JPH11186577A

JPH11186577A - 薄膜太陽電池とその形成方法

Info

Publication number: JPH11186577A
Application number: JP9365145A
Authority: JP
Inventors: Daisaku Haoto; 大作羽音; Yoji Iwamoto; 要司岩本
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造であるが受光面積率が大きい薄膜
太陽電池とのその形成方法を提供する。【解決手段】本発明の薄膜太陽電池は、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太陽電池単位セル間が導電
性接続部材により直列接続するか、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
直列接続しているため、簡単な構造であるが受光面積率
を大きくすることができる。また、本発明の薄膜太陽電
池の形成方法は、単位セルを形成した後、セル間の接合
を、導電性基材の一端と上部電極の一端が接触するよう
に瓦状に積み重ねて行う。その際、金属インジウムを使
用することにより容易に接続することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【０００４】図６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６（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６（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６
（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６（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６（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。

【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６（Ｆ））。シリコ
ン層の上に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６（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６
（Ｈ））。

【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。

【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るも
のである。また、本発明によれば、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
造コストの低減も同時に可能となる。

【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、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導電性材料により直列に
接続して、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。

【０００９】上記課題を解決する本発明の要旨の第２
は、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。

【００１０】上記課題を解決する本発明の要旨の第３
は、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太陽電池単位セルを形成し
た後、複数の太陽電池単位セル間を導電性基材の一端が
上部電極の一端に積み重ねられた状態で直列接合させ
て、一つのユニットを形成することを特徴とする薄膜太
陽電池の形成方法、にある。かかる薄膜太陽電池の形成
方法であるため、薄膜太陽電池セルパターンの受光面積
を増加できかつを低コストで量産することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の薄膜太陽電池は、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、これを適当な大きさに切断して単位セル
とし、平面状に並べた状態で導電性基材側と光透過性の
上部電極とを接続するか、または瓦の積み重ねのように
一端同士を重ね、重ねた部分に金属インジウム（Ｉｎ）
等の低融点金属を挟み込み導電性基材と光透過性の上部
電極とを接合する。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
トな太陽電池の作製が可能となる。

【００１２】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第１の実施
形態、図２は、本発明の薄膜太陽電池の第２の実施形態
を示す図である。本発明の薄膜太陽電池の第１の実施形
態は、図１のように、太陽電池の単位セルＣが平面状に
直列に複数個接続した状態で１つの太陽電池ユニット１
０を構成している。第１の実施形態の場合は、単位セル
Ｃ₁の透明導電膜１５と単位セルＣ₂の導電性基材１１
である裏面側とが導電性接続部材１７により接続してい
る。同様に、単位セルＣ₂の透明導電膜１５と単位セル
Ｃ₃の導電性基材の裏面側とが接続し、結果的に、Ｃ₁
・・Ｃ_iの単位セルが直列に接合することになる。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。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、導電性基材１
１上に平面的に積層形成されたアモルファスシリコンに
よる起電力層と透明導電膜１５から構成されている。こ
の透明導電膜１５が光透過性の上部電極となる。単位セ
ル間の接続材料は導電性の材料であれば特に制限なく使
用することができる。通常は、銅、アルミニウム、クロ
ム、金、銀もしくはこれらを主成分とする合金が使用で
きるが、金属インジウムであってもよい。太陽電池ユニ
ット１０の両端には端子ｔ₁，ｔ₂が設けられる。

【００１３】本発明の薄膜太陽電池の第２の実施形態
は、図２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
ていることは第１の実施形態の場合と同様である。太陽
電池の単位セルＣ₁の構成も、第１の実施形態の場合と
同様である。ただし、第２の実施形態の場合は、単位セ
ルＣ₁の表面側透明電極と単位セルＣ₂の裏面側電極と
が瓦状に積み重ねられた状態で接合部材１８により接合
している点で相違している。単位セル間の接合部材１８
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
とができ通常は、インジウム、鉛、すずもしくはこれら
を主成分とする合金が使用できるが、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
る材質が好ましい。この点、金属インジウムは、好適に
使用することができる。

【００１４】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３は、本発明
の薄膜太陽電池の第１の実施形態に保護フィルムを設け
た状態、図４は、本発明の薄膜太陽電池の第２の実施形
態に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１９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
イミドフィルム等の樹脂フィルムを好適に使用すること
ができる。

【００１５】太陽電池ユニット１０の両端には端子
ｔ₁，ｔ₂を設ける必要がある。端子は、導線を導電性
基材１１あるいは透明電極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３におい
ては、端子ｔ₁は導電性基材を延長して外部端子とし、
端子ｔ₂には、導線を接続して端子としている。また、
図４においては、端子ｔ₂にも導電性基材１１を接合し
外部端子としている例が示されている。

【００１６】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５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５（Ａ）のように、
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。次いで、基材上にアモルファスシリコン起電力層１
４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通常行うが、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
該基材の端部をマスク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５（Ｂ））。マスクで覆
う基材端部は、できるだけ小面積となるようにすること
が好ましい。例えば、１０ｃｍ×１０ｃｍの基板の周囲
を１ｍｍ幅で覆えば、受光面積率は９８％となり、２ｍ
ｍ幅で覆えば９６％となって減少するからである。従っ
て、受光面積率を大きくするためには大サイズの基板に
太陽電池を形成して裁断することが好ましい。

【００１７】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５（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、マスクの交換
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（Ｂ
₂Ｈ₆）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。

【００１８】続いて、第２の電極を透明導電膜１５によ
り形成する（図５（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ま
たは接続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、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、
Ｉｎ₂Ｏ₂−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５
（Ｅ））。つまり、本形成方法では、各薄膜層を、特に
パターン状に形成することなく太陽電池が完成される。

【００１９】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、各種の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。

【００２０】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。

【００２１】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
の表裏を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。

【００２２】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
基材の厚さは、太陽電池の構造的強度を保持する上か
ら、金属材料や熱硬化性樹脂成形材料の場合は、０．０
５〜２．０ｍｍ、有機樹脂材料の場合は、０．５〜３．
０ｍｍ程度の厚さが必要である。

【００２３】太陽電池単位セルの接合は、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、瓦状に積み重ね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１５
６．４°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太陽電池単位セルの端縁に沿って
付着させ、一方の単位セルの導電性基材面と他方の単位
セルの透明電極間に圧着させれば、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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図４、図５
を参照して説明する。＜導電性基材の準備＞洗浄した、０．２ｍｍ厚のインバ
ー材（３５．５鉄−ニッケル合金）〔サイズ１０ｃｍ×
５０ｃｍ〕を電解複合研磨により平滑化し（日造精密研
磨株式会社）、その両面に、アルミニウムを３０００Å
の厚みで真空蒸着して導電性基材とした。インバー材を
研磨したのは、平滑なシリコン膜を形成するためであ
る。

【００２７】＜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、基材の四周の端部で薄膜の裏面への回り込みが
生じないように、四周を幅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５（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（ホウ素）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５（Ｃ））。

【００２８】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：５０ｍＴｏｒｒＲＦ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：５０ｍＴｏｒｒＲＦパワー：５０Ｗ堆積速度：１０Å／ｓｅｃ膜厚：３０００Å （Ｂ₂Ｈ₆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／Ｂ₂Ｈ₆＝１０／３０／５ｓｃｃｍ成膜圧力：５０ｍＴｏｒｒＲＦパワー：５０Ｗ堆積速度：１０Å／ｓｅｃ膜厚：３００Å

【００２９】＜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２（Ｄ））。（スパッタ条件）ターゲット：Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂焼結ターゲット（ＳｎＯ₂：１０ｗｔ％）成膜温度：２５０°Ｃ成膜圧力：５ｍＴｏｒｒＤＣパワー：２．０ｋＷＡｒ／Ｏ₂流量：１００／３ｓｃｃｍ堆積速度：１０Å／ｓｅｃ膜厚：１０００Å

【００３０】上記で作製された薄膜太陽電池を、１０ｃ
ｍ×１０ｃｍのサイズにスクライバーを用いて切断し、
太陽電池単位セルＣとした。この単位セルＣの端部が、
３ｍｍ幅で重なるように瓦状に積み重ねて、その５個を
直列に接続した。接続の際、単位セル間の接合に、直径
０．８ｍｍの金属インジウムワイヤ（高純度化学株式会
社製）を接合部材１８として、一方の単位セルの透明電
極の端縁に沿って指で押圧して圧着させた後、他方の単
位セルの導電性金属（インバー材）面を接触させて押圧
してセル間を接合するようにした。さらに、両端の単位
セルに接続端子ｔ₁，ｔ₂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１０ｍｍ×長さ５０ｍｍのインバー
材（厚さ０．２ｍｍ）を同様に、金属インジウムワイヤ
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
ワイヤを使用して、同サイズのインバー材を接合し端子
ｔ₂とした（図４）。

【００３１】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１９として、厚
さ１２５μｍ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」）を使用して、試作太陽電池を太
陽電池ユニットの両端子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２．０ｋ
ｇ／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。

【００３２】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、計算
上９５．６％になる。従って、通常の電極パターン形成
方法によるものよりかなりの受光面積率向上を図ること
ができる。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。

【００３３】

【発明の効果】本発明の薄膜太陽電池は、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導
電性材料により接続するかまたは積み重ねられた状態で
直列に接合して、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、本発明の薄膜太陽電池の形成方法は、単位セル間を
導電性基材の一端が上部電極の一端に積み重ねられた状
態で直列に接合するので、接続パターンの形成が必要で
なく薄膜太陽電池を容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜太陽電池の第１の実施形態を示
す図である。

【図２】本発明の薄膜太陽電池の第２の実施形態を示
す図である。

【図３】本発明の薄膜太陽電池の第１の実施形態に保
護フィルムを設けた状態を示す図である。

【図４】本発明の薄膜太陽電池の第２の実施形態に保
護フィルムを設けた状態を示す図である。

【図５】本発明の薄膜太陽電池の製造工程を示す図で
ある。

【図６】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。

【符号の説明】

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１７導電性接続部材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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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導電性材料により直列に接続
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。
【請求項２】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。
【請求項３】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および請求項２記載の薄膜太陽電
池。
【請求項４】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および請求項２記載の薄膜太陽電池。
【請求項５】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および請求項２記載の薄膜太陽電池。
【請求項６】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１および請求項２記載の薄
膜太陽電池。
【請求項７】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および請
求項２記載の薄膜太陽電池。
【請求項８】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１およ
び請求項２記載の薄膜太陽電池。
【請求項９】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６から請求項８
記載の薄膜太陽電池。
【請求項１０】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２記載の薄膜太
陽電池。
【請求項１１】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太陽電池単位
セルを形成した後、複数の太陽電池単位セル間を導電性
基材の一端が上部電極の一端に積み重ねられた状態で直
列接合させて、一つのユニットを形成することを特徴と
する薄膜太陽電池の形成方法。
【請求項１２】太陽電池単位セル間の接合を金属イン
ジウムを用いて行うことを特徴とする請求項１１記載の
薄膜太陽電池セルの形成方法。
【請求項１３】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および請求項２記載の薄膜太陽電池。
【請求項１４】樹脂フィルムが、塩化ビニリデンフィ
ルムであることを特徴とする請求項１３記載の薄膜太陽
電池。