JPH11186576A - Thin-film solar cell and its manufacture thereof - Google Patents

Thin-film solar cell and its manufacture thereof

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JPH11186576A
JPH11186576A JP9365144A JP36514497A JPH11186576A JP H11186576 A JPH11186576 A JP H11186576A JP 9365144 A JP9365144 A JP 9365144A JP 36514497 A JP36514497 A JP 36514497A JP H11186576 A JPH11186576 A JP H11186576A
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JP
Japan
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solar cell
thin
film
conductive
film solar
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Application number
JP9365144A
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Japanese (ja)
Inventor
Daisaku Haoto
大作 羽音
Kaneo Yamada
務夫 山田
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11186576A publication Critical patent/JPH11186576A/en
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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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a light-receiving area proportion by a method, wherein a plurality of solar cell unit cells formed by laminating an amorphous silicon photoelectromotive force layer and an upper electrode on a conductive base body are series-jointed in a lamination state, and an end of the conductive base body is brought in contact with the end of the upper electrode to form a single unit. SOLUTION: A thin-film solar cell is spirally wound by five turns so that the width of an overlapping part J in a spiral part is set to 1 cm, and a conductive base material is brought into contact with a cylindrical peripheral face. The solar cell is cut by a line parallel to the long-axis center of a cylinder, thereby a solar cell unit 10 is obtained in which five unit cells are jointed to each other in series. It is pressed and made into a plane. It is then laminated with a protective film. Thereby, a light-receiving area proportion reaches substantially 98% and higher and can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、薄膜太陽電池に
関する発明であり、特に薄膜太陽電池のセルパターニン
グ工程・接続工程のコスト低減と受光面積率の向上によ
る単位面積当たりの発電量向上を目的としている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin-film solar cell, and more particularly, to the purpose of reducing the cost of a cell patterning step and a connecting step of a thin-film solar cell and improving the power generation per unit area by improving the light receiving area ratio. I have.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、太陽電池は、珪素基板、ガラス等
の絶縁性基板上に電極および光起電力層をパターニング
することにより作製している。また、単一の太陽電池セ
ルを直列につなぐことにより実用的な電圧を得ている。
このセル接合は、セル間をパターニングし、このパター
ニングされた空き領域を利用して隣り合ったセルの上部
電極および下部電極の接合を行っている。この空き領域
は、太陽電池ユニット中の数ないし十数%といった面積
となるため、単位面積当たりの発電量向上の足枷となっ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, solar cells have been manufactured by patterning electrodes and photovoltaic layers on an insulating substrate such as a silicon substrate or glass. Further, a practical voltage is obtained by connecting a single solar cell in series.
In this cell junction, patterning is performed between cells, and an upper electrode and a lower electrode of adjacent cells are joined by using the patterned empty area. The empty area has an area of several to several tens of percent of the solar cell unit, which is a hindrance to improving the amount of power generation per unit area.

【0003】この太陽電池セル間の接合は、太陽電池の
各薄膜層を形成後にフォトリソグラフィー法を用いたパ
ターニングにより行われている。この工程は太陽電池の
各薄膜層、すなわち、金属電極層、a−Si:H層、透
明電極層の各層に対して、各々、レジスト塗布、レ
ジストプリベーク、マスクアライメント、紫外線露
光、レジスト現像、レジストポストベーク、エッ
チング、レジスト剥離、の8種の工程が必要となる。
これらの工程により太陽電池単位セル間の接合も同時に
されることになるが、太陽電池全体の製造コストとして
は、コスト高となっている。
The bonding between the solar cells is performed by patterning using a photolithography method after forming each thin film layer of the solar cell. In this step, resist coating, resist pre-bake, mask alignment, ultraviolet exposure, resist development, resist development are performed on each of the thin film layers of the solar cell, that is, the metal electrode layer, the a-Si: H layer, and the transparent electrode layer. Eight kinds of processes of post-baking, etching, and resist peeling are required.
Through these steps, the bonding between the solar cell unit cells is also performed at the same time, but the manufacturing cost of the entire solar cell is high.

【0004】図8は、従来法による薄膜太陽電池セル製
造プロセスを示す断面図である。まず、図8(A)のよ
うに、ガラスやプラスチックフィルムのような基材21
を準備する。次いで、基材上に第1の電極を形成するた
めに蒸着、スパッタリング等により金属電極層22とな
る金属薄膜を形成する(図8(B))。金属材料として
は導電性のものであればよく、アルミニウム、銅、クロ
ム、銀等が用いられる。金属薄膜を電極パターン形状に
パターン形成するために、当該金属薄膜上に感光性レジ
スト材料を塗布して、プリベーク、マスクアライメン
ト、フォトマスク露光、現像処理を行い(図8
(C))、ポストベークして、レジスト膜23を形成す
る。次に、レジスト膜を介して金属薄膜のエッチングを
行う(図8(D))。エッチングは通常塩化第2鉄等に
よる化学エッチングが採用されるが、レーザーによるパ
ターニングを採用することもできる。その後、レジスト
を剥離すれば、基材上には金属電極パターンが形成され
ている(図8(E))。通常、このレジスト材料の塗布
から、露光、現像、エッチング、レジスト剥離の一連の
工程を「パターニング」といっている。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a thin film solar cell manufacturing process according to a conventional method. First, as shown in FIG. 8A, a substrate 21 such as glass or plastic film is used.
Prepare Next, in order to form a first electrode on the base material, a metal thin film to be the metal electrode layer 22 is formed by vapor deposition, sputtering, or the like (FIG. 8B). The metal material may be any conductive material, such as aluminum, copper, chromium, and silver. In order to form a metal thin film into an electrode pattern, a photosensitive resist material is applied on the metal thin film, and prebaking, mask alignment, photomask exposure, and development are performed (FIG. 8).
(C)) A post-baking is performed to form a resist film 23. Next, the metal thin film is etched via the resist film (FIG. 8D). As the etching, chemical etching using ferric chloride or the like is usually employed, but patterning using a laser can also be employed. After that, if the resist is removed, a metal electrode pattern is formed on the base material (FIG. 8E). Usually, a series of steps from application of the resist material to exposure, development, etching, and resist peeling is referred to as “patterning”.

【0005】次に、金属電極上にアモルファスシリコン
層24を、n型、i型、p型の順に3層積層して形成
し、再び感光性レジスト材料を塗布してアモルファスシ
リコン層のパターニングを行う(図8(F))。シリコ
ン層の上に光透過性の上部電極となる透明導電膜25を
形成した後、再びパターニングを行って透明電極パター
ンの形成を行う(図8(G))。最後にパッシベーショ
ン膜26を成膜して薄膜太陽電池セルパターンが完成す
る(図8(H))。
Next, an amorphous silicon layer 24 is formed on the metal electrode by laminating three layers in the order of n-type, i-type and p-type, and a photosensitive resist material is applied again to pattern the amorphous silicon layer. (FIG. 8 (F)). After a transparent conductive film 25 serving as a light-transmitting upper electrode is formed on the silicon layer, patterning is performed again to form a transparent electrode pattern (FIG. 8G). Finally, a passivation film 26 is formed to complete a thin-film solar cell pattern (FIG. 8H).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来法
による薄膜太陽電池の化学的エッチングによる製法では
「パターニング」を繰り返して行う必要があり、製造コ
ストを高くしていた。これは、レーザーパターニング等
の場合も同様である。また、セルパターン中には単位セ
ル間の接合部を設けるため、太陽電池の表面面積に対し
て実際に太陽光を受けることに使用される受光面積(発
電有効面積)は比較的に小さなものとなっていた。
As described above, in the conventional method of manufacturing a thin-film solar cell by chemical etching, "patterning" has to be repeatedly performed, thus increasing the manufacturing cost. This is the same in the case of laser patterning and the like. Also, since the junction between the unit cells is provided in the cell pattern, the light receiving area (effective power generation area) used for actually receiving sunlight with respect to the surface area of the solar cell is relatively small. Had become.

【0007】太陽電池ユニットの効率向上の手段とし
て、太陽電池そのものの効率改善を目指す手段、ユ
ニットの電気損失を減少させる手段、ユニット内の受
光面積(発電有効面積)の増加を図る手段が考えられ
る。本発明は、太陽電池製造プロセスの簡易化と太陽電
池ユニット内の受光面積の増加を図ることにより太陽電
池ユニットの単位面積当たりの発電効率を改善させ、基
板側の電極形成や上部透明電極の形成、配線工程が簡易
化されるため、製造コストの低減が可能となる。さら
に、本発明の製造方法によれば、太陽電池ユニットの製
造を円筒周面に帯状の太陽電池を螺旋状に巻き付ける方
法により行うので、太陽電池ユニットを容易に製造で
き、また、帯状基材による連続生産の可能性も見込まれ
る。
As means for improving the efficiency of the solar cell unit, means for improving the efficiency of the solar cell itself, means for reducing the electric loss of the unit, and means for increasing the light receiving area (effective power generation area) in the unit are conceivable. . The present invention improves the power generation efficiency per unit area of the solar cell unit by simplifying the solar cell manufacturing process and increasing the light receiving area in the solar cell unit, forming an electrode on the substrate side and forming an upper transparent electrode. Since the wiring process is simplified, the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, the solar cell unit is manufactured by a method of spirally winding a band-shaped solar cell around the cylindrical peripheral surface, so that the solar cell unit can be easily manufactured, and The possibility of serial production is also expected.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の要旨の第1は、柔軟な導電性基材上にアモルファス
シリコン起電力層と光透過性の上部電極が積層して形成
された複数の薄膜太陽電池単位セル間が導電性基材の一
端と上部電極の一端が接触するように積み重ねられた状
態で直列に接合して、一つのユニットを形成しているこ
とを特徴とする薄膜太陽電池、にある。かかる薄膜太陽
電池であるため受光面積が増加できかつ低コストで量産
することができる。
The first aspect of the present invention to solve the above problems is that an amorphous silicon electromotive force layer and a light-transmitting upper electrode are formed on a flexible conductive substrate. A thin film characterized in that a plurality of thin film solar cell unit cells are joined in series in a state where one end of a conductive base material and one end of an upper electrode are in contact with each other to form one unit. On solar cells. Since such a thin film solar cell is used, the light receiving area can be increased and mass production can be performed at low cost.

【0009】上記課題を解決する本発明の要旨の第2
は、帯状の柔軟な導電性基材上にアモルファスシリコン
起電力層を形成する工程、当該起電力層上に光透過性の
上部電極を積層して形成する工程とにより帯状の太陽電
池を形成した後、当該帯状の太陽電池を一定長に切断し
た後、導電性基材と光透過性の上部電極の一部が重なる
ようにし、かつ重なり部分間に低融点の金属材料を薄層
にして挿入しながら、円筒周面に螺旋状に巻き付ける工
程、円筒を加熱して低融点金属を溶融して導電性基材と
光透過性の上部電極間を接合する工程、螺旋状に巻き付
けられた太陽電池をその一端から他端に至る間を円筒周
面に沿って切断する工程、切断した太陽電池を円筒周面
から剥離して平面状に展開する工程、とにより太陽電池
ユニットを形成することを特徴とする薄膜太陽電池の製
造方法、にある。かかる薄膜太陽電池の製造方法である
ため、薄膜太陽電池セルパターンの受光面積を増加でき
かつ低コストで量産することができる。
[0009] The second aspect of the present invention to solve the above problems is as follows.
Formed a band-shaped solar cell by a step of forming an amorphous silicon electromotive layer on a band-shaped flexible conductive substrate, and a step of laminating and forming a light-transmitting upper electrode on the electromotive layer. Then, after cutting the band-shaped solar cell to a certain length, the conductive base material and a part of the light-transmitting upper electrode are overlapped, and a low-melting metal material is inserted between the overlapped portions in a thin layer. A step of helically winding around the cylindrical surface, a step of heating the cylinder to melt the low melting point metal and joining the conductive substrate and the light-transmitting upper electrode, and a spirally wound solar cell Forming a solar cell unit by a step of cutting along the cylindrical peripheral surface from one end to the other end thereof, and a step of peeling the cut solar cell from the cylindrical peripheral surface and developing the solar cell into a planar shape. And a method of manufacturing a thin film solar cell. With this method of manufacturing a thin film solar cell, the light receiving area of the thin film solar cell pattern can be increased, and mass production can be performed at low cost.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の薄膜太陽電池は、柔軟な
帯状の導電性基材上にアモルファスシリコン起電力層、
透明電極層を順次堆積させて帯状の太陽電池を形成し、
これを円筒状の周面に導電性基材と透明電極の一部が重
なるように螺旋状に巻き付けて、円筒周面に沿って切断
することにより単位セル間の連接した太陽電池ユニット
とする。この際、導電性基材と透明電極の重なった部分
に金属インジウム(In)等の低融点金属を挟み込み加
熱することにより接合の完全を図る。こうすることで、
受光面積を大きくし太陽電池のセルパターニング工程が
省略でき、低コストな太陽電池の製造が可能となる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A thin-film solar cell according to the present invention comprises an amorphous silicon electromotive force layer on a flexible belt-shaped conductive substrate,
A transparent electrode layer is sequentially deposited to form a band-shaped solar cell,
This is spirally wound so that a part of the conductive substrate and the transparent electrode overlaps the cylindrical peripheral surface, and cut along the cylindrical peripheral surface to obtain a solar cell unit connected between unit cells. At this time, a low melting point metal such as metal indium (In) is sandwiched in a portion where the conductive substrate and the transparent electrode overlap, and heating is performed to complete the joining. By doing this,
The light receiving area can be increased, and the cell patterning step of the solar cell can be omitted, so that a low-cost solar cell can be manufactured.

【0011】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて
説明する。図1は、本発明の薄膜太陽電池の実施形態を
示す図である。本発明の薄膜太陽電池は、図1のよう
に、太陽電池の単位セルCが直列に複数個接続した状態
で1つの太陽電池ユニット10を構成しているが、単位
セルC1の導電性基材11と単位セルC2 の表面側透明
電極15とが重ねられ、単位セルC2 の導電性基材11
と単位セルC3 の表面側透明電極15とが重ねられ、結
果的にC1 ・・Ci の単位セルが直列に接合することを
特徴とする。本発明ではこのような単位セルの接合を独
自な方法で行うことを特徴とする。単位セルの接続する
数は、単位セルの起電力により左右される。すなわち、
接続したセルの数によって必要な電圧が得られればその
数で十分であるが、ユニット単位で更に直列接続するこ
ともできるので、いちがいには決められない。結局は、
取扱い容易な数量単位で太陽電池ユニットを構成するこ
とになる。太陽電池の単位セルCは、柔軟な導電性基材
11上に平面的に積層形成されたアモルファスシリコン
による起電力層14と透明導電膜15から構成されてい
る。単位セル間の接合材料は導電性の低融点材料であれ
ば特に制限なく使用することができるが、金属インジウ
ムである場合は後述のように好適に接合することができ
る。太陽電池ユニット10の両端には端子t1 ,t2
設けられる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the thin-film solar cell of the present invention. Thin-film solar cell of the present invention, as shown in FIG. 1, but the unit cell C of the solar cell constitutes one solar cell unit 10 in a state in which a plurality of serially connected, a conductive base of the unit cell C 1 wood 11 and the surface-side transparent electrode 15 of the unit cell C 2 is superimposed, the unit cell C 2 conductive substrate 11
And a transparent front side electrode 15 of the unit cell C 3 are overlapped, the unit cell as a result, the C 1 · · C i is characterized by joining in series. The present invention is characterized in that such unit cells are joined by a unique method. The number of unit cells connected depends on the electromotive force of the unit cells. That is,
It is sufficient if the required voltage is obtained depending on the number of connected cells, but the number is sufficient. However, since it is possible to further connect in series in units, it is not possible to determine the required voltage. after all,
The solar cell unit will be configured in a quantity unit that is easy to handle. The unit cell C of the solar cell is composed of an electromotive force layer 14 made of amorphous silicon and a transparent conductive film 15 which are laminated on a flexible conductive substrate 11 in a planar manner. The bonding material between the unit cells can be used without particular limitation as long as it is a conductive low-melting material, but when it is metal indium, it can be suitably bonded as described later. Terminals t 1 and t 2 are provided at both ends of the solar cell unit 10.

【0012】本発明の薄膜太陽電池は、耐光性または耐
候性であってかつ耐熱性の保護フィルム(樹脂フィル
ム)でカバーして使用することが好ましい。耐熱性が必
要なのは太陽電池を被覆する際に一般に熱プレスを行う
ことと、夏場の太陽熱による軟化や劣化防止のためであ
る。図2は、本発明の薄膜太陽電池に端子および保護フ
ィルムを設けた状態、図3は、本発明の薄膜太陽電池に
他の形態の端子および保護フィルムを設けた状態を示す
図である。耐光性、耐候性かつ耐熱性の保護フィルム1
9としては、ポリ塩化ビニリデンやポリフッ化ビニリデ
ンあるいはポリイミドフィルムを好適に使用することが
できる。
The thin-film solar cell of the present invention is preferably used by covering it with a light-resistant or weather-resistant and heat-resistant protective film (resin film). The need for heat resistance is required to perform heat pressing when covering a solar cell and to prevent softening and deterioration due to solar heat in summer. FIG. 2 is a diagram showing a state in which a terminal and a protective film are provided on the thin-film solar cell of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a state in which a terminal and a protective film of another form are provided on the thin-film solar cell of the present invention. Light-, weather- and heat-resistant protective film 1
As 9, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, or a polyimide film can be suitably used.

【0013】太陽電池ユニット10の両端の端子t1
2 は、導線を導電性基材11あるいは透明導電膜15
に接続するか、端子t1 ,t2 のいずれかまたは双方に
導電性基材11と同一または同質のものと接合して保護
フィルム19の外部に延長することで外部端子とするこ
とができる。図2においては、端子t1 、端子t2
は、導線を接続して端子としている。また、図3におい
ては、端子t1 ,t2 に導電性基材11を接合し外部端
子としている例が示されている。
The terminals t 1 ,
At t 2 , the conductor is connected to the conductive substrate 11 or the transparent conductive film 15.
Or by connecting one or both of the terminals t 1 and t 2 to the same or the same material as the conductive substrate 11 and extending the protection film 19 to the outside. In FIG. 2, a conductive wire is connected to the terminals t 1 and t 2 to form terminals. FIG. 3 shows an example in which the conductive base material 11 is joined to the terminals t 1 and t 2 to form external terminals.

【0014】次に、本発明の薄膜太陽電池の製造方法を
説明することとする。図4は、本発明の薄膜太陽電池の
製造工程を示す図である。まず、図4(A)のように、
帯状の柔軟な導電性基材11を準備する。基材は後述の
ように各種のものを使用することができるが低抵抗のも
のが好ましい。柔軟であることが必要なのは、円筒周面
に螺旋状に巻き付ける工程が必要であるからであり、同
じ理由からある程度の長さが必要とされ、連続した工程
が可能である限り連続した基材であってもよい。次い
で、基材上にアモルファスシリコン層を形成する。通常
の太陽電池で基材に非導電性の材料を使用する場合、基
材側電極の形成を行うが、本発明の場合、基材11を導
電性のものとし直接電極とするため、基材側の電極形成
を特に行わないものとする。当該帯状基材の両端部をマ
スク13で覆って基材の裏面に薄膜が回り込まないよう
ににする(図4(B))。マスクで覆う基材端部は受光
面積率を大きくするため、できるだけ小面積となるよう
にすることが好ましい。
Next, a method of manufacturing a thin-film solar cell according to the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the thin-film solar cell of the present invention. First, as shown in FIG.
A strip-shaped flexible conductive substrate 11 is prepared. As the substrate, various substrates can be used as described later, but a substrate having a low resistance is preferable. It is necessary to have flexibility because a step of spirally winding around the cylindrical peripheral surface is required, and for the same reason, a certain length is required, and a continuous substrate is used as long as a continuous process is possible. There may be. Next, an amorphous silicon layer is formed on the base material. When a non-conductive material is used for a substrate in a normal solar cell, a substrate-side electrode is formed. In the case of the present invention, the substrate 11 is made of a conductive material and is directly used as an electrode. The electrode on the side is not particularly formed. Both ends of the band-shaped base material are covered with the mask 13 so that the thin film does not go around the back surface of the base material (FIG. 4B). In order to increase the light receiving area ratio, the end portion of the base material covered with the mask is preferably as small as possible in area.

【0015】次いで、3層(n型、i型、p型層)のア
モルファスシリコン起電力層14をCVD法等により順
次堆積する(図4(C))。この3層のアモルファスシ
リコン層は、同一形状であれば良いので、マスク交換の
必要はない。アモルファスシリコン起電力層14の形成
は各種の方法が知られているが、多用される方法はシラ
ンガス(SiH4 )を真空炉中に導入し、電界を印加し
プラズマ放電することにより基材上にアモルファスシリ
コン薄膜を形成する方法である。このとき、シランガス
に不純物を添加しない場合はi型層が、ジボラン(B2
6 )を不純物として添加するとp型層が、フォスヒン
(PH3 )を添加するとn型層を形成することができ
る。すなわち、ガスの切替えによって、n・i・p型層
の接合を形成できる。このようにn・i・p型はガスの
切替えだけで1つの反応層で形成することができるが、
各層を分離した反応室で行うラインで連続的に形成する
こともできる。この場合には残留不純物が悪影響を及ぼ
すことが少ない効果がある。
Next, three layers (n-type, i-type, and p-type layers) of amorphous silicon electromotive force layers 14 are sequentially deposited by a CVD method or the like (FIG. 4C). Since the three amorphous silicon layers may have the same shape, there is no need to replace the mask. Although various methods are known for forming the amorphous silicon electromotive force layer 14, a method frequently used is to introduce a silane gas (SiH 4 ) into a vacuum furnace, apply an electric field, and perform a plasma discharge on the base material. This is a method for forming an amorphous silicon thin film. At this time, when no impurities are added to the silane gas, the i-type layer is made of diborane (B 2
When H 6 ) is added as an impurity, a p-type layer can be formed, and when phosphine (PH 3 ) is added, an n-type layer can be formed. That is, the junction of the nip layer can be formed by switching the gas. Thus, the nip type can be formed by one reaction layer only by switching the gas,
Each layer can be formed continuously by a line performed in a separate reaction chamber. In this case, there is an effect that the residual impurities hardly have an adverse effect.

【0016】続いて、第2の電極を透明導電膜15によ
り形成する(図4(D))。通常、透明導電膜はセル間
の接合のためにパターン形成するが、本発明の薄膜太陽
電池では、セル間の接合は単位セル間の電気的な接合に
より行うのでパターン形成は行わない。透明導電膜に用
いる材料としては、In2 3 、SnO2 、In2 2
−SnO2 (ITO)、TiO2 があり、これらをスパ
ッタリングや電子ビーム蒸着、抵抗加熱蒸着、イオンプ
レーティング等で形成することができる。以上により薄
膜太陽電池の単位セルが完成する(図4(E))。つま
り、本製造方法では、各薄膜層を、特にパターン状に形
成することなく帯状の太陽電池が形成される。
Subsequently, a second electrode is formed of the transparent conductive film 15 (FIG. 4D). Normally, the transparent conductive film is formed in a pattern for bonding between cells, but in the thin-film solar cell of the present invention, pattern formation is not performed since the bonding between cells is performed by electrical bonding between unit cells. Materials used for the transparent conductive film include In 2 O 3 , SnO 2 , In 2 O 2
—SnO 2 (ITO) and TiO 2 , which can be formed by sputtering, electron beam evaporation, resistance heating evaporation, ion plating or the like. Thus, a unit cell of the thin-film solar cell is completed (FIG. 4E). That is, in the present manufacturing method, a strip-shaped solar cell is formed without forming each thin film layer in a pattern.

【0017】薄膜太陽電池の基材としては、導電性のも
のが求められるが、フィルム状またはシート状の各種材
質を使用することができる。例えば、以下のようにな例
がある。 導電性有機材料 導電性有機材料には、異種元素あるいは分子(ドーパン
ト)が添加されて導電性を発現するものとドーピングな
しで導電性を発現するものとがある。前者に属するもの
では、ポリアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリ
フェニルクロルアセチレン、ポリ(p−フェニレン)、
ポリ(m−フェニレン)、ポリピロール、ポリアニリン
等がある。また、後者に属するものでは、ポリアセン、
ポリアセナセン、ポリペリナフタレン等がある。これら
の樹脂をフィルム状またはシート状にしたものを使用す
ることができる。またはこれらの導電性有機材料表面
を、銅、アルミニウム、クロム、金、銀、あるいはこれ
らを主成分とする合金等の低抵抗金属を被覆したものが
挙げられる。
The substrate of the thin-film solar cell is required to be conductive, but various materials such as a film or a sheet can be used. For example, there is the following example. Conductive Organic Materials There are two types of conductive organic materials: those that exhibit conductivity when a different element or molecule (dopant) is added, and those that exhibit conductivity without doping. In the former, polyacetylene, polyphenylacetylene, polyphenylchloroacetylene, poly (p-phenylene),
There are poly (m-phenylene), polypyrrole, polyaniline and the like. In the latter, polyacene,
Examples include polyacenacene and polyperinaphthalene. These resins may be used in the form of a film or a sheet. Alternatively, a material in which the surface of the conductive organic material is coated with a low-resistance metal such as copper, aluminum, chromium, gold, silver, or an alloy containing these as a main component may be used.

【0018】低熱膨張率金属 例えば、鉄−ニッケル合金である、インバー(35.5
Ni−Fe)がある。インバーは、常温近傍における熱
膨張係数が、2×10-6×K-1以下となり通常のFeに
比べて極端に小さくなっている。インバーにコバルトや
クロムを添加したものも使用することができる。また、
鉄−ニッケル−コバルト合金であるコバール(29Ni
−18Co−Fe)は、ガラスやセラミックスと熱膨張
係数が同程度であることから、これらの材料と併用する
ときに好まれて使用される。基材にはこれらの材料単
独、またはこれらの基材表面を、銅、アルミニウム、ク
ロム、金、銀、あるいはこれらを主成分とする合金等の
低抵抗金属を被覆したものを使用することができる。
Low thermal expansion metal Invar (35.5, for example, an iron-nickel alloy)
Ni-Fe). Invar has a coefficient of thermal expansion in the vicinity of room temperature of 2 × 10 −6 × K −1 or less, which is extremely smaller than that of ordinary Fe. Invar to which cobalt or chromium is added can also be used. Also,
Kovar (29Ni) which is an iron-nickel-cobalt alloy
-18Co-Fe) has a similar thermal expansion coefficient to glass and ceramics, and is therefore preferably used when used in combination with these materials. As the substrate, those materials alone or those coated with a low-resistance metal such as copper, aluminum, chromium, gold, silver, or an alloy containing these as a main component can be used. .

【0019】絶縁性基材の表裏両面に低抵抗金属の導
電性材料を薄膜形成し、表裏の導電性材料間をスルーホ
ールにより導通させたもの。例えば、メラミン、ポリエ
ステル、エポキシ、フェノール等の熱硬化性材料コア紙
積層材料、繊維強化プラスチック、紙間強化紙、ポリイ
ミド、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リアクリレート、ポリアリレート、テフロン等の樹脂フ
ィルムの表裏両面に、銅、アルミニウム、クロム、金、
銀、あるいはこれらを主成分とする合金等の低抵抗金属
の導電性材料を薄膜形成して被覆したものである。被覆
により表裏間の導通が得られればスルーホールを形成し
なくてもよい。
A conductive material of a low-resistance metal is formed on both surfaces of an insulating base material in a thin film, and the conductive material on the front and back surfaces is electrically connected by through holes. For example, thermosetting materials such as melamine, polyester, epoxy, and phenol Core paper laminated material, fiber reinforced plastic, inter-sheet reinforced paper, polyimide, polyester, polyethylene terephthalate, polyacrylate, polyarylate, Teflon, etc. , Copper, aluminum, chrome, gold,
It is formed by forming a thin film of a conductive material of a low-resistance metal such as silver or an alloy containing these as a main component, and covering the conductive material. As long as conduction between the front and back is obtained by coating, the through-hole need not be formed.

【0020】導電性無機材料 ステンレススチール、チタン、亜鉛めっき鋼板、カーボ
ンシート、アルミ板、鉄板等の薄層のものを使用するこ
とができ、これらの基材表面に、銅、アルミニウム、ク
ロム、金、銀、あるいはこれらを主成分とする合金等の
低抵抗金属を被覆したものを使用することができる。上
記の導電性基材は、ある程度の強度が保持できる厚さ
で、かつ直径10cm程度の円筒に巻きつけられる柔軟
性が得られる厚さであることが必要である。
Conductive inorganic materials Thin layers such as stainless steel, titanium, galvanized steel sheet, carbon sheet, aluminum sheet, and iron sheet can be used, and copper, aluminum, chromium, gold, A material coated with a low-resistance metal such as silver, silver, or an alloy containing these as a main component can be used. The conductive substrate needs to have a thickness that can maintain a certain level of strength, and a thickness that allows flexibility to be wound around a cylinder having a diameter of about 10 cm.

【0021】次に、このような帯状の太陽電池を単位セ
ルの接合体に形成する方法について説明する。図5は、
帯状の太陽電池を螺旋状に巻き付けるための円筒を示
す。円筒16は太陽電池ユニットの大きさにより任意の
ものとすることができるが、直径Rが、10cmの円筒
であれば、一辺が31.4cmの大きさの太陽電池とな
り、10cm幅の太陽電池単位セルを5単位接続するた
めには筒長Lを、60〜70cm程度とする必要がある
が、最終的な太陽電池の形状、必要な出力等を考慮して
円筒サイズを選定することになる。円筒の材質は特に制
限されないが、円筒を加熱してセル間接合の低融点金属
を融かすためには、熱伝導性の良い銅、アルミニウム等
の材質が好ましい。円筒は中空円筒として内部に加熱装
置を設けることが好ましい。
Next, a method of forming such a band-shaped solar cell as a unit cell unit will be described. FIG.
3 shows a cylinder for spirally winding a band-shaped solar cell. The cylinder 16 can be arbitrarily selected depending on the size of the solar cell unit. However, if the diameter R is a cylinder of 10 cm, a solar cell having a size of 31.4 cm on a side becomes a solar cell unit having a width of 10 cm. In order to connect five units of cells, the cylinder length L needs to be about 60 to 70 cm. However, the cylinder size is selected in consideration of the final shape of the solar cell, required output, and the like. The material of the cylinder is not particularly limited. However, in order to heat the cylinder and melt the low melting point metal of the cell-to-cell junction, a material such as copper or aluminum having good heat conductivity is preferable. The cylinder is preferably provided with a heating device inside as a hollow cylinder.

【0022】図6は、帯状の太陽電池を円筒周面に螺旋
状に巻き付けた状態を示す。帯状の太陽電池10は、導
電性基材を内面にして、導電性基材と透明電極の一部が
重なり部「J」を形成するようにして円筒16の周面に
巻き付ける。帯状太陽電池は直径10cmの円筒に図の
ように5回巻とした場合に、全長160cm程度の長さ
が必要になる。帯状の太陽電池を巻き付ける際には、イ
ンジウム等の低融点金属であって透明電極、導電性基材
との接合に対して整流性のないオーミック接合をする材
質を選定し、そのワイヤ状またはリボン状の接合部材1
8が導電性基材と透明電極の一部が重なり部「J」に位
置するように巻き込むようにする。この後、帯状の太陽
電池を円筒軸の周面に沿って切断して平面状に展開する
が、切断の方法としては、図6中、S1の一点鎖線のよ
うに円筒軸の軸芯に平行にして切断しても良いし、S2
の点線のように、帯状の太陽電池に直交する線で切断し
ても良い。
FIG. 6 shows a state in which a band-shaped solar cell is spirally wound around a cylindrical peripheral surface. The band-shaped solar cell 10 is wound around the peripheral surface of the cylinder 16 with the conductive base material as an inner surface and a part of the conductive base material and the transparent electrode overlapping each other to form a “J”. When the belt-shaped solar cell is wound five times in a cylinder having a diameter of 10 cm as shown in the figure, a total length of about 160 cm is required. When winding a band-shaped solar cell, select a material that is a low-melting metal such as indium, and that forms an ohmic junction without rectification to the junction with the transparent electrode and conductive substrate. Joining member 1
8 is wound so that the conductive substrate and a part of the transparent electrode overlap each other so as to be positioned at the overlapping portion “J”. Thereafter, the band-shaped solar cell is cut along the peripheral surface of the cylindrical shaft and developed in a flat shape. As a cutting method, as shown by a dashed line S1 in FIG. 6, the solar cell is parallel to the axis of the cylindrical shaft. And cut it, or S2
It may be cut by a line perpendicular to the belt-like solar cell as shown by the dotted line in FIG.

【0023】図7は、太陽電池ユニットを示す図であ
る。図7(A)は、図6のS1の一点鎖線のように円筒
軸の軸芯に平行にして切断した場合の太陽電池ユニット
の展開図を示し、図7(B)は、図7(A)のA−A線
における断面を示している。この切断方法の場合は、C
1 ,C5 のように、ユニットの両端に不等辺四角形状の
太陽電池単位セルが発生し、単位セルの導電性基材と透
明電極の一部が重なり部「J」が切断した辺に対して斜
行した状態となる。不等辺四角形状の太陽電池が不定型
の半端なものである場合は「J」のラインに沿って切断
除去してもよい。一方、図6のS2の点線のように帯状
太陽電池の辺に直交して切断する場合には帯状太陽電池
の長さを必要な所定長にすれば、不等辺四角形状の太陽
電池単位セルの発生がなく斜行した継ぎ目も生じないと
いう利点があるが、切断の方法がやや困難という問題が
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a solar cell unit. FIG. 7A is a development view of the solar cell unit when cut in parallel to the axis of the cylindrical axis as indicated by a dashed line S1 in FIG. 6, and FIG. 7B is a development view of FIG. 3) shows a cross section taken along line AA. In the case of this cutting method, C
1, as C 5, the solar cell unit cell is generated across the trapezium-shaped unit, with respect to the sides partially overlapping portion "J" was cut conductive substrate and the transparent electrode of the unit cell Skewed. If the inequilateral quadrangular solar cell is irregular, it may be cut and removed along the "J" line. On the other hand, in the case where the length of the strip-shaped solar cell is set to a necessary predetermined length when the strip-shaped solar cell is cut perpendicular to the side of the strip-shaped solar cell as shown by the dotted line of S2 in FIG. There is an advantage that there is no occurrence and there is no skewed seam, but there is a problem that the cutting method is somewhat difficult.

【0024】以上のように円筒周面に沿っていずれかの
方法で切断して展開した太陽電池ユニットは、さらに、
平行平板プレス機で加熱プレスすることで、平面性を高
めることができるとともに透明電極−低融点金属−導電
性基材の接合を完全にすることができる。これは、展開
した太陽電池ユニットをプレス機に入れ、低融点金属の
溶融温度以上に加熱することによりなされる。平行平板
プレス機のプレス面は熱伝導性の利点からやはり銅製の
ものが好ましい。
As described above, the solar cell unit cut and developed along any one of the cylindrical peripheral surfaces is further provided with:
By heating and pressing with a parallel plate press, the flatness can be improved and the bonding between the transparent electrode, the low melting point metal and the conductive substrate can be completed. This is achieved by placing the developed solar cell unit in a press and heating it to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the low melting point metal. The press surface of the parallel plate press is preferably made of copper from the viewpoint of thermal conductivity.

【0025】太陽電池単位セル間の接合は、金属インジ
ウムを使用して好適に接合することができる。太陽電池
単位セルは、導電性基材と透明電極が重なることだけで
も電気的な接続はされるが、単位セル間が機械的な力で
結び付けられていないので容易に分離しやすい。そこで
金属インジウムを使用すると電気的な導通と機械的な接
続の両者の役割りを果たすことができる。金属インジウ
ムは、融点156.4°Cの白色の導電性金属であるが
蝋のように軟らかい性質を有する。このものは、直径
0.1mm〜0.5mm程度のワイヤ状としたものある
いは、0.5mm〜3.0mm程度の幅のリボン状とし
たものが市販されており、常温で柔軟であることから、
圧着して容易に変形し対象物に付着する特性がある。こ
の金属インジウムワイヤまたはリボンを帯状太陽電池の
端縁に沿って付着させ、一方の単位セルの導電性基材面
と他方の単位セルの透明導電膜間に圧着させれば、両単
位セルは電気的に接合され、また、簡単には分離しない
ようになる。このような接合を例えば、5個の単位セル
を直列に接続するように各単位セル間を接合すれば一つ
のユニットが形成される。
The connection between the solar battery unit cells can be suitably performed using metal indium. Although the solar cell unit cells are electrically connected only by the overlap of the conductive base material and the transparent electrode, the unit cells are easily separated because the unit cells are not connected by mechanical force. Therefore, when metal indium is used, it can fulfill both roles of electrical conduction and mechanical connection. Metal indium is a white conductive metal having a melting point of 156.4 ° C., but has a soft property like a wax. This is commercially available in the form of a wire having a diameter of about 0.1 mm to 0.5 mm or a ribbon having a width of about 0.5 mm to 3.0 mm, and is flexible at normal temperature. ,
There is a characteristic that it is easily deformed by pressing and adheres to an object. If this metal indium wire or ribbon is adhered along the edge of the band-shaped solar cell and pressed between the conductive substrate surface of one unit cell and the transparent conductive film of the other unit cell, both unit cells are electrically connected. And are not easily separated. If such bonding is performed by connecting the unit cells so that, for example, five unit cells are connected in series, one unit is formed.

【0026】一つのユニットに接合された太陽電池を実
用に供する場合は、太陽光、降雨等による屋外暴露条件
においても劣化しない耐候性の樹脂フィルム材料で被覆
された状態であることが好ましい。このような被覆は、
太陽電池を外部環境から保護すると同時に、太陽電池ユ
ニットの機械的強度を高めて取扱を容易にする役割をも
果たすことになる。また、保護フィルムは多くの場合、
熱プレスすることによって太陽電池を被覆することにな
るので、150°C程度の熱プレス温度に耐えることが
必要とされる。
When the solar cell bonded to one unit is put to practical use, it is preferable that the solar cell is covered with a weather-resistant resin film material which does not deteriorate even under outdoor exposure conditions such as sunlight and rainfall. Such coatings
At the same time as protecting the solar cell from the external environment, it also serves to enhance the mechanical strength of the solar cell unit and facilitate handling. Also, protective films are often
Since the solar cell is covered by hot pressing, it is necessary to withstand a hot pressing temperature of about 150 ° C.

【0027】このような被覆材料として好適な樹脂フィ
ルムとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリフ
ッ化ビニルから選ばれるフッ素樹脂の他、パーフルオロ
アルコキシ樹脂、4フッ化エチレン−6フッ化プロピレ
ン共重合体、エチレン−4フッ化エチレン共重合体、塩
化−3フッ化エチレン共重合体、ポリ塩化ビニリデン樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ4フッ化エチレン樹脂、
ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリア
クリレート、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のフィ
ルムまたはこれらの複合フィムを挙げることができる。
保護フィルムの厚さは、防湿効果を有するものであれ
ば、特に制限されないが通常、15μm以上の厚さのフ
ィルムが使用される。また、防湿効果を高めるためにS
iO2 等からなるガラス状皮膜を積層した構造のもので
あっても良い。
As a resin film suitable as such a coating material, for example, in addition to a fluororesin selected from polyvinylidene fluoride and polyvinyl fluoride, a perfluoroalkoxy resin, a tetrafluoroethylene-6-fluoropropylene copolymer , Ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, chloride-trifluoroethylene copolymer, polyvinylidene chloride resin, polyvinyl chloride resin, polytetrafluoroethylene resin,
Films of polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polyethylene terephthalate resin, and the like, and composite films thereof can be given.
The thickness of the protective film is not particularly limited as long as it has a moisture-proof effect, but usually a film having a thickness of 15 μm or more is used. In addition, in order to enhance the moisture-proof effect, S
It may have a structure in which a glassy film made of iO 2 or the like is laminated.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図3〜図7
を参照して説明する。 <導電性基材の準備>洗浄した、0.05mm厚のステ
ンレス板(SUS304)〔サイズ;幅10cm×長さ
190cm〕を使用し、その両面に、アルミニウムを3
000Åの厚みで真空蒸着して導電性基材とした。
FIG. 3 to FIG. 7 show an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. <Preparation of Conductive Substrate> A 0.05 mm-thick washed stainless steel plate (SUS304) [size; width 10 cm × length 190 cm] was used.
Vacuum evaporation was performed to a thickness of 2,000 mm to obtain a conductive substrate.

【0029】<アモルファスシリコン層の形成>当該導
電性基材11上に、アモルファスシリコン起電力層(a
−Si:H層)14を、CVD法により成膜した。この
成膜は、基材11の両端部で薄膜の裏面への回り込みが
生じないように、両端の幅1mm程度をステンレス金属
板マスク(0.1mm厚)13で覆うようにして成膜し
た(図4(B))。アモルファスシリコン層の形成は、
基板側から最初に、P(燐)ドープによるn型のアモ
ルファスシリコン層〔a−Si:H(n)層〕を形成
し、ノンドープのi型の真正アモルファスシリコン半
導体層〔a−Si:H(i)層〕を形成し、最後に、
B(ほう素)ドープによるp型のアモルファスシリコン
層〔a−Si:H(p)層〕を形成することにより行っ
た(図4(C))。
<Formation of amorphous silicon layer> An amorphous silicon electromotive layer (a
-Si: H layer) 14 was formed by a CVD method. This film was formed so that a width of about 1 mm at both ends was covered with a stainless metal plate mask (0.1 mm thick) 13 so that the thin film would not go to the back surface at both ends of the substrate 11 ( FIG. 4 (B)). The formation of the amorphous silicon layer
First, an n-type amorphous silicon layer [a-Si: H (n) layer] doped with P (phosphorus) is formed from the substrate side, and a non-doped i-type genuine amorphous silicon semiconductor layer [a-Si: H ( i) layer], and finally,
This was performed by forming a p-type amorphous silicon layer [a-Si: H (p) layer] by B (boron) doping (FIG. 4C).

【0030】各成膜条件は次のとおりである。 (Pドープa−Si:H(n層)成膜条件) 成膜温度 : 300°C 導入ガス : SiH4 /H2 /PH3 流量=10/30/10sccm 成膜圧力 : 50mTorr RFパワー: 50W 堆積速度 : 10Å/sec 膜 厚 : 500Å (a−Si:H(i層)成膜条件) 成膜温度 : 300°C 導入ガス : SiH4 /H2 流量=10/50sccm 成膜圧力 : 50mTorr RFパワー: 50W 堆積速度 : 10Å/sec 膜 厚 : 3000Å (B2 6 ドープa−Si:H(p層)成膜条件) 成膜温度 : 300°C 導入ガス : SiH4 /H2 流量/B2 6 =10/30/5sccm 成膜圧力 : 50mTorr RFパワー: 50W 堆積速度 : 10Å/sec 膜 厚 : 300ÅThe respective film forming conditions are as follows. (P-doped a-Si: H (n-layer) film forming conditions) Film forming temperature: 300 ° C. Introduced gas: SiH 4 / H 2 / PH 3 flow rate = 10/30/10 sccm Film forming pressure: 50 mTorr RF power: 50 W Deposition rate: 10 ° / sec Film thickness: 500 ° (a-Si: H (i-layer) film forming conditions) Film forming temperature: 300 ° C. Introduced gas: SiH 4 / H 2 flow rate = 10/50 sccm Film forming pressure: 50 mTorr RF Power: 50 W Deposition rate: 10Å / sec Film thickness: 3000Å (B 2 H 6 -doped a-Si: H (p layer) film formation conditions) Film formation temperature: 300 ° C. Introduced gas: SiH 4 / H 2 flow rate / B 2 H 6 = 10/30/5 sccm Film forming pressure: 50 mTorr RF power: 50 W Deposition rate: 10 ° / sec Film thickness: 300 °

【0031】<透明電極パターンの形成>アモルファス
シリコン起電力層14上に、ITOによる透明導電膜1
5を反応性スパッタリング法により、次の条件で成膜し
た(図4(D))。 (スパッタ条件) ターゲット: In2 3 −SnO2 焼結ターゲット (SnO2 :10wt%) 成膜温度 : 250°C 成膜圧力 : 5mTorr DCパワー: 2.0kW Ar/O2 流量:100/3sccm 堆積速度 : 10Å/sec 膜 厚 : 1000Å
<Formation of Transparent Electrode Pattern> A transparent conductive film 1 made of ITO is formed on the amorphous silicon electromotive layer 14.
5 was formed by a reactive sputtering method under the following conditions (FIG. 4D). (Sputtering conditions) Target: In 2 O 3 -SnO 2 sintered target (SnO 2 : 10 wt%) Film forming temperature: 250 ° C. Film forming pressure: 5 mTorr DC power: 2.0 kW Ar / O 2 Flow rate: 100/3 sccm Deposition rate: 10Å / sec Film thickness: 1000Å

【0032】上記で作製された薄膜太陽電池を直径10
cmの銅製の中空円筒16(図5)に、螺旋部の重なり
部「J」の幅が1cmとなるように導電性基材11が円
筒周面に接するようにして螺旋状に5回転分巻き付けた
(図6)。その際、螺旋部の重なり部分の透明電極と導
電性基材との間に、幅1mm×厚さ200μmの金属イ
ンジウムリボン(高純度化学株式会社製)を接合部材1
8として、一方の単位セルの透明導電膜15の端縁に沿
って指で挿入し、押圧して圧着させた後、他方の単位セ
ルの導電性基材面が接触するようにした。巻き付け張力
は1.0kg重となるようにした。
The thin-film solar cell manufactured as described above was
The conductive base material 11 is spirally wound around a copper hollow cylinder 16 cm (FIG. 5) five times in a spiral shape so that the width of the overlapping portion “J” of the spiral portion is 1 cm so as to be in contact with the cylindrical peripheral surface. (FIG. 6). At that time, a metal indium ribbon (manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.) having a width of 1 mm and a thickness of 200 μm was joined between the transparent electrode and the conductive base material at the overlapping portion of the spiral portion.
As No. 8, a finger was inserted along the edge of the transparent conductive film 15 of one unit cell, pressed and pressed, and then the conductive substrate surface of the other unit cell was brought into contact. The winding tension was 1.0 kg weight.

【0033】銅製の中空円筒16に、螺旋状に巻き付け
た状態で、円筒内部に設けた加熱装置により帯状太陽電
池表面が、200°Cの温度になるよう均一に加熱し、
その状態で20分間保持した。加熱中、巻き付け張力は
1.0kg重となるように保持した。室温(25°C)
にまで冷却した後、円筒の長軸軸芯に平行な線で太陽電
池を切断した(図6のS1の切断線に沿って)。こうす
ることにより、5個の単位セルが直列に接合した太陽電
池ユニット10が得られた。この太陽電池が平面になる
ように、プレス板が銅製である平行平板プレス機によ
り、200°Cの温度で、5.5kg/cm2 、20分
間のプレスを行った。
While being spirally wound around the copper hollow cylinder 16, the surface of the band-shaped solar cell is uniformly heated to a temperature of 200 ° C. by a heating device provided inside the cylinder,
This state was maintained for 20 minutes. During heating, the winding tension was maintained at 1.0 kg weight. Room temperature (25 ° C)
After cooling to 2, the solar cell was cut along a line parallel to the long axis of the cylinder (along the cutting line S1 in FIG. 6). Thus, a solar cell unit 10 in which five unit cells were joined in series was obtained. Pressing was performed at a temperature of 200 ° C. for 5.5 minutes at 5.5 kg / cm 2 using a parallel plate press machine made of copper so that the solar cell was flat.

【0034】さらに、両端の単位セルに接続端子t1
2 を設けるために、一方のセルの導電性金属面端部中
央に、基材と同様にアルミニウムを真空蒸着した、幅1
0mm×長さ50mmのステンレス材(厚さ0.05m
m)を同様に、幅1mm×厚さ200μmの金属インジ
ウムリボンを使用して接合し端子t1 とした。また、他
方のセルの透明導電膜15面端部中央にに、同一の金属
インジウムリボンを使用して、同サイズのステンレス材
を接合し端子t2 とした(図3)。
Further, the connection terminals t 1 ,
In order to provide t 2 , aluminum was vacuum-deposited at the center of the end of the conductive metal surface of one of the cells in the same manner as the base material.
0mm x 50mm length stainless steel (0.05m thick)
m) was similarly joined using a metal indium ribbon having a width of 1 mm and a thickness of 200 μm to obtain a terminal t 1 . Further, the transparent conductive film 15 surface end portion center of the other cells, using the same metal indium ribbon and a terminal t 2 joining the stainless steel material of the same size (Figure 3).

【0035】このようにして、5個の単位セルを接合し
たものを1ユニットとし、保護フィルムとして、厚さ1
25μm厚のポリ塩化ビニリデンフィルム(旭化成株式
会社製「サラン」)2枚を使用して、試作太陽電池を太
陽電池ユニット10の両端子t1 ,t2 が、保護フィル
ムの外に突出するようにしてラミネートした。ラミネー
ト時のドラム温度は150°C、ラミネート圧力は2.
0kg/cm2 とし、接着剤には、エポキシ系接着剤
「アラルダイト」を使用した。
In this way, the unit obtained by joining the five unit cells is defined as one unit, and a protective film having a thickness of 1 unit is formed.
Using two 25 μm-thick polyvinylidene chloride films (“Saran” manufactured by Asahi Kasei Corporation), a prototype solar cell was prepared such that both terminals t 1 and t 2 of the solar cell unit 10 protruded outside the protective film. And laminated. The drum temperature during lamination was 150 ° C, and the lamination pressure was 2.
The pressure was 0 kg / cm 2, and an epoxy-based adhesive “Araldite” was used as the adhesive.

【0036】上記で作製された薄膜太陽電池ユニットが
太陽光に面する部分に対する実際の受光面積率は、実質
的に98%以上になった。従って、通常の電極パターン
形成方法による太陽電池よりもかなりの受光面積率向上
を図ることができた。また、この薄膜太陽電池にAM−
1(赤道上での太陽輻射スペクトルを再現した標準光
源)を照射したところ、7Vの初期電圧が得られ、当初
における太陽電池変換効率は8%程度であった。
The actual light-receiving area ratio of the thin-film solar cell unit produced above to the portion facing the sunlight was substantially 98% or more. Therefore, the light receiving area ratio can be considerably improved compared with the solar cell by the usual electrode pattern forming method. In addition, AM-
Irradiation with No. 1 (a standard light source reproducing the solar radiation spectrum on the equator) yielded an initial voltage of 7 V, and the initial solar cell conversion efficiency was about 8%.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明の薄膜太陽電池は、柔軟な導電性
基材上にアモルファスシリコン起電力層と光透過性の上
部電極が積層して形成された薄膜太陽電池単位セル間が
導電性基材の一部と光透過性の上部電極の一部が接触す
るように重ねられた状態で直列接合して、一つの太陽電
池ユニットを形成しているので、構成が簡単であり、太
陽電池セルパターン形成工程、電極の接合工程の簡易化
を図ることができる。また、単位面積当たりの受光面積
が増大し発電効率を高めることができる。また、本発明
の薄膜太陽電池の製造方法は、帯状の柔軟な導電性基材
上に形成された太陽電池を円筒周面上に螺旋状に巻き付
け、単位セル間を低融点金属で接合して切断することに
より、太陽電池ユニットを形成できるので、薄膜の太陽
電池を効率良く製造でき、また、連続生産の可能性も見
込まれる。
The thin-film solar cell of the present invention has a conductive base between thin-film solar cell unit cells formed by laminating an amorphous silicon electromotive layer and a light-transmitting upper electrode on a flexible conductive substrate. Since a part of the material and a part of the light-transmitting upper electrode are joined in series in a state of being overlapped so as to be in contact with each other to form one solar cell unit, the configuration is simple and the solar cell is simple. The pattern forming step and the electrode joining step can be simplified. Further, the light receiving area per unit area is increased, and the power generation efficiency can be increased. Further, the method for manufacturing a thin-film solar cell of the present invention is such that a solar cell formed on a strip-shaped flexible conductive substrate is spirally wound around a cylindrical peripheral surface, and unit cells are joined with a low-melting metal. By cutting, a solar cell unit can be formed, so that a thin-film solar cell can be efficiently manufactured, and the possibility of continuous production is also expected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の薄膜太陽電池の実施形態を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a thin-film solar cell of the present invention.

【図2】 本発明の薄膜太陽電池に端子および保護フィ
ルムを設けた状態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a terminal and a protective film are provided on the thin-film solar cell of the present invention.

【図3】 本発明の薄膜太陽電池に他の形態の端子およ
び保護フィルムを設けた状態を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a state in which a terminal and a protective film of another form are provided on the thin-film solar cell of the present invention.

【図4】 本発明の薄膜太陽電池の製造工程を示す図で
ある。
FIG. 4 is a view showing a manufacturing process of the thin-film solar cell of the present invention.

【図5】 本発明の薄膜太陽電池の製造工程を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the thin-film solar cell of the present invention.

【図6】 帯状の太陽電池を円筒周面に螺旋状に巻き付
けた状態を示す。
FIG. 6 shows a state in which a band-shaped solar cell is spirally wound around a cylindrical peripheral surface.

【図7】 太陽電池ユニットを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a solar cell unit.

【図8】 従来法による薄膜太陽電池セルパターン製造
プロセスを示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a thin-film solar cell pattern manufacturing process according to a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 太陽電池ユニット 11 導電性基材 13 金属板マスク 14 アモルファスシリコン起電力層 15 透明導電膜 16 円筒 18 接合部材 19 保護フィルム 21 基材 22 金属電極層 24 アモルファスシリコン層 25 透明導電膜 26 パッシベーション膜 C 太陽電池単位セル J 重なり部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solar cell unit 11 Conductive base material 13 Metal plate mask 14 Amorphous silicon electromotive layer 15 Transparent conductive film 16 Cylinder 18 Joining member 19 Protective film 21 Base material 22 Metal electrode layer 24 Amorphous silicon layer 25 Transparent conductive film 26 Passivation film C Solar cell unit cell J overlap

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 柔軟な導電性基材上にアモルファスシリ
コン起電力層と光透過性の上部電極が積層して形成され
た複数の薄膜太陽電池単位セル間が導電性基材の一端と
上部電極の一端が接触するように積み重ねられた状態で
直列に接合して、一つのユニットを形成していることを
特徴とする薄膜太陽電池。
1. An end of a conductive substrate and one end of the upper electrode between a plurality of thin-film solar cell unit cells formed by laminating an amorphous silicon electromotive layer and a light-transmitting upper electrode on a flexible conductive substrate. Characterized in that they are connected in series in a state of being stacked so that one ends thereof are in contact with each other to form one unit.
【請求項2】 導電性基材が導電性有機材料であること
を特徴とする請求項1記載の薄膜太陽電池。
2. The thin-film solar cell according to claim 1, wherein the conductive substrate is a conductive organic material.
【請求項3】 導電性基材が低熱膨張率金属であるイン
バー材またはコバール材であることを特徴とする請求項
1記載の薄膜太陽電池。
3. The thin-film solar cell according to claim 1, wherein the conductive substrate is an invar material or a kovar material that is a metal having a low coefficient of thermal expansion.
【請求項4】 導電性基材が絶縁性基材の表裏両面に導
電性材料を薄膜形成し、表裏の導電性材料間をスルーホ
ールにより導通させたものであることを特徴とする請求
項1記載の薄膜太陽電池。
4. The conductive base material according to claim 1, wherein a conductive material is formed as a thin film on both front and back surfaces of the insulating base material, and the conductive material on the front and back surfaces is made conductive by through holes. The thin-film solar cell as described.
【請求項5】 導電性基材が低抵抗金属により被覆され
た低熱膨張率金属であるインバー材またはコバール材で
あることを特徴とする請求項3記載の薄膜太陽電池。
5. The thin-film solar cell according to claim 3, wherein the conductive substrate is an invar material or a kovar material which is a metal having a low coefficient of thermal expansion coated with a low-resistance metal.
【請求項6】 導電性基材が低抵抗金属により被覆され
た絶縁性基材であることを特徴とする請求項1記載の薄
膜太陽電池。
6. The thin-film solar cell according to claim 1, wherein the conductive substrate is an insulating substrate coated with a low-resistance metal.
【請求項7】 導電性基材が低抵抗金属により被覆され
た導電性有機材料であることを特徴とする請求項2記載
の薄膜太陽電池。
7. The thin-film solar cell according to claim 2, wherein the conductive substrate is a conductive organic material coated with a low-resistance metal.
【請求項8】 低抵抗金属がアルミニウム、銅、クロ
ム、金、銀のいずれかの金属もしくはこれらを主成分と
する合金であることを特徴とする請求項5から請求項7
記載の薄膜太陽電池。
8. The low-resistance metal is any one of aluminum, copper, chromium, gold, and silver or an alloy containing these as a main component.
The thin-film solar cell as described.
【請求項9】 単位セル間の接合が金属インジウムを使
用してされることを特徴とする請求項1記載の薄膜太陽
電池。
9. The thin-film solar cell according to claim 1, wherein the junction between the unit cells is made using metal indium.
【請求項10】 一つのユニットを形成する太陽電池
が、端子となる両端部を除いて光透過性かつ耐候性の樹
脂フィルムで被覆されていることを特徴とする請求項1
から9記載の薄膜太陽電池。
10. The solar cell forming one unit is covered with a light-transmissive and weather-resistant resin film except for both ends serving as terminals.
10. The thin-film solar cell according to 9 above.
【請求項11】 帯状の柔軟な導電性基材上にアモルフ
ァスシリコン起電力層を形成する工程、当該起電力層上
に光透過性の上部電極を積層して形成する工程とにより
帯状の太陽電池を形成した後、当該帯状の太陽電池を一
定長に切断した後、導電性基材と光透過性の上部電極の
一部が重なるようにし、かつ重なり部分間に低融点の金
属材料を薄層にして挿入しながら、円筒周面に螺旋状に
巻き付ける工程、円筒を加熱して低融点金属を溶融して
導電性基材と光透過性の上部電極間を接合する工程、螺
旋状に巻き付けられた太陽電池をその一端から他端に至
る間を円筒周面に沿って切断する工程、切断した太陽電
池を円筒周面から剥離して平面状に展開する工程、とに
より太陽電池ユニットを形成することを特徴とする薄膜
太陽電池の製造方法。
11. A belt-shaped solar cell comprising: a step of forming an amorphous silicon electromotive layer on a strip-shaped flexible conductive substrate; and a step of laminating and forming a light-transmitting upper electrode on the electromotive layer. After forming the strip-shaped solar cell, the conductive base material and a part of the light-transmitting upper electrode are overlapped with each other, and a thin layer of a low-melting metal material is provided between the overlapped portions. A step of spirally winding the cylinder around the peripheral surface while inserting it, a step of heating the cylinder to melt the low-melting-point metal and joining the conductive substrate and the light-transmitting upper electrode, and spirally winding Forming a solar cell unit by cutting the solar cell along the cylindrical peripheral surface from one end to the other end thereof, separating the cut solar cell from the cylindrical peripheral surface, and developing the solar cell into a planar shape. Method for producing thin-film solar cell .
【請求項12】 低融点金属が金属インジウムであるこ
とを特徴とする請求項11記載の薄膜太陽電池の製造方
法。
12. The method according to claim 11, wherein the low melting point metal is metal indium.
【請求項13】 螺旋状に巻き付けられた太陽電池の切
断を円筒軸に平行な線で切断することを特徴とする請求
項11記載の薄膜太陽電池の製造方法。
13. The method according to claim 11, wherein the spirally wound solar cell is cut along a line parallel to the cylindrical axis.
【請求項14】 螺旋状に巻き付けられた太陽電池の切
断を帯状の太陽電池の一片に直交する線で切断すること
を特徴とする請求項11記載の薄膜太陽電池の製造方
法。
14. The method of manufacturing a thin-film solar cell according to claim 11, wherein the spirally wound solar cell is cut along a line perpendicular to a strip of the solar cell.
【請求項15】 切断して展開した太陽電池を平型プレ
ス機でプレスすることを特徴とする請求項11記載の薄
膜太陽電池の製造方法。
15. The method for manufacturing a thin-film solar cell according to claim 11, wherein the solar cell cut and expanded is pressed by a flat press.
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