶化するから
である。ａ−Ｓｉ層２は、微結晶化されることによっ
て、電気抵抗が２〜４桁も小さくなる。クロスハッチン
グ部の抵抗が小さくなると、図３の矢印Ａ、Ｂで示す方
向に漏れ電流が流れて、発電電力を無駄に消費する。矢
印Ａ、Ｂで示す方向の漏れ電流は、第一電極１と第二電
極３をショートする方向で、出力を小さくする。漏れ電
流は、第一電極１と第二電極３の間に発生する電圧に比
例する。太陽電池は、光が弱いときには出力電流は小さ
いが、出力電圧はそれほど低下しないので、この状態に
おいても漏れ電流はそれほど減少しない。光が弱いとき
は、発電電力が小さい。この状態で漏れ電流がそれほど
低下しないとなると、発電電力に対する漏れ電流に起因
する電力損失が大きくなる。このため、光が弱いときの
発電出力が著しく低下する弊害がある。In the integrated solar cell having the sectional structure shown in FIG. 3, which is manufactured by the process shown in FIG. 4, the laser connecting portion 6 and the laser cutting portion 7 which can be extremely narrowed are brought close to each other. Therefore, the area of the ineffective portion that does not contribute to power generation can be considerably reduced. Therefore, there is a feature that the power generation efficiency of the solar cell can be increased. However, the solar cell having this structure has a drawback that the leakage current becomes large and it is difficult to effectively output the generated power. In particular, there is a drawback that the output is reduced when the light is weak. The leakage current is generated because the electric resistance of the portion shown by cross hatching in FIG. 3 becomes small. The electrical resistance of the cross-hatched portion of the a-Si layer 2 is reduced because the a-Si layer 2 is microcrystallized by irradiating the laser. Since the a-Si layer 2 is microcrystallized, the electric resistance is reduced by 2 to 4 digits. When the resistance of the cross-hatched portion becomes small, a leakage current flows in the directions shown by arrows A and B in FIG. 3, and the generated electric power is wasted. The leakage current in the directions indicated by arrows A and B reduces the output in the direction in which the first electrode 1 and the second electrode 3 are short-circuited. The leakage current is proportional to the voltage generated between the first electrode 1 and the second electrode 3. The output current of the solar cell is small when the light is weak, but the output voltage does not decrease so much, so that the leakage current does not decrease so much even in this state. When the light is weak, the generated power is small. If the leakage current does not decrease so much in this state, the power loss due to the leakage current with respect to the generated power increases. Therefore, there is an adverse effect that the power generation output when light is weak significantly decreases.
【０００８】本発明はさらにこの欠点を解消することを
目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、発電
に寄与しない無効部の面積を小さくできることに加え
て、漏れ電流に起因する電力損失を減少して、発電電力
を有効に出力できる集積型の太陽電池とその製造方法を
提供することにある。The present invention was developed with the object of eliminating this drawback, and an important object of the present invention is that the area of the ineffective portion that does not contribute to power generation can be reduced and that the leakage current is caused. An object of the present invention is to provide an integrated solar cell that can reduce power loss and effectively output generated power, and a manufacturing method thereof.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の集積型の太陽電
池は、前述の目的を達成するために下記の構成を備え
る。集積型の太陽電池は、ａ−Ｓｉ層２の両面に第一電
極１と第二電極３を積層している。第二電極３は絶縁基
板４に密着して積層されている。隣り合う発電セル５の
第二電極３は絶縁溝８で絶縁されている。隣り合う発電
セル５の第一電極１と第二電極３はレーザー接続部６で
連結されている。このレーザー接続部６に隣接して設け
られているレーザー切断部７は、隣り合う発電セルの第
一電極１を切断している。The integrated solar cell of the present invention has the following constitution in order to achieve the above-mentioned object. In the integrated solar cell, the first electrode 1 and the second electrode 3 are laminated on both surfaces of the a-Si layer 2. The second electrode 3 is laminated in close contact with the insulating substrate 4. The second electrodes 3 of the adjacent power generating cells 5 are insulated by the insulating groove 8. The first electrode 1 and the second electrode 3 of the adjacent power generation cells 5 are connected by the laser connection portion 6. The laser cutting part 7 provided adjacent to the laser connecting part 6 cuts the first electrodes 1 of the adjacent power generation cells.
【００１０】さらに本発明の集積型の太陽電池は、第二
電極３を切断する絶縁溝８に沿って、第二電極３とａ−
Ｓｉ層２の境界に位置して、かつ第二電極３の表面に密
着して絶縁層９が設けられている。この１列の絶縁層９
に、レーザー接続部６とレーザー切断部７との２列が配
設されており、レーザー接続部６は絶縁層９を貫通して
第一電極１を第二電極３に電気接続しており、レーザー
切断部７は第一電極１を切断している。Further, in the integrated solar cell of the present invention, the second electrode 3 and a- are formed along the insulating groove 8 for cutting the second electrode 3.
An insulating layer 9 is provided at the boundary of the Si layer 2 and in close contact with the surface of the second electrode 3. This row of insulating layers 9
, Two rows of the laser connecting portion 6 and the laser cutting portion 7 are provided, and the laser connecting portion 6 penetrates the insulating layer 9 to electrically connect the first electrode 1 to the second electrode 3, The laser cutting unit 7 cuts the first electrode 1.
【００１１】さらに、本発明の集積型の太陽電池の製造
方法は、絶縁基板４の表面に、第二電極３とａ−Ｓｉ層
２と第一電極１とを積層し、第二電極３を絶縁溝８で分
割し、第一電極１をレーザースクライブで切断し、レー
ザーウェルディングで隣り合う発電セル５の第一電極１
を第二電極３に接続して発電セル５を直列に接続する製
造方法を改良したものである。Further, in the method for manufacturing an integrated solar cell of the present invention, the second electrode 3, the a-Si layer 2 and the first electrode 1 are laminated on the surface of the insulating substrate 4, and the second electrode 3 is formed. The first electrodes 1 of the power generation cells 5 that are adjacent to each other by laser welding are divided by the insulating groove 8 and the first electrode 1 is cut by laser scribing.
Is connected to the second electrode 3 and the power generation cells 5 are connected in series to improve the manufacturing method.
【００１２】この製造方法は、レーザースクライブとレ
ーザーウェルディングする部分に位置し、かつ、第二電
極３とａ−Ｓｉ層２との間に位置して絶縁層９を設け
る。第二電極３に設けた１列の絶縁層９に、レーザーウ
ェルディングとレーザースクライブとからなる２列のレ
ーザーを照射することを特徴とする。In this manufacturing method, the insulating layer 9 is provided at a position where laser scribing and laser welding are performed and between the second electrode 3 and the a-Si layer 2. One row of the insulating layer 9 provided on the second electrode 3 is irradiated with two rows of lasers including laser welding and laser scribe.
【００１３】本発明の集積型の太陽電池は、図５の断面
図に示すように、第二電極３とａ−Ｓｉ層２との間に絶
縁層９が設けられている。この部分に絶縁層９のある太
陽電池は、図のクロスハッチングで示す部分の電気抵抗
が小さくなっても、第一電極１と第二電極３の間の電気
抵抗を大きくして、漏れ電流を小さくできる。漏れ電流
は、矢印Ａで示す方向と、矢印Ｂで示す方向に流れる。
矢印Ａの漏れ電流は、途中に設けられた絶縁層９で極減
される。絶縁層９が、ａ−Ｓｉ層２の微結晶化された部
分と第二電極３の間隔を著しく長くするからである。図
の断面図は、絶縁層９の膜厚を、ａ−Ｓｉ層２の膜厚の
約５倍としているが、実際に製造される太陽電池は、絶
縁層９の膜厚は、たとえば２０μｍ、ａ−Ｓｉ層２の膜
厚は０．３μｍである。絶縁層９の膜厚が厚いのは、絶
縁ペーストを塗布して設けられるからである。このよう
に、ａ−Ｓｉ層２に比較して極めて厚い絶縁ペースト
は、クロスハッチングで示す微結晶化した部分と第二電
極３の間を極めて長くして、漏れ電流を極減させる。In the integrated solar cell of the present invention, as shown in the sectional view of FIG. 5, an insulating layer 9 is provided between the second electrode 3 and the a-Si layer 2. In the solar cell having the insulating layer 9 in this portion, even if the electric resistance of the portion indicated by cross-hatching in the figure becomes small, the electric resistance between the first electrode 1 and the second electrode 3 is made large to prevent leakage current. Can be made smaller. The leakage current flows in the direction indicated by arrow A and the direction indicated by arrow B.
The leakage current indicated by the arrow A is extremely reduced by the insulating layer 9 provided on the way. This is because the insulating layer 9 remarkably lengthens the distance between the microcrystallized portion of the a-Si layer 2 and the second electrode 3. In the cross-sectional view of the figure, the thickness of the insulating layer 9 is about 5 times the thickness of the a-Si layer 2. However, in the actually manufactured solar cell, the thickness of the insulating layer 9 is, for example, 20 μm, The film thickness of the a-Si layer 2 is 0.3 μm. The insulating layer 9 is thick because it is provided by applying an insulating paste. As described above, the insulating paste which is extremely thicker than the a-Si layer 2 makes the distance between the microcrystallized portion indicated by cross-hatching and the second electrode 3 extremely long, and the leakage current is extremely reduced.
【００１４】さらに、矢印Ｂの漏れ電流は、間に絶縁層
９があるので、絶縁層９で電気抵抗が大きくなって減少
される。Further, the leakage current indicated by the arrow B is reduced because the insulation layer 9 has the insulation layer 9 therebetween, so that the insulation layer 9 has a large electric resistance.
【００１５】図５に示す構造の集積型の太陽電池は、第
二電極３の表面に絶縁層９を設け、第二電極３に設けた
１列の絶縁層９に２列にレーザーを照射して、レーザー
スクライブし、また、レーザーウェルディングする。レ
ーザーウェルディングは、レーザー接続部６となって第
一電極１を第二電極３に接続し、レーザースクライブは
第一電極１を切断する。レーザーウェルディングとレー
ザースクライブは、ａ−Ｓｉ層２のクロスハッチングで
示す部分を、微結晶化させて抵抗を小さくするが、絶縁
層９によって、電極間の電気抵抗が小さくなるのを防止
する。In the integrated solar cell having the structure shown in FIG. 5, an insulating layer 9 is provided on the surface of the second electrode 3, and one row of the insulating layer 9 provided on the second electrode 3 is irradiated with laser in two rows. Laser scribing and laser welding. The laser welding serves as the laser connection portion 6 to connect the first electrode 1 to the second electrode 3, and the laser scribing cuts the first electrode 1. Laser welding and laser scribing microcrystallize the portion of the a-Si layer 2 indicated by cross-hatching to reduce the resistance, but the insulating layer 9 prevents the electrical resistance between the electrodes from decreasing.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態
は、本発明の技術思想を具体化するための集積型の太陽
電池を例示するものであって、本発明は集積型の太陽電
池を下記のものに特定しない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies an integrated solar cell for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the integrated solar cell as the following.
【００１７】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応す
る番号を、「特許請求の範囲の欄」および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の
部材に特定するものでは決してない。Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the claims, the numbers corresponding to the members described in the embodiments will be referred to as "claims" and " In the column of “means”.
However, the members shown in the claims are not limited to the members of the embodiment.
【００１８】集積型の太陽電池は、複数の発電セルを直
列に接続している。図５は、隣り合う発電セル５を直列
に接続する、発電セル５の境界部分の断面図である。こ
の図に示す太陽電池は、第二電極３と第一電極１の間
に、ａ−Ｓｉ層２を配設している。ａ−Ｓｉ層２は、第
一電極１または第二電極３を透過した光に励起されて発
電する層である。第二電極３は、絶縁基板４の上に密着
されている。隣り合う発電セル５は、第二電極３を絶縁
溝８で切り離し、ａ−Ｓｉ層２と第一電極１とをレーザ
ー切断部７で切り離している。図に示す太陽電池は、絶
縁溝８の右側に、絶縁溝８と平行にレーザースクライブ
してレーザー切断部７を設けている。The integrated solar cell has a plurality of power generation cells connected in series. FIG. 5 is a cross-sectional view of a boundary portion of the power generation cells 5 in which adjacent power generation cells 5 are connected in series. In the solar cell shown in this figure, an a-Si layer 2 is arranged between a second electrode 3 and a first electrode 1. The a-Si layer 2 is a layer that is excited by light transmitted through the first electrode 1 or the second electrode 3 to generate electric power. The second electrode 3 is in close contact with the insulating substrate 4. In the adjacent power generation cells 5, the second electrode 3 is separated by the insulating groove 8, and the a-Si layer 2 and the first electrode 1 are separated by the laser cutting portion 7. In the solar cell shown in the figure, a laser cutting portion 7 is provided on the right side of the insulating groove 8 by laser scribing in parallel with the insulating groove 8.
【００１９】絶縁溝８とレーザー切断部７の間をレーザ
ーウェルディングしてレーザー接続部６を設けている。
レーザー接続部６は、絶縁溝８とレーザー切断部７と平
行に設けられて、第一電極１を第二電極３に電気的に接
続している。レーザー接続部６は、第一電極１を溶融し
て第二電極３に接続している。A laser connection portion 6 is provided by laser welding between the insulating groove 8 and the laser cutting portion 7.
The laser connecting portion 6 is provided in parallel with the insulating groove 8 and the laser cutting portion 7, and electrically connects the first electrode 1 to the second electrode 3. The laser connection portion 6 melts the first electrode 1 and connects it to the second electrode 3.
【００２０】レーザー接続部６はレーザーウェルディン
グして設けられ、レーザー切断部７はレーザースクライ
ブして設けられる。レーザーを照射して加工されるレー
ザー接続部６とレーザー切断部７の幅は非常に狭く、た
とえば、約３０〜５０μｍである。レーザー接続部６と
レーザー切断部７の間の間隔も、レーザーで高精度に位
置を制御して設けることができるので、約３０〜３００
μｍである。The laser connecting portion 6 is provided by laser welding, and the laser cutting portion 7 is provided by laser scribing. The width of the laser connecting portion 6 and the laser cutting portion 7 which are processed by irradiating a laser is very narrow, for example, about 30 to 50 μm. The distance between the laser connecting portion 6 and the laser cutting portion 7 can also be set by controlling the position with high precision by a laser, and therefore, it is about 30 to 300.
μm.
【００２１】絶縁基板４は、太陽電池全体を補強するも
のであって、順タイプの太陽電池は、光がこの層を透過
してａ−Ｓｉ層２を照射する。したがって、絶縁基板４
には透光性があって充分な強度のものが使用される。た
だ、逆タイプの太陽電池は、第一電極１を透過した光が
ａ−Ｓｉ層を照射するので絶縁基板に透光性は要求され
ない。絶縁基板４には、ガラス基板やプラスチックフィ
ルム、またはステンレスが使用できる。絶縁基板４に使
用されるプラスチックフィルムには、たとえば、ポリイ
ミド樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＮ、アクリル樹脂等のフィルム
がある。The insulating substrate 4 reinforces the entire solar cell, and in the forward type solar cell, light passes through this layer and irradiates the a-Si layer 2. Therefore, the insulating substrate 4
A material having a light-transmitting property and a sufficient strength is used for. However, in the reverse type solar cell, the light transmitted through the first electrode 1 irradiates the a-Si layer, so that the insulating substrate is not required to have a light-transmitting property. As the insulating substrate 4, a glass substrate, a plastic film, or stainless steel can be used. The plastic film used for the insulating substrate 4 is, for example, a film of polyimide resin, PET, PEN, acrylic resin, or the like.
【００２２】第二電極３とａ−Ｓｉ層２の間には、第二
電極３に密着して、第二電極３の境界に沿って絶縁層９
を設けている。絶縁層９は、第二電極３の表面に絶縁ペ
ーストを塗布して設けられる。絶縁層９は透光性を有す
る。絶縁ペーストは、たとえばガラス粉をバインダーに
混練りしたもので、メタルマスクやフォトマスクを使用
したり、またはスクリーン印刷によって、第二電極３に
沿って所定の位置に塗布される。絶縁ペーストのバイン
ダーには、硬化した状態で透光性があり、未硬化のとき
には液状ないしペースト状をしているプラスチック製の
接着剤、たとえば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ
系、ポリイミド樹脂系の接着剤が使用される。絶縁層９
は、１０〜５０μｍの膜厚となるように、第二電極３の
表面に塗布される。さらに、絶縁層９は、図５に示すよ
うに、レーザー接続部６とレーザー切断部７の２列を設
けることができるように、たとえば、その幅が２００〜
５００μｍとなるように設けられる。Between the second electrode 3 and the a-Si layer 2, the insulating layer 9 is adhered to the second electrode 3 along the boundary of the second electrode 3.
Is provided. The insulating layer 9 is provided by applying an insulating paste on the surface of the second electrode 3. The insulating layer 9 has a light-transmitting property. The insulating paste is, for example, a mixture of glass powder and a binder, and is applied at a predetermined position along the second electrode 3 by using a metal mask, a photomask, or by screen printing. The binder of the insulating paste has a light-transmitting property in a cured state, and when it is uncured, it is a liquid or pasty plastic adhesive such as an acrylic-based, urethane-based, epoxy-based, or polyimide resin-based adhesive. Adhesive is used. Insulation layer 9
Is applied to the surface of the second electrode 3 so as to have a film thickness of 10 to 50 μm. Further, the insulating layer 9 has a width of, for example, 200 to 200 so that two rows of the laser connecting portion 6 and the laser cutting portion 7 can be provided as shown in FIG.
It is provided to have a thickness of 500 μm.
【００２３】図５に示す構造の集積型の太陽電池は、図
６に示す工程で下記のようにして製造される。 絶縁基板４の上に第二電極３を成膜する。第二電極
３は、透光性と導電性とを有する薄膜で、ＩＴＯとＳｎ
Ｏ2が使用される。第二電極３は、たとえば光の透過率
を約８０〜９０％とし、比抵抗を約２×１０-4〜７×１
０-4Ωｃｍとするように、膜厚をたとえば０．６μｍと
する。第二電極３は、スパッタ法や真空蒸着法等の物理
的製法、あるいはスプレー法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法等の化学的製法で絶縁基板４の表面に密着して成膜
される。化学的製法は、有機金属化合物の熱分解、酸化
反応で絶縁基板に金属酸化膜を成膜する。物理的製法
は、化学的製法に比較して絶縁基板の温度を低くでき
る。The integrated solar cell having the structure shown in FIG. 5 is manufactured as follows in the process shown in FIG. The second electrode 3 is formed on the insulating substrate 4. The second electrode 3 is a thin film having translucency and conductivity, and is made of ITO and Sn.
O 2 is used. The second electrode 3 has, for example, a light transmittance of about 80 to 90% and a specific resistance of about 2 × 10 −4 to 7 × 1.
The film thickness is, for example, 0.6 μm so as to be 0 −4 Ωcm. The second electrode 3 is formed by a physical manufacturing method such as a sputtering method or a vacuum deposition method, a spray method, a CVD method, or a plasma CV.
The film is formed in close contact with the surface of the insulating substrate 4 by a chemical manufacturing method such as the D method. In the chemical manufacturing method, a metal oxide film is formed on an insulating substrate by thermal decomposition and oxidation reaction of an organometallic compound. The physical manufacturing method can lower the temperature of the insulating substrate as compared with the chemical manufacturing method.
【００２４】 第二電極３を絶縁溝８で切断する。第
二電極３は、レーザーを照射して絶縁溝８を設け、ある
いはエッチングして絶縁溝８を設ける。レーザーを照射
する方法は、第二電極３の上から、あるいは、絶縁基板
４を透過してレーザーを照射し、レーザーの熱エネルギ
ーで第二電極３を切断して除去する。エッチングする方
法は、第二電極３の表面に、絶縁溝８を設ける部分以外
の部分に樹脂を印刷し、樹脂のない部分をエッチングし
て第二電極３を除去して、絶縁溝８を設ける。The second electrode 3 is cut along the insulating groove 8. The second electrode 3 is provided with a laser to provide the insulating groove 8 or is etched to provide the insulating groove 8. As a method of irradiating with a laser, the laser is irradiated from above the second electrode 3 or through the insulating substrate 4, and the second electrode 3 is removed by cutting with the thermal energy of the laser. As a method of etching, a resin is printed on the surface of the second electrode 3 other than the portion where the insulating groove 8 is provided, the portion without resin is etched to remove the second electrode 3, and the insulating groove 8 is provided. .
【００２５】 絶縁溝８に沿って、第二電極３の表面
に絶縁層９を設ける。絶縁層９は、絶縁ペーストを第二
電極３の表面に塗布して設けられる。An insulating layer 9 is provided on the surface of the second electrode 3 along the insulating groove 8. The insulating layer 9 is provided by applying an insulating paste to the surface of the second electrode 3.
【００２６】 絶縁層９を設けた第二電極３の表面に
ａ−Ｓｉ層２を成膜する。ａ−Ｓｉ層２は、従来の太陽
電池と同じように、グロー放電分解法等の方法で成膜さ
れる。この方法は、たとえばプラズマ反応条件を下記の
ようにしてａ−Ｓｉ層２を成膜する。 基板温度…………１５０〜３５０℃ 高周波パワー……０．０１〜０．５Ｗ・ｃｍ-2 ガス圧力…………０．１〜２トール ガス流量…………１０〜１００ｃｍ3・ｍｉｎ-1 成膜速度…………１〜３オングストローム・Ｓ-1 The a-Si layer 2 is formed on the surface of the second electrode 3 provided with the insulating layer 9. The a-Si layer 2 is formed by a method such as a glow discharge decomposition method as in a conventional solar cell. In this method, for example, the a-Si layer 2 is formed under the following plasma reaction conditions. Substrate temperature ............ 150 to 350 ° C. RF power ...... 0.01~0.5W · cm -2 gas pressure ............ 0.1-2 Torr Gas flow rate ............ 10 to 100 cm 3 · min - 1 Deposition rate ………… 1 to 3 Å ・ S -1
【００２７】ただし、本発明の太陽電池は、ａ−Ｓｉ層
２の成膜方法を特定しない。ａ−Ｓｉ層２は、たとえ
ば、光ＣＶＤ法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法、ＣＰＭ法等、現在
すでに開発されている方法、またはこれから開発される
全ての方法で第二電極３の上に成膜できる。ａ−Ｓｉ層
２の膜厚は、たとえば０．２〜０．６μｍである。However, the solar cell of the present invention does not specify the method for forming the a-Si layer 2. The a-Si layer 2 can be formed on the second electrode 3 by a method that has already been developed or any method that will be developed, for example, a photo CVD method, an ECR-CVD method, a CPM method, or the like. The film thickness of the a-Si layer 2 is, for example, 0.2 to 0.6 μm.
【００２８】 ａ−Ｓｉ層２の表面に第一電極１を成
膜する。第一電極１には、たとえば、Ａｇ、Ａｌ、Ｃ
ｕ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｗ等の金属
を使用する。第一電極１は、ａ−Ｓｉ層２を透過した光
を反射させて、発電効率を改善する。このため、第一電
極１には反射率の高い金属が適している。Ａｇは、反射
率の点で最も優れた材料である。第一電極１は、複数の
金属膜を積層構造として設けることもできる。たとえ
ば、Ａｌ層の上にＡｇ層を積層して設けることもでき
る。第一電極１は、スパッタ法や真空蒸着法等の方法で
成膜される。第一電極１は、充分な導電性と反射特性と
を有するように、たとえば、膜厚を０．２〜１μｍ、好
ましくは０．２〜０．３μｍとする。The first electrode 1 is formed on the surface of the a-Si layer 2. For the first electrode 1, for example, Ag, Al, C
Metals such as u, Au, Ti, Ni, Pt, Fe, Cr and W are used. The first electrode 1 reflects the light transmitted through the a-Si layer 2 to improve the power generation efficiency. Therefore, a metal having a high reflectance is suitable for the first electrode 1. Ag is the most excellent material in terms of reflectance. The first electrode 1 can also be provided with a plurality of metal films as a laminated structure. For example, an Ag layer may be laminated on the Al layer. The first electrode 1 is formed by a method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method. The first electrode 1 has, for example, a film thickness of 0.2 to 1 μm, preferably 0.2 to 0.3 μm, so as to have sufficient conductivity and reflection characteristics.
【００２９】 絶縁層９に沿ってレーザーを照射して
レーザーウェルディングする。レーザーウェルディング
は、レーザー接続部６となって、第一電極１を第二電極
３に電気接続する。レーザーウェルディングは、第一電
極１をレーザーの熱エネルギーで溶融して第二電極３に
接続する。このとき、絶縁基板４がレーザーに溶融され
ないのは、透明の絶縁基板４にレーザーが吸収されない
からである。レーザーウェルディングは、図６の矢印Ｃ
で示す方向にレーザーを照射して、第一電極１を第二電
極３に接続する。レーザーウェルディングは、たとえ
ば、ＹＡＧレーザーを照射して、第一電極１を第二電極
３に接続する。レーザーウェルディングは、スポットサ
イズを直径７０μｍ、パワーを２Ｗ以上（パワー密度５
２０μＷ／μｍ2以上）として、レーザー接続部６を設
ける。ａ−Ｓｉ層２は、レーザー接続部６の両側のクロ
スハッチングで示す部分（図５）が微結晶化される。Laser welding is performed by irradiating a laser along the insulating layer 9. The laser welding serves as the laser connection portion 6 and electrically connects the first electrode 1 to the second electrode 3. In the laser welding, the first electrode 1 is melted by the thermal energy of the laser and connected to the second electrode 3. At this time, the insulating substrate 4 is not melted by the laser because the transparent insulating substrate 4 does not absorb the laser. Laser welding is indicated by arrow C in FIG.
The first electrode 1 is connected to the second electrode 3 by irradiating the laser in the direction indicated by. Laser welding, for example, irradiates a YAG laser to connect the first electrode 1 to the second electrode 3. Laser welding has a spot size of 70 μm and a power of 2 W or more (power density 5
20 μW / μm 2 or more), the laser connection portion 6 is provided. The a-Si layer 2 is crystallized at the portions (FIG. 5) indicated by cross hatching on both sides of the laser connection portion 6.
【００３０】 図６の矢印Ｄで示すように、絶縁基板
４側から第一電極１の方向にレーザーを照射してレーザ
ースクライブし、レーザー切断部７で第一電極１を切断
する。レーザー切断部７は、互いに隣り合う発電セル５
の第一電極１を切断して電気的に切り離す。レーザース
クライブとレーザーウェルディングとからなる２列のレ
ーザーは、１列の絶縁層に向かって照射される。レーザ
ースクライブは、レーザー接続部６と平行にレーザーを
照射して、レーザー接続部６に接近して、同じ列の絶縁
層９にレーザー切断部７を設ける。レーザースクライブ
は、パワーを２Ｗ（パワー密度５２０μＷ／μｍ2）と
する以外、レーザーウェルディングと同じレーザーを使
用して、第一電極１を切断する。図５の太陽電池は、レ
ーザースクライブしてできるレーザー切断部７で、第一
電極１とａ−Ｓｉ層２と絶縁層９の一部を除去してい
る。ただ、レーザー切断部７は、必ずしも絶縁層とａ−
Ｓｉ層とを切断する必要はない。レーザースクライブす
るとき、レーザーウェルディングと同じように、ａ−Ｓ
ｉ層２は、レーザー切断部７の両側のクロスハッチング
で示す部分（図５）が微結晶化される。As shown by an arrow D in FIG. 6, a laser is radiated from the side of the insulating substrate 4 toward the first electrode 1 to perform laser scribing, and the first electrode 1 is cut by the laser cutting unit 7. The laser cutting unit 7 includes the power generation cells 5 adjacent to each other.
The first electrode 1 of 1 is cut and electrically separated. The two rows of lasers, which consist of laser scribe and laser welding, irradiate one row of the insulating layer. The laser scribe irradiates a laser in parallel with the laser connecting portion 6 and approaches the laser connecting portion 6 to provide the laser cutting portion 7 in the insulating layer 9 in the same row. The laser scribing uses the same laser as the laser welding except that the power is set to 2 W (power density 520 μW / μm 2 ), and the first electrode 1 is cut. In the solar cell of FIG. 5, a laser cutting portion 7 formed by laser scribing removes a part of the first electrode 1, the a-Si layer 2, and the insulating layer 9. However, the laser cutting part 7 does not necessarily have to be a-
It is not necessary to cut the Si layer. When laser scribing, as with laser welding, aS
In the i layer 2, the portions (FIG. 5) indicated by cross hatching on both sides of the laser cutting portion 7 are microcrystallized.
【００３１】第二電極を透明電極とする順タイプの太陽
電池は以上のようにして製造されるが、第一電極を透明
電極とする逆タイプの太陽電池は、第一電極を透明電極
とし、第二電極を金属電極として同じようにして製造で
きる。ただし、逆タイプの太陽電池は、第一電極から絶
縁層にレーザーを照射してレーザースクライブする。第
二電極に透光性がないからである。The forward type solar cell having the second electrode as the transparent electrode is manufactured as described above, but the reverse type solar cell having the first electrode as the transparent electrode has the first electrode as the transparent electrode, The second electrode can be manufactured in the same way as a metal electrode. However, in the reverse type solar cell, laser irradiation is performed by irradiating the insulating layer with laser from the first electrode. This is because the second electrode has no translucency.
【００３２】以上のようにして製造される図５に示す断
面構造の集積型の太陽電池は、クロスハッチングで示す
ように、レーザー接続部６とレーザー切断部７の両側部
分においてａ−Ｓｉ層２が微結晶化されて、この部分の
電気抵抗が小さくなる。しかしながら、絶縁層９がある
ので、微結晶化された部分を通過して漏れ電流が流れる
のを極減できる。The integrated type solar cell having the sectional structure shown in FIG. 5 manufactured as described above has a-Si layer 2 on both sides of the laser connecting portion 6 and the laser cutting portion 7 as shown by cross hatching. Is crystallized, and the electric resistance of this portion is reduced. However, since the insulating layer 9 is provided, the leakage current flowing through the microcrystallized portion can be minimized.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明の集積型の太陽電池とその製造方
法は、発電に寄与しない無効部の面積を小さくできるこ
とに加えて、漏れ電流に起因する電力損失を減少して、
発電電力を有効に出力できる特長がある。とくに、光が
弱いときの発電電力を有効に出力できる特長がある。本
発明が、太陽電池の無効部の面積を小さくできるのは、
１列の絶縁層に、レーザーウェルディングとレーザース
クライブとからなる２列のレーザーを照射して、レーザ
ー接続部とレーザー切断部とを設けて、隣り合う発電セ
ルを直列に接続できるからである。The integrated solar cell of the present invention and the method for manufacturing the same can reduce the area of the ineffective portion that does not contribute to power generation and reduce the power loss due to the leakage current.
It has the feature that it can effectively output generated power. In particular, it has a feature that it can effectively output the generated power when the light is weak. The present invention can reduce the area of the ineffective portion of the solar cell,
This is because one row of insulating layers can be connected in series by irradiating two rows of lasers, which are laser welding and laser scribing, to provide a laser connecting portion and a laser cutting portion.
【００３４】さらに、本発明は、無効部の面積を小さく
できるにもかかわらず、太陽電池の漏れ電流を少なくし
て、低照度のときの出力電力を大きくできる特長があ
る。それは、本発明が、１列の絶縁層に、レーザーウェ
ルディングとレーザースクライブからなる２列のレーザ
ーを照射すると共に、レーザーウェルディングとレーザ
ースクライブで微結晶化された部分を絶縁層で絶縁して
電気抵抗を大きくしているからである。Further, the present invention has a feature that the leakage current of the solar cell can be reduced and the output power at the time of low illuminance can be increased although the area of the ineffective portion can be reduced. According to the present invention, one row of insulating layers is irradiated with two rows of lasers consisting of laser welding and laser scribing, and a portion microcrystallized by laser welding and laser scribing is insulated by the insulating layer. This is because the electric resistance is increased.
【００３５】さらにまた、本発明は従来の太陽電池のよ
うに、導電ペーストを塗布する必要がないので、導電ペ
ーストのマイグレーションに起因する電気抵抗の低下を
有効に防止できる特長がある。以上のように、本発明は
無効部を少なくできると共に、発電出力を大きくできる
という太陽電池にとって理想的な特長を実現する。Further, unlike the conventional solar cell, the present invention does not require the application of the conductive paste, and therefore has a feature that the reduction of the electric resistance due to the migration of the conductive paste can be effectively prevented. As described above, the present invention realizes the ideal feature for a solar cell that the number of ineffective portions can be reduced and the power generation output can be increased.
【図１】発電セルを直列に接続している集積型の太陽電
池の概略断面図FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an integrated solar cell in which power generation cells are connected in series.
【図２】発電セルを直列に接続している集積型の太陽電
池の断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of an integrated solar cell in which power generation cells are connected in series.
【図３】発電セルを直列に接続している従来の集積型の
太陽電池の概略断面図FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a conventional integrated solar cell in which power generation cells are connected in series.
【図４】図３に示す集積型の太陽電池の製造工程を示す
断面図4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the integrated solar cell shown in FIG.
【図５】本発明の実施の形態にかかる集積型の太陽電池
の概略断面図FIG. 5 is a schematic sectional view of an integrated solar cell according to an embodiment of the present invention.
【図６】図５に示す太陽電池の製造工程を示す断面図6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the solar cell shown in FIG.
【符号の説明】 １…第一電極 ２…ａ−Ｓｉ層 ３…第二電極 ４…絶縁基板 ５…発電セル ６…レーザー接続部 ７…レーザー切断部 ８…絶縁溝 ９…絶縁層 １０…絶縁ペースト １１…導電ペースト[Explanation of Codes] 1 ... First electrode 2 ... a-Si layer 3 ... Second electrode 4 ... Insulating substrate 5 ... Power generation cell 6 ... Laser connection part 7 ... Laser cutting part 8 ... Insulation groove 9 ... Insulation layer 10 ... Insulation Paste 11 ... Conductive paste
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山西 勤 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tsutomu Yamanishi 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.
Claims (2)
二電極(3)とが積層されており、第二電極(3)は絶縁基板
(4)に密着して積層されていると共に、隣り合う発電セ
ル(5)の第二電極(3)は絶縁溝(8)で絶縁されており、隣
り合う発電セル(5)の第一電極(1)と第二電極(3)はレー
ザー接続部(6)で連結されており、このレーザー接続部
(6)に隣接して設けられているレーザー切断部(7)が隣り
合う発電セルの第一電極(1)を切断してなる集積型の太
陽電池において、 第二電極(3)を切断する絶縁溝(8)に沿って、第二電極
(3)とａ−Ｓｉ層(2)の境界に位置し、かつ第二電極(3)
の表面に密着して絶縁層(9)が設けられており、１列の
絶縁層(9)に、レーザー接続部(6)とレーザー切断部(7)
との２列が配設されており、レーザー接続部(7)はａ−
Ｓｉ層(2)を貫通して第一電極(1)を第二電極(3)に電気
接続しており、レーザー切断部(7)は第一電極(1)を切断
してなることを特徴とする集積型の太陽電池。1. A first electrode (1) and a second electrode (3) are laminated on both surfaces of an a-Si layer (2), and the second electrode (3) is an insulating substrate.
While being closely adhered to (4), the second electrode (3) of the adjacent power generation cell (5) is insulated by the insulating groove (8), and the first electrode of the adjacent power generation cell (5). The laser connection (6) connects the (1) and the second electrode (3).
In the integrated solar cell in which the laser cutting part (7) provided adjacent to (6) cuts the first electrode (1) of the adjacent power generation cell, the second electrode (3) is cut. Along the insulation groove (8), the second electrode
Located at the boundary between (3) and the a-Si layer (2), and the second electrode (3)
The insulating layer (9) is provided in close contact with the surface of the laser, and the laser connection part (6) and the laser cutting part (7) are provided in one row of the insulating layer (9).
And two rows are arranged, and the laser connection part (7) is a-
The first electrode (1) is electrically connected to the second electrode (3) through the Si layer (2), and the laser cutting part (7) is formed by cutting the first electrode (1). Integrated solar cell.
−Ｓｉ層(2)と第一電極(1)とを積層し、第二電極(3)を
絶縁溝(8)で分割し、第一電極(1)をレーザースクライブ
で切断し、レーザーウェルディングで隣り合う発電セル
(5)の第一電極(1)を第二電極(3)に接続して発電セル(5)
を直列に接続する集積型の太陽電池の製造方法におい
て、 レーザースクライブとレーザーウェルディングする部分
に位置し、かつ、第二電極(3)とａ−Ｓｉ層(2)との間に
位置して絶縁層(9)を設け、第二電極(3)に設けた１列の
絶縁層(9)に、レーザーウェルディングとレーザースク
ライブとからなる２列のレーザーを照射することを特徴
とする集積型の太陽電池の製造方法。2. The second electrode (3) and a on the surface of the insulating substrate (4).
-Laminating the Si layer (2) and the first electrode (1), dividing the second electrode (3) by the insulating groove (8), cutting the first electrode (1) by laser scribing, and laser welding Power generation cells next to each other
Power generating cell (5) by connecting the first electrode (1) of (5) to the second electrode (3)
In the method for manufacturing an integrated solar cell in which the two are connected in series, the laser is located at a portion where laser scribe and laser welding are performed, and is located between the second electrode (3) and the a-Si layer (2). An integrated type, characterized in that an insulating layer (9) is provided, and one row of insulating layer (9) provided on the second electrode (3) is irradiated with two rows of lasers consisting of laser welding and laser scribe. Manufacturing method of solar cell.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7187254A JPH0936397A (en) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Integrated solar cell and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7187254A JPH0936397A (en) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Integrated solar cell and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936397A true JPH0936397A (en) | 1997-02-07 |
Family
ID=16202759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7187254A Pending JPH0936397A (en) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Integrated solar cell and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0936397A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-07-24 JP JP7187254A patent/JPH0936397A/en active Pending
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040824 |