WO2010134360A1 - 薄膜太陽電池およびその製造方法 - Google Patents

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photoelectric conversion
solar cell
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film solar
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泰 折田
弘也 山林
時岡　秀忠
幹雄 山向
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a thin film solar cell and a method for manufacturing the same.
  • a first electrode layer made of a transparent electrode layer, a photoelectric conversion layer made of a thin film semiconductor, An electrode layer is formed in order.
  • a separation groove is formed in the first electrode layer (see, for example, Patent Document 1).
  • the first electrode layer made of a transparent electrode layer has irregularities on the surface to prevent light reflection loss. There is a problem that cracks and pinholes are generated in the photoelectric conversion layer made of a thin film semiconductor due to defects such as irregularities due to the formation of protrusions having locally steep slopes on the surface.
  • the first electrode layer formed on the substrate is formed by forming an interface layer on the transparent conductive film having irregularities and removing local protrusions present on the first electrode layer using the interface layer as a mask.
  • a method of suppressing the occurrence of cracks and pinholes due to irregularities in irregularities such as local protrusions on the surface and reducing the influence of short-circuit resistance has been disclosed (for example, see Patent Document 2).
  • a concave portion is formed by laminating a second transparent electrode film mainly composed of zinc oxide selectively only on the concave portion of the first transparent electrode film having an uneven surface shape with a height difference on the upper surface, the main component being tin oxide.
  • a method for suppressing the occurrence of defects by selectively eliminating steep recesses by smoothing the dents is disclosed (for example, see Patent Document 3).
  • film quality deterioration of the photoelectric conversion layer is not only due to cracks and pinholes.
  • the increase in crystal grain boundaries due to the small crystal grain size and the generation of crystal grain boundaries due to collisions between grown crystal grains are caused by rebound of the leakage current and recombination of photoexcited carriers at the crystal grain boundary. Since it is an extinction region, it causes a decrease in open-circuit voltage characteristics and a fill factor characteristic, and further causes a decrease in short-circuit current density, which greatly affects photoelectric conversion characteristics.
  • the above conventional technique is effective for a local protrusion having a steep slope formed on a transparent conductive film, but a local depression formed in the transparent conductive film like a separation groove. Is not effective.
  • the present invention has been made in view of the above, and a thin-film solar cell excellent in photoelectric conversion characteristics, in which deterioration of characteristics due to a hollow portion of a transparent electrode layer laminated on a substrate is prevented, and production thereof
  • the purpose is to obtain a method.
  • a thin-film solar cell includes a first electrode layer made of a transparent conductive film, a photoelectric conversion layer that performs photoelectric conversion, and a translucent insulating substrate.
  • the first electrode layer has a recess, and the bottom of the recess is filled with an insulating material.
  • the bottom of the recess of the first electrode layer is filled with the insulating material, thereby preventing deterioration of the film quality of the photoelectric conversion layer due to the step of the transparent electrode layer laminated on the substrate.
  • FIG. 1-1 is a plan view showing a schematic configuration of a thin-film solar cell module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1-2 is a diagram for explaining a cross-sectional structure in a short direction of the thin-film solar battery according to the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1-3 is principal part sectional drawing which shows the structure of the thin film semiconductor layer which comprises the thin film photovoltaic cell concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 2-1 is sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the thin film solar cell module concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 2-2 is sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the thin film solar cell module concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 2-3 is sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the thin film solar cell module concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 2-4 is sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the thin film solar cell module concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 2-5 is sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the thin film solar cell module concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 2-6 is sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the thin film solar cell module concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 2-7 is sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the thin film solar cell module concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. 2-8 is sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the thin film solar cell module concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 2-9 is sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the thin film solar cell module concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 2-10 is sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing process of the thin film solar cell module concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIG. 3-1 is a cross-sectional view for explaining the method for forming a planarization layer in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3-2 is a cross-sectional view for explaining the method of forming the planarization layer in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3-3 is a cross-sectional view for explaining the method of forming the planarizing layer in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the acrylic resin film thickness and the exposure amount of light energy.
  • FIGS. 5-1 is principal part sectional drawing for demonstrating the formation method of the planarization layer in Embodiment 3 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 5-2 is principal part sectional drawing for demonstrating the formation method of the planarization layer in Embodiment 3 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 5-3 is principal part sectional drawing for demonstrating the formation method of the planarization layer in Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing the light transmission characteristics of the transparent electrode layer according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of relevant parts for explaining the method of forming a planarization layer in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8-1 is principal part sectional drawing for demonstrating the formation method of the planarization layer in Embodiment 5 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 8-2 is principal part sectional drawing for demonstrating the formation method of the planarization layer in Embodiment 5 of this invention.
  • FIG. 1-1 is a plan view showing a schematic configuration of a tandem thin film solar cell module (hereinafter referred to as a module) 10 which is a thin film solar cell according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1-2 is a diagram for explaining a cross-sectional structure in a short direction of a thin-film solar cell (hereinafter also referred to as a cell) 1 constituting the module 10, and is a line segment A in FIG. 1-1.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part in the ⁇ A ′ direction.
  • FIG. 1-3 is a cross-sectional view of the principal part showing the configuration of the thin film semiconductor layer constituting the cell 1.
  • the module 10 includes a plurality of strip-shaped (rectangular) cells 1 formed on a light-transmissive insulating substrate 2, and these modules The cells 1 have a structure in which they are electrically connected in series.
  • the cell 1 includes a translucent insulating substrate 2, a transparent electrode layer (transparent conductive film) 3 formed on the translucent insulating substrate 2 and serving as a first electrode layer, and a transparent electrode layer 3.
  • the first photoelectric conversion layer 4 which is a thin film semiconductor layer formed on the second photoelectric conversion layer 14 which is a thin film semiconductor layer formed on the first photoelectric conversion layer 4 and the second photoelectric conversion layer 14 which is formed on the first photoelectric conversion layer 14.
  • the planarization layer 21 is provided in the opening part of the transparent electrode layer 3, and the surface by the side of the 1st photoelectric converting layer 4 of the transparent electrode layer 3 is substantially planarized.
  • the opening is a portion that is recessed by removing a part of the transparent electrode layer 3.
  • the flattening layer 21 is substantially flattened by filling the bottom of the depressed portion.
  • the planarizing layer 21 does not necessarily reach the upper end of the depressed portion, and may be anything that can reduce the step of the depressed portion.
  • the transparent electrode layer 3 formed on the translucent insulating substrate 2 has stripe-shaped first layers extending in a direction substantially parallel to the short side direction of the translucent insulating substrate 2 and reaching the translucent insulating substrate 2.
  • One groove D1 is formed.
  • the transparent electrode layers 3 of the adjacent cells 1 are separated from each other by the portion of the first groove D1.
  • a planarizing layer 21 made of an insulating material is embedded in the first groove D1.
  • the first photoelectric conversion layer 4 is formed on the portion of the groove D1 in which the planarizing layer 21 is embedded. In this way, a part of the transparent electrode layer 3 is separated for each cell so as to straddle the adjacent cells 1.
  • the back electrode layer 5 is formed along the cross-sectional side wall portions of the second photoelectric conversion layer 14 and the first photoelectric conversion layer 4 up to the transparent electrode layer 3 at a location adjacent to the first groove D1.
  • the back electrode layer 5 is connected to the transparent electrode layer 3 by forming the back electrode layer 5 on the side walls of the second photoelectric conversion layer 14 and the first photoelectric conversion layer 4. And since this transparent electrode layer 3 straddles the adjacent cell 1, one back surface electrode layer 5 of the two adjacent cells 1 and the other transparent electrode layer 3 are electrically connected.
  • the first photoelectric conversion layer 4 and the second photoelectric conversion layer 14 are formed with a stripe-shaped second groove D2 reaching the transparent electrode layer 3. Further, the back electrode layer 5, the second photoelectric conversion layer 14, and the first photoelectric conversion layer 4 are stripe-shaped third layers that reach the transparent electrode layer 3 at locations different from the first grooves D 1 and the second grooves D 2. A groove (separation groove) D3 is formed, and each cell 1 is separated. As described above, the transparent electrode layer 3 of the cell 1 is connected to the back electrode layer 5 of the adjacent cell 1 so that the adjacent cells 1 are electrically connected in series.
  • a translucent insulating substrate for example, a translucent insulating substrate is used.
  • a material having a high transmittance is usually used, and a glass substrate having a small absorption from the visible region to the near infrared region is used.
  • the transparent electrode layer 3 is a transparent conductive layer mainly composed of crystalline metal oxides such as zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), and zirconium oxide (ZrO 2 ). And a transparent film such as a film obtained by adding aluminum (Al) as a dopant to these transparent conductive oxide films.
  • the transparent electrode layer 3 is made of aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), boron (B), yttrium (Y), silicon (Si), zirconium (Zr), and titanium (Ti) as dopants. It may be a ZnO film using at least one selected element, an ITO film, a SnO 2 film, or a transparent conductive film formed by laminating these, and it is a transparent conductive film having optical transparency. I just need it.
  • the transparent electrode layer 3 has a surface texture structure in which irregularities 3a are formed on the surface.
  • This texture structure has a function of scattering incident sunlight and improving the light use efficiency in the first photoelectric conversion layer 4.
  • the light incident from the translucent insulating substrate 2 side is incident on the first photoelectric conversion layer 4 after being scattered at the interface between the transparent electrode layer 3 having the unevenness 3 a and the first photoelectric conversion layer 4.
  • the light is incident on the first photoelectric conversion layer 4 substantially obliquely.
  • the substantial optical path of the light is extended and the light absorption is increased, so that the photoelectric conversion characteristics of the solar battery cell are improved and the output current is increased.
  • a physical method such as a DC sputtering method, a vacuum deposition method, or an ion plating method, or a chemical method such as a spray method, a dip method, or a CVD method may be used.
  • the opening of the transparent electrode layer 3 may have locally steep wall portions.
  • Such an opening having a steeply inclined side wall may be a part of the first groove D1 formed by patterning the transparent electrode layer 3, and other parts not related to the first groove D1.
  • the portion where the opening having the steep slope is present is a portion where the transparent electrode layer 3 is not attached to the translucent insulating substrate 2 or very thin compared to most other regions.
  • the transparent electrode layer 3 is substantially flattened by forming the flattening layer 21 in the opening having the steeply inclined side wall.
  • various organic materials such as an acrylic resin, a polyimide resin, an epoxy resin, an olefin resin, or a resin such as a silicon resin can be used. These organic materials have a relatively low viscosity and can easily cover the opening of the transparent electrode layer 3 flatly. Moreover, it is excellent in heat resistance and can be formed by a process of about 300 ° C. or lower.
  • the planarizing layer 21 is selected from an insulating material such as silicon or a high resistance material that can electrically insulate adjacent transparent electrode layers from each other. Is done.
  • the flattening layer 21 is formed only in the opening portion having the steep wall surface portion in the surface of the transparent electrode layer 3 on which the unevenness 3a is formed. Therefore, most of the surface of the transparent electrode layer 3 is not covered with the planarization layer 21, and in particular, most of the convex portions on the surface are not covered, so that the electrical connection between the transparent electrode layer 3 and the first photoelectric conversion layer 4 is achieved. Kept.
  • the first photoelectric conversion layer 4 and the second photoelectric conversion layer 14 have a pn junction or a pin junction, and are configured by laminating one or more thin film semiconductor layers that generate power by incident light.
  • the first photoelectric conversion layer 4 includes a p-type amorphous semiconductor layer 4a that is a first conductive semiconductor layer and an i-type that is a second conductive semiconductor layer from the transparent electrode layer 3 side.
  • An amorphous semiconductor layer 4b and an n-type amorphous semiconductor layer 4c which is a third conductivity type semiconductor layer are provided.
  • Examples of the first photoelectric conversion layer 4 include a p-type amorphous silicon carbide film (a-SiC film), an i-type amorphous silicon film (a-Si film), and an n-type amorphous film from the transparent electrode layer 3 side.
  • a-SiC film p-type amorphous silicon carbide film
  • a-Si film i-type amorphous silicon film
  • n-type amorphous film from the transparent electrode layer 3 side A laminated film in which silicon films (a-Si films) are laminated is formed.
  • the other first photoelectric conversion layer 4 includes, for example, a p-type hydrogenated amorphous silicon carbide (a-SiC: H) layer, which is a first conductivity type semiconductor layer, from the transparent electrode layer 3 side, and a second conductivity type semiconductor.
  • a-Si: H i-type hydrogenated amorphous silicon
  • ⁇ c-Si: H n-type hydrogenated microcrystalline silicon
  • the second photoelectric conversion layer 14 includes a p-type microcrystalline semiconductor layer 14a, which is a first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer from the first photoelectric conversion layer 4 side.
  • An i-type microcrystalline semiconductor layer 14b and an n-type microcrystalline semiconductor layer 14c which is a third conductivity type semiconductor layer are provided.
  • Examples of the second photoelectric conversion layer 14 include a p-type microcrystalline silicon film ( ⁇ c-Si film), an i-type microcrystalline silicon film ( ⁇ c-Si film), and n from the first photoelectric conversion layer 4 side.
  • a laminated film in which a type microcrystalline silicon film ( ⁇ c-Si film) is laminated is formed.
  • microcrystalline silicon oxide ⁇ c-SiO x
  • An intermediate layer made of a transparent film having conductivity such as aluminum-added zinc oxide (ZnO: Al), zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), silicon oxide (SiO), etc. It may be inserted to improve the electrical and optical connection between the pin junctions.
  • the first photoelectric conversion layer 4 and the second photoelectric conversion layer 14 as described above are formed into a thin film by a known means such as plasma CVD.
  • the back electrode layer 5 is made of a crystalline metal oxide such as zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), and zirconium oxide (ZrO 2 ), like the transparent electrode layer 3.
  • a transparent conductive oxide film containing as a main component and a light-transmitting film such as a film obtained by adding aluminum (Al) to these transparent conductive oxide films.
  • the back electrode layer 5 is formed by a known means such as a sputtering method, a CVD method, or a spray method.
  • the surface of the back electrode layer 5 has a surface texture structure in which the unevenness 5a is formed by a roughening process such as a blast method or a wet etching method.
  • the planarizing layer 21 is embedded in the first groove D1, thereby electrically insulating adjacent transparent electrode layers 3 from each other and transparent.
  • the surface of the electrode layer 3 on the first photoelectric conversion layer 4 side is substantially flattened.
  • the planarization layer 21 is formed in the opening portion having the steeply inclined side wall in the transparent electrode layer 3 even in a portion different from the first groove D1.
  • the electrode layer 3 is substantially flattened.
  • the transparent electrode layer 3 prevents a decrease in open-circuit voltage characteristics, a curve factor characteristic, and a short-circuit current density due to a step of an opening having a steeply inclined side wall, thereby realizing a good photoelectric conversion efficiency. can do. This effect is also effective when the thickness of the transparent electrode layer 3 is relatively large with respect to the thickness of the photoelectric conversion layer.
  • a tin oxide (SnO 2 ) transparent conductive film is well known as a transparent conductive film forming an uneven structure.
  • uneven structure is formed on the tin oxide (SnO 2) transparent conductive film is formed by growing crystal grains of several tens to several hundreds 100nm diameter on the film surface by the thermal CVD method.
  • a high temperature process of 500 ° C. to 600 ° C. is required, and a film thickness of about 1 ⁇ m is required. This is one of the factors that increase the cost.
  • zinc oxide (ZnO) is becoming widespread as a material replacing tin oxide (SnO 2 ) from the viewpoint of excellent plasma resistance and abundant resources.
  • ZnO zinc oxide
  • This method is expected to reduce the cost of the solar cell device.
  • a local opening having a steep slope may exist on the transparent conductive film.
  • this opening causes pinholes, cracks, and crystal grain boundaries of the thin film semiconductor formed thereon, and causes a decrease in short-circuit resistance and deterioration of the characteristics of the solar cell device.
  • the increase in grain boundaries due to the small crystal grain size and the generation of crystal grain boundaries due to collisions between grown crystal grains are caused by the occurrence of leakage current and recombination of photoexcited carriers at the grain boundary. Since it becomes the extinction region, the open circuit voltage characteristic, the fill factor characteristic, and the short circuit current density are lowered, which is a negative factor.
  • the transparent electrode layer 3 is substantially flattened by forming the flattening layer 21 in the opening portion having the steeply inclined side wall in the transparent electrode layer 3.
  • a thin film semiconductor (photoelectric conversion layer) formed on the transparent electrode layer 3 is formed.
  • the first photoelectric conversion layer 4 and the second photoelectric conversion layer 14 pinholes, cracks, and crystal grain boundaries due to the steps of the opening can be prevented, and the film quality of the photoelectric conversion layer can be improved. That is, the local opening portion having a steep slope in the transparent electrode layer 3 is reduced, and a good carrier transport characteristic in the film thickness direction can be achieved by reducing the leakage current of the thin film semiconductor layer.
  • the planarization layer 21 is provided to prevent the film quality of the crystalline photoelectric conversion layer from being deteriorated due to the step of the transparent electrode layer 3 in the transparent electrode layer 3.
  • a thin film solar cell having excellent photoelectric conversion characteristics has been realized.
  • the module 10 according to the first embodiment as described above has a multilayer thin film photoelectric conversion layer, and the photoelectric conversion layers are connected in series. For this reason, the short circuit current as a solar cell is restrict
  • the module 10 even when the film thickness of the first photoelectric conversion layer 4 which is an amorphous silicon thin film semiconductor layer is thin, the module 10 has a good covering property.
  • a thin film solar cell having a higher photoelectric conversion efficiency can be easily controlled by matching the current value with the second photoelectric conversion layer 14, which is a microcrystalline silicon thin film photoelectric conversion layer to be laminated, by the film thickness of the first photoelectric conversion layer 4. realizable.
  • FIGS. 2-1 to 2-9 are cross-sectional views for explaining an example of the manufacturing process of the module 10 according to the first embodiment.
  • the translucent insulating substrate 2 is prepared.
  • a non-alkali glass substrate is used as the translucent insulating substrate 2 and will be described below.
  • an inexpensive soda lime glass substrate may be used as the translucent insulating substrate 2, but in this case, in order to prevent diffusion of alkali components from the translucent insulating substrate 2, an SiO 2 film is formed by a PCVD method or the like. It is preferable to form about 50 nm.
  • a 1 ⁇ m-thick zinc oxide (ZnO) film containing aluminum (Al) as a dopant is formed on the translucent insulating substrate 2 as the transparent conductive film 11 to be the transparent electrode layer 3 by DC sputtering (FIG. 2-1).
  • ZnO film doped with aluminum (Al) is formed as the transparent conductive film 11 to be the transparent electrode layer 3, but the transparent conductive film 11 to be the transparent electrode layer 3 is not limited to this, but is oxidized.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • SnO 2 tin oxide
  • the transparent electrode layer 3 is made of aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), boron (B), yttrium (Y), silicon (Si), zirconium (Zr), and titanium (Ti) as dopants.
  • It may be a ZnO film using at least one selected element, an ITO film, a SnO 2 film, or a transparent conductive film formed by laminating these, and it is a transparent conductive film having optical transparency. I just need it. Further, as a film formation method, another film formation method such as a CVD method may be used.
  • the translucent insulating substrate 2 is immersed in, for example, a 1% hydrochloric acid (HCl) aqueous solution for 30 seconds to etch and roughen the surface of the transparent conductive film 11, thereby forming small irregularities 3 a on the surface of the transparent conductive film 11. (FIG. 2-2). Thereafter, the translucent insulating substrate 2 is washed with pure water for 1 minute or more and dried. By this etching process, irregularities 3a having an average depth of, for example, 100 nm or more are formed on the surface of the transparent conductive film 11 to be the transparent electrode layer 3, and the average film thickness is about 500 nm.
  • HCl hydrochloric acid
  • a part of the transparent electrode layer 3 is cut and removed in a stripe shape in a direction substantially parallel to the transversal direction of the translucent insulating substrate 2, and the transparent electrode layer 3 is patterned into a strip shape to obtain a plurality of transparent
  • the electrode layer 3 is separated (FIG. 2-3).
  • the patterning of the transparent electrode layer 3 is performed by forming a first stripe D1 extending in a direction substantially parallel to the transversal direction of the translucent insulating substrate 2 and reaching the translucent insulating substrate 2 by laser scribing. Do by forming.
  • a shape abnormality may occur in the first groove D1 even when the transparent electrode layer 3 is separated by patterning (FIG. 2-). 3).
  • the portion where the opening 23 having such a steep slope exists is a portion where the transparent electrode layer 3 is not attached to the translucent insulating substrate 2 or very thin compared to most other regions.
  • a steep opening 23 is formed in the etched transparent conductive film 11 due to the influence of the foreign matter 22 inherent in the transparent conductive film 11 as shown in FIG. May exist locally (FIG. 2-2).
  • the planarizing layer 21 is formed on the translucent insulating substrate 2 after the patterning of the transparent electrode layer 3 (FIGS. 2-4).
  • a material of the planarization layer 21 for example, various organic materials such as polyimide and acrylic can be used. These organic materials have a relatively low viscosity and can easily cover the surface of the transparent electrode layer 3 flatly. Moreover, it is excellent in heat resistance, and a process of about 300 ° C. or lower can be used.
  • acrylic resin is used as the planarizing layer 21, and the first groove D 1 and the steep opening 23 are formed with a thickness of 1 ⁇ m on the light-transmitting insulating substrate 2, and then 250. Bake at about °C.
  • the thickness of the planarizing layer 21 is preferably set to be approximately higher than the height (projection height) 24 from the surface of the translucent insulating substrate 2 of the projections of the projections and depressions 3a from the viewpoint of processing variation and throughput.
  • the planarizing layer 21 is formed into a predetermined film so as to leave the acrylic resin as the planarizing layer 21 inside the first groove D1 or the steep opening 23.
  • the acrylic resin on the transparent electrode layer 3 is etched back and removed to a thickness (FIG. 2-5).
  • a parallel plate RIE (Reactive on Etching) method is employed as an etching method.
  • the etching conditions are preferably such that the planarization layer 21 is etched at a higher etching rate than the transparent electrode layer 3 so as not to change the shape of the irregularities 3a on the surface of the transparent electrode layer 3.
  • etching is performed using a single gas of oxygen (O 2 ) as an etching gas in order to etch an acrylic resin at a higher etching rate than zinc oxide (ZnO).
  • O 2 oxygen
  • ZnO zinc oxide
  • the etching rate of the acrylic resin can be easily adjusted by adjusting the supply gas ratio of the oxygen gas, and the controllability is good.
  • the etching rate of the zinc oxide (ZnO) thin film is low with respect to the oxygen gas, and the shape change of the unevenness 3a on the surface of the transparent electrode layer 3 can be suppressed by using the oxygen gas as the bottom of the etching.
  • the etching time by the above method is set until the acrylic resin disappears on the surface of the transparent electrode layer 3. Accordingly, at least the first groove D1 and the steep opening 23 can be filled with the acrylic resin as the planarizing layer 21.
  • a method for confirming the etching time a method can be used in which the consumption rate of oxygen radicals is detected from the change in plasma emission intensity.
  • a single gas of oxygen (O 2 ) is used as an etching gas, but tetrafluoromethane (CF 4 ), trifluoromethane (CHF 3 ), and hexafluoroethane (C 2 F 6 ).
  • halogen-containing gas containing halogen such as octafluoropropane (C 3 F 8 ), carbon tetrachloride (CCl 4 ), sulfur hexafluoride (SF 6 ), or the like and halogen gas and oxygen (O 2 It is also possible to use a mixed gas with the gas as an etching gas.
  • the first photoelectric conversion layer 4 is formed on the transparent electrode layer 3 by a plasma CVD method.
  • a p-type amorphous silicon carbide film a-SiC film
  • a-Si film an i-type amorphous silicon film
  • a-SiC film an n-type amorphous silicon film from the transparent electrode layer 3 side.
  • Amorphous silicon films (a-Si films) are sequentially stacked (FIG. 2-6).
  • the second photoelectric conversion layer 14 is formed on the first photoelectric conversion layer 4 by a plasma CVD method.
  • a p-type microcrystalline silicon film ( ⁇ c-Si film) As the second photoelectric conversion layer 14, a p-type microcrystalline silicon film ( ⁇ c-Si film), an i-type microcrystalline silicon film ( ⁇ c-Si film) from the first photoelectric conversion layer 4 side, N-type microcrystalline silicon films ( ⁇ c-Si films) are sequentially stacked (FIGS. 2-7).
  • An intermediate layer made of a transparent conductive film may be formed between the first photoelectric conversion layer 4 and the second photoelectric conversion layer 14.
  • middle layer is comprised with the film
  • the output current density with 14 can be adjusted to improve the module characteristics.
  • a film of zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), silicon monoxide (SiO), or the like can be used.
  • the semiconductor layers (the first photoelectric conversion layer 4 and the second photoelectric conversion layer 14) thus laminated are patterned by laser scribing in the same manner as the transparent electrode layer 3 (FIGS. 2-8). That is, a part of the semiconductor layer (the first photoelectric conversion layer 4 and the second photoelectric conversion layer 14) is cut and removed in a stripe shape in a direction substantially parallel to the transversal direction of the translucent insulating substrate 2, and the semiconductor layer The first photoelectric conversion layer 4 and the second photoelectric conversion layer 14 are patterned into strips and separated.
  • Patterning of the semiconductor layers is substantially parallel to the short direction of the translucent insulating substrate 2 at a location different from the first groove D1 by a laser scribing method. This is performed by forming a striped second groove D2 extending in the direction and reaching the transparent electrode layer 3. After the formation of the second groove D2, the scattered matter adhering in the second groove D2 is removed by high-pressure water cleaning, megasonic cleaning, or brush cleaning.
  • the back electrode layer 5 made of a silver alloy (Ag Alloy) film having a thickness of 200 nm is formed on the second photoelectric conversion layer 14 and in the second groove D2 by, for example, sputtering (FIG. 2-9). Further, as the film formation method of the back electrode layer 5, other film formation methods such as a CVD method and a spray method may be used. In order to prevent metal diffusion of the second photoelectric conversion layer 14 into silicon, between the back electrode layer 5 and the second photoelectric conversion layer 14, for example, zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), A transparent conductive film such as tin oxide (SnO 2 ) may be provided.
  • ZnO zinc oxide
  • ITO indium tin oxide
  • SnO 2 A transparent conductive film such as tin oxide (SnO 2 ) may be provided.
  • a part of the back electrode layer 5 and the semiconductor layer are arranged in a direction substantially parallel to the short side direction of the translucent insulating substrate 2.
  • a striped third groove D3 reaching the transparent electrode layer 3 is formed at a location different from the first groove D1 and the second groove D2 by cutting and removing in a stripe shape, and patterned into a strip shape to form a plurality of strips. Separated into cell 1 (FIG. 2-10).
  • a semiconductor layer (the 1st photoelectric converting layer 4 and the 2nd photoelectric converting layer 14) absorbs a laser beam energy, and with a semiconductor layer
  • the back electrode layer 5 is blown off locally to be separated into a plurality of unit elements (power generation regions), that is, a plurality of cells 1.
  • the module 10 having the cell 1 as shown in FIGS. 1-1 to 1-3 is completed.
  • AM (air mass) 1.5 light is emitted at 100 mW / cm 2 using a solar simulator.
  • the output characteristic was measured by entering from the substrate side with the amount of light, and the characteristic as a solar cell was evaluated.
  • the open circuit voltage is 1.35 V
  • the short-circuit current is 12.5 mA / cm 2
  • the fill factor is 0.74
  • the photoelectric conversion efficiency is 12.5%
  • the transparent electrode layer 3 This is because in the transparent electrode layer 3, these openings are formed inside the opening 23 which is a local opening having a steep slope and inside the first groove D 1 which is a region between adjacent transparent electrode layers 3. It can be said that the planarization layer 21 is formed to fill the region and planarize.
  • the planarizing layer 21 is formed in the first groove D1, thereby electrically insulating adjacent transparent electrode layers 3 from each other.
  • the surface of the transparent electrode layer 3 on the first photoelectric conversion layer 4 side is substantially flattened.
  • the step due to the first groove D1 is reduced, and the first groove D1 of the thin film semiconductor (the first photoelectric conversion layer 4 and the second photoelectric conversion layer 14) which is a photoelectric conversion layer formed thereon is formed.
  • Generation of pinholes, cracks, and crystal grain boundaries due to steps can be prevented, and the film quality of the photoelectric conversion layer can be improved. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in open-circuit voltage characteristics, a decrease in curve factor characteristics, and a decrease in short-circuit current density due to the step of the first groove D1, and to realize a good photoelectric conversion efficiency.
  • the planarizing layer 21 is formed in the opening having the steeply inclined side wall in the transparent electrode layer 3 even in a portion different from the first groove D1. Then, the transparent electrode layer 3 is substantially flattened. Thereby, like the case where the level
  • the transparent electrode layer 3 prevents a decrease in open-circuit voltage characteristics, a curve factor characteristic, and a short-circuit current density due to a step of an opening having a steeply inclined side wall, thereby realizing a good photoelectric conversion efficiency. can do.
  • the transparent electrode layer 3 is transparent.
  • a thin film solar cell excellent in photoelectric conversion characteristics can be manufactured with high yield by preventing deterioration of the film quality of the crystalline photoelectric conversion layer due to the step of the transparent electrode layer 3 in the electrode layer 3.
  • amorphous silicon used for the first photoelectric conversion layer 4
  • an amorphous silicon-based semiconductor such as amorphous silicon germanium or amorphous silicon carbide; Using these crystalline silicon-based semiconductors, a tandem-type thin film solar cell having a first photoelectric conversion layer and a second photoelectric conversion layer 14 is formed as shown in FIGS. 1-2 and 1-3. You can also Good characteristics can be obtained by using a pin structure using these semiconductors.
  • tandem thin film solar cell has been described as an example.
  • the present invention is a thin film solar cell including a photoelectric conversion layer made of a microcrystalline semiconductor layer. Applicable.
  • Embodiment 2 FIG.
  • the parallel plate RIE method is used as the method for forming the planarizing layer 21 as in the first embodiment, but the method for forming the planarizing layer 21 is not limited to this.
  • the parallel plate RIE method is used to form the planarizing layer 21 as in the first embodiment, the surface of the transparent electrode layer 3 is damaged due to plasma ion bombardment, resulting in unevenness 3a on the surface of the transparent electrode layer 3.
  • an optical transfer technique photolithography technique
  • FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views for explaining the method of forming the planarization layer in the second embodiment.
  • a positive acrylic resin film 31 is formed to a thickness of 1.5 ⁇ m, for example, on the transparent insulating substrate 2 after the patterning of the transparent electrode layer 3 (FIG. 3-1). Then, after baking at about 100 ° C., the acrylic resin is irradiated with light (exposure processing) from the film surface side of the acrylic resin film 31 (FIG. 3-2).
  • light energy to be irradiated ultraviolet light and visible light having a wavelength of about 200 nm to 500 nm are used.
  • a mixed line of g line (wavelength 436 nm) and i (wavelength 365 nm) is used in an emission line spectrum of ultra high pressure mercury orange by a transfer device such as a stepper.
  • the acrylic resin is subjected to an organic alkali solvent treatment and a water washing treatment as a chemical reaction process (development treatment), and then baked at, for example, 250 ° C. to flatten the first groove D1 and the steep opening 23. It can be in a state where the acrylic resin which is the conversion layer 21 is embedded (FIG. 3-3).
  • FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the acrylic resin film thickness and the exposure amount of light energy.
  • Embodiment 3 As a method for forming the planarization layer 21, another method using an optical transfer technique (photolithography technique) will be described.
  • the method for forming the planarization layer 21 of the third embodiment uses a photolithography technique as in the second embodiment, except that light is irradiated from the translucent insulating substrate 2 side.
  • light having a wavelength such that the light transmittance of the transparent electrode layer 3 is smaller than that of the translucent insulating substrate 2 i-line, h-line, g-line, etc. from 350 nm to 450 nm
  • a negative photosensitive resin is used so that a portion of the resin irradiated with light of this wavelength remains.
  • FIGS. 5-1 to 5-3 are cross-sectional views of relevant parts for explaining the method of forming the planarization layer in the third embodiment.
  • the first groove D1 is formed by a laser scribing method or the like to separate the transparent electrode layer 3. .
  • planarization layer 21 is formed in the same manner as in the first embodiment, an optical transfer technique (photolithography technique) is used in this embodiment.
  • a negative photosensitive resin 41 is formed on the translucent insulating substrate 2 to a thickness of 1.5 ⁇ m, for example (FIG. 5-1).
  • the photosensitive resin 41 is baked at about 100 ° C., the photosensitive resin 41 is irradiated with light (exposure processing) (FIG. 5-2).
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing the light transmission characteristics of the transparent electrode layer 3 made of ZnO to which aluminum is added.
  • the wavelength of light used when the steep uneven shape is flattened with an organic resin and the transparent electrode layer 3 It is a characteristic view which shows the relationship with a total light transmittance (%).
  • the photosensitive resin 41 After subjecting the photosensitive resin 41 to an organic alkali solvent treatment and a water washing treatment as a chemical reaction process (development treatment), for example, by baking at 250 ° C., the first groove D1 and the steeply inclined side wall
  • development treatment for example, by baking at 250 ° C.
  • the photosensitive resin 41 which is the planarizing layer 21 is embedded in the opening having the (FIG. 5-3).
  • the planarization layer 21 fills not only the depression reaching the substrate surface of the translucent insulating substrate 2 but also the bottom of the unevenness 3a that is the texture formed on the surface of the transparent electrode layer 3 that is particularly deep.
  • the exposure amount is adjusted so that the planarizing layer 21 does not remain in the convex portion of the transparent electrode layer 3 or in the shallow depression.
  • a resin such as an acrylic resin, a polyimide resin, an epoxy resin, an olefin resin, or a silicon resin can be used as an organic resin used for the negative photosensitive resin 41.
  • the planarization layer 21 is formed as described above, the transparent electrode layer 3 itself is used as a mask, and the planarization layer 21 is formed in a thin portion thereof. It is possible to form the planarization layer 21 that fills the bottom of the depression. Of the textured irregularities 3a formed on the surface of the transparent electrode layer 3, the flattening layer 21 that is an insulating film exists in a deep portion, and there is a portion that cannot be electrically connected to the photoelectric conversion layer 4. However, the electrical connection is not hindered because most of the parts are very small and electrically connected.
  • Embodiment 4 FIG.
  • a method that does not use an optical transfer technique photolithography technique
  • a method for forming a planarization layer in the present embodiment will be described.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of relevant parts for explaining the method for forming a planarization layer in the fourth embodiment.
  • the first groove D1 is formed by a laser scribing method or the like to separate the transparent electrode layer 3. .
  • the planarization layer 21 is formed in the same manner as in the first embodiment.
  • a spin coating method is used. A coating solution is obtained by adjusting with a solvent so that the viscosity of the organic resin is as low as possible. Then, while coating this coating solution on the transparent electrode layer 3 and the translucent insulating substrate 2 by spin coating, unnecessary coating solution is scattered and removed. Thereafter, the solvent is removed, and the organic resin is further cured. Curing of the organic resin is performed by appropriately selecting depending on the characteristics of the resin, such as heating and UV irradiation.
  • the planarizing layer 21 not only has a recess reaching the substrate surface of the translucent insulating substrate 2 but also the bottom portion of the unevenness 3a which is a texture formed on the surface of the transparent electrode layer 3 with a particularly deep depth.
  • the resin film thickness for resin coating is adjusted so that the planarizing layer 21 does not remain in the convex portion of the transparent electrode layer 3 or in the shallow depression.
  • the planarizing layer 21 is formed as described above, it can be used even with a coating liquid that does not have photosensitivity, and the width of the resin material to be applied is widened. Even a coating liquid having photosensitivity can be used unless exposure and development are performed.
  • the organic resin for example, a resin such as an acrylic resin, a polyimide resin, an epoxy resin, an olefin resin, or a silicon resin can be used.
  • the exposure / development process can be omitted, the cost and the throughput can be reduced as compared with the other embodiments.
  • Embodiment 5 FIG.
  • a method for forming the planarization layer 51 by a sol-gel coating method using a transparent conductive oxide electrode material will be described as a planarization layer formation method.
  • a method for forming a planarization layer in the present embodiment will be described.
  • 8A and 8B are cross-sectional views of relevant parts for explaining the method of forming the planarization layer 51 in the fifth embodiment.
  • the transparent electrode layer 3 is formed on the translucent insulating substrate 2.
  • a gel is prepared using a transparent conductive oxide electrode material as a raw material.
  • transparent conductive oxide electrode materials include fluorine-doped tin oxide (SnO 2 : F), antimony-doped tin oxide (SnO 2 : Sb), tin-doped indium oxide (In 2 O 3 : Sn), Al-doped zinc oxide ( A transparent conductive oxide electrode material typified by ZnO: Al), Ga-doped zinc oxide (ZnO: Ga) or the like is suitable.
  • the translucent insulating substrate 2 is immersed in this gel and pulled up, and then the transparent electrode layer 3 is turned up. Thereby, a gel accumulates in the recessed part of the unevenness
  • FIG. 8-1 the solvent contained in the gel is removed.
  • a film can be formed only with a small thickness by a single treatment. Therefore, the above process is repeated to form a planarization layer 51 made of a transparent conductive oxide electrode material with a desired thickness in the recesses of the unevenness 3a that is the texture formed on the surface of the transparent electrode layer 3 (FIG. 8-1).
  • the number of treatments is adjusted so that the flattening layer 51 does not remain in the convex portion or shallow depression of the transparent electrode layer 3. Further, when the flattened layer 51 is formed in a convex portion or a shallow depression of the transparent electrode layer 3 or when the flattened layer 51 is thicker than a desired thickness, etching of the flattened layer 51 is performed. The thickness can be adjusted.
  • the first groove D1 is formed by a laser scribing method or the like to separate the transparent electrode layer 3 (FIG. 8-2).
  • the planarization layer 51 is formed of a transparent conductive oxide electrode material, and thus the planarization layer 51 is not formed in the first groove D1.
  • the planarization layer 51 is also formed in the first groove D1, the adjacent transparent electrode layers 3 are short-circuited. Therefore, in the present embodiment, the first groove D1 is formed after the planarization layer 51 is formed.
  • the transparent conductive oxide electrode material is used as the material for filling the step in the transparent electrode layer 3, the material for filling the step in the transparent electrode layer 3 (the material filling the material transparent electrode layer 3).
  • the material for filling the step in the transparent electrode layer 3 the material filling the material transparent electrode layer 3.
  • the method for manufacturing a thin-film solar cell according to the present invention is useful for manufacturing a thin-film solar cell having a high-quality photoelectric conversion layer and excellent in photoelectric conversion efficiency.

Abstract

　透光性絶縁基板２上に、透明導電膜からなる第１電極層３と、光電変換を行う光電変換層４、１４と、光を反射する導電膜からなる第２電極層５と、がこの順で積層されてなる複数の薄膜太陽電池セル１が配設されるとともに、隣接する前記薄膜太陽電池セル１同士が電気的に直列接続された薄膜太陽電池１０であって、前記第１電極層３は窪み部３ａ、Ｄ１を有し、前記窪み部３ａ、Ｄ１の底部は絶縁材料により埋められている。これにより、透光性絶縁基板２上に積層された第１電極層３の窪み部３ａ、Ｄ１に起因した特性の悪化が防止された、光電変換特性に優れた薄膜太陽電池が得られる。

Description

薄膜太陽電池およびその製造方法
　本発明は、薄膜太陽電池およびその製造方法に関するものである。
　従来、１枚のガラス基板に多数の薄膜太陽電池セルを有する集積型の薄膜太陽電池では、透明絶縁基板上に、透明電極層からなる第１電極層、薄膜半導体からなる光電変換層、第２電極層が順に形成される。隣接する薄膜太陽電池セル間を絶縁分離するために、第１電極層には分離溝が形成される（たとえば、特許文献１参照）。
　透明電極層からなる第１電極層には光反射ロス防止のために表面に凹凸が形成される。その表面に局所的に急峻な傾斜を持つ突起ができることによる凹凸等の不良に起因して、薄膜半導体からなる光電変換層にクラックやピンホールが発生する問題があった。
　これに対して、凹凸を有する透明導電膜上に界面層を形成し、この界面層をマスクとして第１電極層に存在する局所的突起を除去することにより、基板上に形成した第１電極層表面の局所的な突起等の凹凸の不良に起因したクラックやピンホールの発生を抑制し、短絡抵抗の影響を減少させる方法が開示されている（たとえば、特許文献２参照）。
　また、酸化錫を主成分として上面に高低差のある凸凹表面形状を持つ第一の透明電極膜の凹部のみに選択的に酸化亜鉛を主成分とする第二の透明電極膜を積層して凹部の窪みをなだらかにすることで，急峻な凹部を選択的になくして，欠陥の発生を抑止する方法が開示されている（たとえば、特許文献３参照）。
特開２００１－２６７６１３号公報 特開２００１－３５２０８１号公報 特許第３２９７３８０号公報
　しかしながら、光電変換層の膜質劣化はクラックやピンホールによるものだけではない。薄膜太陽電池においては、結晶粒径が小さいことによる結晶粒界の増加や、成長結晶粒同士の衝突による結晶粒界の生成は、結晶粒界部がリーク電流の発生経路や光励起キャリアの再結合消滅領域となるため、開放電圧特性の低下や曲線因子特性の低下を引き起こし、さらには短絡電流密度の低下を招き、光電変換特性への影響が大きい。
　我々の検討の結果、このような結晶粒界は第１電極層の窪み部分で発生しやすいことを見出した。特に、セル間を絶縁分離する分離溝や、光反射ロス防止のために形成された第１電極層表面の凹凸の深い凹部などは、急峻な窪み部分となるので結晶粒界が生成しやすい。このような溝や深い凹部が存在すると、その上に形成される光電変換層はそれらの影響を受けてその膜質が低下する。また、第１電極層の厚みが光電変換層の厚みに対して比較的大きな割合となる場合は、分離溝や深い凹部の直上だけでなく、その周辺の光電変換層の膜質への影響も大きくなる。
　しかしながら、上記従来の技術では、透明導電膜上に形成された急峻な傾斜を有する局所的な突起に対しては効果があるが、分離溝のように透明導電膜に形成された局所的な窪みに対しては効果が得られない。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基板上に積層された透明電極層の窪み部に起因した特性の悪化が防止された、光電変換特性に優れた薄膜太陽電池およびその製造方法を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる薄膜太陽電池は、透光性絶縁基板上に、透明導電膜からなる第１電極層と、光電変換を行う光電変換層と、光を反射する導電膜からなる第２電極層と、がこの順で積層されてなる複数の薄膜太陽電池セルが配設されるとともに、隣接する前記薄膜太陽電池セル同士が電気的に直列接続された薄膜太陽電池であって、前記第１電極層は窪み部を有し、前記窪み部の底部は絶縁材料により埋められていること、を特徴とする。
　本発明によれば、第１電極層の窪み部の底部が絶縁材料により埋められていることにより、基板上に積層された透明電極層の段差に起因した光電変換層の膜質の低下を防止して光電変換特性に優れた薄膜太陽電池を得ることができる、いう効果を奏する。
図１－１は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの概略構成を示す平面図である。 図１－２は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池セルの短手向における断面構造を説明するための図である。 図１－３は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池セルを構成する薄膜半導体層の構成を示す要部断面図である。 図２－１は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。 図２－２は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。 図２－３は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。 図２－４は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。 図２－５は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。 図２－６は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。 図２－７は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。 図２－８は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。 図２－９は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。 図２－１０は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池モジュールの製造工程の一例を説明するための断面図である。 図３－１は、本発明の実施の形態２における平坦化層の形成方法を説明するための断面図である。 図３－２は、本発明の実施の形態２における平坦化層の形成方法を説明するための断面図である。 図３－３は、本発明の実施の形態２における平坦化層の形成方法を説明するための断面図である。 図４は、アクリル樹脂膜厚と光エネルギーの露光量との関係を示す特性図である。 図５－１は、本発明の実施の形態３における平坦化層の形成方法を説明するための要部断面図である。 図５－２は、本発明の実施の形態３における平坦化層の形成方法を説明するための要部断面図である。 図５－３は、本発明の実施の形態３における平坦化層の形成方法を説明するための要部断面図である。 図６は、本発明の実施の形態３における透明電極層の光透過特性を示す特性図である。 図７は、本発明の実施の形態４における平坦化層の形成方法を説明するための要部断面図である。 図８－１は、本発明の実施の形態５における平坦化層の形成方法を説明するための要部断面図である。 図８－２は、本発明の実施の形態５における平坦化層の形成方法を説明するための要部断面図である。
　以下に、本発明にかかる薄膜太陽電池およびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
実施の形態１．
　図１－１は、本発明の実施の形態１にかかる薄膜太陽電池であるタンデム型薄膜太陽電池モジュール（以下、モジュールと呼ぶ）１０の概略構成を示す平面図である。図１－２は、モジュール１０を構成する薄膜太陽電池セル（以下、セルと呼ぶ場合がある）１の短手向における断面構造を説明するための図であり、図１－１の線分Ａ－Ａ’方向における要部断面図である。図１－３は、セル１を構成する薄膜半導体層の構成を示す要部断面図である。
　図１－１および図１－２に示すように、実施の形態１にかかるモジュール１０は、透光性絶縁基板２上に形成された短冊状（矩形状）のセル１を複数備え、これらのセル１が電気的に直列に接続された構造を有する。セル１は、図１－２に示すように透光性絶縁基板２、透光性絶縁基板２上に形成され第１電極層となる透明電極層（透明導電膜）３、透明電極層３上に形成される薄膜半導体層である第１光電変換層４、第１光電変換層４上に形成される薄膜半導体層である第２光電変換層１４、第２光電変換層１４上に形成され第２電極層となる裏面電極層５が順次積層された構造を有する。また、透明電極層３の開口部分には平坦化層２１が設けられて、透明電極層３の第１光電変換層４側の表面が略平坦化されている。なお、開口部分は、透明電極層３の一部を除去することによって窪ませた部分である。窪んだ部分の底部に平坦化層２１を埋めることで略平坦化されるが、必ずしも平坦化層２１は窪んだ部分の上端まで達する必要はなく、窪みの段差を小さくするものであればよい。
　透光性絶縁基板２上に形成された透明電極層３には、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在するとともに透光性絶縁基板２に達するストライプ状の第１の溝Ｄ１が形成されている。この第１の溝Ｄ１の部分によって隣接するセル１の透明電極層３は互いに分離される。第１の溝Ｄ１の部分には絶縁材料からなる平坦化層２１が埋め込まれる。平坦化層２１が埋め込まれた溝Ｄ１の部分の上には第１光電変換層４が形成されている。このようにして透明電極層３の一部は隣接するセル１に跨るようにセル毎に分離される。
　また、第１の溝Ｄ１と隣接する箇所において、裏面電極層５が第２光電変換層１４および第１光電変換層４の断面側壁部に沿って透明電極層３まで形成されている。このように第２光電変換層１４および第１光電変換層４の側壁部に裏面電極層５が形成されることで、裏面電極層５が透明電極層３に接続される。そして、該透明電極層３が隣接するセル１に跨っているため、隣り合う２つのセル１の一方の裏面電極層５と他方の透明電極層３とが電気的に接続されている。
　また、第１光電変換層４および第２光電変換層１４には、透明電極層３に達するストライプ状の第２の溝Ｄ２が形成されている。さらに、裏面電極層５、第２光電変換層１４および第１光電変換層４は第１の溝Ｄ１および第２の溝Ｄ２とは異なる箇所で、透明電極層３に達するストライプ状の第３の溝（分離溝）Ｄ３が形成されて、各セル１が分離されている。このように、セル１の透明電極層３が、隣接するセル１の裏面電極層５と接続することによって、隣接するセル１が電気的に直列接続している。
　透光性絶縁基板２は、例えば透光性を有する絶縁基板が用いられる。このような透光性絶縁基板２には、通常は透過率の高い材質が用いられ、可視から近赤外領域までの吸収が小さいガラス基板などが使用される。
　透明電極層３は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、酸化スズ（ＳｎＯ２）および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）などの結晶性金属酸化物を主成分とする透明導電性酸化膜や、これらの透明導電性酸化膜にドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）を添加した膜などの透光性の膜によって構成される。また、透明電極層３は、ドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ホウ素（Ｂ）、イットリウム（Ｙ）、シリコン（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）から選択した少なくとも１種類以上の元素を用いたＺｎＯ膜、ＩＴＯ膜、ＳｎＯ２膜、またはこれらを積層して形成した透明導電膜であってもよく、光透過性を有している透明導電膜であればよい。
　また、透明電極層３は、表面に凹凸３ａが形成された表面テクスチャー構造を有する。このテクスチャー構造は、入射した太陽光を散乱させ、第１光電変換層４での光利用効率を高める機能を有する。詳しくは、透光性絶縁基板２側から入射してきた光は、凹凸３ａを有する透明電極層３と第１光電変換層４との界面で散乱された後に第１光電変換層４に入射するので、第１光電変換層４に概ね斜めに入射する。斜めに光が入射することにより、光の実質的な光路が延びて光の吸収が増大するため、太陽電池セルの光電変換特性が向上して出力電流が増加する。透明電極層３は、例えばＤＣスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの物理的方法や、スプレー法、ディップ法、ＣＶＤ法などの化学的方法を用いても良い。
　ここで、図１－２に示すように、透明電極層３中の異物２２の影響により、透明電極層３の開口部分が局所的に急峻な壁面部を有する場合がある。このような急峻な傾斜の側壁を有する開口部分は、透明電極層３のパターニングによる第１の溝Ｄ１の一部である場合もあり、また、第１の溝Ｄ１とは関係のない他の部分である場合もある。この急峻な傾斜を持つ開口部が存在する部分は、透明電極層３が透光性絶縁基板２に付着していないか他の大部分の領域に比べて非常に薄い部分となる。
　本実施の形態では、この急峻な傾斜の側壁を有する開口部に平坦化層２１を形成して透明電極層３を略平坦化してある。平坦化層２１の材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂、またはシリコン樹脂などの樹脂などの各種の有機材料を用いることができる。これらの有機材料は粘性が比較的小さく、透明電極層３の開口部分を容易に平坦に覆うことができる。また、耐熱性にも優れており、３００℃以下程度のプロセスで形成することができる。また、透明電極層３のパターニングによる第１の溝Ｄ１に関しては、平坦化層２１は、隣接する透明電極層同士を電気的に絶縁することが可能なシリコンなどの絶縁材料または高抵抗材料が選択される。なお、平坦化層２１が形成されるのは凹凸３ａが形成された透明電極層３の表面のうち、急峻な壁面部を有する開口部分のみである。したがって、透明電極層３の表面の大半は平坦化層２１によって覆われず、特に表面の凸部のほとんどは覆われないので、透明電極層３と第１光電変換層４との電気的接続が保たれる。
　第１光電変換層４および第２光電変換層１４は、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合を有し、入射する光により発電を行う薄膜半導体層が１層以上積層されて構成される。第１光電変換層４は、図１－３に示すように、透明電極層３側から第１導電型半導体層であるｐ型非晶質半導体層４ａ、第２導電型半導体層であるｉ型非晶質半導体層４ｂ、第３導電型半導体層であるｎ型非晶質半導体層４ｃを備えている。このような第１光電変換層４としては、例えば透明電極層３側からｐ型のアモルファス炭化シリコン膜（ａ－ＳｉＣ膜）、ｉ型のアモルファスシリコン膜（ａ－Ｓｉ膜）、ｎ型のアモルファスシリコン膜（ａ－Ｓｉ膜）が積層された積層膜が形成される。なお、他の第１光電変換層４としては、例えば透明電極層３側から第１導電型半導体層であるｐ型の水素化アモルファス炭化シリコン（ａ－ＳｉＣ：Ｈ）層、第２導電型半導体層であるｉ型の水素化アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ：Ｈ）層、第３導電型半導体層であるｎ型の水素化微結晶シリコン（μｃ－Ｓｉ：Ｈ）層が積層された積層膜が挙げられる。
　また、第２光電変換層１４は、図１－３に示すように、第１光電変換層４側から第１導電型半導体層であるｐ型微結晶半導体層１４ａ、第２導電型半導体層であるｉ型微結晶半導体層１４ｂ、第３導電型半導体層であるｎ型微結晶半導体層１４ｃを備えている。このような第２光電変換層１４としては、例えば第１光電変換層４側からｐ型の微結晶シリコン膜（μｃ－Ｓｉ膜）、ｉ型の微結晶シリコン膜（μｃ－Ｓｉ膜）、ｎ型の微結晶シリコン膜（μｃ－Ｓｉ膜）が積層された積層膜が形成される。
　また、上記の二段のｐｉｎ接合のように複数の薄膜半導体層が積層されて光電変換層が構成される場合には、それぞれのｐｉｎ接合間に、酸化微結晶シリコン（μｃ－ＳｉＯＸ）やアルミニウム添加酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化シリコン（ＳｉＯ）等の導電性を有した透明な膜からなる中間層を挿入して、ｐｉｎ接合間の電気的、光学的接続を改善してもよい。以上のような第１光電変換層４および第２光電変換層１４は、プラズマＣＶＤなどの公知の手段により薄膜形成される。
　裏面電極層５は、透明電極層３と同様に酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、酸化スズ（ＳｎＯ２）および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）などの結晶性金属酸化物を主成分とする透明導電性酸化膜や、これらの透明導電性酸化膜にアルミニウム（Ａｌ）を添加した膜などの透光性の膜によって構成される。裏面電極層５は、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法やスプレー法など公知の手段によって形成される。また裏面電極層５の表面は、ブラスト法やウェットエッチング法などによる粗面化処理によって凹凸５ａが形成された表面テクスチャー構造を有する。
　以上のように構成された実施の形態１にかかるモジュール１０においては、第１の溝Ｄ１内に平坦化層２１が埋め込まれることで、隣接する透明電極層３同士を電気的に絶縁するとともに透明電極層３の第１光電変換層４側の表面が略平坦化されている。これにより第１の溝Ｄ１による段差を減少させて、その上に形成される光電変換層である薄膜半導体（第１光電変換層４、第２光電変換層１４）の、第１の溝Ｄ１の段差に起因したピンホールやクラック、結晶粒界の発生を防止し、光電変換層の膜質を向上させることができる。したがって、第１の溝Ｄ１の段差に起因した開放電圧特性の低下や曲線因子特性の低下、短絡電流密度の低下を防止して、良好な光電変換効率を実現することができる。また、この効果は、透明電極層３の厚みが光電変換層の厚みに対して比較的大きな割合となる場合においても有効である。
　また、実施の形態１にかかるモジュール１０においては、第１の溝Ｄ１とは異なる部分においても、透明電極層３における急峻な傾斜の側壁を有する開口部には平坦化層２１を形成して透明電極層３を略平坦化してある。これにより、第１の溝Ｄ１による段差を減少する場合と同様に、その上に形成される光電変換層である薄膜半導体（第１光電変換層４、第２光電変換層１４）の、開口部の段差に起因したピンホールやクラック、結晶粒界の発生を防止し、光電変換層の膜質を向上させることができる。そして、透明電極層３における急峻な傾斜の側壁を有する開口部の段差に起因した開放電圧特性の低下や曲線因子特性の低下、短絡電流密度の低下を防止して、良好な光電変換効率を実現することができる。また、この効果は、透明電極層３の厚みが光電変換層の厚みに対して比較的大きな割合となる場合においても有効である。
　従来、凹凸構造を形成する透明導電膜として、酸化スズ（ＳｎＯ２）透明導電膜が良く知られている。一般的に、酸化スズ（ＳｎＯ２）透明導電膜に形成する凹凸構造は、熱ＣＶＤ法により数１０～数１００ｎｍ径の結晶粒を膜表面に成長することにより形成される。しかし、この酸化スズ（ＳｎＯ２）透明導電膜表面に良好な凹凸構造を形成するためには、５００℃～６００℃の高温プロセスが必要であり、また１μｍ程度の膜厚を要することから、製造コストが増大する要因の１つとなっている。
　このため近年は、プラズマ耐性に優れ資源の豊富さという観点から、酸化スズ（ＳｎＯ２）に変わる材料として酸化亜鉛（ＺｎＯ）が普及しつつある。しかし、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の場合、表面に良好な凹凸構造を形成するためには、２μｍ程度の膜厚を要するという問題があった。そこで、酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜を低温形成で薄膜した場合であっても良好な光閉じこめ効果を有する凹凸構造の形成方法として、基板上にスパッタリング法により透明導電膜を形成し、酸によりエッチングすることで表面に凹凸構造を形成する技術が報告されている。この方法により、太陽電池装置のコスト低減が期待されている。
　ところが、エッチング処理により透明導電膜の表面に凹凸化を形成した場合、透明導電膜上に急峻な傾斜を持つ局所的な開口部が存在することがある。このような開口部が存在すると、この開口部がその上に形成した薄膜半導体のピンホールやクラック、結晶粒界の原因となり、短絡抵抗を低下させ太陽電池装置の特性を悪化させる要因となる。特に太陽電池においては、結晶粒径が小さいことによる結晶粒界の増加や、成長結晶粒同士の衝突による結晶粒界の生成は、結晶粒界部がリーク電流の発生経路や光励起キャリアの再結合消滅領域となるため、開放電圧特性の低下や曲線因子特性の低下、さらには短絡電流密度の低下を招き、マイナス因子となっている。
　しかしながら、実施の形態１にかかるモジュール１０においては、透明電極層３における急峻な傾斜の側壁を有する開口部には平坦化層２１を形成して透明電極層３を略平坦化してある。これにより、凹凸３ａの形成のためのエッチング処理により透明電極層３に上に急峻な傾斜を持つ局所的な開口部が存在する場合でも、その上に形成される光電変換層である薄膜半導体（第１光電変換層４、第２光電変換層１４）の、開口部の段差に起因したピンホールやクラック、結晶粒界の発生を防止し、光電変換層の膜質を向上させることができる。すなわち、透明電極層３における急峻な傾斜を有する局所的な開口部が減少し、薄膜半導体層のリーク電流が減少することよる膜厚方向に対する良好なキャリア輸送特性が可能となる。
　その結果、凹凸３ａによる表面テクスチャー構造光閉込効果による光吸収量の増大と、微結晶半導体層である第２光電変換層１４中の欠陥が減少することよる膜厚方向に対する良好なキャリア輸送特性との両立が可能となり、高い光電変換効率を有する薄膜太陽電池が得られる。
　したがって、実施の形態１にかかるモジュール１０によれば、平坦化層２１を備えることにより、透明電極層３における透明電極層３の段差に起因した結晶質光電変換層の膜質の低下を防止して光電変換特性に優れた薄膜太陽電池が実現されている。
　また、以上のような実施の形態１にかかるモジュール１０においては、多層型の薄膜光電変換層を有し、各光電変換層が直列に接続されている。このため、太陽電池としての短絡電流は、各光電変換層で発生する電流値のうち最も小さな値で制限される。したがって、各光電変換層の電流値は均等であるほど好ましく、さらに電流の絶対値が大きいほど変換効率の向上が期待できる。
　以上のような実施の形態１にかかるモジュール１０においては、非晶質シリコン薄膜半導体層である第１光電変換層４の膜厚を薄くした場合においても良好な被覆性を有するため、その上に積層する微結晶シリコン薄膜光電変換層である第２光電変換層１４との電流値のマッチングを第１光電変換層４の膜厚により制御が容易となり、更に高い光電変換効率を有する薄膜太陽電池が実現できる。
　つぎに、上記のように構成された実施の形態１にかかるモジュール１０の製造方法について説明する。図２－１～図２－９は、実施の形態１にかかるモジュール１０の製造工程の一例を説明するための断面図である。
　まず、透光性絶縁基板２を用意する。ここでは、透光性絶縁基板２として無アルカリガラス基板を用いて以下説明する。また、透光性絶縁基板２として安価な青板ガラス基板を用いてもよいが、この場合は、透光性絶縁基板２からのアルカリ成分の拡散を防止するためにＰＣＶＤ法などによりＳｉＯ２膜を５０ｎｍ程度形成するのがよい。
　つぎに、透光性絶縁基板２上に透明電極層３になる透明導電膜１１として、アルミニウム（Ａｌ）をドーパントとして含む膜厚１μｍの酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜をＤＣスパッタリング法で形成する（図２－１）。本実施の形態では透明電極層３になる透明導電膜１１としてアルミニウム（Ａｌ）ドーパントしたＺｎＯ膜を形成するが、透明電極層３になる透明導電膜１１としてはこれに限定されることなく、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Indium
Tin Oxide）、酸化スズ（ＳｎＯ２）および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）などの結晶性金属酸化物を主成分とする透明導電性酸化膜や、これらの透明導電性酸化膜にドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）を添加した膜などの透光性の膜によって構成される。また、透明電極層３は、ドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ホウ素（Ｂ）、イットリウム（Ｙ）、シリコン（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）から選択した少なくとも１種類以上の元素を用いたＺｎＯ膜、ＩＴＯ膜、ＳｎＯ２膜、またはこれらを積層して形成した透明導電膜であってもよく、光透過性を有している透明導電膜であればよい。また、成膜方法として、ＣＶＤ法などの他の成膜方法を用いてもよい。
　そして、透光性絶縁基板２を例えば１％の塩酸（ＨＣｌ）水溶液中に３０秒間浸して透明導電膜１１の表面をエッチングして粗面化し、透明導電膜１１の表面に小さな凹凸３ａを形成する（図２－２）。その後、透光性絶縁基板２を１分間以上の純水洗浄を行い、乾燥する。このエッチング処理により、透明電極層３になる透明導電膜１１の表面に例えば平均１００ｎｍ以上の深さの凹凸３ａが形成され、平均膜厚は約５００ｎｍ程度になる。
　次に、透明電極層３の一部を透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向のストライプ状に切断・除去して、透明電極層３を短冊状にパターニングし、複数の透明電極層３に分離する（図２－３）。透明電極層３のパターニングは、レーザスクライブ法により、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在して透光性絶縁基板２に達するストライプ状の第１の溝Ｄ１を形成することで行う。なお、このように透光性絶縁基板２上に基板面内で互いに分離された複数の透明電極層３を得るには、写真製版などで形成したレジストマスクを用いてエッチングする方法や、メタルマスクを用いた蒸着法などの方法でも可能である。
　ここで、透明電極層３中に異物２２が内在していた場合、透明電極層３のパターニングによる分離を行う際にも、第１の溝Ｄ１において形状異常が発生することがある（図２－３）。この急峻な傾斜を持つ開口部２３などが存在する部分は、透明電極層３が透光性絶縁基板２に付着していないか他の大部分の領域に比べて非常に薄い部分となる。また、上述した凹凸３ａを形成する際には、図２－１に示すように透明導電膜１１中に内在していた異物２２の影響により、エッチング後の透明導電膜１１に急峻な開口部２３が局所的に存在することがある（図２－２）。
　形状異常が発生した第１の溝Ｄ１や急峻な開口部２３が存在する場合には、上述したようにこれらの開口部がその上に形成した薄膜半導体のピンホールやクラック、結晶粒界の原因となり、短絡抵抗を低下させ太陽電池装置の特性を悪化させる要因となる。
　そこで、本実施の形態では、透明電極層３のパターニングを行った後の透光性絶縁基板２上に平坦化層２１を形成する（図２－４）。平坦化層２１の材料としては、例えば、ポリイミドやアクリルなどの各種の有機材料を用いることができる。これらの有機材料は粘性が比較的小さく、透明電極層３の表面を容易に平坦に覆うことができる。また、耐熱性にも優れており、３００℃以下程度のプロセスを用いることができる。
　本実施の形態では、平坦化層２１としてアクリル樹脂を採用し、第１の溝Ｄ１や急峻な開口部２３を埋め込むように透光性絶縁基板２上に１μｍの膜厚で形成した後、２５０℃程度で焼成する。平坦化層２１の厚さは、加工ばらつき、スループットの観点から、凹凸３ａの凸部の透光性絶縁基板２の表面からの高さ（突起高さ）２４を上回る程度とすることが好ましい。
　つぎに、平坦化層２１に対してエッチングを行うことにより、第１の溝Ｄ１や急峻な開口部２３の内部に平坦化層２１であるアクリル樹脂を残すように平坦化層２１を所定の膜厚まで加工して、透明電極層３上のアクリル樹脂をエッチバックして除去する（図２－５）。本実施の形態では、エッチング方法として、平行平板型ＲＩＥ（Reactive　on　Etching）法を採用する。エッチング条件は、透明電極層３の表面の凸凹３ａの形状を変化させないように、透明電極層３より平坦化層２１の方が速いエッチングレートでエッチングされる条件を用いることが好ましい。
　本実施の形態では、アクリル樹脂を酸化亜鉛（ＺｎＯ）よりも速いエッチングレートでエッチングするために、エッチングガスとして酸素（Ｏ２）の単体ガスを用いてエッチングを行なう。アクリル樹脂のような有機材料をエッチングする場合は、酸素ガスの供給ガス比を調整することによりアクリル樹脂のエッチングレートを容易に調整することが可能であり、制御性が良い。また、酸素ガスに対して酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜のエッチングレートは低く、エッチングが裾として酸素ガスを用いることにより透明電極層３の表面の凸凹３ａの形状変化を抑制することができる。
　また、上記の方法によるエッチング時間は、透明電極層３の表面上にアクリル樹脂がなくなるまでとする。これにより、少なくとも第１の溝Ｄ１や急峻な開口部２３には平坦化層２１であるアクリル樹脂を埋め込まれた状態とすることができる。この際、エッチング時間を確認する方法として、酸素ラジカルの消費割合をプラズマ発光強度変化から検出して求める方法を用いることができる。また、本実施の形態では、エッチングガスとして酸素（Ｏ２）の単体ガスを用いたが、四フッ化メタン（ＣＦ４）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、六フッ化エタン（Ｃ２Ｆ６）、八フッ化プロパン（Ｃ３Ｆ８）、四塩化炭素（ＣＣｌ４）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）など、ハロゲンを含むハロゲン系ガスの単体ガスや、該ハロゲン系ガスと酸素（Ｏ２）ガスとの混合ガスをエッチングガスとして用いることも可能である。
　次に、透明電極層３上に第１光電変換層４をプラズマＣＶＤ法により形成する。本実施の形態では、第１光電変換層４として、透明電極層３側からｐ型のアモルファス炭化シリコン膜（ａ－ＳｉＣ膜）、ｉ型のアモルファスシリコン膜（ａ－Ｓｉ膜）、ｎ型のアモルファスシリコン膜（ａ－Ｓｉ膜）を順次積層形成する（図２－６）。
　次に、第１光電変換層４上に第２光電変換層１４をプラズマＣＶＤ法により形成する。本実施の形態では、第２光電変換層１４として、第１光電変換層４側からｐ型の微結晶シリコン膜（μｃ－Ｓｉ膜）、ｉ型の微結晶シリコン膜（μｃ－Ｓｉ膜）、ｎ型の微結晶シリコン膜（μｃ－Ｓｉ膜）を順次積層形成する（図２－７）。
　なお、第１光電変換層４と第２光電変換層１４との間に、透明導電膜からなる中間層を形成してもよい。中間層は、光透過性および光反射性の双方の特性を有し、かつ導電性を有する膜により構成される。中間層は第１光電変換層４に入射した光を反射させることができるため、第１光電変換層４の実効膜厚を増大させる効果があり、第１光電変換層４と第２光電変換層１４との出力電流密度を調節し、モジュール特性を向上させることができる。このような中間層としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）等の膜を用いることができる。
　次に、このようにして積層形成された半導体層（第１光電変換層４、第２光電変換層１４）に、透明電極層３と同様にレーザスクライブによってパターニングを施す（図２－８）。すなわち、半導体層（第１光電変換層４、第２光電変換層１４）の一部を透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向のストライプ状に切断・除去して、半導体層（第１光電変換層４、第２光電変換層１４）を短冊状にパターニングし、分離する。半導体層（第１光電変換層４、第２光電変換層１４）のパターニングは、レーザスクライブ法により、第１の溝Ｄ１と異なる箇所に、透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向に延在して透明電極層３に達するストライプ状の第２の溝Ｄ２を形成することで行う。第２の溝Ｄ２の形成後、第２の溝Ｄ２内に付着している飛散物を高圧水洗浄、メガソニック洗浄、あるいはブラシ洗浄により除去する。
　次に、第２光電変換層１４上および第２の溝Ｄ２内に、膜厚２００ｎｍの銀合金（Ａｇ　Ａｌｌｏｙ）膜からなる裏面電極層５を例えばスパッタリング法により形成する（図２－９）。また、裏面電極層５の成膜方法として、ＣＶＤ法やスプレー法などの他の成膜方法を用いてもよい。なお、第２光電変換層１４のシリコンへの金属拡散を防止するために、裏面電極層５と第２光電変換層１４との間に、例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）等の透明導電膜を設けてもよい。
　裏面電極層５の形成後、裏面電極層５および半導体層（第１光電変換層４、第２光電変換層１４）の一部を透光性絶縁基板２の短手方向と略平行な方向のストライプ状に切断・除去して第１の溝Ｄ１および第２の溝Ｄ２とは異なる箇所に透明電極層３に達するストライプ状の第３の溝Ｄ３を形成し、短冊状にパターニングして複数のセル１に分離する（図２－１０）。
　なお、反射率の高い裏面電極層５にレーザを直接吸収させるのは困難なので、半導体層（第１光電変換層４、第２光電変換層１４）にレーザ光エネルギーを吸収させて、半導体層とともに裏面電極層５を局所的に吹き飛ばすことによって複数の単位素子（発電領域）、すなわち複数のセル１に対応させて分離される。以上により、図１－１～図１－３に示すようなセル１を有するモジュール１０が完成する。
　上述した実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の製造方法により作製したタンデム型薄膜太陽電池に対して、ソーラーシミュレーターを用いてそれぞれ、ＡＭ（エア・マス）１．５の光を１００ｍＷ／ｃｍ２の光量で基板側から入射して出力特性を測定し、太陽電池としての特性を評価した。その結果、開放電圧が１．３５Ｖ、短絡電流が１２．５ｍＡ／ｃｍ２、曲線因子が０．７４、そして光電変換効率が１２．５％であり、良好な出力特性が得られていることが確認された。
　これは、透明電極層３において、急峻な傾斜を有する局所的な開口部である開口部２３の内部および隣接する透明電極層３間の領域である第１の溝Ｄ１の内部に、これらの開口領域を埋めて平坦化する平坦化層２１を形成したことによるといえる。
　以上のような実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の製造方法においては、第１の溝Ｄ１内に平坦化層２１を形成することで、隣接する透明電極層３同士を電気的に絶縁するとともに透明電極層３の第１光電変換層４側の表面を略平坦化している。これにより第１の溝Ｄ１による段差を減少させて、その上に形成される光電変換層である薄膜半導体（第１光電変換層４、第２光電変換層１４）の、第１の溝Ｄ１の段差に起因したピンホールやクラック、結晶粒界の発生を防止し、光電変換層の膜質を向上させることができる。したがって、第１の溝Ｄ１の段差に起因した開放電圧特性の低下や曲線因子特性の低下、短絡電流密度の低下を防止して、良好な光電変換効率を実現することができる。
　また、実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の製造方法においては、第１の溝Ｄ１とは異なる部分においても、透明電極層３における急峻な傾斜の側壁を有する開口部には平坦化層２１を形成して透明電極層３を略平坦化する。これにより、第１の溝Ｄ１による段差を減少する場合と同様に、その上に形成される光電変換層である薄膜半導体（第１光電変換層４、第２光電変換層１４）の、開口部の段差に起因したピンホールやクラック、結晶粒界の発生を防止し、光電変換層の膜質を向上させることができる。その結果、凹凸３ａによる表面テクスチャー構造光閉込効果による光吸収量の増大と、微結晶半導体層である第２光電変換層１４中の欠陥が減少することよる膜厚方向に対する良好なキャリア輸送特性との両立が可能となる。そして、透明電極層３における急峻な傾斜の側壁を有する開口部の段差に起因した開放電圧特性の低下や曲線因子特性の低下、短絡電流密度の低下を防止して、良好な光電変換効率を実現することができる。
　したがって、実施の形態１にかかる薄膜太陽電池の製造方法によれば、透明電極層３における第１の溝Ｄ１および急峻な傾斜の側壁を有する開口部に平坦化層２１を形成することにより、透明電極層３における透明電極層３の段差に起因した結晶質光電変換層の膜質の低下を防止して光電変換特性に優れた薄膜太陽電池を歩留まり良く作製することができる。
　なお、上記においては、第１光電変換層４に非晶質シリコンが使用されている場合について説明したが、非晶質シリコンゲルマニウム、非晶質シリコンカーバイド等の非晶質シリコン系の半導体と、これらの結晶質シリコン系の半導体を使用して、図１－２および図１－３に示すように第１光電変換層と第２光電変換層１４とを有するタンデム型の薄膜太陽電池を構成することもできる。これらの半導体を用いたｐｉｎ構造とすることにより良好な特性が得られる。
　また、上記においては、タンデム型薄膜太陽電池を例に説明したが、本発明は微結晶半導体層からなる光電変換層を備える薄膜太陽電池であれば、光電変換層を１層のみ備える場合においても適用可能である。
実施の形態２．
　上述した実施の形態１では、平坦化層２１の形成方法として平行平板型ＲＩＥ法を用いる場合について説明したが、平坦化層２１の形成方法はこれに限定される物ではない。実施の形態１のように平坦化層２１の形成において平行平板型ＲＩＥ法を用いる場合には、透明電極層３の表面に対するプラズマのイオン衝撃による加工損傷により、透明電極層３の表面の凸凹３ａの形状変化が問題となる場合がある。そこで、実施の形態２では、平坦化層２１の形成方法として、光転写技術（フォトリソグラフィ技術）を用いる。
　実施の形態１の場合と同様に、透光性絶縁基板２上に透明電極層３を形成した後、レーザスクライブ法等により第１の溝Ｄ１を形成して透明電極層３を分離する。つぎに、実施の形態１の場合と同様に平坦化層２１を形成するが、本実施の形態では光転写技術を用いる。以下、本実施の形態における平坦化層の形成方法を説明する。図３－１～図３－３は、実施の形態２における平坦化層の形成方法を説明するための断面図である。
　まず、透明電極層３のパターニングを行った後の透光性絶縁基板２上に、ポジ型のアクリル樹脂膜３１を例えば１．５μｍの膜厚に形成する（図３－１）。そして、１００℃程度で焼成した後、アクリル樹脂膜３１の膜面側から該アクリル樹脂に光照射（露光処理）を行う（図３－２）。照射する光エネルギーとしては、波長が２００ｎｍ～５００ｎｍ程度の紫外光および可視光を用いる。具体的には、ステッパー等の転写装置により、超高圧水銀橙の輝線スペクトルのうちｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ（波長３６５ｎｍ）の混合線を使用する。つぎに、アクリル樹脂に対して化学反応プロセス（現像処理）として有機アルカリ溶剤処理および水洗処理を行った後、例えば２５０℃で焼成することで、第１の溝Ｄ１や急峻な開口部２３に平坦化層２１であるアクリル樹脂が埋め込まれた状態とすることができる（図３－３）。
　この場合におけるアクリル樹脂膜厚と光エネルギーの露光量の関係は、図４のようになり、ポジ型のアクリル樹脂に照射する光エネルギーの露光量の制御により、最終的に残存させるポジ型のアクリル樹脂の膜厚を容易に制御することができる。図４は、アクリル樹脂膜厚と光エネルギーの露光量との関係を示す特性図である。
　上記のようにして平坦化層２１を形成した透明電極層３上に、実施の形態１と同様にして第１光電変換層４、第２光電変換層１４および裏面電極層５を形成したモジュール１０においても、実施の形態１の場合と同様に良好な光電変換効率が得られることが解った。したがって、実施の形態２にかかる薄膜太陽電池の製造方法においても、透明電極層３における第１の溝Ｄ１および急峻な傾斜の側壁を有する開口部に平坦化層２１を形成することにより、透明電極層３における透明電極層３の段差に起因した結晶質光電変換層の膜質の低下を防止して光電変換特性に優れた薄膜太陽電池を作製することができる。
実施の形態３．
　実施の形態３では、平坦化層２１の形成方法として、光転写技術（フォトリソグラフィ技術）を用いる他の方法について説明する。実施の形態３の平坦化層２１の形成方法は、実施の形態２と同様にフォトリソグラフィ技術を用いるが、透光性絶縁基板２側から光を照射する点が異なる。また、実施の形態３では、透明電極層３の光透過率が透光性絶縁基板２に比べて小さくなる波長の光（３５０ｎｍ～４５０ｎｍのｉ線、ｈ線、ｇ線など）を使用し、平坦化層２１となる樹脂にはこの波長の光が照射された部分の樹脂が残るようなネガ型の感光性樹脂を用いる。
　以下、本実施の形態における平坦化層の形成方法を説明する。図５－１～図５－３は、実施の形態３における平坦化層の形成方法を説明するための要部断面図である。まず、実施の形態１の場合と同様に、透光性絶縁基板２上に透明電極層３を形成した後、レーザスクライブ法等により第１の溝Ｄ１を形成して透明電極層３を分離する。
　つぎに、実施の形態１の場合と同様に平坦化層２１を形成するが、本実施の形態では光転写技術（フォトリソグラフィ技術）を用いる。透明電極層３のパターニングを行った後、透光性絶縁基板２上に、ネガ型の感光性樹脂４１を例えば１．５μｍの膜厚に形成する（図５－１）。そして、感光性樹脂４１を１００℃程度で焼成した後、該感光性樹脂４１に光照射（露光処理）を行う（図５－２）。
　照射する光エネルギーとしては、透明電極層３の光透過率が透光性絶縁基板２に比べて小さくなる波長の光（３５０ｎｍ～４５０ｎｍのｉ線、ｈ線、ｇ線など）を用いる。図６は、アルミニウムを添加したＺｎＯからなる透明電極層３の光透過特性を示す特性図であって、急峻な凹凸形状を有機樹脂により平坦化する際に用いる光の波長と透明電極層３における全光透過率（％）との関係を示す特性図である。図６より、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）での透明電極層３における全光透過率が小さいことが分かる。なお、上記の感光性樹脂４１には、この波長の光が照射された部分の樹脂が残るようなネガ型の感光性樹脂を用いる。
　つぎに、感光性樹脂４１に対して化学反応プロセス（現像処理）として有機アルカリ溶剤処理および水洗処理を行った後、例えば２５０℃で焼成することで、第１の溝Ｄ１や急峻な傾斜の側壁を有する開口部に平坦化層２１である感光性樹脂４１が埋め込まれた状態とすることができる（図５－３）。
　平坦化層２１は透光性絶縁基板２の基板面まで達する窪みだけでなく、透明電極層３の表面に形成されたテクスチャである凹凸３ａのうち、特に深さが深いものの底部を埋める。ここで、透明電極層３の凸部の部分や、浅い窪みには平坦化層２１が残存しないように露光量を調節する。また、ネガ型の感光性樹脂４１に用いる有機樹脂としては、たとえば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂，またはシリコン樹脂などの樹脂を用いることができる。
　上記のようにして平坦化層２１を形成した透明電極層３上に、実施の形態１と同様にして第１光電変換層４、第２光電変換層１４および裏面電極層５を形成したモジュール１０においても、実施の形態１の場合と同様に良好な光電変換効率が得られることが解った。したがって、実施の形態３にかかる薄膜太陽電池の製造方法においても、透明電極層３における第１の溝Ｄ１および急峻な傾斜の側壁を有する開口部に平坦化層２１を形成することにより、透明電極層３における段差に起因した結晶質光電変換層の膜質の低下を防止して光電変換特性に優れた薄膜太陽電池を作製することができる。
　また、上記のようにして平坦化層２１を形成するので、透明電極層３自体がマスクとなって、その厚みの薄い部分に平坦化層２１が形成されることになり、簡単な手順で精度よく、窪みの底部を埋める平坦化層２１を形成することができる。透明電極層３の表面に形成されたテクスチャの凸凹３ａのうち、深さの深い部分に絶縁膜である平坦化層２１が存在し，光電変換層４と電気的に接続できない部分が存在することになるが，非常に微少で電気的に接続している部分が大部分を占めるため，電気的接続には支障ない。
実施の形態４．
　実施の形態４では、実施の形態２，３と異なり、平坦化層２１の形成方法として、光転写技術（フォトリソグラフィ技術）を用いない方法について説明する。以下、本実施の形態における平坦化層の形成方法を説明する。図７は、実施の形態４における平坦化層の形成方法を説明するための要部断面図である。
　まず、実施の形態１の場合と同様に、透光性絶縁基板２上に透明電極層３を形成した後、レーザスクライブ法等により第１の溝Ｄ１を形成して透明電極層３を分離する。つぎに、実施の形態１の場合と同様に平坦化層２１を形成するが、本実施の形態ではスピンコート法を用いる。有機樹脂の粘度ができるだけ低粘度性になるように溶媒で調整して塗布液を得る。そして、この塗布液をスピンコート法で透明電極層３上および透光性絶縁基板２上にコートしつつ、不要な塗布液を飛散させて除去する。その後、溶媒を除去し、さらに有機樹脂を硬化させる。有機樹脂の硬化は、加熱やＵＶ照射など、樹脂の特性により適宜選択して行う。
　これにより、平坦化層２１は透光性絶縁基板２の基板面まで達する窪みだけでなく、透明電極層３の表面に形成されたテクスチャである凹凸３ａのうち、特に深さが深いものの底部を埋める（図７）。ここで、透明電極層３の凸部の部分や、浅い窪みには平坦化層２１が残存しないように樹脂コートする樹脂膜厚を調節する。
　上記のようにして平坦化層２１を形成した透明電極層３上に、実施の形態１と同様にして第１光電変換層４、第２光電変換層１４および裏面電極層５を形成したモジュール１０においても、実施の形態１の場合と同様に良好な光電変換効率が得られることが解った。したがって、実施の形態３にかかる薄膜太陽電池の製造方法においても、透明電極層３における第１の溝Ｄ１および急峻な傾斜の側壁を有する開口部に平坦化層２１を形成することにより、透明電極層３における段差に起因した結晶質光電変換層の膜質の低下を防止して光電変換特性に優れた薄膜太陽電池を作製することができる。
　また、上記のようにして平坦化層２１を形成するので、感光性を有さない塗布液でも用いることができ、適用する樹脂材料の幅が広がる。また、感光性を有する塗布液でも、露光・現像を行わなければ用いることが可能である。有機樹脂としては、たとえば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂，またはシリコン樹脂などの樹脂を用いることができる。また、露光・現像工程が省略できるので、他の実施の形態よりも低コスト・高スループット化が図れる。
実施の形態５．
　実施の形態５では、平坦化層の形成方法として、透明導電性酸化物電極材料を用いて、ゾルゲル法によるコーティング法で平坦化層５１を形成する方法について説明する。以下、本実施の形態における平坦化層の形成方法を説明する。図８－１および図８－２は、実施の形態５における平坦化層５１の形成方法を説明するための要部断面図である。
　実施の形態１の場合と同様に、透光性絶縁基板２上に透明電極層３を形成する。つぎに、透明導電性酸化物電極材料を原料にしてゲルを作製する。透明導電性酸化物電極材料としては、フッ素ドープ酸化錫（ＳｎＯ２：Ｆ）、アンチモンドープ酸化錫（ＳｎＯ２：Ｓｂ）、錫ドープ酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ）、Ａｌドープ酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）、Ｇａドープ酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）などに代表される透明導電性酸化物電極材料が好適である。
　つぎに、このゲルに透光性絶縁基板２を浸漬させ、引き上げた後、透明電極層３を上にする。これにより、透明電極層３の表面に形成されたテクスチャである凹凸３ａの凹部内にゲルが溜まる。つぎに、ゲルに含まれる溶剤を除去する。ゾルゲル法においては、一度の処理では薄い厚みでしか膜を形成できない。したがって、上記の処理を繰り返し行い、透明電極層３の表面に形成されたテクスチャである凹凸３ａの凹部内に所望の厚みで透明導電性酸化物電極材料からなる平坦化層５１を形成する（図８－１）。
　この場合、透明電極層３の凸部の部分や浅い窪みには平坦化層５１が残存しないように処理回数を調節する。また、透明電極層３の凸部の部分や浅い窪みに平坦化層５１が形成された場合や、平坦化層５１が所望の厚みよりも厚くなった場合には、エッチングにより平坦化層５１の厚みを調整することが可能である。
　つぎに、レーザスクライブ法等により第１の溝Ｄ１を形成して透明電極層３を分離する（図８－２）。本実施の形態においては、上述した実施の形態とは異なり平坦化層５１を透明導電性酸化物電極材料により形成するため、第１の溝Ｄ１内には平坦化層５１を形成しない。第１の溝Ｄ１内にも平坦化層５１を形成した場合は、隣接する透明電極層３同士が短絡する。したがって、本実施の形態においては、平坦化層５１を形成した後に、第１の溝Ｄ１を形成する。
　上記のようにして第１の溝Ｄ１を形成した透明電極層３上に、実施の形態１と同様にして第１光電変換層４、第２光電変換層１４および裏面電極層５を形成したモジュール１０においても、実施の形態１の場合と同様に良好な光電変換効率が得られることが解った。したがって、実施の形態５にかかる薄膜太陽電池の製造方法においては、透明電極層３における急峻な傾斜の側壁を有する開口部に平坦化層５１を形成することにより、透明電極層３における段差に起因した結晶質光電変換層の膜質の低下を防止して光電変換特性に優れた薄膜太陽電池を作製することができる。
　また、本実施の形態では、透明電極層３における段差を埋める材料として透明導電性酸化物電極材料を用いているため、透明電極層３における段差を埋める材料（材料透明電極層３におけるを埋める材料）として絶縁材料を用いている上記の実施の形態に比べて、より高い電気的特性が期待できる。
　以上のように、本発明にかかる薄膜太陽電池の製造方法は、高品質な光電変換層を有し、光電変換効率に優れた薄膜太陽電池の製造に有用である。
　１　薄膜太陽電池セル（セル）
　２　透光性絶縁基板
　３　透明電極層
　３ａ　凸凹
　４　光電変換層
　４ａ　ｐ型非晶質半導体層
　４ｂ　ｉ型非晶質半導体層
　４ｃ　ｎ型非晶質半導体層
　５　裏面電極層
　５ａ　凹凸
　１０　モジュール
　１１　透明導電膜
　１４　光電変換層
　１４ａ　ｐ型微結晶半導体層
　１４ｂ　ｉ型微結晶半導体層
　１４ｃ　ｎ型微結晶半導体層
　２１　平坦化層
　２２　異物
　２３　開口部
　４１　感光性樹脂４１
　５１　平坦化層
　Ｄ１　第１の溝
　Ｄ２　第２の溝
　Ｄ３　第３の溝

Claims (15)

  1. 　透光性絶縁基板上に、透明導電膜からなる第１電極層と、光電変換を行う光電変換層と、光を反射する導電膜からなる第２電極層と、がこの順で積層されてなる複数の薄膜太陽電池セルが配設されるとともに、隣接する前記薄膜太陽電池セル同士が電気的に直列接続された薄膜太陽電池であって、
    　前記第１電極層は窪み部を有し、前記窪み部の底部は絶縁材料により埋められていること、
    　を特徴とする薄膜太陽電池。
  2. 　前記第１電極層は、隣接する前記薄膜太陽電池セル間にまたがるとともに前記透光性絶縁基板の面内で分離溝により互いに分離されて前記透光性絶縁基板上に複数形成され、
    　前記窪み部が前記分離溝であること、
    　を特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池。
  3. 　前記第１電極層は、前記光電変換層側の表面に凹凸を有するテクスチャ構造が形成され、
    　前記窪み部が前記テクスチャ構造の凹部であること、
    　を特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池。
  4. 　前記光電変換層は、
    　前記第１電極層の上に形成された非晶質半導体膜からなり光電変換を行う非晶質光電変換層と、
    　前記非晶質光電変換層の上に形成された微結晶半導体膜からなり光電変換を行う結晶質光電変換層と、
    　を備えること、
    　を特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池。
  5. 　透光性絶縁基板上に、透明導電膜からなる第１電極層と、半導体膜からなり光電変換を行う光電変換層と、光を反射する導電膜からなる第２電極層と、がこの順で積層されてなる複数の薄膜太陽電池セルが配設されるとともに、隣接する前記薄膜太陽電池セル同士が電気的に直列接続された薄膜太陽電池の製造方法であって、
    　前記透光性絶縁基板上に、窪み部を有する前記第１電極層を形成する第１工程と、
    　前記窪み部を含む前記第１電極層上に絶縁材料膜を塗布した後に、前記窪み部の底部に前記絶縁材料膜を残すとともに前記第１電極層上の前記絶縁材料膜を除去する第２工程と、
    　前記第１電極層上および前記窪み部上に前記光電変換層を形成する第３工程と、
    　前記光電変換層上に前記第２電極層を形成する第４工程と、
    　を含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  6. 　前記第１工程は、前記第１電極層を基板面内で薄膜太陽電池セルごとに互いに分離する分離溝を形成する工程を含み、
    　前記窪み部が、前記分離溝であること、
    　を特徴とする請求項５に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
  7. 　前記第１工程は、前記第１電極層の表面に凹凸を有するテクスチャ構造を形成する工程を含み、
    　前記窪み部が、前記テクスチャ構造の凹部であること、
    　を特徴とする請求項５に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
  8. 　前記第２工程では、エッチング技術を用いて前記第１電極層上の前記絶縁性料膜を除去すること、
    　を特徴とする請求項５に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
  9. 　前記絶縁材料膜が、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂、シリコン樹脂の何れか一種以上を含む有機物材料膜、またはシリコン膜であり、
    　前記第２工程では、酸素ガス、ハロゲン系ガスまたは酸素ガスとハロゲン系ガスとの混合ガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチングにより前記第１電極層上の前記絶縁材料膜をエッチバックすること、
    　を含むことを特徴とする請求項８に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
  10. 　前記第２工程では、フォトリソグラフィ技術を用いて前記第１電極層上の前記絶縁材料膜を除去する工程と、
    　を含むことを特徴とする請求項５に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
  11. 　前記絶縁材料膜がポジ型の感光性を有し、
    　前記第２工程では、前記絶縁材料膜の膜面側から前記絶縁材料膜に光を照射後に現像処理を行って前記第１電極層上の前記絶縁材料膜を除去すること、
    　を特徴とする請求項１０に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
  12. 　前記絶縁材料膜がネガ型の感光性を有し、
    　前記第２工程では、前記透光性絶縁基板側から前記絶縁材料膜に光を照射後に現像処理を行って前記第１電極層上の前記絶縁材料膜を除去すること、
    　を特徴とする請求項１０に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
  13. 　前記絶縁材料膜が低粘度性を有し、
    　前記第２工程では、スピンコートすることにより前記第１電極層上の前記絶縁材料膜を除去し、前記窪み部と分離溝にのみ前記絶縁性材料を残すこと、
    　を特徴とする請求項１０に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
  14. 　透光性絶縁基板上に、透明導電膜からなる第１電極層と、半導体膜からなり光電変換を行う光電変換層と、光を反射する導電膜からなる第２電極層と、がこの順で積層されてなる複数の薄膜太陽電池セルが配設されるとともに、隣接する前記薄膜太陽電池セル同士が電気的に直列接続された薄膜太陽電池の製造方法であって、
    　前記透光性絶縁基板上に、窪み部を有する前記第１電極層を形成する第１工程と、
    　前記窪み部の底部に透明導電性材料膜を選択的に塗布形成する第２工程と、
    　前記第１電極層が隣接する前記薄膜太陽電池セル間にまたがるとともに前記透光性絶縁基板の面内で互いに分離されるように前記第１電極層に分離溝を形成する第３工程と、
    　前記窪み部を含む前記第１電極層上および前記分離溝上に前記光電変換層を形成する第４工程と、
    　前記光電変換層上に前記第２電極層を形成する第５工程と、
    　を含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  15. 　前記第２工程では、前記第１電極層上に透明導電性材料膜を塗布した後に、前記窪み部の底部に前記透明導電性材料膜を残すとともに前記第１電極層上の前記透明導電性材料膜を除去すること、
    　を特徴とする請求項１４に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
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