WO2010002005A1 - 太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セル - Google Patents

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WO2010002005A1
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laser
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美和 渡井
一也 斎藤
小松 孝
崎尾 進
雅文 若井
俊二 黒岩
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株式会社アルバック
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a solar battery cell and a solar battery cell.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2008-176285 filed on Jul. 4, 2008 and Japanese Patent Application No. 2008-261966 filed on Oct. 8, 2008, the contents of which are incorporated herein by reference. To do.
  • a solar cell using a silicon single crystal is excellent in energy conversion efficiency per unit area.
  • a solar cell using a silicon single crystal uses a silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot, a large amount of energy is consumed for manufacturing the ingot and the manufacturing cost is high.
  • amorphous silicon solar cells using amorphous (amorphous) silicon thin films that can be manufactured at lower cost are widely used as low-cost solar cells.
  • An amorphous silicon type solar cell has a transparent electrode such as a so-called TCO (transparent conductive oxide) formed on a glass substrate as a surface electrode, a semiconductor film (photoelectric conversion layer) made of amorphous silicon on the surface electrode, and a back surface. It has a photoelectric conversion body in which an Ag thin film serving as an electrode is laminated.
  • the semiconductor film has a layer structure called a pin junction in which an amorphous silicon film (i-type) that generates electrons and holes when receiving light is sandwiched between p-type and n-type silicon films. Electrons and holes generated in the semiconductor layer by sunlight move actively due to the potential difference between the p-type and n-type semiconductors, and a potential difference is generated between the electrodes on both sides by repeating this continuously.
  • partition elements solar cells
  • partition elements adjacent to each other are electrically connected.
  • a plurality of strip-shaped partition elements are formed by forming grooves with a laser beam or the like in a photoelectric converter uniformly formed over a large area on a substrate, and these partition elements are electrically connected to each other in series. Connecting so-called integrated structures are known.
  • Patent Document 1 As a method for manufacturing the solar cell described above, for example, a technique shown in Patent Document 1 is known.
  • a transparent electrode is formed on a glass substrate, and a first groove is formed on the transparent electrode by laser scribing.
  • a semiconductor film having a photoelectric conversion function is provided on the transparent electrode, and then a part of the semiconductor film is removed by scribing using laser light to provide an electrical connection groove, whereby the semiconductor which is a photoelectric conversion film Divide the membrane into strips.
  • a common groove is formed in both the back electrode and the semiconductor film by scribing using laser light.
  • each layer is partitioned, the back electrode and the front electrode are connected, and the partition elements are electrically connected to each other.
  • an amorphous silicon solar cell is theoretically inferior in photoelectric conversion efficiency as compared with a crystalline solar cell.
  • a technique for preventing deterioration of the photoelectric conversion layer that occurs during the manufacturing process is regarded as important along with the development of a photoelectric conversion layer having high photoelectric conversion efficiency.
  • the grooves are formed by using a laser.
  • the transparent electrode made of TCO is generally a laser beam having a wavelength in an infrared region, for example, a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) infrared having a wavelength of 1064 nm.
  • the semiconductor film made of amorphous silicon is well absorbed by a laser beam having a wavelength in the visible light region, for example, a green laser having a wavelength of 532 nm which is a second harmonic of the infrared laser.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems. By scribing a large-sized substrate with high accuracy, the insulation between adjacent compartments can be ensured and power generation of the compartment elements can be achieved. It is a first object of the present invention to provide a solar cell manufacturing method and a solar cell that can improve efficiency. A second object of the present invention is to provide a solar cell manufacturing method and a solar cell that can reduce the time required for the laser scribing process and can improve the photoelectric conversion efficiency by suppressing the influence of heat generated during scribing. To do.
  • the method for manufacturing a solar battery cell according to the first aspect of the present invention includes photoelectric conversion by sequentially laminating a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer on a substrate. After the body is formed, a scribing process for forming a groove for electrically separating the photoelectric conversion body into a plurality of partition portions is included. In the scribing step, at least a first groove that separates the first electrode layer and the photoelectric conversion layer, a second groove that is parallel to the first groove and separates at least the photoelectric conversion layer, and the first groove.
  • each groove in the scribing step each groove can be formed with higher accuracy than in the conventional case in which scribing is performed for each step of forming each layer. Thereby, since scribing can be performed with high accuracy even for a large substrate, the partition portions can be reliably separated, and contact between grooves adjacent to each other can be reliably prevented. .
  • the first groove separates the first electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the second electrode layer, and the second groove It is preferable to separate the second electrode layer and the photoelectric conversion layer.
  • each groove can be formed simultaneously from the surface of the substrate with respect to the photoelectric conversion body. Therefore, scribing is performed for each step of forming each layer. Compared with the conventional case, each groove can be easily formed, and the manufacturing efficiency can be improved. Moreover, since each partition part can be isolate
  • an insulating layer forming step of forming an insulating layer in the first groove and the plurality of partition portions are electrically connected.
  • a wiring layer forming step of forming a wiring layer is formed at least in the second groove and on the surface of the insulating layer, and is exposed on the bottom surface of the second groove closest to the first groove. It is preferable that the first electrode layer and the second electrode layer, which is the power generation effective region closest to the first groove, are electrically connected.
  • the insulating layer is formed in the first groove between the adjacent partition portions, so that at least the first electrode layer and the photoelectric conversion layer between the adjacent partition portions are surely provided. Can be insulated. Thereby, it can prevent reliably that the 1st electrode layer and photoelectric conversion layer of a partition part which mutually adjoin each other are short-circuited.
  • a wiring layer passing through the surface of the insulating layer is formed, and this wiring layer connects the first electrode layer in one partition part and the second electrode layer in the power generation effective region in the other partition part.
  • the insulating portions between the separated portions in the same partition element that is, between the first portion separated by the first groove and the power generation effective region of the second portion are secured and adjacent to each other.
  • the partition elements can be connected in series, and the power generation efficiency can be improved.
  • the first laser that forms the first groove, the second laser that forms the second groove, and the third groove are formed.
  • each groove is formed by scanning a third laser.
  • the relative positions of the first laser, the second laser, and the third laser are fixed, and each laser is scanned to form each groove. Is preferred.
  • the first groove, the second groove, and the third groove are formed simultaneously. According to this method, scribing can be performed while maintaining the relative position of each groove, and the relative position of each groove is not shifted. For this reason, it can prevent that the mutually adjacent groove
  • the photovoltaic cell of the second aspect of the present invention is formed on a substrate, a photoelectric conversion body in which a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer are sequentially stacked, and the photoelectric conversion body in a plurality of sections. And a groove for electrically separating the portion.
  • the groove is at least a first groove that separates the first electrode layer and the photoelectric conversion layer, and is parallel to the first groove, and at least separates the photoelectric conversion layer and electrically connects the plurality of partition portions.
  • a wiring layer to be connected is formed in the second groove, and is arranged on the side of the second groove opposite to the first groove, which is parallel to the first groove and closest to the second groove; And a third groove for separating the photoelectric conversion layer and the second electrode layer, leaving the first electrode layer.
  • An insulating layer for insulating at least the first electrode layer and the photoelectric conversion layer is formed in the first groove.
  • the wiring layer is formed in at least the inside of the second groove and the surface of the insulating layer, and the first electrode layer exposed on the bottom surface of the second groove closest to the first groove;
  • the first electrode layer is electrically connected to the second electrode layer which is the nearest power generation effective region.
  • the photoelectric conversion body formed on the substrate has a predetermined size.
  • region can be formed. Further, by forming the insulating layer in the first groove, the partition portion having the power generation effective region and the partition portion adjacent to the partition portion can be reliably separated, and between the grooves adjacent to each other. It is possible to reliably prevent the grooves from contacting each other.
  • a wiring layer passing through the surface of the insulating layer is formed.
  • the wiring layer includes a first electrode layer in a partition portion electrically divided by the first groove and a second electrode layer in the power generation effective region.
  • the manufacturing method of the photovoltaic cell of the 3rd aspect of this invention is a photoelectric conversion body, after forming a photoelectric conversion body by laminating
  • a first groove that separates the first electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the second electrode layer, and is parallel to the first groove, and the photoelectric conversion layer and the second electrode layer are A second groove to be separated; and disposed on a side of the second groove opposite to the first groove that is parallel to the first groove and closest to the second groove; and the photoelectric conversion layer and the second groove A third groove that separates the electrode layer, and is disposed on a side of the first groove that is parallel to the first groove and closest to the second groove, on the side opposite to the second groove, A fourth groove that separates at least the photoelectric conversion layer and the second electrode layer is formed between the one groove and the partition portion that becomes the power generation effective region.
  • an insulating layer forming step for forming an insulating layer inside the first groove and the fourth groove, and a wiring layer forming step for forming a wiring layer that electrically connects the plurality of partition portions.
  • the wiring layer is opposite to the second groove from the first electrode layer exposed on the bottom surface of the second groove through the inside of the second groove and the surface of the insulating layer. It reaches the surface of the second electrode layer disposed on the side of the fourth groove and electrically connects the plurality of partition portions.
  • the time required for the scribe process can be shortened.
  • the tact time in a solar cell manufacturing process is shortened, and the productivity of a solar cell manufacturing apparatus can be improved.
  • conduction of heat generated around the first groove by a high-power laser such as an infrared laser used when forming the first groove, and desorption of hydrogen atoms due to the influence of the heat described above propagate to the power generation effective region. This is prevented by the fourth groove.
  • a solar battery cell with less deterioration of the photoelectric conversion layer compared to the conventional case can be manufactured.
  • region can be increased, the photoelectric conversion efficiency of each photovoltaic cell can be improved.
  • the front electrode layer, that is, the first electrode layer melts and scatters when the first groove is formed, and the first electrode layer and the back electrode layer, that is, the second electrode layer are bridged and connected, Since the first groove and the partition that becomes the power generation effective region are separated by the fourth groove in which the insulating layer is embedded, it is ensured that the first electrode layer and the second electrode layer are short-circuited in the power generation effective region. Can be suppressed. That is, since it is possible to ensure insulation between the partition portion having the power generation effective region and the short-circuit portion in the adjacent groove, it is possible to suppress a decrease in photoelectric conversion efficiency caused by this short-circuit.
  • an infrared laser is used as the first laser for forming the first groove, and the second laser for forming the second groove and the third groove are formed. It is preferable to use a visible light laser as the third laser and the fourth laser for forming the fourth groove. As the visible light laser, for example, a second harmonic of an infrared laser may be used. According to this method, it is possible to manufacture a solar cell in which the first electrode layer is reliably separated by using an infrared laser for forming the first groove, and the fourth groove using the second harmonic of the infrared laser. Is formed.
  • the relative positions of the first laser, the second laser, the third laser, and the fourth laser are fixed, and each laser is fixed. It is preferable to form each groove by scanning.
  • the scribing process is performed as compared with the conventional case in which scribing is performed for each process of forming each layer.
  • the required time can be shortened. Thereby, the tact time in a solar cell manufacturing process is shortened, and the productivity in a solar cell manufacturing apparatus can be improved.
  • the relative positions of the second laser, the third laser, and the fourth laser are fixed, and the lasers are scanned simultaneously.
  • the second groove, the third groove, and the fourth groove are simultaneously formed, and then the first groove is formed by scanning the first laser.
  • the influence of the heat of the infrared laser is propagated by scanning the infrared laser later onto the section that has been separated from the effective power generation region by the second harmonic of the infrared laser that is less affected by the heat. Can be more reliably stopped, and the photoelectric conversion efficiency of each solar battery cell can be improved.
  • the relative positions of the first laser, the second laser, the third laser, and the fourth laser are fixed, and each laser is fixed. It is preferable to simultaneously form the grooves by simultaneously scanning the grooves.
  • the photovoltaic cell of the 4th aspect of this invention is formed on a board
  • the said photoelectric conversion body is divided into several divisions.
  • the groove is parallel to the first groove that separates the first electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the second electrode layer, and separates the photoelectric conversion layer and the second electrode layer.
  • a third groove disposed on a side of the second groove and separating the photoelectric conversion layer and the second electrode layer; parallel to the first groove; and closest to the second groove.
  • a fourth groove that is disposed on the side opposite to the second groove and separates at least the photoelectric conversion layer and the second electrode layer between the first groove and a partition that becomes a power generation effective region. And have.
  • An insulating layer that insulates at least the first electrode layer and the photoelectric conversion layer between the adjacent partition portions is formed in the first groove, and the partition portions adjacent to each other are formed in the fourth groove.
  • An insulating layer that insulates at least the photoelectric conversion layer and the second electrode layer in between is formed.
  • the wiring layer extends from the first electrode layer exposed on the bottom surface of the second groove to the side of the fourth groove opposite to the second groove through the inside of the second groove and the surface of the insulating layer.
  • the insulating layer formed inside the first groove is a first insulating layer
  • the insulating layer formed inside the fourth groove is a second insulating layer.
  • an insulating layer in the first groove and the fourth groove it is possible to reliably separate between the partition part having the power generation effective region and the partition part adjacent to the partition part. It is possible to reliably prevent the grooves from coming into contact with each other.
  • a wiring layer passing through the surface of the insulating layer is formed, and the wiring layer is electrically separated by the first groove.
  • the first electrode layer exposed on the bottom surface of the second groove and the second electrode layer in the power generation effective region are Since it connects, the insulation between the adjacent partition parts can be ensured, and the adjacent partition parts can be connected in series. Therefore, generation
  • the insulating layer in the first groove the distance between the first groove and a groove adjacent to the first groove (for example, the second groove) can be reduced.
  • the fourth groove on the side of the first groove opposite to the second groove, the first groove and the partition portion that becomes the power generation effective region are separated, so when forming the first groove It is possible to prevent the conduction of heat generated from the infrared laser to be used and the desorption of hydrogen atoms due to the influence of the above-mentioned heat from propagating to the power generation effective region. Thereby, the photovoltaic cell with little deterioration of a photoelectric converting layer compared with the past can be produced. Thereby, since the area of each partition part used as an electric power generation effective area
  • the front electrode layer that is, the first electrode layer melts and scatters when the first groove is formed
  • the first electrode layer and the back electrode layer, that is, the second electrode layer are bridged and connected
  • a method for manufacturing a solar battery cell wherein an inkjet head for discharging a material and a workpiece having a photoelectric conversion function are relatively moved, and the material discharged from the inkjet head is used as the workpiece.
  • the solar battery cell is produced by dropping it on top. According to this method, even when the material is arranged at a site where fine processing accuracy is required in the process of manufacturing the solar battery cell, the material can be arranged accurately and quickly.
  • the workpiece is preferably a thin film solar battery.
  • the material can be accurately and quickly placed in the air atmosphere, so that the tact time in the manufacturing process can be shortened.
  • a groove is formed on the thin film solar cell by scanning a laser, and the inkjet head and the thin film solar cell are relatively moved. It is preferable that an insulating layer is formed by dropping an insulating material from the inkjet head on a groove formed on the thin film solar cell. According to this method, the insulating layer can be formed accurately and quickly.
  • a groove is formed on the thin film solar cell by scanning a laser, and the inkjet head and the thin film solar cell are relatively moved. It is preferable that a wiring layer is formed by dropping a conductive material from the inkjet head onto a groove formed on the thin film solar cell. According to this method, the wiring layer can be formed accurately and quickly.
  • the first groove is a groove for separating the first electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the second electrode layer
  • the second groove is for separating the second electrode layer and the photoelectric conversion layer.
  • a groove is preferred. According to this structure, after forming a photoelectric conversion body on a board
  • the relative positions of the first laser that forms the first groove, the second laser that forms the second groove, and the third laser that forms the third groove are fixed. It is preferable that the grooves are simultaneously formed by scanning simultaneously. According to this configuration, scribing can be performed while maintaining the relative position of each groove, and the relative position of each groove does not shift. For this reason, it can prevent that the mutually adjacent groove
  • an insulating layer forming step for forming an insulating layer inside the first groove and a wiring layer forming step for forming a wiring layer for electrically connecting the plurality of sections are provided.
  • the insulating layer forming step by forming the insulating layer in the first groove between the adjacent partition portions, at least the first electrode layer and the photoelectric conversion layer between the adjacent partition portions. Can be reliably insulated. Thereby, it can prevent reliably that the 1st electrode layer and photoelectric conversion layer of a partition part which mutually adjoin each other are short-circuited. Further, the wiring layer passing through the surface of the insulating layer is formed, and the first electrode layer in one partition part is connected to the second electrode layer, which is the power generation effective region in the other partition part, by this wiring layer. It is possible to connect the partition elements adjacent to each other in series while ensuring insulation between the parts separated in the partition element, that is, between the first portion and the second portion of the power generation effective region separated by the first groove. And power generation efficiency can be improved.
  • the solar cell of the present invention includes a photoelectric conversion body formed by sequentially laminating a first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer on a substrate, and the photoelectric conversion body as a plurality of sections. And a groove for separation.
  • the groove is at least a first groove that separates the first electrode layer and the photoelectric conversion layer, and is parallel to the first groove, and at least separates the photoelectric conversion layer and electrically connects the plurality of partition portions.
  • a wiring layer to be connected is formed in the second groove, and is disposed on the side of the second groove opposite to the first groove, which is parallel to the first groove and nearest to the second groove, And a third groove for separating the photoelectric conversion layer and the second electrode layer, leaving one electrode layer.
  • An insulating layer that insulates at least the first electrode layer and the photoelectric conversion layer is formed in the first groove.
  • the wiring layer passes through at least the inside of the second groove and the surface of the insulating layer and is exposed to the bottom surface of the second groove closest to the first groove, and the second groove
  • the second electrode layer disposed on the side of the opposite first groove is electrically connected. According to this configuration, by separating the first electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the second electrode layer between the partition portions by the first groove, the photoelectric conversion body formed on the substrate has a predetermined size. A divided portion having a power generation effective region can be formed.
  • the insulating layer in the first groove it is possible to reliably separate the partition part having the power generation effective region and the partition part adjacent to the partition part. Moreover, it can prevent reliably that a groove
  • a wiring layer passing through the surface of the insulating layer is formed. The wiring layer connects the first electrode layer in the partition portion electrically divided by the first groove and the second electrode layer that is the power generation effective region. Thereby, the insulation between the partition parts adjacent to each other is ensured, and the partition parts adjacent to each other can be connected in series. Therefore, generation
  • the insulating layer in the first groove by forming the insulating layer in the first groove, the distance between the first groove and a groove (for example, the second groove) adjacent to the first groove can be reduced. Thereby, since the effective area of a partition element can be increased, the power generation efficiency of a partition element can be improved.
  • each groove is formed at the same time in the scribing process at the time of manufacturing the solar battery cell, so that each groove is formed more accurately than in the conventional case where scribing is performed for each step of forming each layer. be able to.
  • scribing can be performed accurately even on a large substrate, so that the partition portions can be reliably separated, and the grooves are in contact with each other between adjacent grooves. It can be prevented. Therefore, since the insulation between the partition part having the power generation effective region and the partition part adjacent to the partition part can be ensured, the power generation efficiency is reduced due to a short circuit between the partition parts adjacent to each other. Can be suppressed.
  • each groove by forming each groove with high accuracy, the distance between adjacent grooves can be reduced as compared with the conventional case. Thereby, since the effective area of each partition part used as a power generation effective area
  • the time required for the scribing process can be shortened as compared with the conventional case in which scribing is performed for each process of forming each layer by simultaneously forming each groove. .
  • the tact time in a solar cell manufacturing process is shortened, and the productivity of a solar cell manufacturing apparatus can be improved.
  • a solar battery cell with less deterioration of the photoelectric conversion layer compared to the conventional case can be manufactured.
  • region can be increased, the photoelectric conversion efficiency of each photovoltaic cell can be improved.
  • the front electrode layer, that is, the first electrode layer melts and scatters when the first groove is formed, and the first electrode layer and the back electrode layer, that is, the second electrode layer are bridged and connected, Since the first groove and the partition that becomes the power generation effective region are separated by the fourth groove in which the insulating layer is embedded, it is ensured that the first electrode layer and the second electrode layer are short-circuited in the power generation effective region. Can be suppressed.
  • the scanning path of the ink jet head (relative position between the ink jet head and the workpiece) and the amount of material dropped are controlled with high accuracy, and an insulating material is formed in each groove formed in each solar cell. Alternatively, a conductive material is filled. Thus, a desired amount of insulating layer or wiring layer can be accurately formed at a desired position.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view corresponding to the line A-A ′ of FIG. 1 and a process diagram of an amorphous silicon solar cell.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view corresponding to the line A-A ′ of FIG. 1 and a process diagram of an amorphous silicon solar cell.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view corresponding to the line A-A ′ of FIG. 1 and a process diagram of an amorphous silicon solar cell.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 7.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to the line A-A ′ of FIG. 7, which is a process diagram of an amorphous silicon solar cell.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to the line A-A ′ in FIG. 7, which is a process diagram of an amorphous silicon solar cell.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to the line A-A ′ of FIG. 7, which is a process diagram of an amorphous silicon solar cell. It is sectional drawing which shows the amorphous silicon type solar cell in 5th Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the amorphous silicon type solar cell in 6th Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing an amorphous silicon solar cell
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
  • the solar cell 10 is a so-called single type solar cell
  • a photoelectric conversion body 12 is formed on one surface 11 a (hereinafter referred to as a back surface 11 a) of a transparent insulating substrate 11.
  • a back surface 11 a a transparent insulating substrate 11.
  • the substrate 11 is made of an insulating material having excellent sunlight permeability and durability, such as glass or transparent resin, and the length of one side of the substrate 11 is, for example, about 1 m.
  • sunlight enters from the side of the substrate 11 opposite to the photoelectric converter 12, that is, from the other surface 11 b (hereinafter referred to as the surface 11 b) side of the substrate 11.
  • the photoelectric conversion body 12 has a configuration in which a semiconductor layer (photoelectric conversion layer) 14 is sandwiched between a front electrode (first electrode layer) 13 and a back electrode (second electrode layer) 15, and the back surface of the substrate 11. It is formed in the whole area except the outer periphery of 11a.
  • the surface electrode 13 is made of a transparent conductive material, a light-transmitting metal oxide, for example, a TCO such as ITO (Indium Tin Oxide), FTO (Fluorine-doped Tin Oxide), and the like. It is formed with a surface texture on top.
  • a semiconductor layer 14 is formed on the surface electrode 13.
  • the semiconductor layer 14 has, for example, a pin junction structure in which an i-type amorphous silicon film (not shown) is sandwiched between a p-type amorphous silicon film (not shown) and an n-type amorphous silicon film (not shown).
  • a pin junction structure in which an i-type amorphous silicon film (not shown) is sandwiched between a p-type amorphous silicon film (not shown) and an n-type amorphous silicon film (not shown).
  • the back electrode 15 is made of a metal film having relatively high conductivity and reflectivity, such as Ag, Al, Cu, etc., and is laminated on the semiconductor layer 14.
  • a transparent electrode such as TCO may be formed between the back electrode 15 and the semiconductor layer 14 in order to improve the barrier property between the back electrode 15 and the semiconductor layer 14 and the reflectance. preferable.
  • the photoelectric conversion body 12 formed on the substrate 11 is divided into a predetermined size by a large number of third grooves 24. That is, the region D surrounded by the third groove 24 and the third groove 24 ′ adjacent to the third groove 24 is repeatedly formed, and thereby the substrate 11 is rectangular when viewed from the vertical direction.
  • a plurality of partition elements (solar cells) 21, 22, and 23 are formed.
  • the partition elements 21, 22, and 23 described above each include a first groove 18 and a second groove that divide the partition elements 21, 22, and 23 into a plurality of partition portions (for example, partition portions 22a to 22d of the partition element 22).
  • a groove 19 and a fourth groove 50 are provided.
  • the partition portion 22a corresponds to the third partition portion
  • the partition portion 22b corresponds to the fourth partition portion
  • the partition portion 22c corresponds to the second partition portion
  • the partition portion 22d corresponds to the first partition.
  • the partition portion 21a corresponds to the third partition portion
  • the partition portion 21b corresponds to the fourth partition portion
  • the partition portion 21c corresponds to the second partition portion
  • the partition portion 21d corresponds to the first partition.
  • the partition portion 23d corresponds to the first partition portion.
  • the first groove 18 performs photoelectric conversion between a first portion of the partition element 22 (hereinafter referred to as a partition portion 22a) and a second portion of the partition element 22 adjacent to the partition portion 22a (hereinafter referred to as a partition portion 22b).
  • the front surface electrode 13, the semiconductor layer 14, and the back surface electrode 15 of the body 12 are separated.
  • the first groove 18 is a groove cut in the thickness direction of the substrate 11 until the back surface 11a of the substrate 11 is exposed at each of the adjacent end portions of the partition portions 22a and 22b. For example, it is formed to have a width of about 20 to 60 ⁇ m.
  • each of a second groove 19, a third groove 24, and a fourth groove 50 which will be described later, is formed to have a width of, for example, about 20 to 60 ⁇ m.
  • a second groove 19 is formed adjacent to the first groove 18.
  • channel 19 is arrange
  • the second grooves 19 are formed at intervals in the width direction of the first grooves 18 and are formed substantially parallel to the longitudinal direction of the first grooves 18.
  • the second groove 19 separates the semiconductor layer 14 and the back electrode 15 in the photoelectric converter 12 between the partition portion 22b and a third portion of the partition element 22 (hereinafter referred to as partition portion 22c).
  • the second groove 19 is formed in the thickness direction of the substrate 11 so as to penetrate the back electrode 15 and the semiconductor layer 14 in the photoelectric converter 12 and reach a position where the surface of the front electrode 13 is exposed.
  • the second groove 19 functions as a contact hole for electrically connecting the adjacent partition elements 22 and 23.
  • the surface electrode 13 exposed in the second groove 19 of the partition element 22 functions as the contact portion 20. Then, the back surface electrode 15 of the partition part 22a and the contact part 20 of the front surface electrode 13 in the second groove 19 are connected by the wiring layer 30 to be described later, thereby connecting the partition elements 22 and 23 adjacent to each other in series.
  • the interval between the first groove 18 and the second groove 19 is set to about 10 to 500 ⁇ m, preferably about 10 to 200 ⁇ m, more preferably about 10 to 100 ⁇ m.
  • channel 19 are independent is securable by setting the width
  • the insulating layer 31 can be reliably embedded in the first groove 18 and the wiring layer 30 can be embedded in the second groove 19.
  • the above-described third groove 24 is formed so as to be adjacent to the second groove 19 side opposite to the first groove 18, that is, the second groove 19.
  • the third grooves 24 are formed at intervals in the width direction of the second grooves 19, and are formed substantially parallel to the longitudinal direction of the first grooves 18. Similar to the second groove 19, the third groove 24 penetrates the back electrode 15 and the semiconductor layer 14 in the photoelectric conversion body 12 in the thickness direction of the substrate 11 and reaches a position where the surface of the front electrode 13 is exposed. It is formed as follows. Thereby, the back electrode 15 and the semiconductor layer 14 in the partition element 22 can be separated from the back electrode 15 and the semiconductor layer 14 in the partition element 23.
  • the interval between the second groove 19 and the third groove 24 in the partition element 22 is preferably about 1 to 60 ⁇ m, although it depends on the alignment accuracy of the laser processing apparatus. .
  • the width of the partition 22c is preferably about 1 to 60 ⁇ m, although it depends on the alignment accuracy of the laser processing apparatus. .
  • a fourth groove 50 parallel to the first groove 18 is formed on the side of the first groove 18 opposite to the second groove 19.
  • the fourth groove 50 separates the back electrode 15 and the semiconductor layer 14 between the first groove 18 of the partition element 22 and the third groove 24 ′ of the partition element 21 adjacent to the partition element 22 into two partition portions.
  • the two partition portions between the first groove 18 and the third groove 24 ′ include a partition portion 22 d formed between the fourth groove 50 and the third groove 24 ′, and the fourth groove 50.
  • a region D1 (partition portion 22d) surrounded between the third groove 24 ′ of the partition element 21 adjacent to the partition element 22 and the fourth groove 50 of the partition element 22 is a power generation effective region of the partition element 22.
  • the width of the partition 22a is set to about 10 to 500 ⁇ m, preferably about 10 to 200 ⁇ m, more preferably about 10 to 100 ⁇ m.
  • the first groove 18, the second groove 19, the third groove 24, and the fourth groove 50 are formed in parallel with each other, and the first groove 18, the second groove 19, the third groove 24, and the fourth groove 50 are formed.
  • the partition element 22 is separated into partition portions 22a to 22d by the four grooves 50.
  • the first groove 18 penetrates the photoelectric conversion body 12 so as to reach a position where the back surface 11a of the substrate 11 is exposed.
  • channel 50 have penetrated the back surface electrode 15 and the semiconductor layer 14 so that the surface electrode 13 may be reached.
  • the front surface electrode 13 is formed over the entire area between the first grooves 18 and 18 ′ of the partition elements 22 and 21 adjacent to each other, while the semiconductor layer 14 and the back surface electrode 15 are formed in the respective first portions of the partition elements 22.
  • the first groove 18, the second groove 19, the third groove 24, and the fourth groove 50 are separated.
  • the insulating layer 31 is embedded in the first groove 18 described above. As shown in FIG. 1, the insulating layer 31 is formed in the first groove 18 with an interval in the longitudinal direction of the first groove 18. In addition, as shown in FIG. 2, the insulating layer 31 is formed so that the tip of the insulating layer 31 protrudes from the surface of the back electrode 15 of the photoelectric converter 12 in the thickness direction of the insulating layer 31.
  • an insulating ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like can be used as a material used for the insulating layer 31, an insulating ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like can be used.
  • an acrylic ultraviolet curable resin for example, 3042 manufactured by Three Bond Co., Ltd.
  • SOG Spin on Glass
  • An insulating layer 51 (second insulating layer) made of the same material as that of the insulating layer 31 described above is also embedded in the fourth groove 50.
  • the insulating layer 51 is formed along the longitudinal direction of the fourth groove 50 with the same interval as the insulating layer 31 formed in the first groove 18. Further, as shown in FIG. 2, the insulating layer 51 is formed so that the tip of the insulating layer 51 protrudes from the surface of the back electrode 15 of the photoelectric converter 12 in the thickness direction of the insulating layer 51.
  • a wiring layer 30 is formed which is disposed on the surface of the back electrode 15 of the partition part 22 d and covers the surfaces of the insulating layers 31 and 51 and is guided into the second groove 19.
  • the wiring layer 30 is formed corresponding to the positions of the insulating layers 31 and 51, and is formed at intervals along the longitudinal direction of the first groove 18, similarly to the insulating layers 31 and 51.
  • the wiring layer 30 is a layer that electrically connects the back electrode 15 of the partition part 22d in the partition element 22 and the surface electrode 13 of the partition part 23d in the partition element 23, and is connected to the back electrode 15 of the partition part 22d and the second electrode. It is formed so as to bridge between the surface electrode 13 exposed in the groove 19.
  • one end (first end) of the wiring layer 30 is connected to the surface of the back electrode 15 of the partition part 22 d, and the other end (second end) of the wiring layer 30 is exposed in the second groove 19.
  • the contact portion 20 of the electrode 13 is connected.
  • the partition portion 22d of the partition element 22 and the partition portion 23d of the partition element 23 are connected in series.
  • the partition portion 23 d of the partition element 23 is formed on the side of the third groove 24 opposite to the partition element 22.
  • the wiring layer 30 ′ is formed, the partition part 21 d of the partition element 21 and the partition part 22 d of the partition element 22 are connected in series.
  • a conductive material for example, low-temperature fired nano ink metal (Ag) or the like is used as a forming material of the wiring layers 30 and 30 ′.
  • partition elements 21 and 23 have the same configuration D as the partition element 22 as described above, the partition elements 22 adjacent to the partition elements 21 and 23 are distinguished from the partition elements 21 and 23 in the figure for convenience.
  • the partition element adjacent to the fourth groove 50 when viewed from the partition 22b is described as the partition element 21
  • the partition element adjacent to the third groove 24 when viewed from the partition 22b is described as the partition element 23. is doing.
  • the configuration of the partition element 21 corresponding to the first groove 18, the second groove 19, the contact portion 20, the third groove 24, the wiring layer 30, the insulating layer 31, and the fourth groove 50 which are components of the partition element 22. Elements are described as a first groove 18 ', a second groove 19', a contact portion 20 ', a third groove 24', a wiring layer 30 ', an insulating layer 31', and a fourth groove 50 ', respectively.
  • FIGS. 1 to 3C are cross-sectional views corresponding to the line AA ′ of FIG. 1, and are process diagrams of an amorphous silicon solar cell.
  • the photoelectric conversion body 12 is formed in the whole area except the outer periphery of the back surface 11a of the substrate 11 (photoelectric conversion body forming step).
  • the front surface electrode 13, the semiconductor layer 14, and the back surface electrode 15 are sequentially laminated on the back surface 11a of the substrate 11 by a CVD method, a sputtering method, or the like.
  • the photoelectric conversion body 12 formed on the substrate 11 is divided into predetermined sizes to form partition elements 22 (partition sections 22a to 22d) (scribe process).
  • the partition element 21 (partition portions 21a to 21d) and the partition element 23 (for example, the partition portion 23d) can also be formed in the same manner as the partition element 22.
  • the first groove 18, the second groove 19, and the third groove using a laser processing apparatus (not shown) that irradiates the substrate 11 with lasers (not shown) having two or more types of wavelengths. 24 and the fourth groove 50 are formed simultaneously.
  • the laser processing apparatus four laser light sources for irradiating a laser to form four grooves are arranged.
  • the relative position of the position irradiated with the third laser (not shown) for forming the fourth laser beam (not shown) forming the fourth groove 50 is fixed.
  • a pulse YAG (Yittrium / Aluminum / Garnet) laser or the like can be used.
  • the second to fourth lasers for forming the second groove 19, the third groove 24, and the fourth groove 50 it is preferable to use an SHG (second harmonic generation) laser having a wavelength of 532 nm. That is, as the second to fourth lasers, it is preferable to use a visible light laser, for example, a second harmonic green laser of the first laser.
  • the first to fourth lasers are simultaneously scanned from the surface 11 b side of the substrate 11 toward the photoelectric converter 12 along the surface of the substrate 11.
  • the first laser heats the surface electrode 13 and the surface electrode 13 evaporates.
  • the semiconductor layer 14 and the back electrode 15 stacked on the surface electrode 13 in the region irradiated with the first laser are removed by the expansion force of the surface electrode 13.
  • the first groove 18 in which the back surface 11a of the substrate 11 is exposed is formed.
  • the laser heats the semiconductor layer 14 and the semiconductor layer 14 evaporates.
  • region irradiated with the laser with the expansion force of the semiconductor layer 14 is removed.
  • the second groove 19, the third groove 24, and the fourth groove 50 in which the surface of the surface electrode 13 is exposed are formed.
  • the first groove 18, the second groove 19, the third groove 24, and the fourth groove 50 are formed in parallel with each other.
  • the adjacent third grooves 24, 24 ′ are divided into predetermined sizes.
  • the partition element 22 having the generated power generation effective region D1 (partition portion 22d) is formed.
  • the surface electrode 13 is formed over the entire area between the first grooves 18 and 18 'adjacent to each other.
  • the semiconductor layer 14 and the back electrode 15 are separated by the first grooves 18, 18 ', the second grooves 19, 19', and the third grooves 24, 24 'of the partition elements 21, 22, 23, respectively. .
  • the insulating layer 31 is formed in the first groove 18 and the insulating layer 51 is formed in the fourth groove 50 by an inkjet method, a screen printing method, a dispensing method, or the like (insulating layer). Forming step).
  • the inkjet head that discharges the material for forming the insulating layer 31 and the substrate 11 (workpiece) on which the photoelectric conversion body 12 is formed are relatively moved to move the substrate 11 from the inkjet head. A material for forming the insulating layer 31 is dropped on the top.
  • the inkjet heads (nozzles of the inkjet head) are arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the first grooves 18, that is, the intervals between the first grooves 18, and the inkjet heads are arranged along the longitudinal direction of the first grooves 18.
  • the material for forming the insulating layer 31 is applied onto the substrate 11 while scanning the head.
  • a plurality of inkjet heads may be arranged along the longitudinal direction of the first groove 18, and the material for forming the insulating layer 31 may be applied simultaneously to each of the first grooves 18 in the plurality of partition elements 21, 22, and 23.
  • the insulating layer 51 can also be formed by a method similar to the method of forming the insulating layer 31 described above.
  • the material of the insulating layers 31 and 51 is hardened. Specifically, when an ultraviolet curable resin is used as the material of the insulating layers 31 and 51, the forming material of the insulating layers 31 and 51 is cured by irradiating the forming material of the insulating layer with ultraviolet rays. On the other hand, when a thermosetting resin or SOG is used as the forming material of the insulating layers 31 and 51, the forming material of the insulating layers 31 and 51 is cured by baking the forming material of the insulating layer. As a result, the insulating layers 31 and 51 are formed in the first groove 18 and the fourth groove 50.
  • the insulating layers 31 and 51 are formed in the first groove 18 and the fourth groove 50 to insulate the partition portions 22d and 22a and the partition portions 22a and 22b. can do.
  • the adjacent surface electrodes 13 are not in contact with each other between the partition portions 22d and 22a and between the partition portions 22a and 22b, and the adjacent semiconductor layers 14 are not in contact with each other. Therefore, it is possible to reliably suppress the occurrence of leakage current or the like due to the short circuit between the surface electrodes 13 or the short circuit between the semiconductor layers 14 between the partition parts 22d and 22a and the partition parts 22a and 22b.
  • the wiring layer 30 is formed. Specifically, the partition portion 22d is formed from the contact portion 20 of the surface electrode 13 exposed in the second groove 19 through the surfaces of the insulating layers 31 and 51 by an inkjet method, a screen printing method, a dispensing method, soldering, or the like. A material for forming the wiring layer 30 reaching the surface of the back electrode 15 is applied. Then, after the formation material of the wiring layer 30 is applied, the formation material of the wiring layer 30 is baked to cure the wiring layer 30. When a thermosetting resin or SOG is used as the material for forming the insulating layers 31 and 51, the insulating layers 31 and 51 and the wiring layer 30 can be fired at the same time, thereby improving manufacturing efficiency. it can.
  • the wiring layer 30 is formed on the insulating layers 31 and 51, and the partition layer 22 d and 22 a are connected by connecting the back surface electrode 15 of the partition part 22 d and the surface electrode 13 of the contact part 20 by the wiring layer 30.
  • the partition elements 22 and 23 adjacent to each other can be connected in series while ensuring insulation between the partition sections 22a and 22b. Thereby, the short circuit between the partition elements 22 and 23 can be prevented, and photoelectric conversion efficiency can be improved. 1 and 2, the amorphous silicon solar cell 10 according to the first embodiment is completed.
  • the method of simultaneously forming the first groove 18, the second groove 19, the third groove 24, and the fourth groove 50 is used in the scribing process.
  • the grooves 18, 19, 24, and 50 are formed at the same time.
  • a partition portion having a small number of semiconductor layers 14 can be separated by one laser scanning. Therefore, the time required for the scribing process can be shortened as compared with the conventional case in which scribing is performed for each process of forming each layer. Thereby, the tact time in the manufacturing process of the solar cell 10 is shortened, and the productivity of the solar cell manufacturing apparatus can be improved.
  • the grooves 18, 19, 24, and 50 can be formed with high accuracy. That is, by simultaneously scanning each laser and forming each groove 18, 19, 24, 50 at the same time, scribing can be performed while maintaining the relative position of each groove 18, 19, 24, 50 in the scribing process. Thereby, since the relative position of each groove
  • the partition portions 22a, 22b, 22c, and 22d can be reliably separated, and the grooves are in contact with each other between the adjacent grooves. It can be surely prevented. Therefore, since the insulation between the partition part 22d having the power generation effective region D1 and the partition part 22a adjacent to the partition part 22d can be ensured, a decrease in photoelectric conversion efficiency caused by a short circuit between the partition parts 22d and 22a. Can be suppressed.
  • channel 18, 19, 24, 50 With sufficient precision, it is possible to reduce the distance between each adjacent groove
  • a fourth groove 50 penetrating the semiconductor layer 14 and the back electrode 15 is formed on the side of the first groove 18 opposite to the second groove 19.
  • channel 50 is formed in the side of the 1st groove
  • the fourth groove 50 is prevented from propagating to D1.
  • the solar cell 10 with less deterioration of the semiconductor layer 14 compared to the conventional case can be manufactured.
  • region D1 can be increased, the photoelectric conversion efficiency of each partition element 21-23 can be improved.
  • the front electrode 13 melts and scatters when the first groove 18 is formed and the front electrode 13 and the back electrode 15 are bridged and connected, the first groove 18 and the power generation effective region D1
  • the partition portion 22d is separated by the fourth groove 50 in which the insulating layer 51 is embedded. For this reason, it can suppress reliably that the surface electrode 13 and the back surface electrode 15 short-circuit in the electric power generation effective area
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a tandem solar cell.
  • the second embodiment employs a so-called tandem solar cell in which a first semiconductor layer made of an amorphous silicon film and a second semiconductor layer made of a microcrystalline silicon film are sandwiched between a pair of electrodes. This is different from the first embodiment described above.
  • the solar cell 100 has a configuration in which a photoelectric conversion body 101 is formed on the back surface 11 a of the substrate 11.
  • the photoelectric conversion body 101 includes a front surface electrode 13 formed on the back surface 11a of the substrate 11, a first semiconductor layer 110 made of amorphous silicon, an intermediate electrode 112 made of TCO or the like, and a first electrode made of microcrystalline silicon. Two semiconductor layers 111 and a back electrode 15 made of a metal film are sequentially stacked.
  • the first semiconductor layer 110 has an i-type amorphous silicon film (not shown) between a p-type amorphous silicon film (not shown) and an n-type amorphous silicon film (not shown) as in the semiconductor layer 14 (see FIG. 2) described above.
  • a pin junction structure is formed in which an illustration is sandwiched.
  • the second semiconductor layer 111 has a pin junction in which an i-type microcrystalline silicon film (not shown) is sandwiched between a p-type microcrystalline silicon film (not shown) and an n-type microcrystalline silicon film (not shown). It has a structure.
  • the photoelectric conversion body 101 is formed with a first groove 18 penetrating the front surface electrode 13, the first semiconductor layer 110, the intermediate electrode 112, the second semiconductor layer 111, and the back surface electrode 15 of the photoelectric conversion body 101. Yes.
  • the first groove 18 is formed so that the back surface 11a of the substrate 11 is exposed, as in the first embodiment described above.
  • a second groove 19 is formed adjacent to the first groove 18. The second groove 19 penetrates the first semiconductor layer 110, the intermediate electrode 112, the second semiconductor layer 111, and the back electrode 15 of the photoelectric converter 101 in the thickness direction of the substrate 11, and the first embodiment described above.
  • the surface electrode 13 is formed so as to reach a position where the surface is exposed.
  • a third groove 24 is formed on the side of the second groove 19 opposite to the first groove 18.
  • the third groove 24 penetrates the first semiconductor layer 110, the intermediate electrode 112, the second semiconductor layer 111, and the back electrode 15 of the photoelectric converter 101 in the thickness direction of the substrate 11, and the first embodiment described above.
  • the surface electrode 13 is formed so as to reach the exposed position.
  • a region D surrounded by the third grooves 24 and 24 ' is formed repeatedly, thereby forming a plurality of rectangular partition elements 21, 22, and 23 when the substrate 11 is viewed from the vertical direction. ing.
  • a fourth groove 50 is formed on the side of the first groove 18 opposite to the second groove 19.
  • the fourth groove 50 penetrates the first semiconductor layer 110, the intermediate electrode 112, the second semiconductor layer 111, and the back electrode 15 of the photoelectric converter 101 in the thickness direction of the substrate 11, and the first embodiment described above.
  • the surface electrode 13 is formed so as to reach the exposed position.
  • a region D1 (partition portion 22d) surrounded by the fourth groove 50 of the partition element 22 and the third groove 24 ′ of the partition element 21 adjacent to the partition element 22 constitutes the power generation effective region D1 of the partition element 22. is doing.
  • insulating layers 31 and 51 are embedded in the first groove 18 and the fourth groove 50.
  • the insulating layers 31 and 51 are formed in the first groove 18 and the fourth groove 50 with an interval in the longitudinal direction of the first groove 18 and the fourth groove 50.
  • the tips of the insulating layers 31, 51 are formed so as to protrude from the surface of the back electrode 15 of the photoelectric converter 101.
  • a wiring layer 30 is formed on the surface of the back electrode 15 so as to cover the insulating layers 31 and 51 from the surface of the back electrode 15 of the partition part 22d to the contact part 20 in the second groove 19.
  • the wiring layer 30 is formed corresponding to the positions of the insulating layers 31 and 51, and is formed at intervals along the longitudinal direction of the first groove 18, similarly to the insulating layers 31 and 51.
  • the solar cell 100 of the second embodiment is a tandem solar cell in which a-Si / microcrystalline Si is stacked. According to 2nd Embodiment, there can exist the same effect as 1st Embodiment mentioned above. Further, in the solar cell 100 having a tandem structure, the short wavelength light of the sunlight is absorbed by the first semiconductor layer 110 and the long wavelength light is absorbed by the second semiconductor layer 111, thereby improving the photoelectric conversion efficiency. it can. In addition, by providing the intermediate electrode 112 between the first semiconductor layer 110 and the second semiconductor layer 111, part of the light that passes through the first semiconductor layer 110 and reaches the second semiconductor layer 111 is intermediate electrode 112.
  • the sensitivity characteristics of the photoelectric conversion body 101 are improved, and the photoelectric conversion efficiency is improved.
  • the intermediate electrode 112 is used has been described. However, a configuration in which the intermediate electrode 112 is not provided is also possible.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a single type solar cell.
  • the solar cell 200 according to the third embodiment includes a first wiring layer 130 that connects the back electrode 15 of the partition 22d and the back electrode 15 of the partition 22b, the contact 20 and the partition 22b.
  • the second wiring layer 140 is connected to the back electrode 15.
  • the first wiring layer 130 extends from the surface of the back electrode 15 of the partition part 22d to the surface of the back electrode 15 of the partition part 22b through the insulating layers 31 and 51 and the surface of the partition part 22a, and between the partition parts 22d and 22b. It is formed to bridge. That is, one end (first end) of the first wiring layer 130 is connected to the surface of the back electrode 15 of the partition part 22d. On the other hand, the other end (second end) of the first wiring layer 130 is connected to the surface of the back electrode 15 of the partition part 22b.
  • the first wiring layer 130 is formed corresponding to the positions of the insulating layers 31 and 51.
  • the first wiring layer 130 is spaced in the longitudinal direction over the entire insulating layers 31 and 51 or on the insulating layer 31. May be formed.
  • the first wiring layer 130 is formed in the longitudinal direction of the first groove 18 in the same manner as the insulating layers 31 and 51. May be formed at intervals along.
  • the second wiring layer 140 is formed so as to fill the second groove 19, and reaches the position in contact with the back electrode 15 from the contact portion 20 (bottom surface) exposed in the second groove 19. Is formed. Thereby, the surface electrode 13 exposed to the contact part 20 and the back surface electrode 15 of the partition part 22b are connected. Note that the second wiring layer 140 reaches the side of the back electrode 15 relative to the boundary between the semiconductor layer 14 and the back electrode 15 in the thickness direction of the solar cell 200, that is, the position where the back electrode 15 is disposed. As long as it is formed, it may or may not protrude from the surface of the back electrode 15.
  • the second wiring layer 140 is formed at intervals along the longitudinal direction of the second groove 19. Note that the interval between the second wiring layers 140 does not necessarily match the interval between the first wiring layers 130 along the longitudinal direction of the first groove 18. Further, the second wiring layer 140 may be formed in the entire region along the longitudinal direction of the second groove 19.
  • the first wiring layer 130 and the second wiring layer 140 are connected to the back surface electrode 15 of the partition part 22b, and the first wiring layer 130 and the second wiring layer 140 are connected to the back surface of the partition part 22b. It is electrically connected through the electrode 15.
  • the partition 22d of the partition element 22 and the partition 23d of the partition element 23 are connected in series.
  • the partition portion 23 d of the partition element 23 is formed on the side of the third groove 24 opposite to the partition element 22.
  • the partition part 21d of the partition element 21 and the partition part 22d of the partition element 22 are connected in series by the first wiring layer 130 ′ and the second wiring layer 140 ′ of the partition element 21.
  • the first wiring layer 130 and the second wiring layer 140 are formed on the back electrode 15 of the partition part 22b. Therefore, the first wiring layer 130 and the second wiring layer 140 can be electrically connected by the back electrode 15. This eliminates the need to continuously form the wiring layer 30 (see FIG. 2) from the back surface electrode 15 of the partition portion 22d to the contact portion 20 as in the first embodiment, thereby reducing the material cost of the wiring layer. can do. Moreover, since it is not necessary to make the space
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a single type solar cell.
  • the insulating layer 131 (131 ′) formed in the first groove 18 covers the surface of the partition part 22a and is bridged to the surface of the partition part 22d. ing. Therefore, the inside of the fourth groove 50 is a space portion.
  • the wiring layer 230 (230 ′) is disposed and formed on the insulating layer 131 (131 ′), and electrically connects the partition portion 22d and the contact portion 20 of the second groove 19. Therefore, according to this modification, since the insulating layer 131 is bridged from the surface of the partition part 22a to the surface of the partition part 22d, there is no need to form an insulating layer in the fourth groove 50, and the partition part 22d and The contact portion 20 exposed in the second groove 19 can be connected. Therefore, a short circuit between the wiring layer 230 and the surface electrode 13 can be prevented, and the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
  • FIGS. 7 to 9C a method for manufacturing an amorphous silicon solar cell when the fourth groove 50 is not formed will be described with reference to FIGS. 7 to 9C.
  • the same members as those in the fourth embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
  • 7 is a plan view showing an amorphous silicon type solar cell
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
  • the solar cell 400 includes partition elements 21, 22, and 23.
  • the partition portion 22a corresponds to the first partition portion
  • the partition portion 22c corresponds to the second partition portion
  • the partition portion 22b corresponds to the intermediate partition portion.
  • the partition portion 21a corresponds to the first partition portion
  • the partition portion 21c corresponds to the second partition portion
  • the partition portion 21b corresponds to the intermediate partition portion.
  • the partition portion 21a corresponds to the first partition portion.
  • FIG. 7 is a plan view showing an amorphous silicon solar cell
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
  • the solar cell 10 is a so-called single type solar cell, and a photoelectric conversion body 12 is formed on one surface 11 a (hereinafter referred to as a back surface 11 a) of a transparent insulating substrate 11.
  • substrate 11 is comprised with the durable and durable insulating material, such as glass or transparent resin, for example, and the length of the one side of the board
  • substrate 11 is about 1 m, for example.
  • sunlight enters from the side of the substrate 11 opposite to the photoelectric converter 12, that is, from the other surface 11 b (hereinafter referred to as the surface 11 b) side of the substrate 11.
  • the photoelectric conversion body 12 has a configuration in which a semiconductor layer (photoelectric conversion layer) 14 is sandwiched between a front electrode (first electrode layer) 13 and a back electrode (second electrode layer) 15, and the back surface of the substrate 11. It is formed in the whole area except the outer periphery of 11a.
  • the surface electrode 13 is made of a transparent conductive material, a light-transmitting metal oxide, for example, a so-called TCO (transparent conducting oxide) such as ITO (Indium Tin Oxide) or FTO (Fluorine-doped Tin Oxide). , Formed on the back surface 11a of the substrate 11 with a surface texture.
  • TCO transparent conducting oxide
  • ITO Indium Tin Oxide
  • FTO Fluorine-doped Tin Oxide
  • a semiconductor layer 14 is formed on the surface electrode 13.
  • the semiconductor layer 14 has, for example, a pin junction structure in which an i-type amorphous silicon film (not shown) is sandwiched between a p-type amorphous silicon film (not shown) and an n-type amorphous silicon film (not shown).
  • a pin junction structure in which an i-type amorphous silicon film (not shown) is sandwiched between a p-type amorphous silicon film (not shown) and an n-type amorphous silicon film (not shown).
  • the back electrode 15 is made of a metal film having relatively high conductivity and reflectivity, such as Ag, Al, Cu, etc., and is laminated on the semiconductor layer 14.
  • a transparent electrode such as TCO may be formed between the back electrode 15 and the semiconductor layer 14 in order to improve the barrier property between the back electrode 15 and the semiconductor layer 14 and the reflectance. preferable.
  • the photoelectric conversion body 12 formed on the substrate 11 is divided into a predetermined size by a large number of third grooves 24. That is, the region D surrounded by the third groove 24 and the third groove 24 ′ adjacent to the third groove 24 is formed repeatedly, thereby forming a rectangular shape when the substrate 11 is viewed from the vertical direction.
  • a plurality of partition elements 21, 22, and 23 are formed.
  • the first groove 18 has photoelectricity between a first portion of the partition element 22 (hereinafter referred to as a partition portion 22a) and a second portion of the partition element 22 adjacent to the partition portion 22a (hereinafter referred to as a partition portion 22b).
  • the front electrode 13, the semiconductor layer 14, and the back electrode 15 of the converter 12 are separated.
  • the second groove 19 separates the semiconductor layer 14 and the back electrode 15 of the photoelectric conversion body 12 between the partition portion 22b and a third portion of the partition element 22 (hereinafter referred to as partition portion 22c).
  • the first groove 18 is a groove cut in the thickness direction of the substrate 11 until the back surface 11a of the substrate 11 is exposed at each of the adjacent end portions of the partition portions 22a and 22b.
  • the width of the first groove 18 is, for example, about 20 to 60 ⁇ m.
  • the partition elements 21 and 23 have the same configuration D as the partition element 22. However, for convenience, the partition elements 22 adjacent to the partition elements 21 and 23 need to be distinguished from the partition elements 21 and 23.
  • the partition element adjacent to the first groove 18 side as viewed from the partition portion 22 b is described as a partition element 21, and the partition element adjacent to the third groove 24 side is described as 23.
  • the first groove 18 ′, the second groove 19 ′, the contact portion 20 ′, the third groove 24 ′, the wiring layer 30 ′, and the insulating paste (insulating layer) 31 ′ are described.
  • a second groove 19 is formed adjacent to the first groove 18.
  • the second groove 19 is formed so that the first groove 18 and the second groove 19 sandwich the partition 22b.
  • the second grooves 19 are formed at intervals in the width direction of the first grooves 18 and are formed substantially parallel to the longitudinal direction of the first grooves 18.
  • the second groove 19 is formed so as to penetrate the back surface electrode 15 and the semiconductor layer 14 of the photoelectric converter 12 in the thickness direction of the substrate 11 and reach a position where the surface of the surface electrode 13 is exposed.
  • the second groove 19 functions as a contact hole for electrically connecting the adjacent partition elements 22 and 23.
  • the surface electrode 13 exposed in the second groove 19 of the partition element 22 functions as the contact portion 20.
  • the back surface electrode 15 of the partition part 22a and the contact part 20 of the front surface electrode 13 in the second groove 19 are connected by the wiring layer 30 to be described later, thereby connecting the partition elements 22 and 23 adjacent to each other in series.
  • channel 19 depends on the alignment precision of a laser processing apparatus, it is preferable that it is a space
  • the above-described third groove 24 is formed so as to be adjacent to the second groove 19 side opposite to the first groove 18, that is, the second groove 19.
  • the third grooves 24 are formed at intervals in the width direction of the second grooves 19, and are formed substantially parallel to the longitudinal direction of the first grooves 18. Similar to the second groove 19, the third groove 24 penetrates the back electrode 15 and the semiconductor layer 14 in the photoelectric conversion body 12 in the thickness direction of the substrate 11 and reaches a position where the surface of the front electrode 13 is exposed. It is formed as follows. Thereby, the back surface electrode 15 and the semiconductor layer 14 in the partition element 22 can be separated from the back surface electrode 15 and the semiconductor layer 14 in the partition element 23, that is, the partition portion 22c and the partition portion 23a can be separated.
  • a region D1 (partition portion 22a) surrounded by the third groove 24 ′ of the partition element 21 and the first groove 18 of the partition element 22 constitutes a power generation effective region of the partition element 22.
  • channel 24 in the same division element 22, ie, the width of the division part 22c is dependent on the alignment precision of a laser processing apparatus, the 2nd groove
  • This interval is, for example, about 1 to 100 ⁇ m, preferably 1 to 60 ⁇ m, and more preferably about 30 to 60 ⁇ m.
  • the first groove 18, the second groove 19, and the third groove 24 described above are formed in parallel to each other along the longitudinal direction.
  • the first groove 18 penetrates the photoelectric conversion body 12 so as to reach a position where the back surface 11a of the substrate 11 is exposed.
  • the second groove 19 and the third groove 24 penetrate the back electrode 15 and the semiconductor layer 14 so as to reach the position where the front electrode 13 is exposed. That is, the surface electrode 13 is formed in the entire area between the first grooves 18 adjacent to each other.
  • the semiconductor layer 14 and the back electrode 15 are separated by the first groove 18, the second groove 19, and the third groove 24 of each partition element 22.
  • an insulating paste 31 (insulating layer) is formed in the first groove 18 described above.
  • the insulating paste 31 is formed in the first groove 18 with an interval in the longitudinal direction of the first groove 18, and in the thickness direction of the insulating paste 31, the tip of the insulating paste 31 is the photoelectric converter 12. It is formed so as to protrude from the surface of the back electrode 15.
  • an insulating ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like can be used.
  • an acrylic ultraviolet curable resin for example, 3042 manufactured by Three Bond Co., Ltd.
  • SOG Spin on Glass
  • SOG Spin on Glass
  • a wiring layer 30 that covers the surface of the insulating paste 31 from the surface of the back electrode 15 and is led into the second groove 19 is formed on the surface of the back electrode 15.
  • the wiring layer 30 is formed corresponding to each insulating paste 31, and is formed at intervals along the longitudinal direction of the first groove 18, similarly to the insulating paste 31.
  • the wiring layer 30 is a layer for electrically connecting the back electrode 15 of the partition part 22a in the partition element 22 and the surface electrode 13 of the partition part 23a in the partition element 23. It is formed so as to bridge the surface electrode 13 of the partition part 23a.
  • One end (first end) of the wiring layer 30 is connected to the surface of the back surface electrode 15 of the partition portion 22 a, and the other end (second end) is the contact portion 20 of the surface electrode 13 exposed in the second groove 19. It is connected to the.
  • the partition 22 a of the partition element 22 and the partition 23 a of the partition element 23 are connected in series.
  • the partition portion 23 a of the partition element 23 is formed on the side of the third groove 24 opposite to the partition element 22.
  • the wiring layer 30 ′ is formed, the partition part 21 a of the partition element 21 and the partition part 22 a of the partition element 22 are connected in series.
  • a forming material of the wiring layer 30 it is a material which has electroconductivity, for example, low-temperature baking type nano ink metal (Ag) etc. are used.
  • FIG. 9A to 9C are cross-sectional views corresponding to the line AA ′ of FIG. 7, and are process diagrams of the amorphous silicon type solar cell.
  • the photoelectric conversion body 12 is formed in the whole area except the outer periphery of the back surface 11a of the substrate 11 (photoelectric conversion body forming step).
  • the front surface electrode 13, the semiconductor layer 14, and the back surface electrode 15 are sequentially laminated on the back surface 11a of the substrate 11 by a CVD method, a sputtering method, or the like.
  • the photoelectric conversion body 12 formed on the substrate 11 is divided into predetermined sizes and formed as partition elements 22 (partition portions 22a, 22b, 22c) (scribe process).
  • the partition element 21 partition part 21a, 21b, 21c
  • the partition element 23 for example, partition part 23a etc.
  • channel 19, and 3rd using the laser processing apparatus (not shown) which irradiates the board
  • the groove 24 is formed at the same time.
  • three laser light sources for irradiating a laser to form three grooves are arranged. Specifically, first, a position where a first laser (not shown) that forms the first groove 18 is irradiated, a position where a second laser (not shown) that forms the second groove 19 is irradiated, and a third groove. The relative position of the position irradiated with a third laser (not shown) that forms 24 is fixed.
  • a pulse YAG (Yittrium / Aluminum / Garnet) laser or the like can be used as the laser of the fourth embodiment.
  • an infrared (IR) laser having a wavelength of 1064 nm is preferably used as the laser for forming the first groove 18.
  • a SHG (second harmonic generation) laser having a wavelength of 532 nm is preferable to use as a laser for forming the second groove 19 and the third groove 24.
  • a laser for forming the first groove 18, the second groove 19, and the third groove 24 from the surface 11 b side of the substrate 11 toward the photoelectric converter 12 along the surface of the substrate 11. are simultaneously scanned.
  • the laser heats the surface electrode 13 and the surface electrode 13 evaporates.
  • the semiconductor layer 14 and the back electrode 15 stacked on the surface electrode 13 in the region irradiated with the laser by the expansion force of the surface electrode 13 are removed.
  • the first groove 18 in which the back surface 11a of the substrate 11 is exposed is formed in the region irradiated with the laser having a wavelength of 1064 nm.
  • the laser heats the semiconductor layer 14 and the semiconductor layer 14 evaporates.
  • region irradiated with the laser with the expansion force of the semiconductor layer 14 is removed.
  • the second groove 19 and the third groove 24 where the surface of the surface electrode 13 is exposed are formed in the region irradiated with the laser having a wavelength of 532 nm.
  • the first groove 18, the second groove 19, and the third groove 24 are formed in parallel with each other along the longitudinal direction, and the adjacent third grooves 24 and 24 ′ are divided into predetermined sizes.
  • the partition element 22 having the power generation effective region D1 (partition portion 22a) is formed.
  • the surface electrode 13 is formed over the entire area between the first grooves 18 and 18 'adjacent to each other.
  • the semiconductor layer 14 and the back electrode 15 are separated by the first grooves 18, 18 ', the second grooves 19, 19', and the third grooves 24, 24 'of the partition elements 21, 22, 23, respectively. .
  • an insulating layer 31 is formed in the first groove 18 by an inkjet method, a screen printing method, a dispensing method, or the like (insulating layer forming step).
  • a material for forming the insulating layer 31 for example, an insulating paste is used.
  • the inkjet head that discharges the material for forming the insulating layer 31 and the substrate 11 (workpiece) on which the photoelectric conversion body 12 is formed are moved relative to each other from the inkjet head. A material for forming the insulating layer 31 is dropped on the substrate 11.
  • the inkjet heads (nozzles of the inkjet head) are arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the first grooves 18, that is, the intervals between the first grooves 18, and the inkjet heads are arranged along the longitudinal direction of the first grooves 18.
  • the material for forming the insulating layer 31 is applied onto the substrate 11 while scanning the head.
  • a plurality of heads may be arranged along the longitudinal direction of the first groove 18, and the material for forming the insulating layer 31 may be applied simultaneously to each of the first grooves 18 in the plurality of partition elements 21, 22, and 23.
  • the material of the formation material of the insulating layer 31 is hardened. Specifically, when an ultraviolet curable resin is used as the material for forming the insulating layer 31, the material for forming the insulating layer 31 is cured by irradiating the forming material for the insulating layer with ultraviolet rays. On the other hand, when a thermosetting resin or SOG is used as the forming material of the insulating layer 31, the forming material of the insulating layer 31 is cured by firing the forming material of the insulating layer. Thereby, the insulating layer 31 is formed in the first groove 18.
  • the partition portions 22a and 22b can be insulated by forming the insulating layer 31 in the first groove 18.
  • the adjacent surface electrodes 13 do not contact each other between the partition portions 22a and 22b, and the adjacent semiconductor layers 14 do not contact each other. Therefore, in the partition portions 22a and 22b, it is possible to reliably suppress the occurrence of a leak current or the like due to a short circuit between the surface electrodes 13 and between the semiconductor layers 14.
  • the wiring layer 30 is formed. Specifically, the surface electrode 13 exposed in the second groove 19 from the surface of the back surface electrode 15 of the partition portion 22a through the surface of the insulating layer 31 by an inkjet method, a screen printing method, a dispensing method, soldering, or the like. A material for forming the wiring layer 30 reaching the contact portion 20 is applied. Then, after the formation material of the wiring layer 30 is applied, the formation material of the wiring layer 30 is baked to cure the wiring layer 30. In addition, when using a thermosetting resin or SOG as a forming material of the insulating layer 31 mentioned above, baking of the insulating layer 31 and baking of the wiring layer 30 can be performed simultaneously, and manufacturing efficiency can be improved.
  • the wiring layer 30 is formed on the insulating layer 31, and the wiring layer 30 connects the back surface electrode 15 of the partition portion 22 a and the surface electrode 13 of the contact portion 20, thereby separating the partition portions 22 a and 22 b.
  • the partition elements 22 and 23 adjacent to each other can be connected in series while ensuring insulation. Thereby, the short circuit between the partition elements 22 and 23 can be prevented, and power generation efficiency can be improved. As described above, as shown in FIGS. 7 and 8, the amorphous silicon type solar cell 400 in the fourth embodiment is completed.
  • the method of simultaneously forming the first groove 18, the second groove 19, and the third groove 24 is used in the scribing process.
  • the grooves 18, 19, 24 are formed simultaneously from the surface 11 b of the substrate 11 on the photoelectric converter 12.
  • 24 can be formed with high accuracy. That is, by scribing each laser simultaneously to form the grooves 18, 19, and 24 at the same time, scribing can be performed while maintaining the relative positions of the grooves 18, 19, and 24 in the scribing process.
  • channel 18,19,24 does not shift
  • channel 18,19,24 With sufficient precision, it becomes possible to reduce the distance between each adjacent groove
  • the grooves 18, 19, and 24 are simultaneously formed on the photoelectric conversion body 12 from the surface 11 b of the substrate 11, thereby forming each layer.
  • the grooves 18, 19, and 24 can be easily formed as compared with the conventional case in which scribing is performed every time, and the manufacturing efficiency can be improved.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view corresponding to the line AA ′ of FIG. 7, and is a cross-sectional view showing a tandem solar cell.
  • the fifth embodiment employs a so-called tandem solar cell in which a first semiconductor layer made of an amorphous silicon film and a second semiconductor layer made of a microcrystalline silicon film are sandwiched between a pair of electrodes. This is different from the fourth embodiment. As shown in FIG.
  • the solar cell 500 has a configuration in which the photoelectric conversion body 101 is formed on the back surface 11 a of the substrate 11.
  • the photoelectric conversion body 101 includes a front surface electrode 13 formed on the back surface 11a of the substrate 11, a first semiconductor layer 110 made of amorphous silicon, an intermediate electrode 112 made of TCO or the like, and a first electrode made of microcrystalline silicon.
  • Two semiconductor layers 111 and a back electrode 15 made of a metal film are sequentially stacked.
  • the first semiconductor layer 110 has an i-type amorphous silicon film (not shown) between a p-type amorphous silicon film (not shown) and an n-type amorphous silicon film (not shown) as in the semiconductor layer 14 (see FIG. 8) described above.
  • a pin junction structure is formed in which an image is sandwiched.
  • the second semiconductor layer 111 has a pin junction in which an i-type microcrystalline silicon film (not shown) is sandwiched between a p-type microcrystalline silicon film (not shown) and an n-type microcrystalline silicon film (not shown). It has a structure.
  • the photoelectric conversion body 101 is formed with a first groove 18 penetrating the surface electrode 13 and the first semiconductor layer 110, the intermediate electrode 112, the second semiconductor layer 111, and the back electrode 15 of the photoelectric conversion body 101.
  • the first groove 18 is formed so that the back surface 11a of the substrate 11 is exposed, as in the fourth embodiment described above.
  • a second groove 19 is formed adjacent to the first groove 18. The second groove 19 penetrates the first semiconductor layer 110, the intermediate electrode 112, the second semiconductor layer 111, and the back electrode 15 of the photoelectric conversion body 101 in the thickness direction of the substrate 11, and the fourth embodiment described above.
  • the surface electrode 13 is formed so as to reach a position where the surface is exposed.
  • a third groove 24 is formed on the side of the second groove 19 opposite to the first groove 18.
  • the third groove 24 penetrates the first semiconductor layer 110, the intermediate electrode 112, the second semiconductor layer 111, and the back electrode 15 of the photoelectric converter 101 in the thickness direction of the substrate 11, and the fourth embodiment described above.
  • the surface electrode 13 is formed so as to reach a position where the surface is exposed.
  • a region D surrounded by the third grooves 24 and 24 ′ is repeatedly formed, and a plurality of rectangular partition elements 21, 22 and 23 are formed when the substrate 11 is viewed from the vertical direction. .
  • the first groove 18, the second groove 19, and the third groove 24 described above are formed in parallel to each other along the longitudinal direction.
  • the first groove 18 is formed so as to reach a position where the back surface 11a of the substrate 11 is exposed.
  • the second groove 19 and the third groove 24 are formed so as to reach a position where the surface electrode 13 is exposed. That is, the surface electrode 13 is formed over the entire area between the first grooves 18 adjacent to each other.
  • the back electrode 15, the first semiconductor layer 110, and the second semiconductor layer 111 are separated by the second groove 19 and the third groove 24 of each partition element 21, 22, 23.
  • an insulating layer 31 is formed in the first groove 18.
  • the insulating layer 31 is formed in the first groove 18 with an interval in the longitudinal direction of the first groove 18, and in the thickness direction of the insulating layer 31, the tip of the insulating layer 31 is the photoelectric conversion body 101. It is formed so as to protrude from the surface of the back electrode 15.
  • a wiring layer 30 is formed on the surface of the back electrode 15 so as to cover the insulating layer 31 from the surface of the back electrode 15 and be guided into the second groove 19.
  • the wiring layer 30 is formed corresponding to the position of each insulating layer 31, and is formed at intervals along the longitudinal direction of the first groove 18, similarly to the insulating layer 31.
  • the solar cell 500 of the fifth embodiment is a tandem solar cell in which a-Si / microcrystalline Si is stacked. According to 5th Embodiment, there can exist an effect similar to 4th Embodiment mentioned above. Further, in the tandem solar cell 500, the short wavelength light is absorbed by the first semiconductor layer 110 and the long wavelength light is absorbed by the second semiconductor layer 111, so that the power generation efficiency can be improved. In addition, by providing the intermediate electrode 112 between the first semiconductor layer 110 and the second semiconductor layer 111, part of the light that passes through the first semiconductor layer 110 and reaches the second semiconductor layer 111 is intermediate electrode 112. And is incident again on the first semiconductor layer 110 side, the sensitivity characteristic of the photoelectric conversion body 101 is improved, and the power generation efficiency is improved. In the fifth embodiment described above, the case where the intermediate electrode 112 is used has been described. However, a configuration in which the intermediate electrode 112 is not provided is also possible.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to the line AA ′ of FIG. 7, and is a cross-sectional view showing a single type solar cell in the sixth embodiment.
  • the solar cell 600 of the sixth embodiment includes a first wiring layer 130 that connects the back electrode 15 of the partition 22a and the back electrode 15 of the partition 22b, the contact 20 and the partition 22b.
  • the second wiring layer 140 is connected to the back electrode 15.
  • the first wiring layer 130 extends from the surface of the back electrode 15 of the partition part 22a to the surface of the back electrode 15 of the partition part 22b through the surface of the insulating layer 31, and is formed so as to bridge between the partition parts 22a and 22b. ing. That is, one end (first end) of the first wiring layer 130 is connected to the surface of the back electrode 15 of the partition part 22a, while the other end (second end) is connected to the surface of the back electrode 15 of the partition part 22b. It is connected.
  • the first wiring layer 130 is formed corresponding to the position of each insulating layer 31.
  • the first wiring layer 130 is formed on the entire insulating layer 31 or on the insulating layer 31 with an interval in the longitudinal direction. Also good.
  • the insulating layer 31 is formed with a gap along the longitudinal direction of the first groove 18, the insulating layer 31 may be formed with a gap along the longitudinal direction of the first groove 18 similarly to the insulating layer 31. Good.
  • the second wiring layer 140 is formed so as to fill the second groove 19, and reaches the position in contact with the back electrode 15 from the contact portion 20 (bottom surface) exposed in the second groove 19. Is formed. Thereby, the surface electrode 13 exposed to the contact part 20 and the back surface electrode 15 of the partition part 22b are connected.
  • the second wiring layer 140 reaches the back electrode 15 side, that is, the position where the back electrode 15 is disposed, from the boundary between the semiconductor layer 14 and the back electrode 15 in the thickness direction of the solar cell 600. If it is formed in this way, it may or may not protrude from the surface of the back electrode 15.
  • the second wiring layer 140 is formed at intervals along the longitudinal direction of the second groove 19. Note that the interval between the second wiring layers 140 does not necessarily match the interval between the first wiring layers 130 along the longitudinal direction of the first groove 18. Further, the second wiring layer 140 may be formed in the entire region along the longitudinal direction of the second groove 19.
  • the first wiring layer 130 and the second wiring layer 140 are connected to the back surface electrode 15 of the partition part 22b, and the first wiring layer 130 and the second wiring layer 140 are connected to the back surface of the partition part 22b. It is electrically connected through the electrode 15.
  • the partition 22b of the partition element 22 and the partition 23a of the partition element 23 are connected in series.
  • the partition portion 23 a of the partition element 23 is formed on the side of the third groove 24 opposite to the partition element 22.
  • the partition part 21b of the partition element 21 and the partition part 22a of the partition element 22 are connected in series by the first wiring layer 130 ′ and the second wiring layer 140 ′.
  • the first wiring layer 130 and the second wiring layer 140 are formed on the back surface electrode 15 of the partition part 22b. Since the connection is made, the first wiring layer 130 and the second wiring layer 140 can be electrically connected by the back electrode 15. This eliminates the need to continuously form the wiring layer 30 (see FIG. 8) from the back surface electrode 15 of the partition portion 22a to the contact portion 20 as in the fourth embodiment, thereby reducing the material cost of the wiring layer. can do. Moreover, since it is not necessary to make the space
  • the portion affected by heat from the infrared laser cannot be separated from the effective power generation region.
  • the solar cells 10, 100, and 200 of the first to third embodiments described above the fourth groove 50 is formed, and the first groove 18 and the power generation effective region D1 are separated. For this reason, the solar cells of the first to third embodiments can obtain photoelectric conversion efficiency superior to that of the solar cells of the fourth to sixth embodiments.
  • the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • the configuration described in the above-described embodiment is merely an example, and can be changed as appropriate.
  • single type and tandem type solar cells have been described.
  • a so-called triple type solar cell in which an amorphous silicon film, an amorphous silicon film, and a microcrystalline silicon film are sandwiched between a pair of electrodes.
  • the structure of the present invention can be applied.
  • the insulating layer is formed in the first groove and the fourth groove with an interval in the longitudinal direction of the first groove and the fourth groove.
  • An insulating layer may be formed throughout the fourth groove.
  • the wiring layer formed on the insulating layer may be continuously formed without a gap along the longitudinal direction of the first groove.
  • the insulating layer does not necessarily protrude from the surface of the photoelectric conversion body (back electrode), and at least the surface electrode and the semiconductor layer between adjacent partition elements may be insulated.
  • the present invention is not limited to this. If the fourth groove is formed prior to or simultaneously with the first groove, the second groove and the third groove may be formed at any time. For example, after the second to fourth grooves for separating the back electrode and the semiconductor layer are formed at the same time, the first groove for separating the front electrode, the back electrode, and the semiconductor layer can be formed. Alternatively, only the fourth groove may be formed in advance, and then the first to third grooves may be formed.
  • the infrared laser is scanned later on the section that has been separated from the effective power generation region by the second harmonic of the infrared laser that is less affected by heat, the influence of the heat from the infrared laser. Can be reliably prevented, and the photoelectric conversion efficiency of each partition element can be improved.
  • the method of using three light sources or four light sources when forming three grooves or four grooves has been described. That is, in the first to sixth embodiments, the number of laser light sources and the number of grooves coincide, but the present invention is not limited to this.
  • the number of laser light sources may be smaller than the number of grooves.
  • a laser light source that can be used by switching between an infrared laser and a visible light laser that is, a laser light source that can be switched to a plurality of wavelengths
  • a plurality of grooves are formed by one or two laser light sources. Can be formed. It is also conceivable to use two light sources, one is an infrared laser and the other is a visible light laser.
  • the number of times the laser scans the substrate 11 is plural.
  • the number of times that the laser scans the substrate 11 is one. Therefore, compared to the case where three or more grooves are formed using one or two light sources, the number of times of laser scanning can be reduced when three light sources or four light sources are used. Shortening can be realized.
  • the present invention provides a solar cell manufacturing method and a solar cell that can reduce the time required for the laser scribing process and improve the photoelectric conversion efficiency by suppressing the influence of heat generated during scribing. Useful.

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Abstract

 この太陽電池セルの製造方法は、基板(11)上に、第1電極層(13),光電変換層(14),及び第2電極層(15)を順に積層することによって光電変換体(12)を形成した後、光電変換体(12)を複数の区画部に電気的に分離する溝を形成するスクライブ工程を含み、前記スクライブ工程では、第1溝(18),第2溝(19),第3溝(24),及び第4溝(50)を形成し、前記スクライブ工程後に、絶縁層(31,51)を形成する絶縁層形成工程と、配線層(30)を形成する配線層形成工程とを有し、前記配線層(30)は、前記第2溝(19)の底面に露出した前記第1電極層(13)から、前記第2溝(19)の内部及び前記絶縁層(31,51)の表面を通じ、前記第2溝(19)とは反対の前記第4溝(50)の側方に配置された前記第2電極層(15)の表面に至り、前記複数の区画部を電気的に接続している。

Description

太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セル
 本発明は、太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セルに関する。
 本願は、2008年7月4日に出願された特願2008-176285号及び2008年10月8日に出願された特願2008-261796号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 近年、エネルギーの効率的な利用の観点から、太陽電池はますます広く一般に利用されつつある。
 特に、シリコン単結晶を利用した太陽電池は、単位面積当たりのエネルギー変換効率に優れている。
 しかし、一方でシリコン単結晶を利用した太陽電池は、シリコン単結晶インゴットをスライスしたシリコンウエハを用いるため、インゴットの製造に大量のエネルギーが費やされ、製造コストが高い。
 特に、屋外などに設置される大面積の太陽電池を実現する場合、シリコン単結晶を利用して太陽電池を製造すると、現状では相当にコストが掛かる。
 そこで、より安価に製造可能なアモルファス(非晶質)シリコン薄膜を利用したアモルファスシリコン型太陽電池が、低コストな太陽電池として普及している。
 アモルファスシリコン型太陽電池は、例えば、ガラス基板上にいわゆるTCO(transparent conductive oxide)等の透明電極が表面電極として成膜され、表面電極上にアモルファスシリコンからなる半導体膜(光電変換層)と、裏面電極となるAg薄膜とが積層された光電変換体を有する。
 半導体膜は、光を受けると電子とホールを発生するアモルファスシリコン膜(i型)が、p型及びn型のシリコン膜によって挟まれたpin接合と呼ばれる層構造によって構成されている。
 そして、太陽光により半導体層で発生した電子とホールは、p型・n型半導体の電位差によって活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで両面の電極に電位差が生じる。
 ところで、上述したアモルファスシリコン型太陽電池においては、基板上に広い面積で均一に光電変換体を形成しただけでは電位差が小さいという問題がある。
 そこで、光電変換体を所定のサイズ毎に電気的に分離した区画素子(太陽電池セル)が形成され、互いに隣接する区画素子が電気的に接続された構成が知られている。
 具体的には、基板上に広い面積で均一に形成した光電変換体に、レーザ光などで溝を形成して多数の短冊状の区画素子を形成し、これら区画素子を互いに電気的に直列に接続する、いわゆる集積構造が知られている。
 上述した太陽電池の製造方法としては、例えば、特許文献1に示すような技術が知られている。
 この特許文献1においては、最初の工程としてガラス基板の上に透明電極を成膜し、この透明電極に対してレーザスクライブによって第一溝を形成している。
 続いて、透明電極上に、光電変換機能を備えた半導体膜を設け、その後レーザ光を用いたスクライブによって半導体膜の一部を除去して電気接続用溝を設け、これによって光電変換膜たる半導体膜を短冊状に分割する。
 さらに、半導体膜上に裏面電極を形成した後、レーザ光を用いたスクライブによって裏面電極及び半導体膜の双方に共通溝を形成する。
 この時、半導体膜上に形成された裏面電極の成膜材料が電気接続用溝内にも埋設される。
 このように、各層を成膜する工程毎にスクライブを行うことで、各層が区画されるとともに、裏面電極と表面電極とが接続され、区画素子が互いに電気的に接続される。
特開2007-273858号公報
 ところで、近年では成膜対象であるガラス基板が大型化する傾向にあり、一辺が1m以上の基板を用いる場合がある。この場合、上述した従来技術のように、各層を成膜する工程毎にスクライブを行うと、スクライブの精度を確保し難いという問題がある。つまり、大型のガラス基板を用いると、ガラス基板の自重等によりガラス基板に反りが生じる等に起因し、所望のアライメントが得られた溝を形成することができず、溝が曲がって形成されてしまうという問題がある。これにより、互いに隣接する区画素子の間を確実に分離することができなかったり、互いに隣接する溝が接触したりする虞がある。その結果、互いに隣接する区画素子の間の絶縁性を確保できず、互いに隣接する区画素子の間が短絡し、区画素子の発電効率が低下するという問題がある。
 これに対して、溝の間の距離を拡大することにより、互いに隣接する溝が接触することを防ぎ、互いに隣接する区画素子の間の絶縁性を確保する対策が考えられる。しかしながら、この場合には、区画素子の有効面積が減少するという問題がある。その結果、各区画素子の発電効率が低下するという問題がある。
 また、各層を成膜する工程毎にスクライブを行うことにより、必然的に製造プロセス時間中に占めるレーザ処理時間が増大したり、スクライブ工程を行う度にスクライブされる部分の周辺に生じるパーティクルを除去するための洗浄工程が必要になったりする場合もあり、製造効率が低下するという問題がある。
 一方、アモルファスシリコン型太陽電池は、理論上、結晶型太陽電池に比較して光電変換効率に劣ることが知られている。
 その問題点を解決する方法として、光電変換効率の高い光電変換層の開発と並び、製造工程中で生じる光電変換層の劣化を防止する技術が重要視されている。
 このような製造工程中の光電変換層の劣化は、主に以下に述べる現象に起因すると考えられている。
 上述してきたように、レーザを用いることによって溝を形成しているが、一般的にTCOからなる上記透明電極は赤外領域の波長のレーザ光線、例えば波長1064nmのYAG(Yttrium Aluminium Garnet)赤外レーザをよく吸収して加熱され、また、アモルファスシリコンからなる上記半導体膜は可視光領域の波長のレーザ光線、例えば前記赤外レーザの2倍高調波である532nmの緑色レーザをよく吸収して加熱されることが知られている。
 そこで、上記透明電極を切断する場合には上記赤外レーザが用いられ、上記半導体膜を切断する場合には緑色レーザがよく用いられる。
 この赤外レーザを用いる方法は、緑色レーザを用いる方法に比して高出力であるため、溝周辺の各層が、レーザ照射に起因して発生する熱の影響を受け易いという問題がある。
 レーザ照射に起因して発生する熱の影響の一点目として、例えばレーザ照射に起因して発生する熱が、溝周辺の各層に伝わり、溝周辺におけるアモルファスシリコン層(半導体層)のダングリングボンドをキャップする水素原子が脱離する等が挙げられる。
 発電有効領域に隣接する溝を形成する際のレーザ照射に起因して発生する熱により、発電有効領域の半導体層から水素原子が脱離した場合、この部分に生じたダングリングボンドにより局在準位が発生し、太陽電池の光電変換効率の低下に直結するという問題がある。
 また二点目として、溝の形成時に溶融した表面電極の材料が、溝の内部に飛散する可能性もある。
 この場合、表面電極とは反対の半導体層の側方に形成された裏面電極と、表面電極の間を飛散した表面電極とが橋渡しされて接続し、両電極間が短絡する虞がある。
 本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、大型の基板に対しても精度良くスクライブを行うことで、隣接する区画間の絶縁性を確保するとともに、区画素子の発電効率を向上させることができる太陽電池の製造方法及び太陽電池を提供することを第1の目的とする。
 また、レーザスクライブ工程の所要時間を短縮するとともに、スクライブ時に発生する熱による影響を抑制して光電変換効率を向上できる太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セルを提供することを第2の目的とする。
 上記の課題を解決するために、本発明の第1態様の太陽電池セルの製造方法は、基板上に、第1電極層,光電変換層,及び第2電極層を順に積層することによって光電変換体を形成した後、光電変換体を複数の区画部に電気的に分離する溝を形成するスクライブ工程を含む。前記スクライブ工程では、少なくとも前記第1電極層及び前記光電変換層を分離する第1溝と、前記第1溝に平行であり、少なくとも前記光電変換層を分離する第2溝と、前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝とは反対の前記第2溝の側方に配置され、前記第1電極層を残して前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第3溝とを形成する。
 この方法によれば、スクライブ工程において各溝を形成することで、各層を成膜する工程毎にスクライブを行う従来の場合に比べて、各溝を精度良く形成することができる。これにより、大型の基板に対しても精度良くスクライブを行うことができるため、区画部の間を確実に分離することができ、互いに隣接する溝の間における溝の接触を確実に防ぐことができる。したがって、発電有効領域を有する区画部と、これに隣接する区画との間の絶縁性を確保することができるため、互いに隣接する区画部の間が短絡することに起因する発電効率の低下を抑えることができる。
 そして、各溝を精度良く形成することで、従来に比べて互いに隣接する溝の間の距離を縮小することが可能になる。これにより、発電有効領域となる各区画部の有効面積を増加できるため、各区画素子の発電効率を向上できる。
 また、各溝を同時に形成することで、従来のように各層を成膜する工程毎にスクライブを行う従来の場合に比べて、製造効率を向上できる。
 本発明の第1態様の太陽電池セルの製造方法においては、前記第1溝は、前記第1電極層,前記光電変換層,及び前記第2電極層を分離し、前記第2溝は、前記第2電極層及び前記光電変換層を分離することが好ましい。
 この方法によれば、基板上に光電変換体を形成した後、この光電変換体に対して基板の表面から同時に各溝を形成することができるため、各層を成膜する工程毎にスクライブを行う従来の場合に比べて、各溝を容易に形成することができ、製造効率を向上できる。
 また、各区画部間を確実に分離することができるため、同一の区画部内において溝により分離した部分の間の絶縁性を確保することができる。
 本発明の第1態様の太陽電池セルの製造方法においては、前記スクライブ工程後に、前記第1溝の内部に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記複数の区画部を電気的に接続する配線層を形成する配線層形成工程と、を含むことが好ましい。また、前記配線層形成工程では、前記配線層は、少なくとも前記第2溝の内部及び前記絶縁層の表面に形成されており、かつ、前記第1溝に直近の前記第2溝の底面に露出した前記第1電極層と、前記第1溝に直近の発電有効領域である前記第2電極層とを電気的に接続していることが好ましい。
 この方法によれば、絶縁層形成工程において、互いに隣接する区画部の間における第1溝内に絶縁層を形成することで、隣接する区画部間の少なくとも第1電極層及び光電変換層間を確実に絶縁することができる。これにより、互いに隣接する区画部の第1電極層及び光電変換層間が短絡することを確実に防ぐことができる。
 また、絶縁層の表面を通る配線層を形成し、この配線層により一方の区画部における第1電極層と、他方の区画部における発電有効領域の第2電極層とを接続している。これにより、同一の区画素子内において分離した部分の間、すなわち、第1溝により分離された第1部分と第2部分の発電有効領域との間における絶縁性を確保した上で、互いに隣接する区画素子間を直列接続することができ、発電効率を向上できる。
 本発明の第1態様の太陽電池セルの製造方法においては、前記スクライブ工程では、前記第1溝を形成する第1レーザ,前記第2溝を形成する第2レーザ,及び前記第3溝を形成する第3レーザを走査して各溝を形成することが好ましい。
 本発明の第1態様の太陽電池セルの製造方法においては、前記第1レーザ,前記第2レーザ,及び前記第3レーザの相対位置を固定し、各レーザを走査して各溝を形成することが好ましい。
 本発明の第1態様の太陽電池セルの製造方法においては、前記第1溝,前記第2溝,及び前記第3溝を同時に形成することが好ましい。
 この方法によれば、各溝の相対位置を保った状態でスクライブを行うことができ、各溝の相対位置がずれることがない。このため、互いに隣接する溝(例えば、第1溝と第2溝の間)が接触することを防止して、各溝を精度良く形成することができる。したがって、互いに隣接する区画部の間の絶縁性を確保することができるため、互いに隣接する区画部の間が短絡することに起因する発電効率の低下を抑えることができる。また、従来に比べて隣接する溝の間の距離を縮小することが可能になり、各区画素子の有効面積を向上できるため、各区画素子の発電効率を向上できる。
 本発明の第2態様の太陽電池セルは、基板上に形成され、第1電極層,光電変換層,及び第2電極層が順に積層された光電変換体と、前記光電変換体を複数の区画部に電気的に分離する溝とを含む。前記溝は、少なくとも前記第1電極層及び前記光電変換層を分離する第1溝と、前記第1溝に平行であり、少なくとも前記光電変換層を分離し、前記複数の区画部を電気的に接続する配線層が内部に形成された第2溝と、前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝とは反対の前記第2溝の側方に配置され、前記第1電極層を残して前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第3溝とを有する。前記第1溝の内部には、少なくとも前記第1電極層及び前記光電変換層間を絶縁する絶縁層が形成されている。前記配線層は、少なくとも前記第2溝の内部及び前記絶縁層の表面に形成されており、かつ、前記第1溝に直近の前記第2溝の底面に露出した前記第1電極層と、前記第1溝に直近の発電有効領域である前記第2電極層とを電気的に接続している。
 この構成によれば、第1溝により、各区画部の間における第1電極層,光電変換層,及び第2電極層が分離されるので、基板上に形成された光電変換体が所定サイズに分割され、発電有効領域を有する区画部を形成することができる。また、第1溝内に絶縁層を形成することで、発電有効領域を有する区画部とこの区画部に隣接する区画部との間を確実に分離することができ、互いに隣接する溝の間において溝が互いに接触することを確実に防止できる。また、絶縁層の表面を通る配線層が形成されており、この配線層は、第1溝によって電気的に分割された区画部の第1電極層と、発電有効領域の第2電極層とを接続している。これにより、互いに隣接する区画部の間における絶縁性を確保した上で、互いに隣接する区画部の間を直列接続することができる。
 したがって、互いに隣接する区画部の間が短絡することに起因するリーク電流等の発生を確実に抑えることができ、発電効率の低下を抑えることができる。また、第1溝内に絶縁層を形成することで、第1溝と第1溝に隣接する溝(例えば、第2溝)との間の距離を縮小することができる。これにより、区画素子の有効面積を増大させることができるため、区画素子の発電効率を向上できる。
 本発明の第3態様の太陽電池セルの製造方法は、基板上に、第1電極層,光電変換層,及び第2電極層を順に積層することによって光電変換体を形成した後、光電変換体を複数の区画部に電気的に分離する溝を形成するスクライブ工程を含む。前記スクライブ工程では、前記第1電極層,前記光電変換層,及び前記第2電極層を分離する第1溝と、前記第1溝に平行であり、前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第2溝と、前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝とは反対の前記第2溝の側方に配置され、前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第3溝と、前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝の側方であって前記第2溝とは反対側に配置され、前記第1溝と発電有効領域となる区画部との間で少なくとも前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第4溝とを形成する。前記スクライブ工程後に、前記第1溝及び前記第4溝の内部に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記複数の区画部を電気的に接続する配線層を形成する配線層形成工程とを有する。前記配線層形成工程では、前記配線層は、前記第2溝の底面に露出した前記第1電極層から、前記第2溝の内部及び前記絶縁層の表面を通じ、前記第2溝とは反対の前記第4溝の側方に配置された前記第2電極層の表面に至り、前記複数の区画部を電気的に接続している。
 この方法によれば、太陽電池を構成する各層の膜すべてを形成した後、各溝をスクライブして太陽電池セルを形成することで、各層を成膜する工程毎にスクライブを行う従来の場合に比べて、スクライブ工程の所要時間を短縮することができる。
 これにより、太陽電池製造工程におけるタクトタイムが短縮され、太陽電池製造装置の生産性を向上することができる。
 そして、第1溝の形成時に使用する赤外レーザ等の高出力レーザにより第1溝周辺に生じる熱の伝導、及びそれに伴う先述の熱の影響による水素原子の脱離が発電有効領域まで伝播することが第4溝によって防止される。従って、従来に比べて光電変換層の劣化の少ない太陽電池セルを作製することができる。
 これにより、発電有効領域となる各区画部の面積を増大させることができるため、各太陽電池セルの光電変換効率を向上できる。
 また、第1溝の形成時に表面電極層すなわち第1電極層が溶融及び飛散し、第1電極層と裏面電極層すなわち第2電極層との間が橋渡しされて接続した場合であっても、第1溝と発電有効領域となる区画部とが、絶縁層が埋設された第4溝により分離されているため、発電有効領域において第1電極層と第2電極層とが短絡することを確実に抑えることができる。
 つまり、発電有効領域を有する区画部と、隣接する溝内の短絡部との絶縁性を確保することができるため、この短絡により生じる光電変換効率の低下を抑えることができる。
 本発明の第3態様の太陽電池セルの製造方法においては、前記第1溝を形成する第1レーザとして赤外レーザを用い、前記第2溝を形成する第2レーザ,前記第3溝を形成する第3レーザ,及び前記第4溝を形成する第4レーザとして可視光レーザを用いることが好ましい。
 可視光レーザとしては、例えば、赤外レーザの2倍高調波を用いてもよい。
 この方法によれば、第1溝の形成に赤外レーザを使用することで第1電極層を確実に分離した太陽電池セルを作製でき、赤外レーザの2倍高調波を用いて第4溝が形成される。このため、第1溝の周囲に、劣化した光電変換層又は第1電極層と第2電極層の短絡等熱の影響が生じた場合であっても、このような劣化部分等を熱の影響が一層少ない方法を用いて発電有効領域から分離できる。
 したがって、発電有効領域を持つ区画部と隣接する溝内の短絡部との間の絶縁性を確保でき、この短絡により生じる光電変換効率の低下を抑え、発電有効領域となる各区画部の面積を増大できるため、各太陽電池セルの光電変換効率を向上できる。
 本発明の第3態様の太陽電池セルの製造方法においては、前記スクライブ工程では、前記第1レーザ,前記第2レーザ,前記第3レーザ,及び前記第4レーザの相対位置を固定し、各レーザを走査して各溝を形成することが好ましい。
 この場合、先述した熱の影響の少ない光電変換層を持つ太陽電池セルを、1度のレーザ走査で分離できるため、各層を成膜する工程毎にスクライブを行う従来の場合に比べて、スクライブ工程の所要時間を短縮することができる。
 これにより、太陽電池製造工程におけるタクトタイムが短縮され、太陽電池製造装置における生産性を向上することができる。
 本発明の第3態様の太陽電池セルの製造方法においては、前記スクライブ工程では、前記第2レーザ,前記第3レーザ,及び前記第4レーザの相対位置を固定し、前記各レーザを同時に走査して前記第2溝,前記第3溝,及び前記第4溝を同時に形成した後、前記第1レーザを走査して前記第1溝を形成することが好ましい。
 この場合、予め熱の影響の少ない赤外レーザの第2高調波により有効発電領域から分離しておいた区画部に後から赤外レーザを走査することで、赤外レーザによる熱の影響の伝播をより確実に食い止めることができ、各太陽電池セルの光電変換効率を向上できる。
 本発明の第3態様の太陽電池セルの製造方法においては、前記スクライブ工程では、前記第1レーザ,前記第2レーザ,前記第3レーザ,及び前記第4レーザの相対位置を固定し、各レーザを同時に走査して各溝を同時に形成することが好ましい。
 本発明の第4態様の太陽電池セルは、基板上に形成され、第1電極層,光電変換層,及び第2電極層が順に積層された光電変換体と、前記光電変換体を複数の区画部に電気的に分離する溝とを含む。前記溝は、前記第1電極層,前記光電変換層,及び前記第2電極層を分離する第1溝と、前記第1溝に平行であり、前記光電変換層及び前記第2電極層を分離し、前記複数の区画部を電気的に接続する配線層が内部に形成された第2溝と、前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝とは反対の前記第2溝の側方に配置され、前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第3溝と、前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝の側方であって前記第2溝とは反対側に配置され、前記第1溝と発電有効領域となる区画部との間で少なくとも前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第4溝とを有する。前記第1溝の内部には、互いに隣接する区画部間における少なくとも前記第1電極層及び前記光電変換層を絶縁する絶縁層が形成され、前記第4溝の内部には、互いに隣接する区画部間における少なくとも前記光電変換層及び前記第2電極層を絶縁する絶縁層が形成されている。前記配線層は、前記第2溝の底面に露出した前記第1電極層から、前記第2溝の内部及び前記絶縁層の表面を通じ、前記第2溝とは反対の前記第4溝の側方に配置された前記第2電極層の表面に至り、前記複数の区画部を電気的に接続している。
 ここで、第1溝の内部に形成される絶縁層は第1絶縁層であり、第4溝の内部に形成される絶縁層は第2絶縁層である。
 この構成によれば、各溝により、基板上に形成された光電変換体が所定サイズに分割され、発電有効領域を持つ複数の区画部を形成することができる。
 そして、第1溝及び第4溝内に絶縁層を形成することで、発電有効領域を持つ区画部とこの区画部に隣接する区画部との間を確実に分離することができ、隣接する溝間において溝が互いに接触することを確実に防止できる。
 そして、絶縁層の表面を通る配線層が形成され、この配線層が第1溝によって電気的に分離された第2溝底面に露出した第1電極層と発電有効領域の第2電極層とを接続するので、互いに隣接する区画部間における絶縁性を確保し、互いに隣接する区画部を直列接続することができる。
 したがって、隣接する区画部の間の短絡により生じるリーク電流等の発生を確実に抑えることができ、光電変換効率の低下を抑えることができる。
 また、第1溝内に絶縁層を形成することで、第1溝と第1溝に隣接する溝(例えば、第2溝)との間の距離を縮小することができる。
 ここで、第2溝とは反対の第1溝の側方に第4溝を形成することで、第1溝と発電有効領域となる区画部とが分離されるので、第1溝の形成時に使用する赤外レーザ等から発生する熱の伝導、及びそれに伴う先述の熱の影響による水素原子の脱離が、発電有効領域まで伝播することを防止できる。
 これにより、従来に比べて光電変換層の劣化の少ない太陽電池セルを作製することができる。
 これにより、発電有効領域となる各区画部の面積を増大させることができるため、各太陽電池セルの光電変換効率を向上できる。
 また、第1溝の形成時に表面電極層すなわち第1電極層が溶融及び飛散し、第1電極層と裏面電極層すなわち第2電極層との間が橋渡しされて接続した場合であっても、第1溝と発電有効領域となる区画部とが、絶縁層が埋設された第4溝により分離されているため、発電有効領域において第1電極層と第2電極層とが短絡することを確実に抑えることができる。
 つまり、発電有効領域を持つ区画部と、隣接する溝内の短絡部との絶縁性を確保することができるため、この短絡により生じる光電変換効率の低下を抑えることができる。
 本発明の第5態様の太陽電池セルの製造方法は、材料を吐出するインクジェットヘッドと光電変換機能を有する加工物とを相対的に移動させ、前記インクジェットヘッドから吐出された材料を、前記加工物上に滴下することによって前記太陽電池セルを作製する。
 この方法によれば、太陽電池セルを製造する工程において、微細な加工精度が要求される部位に材料を配置する場合であっても、正確かつ迅速に材料を配置できる。
 本発明の第5態様の太陽電池セルの製造方法においては、前記加工物は、薄膜型太陽電池であることが好ましい。
 この方法によれば、特に、集積構造が要求される薄膜型太陽電池を製造する際に、大気雰囲気において、正確かつ迅速に材料を配置できるため、製造工程におけるタクトタイムを短縮できる。
 本発明の第5態様の太陽電池セルの製造方法においては、レーザを走査することによって前記薄膜型太陽電池上に溝を形成し、前記インクジェットヘッドと前記薄膜型太陽電池とを相対的に移動させ、前記薄膜型太陽電池上に形成された溝上に、前記インクジェットヘッドから絶縁材料を滴下することによって絶縁層を形成することが好ましい。
 この方法によれば、正確かつ迅速に絶縁層を形成できる。
 本発明の第5態様の太陽電池セルの製造方法においては、レーザを走査することによって前記薄膜型太陽電池上に溝を形成し、前記インクジェットヘッドと前記薄膜型太陽電池とを相対的に移動させ、前記薄膜型太陽電池上に形成された溝上に、前記インクジェットヘッドから導電性材料を滴下することによって配線層を形成することが好ましい。
 この方法によれば、正確かつ迅速に配線層を形成できる。
 また、前記第1溝は、前記第1電極層、前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する溝であり、前記第2溝は、前記第2電極層及び前記光電変換層を分離する溝であることが好ましい。
 この構成によれば、基板上に光電変換体を形成した後、この光電変換体に対して基板の表面から同時に各溝を形成することができる。このため、各層を成膜する工程毎にスクライブを行う場合に比べて、各溝を容易に形成することができ、製造効率を向上させることができる。
 また、各区画部の間を確実に分離することができるため、同一の区画部において溝により分離した部分の間の絶縁性を確保することができる。
 また、前記スクライブ工程においては、前記第1溝を形成する第1レーザ、前記第2溝を形成する第2レーザ及び前記第3溝を形成する第3レーザの相対位置を固定し、前記各レーザを同時に走査して前記各溝を同時に形成することが好ましい。
 この構成によれば、各溝の相対位置を保った状態でスクライブを行うことができ、各溝の相対位置がずれることがない。このため、互いに隣接する溝(例えば、第1溝と第2溝間)が接触することを防止して、各溝を精度良く形成することができる。したがって、互いに隣接する区画部の間の絶縁性を確保することができるため、互いに隣接する区画部の間が短絡することに起因する発電効率の低下を抑えることができる。また、従来に比べて互いに隣接する溝の間の距離を縮小することが可能になり、各区画素子の有効面積を向上させることができるため、各区画素子の発電効率を向上させることができる。
 また、前記スクライブ工程後に、前記第1溝の内部に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記複数の区画を電気的に接続する配線層を形成する配線層形成工程とを有することが好ましい。また、前記配線層形成工程では、少なくとも前記第2溝の内部及び前記絶縁層の表面を通り、前記第1溝に直近であって前記第2溝底面に露出した前記第1電極層と、前記第2溝とは反対の前記第1溝の側方に配置された前記第2電極層と、を電気的に接続する前記配線層を形成することが好ましい。
 この構成によれば、絶縁層形成工程において、互いに隣接する区画部の間における第1溝内に絶縁層を形成することで、互いに隣接する区画部の間の少なくとも第1電極層及び光電変換層間を確実に絶縁することができる。これにより、互いに隣接する区画部の第1電極層及び光電変換層間が短絡することを確実に防止できる。
 また、絶縁層の表面を通る配線層を形成し、この配線層により一方の区画部における第1電極層と他方の区画部における発電有効領域である第2電極層とを接続することで、同一区画素子内で分離した部分間すなわち第1溝により分離した第1部分と第2部分の発電有効領域との間における絶縁性を確保した上で、互いに隣接する区画素子間を直列接続することができ、発電効率を向上させることができる。
 一方、本発明の太陽電池は、基板上に、第1電極層、光電変換層及び第2電極層が順に積層されて形成された光電変換体と、この光電変換体を複数の区画として電気的に分離する溝とを備える。前記溝は、少なくとも前記第1電極層及び前記光電変換層を分離する第1溝と、前記第1溝に平行であり、少なくとも前記光電変換層を分離し、前記複数の区画部を電気的に接続する配線層が内部に形成された第2溝と、前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝の反対の第2溝の側方に配置され、前記第1電極層を残して前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第3溝と、を有する。また、前記第1溝の内部には、少なくとも前記第1電極層及び前記光電変換層間を絶縁する絶縁層が形成されている。前記配線層は、少なくとも前記第2溝の内部及び前記絶縁層の表面を通り、前記第1溝に直近の前記第2溝の底面に露出した前記第1電極層と、前記第2溝とは反対の前記第1溝の側方に配置された前記第2電極層と、を電気的に接続している。
 この構成によれば、第1溝により、各区画部の間における第1電極層、光電変換層、及び第2電極層を分離することで、基板上に形成された光電変換体が所定サイズに分割され、発電有効領域を持つ区画部を形成することができる。そして、第1溝に絶縁層を形成することで、発電有効領域を持つ区画部と、この区画部に隣接する区画部の間を確実に分離することができる。また、互いに隣接する溝の間において溝が互いに接触することを確実に防止できる。そして、絶縁層の表面を通る配線層が形成されている。この配線層は、第1溝によって電気的に分割された区画部における第1電極層と、発電有効領域である第2電極層とを接続する。これによって、互いに隣接する区画部の間における絶縁性が確保され、互いに隣接する区画部の間を直列接続することができる。
 したがって、互いに隣接する区画部の間が短絡することに起因するリーク電流等の発生を確実に抑えることができ、発電効率の低下を抑えることができる。また、第1溝に絶縁層を形成することで、第1溝と、第1溝に隣接する溝(例えば、第2溝)との間の距離を縮小することができる。これにより、区画素子の有効面積を増大させることができるため、区画素子の発電効率を向上させることができる。
 本発明によれば、太陽電池セル作製時のスクライブ工程において、各溝を同時に形成することで、各層を成膜する工程毎にスクライブを行う従来の場合に比べて、各溝を精度良く形成することができる。これにより、大型の基板に対しても精度良くスクライブを行うことができるため、各区画部の間を確実に分離することができ、互いに隣接する溝の間において溝が互いに接触することを確実に防止できる。したがって、発電有効領域を有する区画部と、これに隣接する区画部との間の絶縁性を確保することができるため、互いに隣接する区画部の間が短絡することに起因する発電効率の低下を抑えることができる。
 また、各溝を精度良く形成することで、従来に比べて隣接する溝間の距離を縮小することが可能になる。これにより、発電有効領域となる各区画部の有効面積を向上できるため、各区画素子の発電効率を向上できる。
 また、各溝を同時に形成することで、従来のように各層を成膜する工程毎にスクライブを行う従来の場合に比べて、製造効率を向上できる。
 また、太陽電池セル作製時のスクライブ工程において、各溝を同時に形成することで、各層を成膜する工程毎にスクライブを行う従来の場合に比べて、スクライブ工程の所要時間を短縮することができる。
 これにより、太陽電池製造工程におけるタクトタイムが短縮され、太陽電池製造装置の生産性を向上することができる。
 そして、第1溝の形成時に使用する赤外レーザ等の高出力レーザにより第1溝周辺に生じる熱の伝導、及びそれに伴う先述の熱の影響による水素原子の脱離が、発電有効領域まで伝播することが第4溝によって防止される。従って、従来に比べて光電変換層の劣化の少ない太陽電池セルを作製することができる。
 これにより、発電有効領域となる各区画部の面積を増大させることができるため、各太陽電池セルの光電変換効率を向上できる。
 また、第1溝の形成時に表面電極層すなわち第1電極層が溶融及び飛散し、第1電極層と裏面電極層すなわち第2電極層との間が橋渡しされて接続した場合であっても、第1溝と発電有効領域となる区画部とが、絶縁層が埋設された第4溝により分離されているため、発電有効領域において第1電極層と第2電極層とが短絡することを確実に抑えることができる。
 つまり、発電有効領域を持つ区画部と、隣接する溝内の短絡部との絶縁性を確保することができるため、この短絡により生じる光電変換効率の低下を抑えることができる。
 さらに、インクジェット法を用いることにより、インクジェットヘッドの走査経路(インクジェットヘッドと加工物との相対位置)及び材料の滴下量が高精度に制御され、各太陽電池セルに形成された各溝に絶縁材料又は導電性を有する材料が充填される。これによって、所望の位置に所望の量の絶縁層又は配線層を正確に形成することができる。
本発明の第1実施形態におけるアモルファスシリコン型太陽電池を示す平面図である。 図1のA-A’線に沿う断面図である。 図1のA-A’線に相当する断面図であり、アモルファスシリコン型太陽電池の工程図である。 図1のA-A’線に相当する断面図であり、アモルファスシリコン型太陽電池の工程図である。 図1のA-A’線に相当する断面図であり、アモルファスシリコン型太陽電池の工程図である。 本発明の第2実施形態におけるタンデム型太陽電池を示す断面図である。 本発明の第3実施形態におけるアモルファスシリコン型太陽電池を示す断面図である。 本発明の第3実施形態における変形例のアモルファスシリコン型太陽電池を示す断面図である。 本発明の第4実施形態におけるアモルファスシリコン型太陽電池を示す平面図である。 図7のA-A’線に沿う断面図である。 図7のA-A’線に相当する断面図であり、アモルファスシリコン型太陽電池の工程図である。 図7のA-A’線に相当する断面図であり、アモルファスシリコン型太陽電池の工程図である。 図7のA-A’線に相当する断面図であり、アモルファスシリコン型太陽電池の工程図である。 本発明の第5実施形態におけるアモルファスシリコン型太陽電池を示す断面図である。 本発明の第6実施形態におけるアモルファスシリコン型太陽電池を示す断面図である。
 次に、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る太陽電池セル及び太陽電池セルの製造方法について説明する。
 なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
(第1実施形態)
(アモルファスシリコン型太陽電池)
 図1は、アモルファスシリコン型の太陽電池を示す平面図であり、図2は図1のA-A’線に沿う断面図である。
 図1,2に示すように、太陽電池10は、いわゆるシングル型の太陽電池であり、透明な絶縁性の基板11の一方の面11a(以下、裏面11aという)に光電変換体12が形成された構成を有する。
 基板11は、例えば、ガラス又は透明樹脂など、太陽光の透過性に優れ、かつ耐久性のある絶縁材料により構成されており、基板11の一辺の長さは、例えば1m程度である。
 この太陽電池10では、光電変換体12とは反対の基板11の側、つまり基板11の他方の面11b(以下、表面11bという)側から太陽光が入射する。
 光電変換体12は、表面電極(第1電極層)13と裏面電極(第2電極層)15との間に半導体層(光電変換層)14が挟持された構成を有し、基板11の裏面11aの外周を除く全域に形成されている。
 表面電極13は、透明な導電材料、光透過性を有する金属酸化物、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、FTO(Fluorine‐doped Tin Oxide)等のTCOから構成されており、基板11の裏面11a上に表面テクスチャを伴って形成されている。
 表面電極13上には、半導体層14が形成されている。
 この半導体層14は、例えば、p型アモルファスシリコン膜(不図示)とn型アモルファスシリコン膜(不図示)との間にi型アモルファスシリコン膜(不図示)を挟んだpin接合構造を有する。
 このpin接合構造において、この半導体層14に太陽光が入射すると電子とホールが生じて、p型アモルファスシリコン膜とn型アモルファスシリコン膜との電位差によって活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで表面電極13と裏面電極15との間に電位差が生じる(光電変換)。
 裏面電極15は、Ag,Al,Cu等の比較的高い導電率および反射率を有する金属膜によって構成されており、半導体層14上に積層されている。
 なお、図示しないが、裏面電極15と半導体層14との間のバリア性、反射率等の向上のために、裏面電極15と半導体層14との間にTCO等の透明電極を形成することが好ましい。
 ここで、基板11上に形成された光電変換体12は、多数の第3溝24により、所定のサイズ毎に分割されている。
 すなわち、これら第3溝24と、第3溝24に隣接する第3溝24’と間に囲まれた領域Dが繰り返して形成されており、これによって基板11を鉛直方向から見て矩形状の複数の区画素子(太陽電池セル)21,22,23が形成されている。
 また、上述した区画素子21,22,23は、これら区画素子21,22,23をそれぞれ複数の区画部(例えば、区画素子22の区画部22a~22d)に分割する第1溝18、第2溝19、及び第4溝50を備えている。
 また、区画素子22において、区画部22aは第3区画部に対応し,区画部22bは第4区画部に対応し,区画部22cは第2区画部に対応し,区画部22dは第1区画部に対応する。
 また、区画素子21において、区画部21aは第3区画部に対応し,区画部21bは第4区画部に対応し,区画部21cは第2区画部に対応し,区画部21dは第1区画部に対応する。
 また、区画素子23において、区画部23dは第1区画部に対応する。
 第1溝18は、区画素子22の第1部分(以下、区画部22aという)と区画部22aに隣接する区画素子22の第2部分(以下、区画部22bという)との間で、光電変換体12の表面電極13,半導体層14,及び裏面電極15を分離している。
 具体的には、第1溝18は、区画部22a,22bの互いに隣接するそれぞれの端部において、基板11の裏面11aが露出するまで基板11の厚さ方向に切り込まれた溝であり、例えば20~60μm程度の幅を有するように形成されている。
 同様に、後述する第2溝19,第3溝24,第4溝50のそれぞれは、例えば20~60μm程度の幅を有するように形成されている。
 区画素子22においては、第1溝18に隣接して第2溝19が形成されている。区画部22bを第1溝18及び第2溝19が挟むように、第2溝19は配置されている。
 この第2溝19は、第1溝18の幅方向に間隔を空けて形成され、第1溝18の長手方向と略平行に形成されている。
 第2溝19は、区画部22bと区画素子22の第3部分(以下、区画部22cという)との間で、光電変換体12における半導体層14及び裏面電極15を分離している。
 第2溝19は、基板11の厚さ方向において、光電変換体12における裏面電極15及び半導体層14を貫通し、表面電極13の表面が露出する位置に到達するように形成されている。
 第2溝19は、隣接する区画素子22,23間を電気的に接続するためのコンタクトホールとして機能している。区画素子22の第2溝19内に露出した表面電極13は、コンタクト部20として機能する。
 そして、後述する配線層30により、区画部22aの裏面電極15と、第2溝19内の表面電極13におけるコンタクト部20とが接続され、これによって互いに隣接する区画素子22,23が直列接続される。
 なお、第1溝18と第2溝19との間隔(区画部22bの幅)は、10~500μm、好ましくは10~200μm、より好ましくは10~100μm程度に設定されている。
 このように区画部22bの幅を設定することで、第1溝18及び第2溝19が独立している構造を確保できる。また、後述する絶縁層31(第1絶縁層)及び配線層30を形成する際に、第1溝18に絶縁層31を、第2溝19に配線層30を確実に埋設することができる。
 さらに、区画素子22においては、第1溝18とは反対の第2溝19の側、すなわち第2溝19に隣接するように上述した第3溝24が形成されている。
 この第3溝24は、第2溝19の幅方向に間隔を空けて形成され、第1溝18の長手方向と略平行に形成されている。
 第3溝24は、第2溝19と同様に、基板11の厚さ方向において、光電変換体12における裏面電極15及び半導体層14を貫通し、表面電極13の表面が露出する位置に到達するように形成されている。
 これにより、区画素子22における裏面電極15及び半導体層14と、区画素子23における裏面電極15及び半導体層14とを分離できる。
 なお、区画素子22における第2溝19と第3溝24との間隔(区画部22cの幅)は、レーザ加工装置のアライメント精度にもよるが、1~60μm程度に形成されていることが好ましい。
 このように区画部22cの幅を設定することで、第2溝19と第3溝24とが接触することを防止でき、複数の区画素子間を隔てる区画部22cが確実に形成されるため、第2溝19内に埋設される配線層30を確実に隣の区画素子(例えば、区画素子23)の発電有効領域となる区画部23dから分離できる。
 また、区画素子22において、第2溝19とは反対の第1溝18の側方には、第1溝18に平行な第4溝50が形成されている。
 この第4溝50は、区画素子22の第1溝18と、区画素子22に隣接する区画素子21の第3溝24’との間の裏面電極15及び半導体層14を2つの区画部に分離する。
 具体的に、第1溝18と第3溝24’との間の2つの区画部は、第4溝50と第3溝24’との間に形成された区画部22dと、第4溝50と第1溝18との間に形成された上述した区画部22aとで構成されている。
 そして、区画素子22に隣接する区画素子21における第3溝24’と、区画素子22の第4溝50との間に囲まれた領域D1(区画部22d)が、区画素子22の発電有効領域を構成している。
 なお、区画部22aの幅は、10~500μm、好ましくは10~200μm、より好ましくは10~100μm程度に設定されている。
 このように区画部22aの幅を設定することで、後述する第1溝18の形成時における熱のダメージが発電有効領域D1となる区画部22dの半導体層14に及ぶことを抑制できる。
 このように、上述した第1溝18,第2溝19,第3溝24,及び第4溝50は互いに平行に形成され、第1溝18,第2溝19,第3溝24,及び第4溝50により区画素子22は、区画部22a~22dに分離されている。
 そして、第1溝18は、基板11の裏面11aが露出する位置に到達するように光電変換体12を貫通している。一方、第2溝19,第3溝24,及び第4溝50は、表面電極13が露出する位置に到達するように裏面電極15及び半導体層14を貫通している。
 つまり、表面電極13は、互いに隣接する区画素子22,21の第1溝18,18’間の全域に形成されており、一方、半導体層14及び裏面電極15は各区画素子22のそれぞれの第1溝18,第2溝19,第3溝24,及び第4溝50によって分離されている。
 ここで、上述した第1溝18内には、絶縁層31が埋設されている。
 図1に示すように、絶縁層31は、第1溝18内において、第1溝18の長手方向に間隔を空けて形成されている。また、図2に示すように、絶縁層31の厚さ方向において、絶縁層31の先端が光電変換体12の裏面電極15の表面から突出するように絶縁層31が形成されている。
 なお、絶縁層31に用いる材料としては、絶縁性を有する紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂等を用いることが可能であり、例えばアクリル系の紫外線硬化性樹脂(例えば、スリーボンド社製3042)が好適に用いられる。
 また、このような樹脂材料の他にSOG(Spin on Glass)等を用いることも可能である。
 また、第4溝50内にも上述した絶縁層31と同様の構成材料からなる絶縁層51(第2絶縁層)が埋設されている。
 図1に示すように、絶縁層51は、第1溝18内に形成された絶縁層31と同様の間隔を空けて、第4溝50の長手方向に沿って形成されている。また、図2に示すように、絶縁層51の厚さ方向において、絶縁層51の先端が光電変換体12の裏面電極15の表面から突出するように絶縁層51が形成されている。
 裏面電極15の表面には、区画部22dの裏面電極15の表面に配置され、絶縁層31,51の表面を覆い、第2溝19内に導かれる配線層30が形成されている。
 この配線層30は、各絶縁層31,51の位置に対応して形成されており、絶縁層31,51と同様に第1溝18の長手方向に沿って間隔を空けて形成されている。
 配線層30は、区画素子22における区画部22dの裏面電極15と、区画素子23における区画部23dの表面電極13とを電気的に接続する層であり、区画部22dの裏面電極15と第2溝19内に露出した表面電極13との間を橋渡しするように形成されている。
 つまり、配線層30の一端(第1端)は、区画部22dの裏面電極15の表面に接続され、配線層30の他端(第2端)は第2溝19内で露出している表面電極13のコンタクト部20に接続されている。
 この構成により、区画素子22の区画部22dと、区画素子23の区画部23dとが直列接続されている。区画素子23の区画部23dは、区画素子22とは反対の第3溝24の側方に形成されている。
 同様に、配線層30’が形成されているので、区画素子21の区画部21dと区画素子22の区画部22dとが直列接続されている。
 なお、配線層30,30’の形成材料としては、導電性を有する材料であって、例えば低温焼成型ナノインクメタル(Ag)等が用いられる。
 なお、上述したように区画素子21,23は区画素子22と同一の構成Dを有するが、図中では便宜上、区画素子21,23に隣接する区画素子22と区画素子21,23とを区別する必要がある場合に、区画部22bから見て第4溝50に隣接する区画素子を区画素子21として記載し、区画部22bから見て第3溝24に隣接する区画素子を区画素子23として記載している。
 また、区画素子22の構成要素である第1溝18,第2溝19,コンタクト部20,第3溝24,配線層30,絶縁層31,及び第4溝50に対応する区画素子21の構成要素をそれぞれ第1溝18’,第2溝19’,コンタクト部20’,第3溝24’,配線層30’,絶縁層31’,及び第4溝50’と記載している。
(アモルファスシリコン型太陽電池の製造方法)
 次に、図1~図3Cに基づいて上述したアモルファスシリコン型太陽電池の製造方法について説明する。
 図3A~図3Cは、図1のA-A’線に相当する断面図であり、アモルファスシリコン型太陽電池の工程図である。
 まず、図3Aに示すように、基板11の裏面11aの外周を除く全域に光電変換体12を形成する(光電変換体形成工程)。
 具体的には、CVD法、スパッタ法等により基板11の裏面11a上に表面電極13,半導体層14,及び裏面電極15を順に積層する。
 次に、図3Bに示すように、基板11上に形成された光電変換体12を所定のサイズ毎に分割して、区画素子22(区画部22a~22d)を形成する(スクライブ工程)。
 なお、区画素子21(区画部21a~21d)及び区画素子23(例えば、区画部23d等)も、区画素子22と同様の方法で形成することができる。
 ここで、第1実施形態では、2種類以上の波長のレーザ(不図示)を基板11上に照射するレーザ加工装置(不図示)を用いて第1溝18,第2溝19,第3溝24,及び第4溝50を同時に形成する。レーザ加工装置には、4本の溝を形成するためにレーザを照射する4つレーザ光源が配置されている。
 具体的には、まず第1溝18を形成する第1レーザ(不図示)が照射される位置,第2溝19を形成する第2レーザ(不図示)が照射される位置,第3溝24を形成する第3レーザ(不図示)が照射される位置,及び第4溝50を形成する第4レーザ(不図示)が照射される位置の相対位置を固定する。
 第1実施形態のレーザとしては、パルスYAG(Yittrium・Aluminium・Garnet)レーザ等を用いることが可能である。例えば、第1溝18を形成する第1レーザとして、波長が1064nmである赤外(IR:infrared laser)レーザを用いることが好ましい。また、第2溝19,第3溝24,及び第4溝50を形成する第2~第4レーザとして、波長が532nmであるSHG(second harmonic generation)レーザを用いることが好ましい。
 つまり、第2~4レーザとして、可視光レーザ、例えば、第1レーザの2倍高調波の緑色レーザを用いることが好ましい。
 レーザ加工装置においては、基板11の面に沿って、基板11の表面11b側から光電変換体12に向けて第1~第4レーザを同時に走査する。
 すると、波長が1064nmのレーザが照射された領域では、第1レーザが表面電極13を加熱して表面電極13が蒸発する。
 そして、表面電極13の膨張力によって第1レーザが照射された領域の表面電極13上に積層された半導体層14及び裏面電極15が除去される。
 これにより、波長が1064nmの第1レーザが照射された領域では、基板11の裏面11aが露出した第1溝18が形成される。
 一方、波長が532nmのレーザ(第2~4レーザ)が照射された領域では、レーザが半導体層14を加熱して半導体層14が蒸発する。
 そして、半導体層14の膨張力によってレーザが照射された領域の半導体層14上に積層された裏面電極15が除去される。
 これにより、波長が532nmのレーザが照射された領域では、表面電極13の表面が露出した第2溝19,第3溝24,及び第4溝50が形成される。
 これにより、第1溝18,第2溝19,第3溝24,及び第4溝50は、互いに平行に形成され、例えば隣接する第3溝24,24’間には、所定サイズ毎に分割された、発電有効領域D1(区画部22d)を有する区画素子22が形成される。
 この時、表面電極13が、互いに隣接する第1溝18,18’間の全域に形成されている。一方、半導体層14及び裏面電極15は、各区画素子21,22,23のそれぞれの第1溝18,18’、第2溝19,19’及び第3溝24,24’によって分離されている。
 次に、図3Cに示すように、インクジェット法,スクリーン印刷法,ディスペンス法等により、第1溝18内に絶縁層31を形成し、第4溝50内に絶縁層51を形成する(絶縁層形成工程)。
 絶縁層31をインクジェット法により形成する場合、絶縁層31の形成材料を吐出するインクジェットヘッドと光電変換体12が形成された基板11(加工物)とを相対的に移動させ、インクジェットヘッドから基板11上に絶縁層31の形成材料を滴下する。
 具体的に、第1溝18の長手方向に直交する方向、つまり各第1溝18の間隔に合わせてインクジェットヘッド(インクジェットヘッドのノズル)を配列し、第1溝18の長手方向に沿ってインクジェットヘッドを走査しながら絶縁層31の形成材料を基板11上に塗布する。
 また、第1溝18の長手方向に沿って複数のインクジェットヘッドを配列し、複数の区画素子21,22,23における第1溝18毎に同時に絶縁層31の形成材料を塗布してもよい。
 なお、上述した絶縁層31を形成する方法と同様の方法により、絶縁層51も形成することができる。
 そして、第1溝18及び第4溝50内に絶縁層31,51の形成材料を塗布した後、絶縁層31,51の材料を硬化させる。
 具体的に、絶縁層31,51の材料として紫外線硬化性樹脂を用いた場合は、紫外線を絶縁層の形成材料に照射することで、絶縁層31,51の形成材料が硬化される。
 一方、絶縁層31,51の形成材料として熱硬化性樹脂又はSOGを用いた場合には、絶縁層の形成材料を焼成することで絶縁層31,51の形成材料が硬化される。
 これにより、第1溝18及び第4溝50内に絶縁層31,51が形成される。
 このように、絶縁層形成工程において、第1溝18及び第4溝50内に絶縁層31,51を形成することで、区画部22d,22aの間、及び区画部22a,22bの間を絶縁することができる。
 これにより、区画部22d,22a間及び区画部22a,22b間において、互いに隣接する表面電極13が接触することがなく、また、互いに隣接する半導体層14が接触することがない。従って、区画部22d,22a間及び区画部22a,22bにおいて、表面電極13間の短絡又は半導体層14間の短絡に起因するリーク電流等の発生を確実に抑えることができる。
 次に、配線層30を形成する。
 具体的には、インクジェット法,スクリーン印刷法,ディスペンス法,ハンダ付け等により、第2溝19内に露出する表面電極13のコンタクト部20から、絶縁層31,51の表面を通じ、区画部22dの裏面電極15の表面に至る配線層30の形成材料を塗布する。
 そして、配線層30の形成材料を塗布した後、配線層30の形成材料を焼成して配線層30を硬化する。
 なお、上述した絶縁層31,51の形成材料として熱硬化性樹脂又はSOGを用いる場合には、絶縁層31,51の焼成と配線層30の焼成とを同時に行うことができ、製造効率を向上できる。
 このように、絶縁層31,51上に配線層30を形成し、この配線層30により区画部22dの裏面電極15とコンタクト部20の表面電極13とを接続することで、区画部22d,22a間、及び区画部22a,22b間の絶縁性を確保した上で、互いに隣接する区画素子22,23を直列接続することができる。
 これにより、区画素子22,23間の短絡を防止でき、光電変換効率を向上できる。
 以上により、図1,2に示すように、第1実施形態におけるアモルファスシリコン型の太陽電池10が完成する。
 上述したように第1実施形態では、スクライブ工程において、第1溝18,第2溝19,第3溝24,及び第4溝50を同時に形成する方法を用いた。
 この方法によれば、基板11上に光電変換体12を形成した後に区画素子21~23を形成するスクライブ工程において、各溝18,19,24,50を同時に形成することで、熱の影響の少ない半導体層14を有する区画部を、1度のレーザ走査によって分離できる。
 そのため、各層を成膜する工程毎にスクライブを行う従来の場合に比べて、スクライブ工程の所要時間を短縮することができる。
 これにより、太陽電池10の製造工程におけるタクトタイムが短縮され、太陽電池製造装置の生産性を向上することができる。
 また、光電変換体12に対して、基板11の表面11bから同時に各溝18,19,24,50を形成することで、各溝18,19,24,50を精度良く形成することができる。
 つまり、各レーザを同時に走査して各溝18,19,24,50を同時に形成することで、スクライブ工程において各溝18,19,24,50の相対位置を保ちながらスクライブを行うことができる。
 これにより、各溝18,19,24,50の相対位置がずれることがないので、互いに隣接する溝(例えば、第1溝18と第2溝19間)が接触することが防止され、各溝を精度良く形成することができる。
 したがって、大型の基板11に対しても精度良くスクライブを行うことができるため、各区画部22a,22b,22c,22dを確実に分離できるとともに、互いに隣接する溝間において溝が互いに接触することを確実に防止できる。
 よって、発電有効領域D1を有する区画部22dと、この区画部22dに隣接する区画部22a間の絶縁性を確保することができるため、区画部22d,22a間の短絡により生じる光電変換効率の低下を抑えることができる。
 そして、各溝18,19,24,50を精度良く形成することで、従来に比べて隣接する各溝18,19,24,50間(各区画部の間)の距離を縮小することが可能になる。
 これにより、各区画素子21,22,23の発電有効領域D1(例えば、区画部22d)の面積を増大させることができるため、各区画素子Dの光電変換効率を向上できる。
 特に、第1実施形態では、第2溝19とは反対の第1溝18の側方に、半導体層14及び裏面電極15を貫通する第4溝50が形成されている。
 この構成によれば、第2溝19とは反対の第1溝18の側方に第4溝50を形成することで、第1溝18と発電有効領域D1となる区画部22dとが分離される。
 そのため、第1溝18の形成時に使用する赤外レーザ等の高出力レーザにより第1溝18周辺に生じる熱の伝導、及びそれに伴う先述の熱の影響による水素原子の脱離が、発電有効領域D1まで伝播することを第4溝50が防止される。これによって、従来に比べて半導体層14の劣化の少ない太陽電池10を作製することができる。
 これにより、発電有効領域D1となる各区画部(例えば、22d)の面積を増大させることができるため、各区画素子21~23の光電変換効率を向上できる。
 また、第1溝18の形成時に表面電極13が溶融及び飛散し、表面電極13と裏面電極15との間が橋渡しされて接続した場合であっても、第1溝18と発電有効領域D1となる区画部22dとが、絶縁層51が埋設された第4溝50により分離される。このため、発電有効領域D1において表面電極13と裏面電極15とが短絡することを確実に抑えることができる。
 つまり、発電有効領域D1を有する区画部22dと、第1溝18内の短絡部との絶縁性を確保することができるため、この短絡により生じる光電変換効率の低下を抑えることができる。
(第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。
 なお、以下の説明では、上述した第1実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
 図4は、タンデム型の太陽電池を示す断面図である。
 第2実施形態は、一対の電極間にアモルファスシリコン膜からなる第1半導体層と微結晶シリコン膜からなる第2半導体層とが挟持された、いわゆるタンデム型の太陽電池を採用している点で、上述した第1実施形態と相違している。
 図4に示すように、太陽電池100は、基板11の裏面11aに光電変換体101が形成された構成を有する。
 光電変換体101は、基板11の裏面11aに形成された表面電極13と、アモルファスシリコンで構成された第1半導体層110と、TCO等からなる中間電極112と、微結晶シリコンで構成された第2半導体層111と、金属膜からなる裏面電極15とが順次積層されて構成されている。
 第1半導体層110は、上述した半導体層14(図2参照)と同様にp型アモルファスシリコン膜(不図示)とn型アモルファスシリコン膜(不図示)との間にi型アモルファスシリコン膜(不図示)が挟まれたpin接合構造を成している。
 また、第2半導体層111は、p型微結晶シリコン膜(不図示)とn型微結晶シリコン膜(不図示)との間にi型微結晶シリコン膜(不図示)が挟まれたpin接合構造を成している。
 ここで、光電変換体101には、光電変換体101の表面電極13,第1半導体層110,中間電極112,第2半導体層111,及び裏面電極15を貫通する第1溝18が形成されている。
 この第1溝18は、上述した第1実施形態と同様に、基板11の裏面11aが露出するように形成されている。
 また、第1溝18に隣接して第2溝19が形成されている。
 この第2溝19は、基板11の厚さ方向において、光電変換体101の第1半導体層110,中間電極112,第2半導体層111,及び裏面電極15を貫通し、上述した第1実施形態と同様に、表面電極13の表面が露出する位置に到達するように形成されている。
 さらに、第1溝18とは反対の第2溝19の側方に第3溝24が形成されている。
 この第3溝24は、基板11の厚さ方向において、光電変換体101の第1半導体層110,中間電極112,第2半導体層111,及び裏面電極15を貫通し、上述した第1実施形態と同様に、表面電極13の表面が露出する位置に到達するように形成されている。
 そして、各第3溝24,24’間に囲まれた領域Dが繰り返して形成されており、これによって基板11を鉛直方向から見て矩形状の複数の区画素子21,22,23が形成されている。
 また、第2溝19とは反対の第1溝18の側方に第4溝50が形成されている。
 この第4溝50は、基板11の厚さ方向において、光電変換体101の第1半導体層110,中間電極112,第2半導体層111,及び裏面電極15を貫通し、上述した第1実施形態と同様に、表面電極13の表面が露出する位置に到達するように形成されている。
 そして、区画素子22の第4溝50と区画素子22に隣接する区画素子21の第3溝24’とに囲まれた領域D1(区画部22d)が、区画素子22の発電有効領域D1を構成している。
 ここで、第1溝18及び第4溝50内には、絶縁層31,51が埋設されている。
 これら絶縁層31,51は、第1溝18及び第4溝50内において、第1溝18及び第4溝50の長手方向に間隔を空けて形成されている。また、絶縁層31,51の厚さ方向において、絶縁層31,51の先端が光電変換体101の裏面電極15の表面から突出するように形成されている。
 また、裏面電極15の表面には、区画部22dの裏面電極15の表面から絶縁層31,51上を覆い、第2溝19内のコンタクト部20まで導かれる配線層30が形成されている。
 この配線層30は、各絶縁層31,51の位置に対応して形成されており、絶縁層31,51と同様に第1溝18の長手方向に沿って間隔を空けて形成されている。
 このように、第2実施形態の太陽電池100は、a-Si/微結晶Siが積層されたタンデム型太陽電池である。
 第2実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。更に、タンデム構造の太陽電池100では、太陽光のうち短波長光を第1半導体層110で、長波長光を第2半導体層111でそれぞれ吸収することで、光電変換効率の向上を図ることができる。
 また、第1半導体層110と第2半導体層111との間に中間電極112を設けることにより、第1半導体層110を通過して第2半導体層111に到達する光の一部が中間電極112で反射して再び第1半導体層110に入射するため、光電変換体101の感度特性が向上し、光電変換効率の向上に寄与する。
 なお、上述した第2実施形態では、中間電極112を用いる場合について説明したが、中間電極112を設けない構成も可能である。
(第3実施形態)
 次に、本発明の第3実施形態について説明する。
 なお、以下の説明では、上述した第1実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
 図5は、シングル型の太陽電池を示す断面図である。
 図5に示すように、第3実施形態の太陽電池200は、区画部22dの裏面電極15と区画部22bの裏面電極15とを接続する第1配線層130と、コンタクト部20と区画部22bの裏面電極15とを接続する第2配線層140とを備えている。
 第1配線層130は、区画部22dの裏面電極15の表面から絶縁層31,51及び区画部22aの表面を通って区画部22bの裏面電極15の表面まで至っており、区画部22d,22b間を橋渡しするように形成されている。
 つまり、第1配線層130の一端(第1端)は、区画部22dの裏面電極15の表面に接続されている。一方、第1配線層130の他端(第2端)は、区画部22bの裏面電極15の表面に接続されている。
 第1配線層130は、各絶縁層31,51の位置に対応して形成されている。例えば、絶縁層31,51が第1溝18の長手方向の全域に形成されている場合、第1配線層130は、絶縁層31,51上全域又は絶縁層31上に長手方向に間隔を空けて形成されてもよい。また、絶縁層31,51が第1溝18の長手方向に沿って間隔を空けて形成されている場合、第1配線層130は、絶縁層31,51と同様に第1溝18の長手方向に沿って間隔を空けて形成されてもよい。
 第2配線層140は、第2溝19内を埋めるように形成されており、第2溝19内で露出しているコンタクト部20(底面)から裏面電極15と接触する位置に到達するように形成されている。
 これにより、コンタクト部20に露出した表面電極13と区画部22bの裏面電極15とが接続される。
 なお、第2配線層140は、太陽電池200の厚さ方向において、半導体層14と裏面電極15との境界部よりも裏面電極15の側、即ち、裏面電極15が配置されている位置に到達するように形成されていれば、裏面電極15の表面より突出していても、突出していなくてもよい。
 第2配線層140は、第2溝19の長手方向に沿って間隔を空けて形成されている。
 なお、第2配線層140の間隔は、第1溝18の長手方向に沿う各第1配線層130の間隔と必ずしも一致している必要はない。
 また、第2配線層140は、第2溝19の長手方向に沿う全域に形成してもよい。
 これにより、第1配線層130と第2配線層140とは、互いに区画部22bの裏面電極15に接続されており、第1配線層130と第2配線層140とは、区画部22bの裏面電極15を介して電気的に接続される。
 そして、区画素子22の区画部22dと、区画素子23の区画部23dとが直列接続されている。区画素子23の区画部23dは、区画素子22とは反対の第3溝24の側方に形成されている。
 同様に、区画素子21の第1配線層130’及び第2配線層140’によって区画素子21の区画部21dと区画素子22の区画部22dとが直列接続されている。
 したがって、第3実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、第1配線層130と第2配線層140とが、互いに区画部22bの裏面電極15に接続されるため、この裏面電極15により第1配線層130と第2配線層140とを電気的に接続することができる。
 これにより、第1実施形態のように区画部22dの裏面電極15からコンタクト部20に至るまで連続的に配線層30(図2参照)を形成する必要がないので、配線層の材料コストを低減することができる。
 また、第1配線層130と第2配線層140との間隔を例えば第1溝18の長手方向に沿って一致させる必要がないため、製造効率を向上できる。
(変形例)
 次に、本発明の変形例について説明する。
 なお、以下の説明では、上述した第3実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
 図6は、シングル型の太陽電池を示す断面図である。
 図6に示すように、本変形例の太陽電池300は、第1溝18内に形成された絶縁層131(131’)が区画部22aの表面を覆って、区画部22dの表面まで橋渡しされている。
 したがって、第4溝50内は、空間部である。
 そして、配線層230(230’)は、絶縁層131(131’)上に配置されて形成されており、区画部22dと第2溝19のコンタクト部20とを電気的に接続している。
 したがって、本変形例によれば、絶縁層131が区画部22aの表面から区画部22dの表面まで橋渡しされているため、第4溝50内に絶縁層を形成する必要がなく、区画部22dと第2溝19内に露出したコンタクト部20とを接続することができる。
 そのため、配線層230と表面電極13との間の短絡を防止し、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
(第4実施形態)
 次に、図7~図9Cに基づいて、第4溝50を形成しない場合のアモルファスシリコン型太陽電池の製造方法について説明する。
 なお、以下の説明では、上述した第4実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
 図7は、アモルファスシリコン型の太陽電池を示す平面図であり、図8は図1のA-A’線に沿う断面図である。
 図7及び図8に示すように、太陽電池400は、区画素子21,22,23を含む。
 また、区画素子22において、区画部22aは第1区画部に対応し,区画部22cは第2区画部に対応し、区画部22bは、中間区画部に対応する。
 また、区画素子21において、区画部21aは第1区画部に対応し,区画部21cは第2区画部に対応し、区画部21bは、中間区画部に対応する。
 また、区画素子23において、区画部21aは第1区画部に対応する。
(アモルファスシリコン型太陽電池)
 図7は、アモルファスシリコン型の太陽電池を示す平面図であり、図8は図7のA-A’線に沿う断面図である。
 図7,8に示すように、太陽電池10は、いわゆるシングル型の太陽電池であり、透明な絶縁性の基板11の一方の面11a(以下、裏面11aという)に光電変換体12が形成された構成を有する。
 基板11は、例えば、ガラス又は透明樹脂など、太陽光の透過性に優れ、かつ耐久性のある絶縁材料で構成されており、基板11の一辺の長さは、例えば1m程度である。
 この太陽電池10では、光電変換体12とは反対の基板11の側、つまり基板11の他方の面11b(以下、表面11bという)側から太陽光が入射する。
 光電変換体12は、表面電極(第1電極層)13と裏面電極(第2電極層)15との間に半導体層(光電変換層)14が挟持された構成を有し、基板11の裏面11aの外周を除く全域に形成されている。
 表面電極13は、透明な導電材料、光透過性を有する金属酸化物、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、FTO(Fluorine‐doped Tin Oxide)等のいわゆるTCO(transparent conducting oxide)から構成されており、基板11の裏面11a上に表面テクスチャを伴って形成されている。
 表面電極13上には、半導体層14が形成されている。
 この半導体層14は、例えば、p型アモルファスシリコン膜(不図示)とn型アモルファスシリコン膜(不図示)との間にi型アモルファスシリコン膜(不図示)を挟んだpin接合構造を有する。
 このpin接合構造において、この半導体層14に太陽光が入射すると電子とホールが生じて、p型アモルファスシリコン膜とn型アモルファスシリコン膜との電位差によって活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで表面電極13と裏面電極15との間に電位差が生じる(光電変換)。
 裏面電極15は、Ag、Al、Cu等の比較的高い導電率および反射率を有する金属膜によって構成されており、半導体層14上に積層されている。
 なお、図示しないが、裏面電極15と半導体層14との間のバリア性、反射率等の向上のために、裏面電極15と半導体層14との間にTCO等の透明電極を形成することが好ましい。
 ここで、基板11上に形成された光電変換体12は、多数の第3溝24により、所定のサイズ毎に分割されている。
 すなわち、これら第3溝24と、第3溝24に隣接する第3溝24’と間に囲まれた領域Dが繰り返して形成されており、これによって基板11を鉛直方向から見て矩形状の複数の区画素子21,22,23が形成されている。
 また、第1溝18は、区画素子22の第1部分(以下、区画部22aという)と区画部22aに隣接する区画素子22の第2部分(以下、区画部22bという)との間で光電変換体12の表面電極13及び半導体層14、裏面電極15を分離している。
 さらに、第2溝19は、区画部22bと区画素子22の第3部分(以下、区画部22cという)との間で光電変換体12の半導体層14、裏面電極15を分離している。具体的には、第1溝18は、区画部22a,22bの互いに隣接するそれぞれの端部において、基板11の裏面11aが露出するまで基板11の厚さ方向に切り込まれた溝であり、第1溝18の幅は例えば20~60μm程度である。
 なお、区画素子21、23は区画素子22と同一の構成Dを有するが、図中では便宜上、区画素子21,23に隣接する区画素子22と区画素子21,23とを区別する必要がある場合に、区画部22bからみて第1溝18側に隣接する区画素子を区画素子21として記載し、第3溝24側に隣接する区画素子を23として記載している。
 また、区画素子22の構成要素である第1溝18、第2溝19、コンタクト部20、第3溝24、配線層30、絶縁ペースト(絶縁層)31に対応する区画素子21の構成要素をそれぞれ第1溝18’、第2溝19’、コンタクト部20’、第3溝24’、配線層30’、絶縁ペースト(絶縁層)31’と記載している。
 区画素子22においては、第1溝18に隣接して第2溝19が形成されている。区画部22bを第1溝18及び第2溝19が挟むように、第2溝19は形成されている。この第2溝19は、第1溝18の幅方向に間隔を空けて形成され、第1溝18の長手方向と略平行に形成されている。
 第2溝19は、光電変換体12の裏面電極15及び半導体層14を基板11の厚さ方向に貫通し、表面電極13の表面が露出する位置に到達するように形成されている。
 第2溝19は、隣接する区画素子22,23間を電気的に接続するためのコンタクトホールとして機能している。区画素子22の第2溝19内に露出した表面電極13は、コンタクト部20として機能する。
 そして、後述する配線層30により、区画部22aの裏面電極15と、第2溝19内の表面電極13におけるコンタクト部20とが接続され、これによって互いに隣接する区画素子22,23が直列接続される。
 なお、第1溝18と第2溝19との間隔は、レーザ加工装置のアライメント精度に依存するが、有効面積が減少するのを避けるように極力狭い間隔であることが好ましい。具体的には、第1溝18と第2溝19とが接しない間隔であって、例えば1~500μm、好ましくは10~200μm、より好ましくは10~150μm程度で形成されている。
 さらに、区画素子22においては、第1溝18とは反対の第2溝19の側、すなわち第2溝19に隣接するように上述した第3溝24が形成されている。
 この第3溝24は、第2溝19の幅方向に間隔を空けて形成され、第1溝18の長手方向と略平行に形成されている。
 第3溝24は、第2溝19と同様に、基板11の厚さ方向において、光電変換体12における裏面電極15及び半導体層14を貫通し、表面電極13の表面が露出する位置に到達するように形成されている。
 これにより、区画素子22における裏面電極15及び半導体層14と、区画素子23における裏面電極15及び半導体層14とを分離でき、即ち、区画部22cと区画部23aとを分離できる。
 そして、区画素子21における第3溝24’と、区画素子22の第1溝18との間に囲まれた領域D1(区画部22a)が、区画素子22の発電有効領域を構成されている。
 なお、同一区画素子22内の第2溝19と第3溝24との間隔、すなわち区画部22cの幅は、レーザ加工装置のアライメント精度に依存するが、第2溝19と第3溝24とが接触しない間隔、即ち、複数のセル間を隔てる区画部22cが確実に形成される間隔であればよい。この間隔は、例えば1~100μm、好ましくは1~60μm、より好ましくは30~60μm程度である。
 このように、上述した第1溝18,第2溝19,及び第3溝24は、長手方向に沿って互いに平行に形成されている。そして、第1溝18は、基板11の裏面11aが露出する位置に到達するように光電変換体12を貫通している。一方、第2溝19,第3溝24は、表面電極13が露出する位置に到達するように裏面電極15及び半導体層14を貫通している。つまり、表面電極13は、互いに隣接する第1溝18の間の全域に形成されている。一方、半導体層14及び裏面電極15は、各区画素子22のそれぞれの第1溝18、第2溝19、及び第3溝24によって分離されている。
 ここで、上述した第1溝18内には、絶縁ペースト31(絶縁層)が形成されている。この絶縁ペースト31は、第1溝18内において、第1溝18の長手方向に間隔を空けて形成されており、絶縁ペースト31の厚さ方向において、絶縁ペースト31の先端が光電変換体12の裏面電極15の表面から突出するように形成されている。なお、絶縁ペースト31に用いる材料としては、絶縁性を有する紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等を用いることが可能であり、例えばアクリル系の紫外線硬化性樹脂(例えば、スリーボンド社製3042)が好適に用いられる。また、このような樹脂材料の他にSOG(Spin on Glass)等を用いることも可能である。
 また、裏面電極15の表面には、裏面電極15の表面から絶縁ペースト31表面を覆い、第2溝19内に導かれる配線層30が形成されている。
 この配線層30は、各絶縁ペースト31に対応して形成されており、絶縁ペースト31と同様に第1溝18の長手方向に沿って間隔を空けて形成されている。
 配線層30は、区画素子22における区画部22aの裏面電極15と、区画素子23における区画部23aの表面電極13とを電気的に接続するための層であり、区画部22aの裏面電極15と区画部23aの表面電極13との間を橋渡しするように形成されている。配線層30の一端(第1端)は、区画部22aの裏面電極15の表面に接続され、他端(第2端)は第2溝19内で露出している表面電極13のコンタクト部20に接続されている。
 この構成により、区画素子22の区画部22aと、区画素子23の区画部23aとが直列接続されている。区画素子23の区画部23aは、区画素子22とは反対側の第3溝24の側方に形成されている。
 同様に、配線層30’が形成されているので、区画素子21の区画部21aと区画素子22の区画部22aとが直列接続されている。なお、配線層30の形成材料としては、導電性を有する材料であって、例えば低温焼成型ナノインクメタル(Ag)等が用いられる。
 図9A~図9Cは、図7のA-A’線に相当する断面図であり、アモルファスシリコン型太陽電池の工程図である。
 まず、図9Aに示すように、基板11の裏面11aの外周を除く全域に光電変換体12を形成する(光電変換体形成工程)。
 具体的には、CVD法、スパッタ法等により基板11の裏面11a上に表面電極13,半導体層14,及び裏面電極15を順に積層する。
 次に、図9Bに示すように、基板11上に形成された光電変換体12を所定のサイズ毎に分割して、区画素子22(区画部22a,22b,22c)として形成する(スクライブ工程)。
 なお、区画素子21(区画部21a,21b,21c)及び区画素子23(例えば、区画部23a等)も同様の方法で形成できる。
 ここで、第4実施形態では、2種類以上の波長のレーザ(不図示)を基板11上に照射するレーザ加工装置(不図示)を用いて第1溝18,第2溝19,及び第3溝24を同時に形成する。レーザ加工装置には、3本の溝を形成するためにレーザを照射する3つレーザ光源が配置されている。
 具体的には、まず第1溝18を形成する第1レーザ(不図示)が照射される位置,第2溝19を形成する第2レーザ(不図示)が照射される位置,及び第3溝24を形成する第3レーザ(不図示)が照射される位置の相対位置を固定する。
 第4実施形態のレーザとしては、パルスYAG(Yittrium・Aluminium・Garnet)レーザ等を用いることが可能である。例えば、第1溝18を形成するレーザとして、波長が1064nmである赤外(IR:infrared laser)レーザを用いることが好ましい。また、第2溝19及び第3溝24を形成するレーザとして、波長が532nmであるSHG(second harmonic generation)レーザを用いることが好ましい。
 レーザ加工装置においては、基板11の面に沿って、基板11の表面11b側から光電変換体12に向けて、第1溝18,第2溝19,及び第3溝24を形成するためのレーザを同時に走査する。
 すると、波長が1064nmのレーザが照射された領域では、レーザが表面電極13を加熱して表面電極13が蒸発する。
 そして、表面電極13の膨張力によってレーザが照射された領域の表面電極13上に積層された半導体層14及び裏面電極15が除去される。
 これにより、波長が1064nmのレーザが照射された領域では、基板11の裏面11aが露出した第1溝18が形成される。
 一方、波長が532nmのレーザが照射された領域ではレーザが半導体層14を加熱して半導体層14が蒸発する。
 そして、半導体層14の膨張力によってレーザが照射された領域の半導体層14上に積層された裏面電極15が除去される。
 これにより、波長が532nmのレーザが照射された領域では、表面電極13の表面が露出した第2溝19及び第3溝24が形成される。
 これにより、第1溝18,第2溝19,及び第3溝24が、長手方向に沿って互いに平行に形成され、隣接する第3溝24,24’間には、所定サイズ毎に分割された、発電有効領域D1(区画部22a)を持つ区画素子22が形成される。
 この時、表面電極13が、互いに隣接する第1溝18,18’間の全域に形成されている。一方、半導体層14及び裏面電極15は各区画素子21,22,23のそれぞれの第1溝18,18’,第2溝19,19’,及び第3溝24,24’によって分離されている。
 次に、図9Cに示すように、インクジェット法,スクリーン印刷法,ディスペンス法等により、第1溝18内に絶縁層31を形成する(絶縁層形成工程)。
 絶縁層31の形成材料としては、例えば、絶縁ペーストが用いられる。
 また、絶縁層31をインクジェット法により形成する場合、絶縁層31の形成材料を吐出するインクジェットヘッドと光電変換体12が形成された基板11(加工物)とを相対的に移動させ、インクジェットヘッドから基板11上に絶縁層31の形成材料を滴下する。
 具体的に、第1溝18の長手方向に直交する方向、つまり各第1溝18の間隔に合わせてインクジェットヘッド(インクジェットヘッドのノズル)を配列し、第1溝18の長手方向に沿ってインクジェットヘッドを走査しながら絶縁層31の形成材料を基板11上に塗布する。
 また、第1溝18の長手方向に沿って複数のヘッドを配列し、複数の区画素子21,22,23における第1溝18毎に同時に絶縁層31の形成材料を塗布してもよい。
 そして、第1溝18内に塗布された絶縁層31の形成材料を塗布した後、絶縁層31の形成材料の材料を硬化させる。
 具体的には、絶縁層31の形成材料の材料として紫外線硬化性樹脂を用いた場合は、紫外線を絶縁層の形成材料に照射することで、絶縁層31の形成材料が硬化される。
 一方、絶縁層31の形成材料として熱硬化性樹脂又はSOGを用いた場合には、絶縁層の形成材料を焼成することで絶縁層31の形成材料が硬化される。
 これにより、第1溝18内に絶縁層31が形成される。
 このように、絶縁層形成工程において、第1溝18内に絶縁層31を形成することで、区画部22a,22b間を絶縁することができる。
 これにより、区画部22a,22b間において、互いに隣接する表面電極13が接触することがなく、また、互いに隣接する半導体層14が接触することがない。従って、区画部22a,22bにおいて、表面電極13間及び半導体層14間の短絡に起因するリーク電流等の発生を確実に抑えることができる。
 次に、配線層30を形成する。
 具体的には、インクジェット法,スクリーン印刷法,ディスペンス法,ハンダ付け等により、区画部22aの裏面電極15の表面から、絶縁層31の表面を通じ、第2溝19内に露出する表面電極13のコンタクト部20に至る配線層30の形成材料を塗布する。
 そして、配線層30の形成材料を塗布した後、配線層30の形成材料を焼成して配線層30を硬化する。
 なお、上述した絶縁層31の形成材料として熱硬化性樹脂又はSOGを用いる場合には、絶縁層31の焼成と配線層30の焼成とを同時に行うことができ、製造効率を向上できる。
 このように、絶縁層31上に配線層30を形成し、この配線層30により区画部22aの裏面電極15とコンタクト部20の表面電極13とを接続することで、区画部22a,22b間の絶縁性を確保した上で、互いに隣接する区画素子22,23を直列接続することができる。
 これにより、区画素子22,23間の短絡を防止でき、発電効率を向上できる。
 以上により、図7,8に示すように、第4実施形態におけるアモルファスシリコン型の太陽電池400が完成する。
 上述したように第4実施形態では、スクライブ工程において、第1溝18,第2溝19,及び第3溝24を同時に形成する方法を用いた。
 この方法によれば、基板11上に光電変換体12を形成した後に、光電変換体12に対して基板11の表面11bから同時に各溝18,19,24を形成するので、各溝18,19,24を精度良く形成することができる。
 つまり、各レーザを同時に走査して各溝18,19,24を同時に形成することで、スクライブ工程において各溝18,19,24の相対位置を保ちながら、スクライブを行うことができる。
 これにより、各溝18,19,24の相対位置がずれることがないので、互いに隣接する溝(例えば、第1溝18と第2溝19間)が接触することが防止され、各溝を精度良く形成することができる。
 したがって、大型の基板11に対しても精度良くスクライブを行うことができるため、各区画部22a,22b,22c間を確実に分離できるとともに、互いに隣接する溝間において溝が互いに接触することを確実に防止できる。
 よって、発電有効領域D1を有する区画部22aと、この区画部22aに隣接する区画部22b間の絶縁性を確保することができるため、区画部22a,22b間の短絡により生じる発電効率の低下を抑えることができる。
 そして、各溝18,19,24を精度良く形成することで、従来に比べて隣接する各溝18,19,24間の距離を縮小することが可能になる。
 これにより、各区画素子21,22,23の発電有効領域D1(例えば、区画部22a)の面積を増大させることができるため、各区画素子Dの発電効率を向上できる。
 この場合、基板11上に光電変換体12を形成した後に、この光電変換体12に対して基板11の表面11bから同時に各溝18,19,24を形成することで、各層を成膜する工程毎にスクライブを行う従来の場合に比べて、各溝18,19,24を容易に形成することができ、製造効率を向上できる。
(第5実施形態)
 次に、本発明の第5実施形態について説明する。
 なお、以下の説明では、上述した第4実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
 図10は、図7のA-A’線に相当する断面図であり、タンデム型の太陽電池を示す断面図である。
 第5実施形態では、一対の電極間にアモルファスシリコン膜からなる第1半導体層と微結晶シリコン膜からなる第2半導体層を挟持した、いわゆるタンデム型の太陽電池を採用している点で、上述した第4実施形態と相違している。
 図10に示すように、太陽電池500は、基板11の裏面11aに光電変換体101が形成された構成を有する。
 光電変換体101は、基板11の裏面11aに形成された表面電極13と、アモルファスシリコンで構成された第1半導体層110と、TCO等からなる中間電極112と、微結晶シリコンで構成された第2半導体層111と、金属膜からなる裏面電極15とが順次積層されて構成されている。
 第1半導体層110は、上述した半導体層14(図8参照)と同様にp型アモルファスシリコン膜(不図示)とn型アモルファスシリコン膜(不図示)との間にi型アモルファスシリコン膜(不図示)が挟まれたpin接合構造を成している。
 また、第2半導体層111は、p型微結晶シリコン膜(不図示)とn型微結晶シリコン膜(不図示)との間にi型微結晶シリコン膜(不図示)が挟まれたpin接合構造を成している。
 ここで、光電変換体101には、光電変換体101の表面電極13及び第1半導体層110、中間電極112、第2半導体層111、裏面電極15を貫通する第1溝18が形成されている。
 この第1溝18は、上述した第4実施形態と同様に、基板11の裏面11aが露出するように形成されている。
 また、第1溝18に隣接して第2溝19が形成されている。
 この第2溝19は、基板11の厚さ方向において、光電変換体101の第1半導体層110,中間電極112,第2半導体層111,及び裏面電極15を貫通し、上述した第4実施形態と同様に、表面電極13の表面が露出する位置に到達するように形成されている。
 さらに、第1溝18とは反対の第2溝19の側方に第3溝24が形成されている。
 この第3溝24は、基板11の厚さ方向において、光電変換体101の第1半導体層110,中間電極112,第2半導体層111,及び裏面電極15を貫通し、上述した第4実施形態と同様に、表面電極13の表面が露出する位置に到達するように形成されている。
 そして、各第3溝24,24’間に囲まれた領域Dが繰り返して形成されており、基板11を鉛直方向から見て矩形状の複数の区画素子21,22,23が形成されている。
 このように、第5実施形態においても、上述した第1溝18,第2溝19,及び第3溝24は、長手方向に沿って互いに平行に形成されている。
 そして、第1溝18は、基板11の裏面11aが露出する位置に到達するように形成されている。一方、第2溝19及び第3溝24は、表面電極13が露出する位置に到達するように形成されている。
 つまり、表面電極13は、互いに隣接する第1溝18間の全域に形成されている。
 一方、裏面電極15及び第1半導体層110,第2半導体層111は各区画素子21,22,23のそれぞれの第2溝19及び第3溝24によって分離されている。
 ここで、第1溝18内には、絶縁層31が形成されている。
 この絶縁層31は、第1溝18内において、第1溝18の長手方向に間隔を空けて形成されており、絶縁層31の厚さ方向において、絶縁層31の先端が光電変換体101の裏面電極15の表面から突出するように形成されている。
 また、裏面電極15の表面には、裏面電極15の表面から絶縁層31上を覆って第2溝19内に導かれる配線層30が形成されている。
 この配線層30は、各絶縁層31の位置に対応して形成されており、絶縁層31と同様に第1溝18の長手方向に沿って間隔を空けて形成されている。
 このように、第5実施形態の太陽電池500は、a-Si/微結晶Siが積層されたタンデム型太陽電池である。
 第5実施形態によれば、上述した第4実施形態と同様の作用効果を奏することができる。更に、タンデム構造の太陽電池500では、短波長光を第1半導体層110で、長波長光を第2半導体層111でそれぞれ吸収することで、発電効率の向上を図ることができる。
 また、第1半導体層110と第2半導体層111との間に中間電極112を設けることにより、第1半導体層110を通過して第2半導体層111に到達する光の一部が中間電極112で反射して再び第1半導体層110側に入射するため、光電変換体101の感度特性が向上し、発電効率の向上に寄与する。
 なお、上述した第5実施形態では、中間電極112を用いる場合について説明したが、中間電極112を設けない構成も可能である。
(第6実施形態)
 次に、本発明の第6実施形態について説明する。
 なお、以下の説明では、上述した第4実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
 図11は、図7のA-A’線に相当する断面図であり、第6実施形態におけるシングル型の太陽電池を示す断面図である。
 図11に示すように、第6実施形態の太陽電池600は、区画部22aの裏面電極15と区画部22bの裏面電極15とを接続する第1配線層130と、コンタクト部20と区画部22bの裏面電極15とを接続する第2配線層140とを備えている。
 第1配線層130は、区画部22aの裏面電極15の表面から絶縁層31表面を通って区画部22bの裏面電極15の表面まで至っており、区画部22a,22b間を橋渡しするように形成されている。
 つまり、第1配線層130の一端(第1端)は、区画部22aの裏面電極15の表面に接続されている一方、他端(第2端)は区画部22bの裏面電極15の表面に接続されている。
 第1配線層130は、各絶縁層31の位置に対応して形成されている。例えば、絶縁層31が第1溝18の長手方向の全域に形成されている場合、第1配線層130は、絶縁層31上全域又は絶縁層31上に長手方向に間隔を空けて形成してもよい。また、絶縁層31が第1溝18の長手方向に沿って間隔を空けて形成されている場合、絶縁層31と同様に第1溝18の長手方向に沿って間隔を空けて形成してもよい。
 第2配線層140は、第2溝19内を埋めるように形成されており、第2溝19内で露出しているコンタクト部20(底面)から裏面電極15と接触する位置に到達するように形成されている。
 これにより、コンタクト部20に露出した表面電極13と区画部22bの裏面電極15とが接続される。
 なお、第2配線層140は、太陽電池600の厚さ方向において、半導体層14と裏面電極15との境界部より裏面電極15の側、即ち、裏面電極15が配置されている位置に到達するように形成されていれば、裏面電極15の表面より突出していても、突出していなくてもよい。
 第2配線層140は、第2溝19の長手方向に沿って間隔を空けて形成されている。
 なお、第2配線層140の間隔は、第1溝18の長手方向に沿う各第1配線層130の間隔と必ずしも一致している必要はない。
 また、第2配線層140は、第2溝19の長手方向に沿う全域に形成してもよい。
 これにより、第1配線層130と第2配線層140とは、互いに区画部22bの裏面電極15に接続されており、第1配線層130と第2配線層140とは、区画部22bの裏面電極15を介して電気的に接続される。
 そして、区画素子22の区画部22bと、区画素子23の区画部23aとが直列接続されている。区画素子23の区画部23aは、区画素子22とは反対の第3溝24の側方に形成されている。
 同様に、第1配線層130’及び第2配線層140’によって区画素子21の区画部21bと区画素子22の区画部22aとが直列接続されている。
 したがって、第6実施形態によれば、上述した第4実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、第1配線層130と第2配線層140とが、互いに区画部22bの裏面電極15に接続されるため、この裏面電極15により第1配線層130と第2配線層140とを電気的に接続することができる。
 これにより、第4実施形態のように区画部22aの裏面電極15からコンタクト部20に至るまで連続的に配線層30(図8参照)を形成する必要がないので、配線層の材料コストを低減することができる。
 また、第1配線層130と第2配線層140との間隔を例えば第1溝18の長手方向に沿って一致させる必要がないため、製造効率を向上できる。
 しかしながら、上述した第4~第6実施形態の太陽電池400,500,600においては、赤外レーザによる熱の影響を受けた部分を有効発電領域から分離できない。
 これに対し、上述した第1~第3実施形態の太陽電池10,100,200においては、第4溝50が形成されており第1溝18と発電有効領域D1とが分離されている。このため、第1~第3実施形態の太陽電池は、第4~第6実施形態の太陽電池よりも優れた光電変換効率を得ることができる。
 なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
 すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
 例えば、上述した実施形態では、シングル型及びタンデム型の太陽電池について説明したが、一対の電極間にアモルファスシリコン膜,アモルファスシリコン膜,及び微結晶シリコン膜が挟持された、いわゆるトリプル型の太陽電池に、本発明の構造を適用することも可能である。
 また、上述した第1~第3実施形態においては、第1溝及び第4溝内において、第1溝及び第4溝の長手方向に間隔を空けて絶縁層を形成したが、第1溝及び第4溝内の全域に絶縁層を形成してもよい。
 この場合、絶縁層上に形成される配線層を、第1溝の長手方向に沿って間隔を空けずに連続的に形成してもよい。
 また、絶縁層は必ずしも光電変換体(裏面電極)の表面から突出している必要はなく、少なくとも隣接する区画素子間の表面電極及び半導体層が絶縁されていればよい。
 さらに、上述した第1~第3実施形態では、第1~4溝を第1~4レーザにより同時に形成する場合について説明したが、これに限られない。第4溝が第1溝より先立って又は同時に形成されれば、第2溝と第3溝はいつ形成してもよい。
 例えば、裏面電極及び半導体層を分離する第2~4溝を同時に形成した後に、表面電極,裏面電極,及び半導体層を分離する第1溝を形成することも可能である。
 あるいは、予め第4溝のみを形成しておき、その後第1~3溝を形成してもよい。
 これらの構成によれば、予め熱の影響の少ない赤外レーザの第2高調波により有効発電領域から分離しておいた区画に後から赤外レーザを走査するため、赤外レーザによる熱の影響の伝播をより確実に防止することができ、各区画素子の光電変換効率を向上できる。
 なお、上記第1~第6実施形態においては、3本溝又は4本溝を形成する際に3つの光源又は4つの光源を用いる方法について述べた。即ち、第1~第6実施形態においては、レーザ光源の数と溝の数とが一致していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、溝の本数に対して、レーザ光源の数が少なくても良い。具体的には、赤外レーザと可視光レーザとを切り替えて使用可能なレーザ光源、即ち、複数の波長に切り替えが可能なレーザ光源を用いることにより、1つ又は2つのレーザ光源によって複数の溝を形成することができる。一つが赤外レーザであって他方が可視光レーザという2つの光源を用いることも考えられる。このように1つ又は2つの光源を用いて3本以上の溝を形成する場合、基板11上をレーザが走査する回数は複数である。一方、3つの光源又は4つの光源を用いる場合、基板11上をレーザが走査する回数が1回で済む。従って、1つ又は2つの光源を用いて3本以上の溝を形成する場合に比べて、3つの光源又は4つの光源を用いる場合は、レーザの走査回数を削減することができ、タクトタイムの短縮を実現できる。
 以上詳述したように、本発明は、レーザスクライブ工程の所要時間を短縮するとともに、スクライブ時に発生する熱による影響を抑制して光電変換効率を向上できる太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セルに有用である。
10,100,200,300,400,500,600…太陽電池 11…基板 12…光電変換体 13…表面電極(第1電極層) 14…半導体層(光電変換層) 15…裏面電極(第2電極層) 18…第1溝 19…第2溝 20…コンタクト部 21,22,23…区画素子(太陽電池セル) 21a~21d,22a~22d,23d…区画部 24…第3溝 50…第4溝 30,130…配線層 31,51…絶縁層 D…区画素子 D1…発電有効領域。

Claims (17)

  1.  太陽電池セルの製造方法であって、
     基板上に、第1電極層,光電変換層,及び第2電極層を順に積層することによって光電変換体を形成した後、光電変換体を複数の区画部に電気的に分離する溝を形成するスクライブ工程を含み、
     前記スクライブ工程では、
     少なくとも前記第1電極層及び前記光電変換層を分離する第1溝と、
     前記第1溝に平行であり、少なくとも前記光電変換層を分離する第2溝と、
     前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝とは反対の前記第2溝の側方に配置され、前記第1電極層を残して前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第3溝とを形成する
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  2.  請求項1に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     前記第1溝は、前記第1電極層,前記光電変換層,及び前記第2電極層を分離し、前記第2溝は、前記第2電極層及び前記光電変換層を分離する
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  3.  請求項1又は請求項2に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     前記スクライブ工程後に、前記第1溝の内部に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
     前記複数の区画部を電気的に接続する配線層を形成する配線層形成工程と、
     を含み、
     前記配線層形成工程では、前記配線層は、少なくとも前記第2溝の内部及び前記絶縁層の表面に形成されており、かつ、前記第1溝に直近の前記第2溝の底面に露出した前記第1電極層と、前記第1溝に直近の発電有効領域である前記第2電極層とを電気的に接続している
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  4.  請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     前記スクライブ工程では、前記第1溝を形成する第1レーザ,前記第2溝を形成する第2レーザ,及び前記第3溝を形成する第3レーザを走査して各溝を形成する
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  5.  請求項4に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     前記第1レーザ,前記第2レーザ,及び前記第3レーザの相対位置を固定し、各レーザを走査して各溝を形成する
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  6.  請求項4に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     前記第1溝、前記第2溝、及び前記第3溝を同時に形成する
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  7.  太陽電池セルであって、
     基板上に形成され、第1電極層,光電変換層,及び第2電極層が順に積層された光電変換体と、
     前記光電変換体を複数の区画部に電気的に分離する溝と
     を含み、
     前記溝は、
     少なくとも前記第1電極層及び前記光電変換層を分離する第1溝と、
     前記第1溝に平行であり、少なくとも前記光電変換層を分離し、前記複数の区画部を電気的に接続する配線層が内部に形成された第2溝と、
     前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝とは反対の前記第2溝の側方に配置され、前記第1電極層を残して前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第3溝と
     を有し、
     前記第1溝の内部には、少なくとも前記第1電極層及び前記光電変換層間を絶縁する絶縁層が形成され、
     前記配線層は、少なくとも前記第2溝の内部及び前記絶縁層の表面に形成されており、かつ、前記第1溝に直近の前記第2溝の底面に露出した前記第1電極層と、前記第1溝に直近の発電有効領域である前記第2電極層とを電気的に接続している
     ことを特徴とする太陽電池セル。
  8.  太陽電池セルの製造方法であって、
     基板上に、第1電極層,光電変換層,及び第2電極層を順に積層することによって光電変換体を形成した後、光電変換体を複数の区画部に電気的に分離する溝を形成するスクライブ工程を含み、
     前記スクライブ工程では、
     前記第1電極層,前記光電変換層,及び前記第2電極層を分離する第1溝と、
     前記第1溝に平行であり、前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第2溝と、
     前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝とは反対の前記第2溝の側方に配置され、前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第3溝と、
     前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝の側方であって前記第2溝とは反対側に配置され、前記第1溝と発電有効領域となる区画部との間で少なくとも前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第4溝とを形成し、
     前記スクライブ工程後に、前記第1溝及び前記第4溝の内部に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記複数の区画部を電気的に接続する配線層を形成する配線層形成工程とを有し、
     前記配線層形成工程では、前記配線層は、前記第2溝の底面に露出した前記第1電極層から、前記第2溝の内部及び前記絶縁層の表面を通じ、前記第2溝とは反対の前記第4溝の側方に配置された前記第2電極層の表面に至り、前記複数の区画部を電気的に接続している
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  9.  請求項8に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     前記第1溝を形成する第1レーザとして赤外レーザを用い、
     前記第2溝を形成する第2レーザ,前記第3溝を形成する第3レーザ,及び前記第4溝を形成する第4レーザとして可視光レーザを用いる
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  10.  請求項9に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     前記スクライブ工程では、
     前記第1レーザ,前記第2レーザ,前記第3レーザ,及び前記第4レーザの相対位置を固定し、各レーザを走査して各溝を形成する
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  11.  請求項10に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     前記スクライブ工程では、
     前記第2レーザ,前記第3レーザ,及び前記第4レーザの相対位置を固定し、前記各レーザを同時に走査して前記第2溝,前記第3溝,及び前記第4溝を同時に形成した後、
     前記第1レーザを走査して前記第1溝を形成する
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  12.  請求項10に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     前記スクライブ工程では、
     前記第1レーザ,前記第2レーザ,前記第3レーザ,及び前記第4レーザの相対位置を固定し、各レーザを同時に走査して各溝を同時に形成する
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  13.  太陽電池セルであって、
     基板上に形成され、第1電極層,光電変換層,及び第2電極層が順に積層された光電変換体と、
     前記光電変換体を複数の区画部に電気的に分離する溝と
     を含み、
     前記溝は、
     前記第1電極層,前記光電変換層,及び前記第2電極層を分離する第1溝と、
     前記第1溝に平行であり、前記光電変換層及び前記第2電極層を分離し、前記複数の区画部を電気的に接続する配線層が内部に形成された第2溝と、
     前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝とは反対の前記第2溝の側方に配置され、前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第3溝と、
     前記第1溝に平行であり、前記第2溝に直近の前記第1溝の側方であって前記第2溝とは反対側に配置され、前記第1溝と発電有効領域となる区画部との間で少なくとも前記光電変換層及び前記第2電極層を分離する第4溝と
     を有し、
     前記第1溝の内部には、互いに隣接する区画部間における少なくとも前記第1電極層及び前記光電変換層を絶縁する絶縁層が形成され、
     前記第4溝の内部には、互いに隣接する区画部間における少なくとも前記光電変換層及び前記第2電極層を絶縁する絶縁層が形成され、
     前記配線層は、前記第2溝の底面に露出した前記第1電極層から、前記第2溝の内部及び前記絶縁層の表面を通じ、前記第2溝とは反対の前記第4溝の側方に配置された前記第2電極層の表面に至り、前記複数の区画部を電気的に接続している
     ことを特徴とする太陽電池セル。
  14.  太陽電池セルの製造方法であって、
     材料を吐出するインクジェットヘッドと光電変換機能を有する加工物とを相対的に移動させ、
     前記インクジェットヘッドから吐出された材料を、前記加工物上に滴下することによって前記太陽電池セルを作製する
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  15.  請求項14に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     前記加工物は、薄膜型太陽電池である
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  16.  請求項15に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     レーザを走査することによって前記薄膜型太陽電池上に溝を形成し、
     前記インクジェットヘッドと前記薄膜型太陽電池とを相対的に移動させ、
     前記薄膜型太陽電池上に形成された溝上に、前記インクジェットヘッドから絶縁材料を滴下することによって絶縁層を形成する
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
  17.  請求項15に記載の太陽電池セルの製造方法であって、
     レーザを走査することによって前記薄膜型太陽電池上に溝を形成し、
     前記インクジェットヘッドと前記薄膜型太陽電池とを相対的に移動させ、
     前記薄膜型太陽電池上に形成された溝上に、前記インクジェットヘッドから導電性材料を滴下することによって配線層を形成する
     ことを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
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