JPH11312816A - Integrated thin-film solar cell module - Google Patents

Integrated thin-film solar cell module

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Publication number
JPH11312816A
JPH11312816A JP10120394A JP12039498A JPH11312816A JP H11312816 A JPH11312816 A JP H11312816A JP 10120394 A JP10120394 A JP 10120394A JP 12039498 A JP12039498 A JP 12039498A JP H11312816 A JPH11312816 A JP H11312816A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
cell module
sub
modules
photoelectric conversion
Prior art date
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Pending
Application number
JP10120394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Nishio
仁 西尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP10120394A priority Critical patent/JPH11312816A/en
Publication of JPH11312816A publication Critical patent/JPH11312816A/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

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an integrated thin-film solar cell module whose manufacturing yield is high, which is cheap in cost, and whose output is high. SOLUTION: An integrated thin-film solar cell module contains a plurality of submodules formed separately in a plurality of regions on a single substrate 1. The modules are divided by a plurality of isolation trenches 6 and 8 which are substantially linear and mutually parallel to form the cells 51 (51a to 51c) and 52 (52a to 52c) with a first electrode layer 2, semiconductor thin-film photoelectric conversion layer 3, and second electrode layer 4 formed on the substrate. Furthermore, the cells are connected electrically serially by connecting trenches 7 parallel to the isolation trenches 6 and 8.

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】本発明は1つの基板上に形成
される集積型薄膜太陽電池モジュールに関し、特に大面
積の基板上に形成される集積型薄膜太陽電池モジュール
の生産歩留りとコストおよびその出力特性の改善に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated thin-film solar cell module formed on one substrate, and more particularly to a production yield, cost, and output of the integrated thin-film solar cell module formed on a large-area substrate. It is related to improvement of characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8において、集積型薄膜太陽電池モジ
ュールの典型的な一例が、一部破断斜視図で模式的に図
解されている。なお、本願の各図において、長さ、幅、
および厚さなどの寸法関係は、図面の明瞭化と簡略化の
ために適宜に変更されており、必ずしも実際の寸法関係
を反映しているものではない。
2. Description of the Related Art FIG. 8 schematically illustrates a typical example of an integrated thin-film solar cell module in a partially cutaway perspective view. In each drawing of the present application, length, width,
The dimensional relations such as thickness and thickness are appropriately changed for clarification and simplification of the drawings, and do not necessarily reflect the actual dimensional relations.

【0003】図8に示されているような集積型薄膜太陽
電池モジュールにおいては、たとえばガラス等の透光性
絶縁基板1上に、透光性導電薄膜からなる第1電極層2
が形成されており、これは互いに平行で直線状の複数の
第1電極分離溝6によって複数の第1電極2a、2b、
2cに分割されている。第1電極層2上には、pin接
合などの半導体接合を含む半導体薄膜光電変換層3が形
成されており、これは第1電極分離溝6に平行な複数の
接続用開口溝7によって複数の光電変換領域3a、3
b、3cに分割されている。光電変換層3上には、適当
な金属からなる第2電極層4が形成されており、これも
第1電極分離溝6に平行な複数の第2電極分離溝8によ
って複数の第2電極4a、4b、4cに分割されてい
る。
In an integrated thin-film solar cell module as shown in FIG. 8, a first electrode layer 2 made of a light-transmitting conductive thin film is formed on a light-transmitting insulating substrate 1 such as glass.
Are formed by a plurality of first electrode separation grooves 6 which are parallel to each other and linear, and the plurality of first electrodes 2a, 2b,
2c. A semiconductor thin film photoelectric conversion layer 3 including a semiconductor junction such as a pin junction is formed on the first electrode layer 2, and is formed by a plurality of connection opening grooves 7 parallel to the first electrode separation groove 6. Photoelectric conversion regions 3a, 3
b, 3c. A second electrode layer 4 made of a suitable metal is formed on the photoelectric conversion layer 3. The second electrode layer 4 is also formed by a plurality of second electrode separation grooves 8 parallel to the first electrode separation groove 6. , 4b and 4c.

【0004】このようにして、一つの基板1上で、複数
の光電変換領域4a、4b、4cに対応して複数の光電
変換セル5a、5b、5cが形成されている。これらの
光電変換セルの任意のセル5bの第1電極2bは、接続
用溝7を介して、隣接するセル5cの第2電極4cに電
気的に接続されている。すなわち、基板1上で、複数の
光電変換セル5a、5b、5cが電気的に直接接続され
て集積化されている。
In this way, a plurality of photoelectric conversion cells 5a, 5b, 5c are formed on one substrate 1 corresponding to a plurality of photoelectric conversion regions 4a, 4b, 4c. The first electrode 2b of any of the photoelectric conversion cells 5b is electrically connected to the second electrode 4c of the adjacent cell 5c via the connection groove 7. That is, the plurality of photoelectric conversion cells 5a, 5b, and 5c are electrically connected directly and integrated on the substrate 1.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような集積型薄膜
太陽電池モジュールでは、当然のことながら、基板1枚
当たりの出力を少しでも高くすることが望まれる。しか
し、基板面積が大きくなればなるほど、または単位セル
の面積が大きくなればなるほど、1つのセルの不良がモ
ジュール全体の出力に及ぼす影響が大きくなる。
In such an integrated thin-film solar cell module, it is naturally desired to increase the output per substrate as much as possible. However, the larger the substrate area or the larger the area of the unit cell, the greater the influence of a failure of one cell on the output of the entire module.

【0006】セルの不良の原因としていくつかが考えら
れるが、第1の原因として、ピンホール等に起因して第
1と第2の電極の間に生じる短絡欠陥が挙げられる。こ
のような短絡セルはそれ自身の出力の低下を生じるのみ
ならず、集積化された太陽電池モジュール全体の出力を
低下させる。また、第2の原因として、複数のセルの間
における電流密度の不均一性が挙げられる。セル間にお
いて電流密度が不均一な場合には、最も電流値の低いセ
ルによってモジュール全体の電流値が制限されてしま
い、やはり集積化されたモジュール全体での出力低下が
生じる。第3の原因として、セル間の電気的分離が十分
に行なわれておらず、複数のセルが電気的に接触した状
態になっている、すなわち段落ちと呼ばれる状態が生じ
得る。さらには、何らかの原因によって、他のセルに比
較して特に特性の低いセルが形成された場合には、やは
り集積化されたモジュール全体としての出力特性の低下
が生じる。
There are several possible causes of cell failure. The first cause is a short-circuit defect generated between the first and second electrodes due to a pinhole or the like. Such a short-circuit cell not only causes a reduction in its own output, but also reduces the output of the entire integrated solar cell module. A second cause is non-uniformity of current density among a plurality of cells. If the current density is not uniform among the cells, the current value of the entire module is limited by the cell having the lowest current value, and the output of the entire integrated module also decreases. As a third cause, electrical isolation between cells may not be sufficiently performed, and a plurality of cells may be in electrical contact with each other, that is, a state called step-down may occur. Further, when a cell having a characteristic particularly lower than that of another cell is formed for some reason, the output characteristic of the integrated module as a whole also deteriorates.

【0007】このような集積型モジュールにおける不良
原因に起因する出力低下を防止するために、複数の小面
積のモジュールを電気的に相互接続することによって大
面積のモジュールと同等の出力を得る方法がある。こう
すれば、特性の似通った複数の小面積モジュールを選択
接続することによって比較的安定した高い出力を得るこ
とができるが、モジュール同士を接続するための手間
や、接続に要する面積による受光面積の損失などのよう
に、製造上やコストの点で問題がある。
In order to prevent a decrease in output due to a cause of failure in such an integrated module, a method of obtaining an output equivalent to that of a large area module by electrically interconnecting a plurality of small area modules is known. is there. In this way, a relatively stable high output can be obtained by selectively connecting a plurality of small area modules having similar characteristics. However, the labor required for connecting the modules and the light receiving area due to the area required for the connection can be reduced. There are problems in terms of manufacturing and costs, such as losses.

【0008】以上のような従来技術の状況に鑑み、本発
明は、薄膜太陽電池モジュールにおける集積化の様式を
改善し、従来の集積化の様式の経済性や簡便性を維持し
つつ、良好な生産歩留まりで製造が可能であって安価か
つ高出力の太陽電池モジュールを提供することを目的と
している。
In view of the state of the prior art as described above, the present invention improves the mode of integration in a thin-film solar cell module, and maintains good economy and simplicity of the conventional mode of integration. It is an object of the present invention to provide an inexpensive and high-output solar cell module that can be manufactured with a production yield.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による集積型薄膜
太陽電池モジュールは、単一の基板上の区分けされた複
数の領域のそれぞれに形成された複数の集積型太陽電池
サブモジュールを含み、それらのサブモジュールの各々
において、基板上に順次積層された第1電極層、半導体
薄膜光電変換層、および第2電極層が複数の太陽電池セ
ルを形成するように実質的に直線状で互いに平行な複数
の分離溝によって分離されていて、かつそれらの複数の
セルは分離溝に平行な複数の接続用溝を介して互いに電
気的に直列接続されていることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An integrated thin-film solar cell module according to the present invention includes a plurality of integrated solar cell sub-modules formed in each of a plurality of partitioned regions on a single substrate. In each of the sub-modules, the first electrode layer, the semiconductor thin-film photoelectric conversion layer, and the second electrode layer sequentially stacked on the substrate are substantially linear and parallel to each other so as to form a plurality of solar cells. The plurality of cells are separated by a plurality of separation grooves, and the plurality of cells are electrically connected to each other in series through a plurality of connection grooves parallel to the separation grooves.

【0010】このように1つの基板上の複数の領域に形
成された複数のサブモジュールを含む太陽電池モジュー
ルにあっては、1つの基板上の全領域に1つのモジュー
ルが形成された場合に比べて、1つのセルの不良が太陽
電池モジュール全体の出力特性に及ぼす悪影響を軽減す
ることができる。より具体的には、1つのサブモジュー
ルが不良セルを含んでいたとしても、他の良好なサブモ
ジュールを並列に接続することによって、1つの基板上
に1つのモジュールが形成されている場合に比べて、不
良セルの影響によるモジュール全体の出力低下を軽減す
ることができる。
In the solar cell module including a plurality of sub-modules formed in a plurality of regions on one substrate as described above, compared with a case where one module is formed in the entire region on one substrate. As a result, it is possible to reduce the adverse effect of the failure of one cell on the output characteristics of the entire solar cell module. More specifically, even if one sub-module includes a defective cell, by connecting other good sub-modules in parallel, compared to a case where one module is formed on one substrate Thus, it is possible to reduce a decrease in output of the entire module due to the influence of the defective cell.

【0011】また、サブモジュールは同一基板上に形成
されているので、従来のように異なる基板上に形成され
た複数のモジュールを相互接続する場合に比べて、簡略
かつ確実な接続が可能となる。
Further, since the sub-modules are formed on the same substrate, a simple and reliable connection becomes possible as compared with a conventional case where a plurality of modules formed on different substrates are interconnected. .

【0012】なお、1つの基板上に形成された複数のサ
ブモジュールは、並列接続のみならず直列接続してもよ
いことは言うまでもなく、並列接続と直列接続との所望
の組合せも可能である。
It is needless to say that a plurality of sub-modules formed on one substrate may be connected not only in parallel but also in series, and a desired combination of parallel connection and series connection is also possible.

【0013】すなわち本発明によれば、従来の集積化の
様式の経済性や簡便性を維持しつつ、良好な生産歩留り
で製造が可能であって安価かつ高出力の太陽電池モジュ
ールを提供することが可能となる。
That is, according to the present invention, it is possible to provide an inexpensive and high-output solar cell module which can be manufactured with a good production yield while maintaining the economy and simplicity of the conventional integration mode. Becomes possible.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1において、本発明の実施の形
態の一例による集積型薄膜太陽電池モジュールが、一部
破断斜視図で模式的に図解されている。この図1に示さ
れた集積型薄膜太陽電池モジュールは、図8の場合と異
なって2つのサブモジュールを含んでいる。第1のサブ
モジュールは基板1上で電気的に接続された複数の光電
変換セル51a〜51cを含み、第2のサブモジュール
は他の複数のセル52a〜52cを含んでいる。
FIG. 1 schematically illustrates an integrated thin-film solar cell module according to an embodiment of the present invention in a partially cutaway perspective view. The integrated thin-film solar cell module shown in FIG. 1 includes two sub-modules unlike the case of FIG. The first sub-module includes a plurality of photoelectric conversion cells 51a to 51c electrically connected on the substrate 1, and the second sub-module includes other plurality of cells 52a to 52c.

【0015】基板1上には、第1電極層2、半導体光電
変換層3、および第2電極層4が順次積層されている。
基板1としてガラスや透明樹脂等の透光性絶縁基板が用
いられる場合、通常は、第1電極層2として透光性酸化
物導電材料が用いられ、第2電極層4として金属材料が
用いられる。これらの電極層2、4のための透光性酸化
物導電材料や金属材料としての具体的材料は特に限定さ
れるものではなく、周知の材料から適宜に選択して用い
ることができる。
On the substrate 1, a first electrode layer 2, a semiconductor photoelectric conversion layer 3, and a second electrode layer 4 are sequentially laminated.
When a light-transmitting insulating substrate such as glass or transparent resin is used as the substrate 1, usually, a light-transmitting oxide conductive material is used as the first electrode layer 2, and a metal material is used as the second electrode layer 4. . The specific material as the light-transmitting oxide conductive material or the metal material for the electrode layers 2 and 4 is not particularly limited, and can be appropriately selected from known materials.

【0016】半導体光電変換層3に用いられる材料も特
に限定されるものではなく、たとえば非晶質シリコン系
半導体材料の場合には、非晶質シリコン、水素化非晶質
シリコン、水素化非晶質シリコンカーバイド、水素化非
晶質シリコンナイトライドの他に、炭素、ゲルマニウ
ム、錫などを含む非晶質シリコン合金も用いられ得る。
また、これらの各種半導体材料にp型またはn型のドー
パント元素を添加することによって荷電子制御を行った
材料も用いられ得る。さらに、半導体層3はシリコン系
材料に限られず、CdS系、GaAs系、InP系、C
IS系等を用いることもできる。半導体光電変換層3に
含まれる薄膜は非晶質、微結晶または多結晶の膜が適宜
に選択されるとともに、半導体接合のタイプとしては、
pin型、nip型、pi型、ni型、pn型、MIS
型、ヘテロ接合型、ホモ接合型、ショットキバリア型あ
るいはこれらのタイプを適当に組み合わせて積層したタ
ンデム型にされてもよい。
The material used for the semiconductor photoelectric conversion layer 3 is not particularly limited. For example, in the case of an amorphous silicon-based semiconductor material, amorphous silicon, hydrogenated amorphous silicon, hydrogenated amorphous In addition to porous silicon carbide and hydrogenated amorphous silicon nitride, an amorphous silicon alloy containing carbon, germanium, tin, and the like can be used.
Further, a material in which valence control is performed by adding a p-type or n-type dopant element to these various semiconductor materials may be used. Further, the semiconductor layer 3 is not limited to a silicon-based material, but may be a CdS-based, GaAs-based, InP-based,
An IS system or the like can also be used. As the thin film included in the semiconductor photoelectric conversion layer 3, an amorphous, microcrystalline, or polycrystalline film is appropriately selected.
pin type, nip type, pi type, ni type, pn type, MIS
It may be a tandem type, which is formed by laminating a type, a heterojunction type, a homojunction type, a Schottky barrier type or an appropriate combination of these types.

【0017】図1の集積型薄膜太陽電池モジュールに含
まれる第1のサブモジュールにおいても、図8の場合と
同様に、複数の光電変換セル51a、51b、51cに
対応して、第1電極層2は複数の第1電極分離溝6によ
って複数の第1電極2a1、2b1、2c1に分離され
ており、半導体光電変換層3は、複数の接続溝7によっ
て複数の光電変換領域3a1、3b1、3c1に分割さ
れており、そして第2電極層4は、複数の第2電極分離
溝8によって複数の第2電極4a1、4b1、4c1に
分離されている。これらの光電変換セル51a〜51c
は、接続用溝7を介して電気的に直列に接続されてい
る。また、第2のサブモジュールに含まれる光電変換セ
ル52a〜52cも、第1のサブモジュールに含まれる
セルと全く同様に形成されている。そして、第1と第2
のサブモジュールの間は、サブモジュール分離溝9によ
って互いに分離されている。
In the first sub-module included in the integrated thin-film solar cell module of FIG. 1, as in the case of FIG. 8, the first electrode layer corresponds to the plurality of photoelectric conversion cells 51a, 51b, 51c. 2 is separated into a plurality of first electrodes 2 a 1, 2 b 1, 2 c 1 by a plurality of first electrode separation grooves 6, and the semiconductor photoelectric conversion layer 3 is divided into a plurality of photoelectric conversion regions 3 a 1, 3 b 1, 3 c 1 by a plurality of connection grooves 7. The second electrode layer 4 is divided into a plurality of second electrodes 4a1, 4b1, 4c1 by a plurality of second electrode separation grooves 8. These photoelectric conversion cells 51a to 51c
Are electrically connected in series via the connection groove 7. Further, the photoelectric conversion cells 52a to 52c included in the second sub-module are formed in exactly the same manner as the cells included in the first sub-module. And the first and second
Are separated from each other by a sub-module separation groove 9.

【0018】図2と図3は、図1に示されているような
太陽電池モジュールに用い得る第1電極層2を示す模式
的な平面図である。図2においては、第1電極層2を複
数の第1電極領域に分離するために、複数の第1電極分
離溝6がたとえばレーザ加工によって形成されており、
これらの第1電極分離溝6の各々は、第1と第2の太陽
電池サブモジュールの両方にわたって連続して形成され
ている。図2に示されているような第1電極層2を用い
る場合には、第1の太陽電池モジュールにおける2つの
サブモジュール間の2列のサブモジュール分離溝9を1
列で済ますことも可能である。
FIGS. 2 and 3 are schematic plan views showing the first electrode layer 2 that can be used in the solar cell module as shown in FIG. In FIG. 2, in order to separate the first electrode layer 2 into a plurality of first electrode regions, a plurality of first electrode separation grooves 6 are formed by, for example, laser processing.
Each of these first electrode separation grooves 6 is formed continuously over both the first and second solar cell submodules. When the first electrode layer 2 as shown in FIG. 2 is used, two rows of sub-module separation grooves 9 between two sub-modules in the first solar cell module are set to one.
It is also possible to do with columns.

【0019】他方、図3に示された第1電極層2におい
ては、複数の第1電極分離溝6の各々が第1と第2のサ
ブモジュールの領域にわたって連続しておらず、それら
2つのサブモジュールの間の境界領域において長さ6x
だけ中断させられている。そして、このような溝中断領
域6xは、図1の太陽電池モジュールにおける2つのサ
ブモジュール間の2列のサブモジュール分離溝9の間に
設けられている。図3に示されているような第1電極層
2を用いる場合、プラズマCVD法によって半導体光電
変換層3を堆積させるときに、図2の場合に比べて第1
電極層2中の電界分布を均一にすることができ、均一で
良質の半導体光電変換層3を得ることができる。
On the other hand, in the first electrode layer 2 shown in FIG. 3, each of the plurality of first electrode separation grooves 6 is not continuous over the region of the first and second sub-modules, 6x length in the border area between submodules
Only have been interrupted. Such a groove interruption region 6x is provided between two rows of sub-module separation grooves 9 between two sub-modules in the solar cell module of FIG. When the first electrode layer 2 as shown in FIG. 3 is used, when the semiconductor photoelectric conversion layer 3 is deposited by the plasma CVD method, the first electrode layer 2 is compared with the case of FIG.
The electric field distribution in the electrode layer 2 can be made uniform, and a uniform and high-quality semiconductor photoelectric conversion layer 3 can be obtained.

【0020】図1に示されているような太陽電池モジュ
ールが形成された後に、図4の一部破断側面図と図5の
上面図に示されているように、基板1上の第1のサブモ
ジュールに含まれるセル51の並びの両端部と第2のサ
ブモジュールに含まれるセル52の並びの両端部には、
正負の電極部に電流取り出し用電極61、71および6
2、72が、半田80によって取り付けられる。これら
の取り出し用電極61、71および62、72として
は、半田メッキされた銅箔等を用いることができ、半田
付けは例えば太陽電池モジュールの正負の電極部に予備
半田付けされた半田80を溶融させて行われ得るが、そ
の他の方法が用いられてもよい。取り出し用電極61、
71および62、72が取り付けられた後で、第2電極
層4の上面が樹脂によって封止されてモジュール化され
る。
After the solar cell module as shown in FIG. 1 is formed, as shown in the partially cutaway side view of FIG. 4 and the top view of FIG. Both ends of the array of cells 51 included in the submodule and both ends of the array of cells 52 included in the second submodule are:
Current extracting electrodes 61, 71 and 6 are provided on the positive and negative electrode portions.
2, 72 are attached by solder 80. These extraction electrodes 61, 71 and 62, 72 can be made of solder-plated copper foil or the like. Soldering is performed, for example, by melting solder 80 pre-soldered to the positive and negative electrode portions of the solar cell module. However, other methods may be used. Extraction electrode 61,
After the components 71, 62 and 72 are attached, the upper surface of the second electrode layer 4 is sealed with a resin to form a module.

【0021】(実施例1)図1を参照して説明された本
発明の実施の形態に対応して、集積型非晶質薄膜太陽電
池モジュールが実施例1として作製された。910mm
×455mmの長方形と4mmの厚さを有するガラス基
板1上に第1電極層2として透明酸化物導電薄膜が熱C
VD法によって形成された。この透明電極層2は、レー
ザー加工によって形成された複数の分離溝6によって、
図3に示されているような複数の短冊状の透明電極に分
離された。すなわち、透明電極層2において、長さ8
8.5cmで幅50μmの分離溝6が0.9cmのピッ
チで51本形成され、分離溝中央部に6x=0. 5mm
の長さの溝中断領域が設けられた。その後、基板1と透
明電極層2が純水中で超音波洗浄され、この透明電極層
2上には、順次に堆積されてそれぞれが非晶質であるp
型層、i型層、およびn型層を含む非晶質半導体光電変
換層3が形成された。
(Example 1) An integrated amorphous thin-film solar cell module was manufactured as Example 1 in accordance with the embodiment of the present invention described with reference to FIG. 910mm
A transparent oxide conductive thin film as a first electrode layer 2 is formed on a glass substrate 1 having a rectangular shape of × 455 mm and a thickness of 4 mm by heat C.
It was formed by the VD method. The transparent electrode layer 2 is formed by a plurality of separation grooves 6 formed by laser processing.
It was separated into a plurality of strip-shaped transparent electrodes as shown in FIG. That is, in the transparent electrode layer 2, the length 8
51 separation grooves 6 each having a size of 8.5 cm and a width of 50 μm are formed at a pitch of 0.9 cm, and 6x = 0.5 mm at the center of the separation grooves.
A groove interruption region of length was provided. Thereafter, the substrate 1 and the transparent electrode layer 2 are subjected to ultrasonic cleaning in pure water, and p
An amorphous semiconductor photoelectric conversion layer 3 including a mold layer, an i-type layer, and an n-type layer was formed.

【0022】この光電変換層3は容量結合型グロー放電
分解装置内で200℃の基板温度と70〜150Paの
反応圧力の条件のもとに形成され、p型層は、モノシラ
ン、水素、メタン、およびジボランを含む混合ガスから
堆積され、i型層はモノシランと水素を含む混合ガスか
ら堆積され、そしてn型層はモノシラン、水素、および
ホスフィンを含む混合ガスから堆積された。このように
形成された非晶質半導体光電変換層3は、レーザー加工
によって形成された複数の接続用溝7によって、複数の
光電変換領域3a1〜3c1などに分割された。
The photoelectric conversion layer 3 is formed in a capacitively coupled glow discharge decomposition apparatus under the conditions of a substrate temperature of 200 ° C. and a reaction pressure of 70 to 150 Pa. The p-type layer is composed of monosilane, hydrogen, methane, And a mixed gas containing diborane, the i-type layer was deposited from a mixed gas containing monosilane and hydrogen, and the n-type layer was deposited from a mixed gas containing monosilane, hydrogen, and phosphine. The amorphous semiconductor photoelectric conversion layer 3 thus formed was divided into a plurality of photoelectric conversion regions 3a1 to 3c1 by a plurality of connection grooves 7 formed by laser processing.

【0023】引き続いて、光電変換層3を覆うように、
第2電極層4として300nmの厚さを有する金属層が
スパッタリング法によって形成された。この金属電極層
4は、レーザー加工によって形成された複数の分離溝8
によって、複数の金属電極4a1〜4c1などに分離さ
れ、こうして集積型非晶質シリコン薄膜太陽電池が作製
された。
Subsequently, so as to cover the photoelectric conversion layer 3,
A metal layer having a thickness of 300 nm was formed as the second electrode layer 4 by a sputtering method. This metal electrode layer 4 has a plurality of separation grooves 8 formed by laser processing.
As a result, a plurality of metal electrodes 4a1 to 4c1 were separated, and thus an integrated amorphous silicon thin film solar cell was manufactured.

【0024】次に、図4と図5に示されているように、
この太陽電池の両端部に正負の電流取り出し用電極6
1、71、62、72が設けられた。これらの電流取り
出し用電極61、71、62、72として半田メッキさ
れた銅箔が用いられ、ガラス基板1に対する接着は、予
備半田付けされた半田80を用いて行われた。
Next, as shown in FIGS. 4 and 5,
Positive and negative current extraction electrodes 6 are provided at both ends of the solar cell.
1, 71, 62, 72 were provided. Solder-plated copper foil was used as the current extracting electrodes 61, 71, 62, and 72, and the bonding to the glass substrate 1 was performed using the pre-soldered solder 80.

【0025】このように製造された太陽電池モジュール
は2つのサブモジュールを含み、第1と第2のサブモジ
ュールにおいては、0. 9cm×44cmの寸法を有す
る短冊状光電変換セル51と52のそれぞれが直列に5
0段集積化されている。この後、第2電極層4上に裏面
保護のために充填用樹脂およびフッ素系耐候性フィルム
等による封止を行い、基板周囲に周辺シール材を張り巡
らせてアルミフレーム等の枠体を取り付け、二組の正負
電極取り出し用電極を雨水浸入防止の施された端子箱等
に収納して太陽電池モジュールが完成する。
The solar cell module manufactured in this manner includes two sub-modules. In the first and second sub-modules, each of the rectangular photoelectric conversion cells 51 and 52 having a size of 0.9 cm × 44 cm is provided. Is 5 in series
Zero-stage integration. Thereafter, sealing is performed on the second electrode layer 4 with a filling resin and a fluorine-based weather-resistant film or the like for back surface protection, and a peripheral sealing material is stretched around the substrate to attach a frame such as an aluminum frame. The two sets of positive and negative electrode take-out electrodes are housed in a terminal box or the like provided with rainwater intrusion prevention to complete the solar cell module.

【0026】このような太陽電池モジュールにおいて、
二組の正負電極を端子箱内で並列に接続すれば、0. 9
cm×44cmの寸法を有する短冊状光電変換セルが直
列に50段集積化されたサブモジュールの2組が同一基
板上で並列接続されて形成されたことになる。また、二
組の正負電極を端子箱内で直列に接続すれば、0. 9c
m×44cmの寸法を有する短冊状光電変換セルが直列
に100段集積化された太陽電池モジュールが単一基板
上に形成されたことになる。
In such a solar cell module,
If two sets of positive and negative electrodes are connected in parallel in the terminal box, 0.9
This means that two sets of sub-modules in which strip-shaped photoelectric conversion cells having a size of cm × 44 cm are integrated in 50 stages in series are formed in parallel on the same substrate. If two pairs of positive and negative electrodes are connected in series in the terminal box, 0.9c
This means that a solar cell module in which strip-shaped photoelectric conversion cells having a size of mx 44 cm are integrated in 100 stages in series is formed on a single substrate.

【0027】(実施例2)図6の一部破断側面図と図7
の上面図は、実施例2による太陽電池モジュールを模式
的に示している。この実施例2の太陽電池モジュール
は、正負の電流取り出し用電極がそれぞれ1本の半田付
けされた銅箔60と70で形成されていることのみにお
いて、実施例1と異なっている。すなわち、図7の太陽
電池モジュールにおいては、50段のセル51を含む第
1サブモジュールと50段のセル52を含む第2サブモ
ジュールが、正負の電流取り出し電極60と70によっ
て直接的に互いに並列接続されている。このような実施
例2の太陽電池モジュールでは、サブモジュール間の電
気的接続が直列接続ではなくて並列接続専用となるが、
実施例1に比べて製造がさらに簡略化され得るととも
に、太陽電池モジュールの信頼性がさらに高められ得
る。
(Embodiment 2) A partially broken side view of FIG. 6 and FIG.
The top view schematically shows the solar cell module according to the second embodiment. The solar cell module of the second embodiment differs from the first embodiment only in that the positive and negative current extraction electrodes are each formed of one soldered copper foil 60 and 70. That is, in the solar cell module of FIG. 7, the first sub-module including the 50-stage cell 51 and the second sub-module including the 50-stage cell 52 are directly parallel to each other by the positive and negative current extraction electrodes 60 and 70. It is connected. In the solar cell module according to the second embodiment, the electrical connection between the sub-modules is not a serial connection but a dedicated parallel connection.
The manufacturing can be further simplified as compared with the first embodiment, and the reliability of the solar cell module can be further enhanced.

【0028】なお、以上の実施例では2つのサブモジュ
ールを含む太陽電池モジュールが説明されたが、さらに
多くのサブモジュールが含まれてもよいことは言うまで
もない。
Although the solar cell module including two sub-modules has been described in the above embodiment, it is needless to say that more sub-modules may be included.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、本発明の集積型薄膜太陽
電池モジュールによれば、同一基板上に複数のサブモジ
ュールが存在するので、サブモジュール間の接続が容易
でありかつその接続に伴う受光面積損失を極力低減でき
るので、生産歩留まりが高くて安価でかつ高出力の太陽
電池モジュールを提供することができる。
As described above, according to the integrated thin-film solar cell module of the present invention, since a plurality of sub-modules are present on the same substrate, the connection between the sub-modules is easy and the connection between the sub-modules is easy. Since the light receiving area loss can be reduced as much as possible, it is possible to provide a low-cost, high-output solar cell module with a high production yield.

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

【図1】本発明の実施の形態の一例を説明するための集
積型薄膜太陽電池モジュールを示す模式的な一部破断斜
視図である。
FIG. 1 is a schematic partially broken perspective view showing an integrated thin-film solar cell module for explaining an example of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の太陽電池モジュールに含まれ得る第1電
極層の一例を示す模式的な平面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of a first electrode layer that can be included in the solar cell module of FIG.

【図3】図1の太陽電池モジュールに含まれ得る第1電
極層のもう1つの例を示す模式的な平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view showing another example of a first electrode layer that can be included in the solar cell module of FIG.

【図4】図1の太陽電池モジュールに適用され得る電流
取り出し用電極の一例を示す模式的な一部破断側面図で
ある。
FIG. 4 is a schematic partially broken side view showing an example of a current extraction electrode that can be applied to the solar cell module of FIG.

【図5】図4の電流取り出し用電極を示す模式的な上面
図である。
FIG. 5 is a schematic top view showing the current extraction electrode of FIG. 4;

【図6】図1の太陽電池モジュールに適用され得る電流
取り出し用電極のもう1つの例を示す模式的な一部破断
側面図である。
FIG. 6 is a schematic partially broken side view showing another example of the current extraction electrode that can be applied to the solar cell module of FIG.

【図7】図6の電流取り出し用電極を示す模式的な上面
図である。
FIG. 7 is a schematic top view showing the current extraction electrode of FIG. 6;

【図8】従来の太陽電池モジュールを示す模式的な一部
破断斜視図である。
FIG. 8 is a schematic partially broken perspective view showing a conventional solar cell module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス等の基板 2 第1電極層 3 半導体薄膜光電変換層 4 第2電極層 6 第1電極分離溝 7 接続用溝 8 第2電極分離溝 9 サブモジュール分離溝 51,52 光電変換セル 60,61 62,70,71,72 電流取り出し用
電極 80 半田
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate of glass etc. 2 1st electrode layer 3 Semiconductor thin film photoelectric conversion layer 4 2nd electrode layer 6 1st electrode separation groove 7 Connection groove 8 2nd electrode separation groove 9 Submodule separation groove 51,52 photoelectric conversion cell 60, 61 62, 70, 71, 72 Current extraction electrode 80 Solder

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単一の基板上の区分けされた複数の領域
のそれぞれに形成された複数の集積型太陽電池サブモジ
ュールを含み、 前記サブモジュールの各々において、前記基板上に順次
積層された第1電極層、半導体薄膜光電変換層、および
第2電極層が複数の太陽電池セルを形成するように実質
的に直線状で互いに平行な複数の分離溝によって分離さ
れていて、かつそれらの複数のセルは前記分離溝に平行
な複数の接続用溝を介して互いに電気的に直列接続され
ていることを特徴とする集積型薄膜太陽電池モジュー
ル。
An integrated solar cell sub-module formed in each of a plurality of divided regions on a single substrate, wherein each of the sub-modules includes a plurality of sub-modules sequentially stacked on the substrate. The one electrode layer, the semiconductor thin film photoelectric conversion layer, and the second electrode layer are separated by a plurality of substantially linear and parallel separation grooves so as to form a plurality of solar cells, and the plurality of the plurality of separation grooves are parallel to each other. The integrated thin-film solar cell module, wherein the cells are electrically connected to each other in series via a plurality of connection grooves parallel to the separation groove.
【請求項2】 前複数の太陽電池サブモジュールのう
ち、少なくとも2つのサブモジュールが互いに電気的に
並列接続されていることを特徴とする請求項1に記載の
集積型薄膜太陽電池モジュール。
2. The integrated thin-film solar cell module according to claim 1, wherein at least two of the plurality of solar cell sub-modules are electrically connected to each other in parallel.
【請求項3】 前記複数のセルに対応して前記第1電極
層を複数の第1電極に分離するための第1電極分離溝
は、隣り合う前記サブモジュールにわたって連続してお
らず、それらのサブモジュールの間の境界領域で所定長
さだけ中断させられていることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
3. A first electrode separation groove for separating the first electrode layer into a plurality of first electrodes corresponding to the plurality of cells is not continuous over adjacent sub-modules, and 3. The integrated thin-film solar cell module according to claim 1, wherein the module is interrupted by a predetermined length in a boundary region between the sub-modules.
【請求項4】 前記光電変換層は、水素化非晶質シリコ
ンまたはその合金の半導体薄膜を含むことを特徴とする
請求項1から3のいずれかの項に記載の集積型薄膜太陽
電池モジュール。
4. The integrated thin-film solar cell module according to claim 1, wherein the photoelectric conversion layer includes a semiconductor thin film of hydrogenated amorphous silicon or an alloy thereof.
【請求項5】 前記光電変換層は、多結晶シリコン薄膜
を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかの項
に記載の集積型薄膜太陽電池モジュール。
5. The integrated thin-film solar cell module according to claim 1, wherein the photoelectric conversion layer includes a polycrystalline silicon thin film.
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