TWI420684B - 太陽能電池單元之製造方法及太陽能電池單元 - Google Patents

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Description

太陽能電池單元之製造方法及太陽能電池單元
本發明係關於一種太陽能電池單元之製造方法及太陽能電池單元。
近年來，就有效地利用能量之觀點而言，太陽能電池正越來越廣泛地得到利用。
尤其，利用單晶矽之太陽能電池之每單位面積之能量轉換效率優異。
然而，另一方面，由於利用單晶矽之太陽能電池係使用將單晶矽錠切片而成之矽晶圓，因此單晶矽錠之製造會消耗大量之能量，製造成本高。
尤其，於實現設置於室外等之大面積之太陽能電池之情形時，若利用單晶矽來製造太陽能電池，則目前相當耗費成本。
因此，利用可更廉價地製造之非晶(非晶質)矽薄膜之非晶矽型太陽能電池作為低成本之太陽能電池而得到普及。
非晶矽型太陽能電池例如具有光電轉換體，該光電轉換體中之所謂TCO(transparent conductive oxide，透明導電氧化物)等之透明電極作為表面電極而成膜於玻璃基板上，於表面電極上積層有包含非晶矽之半導體膜(光電轉換層)與成為背面電極之Ag薄膜。
半導體膜係藉由稱為pin接合之層結構而構成，該稱為pin接合之層結構藉由p型及n型之矽膜而夾持若接收光則會產生電子與電洞之非晶矽膜(i型)。
而且，由於太陽光而產生於半導體層中之電子與電洞因p型‧n型半導體之電位差而活躍地移動，此種移動連續反覆地進行，藉此於兩面之電極上產生電位差。
然而，於上述非晶矽型太陽能電池中存在如下問題，即，若僅於基板上以較廣之面積均勻地形成光電轉換體，則電位差較小。
因此，已知如下構成，即，形成將光電轉換體電性分離成各特定之尺寸而成之區劃元件(太陽能電池單元)，且彼此鄰接之區劃元件電性連接。
具體而言，已知如下之所謂積體結構，即，藉由雷射光等，於以較廣之面積均勻地形成於基板上之光電轉換體中形成槽，從而形成多數個帶狀之區劃元件，使該等區劃元件彼此電性串聯連接。
作為上述太陽能電池之製造方法，例如已知有如日本專利特開2007-273858號公報所示之技術。
於該太陽能電池之製造方法中，最初之步驟係使透明電極成膜於玻璃基板上，藉由雷射劃線而於該透明電極上形成第一槽。
繼而，於透明電極上設置具備光電轉換功能之半導體膜，其後藉由利用雷射光之劃線而將半導體膜之一部分除去，設置電性連接用槽，藉此將作為光電轉換膜之半導體膜分割成帶狀。
進而，於在半導體膜上形成背面電極之後，藉由利用雷射光之劃線而於背面電極及半導體膜之雙方上形成共通槽。
此時，形成於半導體膜上之背面電極之成膜材料亦埋設於電性連接用槽內。
如此，於使各層成膜之每個步驟中進行劃線，藉此，各層得到劃分，並且背面電極與表面電極得以連接，區劃元件彼此得以電性連接。
然而，近年來，作為成膜對象之玻璃基板有大型化之傾向，存在使用一邊為1m以上之基板之情形。於此情形時，若如上述先前技術般，於使各層成膜之每個步驟中進行劃線，則存在難以確保劃線之精度之問題。亦即，若使用大型之玻璃基板，則存在如下問題，即，由於因玻璃基板之自身重量等而使玻璃基板產生翹曲等，無法形成獲得所期望之對準程度之槽，從而導致形成彎曲之槽。藉此，存在無法確實地將彼此鄰接之區劃元件之間分離，或彼此鄰接之槽相接觸之虞。其結果，存在如下問題，即，無法確保彼此鄰接之區劃元件之間的絕緣性，彼此鄰接之區劃元件之間短路，導致區劃元件之發電效率下降。
對此，考慮有如下之對策，即，藉由擴大槽之間的距離而防止彼此鄰接之槽接觸，從而確保彼此鄰接之區劃元件之間的絕緣性。然而，於此情形時，存在區劃元件之有效面積減少之問題。其結果，存在各區劃元件之發電效率下降之問題。
又，亦有如下情形：由於在使各層成膜之每個步驟中進行劃線，故而雷射處理於製造製程時間中所佔之時間必然增大，或需要用以將每次進行劃線步驟時於被劃線之部分之周邊所產生之微粒除去的洗净步驟，存在製造效率下降之問題。
另一方面，已知於理論上，非晶矽型太陽能電池與結晶型太陽能電池相比較，其光電轉換效率欠佳。
作為解決該問題點之方法，光電轉換效率高之光電轉換層之開發、以及防止於製造步驟中所產生之光電轉換層之劣化的技術得到重視。
一般認為此種製造步驟中之光電轉換層之劣化主要係由以下所述之現象引起。
如上所述，藉由使用雷射而形成槽，但已知一般而言，包含TCO之上述透明電極充分地吸收紅外線區域之波長之雷射光線，例如波長為1064nm之YAG(Yttrium Aluminium Garnet，釔鋁石榴石)紅外線雷射而受到加熱，又，包含非晶矽之上述半導體膜充分地吸收可見光區域之波長之雷射光線，例如上述紅外線雷射之2倍高頻諧波即532nm之綠色雷射而受到加熱。
因此，於切斷上述透明電極之情形時使用上述紅外線雷射，於切斷上述半導體膜之情形時經常使用綠色雷射。
上述使用紅外線雷射之方法與使用綠色雷射之方法相比較係高輸出，因此存在槽周邊之各層容易受到由雷射照射所產生之熱之影響的問題。
作為由雷射照射所產生之熱之影響的第一點，例如可列舉：由雷射照射所產生之熱傳遞至槽周邊之各層，導致槽周邊之非晶矽層(半導體層)之覆蓋懸鍵之氫原子脫離等。
於因由形成鄰接於發電有效區域之槽時之雷射照射所產生之熱，而導致氫原子自發電有效區域之半導體層脫離之情形時，存在如下問題，即，因該部分所產生之懸鍵而產生局域能階，直接導致太陽能電池之光電轉換效率下降。
又，作為第二點，亦存在於形成槽時發生熔融之表面電極之材料飛散至槽之內部的可能性。
於此情形時，存在如下顧慮，即背面電極與表面電極橋接，兩電極間發生短路。
本發明係為解決上述問題而完成者，其第1目的在於提供一種可藉由對大型基板亦高精度地進行劃線而確保相鄰接之區劃部間之絕緣性，並且可提高區劃元件之發電效率的太陽能電池之製造方法及太陽能電池。
又，本發明之第2目的在於提供一種可縮短雷射劃線步驟所需之時間，並且可抑制由劃線時所產生之熱所造成之影響而提高光電轉換效率的太陽能電池單元之製造方法及太陽能電池單元。
為解決上述問題，本發明之第1態樣之太陽能電池單元之製造方法包括劃線步驟，該劃線步驟係藉由於基板上依序積層第1電極層、光電轉換層及第2電極層而形成光電轉換體之後，形成將光電轉換體電性分離成複數個區劃部之槽者。於上述劃線步驟中形成：第1槽，其至少分離上述第1電極層及上述光電轉換層；第2槽，其與上述第1槽平行，且至少分離上述光電轉換層；以及第3槽，其與上述第1槽平行，配置於與緊靠上述第2槽之上述第1槽相反之上述第2槽之側方，且保留上述第1電極層而分離上述光電轉換層及上述第2電極層。
根據該方法，因於劃線步驟中形成各槽，故與在使各層成膜之每個步驟中進行劃線之先前之情形相比較，可高精度地形成各槽。藉此，由於亦可對大型基板高精度地進行劃線，因此可確實地將區劃部之間分離，從而可確實地防止彼此鄰接之槽間之槽之接觸。因此，由於可確保具有發電有效區域之區劃部，與鄰接於該區劃部之區劃部之間的絕緣性，故可抑制由彼此鄰接之區劃部之間發生短路所引起之發電效率之下降。
而且，因高精度地形成各槽，故與先前相比較，可縮小彼此鄰接之槽之間的距離。藉此，由於可增加成為發電有效區域之各區劃部之有效面積，因此可提高各區劃元件之發電效率。
又，因同時形成各槽，故與如先前般在使各層成膜之每個步驟中進行劃線之先前之情形相比較，可提高製造效率。
於本發明之第1態樣之太陽能電池單元之製造方法中，宜為上述第1槽分離上述第1電極層、上述光電轉換層及上述第2電極層，上述第2槽分離上述第2電極層及上述光電轉換層。
根據該方法，於基板上形成光電轉換體之後，可自基板之表面於該光電轉換體上同時形成各槽，因此與在使各層成膜之每個步驟中進行劃線之先前之情形相比較，可容易地形成各槽，從而可提高製造效率。
又，由於可確實地將各區劃部間分離，因此於同一區劃部內，可確保藉由槽而分離之部分之間的絕緣性。
於本發明之第1態樣之太陽能電池單元之製造方法中，宜於上述劃線步驟之後，包括於上述第1槽之內部形成絕緣層之絕緣層形成步驟、以及形成將上述複數個區劃部電性連接之配線層之配線層形成步驟。又，宜於上述配線層形成步驟中，上述配線層至少形成於上述第2槽之內部及上述絕緣層之表面，且將露出於緊靠上述第1槽之上述第2槽之底面之上述第1電極層，與緊靠上述第1槽之發電有效區域即上述第2電極層電性連接。
根據該方法，因於絕緣層形成步驟中，在彼此鄰接之區劃部之間之第1槽內形成絕緣層，故可確實地使相鄰接之區劃部間之至少第1電極層及光電轉換層間絕緣。藉此，可確實地防止彼此鄰接之區劃部之第1電極層及光電轉換層間發生短路。
又，形成經過絕緣層之表面之配線層，並藉由該配線層而將一方之區劃部中之第1電極層，與他方之區劃部中之發電有效區域之第2電極層加以連接。藉此，不僅可確保於同一區劃元件內分離之部分之間的絕緣性，即藉由第1槽而分離之第1部分與第2部分之發電有效區域之間的絕緣性，而且可將彼此鄰接之區劃元件間串聯連接，從而可提高發電效率。
於本發明之第1態樣之太陽能電池單元之製造方法中，宜於上述劃線步驟中，掃描形成上述第1槽之第1雷射、形成上述第2槽之第2雷射及形成上述第3之第3雷射而形成各槽。
於本發明之第1態樣之太陽能電池單元之製造方法中，宜為將上述第1雷射、上述第2雷射及上述第3雷射之相對位置加以固定，掃描各雷射而形成各槽。
於本發明之第1態樣之太陽能電池單元之製造方法中，宜為同時形成上述第1槽、上述第2槽及上述第3槽。
根據該方法，可於保持各槽之相對位置之狀態下進行劃線，各槽之相對位置不會偏移。因此，可防止彼此鄰接之槽(例如第1槽與第2槽之間)接觸，從而可高精度地形成各槽。因此，由於可確保彼此鄰接之區劃部之間的絕緣性，故可抑制由彼此鄰接之區劃部之間發生短路所引起之發電效率之下降。又，與先前相比較，由於可縮小相鄰接之槽之間之距離，可提高各區劃元件之有效面積，因此可提高各區劃元件之發電效率。
本發明之第2態樣之太陽能電池單元包括：光電轉換體，其形成於基板上，且依序積層有第1電極層、光電轉換層及第2電極層；以及槽，其將上述光電轉換體電性分離成複數個區劃部。上述槽包括：第1槽，其至少分離上述第1電極層及上述光電轉換層；第2槽，其與上述第1槽平行，至少分離上述光電轉換層，且於內部形成有將上述複數個區劃部電性連接之配線層；以及第3槽，其與上述第1槽平行，配置於與緊靠上述第2槽之上述第1槽相反之上述第2槽之側方，且保留上述第1電極層而分離上述光電轉換層及上述第2電極層。於上述第1槽之內部，形成有至少使上述第1電極層及上述光電轉換層間絕緣之絕緣層。上述配線層至少形成於上述第2槽之內部及上述絕緣層之表面，且將露出於緊靠上述第1槽之上述第2槽之底面之上述第1電極層，與緊靠上述第1槽之發電有效區域即上述第2電極層電性連接。
根據該構成，由於藉由第1槽而分離各區劃部之間之第1電極層、光電轉換層及第2電極層，因此可將形成於基板上之光電轉換體分割成特定尺寸，形成具有發電有效區域之區劃部。又，因於第1槽內形成絕緣層，故可確實地將具有發電有效區域之區劃部與鄰接於該區劃部之區劃部之間分離，從而可確實地防止於彼此鄰接之槽之間槽彼此接觸。又，形成有經過絕緣層之表面之配線層，該配線層將由第1槽電性分割之區劃部之第1電極層，與發電有效區域之第2電極層加以連接。藉此，不僅可確保彼此鄰接之區劃部之間的絕緣性，而且可將彼此鄰接之區劃部之間串聯連接。
因此，可確實地抑制由彼此鄰接之區劃部之間發生短路所引起之漏泄電流等的產生，從而可抑制發電效率之下降。又，因於第1槽內形成絕緣層，故可縮小第1槽與鄰接於第1槽之槽(例如第2槽)之間的距離。藉此，由於可增大區劃元件之有效面積，因此可提高區劃元件之發電效率。
本發明之第3態樣之太陽能電池單元之製造方法包括劃線步驟，該劃線步驟係藉由於基板上依序積層第1電極層、光電轉換層及第2電極層而形成光電轉換體之後，形成將光電轉換體電性分離成複數個區劃部之槽者。於上述劃線步驟中形成：第1槽，其分離上述第1電極層、上述光電轉換層及上述第2電極層；第2槽，其與上述第1槽平行，且分離上述光電轉換層及上述第2電極層；第3槽，其與上述第1槽平行，配置於與緊靠上述第2槽之上述第1槽相反之上述第2槽之側方，且分離上述光電轉換層及上述第2電極層；以及第4槽，其與上述第1槽平行，配置於緊靠上述第2槽之上述第1槽之側方即與上述第2槽相反側，且於上述第1槽與成為發電有效區域之區劃部之間至少分離上述光電轉換層及上述第2電極層。於上述劃線步驟之後，包括於上述第1槽及上述第4槽之內部形成絕緣層之絕緣層形成步驟、以及形成將上述複數個區劃部電性連接之配線層之配線層形成步驟。於上述配線層形成步驟中，上述配線層自上述第2槽之底面所露出之上述第1電極層，經由上述第2槽之內部及上述絕緣層之表面，到達配置於與上述第2槽相反之上述第4槽之側方的上述第2電極層之表面，從而將上述複數個區劃部電性連接。
根據該方法，因於構成太陽能電池之各層之膜全部形成之後，對各槽進行劃線而形成太陽能電池單元，故與在使各層成膜之每個步驟中進行劃線之先前之情形相比較，可縮短劃線步驟所需之時間。
藉此，太陽能電池製造步驟中之作業時間縮短，可提高太陽能電池製造裝置之生產性。
而且，藉由第4槽防止由形成第1槽時所使用之紅外線雷射等之高輸出雷射於第1槽周邊所產生的熱之傳導、以及由伴隨其之上述熱之影響所引起之氫原子的脫離傳播至發電有效區域。因此，與先前相比較，可製作光電轉換層之劣化較少之太陽能電池。
藉此，由於可增大成為發電有效區域之各區劃部之面積，因此可提高各太陽能電池單元之光電轉換效率。
又，即使於形成第1槽時，表面電極層即第1電極層熔融及飛散，第1電極層與背面電極層即第2電極層之間橋接之情形時，由於第1槽與成為發電有效區域之區劃部亦藉由埋設有絕緣層之第4槽而分離，因此於發電有效區域中，可確實地抑制第1電極層與第2電極層之短路。
亦即，由於可確保具有發電有效區域之區劃部，與相鄰接之槽內之短路部的絕緣性，因此可抑制由該短路所引起之光電轉換效率之下降。
於本發明之第3態樣之太陽能電池單元之製造方法中，宜為使用紅外線雷射作為形成上述第1槽之第1雷射，使用可見光雷射作為形成上述第2槽之第2雷射、形成上述第3槽之第3雷射及形成上述第4槽之第4雷射。
作為可見光雷射，例如亦可使用紅外線雷射之2倍高頻諧波。
根據該方法，因使用紅外線雷射而形成第1槽，故可製作將第1電極層確實地分離之太陽能電池單元，使用紅外線雷射之2倍高頻諧波而形成第4槽。因此，即使於在第1槽之周圍，產生已劣化之光電轉換層或第1電極層與第2電極層之短路等熱之影響的情形時，亦可使用熱之影響更少之方法而將此種劣化部分等自發電有效區域分離。
因此，由於可確保具有發電有效區域之區劃部與相鄰接之槽內之短路部之間的絕緣性，抑制由該短路所引起之光電轉換效率之下降，可增大成為發電有效區域之各區劃部之面積，故可提高各太陽能電池單元之光電轉換效率。
於本發明之第3態樣之太陽能電池單元之製造方法中，宜為於上述劃線步驟中，將上述第1雷射、上述第2雷射、上述第3雷射及上述第4雷射之相對位置加以固定，掃描各雷射而形成各槽。
於此情形時，由於可藉由一次雷射掃描而分離上述具有熱之影響較少之光電轉換層的太陽能電池單元，因此與在使各層成膜之每個步驟中進行劃線之先前之情形相比較，可縮短劃線步驟所需之時間。
藉此，太陽能電池製造步驟中之作業時間縮短，從而可提高太陽能電池製造裝置之生產性。
於本發明之第3態樣之太陽能電池單元之製造方法中，宜　於上述劃線步驟中，於將上述第2雷射、上述第3雷射及上述第4雷射之相對位置加以固定，同時掃描上述各雷射而同時形成上述第2槽、上述第3槽及上述第4槽之後，掃描上述第1雷射而形成上述第1槽。
於此情形時，稍後於預先藉由熱之影響較少之紅外線雷射的第2高頻諧波而自有效發電區域分離之區劃部中掃描紅外線雷射，因此可更確實地防止由紅外線雷射所產生之熱之影響的傳播，從而可提高各太陽能電池單元之光電轉換效率。
於本發明之第3態樣之太陽能電池單元之製造方法中，宜於上述劃線步驟中，將上述第1雷射、上述第2雷射、上述第3雷射及上述第4雷射之相對位置加以固定，同時掃描各雷射而同時形成各槽。
本發明之第4態樣之太陽能電池單元包括：光電轉換體，其形成於基板上，且依序積層有第1電極層、光電轉換層及第2電極層；以及槽，其將上述光電轉換體電性分離成複數個區劃部。上述槽包括：第1槽，其分離上述第1電極層、上述光電轉換層及上述第2電極層；第2槽，其與上述第1槽平行，分離上述光電轉換層及上述第2電極層，且於內部形成有將上述複數個區劃部電性連接之配線層；第3槽，其與上述第1槽平行，配置於與緊靠上述第2槽之上述第1槽相反之上述第2槽之側方，且分離上述光電轉換層及上述第2電極層；以及第4槽，其與上述第1槽平行，配置於緊靠上述第2槽之上述第1槽之側方即與上述第2槽相反側，且於上述第1槽與成為發電有效區域之區劃部之間至少分離上述光電轉換層及上述第2電極層。於上述第1槽之內部，形成有使彼此鄰接之區劃部間之至少上述第1電極層及上述光電轉換層絕緣之絕緣層，於上述第4槽之內部，形成有使彼此鄰接之區劃部間之至少上述光電轉換層及上述第2電極層絕緣之絕緣層。上述配線層自上述第2槽之底面所露出之上述第1電極層，經由上述第2槽之內部及上述絕緣層之表面，到達配置於與上述第2槽相反之上述第4槽之側方的上述第2電極層之表面，從而將上述複數個區劃部電性連接。
此處，形成於第1槽之內部之絕緣層係第1絕緣層，形成於第4槽之內部之絕緣層係第2絕緣層。
根據該構成，藉由各槽而將形成於基板上之光電轉換體分割成特定尺寸，從而可形成具有發電有效區域之複數個區劃部。
而且，因於第1槽及第4槽內形成絕緣層，故可確實地將具有發電有效區域之區劃部與鄰接於該區劃部之區劃部之間分離，從而可確實地防止於相鄰接之槽間槽彼此接觸。
而且，由於形成經過絕緣層之表面之配線層，該配線層將由第1槽電性分離之第2槽底面所露出之第1電極層與發電有效區域之第2電極層連接，因此可確保彼此鄰接之區劃部間之絕緣性，且可將彼此鄰接之區劃部串聯連接。
因此，可確實地抑制由相鄰接之區劃部之間的短路所引起之漏泄電流等的產生，從而可抑制光電轉換效率之下降。
又，因於第1槽內形成絕緣層，故可縮小第1槽與鄰接於第1槽之槽(例如第2槽)之間的距離。
此處，因於與第2槽相反之第1槽之側方形成第4槽，故第1槽與成為發電有效區域之區劃部得以分離，因此可防止由形成第1槽時所使用之紅外線雷射等所產生之熱之傳導、以及由伴隨其之上述熱之影響所引起之氫原子的脫離之影響傳播至發電有效區域為止。
藉此，與先前相比較，可製作光電轉換層之劣化較少之太陽能電池單元。
藉此，由於可增大成為發電有效區域之各區劃部之面積，因此可提高各太陽能電池單元之光電轉換效率。
又，即使於形成第1槽時，表面電極層即第1電極層熔融及飛散，第1電極層與背面電極層即第2電極層之間橋接之情形時，由於第1槽與成為發電有效區域之區劃部藉由埋設有絕緣層之第4槽而分離，因此於發電有效區域中，可確實地抑制第1電極層與第2電極層之短路。
亦即，由於可確保具有發電有效區域之區劃部，與相鄰接之槽內之短路部的絕緣性，因此可抑制由該短路所引起之光電轉換效率之下降。
本發明之第5態樣之太陽能電池單元之製造方法係使噴出材料之噴墨頭與具有光電轉換功能之加工物相對移動，使自上述噴墨頭噴出之材料滴下至上述加工物上，藉此製作上述太陽能電池單元。
根據該方法，於製造太陽能電池單元之步驟中，即使於將材料配置於要求微細之加工精度之部位之情形時，亦可正確且迅速地配置材料。
於本發明之第5態樣之太陽能電池單元之製造方法中，上述加工物宜為薄膜型太陽能電池。
根據該方法，尤其當製造要求積體結構之薄膜型太陽能電池時，由於可於大氣環境中正確且迅速地配置材料，因此可縮短製造步驟之作業時間。
於本發明之第5態樣之太陽能電池單元之製造方法中，宜為藉由掃描雷射而於上述薄膜型太陽能電池上形成槽，使上述噴墨頭與上述薄膜型太陽能電池相對移動，使絕緣材料自上述噴墨頭滴下至形成於上述薄膜型太陽能電池上之槽上，藉此形成絕緣層。
根據該方法，可正確且迅速地形成絕緣層。
於本發明之第5態樣之太陽能電池單元之製造方法中，宜為藉由掃描雷射而於上述薄膜型太陽能電池上形成槽，使上述噴墨頭與上述薄膜型太陽能電池相對移動，使導電性材料自上述噴墨頭滴下至形成於上述薄膜型太陽能電池上之槽上，藉此形成配線層。
根據該方法，可正確且迅速地形成配線層。
又，宜為上述第1槽為分離上述第1電極層、上述光電轉換層及上述第2電極層之槽，上述第2槽為分離上述第2電極層及上述光電轉換層之槽。
根據該構成，可於在基板上形成光電轉換體之後，自基板之表面於該光電轉換體上同時形成各槽。因此，與在使各層成膜之每個步驟中進行劃線之情形相比較，可容易地形成各槽，從而可提高製造效率。
又，由於可確實地將各區劃部之間分離，因此可確保於同一區劃部中藉由槽而分離之部分之間的絕緣性。
又，於上述劃線步驟中，宜為將形成上述第1槽之第1雷射、形成上述第2槽之第2雷射及形成上述第3槽之第3雷射的相對位置加以固定，同時掃描上述各雷射而同時形成上述各槽。
根據該構成，可於保持各槽之相對位置之狀態下進行劃線，各槽之相對位置不會偏移。因此，可防止彼此鄰接之槽(例如第1槽與第2槽間)接觸，從而可高精度地形成各槽。因此，由於可確保彼此鄰接之區劃部之間的絕緣性，故可抑制由彼此鄰接之區劃部之間發生短路所引起之發電效率的下降。又，與先前相比較，由於可縮小彼此鄰接之槽之間之距離，可提高各區劃元件之有效面積，因此可提高各區劃元件之發電效率。
又，宜於上述劃線步驟之後，包括於上述第1槽之內部形成絕緣層之絕緣層形成步驟、以及形成將上述複數個區劃部電性連接之配線層之配線層形成步驟。又，宜於上述配線層形成步驟中形成上述配線層，該配線層至少經過上述第2槽之內部及上述絕緣層之表面，且將緊靠上述第1槽之上述第2槽底面所露出之上述第1電極層，與配置於與上述第2槽相反之上述第1槽之側方的上述第2電極層電性連接。
根據該構成，因於絕緣層形成步驟中，在彼此鄰接之區劃部之間之第1槽內形成絕緣層，故可確實地使彼此鄰接之區劃部之間之至少第1電極層及光電轉換層間絕緣。藉此，可確實地防止彼此鄰接之區劃部之第1電極層及光電轉換層間發生短路。
又，因形成經過絕緣層之表面之配線層，並藉由該配線層而將一方之區劃部之第1電極層與他方之區劃部之發電有效區域即第2電極層加以連接，故不僅可確保於同一區劃元件內分離之部分之間的絕緣性，即藉由第1槽而分離之第1部分與第2部分之發電有效區域之間的絕緣性，而且可將彼此鄰接之區劃元件間串聯連接，從而可提高發電效率。
另一方面，本發明之太陽能電池包括：光電轉換體，其於基板上依序積層第1電極層、光電轉換層及第2電極層而形成；以及槽，其將該光電轉換體電性分離為複數個區劃部。上述槽包括：第1槽，其至少分離上述第1電極層及上述光電轉換層；第2槽，其與上述第1槽平行，至少分離上述光電轉換層，且於內部形成有將上述複數個區劃部電性連接之配線層；以及第3槽，其與上述第1槽平行，配置於與緊靠上述第2槽之上述第1槽相反之第2槽之側方，且保留上述第1電極層而分離上述光電轉換層及上述第2電極層。又，於上述第1槽之內部，形成有至少使上述第1電極層及上述光電轉換層間絕緣之絕緣層。上述配線層至少經過上述第2槽之內部及上述絕緣層之表面，且將緊靠上述第1槽之上述第2槽之底面所露出之上述第1電極層，與配置於與上述第2槽相反之上述第1槽之側方的上述第2電極層電性連接。
根據該構成，因藉由第1槽而分離各區劃部之間之第1電極層、光電轉換層及第2電極層，故可將形成於基板上之光電轉換體分割成特定尺寸，從而可形成具有發電有效區域之區劃部。而且，因於第1槽內形成絕緣層，故可確實地將具有發電有效區域之區劃部與鄰接於該區劃部之區劃部之間分離。又，可確實地防止於彼此鄰接之槽之間槽彼此接觸。而且，形成有經過絕緣層之表面之配線層。該配線層將藉由第1槽而電性分割之區劃部之第1電極層，與發電有效區域即第2電極層加以連接。藉此，可確保彼此鄰接之區劃部之間的絕緣性，且可將彼此鄰接之區劃部之間串聯連接。
因此，可確實地抑制由彼此鄰接之區劃部之間發生短路所引起之漏泄電流等的產生，從而可抑制發電效率之下降。又，因於第1槽內形成絕緣層，故可縮小第1槽與鄰接於第1槽之槽(例如第2槽)之間的距離。藉此，由於可增大區劃元件之有效面積，因此可提高區劃元件之發電效率。
根據本發明，因於製作太陽能電池單元時之劃線步驟中同時形成各槽，故與在使各層成膜之每個步驟中進行劃線之先前之情形相比較，可高精度地形成各槽。藉此，由於亦可對大型基板高精度地進行劃線，因此可確實地將各區劃部之間分離，從而可確實地防止於彼此鄰接之槽間槽彼此接觸。因此，由於可確保具有發電有效區域之區劃部，與鄰接於該區劃部之區劃部之間的絕緣性，故可抑制由彼此鄰接之區劃部之間發生短路所引起之發電效率之下降。
又，因高精度地形成各槽，故與先前相比較，可縮小相鄰接之槽之間的距離。藉此，由於可增加成為發電有效區域之各區劃部之有效面積，因此可提高各區劃元件之發電效率。
又，因同時形成各槽，故與如先前般，在使各層成膜之每個步驟中進行劃線之先前之情形相比較，可提高製造效率。
又，因於製作太陽能電池單元時之劃線步驟中同時形成各槽，故與在使各層成膜之每個步驟中進行劃線之先前之情形相比較，可縮短劃線步驟所需之時間。
藉此，太陽能電池製造步驟之作業時間縮短，從而可提高太陽能電池製造裝置之生產性。
而且，藉由第4槽防止由形成第1槽時所使用之紅外線雷射等之高輸出雷射於第1槽周邊所產生的熱之傳導、以及由伴隨其之上述熱之影響所引起之氫原子的脫離傳播至發電有效區域。藉此，與先前相比較，可製作光電轉換層之劣化較少之太陽能電池單元。
藉此，由於可增大成為發電有效區域之各區劃部之面積，因此可提高各太陽能電池單元之光電轉換效率。
又，即使於形成第1槽時，表面電極層即第1電極層熔融及飛散，第1電極層與背面電極層即第2電極層之間橋接之情形時，由於第1槽與成為發電有效區域之區劃部藉由埋設有絕緣層之第4槽而分離，因此於發電有效區域中，可確實地抑制第1電極層與第2電極層之短路。
亦即，由於可確保具有發電有效區域之區劃部，與相鄰接之槽內之短路部的絕緣性，因此可抑制由該短路所引起之光電轉換效率之下降。
進而，藉由使用噴墨法而高精度地控制噴墨頭之掃描路徑(噴墨頭與加工物之相對位置)及材料之滴下量，將絕緣材料或具有導電性之材料填充至形成於各太陽能電池單元之各槽中。藉此，可於所期望之位置正確地形成所期望之量之絕緣層或配線層。
其次，根據圖式對本發明之實施形態之太陽能電池單元及太陽能電池單元之製造方法進行說明。
再者，於以下之說明中所使用之各圖式中，為將各構件設為可識別之大小而適當地變更各構件之縮尺。
(第1實施形態)
(非晶矽型太陽能電池)
圖1係表示非晶矽型之太陽能電池之平面圖，圖2係沿圖1之A-A'線之剖面圖。
如圖1、2所示，太陽能電池10係所謂之單體型之太陽能電池，其具有於透明之絕緣性基板11之一方之面11a(以下稱為背面11a)上形成有光電轉換體12之構成。
基板11例如係由玻璃或透明樹脂等之太陽光之透射性優異且具有耐久性之絕緣材料所構成，基板11之一邊之長度例如為1m左右。
於該太陽能電池10中，太陽光自與光電轉換體12相反之基板11之側，即，自基板11之他方之面11b(以下稱為表面11b)側入射。
光電轉換體12具有於表面電極(第1電極層)13與背面電極(第2電極層)15之間夾持有半導體層(光電轉換層)14之構成，該光電轉換體12形成於基板11之除背面11a之外周以外之整個區域。
表面電極13係由透明之導電材料、具有透光性之金屬氧化物例如ITO(indium Tin Oxide，氧化銦錫)、FTO(Fluorine-doped Tin Oxide，氟摻雜氧化錫)等之TCO所構成，其與表面紋理相伴地形成於基板11之背面11a上。
於表面電極13上形成有半導體層14。
該半導體層14例如具有於p型非晶矽膜(未圖示)與n型非晶矽膜(未圖示)之間夾持有i型非晶矽膜(未圖示)之pin接合結構。
於該pin接合結構中，若太陽光入射至該半導體層14，則產生電子與電洞，該等電子與電洞由於p型非晶矽膜與n型非晶矽膜之電位差而活躍地移動，此種移動連續反覆地進行，藉此，於表面電極13與背面電極15之間產生電位差(光電轉換)。
背面電極15係由Ag、Al、Cu等之具有比較高之導電率及反射率之金屬膜所構成，其積層於半導體層14上。
再者，雖然未圖示，但為提高背面電極15與半導體層14之間之阻隔性、反射率等，宜於背面電極15與半導體層14之間形成TCO等之透明電極。
此處，形成於基板11上之光電轉換體12係藉由多數個第3槽24而分割成各特定之尺寸。
亦即，該等第3槽24與鄰接於第3槽24之第3槽24'之間所包圍之區域D反覆地形成，藉此，自鉛直方向觀察基板11，形成有矩形狀之複數個區劃元件(太陽能電池單元)21、22、23。
又，上述區劃元件21、22、23具備將該等區劃元件21、22、23分別分割成複數個區劃部(例如區劃元件22之區劃部22a~22d)之第1槽18、第2槽19及第4槽50。
又，於區劃元件22中，區劃部22a對應於第3區劃部，區劃部22b對應於第4區劃部，區劃部22c對應於第2區劃部，區劃部22d對應於第1區劃部。
又，於區劃元件21中，區劃部21a對應於第3區劃部，區劃部21b對應於第4區劃部，區劃部21c對應於第2區劃部，區劃部21d對應於第1區劃部。
又，於區劃元件23中，區劃部23d對應於第1區劃部。
第1槽18係於區劃元件22之第1部分(以下稱為區劃部22a)與鄰接於區劃部22a之區劃元件22之第2部分(以下稱為區劃部22b)之間，將光電轉換體12之表面電極13、半導體層14及背面電極15分離。
具體而言，第1槽18係朝基板11之厚度方向切入，直至於區劃部22a、22b之彼此鄰接之各自之端部，基板11之背面11a露出為止之槽，其例如形成為具有20~60μm左右之寬度。
同樣地，下述之第2槽19、第3槽24、第4槽50之各個例如形成為具有20~60μm左右之寬度。
於區劃元件22中，鄰接於第1槽18而形成有第2槽19。以第1槽18及第2槽19夾持區劃部22b之方式而配置第2槽19。
該第2槽19係於第1槽18之寬度方向上空開間隔而形成，且形成為與第1槽18之長度方向大致平行。
第2槽19係於區劃部22b與區劃元件22之第3部分(以下稱為區劃部22c)之間，將光電轉換體12中之半導體層14及背面電極15分離。
第2槽19係以如下方式形成，即，於基板11之厚度方向上，貫通光電轉換體12中之背面電極15及半導體層14，並到達表面電極13之表面露出之位置。
第2槽19係作為用以將相鄰接之區劃元件22、23間電性連接之接觸孔而發揮功能。露出於區劃元件22之第2槽19內之表面電極13係作為接觸部20而發揮功能。
而且，藉由下述之配線層30，區劃部22a之背面電極15與第2槽19內之表面電極13之接觸部20連接，藉此，彼此鄰接之區劃元件22、23得以串聯連接。
再者，第1槽18與第2槽19之間隔(區劃部22b之寬度)係設定為10~500μm，10~200μm為佳，較佳的是10~100μm左右。
藉由以上述方式設定區劃部22b之寬度，可確保第1槽18及第2槽19相獨立之結構。又，當形成下述之絕緣層31(第1絕緣層)及配線層3時，可確實地將絕緣層31埋設於第1槽18，將配線層30埋設於第2槽19。
進而，於區劃元件22中，以鄰接於與第1槽18相反之第2槽19之側，即，鄰接於第2槽19之方式，形成有上述第3槽24。
該第3槽24係於第2槽19之寬度方向上空開間隔而形成，且形成為與第1槽18之長度方向大致平行。
第3槽24與第2槽19相同地係以如下方式形成，即，於基板11之厚度方向上，貫通光電轉換體12之背面電極15及半導體層14，並到達表面電極13之表面露出之位置。
藉此，可將區劃元件22中之背面電極15及半導體層14，與區劃元件23中之背面電極15及半導體層14分離。
再者，區劃元件22中之第2槽19與第3槽24之間隔(區劃部22c之寬度)雖然亦取決於雷射加工裝置之對準精度，但宜形成為1~60μm左右。
藉由以上述方式設定區劃部22c之寬度，可防止第2槽19與第3槽24接觸，由於確實地形成將複數個區劃元件間隔開之區劃部22c，因此可確實地將埋設於第2槽19內之配線層30自相鄰之區劃元件(例如區劃元件23)之成為發電有效區域之區劃部23d分離。
又，於區劃元件22中，在與第2槽19相反之第1槽18之側方，形成有與第1槽18平行之第4槽50。
該第4槽50將區劃元件22之第1槽18與鄰接於區劃元件22之區劃元件21之第3槽24'之間的背面電極15及半導體層14分離成兩個區劃部。
具體而言，第1槽18與第3槽24'之間之兩個區劃部係由形成於第4槽50與第3槽24'之間的區劃部22d、以及形成於第4槽50與第1槽18之間之上述區劃部22a所構成。
而且，鄰接於區劃元件22之區劃元件21中之第3槽24'與區劃元件22之第4槽50之間所包圍的區域D1(區劃部22d)構成區劃元件22之發電有效區域。
再者，區劃部22a之寬度係設定為10~500μm，10~200μm為佳，較佳的是10~100μm左右。
藉由以上述方式設定區劃部22a之寬度，可抑制於形成下述之第1槽18時，熱損害波及成為發電有效區域D1之區劃部22d之半導體層14。
如此，上述第1槽18、第2槽19、第3槽24及第4槽50彼此平行地形成，藉由第1槽18、第2槽19、第3槽24及第4槽50而將區劃元件22分離成區劃部22a~22d。
而且，第1槽18係以到達基板11之背面11a露出之位置之方式而貫通光電轉換體12。另一方面，第2槽19、第3槽24及第4槽50係以到達表面電極13露出之位置之方式而貫通背面電極15及半導體層14。
亦即，表面電極13形成於彼此鄰接之區劃元件22、21之第1槽18、18'間之整個區域中，另一方面，半導體層14及背面電極15係藉由各區劃元件22各自之第1槽18、第2槽19、第3槽24及第4槽50而分離。
此處，於上述第1槽18內埋設有絕緣層31。
如圖1所示，絕緣層31係於第1槽18之長度方向上空開間隔地形成於第1槽18內。又，如圖2所示，於絕緣層31之厚度方向上，以絕緣層31之前端自光電轉換體12之背面電極15之表面突出之方式而形成有絕緣層31。
再者，作為用於絕緣層31之材料，可使用具有絕緣性之紫外線硬化性樹脂或熱硬化性樹脂等，例如可較好地使用丙烯酸系之紫外線硬化性樹脂(例如日本三健(ThreeBond)公司製造之3042)。
又，除此種樹脂材料以外，亦可使用SOG(Spin on Glass，旋轉塗佈玻璃)等。
又，於第4槽50內，亦埋設有包含與上述絕緣層31相同之構成材料之絕緣層51(第2絕緣層)。
如圖1所示，絕緣層51係空開與形成於第1槽18內之絕緣層31相同之間隔，沿第4槽50之長度方向而形成。又，如圖2所示，於絕緣層51之厚度方向上，以絕緣層51之前端自光電轉換體12之背面電極15之表面突出之方式而形成有絕緣層51。
於背面電極15之表面形成有配線層30，該配線層30配置於區劃部22d之背面電極15之表面，覆蓋絕緣層31、51之表面，且引導至第2槽19內。
該配線層30係對應於各絕緣層31、51之位置而形成，且與絕緣層31、51相同地沿第1槽18之長度方向空開間隔而形成。
配線層30係將區劃元件22中之區劃部22d之背面電極15與區劃元件23中之區劃部23d之表面電極13電性連接的層，其以於區劃部22d之背面電極15與露出於第2槽19內之表面電極13之間橋接的方式而形成。
亦即，配線層30之一端(第1端)連接於區劃部22d之背面電極15之表面，配線層30之他端(第2端)連接於第2槽19內所露出之表面電極13之接觸部20。
藉由該構成，區劃元件22之區劃部22d與區劃元件23之區劃部23d得以串聯連接。區劃元件23之區劃部23d形成於與區劃元件22相反之第3槽24之側方。
同樣地，由於形成有配線層30'，因此區劃元件21之區劃部21d與區劃元件22之區劃部22d得以串聯連接。
再者，作為配線層30、30'之形成材料，可使用具有導電性之材料，例如可使用低溫煅燒型奈米油墨金屬(Ag)等。
再者，如上述般區劃元件21、23具有與區劃元件22相同之構成D，但圖中為便於說明，於必需將鄰接於區劃元件21、23之區劃元件22與區劃元件21、23加以區分之情形時，將自區劃部22b觀察鄰接於第4槽50之區劃元件記作區劃元件21，將自區劃部22b觀察鄰接於第3槽24之區劃元件記作區劃元件23。
又，將與作為區劃元件22之構成要素之第1槽18、第2槽19、接觸部20、第3槽24、配線層30、絕緣層31及第4槽50相對應的區劃元件21之構成要素分別記作第1槽18'、第2槽19'、接觸部20'、第3槽24'、配線層30'、絕緣層31'及第4槽50'。
(非晶矽型太陽能電池之製造方法)
其次，根據圖1~3對上述非晶矽型太陽能電池之製造方法進行說明。
圖3A~圖3C係相當於圖1之A-A'線之剖面圖，且為非晶矽型太陽能電池之步驟圖。
首先，如圖3A所示，於基板11之除背面11a之外周以外之整個區域形成光電轉換體12(光電轉換體形成步驟)。
具體而言，藉由CVD(Chemical vapor deposition，化學氣相沈積)法、濺鍍法等而於基板11之背面11a依序積層表面電極13、半導體層14及背面電極15。
其次，如圖3B所示，將形成於基板11上之光電轉換體12分割成各特定之尺寸，從而形成區劃元件22(區劃部22a~22d)(劃線步驟)。
再者，區劃元件21(區劃部21a~21d)及區劃元件23(例如區劃部23d等)亦可藉由與區劃元件22相同之方法而形成。
此處，於第1實施形態中，使用將兩種以上之波長之雷射(未圖示)照射至基板11上之雷射加工裝置(未圖示)，同時形成第1槽18、第2槽19、第3槽24及第4槽50。於雷射加工裝置中配置有為形成4條槽而照射雷射之4個雷射光源。
具體而言，首先，將照射形成第1槽18之第1雷射(未圖示)之位置、照射形成第2槽19之第2雷射(未圖示)之位置、照射形成第3槽24之第3雷射(未圖示)之位置、以及照射形成第4槽50之第4雷射(未圖示)之位置的相對位置加以固定。
作為第1實施形態之雷射，可使用脈衝YAG(Yittrium‧Alumlnium‧Garnet)雷射等。例如，作為形成第1槽18之第1雷射，宜使用波長為1064nm之紅外線(IR，infrared laser)雷射。又，作為形成第2槽19、第3槽24及第4槽50之第2~第4雷射，宜使用波長為532nm之SHG(second harmonic generation，第二諧波發生)雷射。
亦即，作為第2~4雷射，宜使用可見光雷射，例如使用第1雷射之2倍高頻諧波之綠色雷射。
於雷射加工裝置中，沿基板11之面，自基板11之表面11b側朝光電轉換體12同時掃描第1~第4雷射。
由此，於照射有波長為1064nm之雷射之區域中，第1雷射將表面電極13加熱而使表面電極13蒸發。
繼而，藉由表面電極13之膨脹力而將照射有第1雷射之區域之表面電極13上所積層之半導體層14及背面電極15除去。
藉此，於照射有波長為1064nm之第1雷射之區域中，形成露出有基板11之背面11a之第1槽18。
另一方面，於照射有波長為532nm之雷射(第2~4雷射)之區域中，雷射將半導體層14加熱而使半導體層14蒸發。
繼而，藉由半導體層14之膨脹力而將照射有雷射之區域之半導體層14上所積層之背面電極15除去。
藉此，於照射有波長為532nm之雷射之區域中，形成露出有表面電極13之表面之第2槽19、第3槽24及第4槽50。
藉此，第1槽18、第2槽19、第3槽24及第4槽50彼此平行地形成，例如於相鄰接之第3槽24、24'間，形成分割成各特定之尺寸之具有發電有效區域D1(區劃部22d)之區劃元件22。
此時，表面電極13形成於彼此鄰接之第1槽18、18'間之整個區域。另一方面，半導體層14及背面電極15係藉由各區劃元件21、22、23各自之第1槽18、18'、第2槽19、19'及第3槽24、24'而分離。
其次，如圖3C所示，藉由噴墨法、絲網印刷法、點膠法等，於第1槽18內形成絕緣層31，於第4槽50內形成絕緣層51(絕緣層形成步驟)。
於藉由噴墨法而形成絕緣層31之情形時，使噴出絕緣層31之形成材料之噴墨頭與形成有光電轉換體12之基板11(加工物)相對移動，使絕緣層31之形成材料自噴墨頭滴下至基板11上。
具體而言，對準與第1槽18之長度方向正交之方向，即對準各第1槽18之間隔而排列噴墨頭(噴墨頭之噴嘴)，一面沿第1槽18之長度方向掃描噴墨頭，一面將絕緣層31之形成材料塗佈於基板11上。
又，亦可沿第1槽18之長度方向而排列複數個噴墨頭，同時將絕緣層31之形成材料塗佈於複數個區劃元件21、22、23之每個第1槽18。
再者，亦可藉由與形成上述絕緣層31之方法相同之方法而形成絕緣層51。
而且，將絕緣層31、51之形成材料塗佈於第1槽18及第4槽50內之後，使絕緣層31、51之材料硬化。
具體而言，於使用紫外線硬化性樹脂作為絕緣層31、51之材料之情形時，藉由將紫外線照射至絕緣層之形成材料而使絕緣層31、51之形成材料硬化。
另一方面，於使用熱硬化性樹脂或SOG作為絕緣層31、51之形成材料之情形時，藉由對絕緣層之形成材料進行煅燒而使絕緣層31、51之形成材料硬化。
藉此，於第1槽18及第4槽50內形成絕緣層31、51。
如此，於絕緣層形成步驟中，在第1槽18及第4槽50內形成絕緣層31、51，藉此可使區劃部22d、22a之間以及區劃部22a、22b之間絕緣。
藉此，於區劃部22d、22a間以及區劃部22a、22b間，彼此鄰接之表面電極13不接觸，又，彼此鄰接之半導體層14不接觸。因此，於區劃部22d、22a間以及區劃部22a、22b間，可確實地抑制由表面電極13間之短路或半導體層14間之短路所引起之漏泄電流等之產生。
其次，形成配線層30。
具體而言，藉由噴墨法、絲網印刷法、點膠法、焊接等，塗佈配線層30之形成材料，該配線層30自於第2槽19內露出之表面電極13之接觸部20，經由絕緣層31、51之表面而到達區劃部22d之背面電極15之表面。
繼而，於塗佈配線層30之形成材料之後，對配線層30之形成材料進行煅燒而使配線層30硬化。
再者，於使用熱硬化性樹脂或SOG作為上述絕緣層31、51之形成材料之情形時，可同時進行絕緣層31、51之煅燒與配線層30之煅燒，從而可提高製造效率。
如此，於絕緣層31、51上形成配線層30，藉由該配線層30而將區劃部22d之背面電極15與接觸部20之表面電極13連接，藉此，不僅可確保區劃部22d、22a間以及區劃部22a、22b間之絕緣性，而且可將彼此鄰接之區劃元件22、23串聯連接。
藉此，可防止區劃元件22、23間之短路，從而可提高光電轉換效率。
根據以上方式，如圖1、2所示，完成第1實施形態之非晶矽型之太陽能電池10。
如上所述，於第1實施形態中，在劃線步驟中使用了同時形成第1槽18、第2槽19、第3槽24及第4槽50之方法。
根據該方法，於在基板11上形成光電轉換體12之後形成區劃元件21~23之劃線步驟中，同時形成各槽18、19、24、50，藉此，可利用一次雷射掃描而將具有熱之影響較少之半導體層14的區劃部分離。
因此，與在使各層成膜之每個步驟中進行劃線之先前之情形相比較，可縮短劃線步驟所需之時間。
藉此，縮短太陽能電池10之製造步驟之作業時間，從而可提高太陽能電池製造裝置之生產性。
又，自基板11之表面11b於光電轉換體12上同時形成各槽18、19、24、50，藉此，可高精度地形成各槽18、19、24、50。
亦即，同時掃描各雷射而同時形成各槽18、19、24、50，藉此，可於劃線步驟中保持各槽18、19、24、50之相對位置，同時進行劃線。
藉此，由於各槽18、19、24、50之相對位置不會偏移，因此可防止彼此鄰接之槽(例如第1槽18與第2槽19間)接觸，從而可高精度地形成各槽。
因此，由於亦可高精度地對大型基板11進行劃線，故可確實地分離各區劃部22a、22b、22c、22d，並且可確實地防止於彼此鄰接之槽間槽彼此接觸。
因此，由於可確保具有發電有效區域D1之區劃部22d，與鄰接於該區劃部22d之區劃部22a間之絕緣性，故可抑制由區劃部22d、22a間之短路所引起之光電轉換效率之下降。
而且，藉由高精度地形成各槽18、19、24、50，與先前相比較，可縮小相鄰接之各槽18、19、24、50間(各區劃部之間)之距離。
藉此，可增大各區劃元件21、22、23之發電有效區域D1(例如區劃部22d)之面積，因此可提高各區劃元件D之光電轉換效率。
尤其，於第1實施形態中，在與第2槽19相反之第1槽18之側方形成有貫通半導體層14及背面電極15之第4槽50。
根據該構成，藉由於與第2槽19相反之第1槽18之側方形成第4槽50，將第1槽18與成為發電有效區域D1之區劃部22d分離。
因此，由第4槽50防止由形成第1槽18時所使用之紅外線雷射等之高輸出雷射於第1槽18周邊所產生的熱之傳導、以及由伴隨其之上述熱之影響所引起之氫原子的脫離之影響傳播至發電有效區域D1為止。藉此，與先前相比較，可製作半導體層14之劣化較少之太陽能電池10。
藉此，由於可增大成為發電有效區域D1之各區劃部(例如22d)之面積，因此可提高各區劃元件21~23之光電轉換效率。
又，即使於形成第1槽18時，表面電極13熔融及飛散，表面電極13與背面電極15之間橋接之情形時，第1槽18與成為發電有效區域D1之區劃部22d亦藉由埋設有絕緣層51之第4槽50而分離。因此，於發電有效區域D1中，可確實地抑制表面電極13與背面電極15之短路。
亦即，由於可確保具有發電有效區域D1之區劃部22d，與第1槽18內之短路部的絕緣性，因此可抑制由該短路所引起之光電轉換效率之下降。
(第2實施形態)
其次，對本發明之第2實施形態進行說明。
再者，於以下之說明中，對與上述第1實施形態相同之構件標記相同之符號，並省略或簡化其說明。
圖4係表示串接型之太陽能電池之剖面圖。
第2實施形態與上述第1實施形態之不同點在於採用所謂串接型之太陽能電池，該串接型之太陽能電池於一對電極間夾持有包含非晶矽膜之第1半導體層與包含微晶矽膜之第2半導體層。
如圖4所示，太陽能電池100具有於基板11之背面11a上形成有光電轉換體101之構成。
光電轉換體101係依序積層形成於基板11之背面11a之表面電極13、由非晶矽構成之第1半導體層110、包含TCO等之中間電極112、由微晶矽構成之第2半導體層111、以及包含金屬膜之背面電極15而構成。
第1半導體層110與上述半導體層14(參照圖2)相同地，係呈於p型非晶矽膜(未圖示)與n型非晶矽膜(未圖示)之間夾持有i型非晶矽膜(未圖示)之pin接合結構。
又，第2半導體層111係呈於p型微晶矽膜(未圖示)與n型微晶矽膜(未圖示)之間夾持有i型微晶矽膜(未圖示)之pin接合結構。
此處，於光電轉換體101中形成有貫通光電轉換體101之表面電極13、第1半導體層110、中間電極112、第2半導體層111及背面電極15之第1槽18。
該第1槽18與上述第1實施形態相同地，係以基板11之背面11a露出之方式而形成。
又，鄰接於第1槽18而形成有第2槽19。
該第2槽19於基板11之厚度方向上，貫通光電轉換體101之第1半導體層110、中間電極112、第2半導體層111及背面電極15，且與上述第1實施形態相同地，以到達表面電極13之表面露出之位置之方式而形成。
進而，於與第1槽18相反之第2槽19之側方形成有第3槽24。
該第3槽24於基板11之厚度方向上，貫通光電轉換體101之第1半導體層110、中間電極112、第2半導體層111及背面電極15，且與上述第1實施形態相同地，以到達表面電極13之表面露出之位置之方式而形成。
而且，各第3槽24、24'間所包圍之區域D反覆地形成，藉此，自鉛直方向觀察基板11，形成有矩形狀之複數個區劃元件21、22、23。
又，於與第2槽19相反之第1槽18之側方形成有第4槽50。
該第4槽50於基板11之厚度方向上，貫通光電轉換體101之第1半導體層110、中間電極112、第2半導體層111及背面電極15，且與上述第1實施形態相同地，以到達表面電極13之表面露出之位置之方式而形成。
而且，區劃元件22之第4槽50與鄰接於區劃元件22之區劃元件21之第3槽24'所包圍的區域D1(區劃部22d)構成區劃元件22之發電有效區域D1。
此處，於第1槽18及第4槽50內埋設有絕緣層31、51。
該等絕緣層31、51係於第1槽18及第4槽50內，在第1槽18及第4槽50之長度方向上空開間隔而形成。又，於絕緣層31、51之厚度方向上，絕緣層31、51之前端形成為自光電轉換體101之背面電極15之表面突出。
又，於背面電極15之表面形成有配線層30，該配線層30自區劃部22d之背面電極15之表面起覆蓋於絕緣層31、51上，且引導至第2槽19內之接觸部20為止。
該配線層30係對應於各絕緣層31、51之位置而形成，且與絕緣層31、51相同地，沿第1槽18之長度方向空開間隔而形成。
如此，第2實施形態之太陽能電池100係積層有a-Si/微晶Si之串接型太陽能電池。
根據第2實施形態，可產生與上述第1實施形態相同之作用效果。進而，於串接結構之太陽能電池100中，由第1半導體層110吸收太陽光中之短波長光，由第2半導體層111吸收長波長光，藉此可提高光電轉換效率。
又，於第1半導體層110與第2半導體層111之間設置中間電極112，藉此，透過第1半導體層110而到達第2半導體層111之光之一部分由中間電極112反射，再次入射至第1半導體層110，因此，光電轉換體101之感光度特性提高，從而有助於提高光電轉換效率。
再者，於上述第2實施形態中，對使用中間電極112之情形進行了說明，但亦可為不設置中間電極112之構成。
(第3實施形態)
其次，對本發明之第3實施形態進行說明。
再者，於以下之說明中，對與上述第1實施形態相同之構件標記相同之符號，並省略或簡化其說明。
圖5係表示單體型之太陽能電池之剖面圖。
如圖5所示，第3實施形態之太陽能電池200具備將區劃部22d之背面電極15與區劃部22b之背面電極15連接之第1配線層130、以及將接觸部20與區劃部22b之背面電極15連接之第2配線層140。
第1配線層130自區劃部22d之背面電極15之表面，經由絕緣層31、51及區劃部22a之表面而到達區劃部22b之背面電極15之表面為止，其以將區劃部22d、22b間橋接之方式而形成。
亦即，第1配線層130之一端(第1端)連接於區劃部22d之背面電極15之表面。另一方面，第1配線層130之他端(第2端)連接於區劃部22b之背面電極15之表面。
第1配線層130係對應於各絕緣層31、51之位置而形成。例如於絕緣層31、51形成於第1槽18之長度方向之整個區域的情形時，第1配線層130亦可形成於整個絕緣層31、51上或在長度方向上空開間隔地形成於絕緣層31上。又，於絕緣層31、51沿第1槽18之長度方向空開間隔而形成之情形時，第1配線層130亦可與絕緣層31、51相同地，沿第1槽18之長度方向空開間隔而形成。
第2配線層140係以埋入至第2槽19內之方式而形成，且以自第2槽19內所露出之接觸部20(底面)到達與背面電極15接觸之位置的方式而形成。
藉此，露出於接觸部20之表面電極13與區劃部22b之背面電極15得以連接。
再者，第2配線層140若於太陽能電池200之厚度方向上，以到達較半導體層14與背面電極15之邊界部更靠背面電極15之側，即達到配置有背面電極15之位置之方式而形成，則其可自背面電極15之表面突出，亦可不突出。
第2配線層140係沿第2槽19之長度方向空開間隔而形成。
再者，第2配線層140之間隔未必需要與沿第1槽18之長度方向之各第1配線層130之間隔一致。
又，第2配線層140亦可形成於沿第2槽19之長度方向之整個區域。
藉此，第1配線層130與第2配線層140彼此連接於區劃部22b之背面電極15，第1配線層130與第2配線層140經由區劃部22b之背面電極15而電性連接。
而且，區劃元件22之區劃部22d與區劃元件23之區劃部23d得以串聯連接。區劃元件23之區劃部23d係形成於與區劃元件22相反之第3槽24之側方。
同樣地，藉由區劃元件21之第1配線層130'及第2配線層140'，區劃元件21之區劃部21d與區劃元件22之區劃部22d得以串聯連接。
因此，根據第3實施形態，不僅可產生與上述第1實施形態相同之作用效果，而且由於第1配線層130與第2配線層140彼此連接於區劃部22b之背面電極15，因此可藉由該背面電極15而將第1配線層130與第2配線層140電性連接。
藉此，無需如第1實施形態般，自區劃部22d之背面電極15至接觸部20為止連續地形成配線層30(參照圖2)，因此可降低配線層之材料成本。
又，由於無需使第1配線層130與第2配線層140之間隔沿例如第1槽18之長度方向一致，因此可提高製造效率。
(變形例)
其次，對本發明之變形例進行說明。
再者，於以下之說明中，對與上述第3實施形態相同之構件標記相同之符號，並省略或簡化其說明。
圖6係表示單體型之太陽能電池之剖面圖。
如圖6所示，於本變形例之太陽能電池300中，形成於第1槽18內之絕緣層131(131')覆蓋區劃部22a之表面，並橋接至區劃部22d之表面為止。
因此，第4槽50內為空間部。
而且，配線層230(230')係配置於絕緣層131(131')上而形成，其將區劃部22d與第2槽19之接觸部20電性連接。
因此，根據本變形例，由於絕緣層131自區劃部22a之表面橋接至區劃部22d之表面為止，因此無需於第4槽50內形成絕緣層，便可將區劃部22d與露出於第2槽19內之接觸部20加以連接。
因此，可防止配線層230與表面電極13之間之短路，從而可產生與上述第1實施形態相同之效果。
(第4實施形態)
其次，根據圖7~圖9，對未形成有第4槽50之情形時之非晶矽型太陽能電池之製造方法進行說明。
再者，於以下之說明中，對與上述第4實施形態相同之構件標記相同之符號，並省略或簡化其說明。
圖7係表示非晶矽型之太陽能電池之平面圖，圖8係沿圖1之A-A'線之剖面圖。
如圖7及圖8所示，太陽能電池400包括區劃元件21、22、23。
又，於區劃元件22中，區劃部22a對應於第1區劃部，區劃部22c對應於第2區劃部，區劃部22b對應於中間區劃部。
又，於區劃元件21中，區劃部21a對應於第1區劃部，區劃部21c對應於第2區劃部，區劃部21b對應於中間區劃部。
又，於區劃元件23中，區劃部23a對應於第1區劃部。
(非晶矽型太陽能電池)
如圖7、圖8所示，太陽能電池400係所謂之單體型之太陽能電池，其具有於透明之絕緣性基板11之一方之面11a(以下稱為背面11a)上形成有光電轉換體12的構成。
基板11例如係由玻璃或透明樹脂等之太陽光之透射性優異且具有耐久性之絕緣材料所構成，基板11之一邊之長度例如為1m左右。
於該太陽能電池400中，太陽光自與光電轉換體12相反之基板11之側，即，自基板11之他方之面11b(以下稱為表面11b)側入射。
光電轉換體12具有於表面電極(第1電極層)13與背面電極(第2電極層)15之間夾持有半導體層(光電轉換層)14之構成，該光電轉換體12形成於基板11之除背面11a之外周以外之整個區域。
表面電極13係由透明之導電材料、具有透光性之金屬氧化物例如ITO(Indium Tin Oxide)、FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)等之所謂TCO(transparent conducting oxide)所構成，其與表面紋理相伴地形成於基板11之背面11a上。
於表面電極13上形成有半導體層14。
該半導體層14例如具有於p型非晶矽膜(未圖示)與n型非晶矽膜(未圖示)之間夾持有i型非晶矽膜(未圖示)之pin接合結構。
於該pin接合結構中，若太陽光入射至該半導體層14，則產生電子與電洞，該等電子與電洞由於p型非晶矽膜與n型非晶矽膜之電位差而活躍地移動，此種移動連續反覆地進行，藉此，於表面電極13與背面電極15之間產生電位差(光電轉換)。
背面電極15係由Ag、Al、Cu等之具有比較高之導電率及反射率之金屬膜所構成，其積層於半導體層14上。
再者，雖然未圖示，但為提高背面電極15與半導體層14之間之阻隔性、反射率等，宜於背面電極15與半導體層14之間形成TCO等之透明電極。
此處，形成於基板11上之光電轉換體12係藉由多數個第3槽24而分割成各特定之尺寸。
亦即，該等第3槽24與鄰接於第3槽24之第3槽24'之間所包圍之區域D反覆地形成，藉此，自鉛直方向觀察基板11，形成有矩形狀之複數個區劃元件21、22、23。
又，第1槽18係於區劃元件22之第1部分(以下稱為區劃部22a)與鄰接於區劃部22a之區劃元件22之第2部分(以下稱為區劃部22b)之間，將光電轉換體12之表面電極13及半導體層14及背面電極15分離。
進而，第2槽19係於區劃部22b與區劃元件22之第3部分(以下稱為區劃部22c)之間，將光電轉換體12之半導體層14、背面電極15分離。具體而言，第1槽18係朝基板11之厚度方向切入，直至於區劃部22a、22b之彼此鄰接之各自之端部，基板11之背面11a露出為止之槽，第1槽18之寬度例如為20~60μm左右。
再者，區劃元件21、23具有與區劃元件22相同之構成D，但圖中為便於說明，於必需將鄰接於區劃元件21、23之區劃元件22與區劃元件21、23加以區分之情形時，將自區劃部22b觀察鄰接於第1槽18側之區劃元件記作區劃元件21，將鄰接於第3槽24側之區劃元件記作區劃元件23。
又，將與作為區劃元件22之構成要素之第1槽18、第2槽19、接觸部20、第3槽24、配線層30、絕緣膏(絕緣層)31相對應的區劃元件21之構成要素分別記作第1槽18'、第2槽19'、接觸部20'、第3槽24'、配線層30'、及絕緣膏(絕緣層)31'。
於區劃元件22中，鄰接於第1槽18而形成有第2槽19。以第1槽18及第2槽19夾持區劃部22b之方式而形成有第2槽19。該第2槽19係於第1槽18之寬度方向上空開間隔而形成，且形成為與第1槽18之長度方向大致平行。
第2槽19係以如下方式形成，即，於基板11之厚度方向上，貫通光電轉換體12之背面電極15及半導體層14，並到達表面電極13之表面露出之位置。
第2槽19係作為用以將相鄰接之區劃元件22、23間電性連接之接觸孔而發揮功能。露出於區劃元件22之第2槽19內之表面電極13係作為接觸部20而發揮功能。
而且，藉由下述之配線層30，區劃部22a之背面電極15與第2槽19內之表面電極13之接觸部20連接，藉此，彼此鄰接之區劃元件22、23得以串聯連接。
再者，第1槽18與第2槽19之間隔雖然取決於雷射加工裝置之對準精度，但宜為極其狹小之間隔，以避免有效面積減少。具體而言，上述間隔為第1槽18與第2槽19不接觸之間隔，例如以10~500μm，10~200μm為佳，較佳的是10~150μm左右而形成。
進而，於區劃元件22中，以鄰接於與第1槽18相反之第2槽19之側，即，鄰接於第2槽19之方式，形成有上述第3槽24。
該第3槽24係於第2槽19之寬度方向上空開間隔而形成，且形成為與第1槽18之長度方向大致平行。
第3槽24與第2槽19相同地係以如下方式形成，即，於基板11之厚度方向上，貫通光電轉換體12中之背面電極15及半導體層14，並到達表面電極13之表面露出之位置。
藉此，可將區劃元件22中之背面電極15及半導體層14，與區劃元件23中之背面電極15及半導體層14分離，亦即，可將區劃部22c與區劃部23a分離。
而且，區劃元件21中之第3槽24'與區劃元件22之第1槽18之間所包圍的區域D1(區劃部22a)構成區劃元件22之發電有效區域。
再者，同一區劃元件22內之第2槽19與第3槽24之間隔，即區劃部22c之寬度雖然取決於雷射加工裝置之對準精度，但只要為第2槽19與第3槽24不接觸之間隔即可，即，只要為確實地形成隔開複數個單元間之區劃部22c之間隔即可。該間隔例如為1~100μm，1~60μm為佳，較佳的是30~60μm左右。
如此，上述第1槽18、第2槽19及第3槽24沿長度方向而相互平行地形成。而且，第1槽18係以到達基板11之背面11a露出之位置之方式而貫通光電轉換體12。另一方面，第2槽19、第3槽24係以到達表面電極13露出之位置之方式而貫通背面電極15及半導體層14。亦即，表面電極13形成於彼此鄰接之第1槽18之間之整個區域。另一方面，半導體層14及背面電極15係藉由各區劃元件22各自之第1槽18、第2槽19及第3槽24而分離。
此處，於上述第1槽18內形成有絕緣膏31(絕緣層)。該絕緣膏31係於第1槽18之長度方向上空開間隔地形成於第1槽18內，於絕緣膏31之厚度方向上，絕緣膏31之前端形成為自光電轉換體12之背面電極15之表面突出。再者，作為用於絕緣膏31之材料，可使用具有絕緣性之紫外線硬化性樹脂或熱硬化性樹脂等，例如可較好地使用丙烯酸系之紫外線硬化性樹脂(例如日本三健(ThreeBond)公司製造之3042)。又，除此種樹脂材料以外，亦可使用SOG(Spin on Glass)等。
又，於背面電極15之表面形成有配線層30，該配線層30自背面電極15之表面起覆蓋絕緣膏31表面，並引導至第2槽19內。
該配線層30係對應於各絕緣膏31而形成，且與絕緣膏31相同地沿第1槽18之長度方向空開間隔而形成。
配線層30係用以將區劃元件22中之區劃部22a之背面電極15與區劃元件23中之區劃部23a之表面電極13電性連接的層，其以於區劃部22a之背面電極15與區劃部23a之表面電極13之間橋接的方式而形成。配線層30之一端(第1端)連接於區劃部22a之背面電極15之表面，他端(第2端)連接於第2槽19內所露出之表面電極13之接觸部20。
藉由該構成，區劃元件22之區劃部22a與區劃元件23之區劃部23a得以串聯連接。區劃元件23之區劃部23a形成於與區劃元件22相反側之第3槽24之側方。
同樣地，由於形成有配線層30'，因此區劃元件21之區劃部21a與區劃元件22之區劃部22a得以串聯連接。再者，作為配線層30之形成材料，可使用具有導電性之材料，例如可使用低溫煅燒型奈米油墨金屬(Ag)等。
圖9A~圖9C係相當於圖7之A-A'線之剖面圖，且為非晶矽型太陽能電池之步驟圖。
首先，如圖9A所示，於基板11之除背面11a之外周以外之整個區域形成光電轉換體12(光電轉換體形成步驟)。
具體而言，藉由CVD法、濺鍍法等而於基板11之背面11a依序積層表面電極13、半導體層14及背面電極15。
其次，如圖9B所示，將形成於基板11上之光電轉換體12分割成各特定之尺寸，從而形成區劃元件22(區劃部22a、22b、22c)(劃線步驟)。
再者，區劃元件21(區劃部21a、21b、21c)及區劃元件23(例如區劃部23a等)亦可藉由相同之方法而形成。
此處，於第4實施形態中，使用將兩種以上之波長之雷射(未圖示)照射至基板11上之雷射加工裝置(未圖示)，同時形成第1槽18、第2槽19及第3槽24。於雷射加工裝置中配置有為形成3條槽而照射雷射之3個雷射光源。
具體而言，首先，將照射形成第1槽18之第1雷射(未圖示)之位置、照射形成第2槽19之第2雷射(未圖示)之位置、及照射形成第3槽24之第3雷射(未圖示)之位置的相對位置加以固定。
作為第4實施形態之雷射，可使用脈衝YAG(Yittrium‧Alumlnium‧Garnet)雷射等。例如，作為形成第1槽18之第1雷射，宜使用波長為1064nm之紅外線(IR，infrared laser)雷射。又，作為形成第2槽19及第3槽24之雷射，宜使用波長為532nm之SHG(second harmonic generation)雷射。
於雷射加工裝置中，沿基板11之面，自基板11之表面11b側朝光電轉換體12同時掃描用以形成第1槽18、第2槽19及第3槽24之雷射。
由此，於照射有波長為1064nm之雷射之區域中，雷射將表面電極13加熱而使表面電極13蒸發。
繼而，藉由表面電極13之膨脹力而將照射有雷射之區域之表面電極13上所積層之半導體層14及背面電極15除去。
藉此，於照射有波長為1064nm之雷射之區域中，形成露出有基板11之背面11a之第1槽18。
另一方面，於照射有波長為532nm之雷射之區域中，雷射將半導體層14加熱而使半導體層14蒸發。
繼而，藉由半導體層14之膨脹力將照射有雷射之區域之半導體層14上所積層之背面電極15除去。
藉此，於照射有波長為532nm之雷射之區域中，形成露出有表面電極13之表面之第2槽19及第3槽24。
藉此，第1槽18、第2槽19及第3槽24沿長度方向而彼此平行地形成，且於相鄰接之第3槽24、24'間，形成分割成各特定尺寸之具有發電有效區域D1(區劃部22a)之區劃元件22。
此時，表面電極13形成於彼此鄰接之第1槽18、18'間之整個區域。另一方面，半導體層14及背面電極15係藉由各區劃元件21、22、23各自之第1槽18、18'、第2槽19、19'及第3槽24、24'而分離。
其次，如圖9C所示，藉由噴墨法、絲網印刷法、點膠法等，於第1槽18內形成絕緣層31(絕緣層形成步驟)。
作為絕緣層31之形成材料，例如可使用絕緣膏。
又，於藉由噴墨法而形成絕緣層31之情形時，使噴出絕緣層31之形成材料之噴墨頭與形成有光電轉換體12之基板11(加工物)相對移動，使絕緣層31之形成材料自噴墨頭滴下至基板11上。
具體而言，對準與第1槽18之長度方向正交之方向，即對準各第1槽18之間隔而排列噴墨頭(噴墨頭之噴嘴)，一面沿第1槽18之長度方向掃描噴墨頭，一面將絕緣層31之形成材料塗佈於基板11上。
又，亦可沿第1槽18之長度方向而排列複數個噴墨頭，同時將絕緣層31之形成材料塗佈於複數個區劃元件21、22、23之每個第1槽18。
而且，將塗佈於第1槽18內之絕緣層31之形成材料加以塗佈之後，使絕緣層31之形成材料之材料硬化。
具體而言，於使用紫外線硬化性樹脂作為絕緣層31之形成材料之材料之情形時，藉由將紫外線照射至絕緣層之形成材料而使絕緣層31之形成材料硬化。
另一方面，於使用熱硬化性樹脂或SOG作為絕緣層31之形成材料之情形時，藉由對絕緣層之形成材料進行煅燒而使絕緣層31之形成材料硬化。
藉此，於第1槽18內形成絕緣層31。
如此，於絕緣層形成步驟中，在第1槽18內形成絕緣層31，藉此可使區劃部22a、22b間絕緣。
藉此，於區劃部22a、22b間，彼此鄰接之表面電極13不接觸，又，彼此鄰接之半導體層14不接觸。因此，於區劃部22a，22b中，可確實地抑制由表面電極13間及半導體層14間之短路所引起之漏泄電流等之產生。
其次，形成配線層30。
具體而言，藉由噴墨法、絲網印刷法、點膠法、焊接等，塗佈配線層30之形成材料，該配線層30自區劃部22a之背面電極15之表面，經由絕緣層31之表面而到達於第2槽19內露出之表面電極13之接觸部20。
繼而，於塗佈配線層30之形成材料之後，對配線層30之形成材料進行煅燒而使配線層30硬化。
再者，於使用熱硬化性樹脂或SOG作為上述絕緣層31之形成材料之情形時，可同時進行絕緣層31之煅燒與配線層30之煅燒，從而可提高製造效率。
如此，於絕緣層31上形成配線層30，藉由該配線層30而將區劃部22a之背面電極15與接觸部20之表面電極13連接，藉此，不僅可確保區劃部22a、22b間之絕緣性，而且可將彼此鄰接之區劃元件22、23串聯連接。
藉此，可防止區劃元件22、23間之短路，從而可提高發電效率。
根據以上方式，如圖7、8所示，完成第4實施形態之非晶矽型之太陽能電池400。
如上所述，於第4實施形態中，在劃線步驟中使用了同時形成第1槽18、第2槽19及第3槽24之方法。
根據該方法，於在基板11上形成光電轉換體12之後，自基板11之表面11b於光電轉換體12上同時形成各槽18、19、24，因此可高精度地形成各槽18、19、24。
亦即，同時掃描各雷射而同時形成各槽18、19、24，藉此，可於劃線步驟中保持各槽18、19、24之相對位置，同時進行劃線。
藉此，由於各槽18、19、24之相對位置不會偏移，因此可防止彼此鄰接之槽(例如第1槽18與第2槽19間)接觸，從而可高精度地形成各槽。
因此，由於亦可高精度地對大型基板11進行劃線，故可確實地將各區劃部22a、22b、22c間分離，並且可確實地防止於彼此鄰接之槽間槽彼此接觸。
因此，由於可確保具有發電有效區域D1之區劃部22a，與鄰接於該區劃部22a之區劃部22b間之絕緣性，故可抑制由區劃部22a、22b間之短路所引起之發電效率之下降。
而且，藉由高精度地形成各槽18、19、24，與先前相比較，可縮小相鄰接之各槽18、19、24間之距離。
藉此，可增大各區劃元件21、22、23之發電有效區域D1(例如區劃部22a)之面積，因此可提高各區劃元件D之發電效率。
於此情形時，於基板11上形成光電轉換體12之後，自基板11之表面11b於該光電轉換體12上同時形成各槽18、19、24，藉此，與在使各層成膜之每個步驟中進行劃線之先前之情形相比較，可容易地形成各槽18、19、24，從而可提高製造效率。
(第5實施形態)
其次，對本發明之第5實施形態進行說明。
再者，於以下之說明中，對與上述第4實施形態相同之構件標記相同之符號，並省略或簡化其說明。
圖10係相當於圖7之A-A'線之剖面圖，且係表示串接型之太陽能電池之剖面圖。
第5實施形態與上述第4實施形態之不同點在於採用所謂串接型之太陽能電池，該串接型之太陽能電池於一對電極間夾持有包含非晶矽膜之第1半導體層與包含微晶矽膜之第2半導體層。
如圖10所示，太陽能電池500具有於基板11之背面11a上形成有光電轉換體101之構成。
光電轉換體101係依序積層形成於基板11之背面11a之表面電極13、由非晶矽構成之第1半導體層110、包含TCO等之中間電極112、由微晶矽構成之第2半導體層111、以及包含金屬膜之背面電極15而構成。
第1半導體層110與上述半導體層14(參照圖8)相同地，係呈於p型非晶矽膜(未圖示)與n型非晶矽膜(未圖示)之間夾持有i型非晶矽膜(未圖示)之pin接合結構。
又，第2半導體層111係呈於p型微晶矽膜(未圖示)與n型微晶矽膜(未圖示)之間夾持有i型微晶矽膜(未圖示)之pin接合結構。
此處，於光電轉換體101中形成有貫通光電轉換體101之表面電極13及第1半導體層110、中間電極112、第2半導體層111、背面電極15之第1槽18。
該第1槽18與上述第4實施形態相同地，係以基板11之背面11a露出之方式而形成。
又，鄰接於第1槽18而形成有第2槽19。
該第2槽19於基板11之厚度方向上，貫通光電轉換體101之第1半導體層110、中間電極112、第2半導體層111及背面電極15，且與上述第4實施形態相同地，以到達表面電極13之表面露出之位置之方式而形成。
進而，於與第1槽18相反之第2槽19之側方形成有第3槽24。
該第3槽24於基板11之厚度方向上，貫通光電轉換體101之第1半導體層110、中間電極112、第2半導體層111及背面電極15，且與上述第4實施形態相同地，以到達表面電極13之表面露出之位置之方式而形成。
而且，各第3槽24、24'間所包圍之區域D反覆地形成，藉此，自鉛直方向觀察基板11，形成有矩形狀之複數個區劃元件21、22、23。
如此，於第5實施形態中，上述第1槽18、第2槽19及第3槽24亦沿長度方向而彼此平行地形成。
而且，第1槽18係以到達基板11之背面11a露出之位置之方式而形成。另一方面，第2槽19及第3槽24係以到達表面電極13露出之位置之方式而形成。
亦即，表面電極13係形成於彼此鄰接之第1槽18間之整個區域。
另一方面，背面電極15及第1半導體層110、第2半導體層111係藉由各區劃元件21、22、23各自之第2槽19及第3槽24而分離。
此處，於第1槽18內形成有絕緣層31。
該絕緣層31係於第1槽18內，在第1槽18之長度方向上空開間隔而形成，於絕緣層31之厚度方向上，絕緣層31之前端形成為自光電轉換體101之背面電極15之表面突出。
又，於背面電極15之表面形成有配線層30，該配線層30自背面電極15之表面起覆蓋於絕緣層31上，且引導至第2槽19內。
該配線層30係對應於各絕緣層31之位置而形成，且與絕緣層31相同地，沿第1槽18之長度方向空開間隔而形成。
如此，第5實施形態之太陽能電池500係積層有a-Si/微晶Si之串接型太陽能電池。
根據第5實施形態，可產生與上述第4實施形態相同之作用效果。進而，於串接結構之太陽能電池500中，由第1半導體層110吸收短波長光，由第2半導體層111吸收長波長光，藉此可提高發電效率。
又，於第1半導體層110與第2半導體層111之間設置中間電極112，藉此，透過第1半導體層110而到達第2半導體層111之光之一部分由中間電極112反射，再次入射至第1半導體層110側，因此，光電轉換體101之感光度特性提高，從而有助於提高發電效率。
再者，於上述第5實施形態中，對使用中間電極112之情形進行了說明，但亦可為不設置中間電極112之構成。
(第6實施形態)
其次，對本發明之第6實施形態進行說明。
再者，於以下之說明中，對與上述第4實施形態相同之構件標記相同之符號，並省略或簡化其說明。
圖11係相當於圖7之A-A'線之剖面圖，且係表示第6實施形態之單體型之太陽能電池之剖面圖。
如圖11所示，第6實施形態之太陽能電池600具備將區劃部22a之背面電極15與區劃部22b之背面電極15連接之第1配線層130、以及將接觸部20與區劃部22b之背面電極15連接之第2配線層140。
第1配線層130自區劃部22a之背面電極15之表面，經由絕緣層31表面而到達區劃部22b之背面電極15之表面為止，其以將區劃部22a、22b間橋接之方式而形成。
亦即，第1配線層130之一端(第1端)連接於區劃部22a之背面電極15之表面，另一方面，他端(第2端)連接於區劃部22b之背面電極15之表面。
第1配線層130係對應於各絕緣層31之位置而形成。例如於絕緣層31形成於第1槽18之長度方向之整個區域的情形時，第1配線層130亦可形成於整個絕緣層31上或在長度方向上空開間隔地形成於絕緣層31上。又，於絕緣層31沿第1槽18之長度方向空開間隔而形成之情形時，第1配線層130亦可與絕緣層31相同地，沿第1槽18之長度方向空開間隔而形成。
第2配線層140係以埋入至第2槽19內之方式而形成，且以自第2槽19內所露出之接觸部20(底面)到達與背面電極15接觸之位置的方式而形成。
藉此，露出於接觸部20之表面電極13與區劃部22b之背面電極15得以連接。
再者，第2配線層140若於太陽能電池600之厚度方向上，以到達較半導體層14與背面電極15之邊界部更靠背面電極15之側，即到達配置有背面電極15之位置之方式而形成，則其可自背面電極15之表面突出，亦可不突出。
第2配線層140係沿第2槽19之長度方向空開間隔而形成。
再者，第2配線層140之間隔未必需要與沿第1槽18之長度方向之各第1配線層130之間隔一致。
又，第2配線層140亦可形成於沿第2槽19之長度方向之整個區域。
藉此，第1配線層130與第2配線層140彼此連接於區劃部22b之背面電極15，第1配線層130與第2配線層140經由區劃部22b之背面電極15而電性連接。
而且，區劃元件22之區劃部22b與區劃元件23之區劃部23a得以串聯連接。區劃元件23之區劃部23a形成於與區劃元件22相反之第3槽24之側方。
同樣地，藉由第1配線層130'及第2配線層140'，區劃元件21之區劃部21b與區劃元件22之區劃部22a得以串聯連接。
因此，根據第6實施形態，不僅可產生與上述第4實施形態相同之作用效果，而且由於第1配線層130與第2配線層140彼此連接於區劃部22b之背面電極15，因此可藉由該背面電極15而將第1配線層130與第2配線層140電性連接。
藉此，無需如第4實施形態般，自區劃部22a之背面電極15至接觸部20為止連續地形成配線層30(參照圖8)，因此可降低配線層之材料成本。
又，由於無需使第1配線層130與第2配線層140之間隔沿例如第1槽18之長度方向一致，因此可提高製造效率。
然而，於上述第4~第6實施形態之太陽能電池400、500、600中，無法將受到由紅外線雷射所產生之熱之影響的部分自有效發電區域分離。
相對於此，於上述第1~第3實施形態之太陽能電池10、100、200中形成有第4槽50，將第1槽18與發電有效區域D1分離。因此，第1~第3實施形態之太陽能電池可獲得較第4~第6實施形態之太陽能電池更優異之光電轉換效率。
再者，本發明之技術範圍並不限定於上述實施形態，可於不脫離本發明之主旨之範圍內添加各種變更。
亦即，上述實施形態中所列舉之構成等僅為一例，可適當地進行變更。
例如於上述實施形態中，對單體型及串接型之太陽能電池進行了說明，但亦可將本發明之結構應用於在一對電極間夾持有非晶矽膜、非晶矽膜及微晶矽膜之所謂三層型之太陽能電池。
又，於上述第1~第3實施形態中，在第1槽及第4槽內，於第1槽及第4槽之長度方向上空開間隔而形成有絕緣層，但亦可於整個第1槽及第4槽內形成絕緣層。
於此情形時，形成於絕緣層上之配線層亦可沿第1槽之長度方向不空開間隔地連續形成。
又，絕緣層未必需要自光電轉換體(背面電極)之表面突出，至少相鄰接之區劃元件間之表面電極及半導體層絕緣即可。
進而，於上述第1~第3實施形態中，對藉由第1~4雷射而同時形成第1~4槽之情形進行了說明，但並不限於此。只要先於第1槽而形成第4槽，或者與第1槽同時形成第4槽，則第2槽與第3槽亦可於任何時候形成。
例如，亦可於同時形成分離背面電極及半導體層之第2~4槽之後，形成分離表面電極、背面電極及半導體層之第1槽。
或者亦可預先僅形成第4槽，其後形成第1~3槽。
根據該等構成，稍後於預先藉由熱之影響較少之紅外線雷射的第2高頻諧波而自有效發電區域分離之區劃部中掃描紅外線雷射，因此可更確實地防止由紅外線雷射所產生之熱之影響的傳播，從而可提高各區劃元件之光電轉換效率。
再者，於上述第1~第6實施形態中，對形成3條槽或4條槽時使用3個光源或4個光源之方法進行了說明。亦即，於第1~第6實施形態中，雷射光源之數量與槽之數量一致，但本發明並不限定於此。例如雷射光源之數量亦可少於槽之條數。具體而言，利用可切換使用紅外線雷射與可見光雷射之雷射光源，即利用可切換成複數個波長之雷射光源，藉此，可利用1個或2個雷射光源而形成複數個槽。亦可考慮使用一方為紅外線雷射，他方為可見光雷射之2個光源。於如上述般使用1個或2個光源而形成3條以上之槽之情形時，雷射於基板11上掃描之次數為複數次。另一方面，於使用3個光源或4個光源之情形時，雷射於基板11上掃描之次數為1次即可。因此，與使用1個或2個光源而形成3條以上之槽之情形相比較，於使用3個光源或4個光源之情形時，可削減雷射之掃描次數，從而可縮短作業時間。
如以上所詳述般，本發明對於可縮短雷射劃線步驟所需之時間，並且可抑制由劃線時產生之熱所造成之影響而提高光電轉換效率之太陽能電池單元之製造方法及太陽能電池單元有用。
10、100、200、300、400、500、600．．．太陽能電池
11．．．基板
12．．．光電轉換體
13．．．表面電極(第1電極層)
14．．．半導體層(光電轉換層)
15．．．背面電極(第2電極層)
18．．．第1槽
19．．．第2槽
20．．．接觸部
21、22、23．．．區劃元件(太陽能電池單元)
21a~21d、22a~22d、23d．．．區劃部
24．．．第3槽
30、130．．．配線層
31、51．．．絕緣層
50．．．第4槽
D．．．區劃元件
D1．．．發電有效區域
圖1係表示本發明之第1實施形態之非晶矽型太陽能電池之平面圖；
圖2係沿圖1之A-A'線之剖面圖；
圖3A係相當於圖1之A-A'線之剖面圖，且為非晶矽型太陽能電池之步驟圖；
圖3B係相當於圖1之A-A'線之剖面圖，且為非晶矽型太陽能電池之步驟圖；
圖3C係相當於圖1之A-A'線之剖面圖，且為非晶矽型太陽能電池之步驟圖；
圖4係表示本發明之第2實施形態之串接型太陽能電池之剖面圖；
圖5係表示本發明之第3實施形態之非晶矽型太陽能電池之剖面圖；
圖6係表示本發明之第3實施形態之變形例之非晶矽型太陽能電池的剖面圖；
圖7係表示本發明之第4實施形態之非晶矽型太陽能電池之平面圖；
圖8係沿圖7之A-A'線之剖面圖；
圖9A係相當於圖7之A-A'線之剖面圖，且為非晶矽型太陽能電池之步驟圖；
圖9B係相當於圖7之A-A'線之剖面圖，且為非晶矽型太陽能電池之步驟圖；
圖9C係相當於圖7之A-A'線之剖面圖，且為非晶矽型太陽能電池之步驟圖；
圖10係表示本發明之第5實施形態之非晶矽型太陽能電池之剖面圖；及
圖11係表示本發明之第6實施形態之非晶矽型太陽能電池之剖面圖。
10．．．太陽能電池
11．．．基板
11a．．．背面
11b．．．表面
12．．．光電轉換體
13．．．表面電極(第1電極層)
14．．．半導體層(光電轉換層)
15．．．背面電極(第2電極層)
18、18'．．．第1槽
19、19'．．．第2槽
20、20'．．．接觸部
21、22、23．．．區劃元件(太陽能電池單元)
21a~21d、22a~22d、23d．．．區劃部
24、24'．．．第3槽
30、30'．．．配線層
31、31'、51、51'．．．絕緣層
50、50'．．．第4槽
D．．．區劃元件
D1．．．發電有效區域

Claims (5)

  1. 一種太陽能電池單元之製造方法，其特徵在於：其包含藉由於基板上依序積層第1電極層、光電轉換層及第2電極層而形成光電轉換體之後，形成將光電轉換體電性分離成複數個區劃部之槽之劃線步驟；於上述劃線步驟中形成：第1槽，其貫通分離上述第1電極層、上述光電轉換層及上述第2電極層；第2槽，其與上述第1槽平行，且貫通分離上述光電轉換層及上述第2電極層；第3槽，其與上述第1槽平行，配置於與緊靠上述第2槽之上述第1槽相反之上述第2槽之側方，且貫通分離上述光電轉換層及上述第2電極層；以及第4槽，其與上述第1槽平行，配置於緊靠上述第2槽之上述第1槽之側方即與上述第2槽相反側，且於上述第1槽與成為發電有效區域之區劃部之間至少貫通分離上述光電轉換層及上述第2電極層；於上述劃線步驟之後，包括：於上述第1槽及上述第4槽之內部形成絕緣層之絕緣層形成步驟；以及形成將上述複數個區劃部電性連接之配線層之配線層形成步驟；於上述配線層形成步驟中，上述配線層係自上述第2槽之底面所露出之上述第1電極層，經由上述第2槽之內部及上述絕緣層之表面，到達緊靠上述第1槽之發電有效區域即上述第2電極層及配置於與上述第2槽相反之上 述第4槽之側方之上述第2電極層的表面，上述複數個區劃部係電性連接。
  2. 如請求項1之太陽能電池單元之製造方法，其中使用紅外線雷射作為形成上述第1槽之第1雷射，使用可見光雷射作為形成上述第2槽之第2雷射、形成上述第3槽之第3雷射及形成上述第4槽之第4雷射；上述劃線步驟係於上述光電變換體中，將上述第1雷射、上述第2雷射、上述第3雷射及上述第4雷射之照射位置空開特定之間隔，將4個雷射之照射位置並列配置，藉以掃描各雷射而形成各槽。
  3. 如請求項2之太陽能電池單元之製造方法，其中於上述劃線步驟中，於將上述第2雷射、上述第3雷射及上述第4雷射之相對位置加以固定，同時掃描上述各雷射而同時形成上述第2槽、上述第3槽及上述第4槽之後，掃描上述第1雷射而形成上述第1槽。
  4. 如請求項2之太陽能電池單元之製造方法，其中於上述劃線步驟中，將上述第1雷射、上述第2雷射、上述第3雷射及上述第4雷射之相對位置加以固定，同時掃描各雷射而同時形成各槽。
  5. 一種太陽能電池單元，其特徵在於：其包括光電轉換體，其形成於基板上，且依序積層有第1電極層、光電轉換層及第2電極層；以及 槽，其將上述光電轉換體電性分離成複數個區劃部；上述槽包括：第1槽，其貫通分離上述第1電極層、上述光電轉換層及上述第2電極層；第2槽，其與上述第1槽平行，貫通分離上述光電轉換層及上述第2電極層，且於內部形成有將上述複數個區劃部電性連接之配線層；第3槽，其與上述第1槽平行，配置於與緊靠上述第2槽之上述第1槽相反之上述第2槽之側方，且貫通分離上述光電轉換層及上述第2電極層；以及第4槽，其與上述第1槽平行，配置於緊靠上述第2槽之上述第1槽之側方即與上述第2槽相反側，且於上述第1槽與成為發電有效區域之區劃部之間至少貫通分離上述光電轉換層及上述第2電極層；於上述第1槽之內部，形成有使彼此鄰接之區劃部間之至少上述第1電極層及上述光電轉換層絕緣之絕緣層；於上述第4槽之內部，形成有使彼此鄰接之區劃部間之至少上述光電轉換層及上述第2電極層絕緣之絕緣層；上述配線層係自上述第2槽之底面所露出之上述第1電極層，經由上述第2槽之內部及上述絕緣層之表面，到達緊靠上述第1槽之發電有效區域即上述第2電極層及配置於與上述第2槽相反之上述第4槽之側方的上述第2電極層之表面，將上述複數個區劃部電性連接。
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