WO2011108241A1 - 薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2011108241A1
WO2011108241A1 PCT/JP2011/001109 JP2011001109W WO2011108241A1 WO 2011108241 A1 WO2011108241 A1 WO 2011108241A1 JP 2011001109 W JP2011001109 W JP 2011001109W WO 2011108241 A1 WO2011108241 A1 WO 2011108241A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
separation groove
photoelectric conversion
conversion layer
white
transparent electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/001109
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐介 西川
保聡 屋敷
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to CN2011800115419A priority Critical patent/CN102782867A/zh
Priority to US13/581,868 priority patent/US20120318326A1/en
Priority to JP2012503004A priority patent/JP5225511B2/ja
Publication of WO2011108241A1 publication Critical patent/WO2011108241A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/056—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means the light-reflecting means being of the back surface reflector [BSR] type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0463—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate characterised by special patterning methods to connect the PV cells in a module, e.g. laser cutting of the conductive or active layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0465—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate comprising particular structures for the electrical interconnection of adjacent PV cells in the module
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to a thin film solar cell module and a manufacturing method thereof.
  • a solar cell module that directly converts sunlight energy into electric energy
  • a thin film solar cell module in which a plurality of photoelectric conversion cells made of thin films are electrically connected in series on a substrate.
  • a front electrode layer, a semiconductor photoelectric conversion layer, and a back electrode are laminated on a substrate, grooves are formed in these layers and separated into unit cells, and the cells are electrically connected using the grooves. Manufactured in a connected manner.
  • a module is manufactured by the following procedure. First, it is separated into unit cells by a first separation groove that separates from the back electrode to the front electrode. Next, a second separation groove for separating the back electrode from the photoelectric conversion layer is formed. Next, the first and second separation grooves are filled with an insulating film, and a connection groove is provided in a portion of the insulating film to expose the back electrode. Next, a connection groove in which the insulating film to the photoelectric conversion layer are removed is formed between the first separation groove and the second separation groove. Finally, a conductive material connected from the connection groove to the connection groove is formed on the insulating film to connect the adjacent unit cells, and a third separation groove for separating the conductive material between the unit cells is provided. . Since the connection groove and the photoelectric conversion layer are separated by the first separation groove and the second separation groove, lateral leakage is prevented.
  • Patent Document 2 a transparent surface electrode, a photoelectric conversion layer, and a back electrode are stacked on a light-transmitting insulating substrate, and a portion excluding the photoelectric conversion layer and the back electrode is formed. A white paint or a reflection film is formed in this portion, and incident light that passes through the photoelectric conversion layer without passing through the photoelectric conversion layer is guided to the photoelectric conversion layer by the white paint or reflection film, thereby improving the utilization efficiency of the incident light.
  • the separation groove for removing the photoelectric conversion layer and the back electrode and separating the unit cell is also a non-power generation region.
  • the light incident from the translucent substrate passes through the back side without entering the photoelectric conversion layer, or the light that has entered the photoelectric conversion layer once and has not been absorbed exits the separation groove and then goes to the back side. And pass through.
  • a reflective material is formed in a portion excluding the photoelectric conversion layer and the back electrode, but that portion is only one side surface of the photoelectric conversion layer in the power generation region, and the other side surface of the photoelectric conversion layer is It was covered with a back electrode.
  • the photoelectric conversion layer in the power generation region and the back electrode are close to each other, the leakage current increases, so that the other side surface is formed at a sufficient distance from the power generation region. For this reason, it is difficult to return the light transmitted from the other side surface to the back surface side to the power generation region, and the light use efficiency is low.
  • an object of the present invention is to realize a thin-film solar cell module that improves the light utilization efficiency of the thin-film solar cell and facilitates its manufacture.
  • the thin film solar cell module of the present invention is a thin film solar cell module in which a plurality of cells in which a transparent electrode, a photoelectric conversion layer, and a back electrode are sequentially laminated are arranged on a translucent insulating substrate, Between adjacent cells, the transparent electrode separation groove for separating the transparent electrode between cells, the back electrode separation groove for separating the back electrode between cells, and between the transparent electrode separation groove and the back electrode separation groove A cell connection opening for electrically connecting the back electrode of one cell and the transparent electrode of the other cell, A photoelectric conversion layer separation groove from which the photoelectric conversion layer is removed between the cell connection opening and the transparent electrode separation groove and between the cell connection opening and the back electrode separation groove; A thin-film solar cell module in which an insulating white reflector was formed inside the layer separation groove was obtained.
  • the manufacturing method of the thin film solar cell module of the present invention is a manufacturing method of a thin film solar cell module in which a plurality of cells in which a transparent electrode, a photoelectric conversion layer, and a back electrode are sequentially stacked are arranged, Forming a transparent electrode on the translucent insulating substrate; and Forming a transparent electrode separation groove for separating the transparent electrode between cells; and Forming a photoelectric conversion layer on the transparent electrode; and Step D of forming a cell connection opening where the photoelectric conversion layer is removed and the bottom reaches the transparent electrode; Forming a back electrode on the photoelectric conversion layer; and Electrically connecting the back electrode of one cell and the transparent electrode of the other cell inside the cell connection opening; Forming a back electrode separation groove for separating the back electrode between cells, and Forming a first photoelectric conversion layer separation groove from which the photoelectric conversion layer has been removed between the cell connection opening and the transparent electrode separation groove; and Step I of forming a white reflector by applying a paint containing a white pigment to the first photoelectric
  • the white reflective material is formed on the photoelectric conversion layers on both sides of the cell connection opening that electrically connects adjacent cells, the non-power generation region passes to the back side. Light can be efficiently guided to the photoelectric conversion layer, and the light use efficiency of the thin film solar cell can be improved.
  • the method for manufacturing a thin-film solar cell module of the present invention since a white reflective material is formed by applying a paint containing a white pigment, the manufacturing is easy.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the structural example of the thin film solar cell module of Embodiment 1 of this invention. It is a fragmentary sectional view of the thin film solar cell module of Embodiment 1 of the present invention. It is a fragmentary sectional view explaining the manufacturing method of the thin film solar cell module of Embodiment 1 of this invention. It is a fragmentary sectional view explaining the manufacturing method of the thin film solar cell module of Embodiment 1 of this invention. It is a fragmentary sectional view of the thin film solar cell module of Embodiment 2 of the present invention. It is a fragmentary perspective view of the thin film solar cell module of Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of the thin film solar cell module according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the thin-film solar cell module according to Embodiment 1, which is a part of the cross section taken along the line AA in FIG.
  • a plurality of elongated rectangular unit solar cells 10 are arranged on a translucent insulating substrate 1 in the rectangular short-side direction.
  • Each unit solar cell 10 (hereinafter, the unit solar cell is simply referred to as a cell) has a power generation region 11 that mainly generates power and a connection region 12 that mainly electrically connects the cells in a short side direction.
  • each of the cells 10 is electrically connected in series within a connection region 12 between adjacent cells 10.
  • the cell 10 has a configuration in which a transparent electrode 2, a photoelectric conversion layer 4, and a back electrode 6 are sequentially laminated on a translucent insulating substrate 1.
  • the electric power generated in the photoelectric conversion layer 4 is taken out from the transparent electrode 2 and the back electrode 6.
  • the photoelectric conversion layer 4 may not be a tandem type but may be a single layer structure or a multilayer structure.
  • connection area 12 is a part shared between adjacent cells.
  • the transparent electrode 2, the photoelectric conversion layer 4, and the back surface electrode 6 are separated between adjacent cells by forming a continuous groove in the long side direction of the rectangular shape of each cell.
  • a transparent electrode separation groove 31 that separates cells is formed in the transparent electrode 2, and a cell connection groove 32 and a back electrode separation groove 33 are formed in the photoelectric conversion layer 4 on the transparent electrode 2.
  • the cell connection groove 32 is a continuous opening, but may be a discontinuous opening.
  • the back electrode separation groove 33 is a continuous groove that separates the photoelectric conversion layer 4 between cells together with the back electrode 6 between cells.
  • separates the back surface electrode 6 may mutually be shifted
  • the back electrode 6 of one adjacent cell and the transparent electrode 2 of the other cell are electrically connected in series via the cell connection groove 32.
  • the cell connection groove 32 is formed in a region sandwiched between the transparent electrode separation groove 31 and the back electrode separation groove 33.
  • the back electrode 6 is formed in the cell connection groove 32, and the back electrode 6 is in direct contact with the transparent electrode 2 at the bottom of the cell connection groove 32.
  • another electrical connection material may be used instead of the back electrode 6.
  • connection region 12 Between the connection region 12 from the transparent electrode separation groove 31 to the back electrode separation groove 33 is a connection region 12 mainly having a function of connecting cells, and is a non-power generation region that contributes little to photoelectric conversion.
  • the gap between the grooves is made as narrow as possible as compared with the power generation region 11 where no groove is formed.
  • the transparent electrode separation groove 31 and the back electrode separation groove 33 are arranged close to each other in parallel, and the cell connection groove 32 is positioned between the narrow spaces. Structure.
  • the transparent electrode 2 of the other cell 10 extends from the lower part of the photoelectric conversion layer 4 to at least the bottom of the connection groove 32. Accordingly, the back electrode separation groove 33 that separates the photoelectric conversion layer 4 between cells is formed so as not to completely divide the transparent electrode 2 even if the bottom thereof is formed to reach the transparent electrode 2.
  • the conductive region constituting the cell is separated from the connection region 12, and the back electrode 6 of one cell and the transparent electrode 2 of the other cell are mutually separated from the power generation region 11.
  • the structure extends and is electrically connected at the overlapped portion.
  • the first photoelectric conversion layer separation groove 34 (hereinafter referred to as the first photoelectric conversion layer separation groove 34) from which the photoelectric conversion layer 4 is removed on one cell side of the cell connection groove 32 of the opening used for electrical connection.
  • a back electrode separation groove 33 as a second photoelectric conversion layer separation groove (hereinafter abbreviated as a second separation groove) from which the photoelectric conversion layer has been removed on the other cell side. That is, the first separation groove 34 from which the photoelectric conversion layer 4 has been removed is provided between the cell connection groove 32 and the transparent electrode separation groove 31, and the photoelectric conversion layer is provided between the cell connection groove 32 and the back electrode separation groove 33.
  • An electrically insulating first white reflective material 16 and second white reflective material 15 are formed inside these two photoelectric conversion layer separation grooves.
  • the first separation groove 34 is between the transparent electrode separation groove 31 and the cell connection groove 32.
  • This groove is formed along the longitudinal direction of the cell 10 substantially parallel to the transparent electrode separation groove 31.
  • This groove is a groove in which the photoelectric conversion layer 4 is removed by a laser scribing method or the like, and the photoelectric conversion layer 4 between the cells is separated and the bottom thereof is the transparent electrode 2.
  • the back electrode 6 of one adjacent cell 10 is connected to the transparent electrode 2 of the other cell 10 in the cell connection groove 32 over the first white reflector 16 of the first separation groove 34.
  • the back electrode separation groove 33 as the second separation groove is a groove formed along the longitudinal direction of the cell 10 by removing the photoelectric conversion layer 4 by a laser scribing method or the like, and the bottom thereof becomes the transparent electrode 2. ing.
  • the white reflector 15 is formed so as to cover the entire back surface of the cell 10 including the inside of the back electrode separation groove 33 and the top of the back electrode 6, the back electrode is used to reduce the amount of material used. 6 may be formed locally such as only in the back electrode separation groove 33 or only in the groove and the vicinity thereof without covering the top of 6.
  • the first white reflective material 16 formed in the first separation groove 34 and the second white reflective material 15 formed in the back electrode separation groove 33 are preferably made of the same material. Those having different characteristics may be used.
  • a mixture of white insulating fine particles and a transparent insulating resin can be used.
  • white insulating fine particles having a particle diameter smaller than the depth of the back electrode separation groove 33 may be used.
  • titanium oxide, zinc oxide, barium sulfate, calcium carbonate, magnesium oxide, or aluminum oxide powder known as a white pigment can be used as the material for the white insulating fine particles.
  • a white pigment having a high reflectance in the visible light region may be used.
  • These particle sizes are preferably 0.1 to 2 microns. From these ranges, it is better to select an appropriate one smaller than the depth of the back electrode separation groove 33.
  • the average particle diameter is 0.2. It should be ⁇ 0.5 microns.
  • a minute particle size can be measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.
  • the transparent insulating resin an acrylic resin, an alkyd resin, a phenol resin, a vinyl resin, or a fluorine resin can be used.
  • This resin component is a binder, which fixes the white insulating fine particles and fixes them to the base.
  • the white reflectors 16 and 15 a white paint having a high reflectance in the visible light region to the infrared region, which is mainly composed of various white pigments, can be used.
  • the pigment is only white and does not contain any color pigment other than white so that high reflection can be obtained in the wavelength region of 400 to 600 nm where the energy of the sunlight is high.
  • white pigment particles such as titanium oxide are 10 to 40% by mass
  • the transparent resin is 10 to 30% by mass
  • the organic solvent is 30 to 80% by mass
  • other additives are combined to 100% by mass.
  • the white reflector 15 can be formed using a material. You may make it contain 20-200 mass parts of white pigment particles with respect to 100 mass parts of resin which comprises a white coating film.
  • the back electrode separation groove 33 in which the white reflecting material 15 is formed and the groove in which other white reflecting material described below is formed may have a width as small as 10 microns.
  • a material having a reflectance of 60% or more, desirably 70% or more in the wavelength region of 400 to 600 nm may be used for the reflector.
  • Such first and second white reflectors 16 and 15 have white pigment particles dispersed in a transparent resin.
  • the resin and pigment particles have different refractive indexes, and a large number of their minute interfaces exist in random directions to form a reflecting surface, so that light incident on the white reflecting material is irregularly reflected. That is, the first and second white reflectors 16 and 15 are diffused light reflection materials.
  • the transparent electrode 2 is made of, for example, a transparent conductive oxide film such as ZnO, ITO (Indium Tin Oxide), SnO 2 , or a film obtained by adding a metal material such as aluminum or gallium to ZnO.
  • a transparent conductive oxide film such as ZnO, ITO (Indium Tin Oxide), SnO 2 , or a film obtained by adding a metal material such as aluminum or gallium to ZnO.
  • the photoelectric conversion layer 4 has a PN junction or a PIN junction, and includes one thin film semiconductor layer that generates power by incident light incident on a light incident side surface (a lower surface in FIG. 2) of the thin film solar cell. Multiple layers are stacked.
  • the thin film semiconductor layer for example, hydrogenated amorphous silicon, microcrystalline silicon, amorphous silicon germanium, microcrystalline silicon germanium, amorphous silicon carbide, microcrystalline silicon carbide, or the like can be used.
  • a transparent conductive film such as ITO or ZnO or an oxide with improved conductivity by doping impurities between the thin film semiconductor layers.
  • a silicon compound film such as silicon or silicon nitride may be inserted as the intermediate layer 4m.
  • the back electrode 6 preferably has a structure in which a transparent conductive film and a metal film are laminated in this order from the side in contact with the semiconductor layer.
  • a transparent conductive film between the semiconductor layer and the metal film, it is possible to suppress a phenomenon in which the metal film component diffuses into the semiconductor layer and deteriorates the cell characteristics of the solar cell.
  • a transparent conductive film it is possible to have an effect of enhancing the light confinement effect effective for improving the efficiency of the solar cell.
  • the transparent conductive film material SnO 2 , ITO, ZnO or the like described above can be used.
  • the metal film material is preferably composed of a material having high conductivity and high light reflectance.
  • a metal film material such as silver, gold, aluminum, chromium, titanium, or nickel can be used.
  • the thin-film solar battery module according to Embodiment 1 has the photoelectric conversion layer separation grooves 34 and the back electrode separation grooves 33 from which the photoelectric conversion layers have been removed on both sides of the cell connection grooves 32 that are cell connection openings. Insulating first and second white reflectors 16 and 15 are formed in these. In addition to the second white reflector 15 contacting the side surface of the photoelectric conversion layer 4 at one end of the power generation region 11, a first separation groove 34 is provided in a region closer to the power generation region 11 than the cell connection groove 32, Inside, the first white reflector 16 is in contact with the side surface of the photoelectric conversion layer 4, so that the light incident on the power generation region 11 can be used effectively.
  • the photoelectric conversion layer separation groove 34 and the back electrode separation groove 33 both have the transparent electrode 2 at the bottom, and the first and second white reflectors 16 and 15 are formed on the transparent electrode 2 at the bottom. Since the white reflectors 16 and 15 are irregular reflection materials, a part of the light directly incident on the connection region 12 is irregularly reflected at the bottom of the white reflectors 16 and 15 at a shallow angle on the surface of the translucent insulating substrate 1. Reflected. Since it is reflected again on the surface of the translucent insulating substrate 1 and enters the photoelectric conversion layer 4 side, light can be used effectively.
  • both the white reflectors 16 and 15 have the same height from the bottom substrate as the photoelectric conversion layer 4 and do not protrude to the incident side from the photoelectric conversion layer 4, they enter the photoelectric conversion layer 4 obliquely into the power generation region 11. Do not block the light to be.
  • the cell connection groove 32 and the photoelectric conversion layer 4 are electrically separated from each other by the first separation groove 34 and the back electrode separation groove 33 which is the second separation groove, lateral leakage is prevented.
  • the second white reflector 15 covers not only the groove of the photoelectric conversion layer 4 but also the entire surface of the back electrode 6 so that the back electrode 6 can be mechanically or chemically treated. There is also an effect to protect.
  • 3 and 4 are partial cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the thin-film solar cell module according to the first embodiment.
  • the transparent electrode 2 divided for each cell 10 by the transparent electrode separation groove 31 is formed on the translucent insulating substrate 1 made of white glass or the like. That is, a process A for forming a transparent electrode and a process B for forming a transparent electrode separation groove for separating the transparent electrode between cells are performed.
  • a method thereof a method of simultaneously performing the process A and the process B of depositing the transparent electrode 2 on the substrate by using a mask so as not to adhere to the transparent electrode separation groove 31,
  • the transparent electrode 2 for example, a ZnO film to which aluminum is added can be formed by a sputtering method or the like.
  • a processing method of the transparent electrode 2 for forming the transparent electrode separation groove 31 there are a laser scribing method and a wet etching method using a resist mask.
  • the translucent electrode separation grooves 31 are preferably formed in parallel with a predetermined interval with respect to the side of the translucent insulating substrate 1.
  • a process C for forming the photoelectric conversion layer 4 made of a semiconductor material on the transparent electrode 2 is performed.
  • the process H which removes a part of this photoelectric converting layer 4 and forms the 1st separation groove 34 is performed.
  • the first separation groove 34 is processed so that the transparent electrode 2 remains at the bottom.
  • the first separation groove 34 is formed at a position near the transparent electrode separation groove 31 that is slightly displaced. The position is in a region between the cell connection groove 32 and the transparent electrode separation groove 31 formed in a later step.
  • the photoelectric conversion layer 4 in process C is deposited by the CVD method.
  • the photoelectric conversion layer 4 is a multi-junction type, for example, a thin film semiconductor layer of a hydrogenated amorphous silicon thin film as the first photoelectric conversion layer 4a, then a silicon oxide film doped with impurities as the intermediate layer 4m, As the second photoelectric conversion layer 4b, a thin film semiconductor layer of a microcrystalline silicon thin film is deposited.
  • the photoelectric conversion layer 4 may be a single layer or a multi-layered junction structure.
  • the semiconductor material may be another material layer such as a compound semiconductor.
  • 1st separation groove 34 of process H can be formed using a laser scribing method.
  • the photoelectric conversion layer 4 containing silicon as a main component by using the second harmonic of an Nd: YAG laser as a light source, a groove exposing the transparent electrode 2 at the bottom can be formed relatively easily. This groove is formed so as to extend in the longitudinal direction of the cell 10, and the photoelectric conversion layer 4 is separated for each cell 10 by this groove.
  • a process I for forming the first white reflective material 16 by applying a white paint containing white and electrically insulating pigment particles in the first separation groove 34 is performed.
  • the first white reflector 16 is formed by applying a white paint containing fine particles of titanium oxide as a white pigment to the back electrode separation groove 33.
  • paints include 10 to 40% by mass of titanium dioxide particles having an average particle diameter of 0.2 to 0.3 microns, 10 to 30% by mass of synthetic resin, hydrocarbon, ester, alcohol, ketone, and ether. If a white ink of 30 to 80% by mass with a highly volatile solvent such as a system is used, the productivity is good.
  • Step I Application of the white paint in Step I is performed locally so that it is performed only in the first separation groove 34 or in the vicinity including the groove.
  • Such local application to the groove of the white paint can be performed by a method using a dispenser, inkjet, or screen printing.
  • the first white reflector 16 is shown as if the separation groove 34 is completely filled, but the groove is not necessarily provided if it adheres to the side and bottom surfaces of the photoelectric conversion layer 4 in the separation groove 34. There is no need to fill completely.
  • the first white reflective material 16 may partially protrude from the separation groove 34 on the back electrode 6 in the vicinity thereof during application. Volatile components such as a solvent contained in the white paint are removed by heat treatment after application.
  • a process D is performed in which the photoelectric conversion layer 4 is removed to form the cell connection groove 32 so that the bottom of the cell connection opening reaches the lower transparent electrode 2.
  • the cell connection groove 32 is formed in a region sandwiched between the transparent electrode separation groove 31 and a back electrode separation groove 33 to be formed later, and is formed in the vicinity of the white reflector 16 and on the opposite side to the transparent electrode separation groove 31.
  • the cell connection groove 32 can use a laser scribing method.
  • a process E for forming the back electrode 6 on the photoelectric conversion layer 4 is performed.
  • the back electrode 6 is also coated on the inner surface of the cell connection groove 32 and is in contact with the transparent electrode 2 at the bottom.
  • the process F which electrically connects the back electrode 6 of one cell 10 adjacent to the inside of the cell connection groove 32 and the transparent electrode 2 of the other cell 10 is performed together with the process E.
  • the process F is not necessarily performed simultaneously with the process E, and may be performed in another process using, for example, a conductive paste.
  • the back electrode 6 used in step E it is desirable to form the back electrode 6 having a structure in which an oxide transparent conductive film and a metal film are laminated in this order from the side in contact with the semiconductor layer.
  • zinc oxide to which aluminum is added is used as the material of the oxide transparent conductive film to form a thin film.
  • a film forming method for example, a sputtering method can be used, but is not limited thereto, and other methods such as a CVD method and a coating method may be used.
  • a metal thin film using, for example, silver having a high light reflectance is formed as a metal film, and the back electrode 6 is formed.
  • a sputtering method can be used, but is not limited thereto, and other methods such as an electron beam evaporation method and a coating method may be used.
  • the oxide transparent conductive film can prevent deterioration due to mutual diffusion or the like caused by direct contact between the semiconductor layer and the metal film. The effect is remarkable in the case of a combination of a semiconductor layer mainly composed of silicon and a metal film mainly composed of silver.
  • the reflectance which reflects the light which passed the photoelectric converting layer 4 to the photoelectric converting layer 4 side again can be raised by making the thickness of an oxide transparent conductive film into the thickness of an optical interference film.
  • a process G for forming the back electrode separation groove 33 for separating the back electrode 6 between cells is performed.
  • the back electrode separation groove 33 is formed adjacent to the cell connection groove 32 at a position opposite to the transparent electrode separation groove 31.
  • the back electrode separation groove 33 separates not only the back electrode 6 between cells but also the photoelectric conversion layer 4 on the transparent electrode 2. Since the back electrode separation groove 33 also serves as the second separation groove, the process J of forming the second separation groove from which the photoelectric conversion layer is removed between the cell connection groove 32 and the back electrode separation groove 33 is a process G. Done with.
  • the back electrode separation groove 33 is a groove extending in the longitudinal direction of the cell 10 and reaching the transparent electrode 2 from the surface of the transparent electrode 2.
  • an etching method using a resist mask or a laser scribing method can be used as a method for forming such a groove.
  • the process G and the process J may be performed in different processes, for example, a method of peeling the back electrode 6 together with the photoelectric conversion layer 4 by a laser scribing method of irradiating a laser from the front surface side of the translucent insulating substrate 1. If used, the process G and the process J can be performed at the same time, so that processing is easy.
  • the process K of forming the second white reflector 15 is performed on the back electrode separation groove 33 which is the second separation groove formed in the process J. Similar to the first white reflector 16, the second white reflector 15 is formed by applying a paint containing a white pigment. After application, the coating is dried by heating to evaporate the solvent.
  • a material having a high ratio of the white pigment component such that the mass ratio of the white pigment component to the resin component in the coating film is, for example, 40% or more is preferable as the coating material.
  • the ratio of the white pigment component is increased, the white reflectors 16 and 15 having excellent reflection characteristics even with a thin film of about 1 to 10 microns, for example.
  • the white pigment Although various materials can be used as the white pigment, a material having a high optical refractive index is preferable. Since optical irregular reflection occurs when the surface of fine particles has a difference in refractive index from the surroundings, titanium oxide having a large refractive index difference is superior to the transparent resin in the coating film. Of the titanium oxide, anatase type particles are excellent in reflection characteristics, but since they have an action of decomposing the resin by ultraviolet rays, it is desirable to use a rutile type for long-term use.
  • Such a coating is applied to the entire surface of the cell 10 by spray or roller, or locally applied so as to fill the back electrode separation groove 33 with a dispenser, inkjet, screen printing or the like. But it ’s okay. From the viewpoint of protecting the cell 10, it is desirable to uniformly cover the entire surface of the cell 10, and from the viewpoint of reducing the substance used, it is desirable to apply locally.
  • baking may be performed at a temperature of 100 to 150 ° C., and a coating film having excellent durability and little deterioration in the long term can be obtained.
  • a step of heating at 100 to 150 ° C. or a reduced pressure treatment step is performed after the coating is applied, the speed of removing the solvent component is increased and the production can be accelerated.
  • the basic thin film solar cell module is completed through the above steps.
  • a thin film solar cell module that is used for a long time outdoors after a sealing process in which a protective member such as a sealing sheet is bonded onto the light-transmitting insulating substrate 1 with an adhesive or the like. Become.
  • the method for manufacturing the thin-film solar cell module according to Embodiment 1 includes the step A of forming the transparent electrode 2 on the light-transmitting insulating substrate 1 on the light-transmitting insulating substrate 1, and the transparent Step B for forming the transparent electrode separation groove 31 for separating the electrode 2 between cells, Step C for forming the photoelectric conversion layer 4 on the transparent electrode 2, and the bottom of the transparent electrode 2 with the photoelectric conversion layer 4 removed.
  • the step D of forming the cell connection opening (cell opening groove 32) reaching the above, the step E of forming the back electrode 6 on the photoelectric conversion layer 4, and the inside of the cell connection opening (cell opening groove 32) A step F of electrically connecting the back electrode 6 of the cell 10 and the transparent electrode 2 of the other cell 10; and a step G of forming a back electrode separation groove 33 for separating the back electrode 2 between cells.
  • a process H for forming the first separation groove 34 from which the photoelectric conversion layer 4 is removed between the cell connection opening (cell opening groove 32) and the transparent electrode separation groove 31 is further provided.
  • the separation grooves of the photoelectric conversion layer 4 are provided on both sides of the connection opening by the cell process H and the process J.
  • These separation grooves serve as both ends of the photoelectric conversion layer 4 in the power generation region 11, and the first and second white reflectors 16 and 15 are provided at both ends by the steps I and K. Note that the order of the steps may be changed as long as no inconvenience occurs, a plurality of steps may be performed in one step, or one step may be performed in a plurality of steps.
  • Step I and Step K apply a paint containing white insulating particles to form a white light reflecting material, so that the light passing through the cell connection structure portion to the back side is photoelectrically converted with high reflectance.
  • High-efficiency thin-film solar cells leading to the layers can be easily manufactured.
  • a high light reflectance is realizable with a thin coating film compared with the adhesive sheet which has a sealing sheet of light reflectance, and a reflective component, a use substance can be reduced. Even when a sealing sheet or the like is adhered to the back surface side, optical adhesive characteristics and transmission characteristics are unnecessary for the adhesive, and a low-cost adhesive can be selected, which is advantageous for cost reduction.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the thin-film solar cell module of the second embodiment, and is a cross-sectional view of a position corresponding to FIG. 2 of the first embodiment.
  • the thin-film solar battery module of the second embodiment is the same as that of the first embodiment in that there is a white reflective material on the side surfaces of the photoelectric conversion layer 4 of both the cell connection groove 32 and the other cell.
  • the second embodiment is different in that the cell connection groove 32 is formed inside the white reflector.
  • the photoelectric conversion layer 4 has one separation groove 35 between cells, and a cell connection groove 32 and a back electrode separation groove 33 are formed in a white reflective material formed in the separation groove 35.
  • FIG. 6 is a partial perspective view of the thin film solar cell module according to the second embodiment.
  • a large number of rectangular cells 10 are arranged on the translucent insulating substrate 1 in the X direction (rectangular short side direction) in the figure, and the separation grooves 35 of the photoelectric conversion layer 4 are perpendicular to the X direction between the cells 10. It extends in the direction (long side direction of the rectangle). This is the only groove formed to separate the photoelectric conversion layer 4 between cells.
  • a white reflecting material 17 is formed in the separation groove 35, and a cell connection groove 32 and a back electrode separation groove 33 are provided in the white reflecting material 17.
  • the cell connection groove 32 and the back electrode separation groove 33 are formed at positions slightly shifted from the side surfaces of the photoelectric conversion layer 4.
  • the partial white reflecting material 17a in contact with one side surface of the photoelectric conversion layer 4 and the partial white reflecting material 17c in contact with the other side surface exist separately.
  • channel 32 is formed as a groove
  • the partial white reflector 17b is made between the partial white reflectors 17a and 17c.
  • the back electrode 6 includes a first back electrode 6a made of a metal film and the like, and the back electrode 6 has a second back electrode 6b made of a transparent conductive film or the like. The second back electrode 6b is sandwiched between the photoelectric conversion layer 4 and the first back electrode 6a.
  • the back electrode 6 shows the case where the partial white reflectors 17a and 17c are partly formed also on the second back electrode 6b, they may be formed only in the grooves as shown in FIG. good. Moreover, it is not essential that the back electrode 6 has a plurality of layers, but a single layer may be used.
  • the partial white reflector 17a is inserted in the thin film solar cell module according to Embodiment 2
  • a part of the photoelectric conversion layer 4 on the back electrode separation groove 33 side is removed from 32 and a partial white reflecting material 17c is inserted. That is, as in the first embodiment, the white reflecting material 17 in contact with the side surface of the photoelectric conversion layer 4 is formed on both sides of the cell 10 in the longitudinal direction.
  • the partial white reflective material 17 a corresponds to the first white reflective material 16 of the first embodiment
  • the partial white reflective material 17 c corresponds to the second white reflective material 15.
  • the photoelectric conversion efficiency is improved and the leakage current is prevented as in the first embodiment.
  • the cell connection groove 32 as the cell connection opening and the back electrode separation groove 33 for cell separation are formed in the white reflector 17 in the separation groove 35, the groove formed in the photoelectric conversion layer 4 between the cells 10.
  • FIG. 7A is the same as the process A and the process B of the first embodiment.
  • a photoelectric conversion layer 4 made of a semiconductor is formed on the transparent electrode 2 in the same manner as in step C of the first embodiment.
  • a second back electrode 6b made of a transparent conductive film is formed on the photoelectric conversion layer 4 by sputtering or the like, and then the bottom portion is formed on the photoelectric conversion layer 4 and the second back electrode 6b.
  • a separation groove 35 that reaches the transparent electrode 2 is formed.
  • the separation groove 35 can be formed by a laser scribing method as in step H of the first embodiment.
  • This separation groove 35 is a groove serving as the cell connection opening formed in step D of the first embodiment, the first separation groove formed in step H, and the second separation groove formed in step J. is there. By forming one such groove between the cells, the photoelectric conversion layer 4 in Step D, Step H, and Step J is removed simultaneously by forming the separation groove 35.
  • the white reflecting material 17 is formed by filling the separation grooves 35 with a white paint containing white and insulating pigment particles.
  • the white reflecting material 17 serves as both the first white reflecting material 16 formed in Step I of Embodiment 1 and the second white reflecting material 15 formed in Step K. With the formation of the white reflective material 17, the formation of the white reflective material in Step I and Step K is performed simultaneously.
  • the local application to the groove of the white paint can be performed by a method using a dispenser, inkjet, or screen printing.
  • the white reflecting material 17 is shown as if the separation groove 35 is completely filled, but if it adheres to the side and bottom surfaces of the photoelectric conversion layer 4 in the separation groove 34, the groove is not necessarily filled completely. There is no need. Further, the white reflecting material 17 may partially protrude from the separation groove 35 in the vicinity thereof as shown in FIG.
  • a process D for forming the cell connection groove 32 in the white reflector 17 of the separation groove 35 is performed.
  • the cell connection groove 32 is formed in the white reflector 17 at a slight distance from the side surface of the photoelectric conversion layer 4 on the side close to the transparent electrode separation groove 31.
  • the cell connection groove 32 is a groove of the white reflector 17 that reaches the transparent electrode 2.
  • a method of forming the white reflecting material 17 in such a cell connection groove 32 a method of processing using a resist mask or a laser scribing method can be used.
  • the laser scribing method it is desirable to appropriately select the components of the white reflecting material 17 formed in the steps I and K and the wavelength of the laser to be used.
  • the white reflective material 17 containing polyimide resin is formed by laser scribing that irradiates a pulse laser having a wavelength of 400 to 450 nm from the surface of the translucent insulating substrate 1, the groove can be easily processed.
  • a laser for example, a laser having a third harmonic wavelength of 447 nm of an Nd: YVO 4 laser having a fundamental wave of 1342 nm is suitable.
  • Polyimide resins are transparent in the visible light wavelength range, but many have a sharp increase in absorption when the wavelength is 450 nm or less.
  • Such processing can also be performed by irradiating a pulse laser having a wavelength of 355 nm such as the third harmonic of Nd: YAG.
  • a pulse laser having a wavelength of 355 nm such as the third harmonic of Nd: YAG.
  • the transparent electrode 2 is transparent. Use becomes difficult when the electrode 2 is relatively thick.
  • the white reflecting material 17 contains a resin material having a relatively large absorption at a wavelength of 400 nm or more, and processing is performed with a laser having a wavelength that the resin material absorbs.
  • a resin that has a high transmittance in the visible light region and has a large absorption in the near infrared region may be added as a component of the white reflector 17, and laser processing may be performed with a near infrared laser having the absorption wavelength.
  • an aromatic resin may be used as a resin having a large absorption in the near infrared region.
  • the first surface made of a metal film is formed on the inner surface of the cell connection groove 32 and the second back electrode 6b by using a sputtering method or the like as shown in FIG. Cover with the back electrode 6a.
  • a back electrode separation groove 33 is formed in the white reflective material 17, and a process G for separating the first back electrode 6a between cells is performed.
  • the back electrode separation groove 33 is formed in the white reflector 17 with a slight distance from the side surface of the photoelectric conversion layer 4 on the side far from the transparent electrode separation groove 31.
  • This back electrode separation groove 33 uses the laser scribing method as described in the description of the step D to leave the transparent electrode 2 at the bottom, and the white reflective material 17 and the first back electrode 6a on the top. It can be formed by removing. As described above, the thin film solar cell module according to the second embodiment is completed. However, the back electrode separation groove 33 may be further filled with a white reflective material.
  • the bottom surface is transparent between the cells.
  • the groove of the photoelectric conversion layer 4 formed between adjacent cells may be one of the separation grooves 35, the manufacturing is facilitated. Moreover, since the process of forming the white reflecting material 17 on both sides in the longitudinal direction of the cell 10 can be realized by a single coating process, the manufacturing becomes easy. Further, when forming the cell connection groove 32 and the back electrode separation groove 33 which are connection openings in the separation groove 35, processing is performed by irradiating the laser light absorbed by the resin of the white reflector 17 Therefore, since it decomposes with lower energy than the processing of inorganic materials, it can be processed with a laser having a low energy density, and the processing speed can be increased. Moreover, since the 2nd back surface electrode 6b which consists of a transparent conductive film is formed on the photoelectric converting layer 4 before formation of the separation groove 35, the contamination and deterioration of the photoelectric converting layer 4 can be prevented.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of the thin-film solar cell module of the third embodiment, and is a cross-sectional view at a position corresponding to FIG. 2 of the first embodiment and FIG. 5 of the second embodiment.
  • the thin film solar cell module according to the third embodiment is similar to the first embodiment, but differs in that it includes a white reflector 19 having a white pigment concentration different in the vertical direction of the translucent insulating substrate 1.
  • the thin film solar cell module of Embodiment 3 is different from Embodiments 1 and 2 in the position of the separation groove of the photoelectric conversion layer 4, and becomes a separation groove 36 that separates the transparent electrode 2 and the photoelectric conversion layer 4 simultaneously.
  • a first white reflector 19 is formed in the separation groove 36.
  • the transparent electrode separation groove 31 and the first separation groove 34 having the structure of the first embodiment communicate as one separation groove 36.
  • the first white reflecting material 19 is formed in the transparent electrode separation groove 36 substantially in parallel along the longitudinal direction of the cell 10.
  • the first white reflective material 19 is located closer to the transparent electrode separation groove 31 than the cell connection groove 32 and corresponds to the first white reflective material 16 of the first embodiment.
  • the first white reflector 19 is basically the same as that described in the first embodiment, and is composed of a white insulating material. However, the concentration of the white pigment gradually increases from the light receiving surface side. Consists of multiple layers. That is, in the third embodiment, the first white reflecting material 19 in contact with one side surface of the photoelectric conversion layer 4 is formed as a light scattering layer having a different white density in the separation groove 36 of the transparent electrode 2 between adjacent cells. Has been.
  • FIGS. 10 (a) to 10 (e) and FIGS. 11 (f) to 11 (g) are partial cross-sectional views for explaining the method for manufacturing the thin-film solar cell module according to the third embodiment.
  • the transparent electrode 2 is formed on the translucent insulating substrate 1 in the step A.
  • segments the transparent electrode 2 for every cell is not performed at this time.
  • the process C of laminating the photoelectric conversion layer 4 made of a thin film semiconductor layer on the transparent electrode 2 is performed as in the first embodiment.
  • the transparent electrode 2 and the photoelectric conversion layer 4 are simultaneously deleted by a laser scribing method or the like to form a separation groove 36.
  • a laser scribing method In order to simultaneously process the transparent electrode 2 and the photoelectric conversion layer 4 by the laser scribing method, it is preferable to use a fundamental wave of a YAG laser.
  • the separation groove 36 is a groove for separating the transparent electrode, and is formed along the longitudinal direction of the cell 10. The bottom of the separation groove 36 is the translucent substrate 1.
  • the separation groove 36 is also a groove for separating the photoelectric conversion layer 4 in the same manner as the first separation groove 34 of the first embodiment. That is, the step B of forming the transparent electrode separation groove for separating the transparent electrode 2 between the cells and the step of forming the first separation groove from which the photoelectric conversion layer is removed between the cell connection groove 32 and the transparent electrode separation groove. H is performed simultaneously.
  • the white insulating material used has a plurality of layers that gradually increase as the pigment concentration becomes the back surface side so that the white reflectance increases in order from the translucent insulating substrate 1 side to the back electrode 6 side. did.
  • the pigment concentration is a mass proportion of the pigment component contained in the coating film, and is determined by the proportion of the pigment component contained in the white paint to be applied.
  • the concentration of the white pigment on the translucent insulating substrate 1 side is lower than the concentration of the white pigment on the back electrode 6 side.
  • the figure shows a case where a white reflective material 19a having a low pigment concentration and a white reflective material 19b having a high pigment concentration are formed in two layers as the first white reflective material 19.
  • the number of layers having different concentrations may be more than two, or a concentration gradient layer in which the layer boundary is not clear may be used.
  • the thickness of the white reflecting material 19a having a low pigment concentration is desirably thicker than the thickness of the transparent electrode 2 as shown in the figure. Due to such a difference in density, the reflectance on the light receiving surface side is low, and the reflectance on the back surface side can be increased.
  • the white insulating material is a material in which white pigment particles are dispersed in a transparent resin
  • the light-transmitting insulating substrate 1 side which is the light-receiving surface
  • the back electrode 6 side is high and semi-transmissive in terms of light transmittance, and on the back electrode 6 side.
  • white pigment particles are contained in an amount of 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin constituting the white coating film of the white reflector 19a, and the white reflector 19b on the back side has 21 to 200 white pigment particles. You may make it contain a mass part.
  • the pigment concentration of the white reflecting material located closest to the light receiving side may be 1/100 to 1/5 or less of the pigment concentration of the white reflecting material located closest to the back surface.
  • the local application to the groove of the white paint can be performed by a method using a dispenser, inkjet, or screen printing.
  • the concentration gradient as described above can be configured by applying and overlapping layers having different concentrations multiple times.
  • the white reflecting material 19 is shown as completely filling the separation groove 36, but at least if it is attached to the bottom surface of the separation groove 36, the side surface of the transparent electrode 2, and a part of the side surface of the photoelectric conversion layer 4. It is not always necessary to completely fill the groove. Further, the first white reflective material 19 may partially protrude from the separation groove 36 on the transparent electrode 2 in the vicinity thereof during application. In this way, the first white reflective material 19 is locally applied only in the groove or only in the groove and in the vicinity of the groove so that the photoelectric conversion layer 4 is hardly covered.
  • Step E and Step F in which a metal film is formed so as to cover the inside of the cell connection groove 32 to form the back electrode 6 are performed.
  • the process G and the process J which form the back surface electrode separation groove
  • a process K for forming the second white reflector 15 in the back electrode separation groove 33 is performed.
  • the figure shows the case where the second white reflector 15 is a white reflector having a single white density, but the second white reflector 15 is also different from the white reflector 19 in the content of the white pigment. It may be formed.
  • the first and second white reflectors 19 and 15 containing the white insulating material are formed near both sides of the cell connection groove 32. That is, the light incident on the transparent electrode separation groove portion of the separation groove 36 corresponding to the transparent electrode separation groove is scattered light within the cell while having a light irregular reflection surface on both longitudinal sides of the power generation region 11 of the cell.
  • the first white reflective layer 19 may be made light transmissive by a white reflective material 19a having a low pigment concentration so that at least a portion thicker than the thickness of the transparent electrode 2 immediately above the translucent insulating substrate 1 is made transparent.
  • the first white reflecting material 19 protrudes to the light incident side from the photoelectric conversion layer 4, but the light reaches the thickness of the transparent electrode 2.
  • the attenuation amount of visible light passing through the layer of the white reflective material 19a is 1 ⁇ 2 or less.
  • a small amount of white pigment is contained in the white reflector 19a so as to have both light transmittance and light scattering property.
  • the white pigment is used. It is good also as a completely transparent layer without containing.
  • the thickness of the white reflective material 19a may be substantially the same as that of the transparent electrode 2, and a transparent resin layer having almost no white pigment may be used instead of the white reflective material 19a. In that case, for example, the same resin material as that contained in the white reflector 19b may be used.
  • the current generated in the power generation region 11 is applied to the side surface of the photoelectric conversion layer 4 in the cell connection groove 32. It is also possible to prevent deterioration in conversion efficiency caused by suppressing lateral leakage through the formed conductive material and lateral leakage between adjacent transparent electrode portions.
  • the first white reflector 19 having a different concentration is provided in the separation groove 36.
  • the white reflector 15 inside the back electrode separation groove 33 may have a different concentration.
  • the white reflective material 15 may be formed after the thin semi-transparent layer having a low white pigment concentration and high adhesive strength is formed to increase the adhesive strength of the white reflective material 15.
  • the second embodiment may have a structure with different white density.
  • a white light reflecting material containing a white insulating material is provided.
  • a transparent or opaque resin layer having no pigment may be provided instead of the white reflector.
  • a highly efficient thin-film solar cell module that is easy to manufacture, has a narrow connection region 12 and suppresses leakage is obtained.
  • the present invention can realize a high-performance thin-film solar cell module and can easily manufacture the module.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

＜課題＞　薄膜太陽電池の光の利用効率を向上するとともに、その製造が容易となる薄膜太陽電池モジュールを実現する。 ＜解決手段＞　透明電極２、光電変換層４および裏面電極６が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールであって、セル接続開口部３２から透明電極分離溝３１までの間およびセル接続開口部３２から裏面電極分離溝３３までの間に光電変換層が除去された第１分離溝３４と裏面電極分離溝３３とを有し、それらの溝の内部に絶縁性の白色反射材１６、１５が形成されている薄膜太陽電池モジュールとした。

Description

薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法
　本発明は、薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法に関する。
　太陽光のエネルギーを直接電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールとして、基板上に薄膜からなる複数の光電変換セルが電気的に直列接続された薄膜太陽電池モジュールがある。このモジュールは、基板上に表面電極層、半導体光電変換層、裏面電極を積層して、これらの層に溝を形成して単位セルに分離して、その溝等を利用してセル間を電気的に接続して製造される。
　例えば、特許文献１では以下のような手順でモジュールが製造される。まず、裏面電極から表面電極まで分離する第１の分離溝によって単位セルに分離する。次に、裏面電極から光電変換層まで分離する第２の分離溝を形成する。次に、第１および第２の分離溝に絶縁膜を埋めるとともに、その絶縁膜の一部に裏面電極が露出する接続溝を設ける。次に、第１の分離溝と第２の分離溝との間に、絶縁膜から光電変換層までを除去した接続溝を形成する。最後に、絶縁膜の上に接続溝から接続溝まで繋がる導電性材料を形成して隣接する単位セル間の接続を行うとともに、導電性材料を単位セル間で分離する第３の分離溝を設ける。接続溝と光電変換層とが第１の分離溝と第２の分離溝とによって分離されるので横方向リークが防止される。
　また、特許文献２では、透光性絶縁基板上に透明な表面電極、光電変換層、裏面電極を積層し、光電変換層と裏面電極とを除いた部分を形成する。この部分に白色塗料や反射膜を形成して、光電変換層を通過せずにそのまま透過してしまう入射光を白色塗料や反射膜によって光電変換層に導き、入射光の利用効率を向上する。
特開２００４－２６００１３号公報 特開２００４－０２２９６１号公報
　特許文献１のような薄膜太陽電池モジュールの構造ではセル間のセル接続部分に光発電に寄与しない非発電領域が存在する。光電変換層と裏面電極とを取り除き、単位セルに分離する分離溝も非発電領域である。分離溝では透光性基板より入射した光が光電変換層へ入らずに裏面側へと通過したり、光電変換層に一度入射して吸収されなかった光が分離溝に出射した後に裏面側へと通過したりする。
　特許文献２では光電変換層と裏面電極とを除いた部分に反射材料を形成しているが、その部分は発電領域の光電変換層の一方の側面のみであり、光電変換層の他方の側面は裏面電極で覆われていた。発電領域の光電変換層と裏面電極とが近接するとリーク電流が増加するので他方の側面が発電領域から十分に距離を隔てて形成されていた。このため、他方の側面から裏面側に透過する光を発電領域に戻すことが難しく、光の利用効率が低かった。
　そこで、本発明は、薄膜太陽電池の光の利用効率を向上するとともに、その製造が容易となる薄膜太陽電池モジュールを実現することを目的とする。
　本発明の薄膜太陽電池モジュールは、透光性絶縁基板の上に、透明電極、光電変換層および裏面電極が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールであって、
隣接するセル間に、前記透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝と、前記裏面電極をセル間で分離する裏面電極分離溝と、前記透明電極分離溝と前記裏面電極分離溝との間に一方のセルの前記裏面電極と他方のセルの前記透明電極とを電気的に接続するセル接続開口部と、を備え、
前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間および前記セル接続開口部から前記裏面電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された光電変換層分離溝を有し、前記光電変換層分離溝の内部に絶縁性の白色反射材が形成されている薄膜太陽電池モジュールとした。
　また、本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、透明電極、光電変換層および裏面電極が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
透光性絶縁基板の上に透明電極を形成する工程Ａと、
前記透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝を形成する工程Ｂと、
前記透明電極の上に光電変換層を形成する工程Ｃと、
前記光電変換層が除去されて底部が前記透明電極に達するセル接続開口部を形成する工程Ｄと、
前記光電変換層の上に裏面電極を形成する工程Ｅと、
前記セル接続開口部内部で一方のセルの前記裏面電極と他方のセルの前記透明電極とを電気的に接続する工程Ｆと、
前記裏面電極をセル間で分離する裏面電極分離溝を形成する工程Ｇと、を有し、
前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された第１の光電変換層分離溝を形成する工程Ｈと、
前記工程Ｈで形成された前記第１の光電変換層分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成する工程Ｉと、
前記セル接続開口部から前記裏面電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された第２の光電変換層分離溝を形成する工程Ｊと
前記工程Ｊで形成された前記第２の光電変換層分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成する工程Ｋと、
を有する薄膜太陽電池モジュールの製造方法とした。
　本発明の薄膜太陽電池モジュールによれば、隣接するセル間を電気的に接続するセル接続開口部の両側の光電変換層に白色反射材が形成されるので、非発電領域を裏面側に通過する光を効率よく光電変換層に導くことができ、薄膜太陽電池の光の利用効率を向上することができる。また本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法によれば白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成するので製造が容易である。
本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの構成例を示す平面図である。 本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図である。 本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。 本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。 本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図である。 本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの部分斜視図である。 本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。 本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。 本発明の実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの部分斜視図である。 本発明の実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。 本発明の実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
　以下に、本発明にかかる薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法の実施の形態について図面を用いて説明する。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。さらに、実施の形態において同じ構成要素は同じ符号を付し、ある実施の形態において説明した構成要素については、別の実施の形態においてその詳細な説明を略すものとする。
　＜実施の形態１．＞
　図１は本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの構成例を示す平面図である。また、図２は本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図であり、図１のＡ－Ａ間の断面の一部である。図１に示すように、実施の形態１のモジュールは、透光性絶縁基板１上に複数の細長い矩形状の単位太陽電池セル１０が矩形の短辺方向に配列されている。各単位太陽電池セル１０（以下、単位太陽電池セルを単にセルと略す。）は、主として発電を行う発電領域１１と、主としてセル間を電気的に接続する接続領域１２とが短辺方向に所定の間隔で交互に並ぶ。セル１０のそれぞれは、隣接するセル１０との間の接続領域１２内で電気的に直列接続される。セル１０は、図２に示すように、透光性絶縁基板１の上に透明電極２、光電変換層４および裏面電極６が順に積層された構成を有する。各層と反対側の面である透光性絶縁基板１の表面から入射した光は、透明電極２を経て光電変換層４に入射して光電変換される。光電変換層４で発生した電力は透明電極２と裏面電極６とから取り出される。図２の光電変換層４は第１の光電変換層４ａと、第１の光電変換層４ａと光電変換の波長依存性の異なる第２の光電変換層４ｂとが積層されたタンデム型の構造である。第１の光電変換層４ａと第２の光電変換層４ｂとの間に透光性でかつ導電性の中間層４ｍを有する。光電変換層４はタンデム型でなく単層の構造でも、さらに多層の構造であっても良い。
　接続領域１２は隣り合うセル間で共有する部分である。接続領域１２において、透明電極２、光電変換層４および裏面電極６は、それぞれにセルの矩形の長辺方向に連続する溝が形成されて隣接するセル間で分離されている。透明電極２にはセル間で分離する透明電極分離溝３１が形成され、その上の光電変換層４にはセル接続溝３２と裏面電極分離溝３３とが形成されている。セル接続溝３２は連続する開口部としたが、不連続な開口部としてもよい。裏面電極分離溝３３はセル間の裏面電極６とともにセル間の光電変換層４を分離する連続した溝である。なお、セル間で光電変換層４を分離する溝と裏面電極６を分離する溝の位置は互いにずれていても良い。
　隣接する一方のセルの裏面電極６と他方のセルの透明電極２とはセル接続溝３２を介して電気的に直列接続される。セル接続溝３２は透明電極分離溝３１と裏面電極分離溝３３とに挟まれた領域に形成される。本実施の形態１では、セル接続溝３２内に裏面電極６が形成されて、セル接続溝３２の底部の透明電極２に直接に裏面電極６が接する構造とした。この直列接続は裏面電極６のかわりに別の電気接続材料を介してもかまわない。
　透明電極分離溝３１から裏面電極分離溝３３までの接続領域１２の間は、主にセル間を接続する機能を有する接続領域１２であって、光電変換への寄与が小さい非発電領域である。この非発電領域を減少して光電変換効率を向上するため、これらの溝間は溝の形成されない発電領域１１に比べてなるべく狭くする。たとえば透光性絶縁基板１の主面に垂直な方向からみた場合、透明電極分離溝３１と裏面電極分離溝３３とを近接して平行に配置して、その狭い間にセル接続溝３２が位置する構造とする。
　他方のセル１０の透明電極２は光電変換層４の下部から少なくとも接続溝３２の底部まで延在する。従ってセル間の光電変換層４を分離する裏面電極分離溝３３はその底部が透明電極２に達するように形成されても、透明電極２を完全に分断してしまわないように形成される。基板をその主面から垂直方向からみると、接続領域１２はセルを構成する導電層が分離されるとともに、一方のセルの裏面電極６と他方のセルの透明電極２とが互いに発電領域１１から延びて、重なりあった部分で電気的に接続された構造となっている。
　本実施の形態１では、電気的な接続に利用される開口部のセル接続溝３２の一方のセル側に光電変換層４が除去された第１の光電変換層分離溝３４（以下、第１分離溝と略す。）と、他方のセル側に光電変換層が除去された第２の光電変換層分離溝（以下、第２分離溝と略す。）として裏面電極分離溝３３がある。つまり、セル接続溝３２から透明電極分離溝３１までの間に光電変換層４が除去された第１分離溝３４があり、セル接続溝３２から裏面電極分離溝３３までの間に光電変換層が除去された第２分離溝としての裏面電極分離溝３３がある。これらの２つの光電変換層分離溝の内部に電気絶縁性の第１の白色反射材１６と第２の白色反射材１５とが形成されている。
　第１分離溝３４は透明電極分離溝３１とセル接続溝３２との間にある。この溝は透明電極分離溝３１とほぼ平行にセル１０の長手方向に沿って形成されている。この溝は、レーザスクライブ法などで光電変換層４を削除した溝であり、そのセル間の光電変換層４を分離するとともにその底部は透明電極２となっている。隣接する一方のセル１０の裏面電極６は第１分離溝３４の第１の白色反射材１６の上をわたってセル接続溝３２内で他方のセル１０の透明電極２に接続されている。
　また、第２分離溝である裏面電極分離溝３３もレーザスクライブ法などで光電変換層４を削除してセル１０の長手方向に沿って形成された溝であり、その底部は透明電極２となっている。図は白色反射材１５が裏面電極分離溝３３内と裏面電極６の上とを含んでセル１０の裏面全体を覆うように形成された場合を示すが、材料の使用量削減のために裏面電極６の上をほとんど覆わずに裏面電極分離溝３３内のみ、または溝内とその近傍のみなどのように局所的に形成されていてもよい。第１分離溝３４内に形成される第１の白色反射材１６と裏面電極分離溝３３内に形成される第２の白色反射材１５とは同じ材料とするのが好ましいが、反射率等の特性が異なるものを使用しても良い。
　これらの第１および第２の白色反射材１６、１５として、白色の絶縁性微粒子と透明な絶縁性樹脂とを混合した物を使用することができる。その場合、白色の絶縁性微粒子は裏面電極分離溝３３の深さよりも小さい粒径のものを使用するとよい。白色の絶縁性微粒子の材料としてたとえば白色顔料として知られる、酸化チタンや酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム粉末などを使用することができる。特に可視光領域において高い反射率を持った白色を呈する顔料を用いると良い。また、これらの粒径は０．１～２ミクロンであるとよい。これらの範囲から、裏面電極分離溝３３の深さよりも小さな適当なものを選択するとさらに良く、裏面電極分離溝３３の深さが１～数ミクロンである場合には、平均粒径を０．２～０．５ミクロンとするとよい。このような微小な粒径はレーザ回折／散乱式の粒子径分布測定装置で測定できる。透明な絶縁性樹脂としてアクリル系樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ビニル樹脂、フッ素系樹脂を使用することができる。この樹脂成分は結合剤であり、白色の絶縁性微粒子どうしを固定するとともにこれらを下地に固定する。白色反射材１６、１５として、各種の白色顔料を主成分に可視光線領域から赤外線領域において高反射率を有する白色塗料を用いることができる。特に太陽光の地表におけるエネルギーが高い４００～６００ｎｍの波長域で高い反射が得られるように、顔料は白色のみとして、白色以外の着色顔料を含まないことが望ましい。白色塗料として、例えば、酸化チタンなどの白色顔料粒子を１０～４０質量％、透明樹脂を１０～３０質量％、有機溶剤を３０～８０質量％、その他の添加剤をあわせて１００質量％としたものを用いて白色反射材１５を形成することができる。白色塗膜を構成する樹脂１００質量部に対して白色顔料粒子が２０～２００質量部含有するようにしてもよい。白色反射材１５が形成される裏面電極分離溝３３や、以下で述べる他の白色反射材が形成される溝は幅が１０ミクロンなどと小さい場合があるが、そのように狭い場合でも、顔料の質量比率を高めて、１０ミクロンの厚みで塗膜とした場合に４００～６００ｎｍの波長域で反射率が６０％以上、望ましくは７０％以上となる材料を反射材に使用するとよい。
　このような第１および第２の白色反射材１６、１５は白色の顔料粒子が透明な樹脂中に分散する。樹脂と顔料粒子とは屈折率が異なって、それらの微小な界面がランダムな方向に多数存在して反射面となるのでので、白色反射材に入射した光は乱反射される。つまり第１および第２の白色反射材１６、１５は光の乱反射材料である。
　透明電極２は、例えば、ＺｎＯ、ＩＴＯ（Indium　Tin　Oxide）、ＳｎＯ2などの透明導電性酸化膜、あるいはＺｎＯにアルミニウムやガリウムなどの金属材料を添加した膜などによって構成される。
　光電変換層４は、ＰＮ接合またはＰＩＮ接合を有し、薄膜太陽電池の光の入射側の面（図２では下側の面）に入射する入射光によって発電を行う薄膜半導体層が１層または複数層積層されて構成される。薄膜半導体層としては、例えば、水素化アモルファスシリコン、微結晶シリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、微結晶シリコンゲルマニウム、アモルファス炭化シリコン、微結晶炭化シリコンなどを用いることができる。また、複数の薄膜半導体層を積層して光電変換層４を構成する場合には、薄膜半導体層間に、ＩＴＯやＺｎＯなどの透明導電性膜、あるいは不純物をドーピングして導電性を向上させた酸化シリコンや窒化シリコンなどのシリコン化合物膜を中間層４ｍとして挿入してもよい。
　裏面電極６は、半導体層に接する面側から透明導電膜と金属膜の順に積層された構造とすることが望ましい。半導体層と金属膜との間に透明導電膜を挿入することによって、金属膜成分が半導体層中に拡散して太陽電池のセル特性を低下させる現象を抑制することができる。また透明導電膜を挿入することで、太陽電池の効率の効率向上に有効な光閉じ込め効果を増進させる作用を持たせることができる。透明導電膜材料には上述のＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｎＯなどを用いることができる。金属膜材料には導電率が高く、且つ光反射率の高い材料で構成されるのが望ましい。例えば、銀や金、アルミニウム、クロム、チタン、ニッケルなどの金属膜材料を用いることができる。
　以上のように、本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールは、セル接続開口部であるセル接続溝３２の両側に光電変換層が除去された光電変換層分離溝３４および裏面電極分離溝３３を有し、これらの内部に絶縁性の第１および第２の白色反射材１６、１５が形成されている。発電領域１１の一方の端で第２の白色反射材１５が光電変換層４の側面に接するだけでなく、セル接続溝３２よりも発電領域１１に近い領域に第１分離溝３４が設けられ、その内部で光電変換層４の側面に第１の白色反射材１６が接しているので発電領域１１に入射した光を有効に利用出来る。
　また、光電変換層分離溝３４と裏面電極分離溝３３はいずれも底部が透明電極２であり、第１および第２の白色反射材１６、１５が底部の透明電極２に形成されている。白色反射材１６、１５が乱反射材料であるので接続領域１２に直接入射した光は、その一部が白色反射材１６、１５の底部で乱反射されて透光性絶縁基板１の表面に浅い角度で反射される。透光性絶縁基板１の表面で再び反射されて光電変換層４側に入射するので光を有効に利用出来る。さらに白色反射材１６、１５とも底面の基板からの高さが光電変換層４と同じであり、光電変換層４よりも入射側に突出しないので、発電領域１１に斜めから光電変換層４に入射する光を遮ることがない。
　また、セル接続溝３２と光電変換層４とが第１分離溝３４と第２分離溝である裏面電極分離溝３３とによって両側が電気的に分離されるので横方向リークが防止される。リーク防止のためセル接続溝３２を発電領域１１から距離を開ける必要がなく、透明電極分離溝３１とセル接続溝３２とをより接近させることが可能となり、非発電領域である接続領域１２の幅を狭くできる。
　また、光電変換層４の側面が絶縁性の材料で覆われていることにより、この溝に導電性のゴミが入るなどで生じるリーク電流の発生も防止できる。また、本実施の形態１では第２の白色反射材１５は光電変換層４の溝だけでなく、裏面電極６の上の全面を覆うようにしたことにより、裏面電極６を機械的や化学的に保護する効果もある。
　以下では、本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する。図３および図４は本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。まず図３（ａ）のように白板ガラスなどからなる透光性絶縁基板１の上に透明電極分離溝３１でセル１０ごとに分割された透明電極２を形成する。つまり、透明電極を形成する工程Ａとその透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝を形成する工程Ｂとを行う。その方法として透明電極分離溝３１の部分に付着しないようにマスクを使用して透明電極２を基板上に堆積する工程Ａと工程Ｂとを同時に行う方法や、透明電極２を透光性絶縁基板１の全面に形成して工程Ａを行った後に透明電極２を加工して透明電極分離溝３１を形成する工程Ｂを行う方法などがある。透明電極２はたとえばアルミニウムを添加したＺｎＯ膜をスパッタリング法等で形成することができる。また、透明電極分離溝３１を形成する透明電極２の加工方法として、レーザスクライブ法やレジストマスクを使用したウェットエッチング法がある。透光性絶縁基板１が矩形の場合に、透明電極分離溝３１は透光性絶縁基板１の辺に対して所定の間隔を有して平行に並んで形成されるとよい。
　次いで、図３（ｂ）のように透明電極２の上に半導体材料からなる光電変換層４を形成する工程Cを行う。そしてこの光電変換層４の一部を除去して第１分離溝３４を形成する工程Ｈを行う。第１分離溝３４はその底に透明電極２が残るように加工される。第１分離溝３４は、透明電極分離溝３１からわずかにずれた近傍の位置に形成される。その位置は後の工程で形成されるセル接続溝３２から透明電極分離溝３１までの間の領域内である。
　工程Cの光電変換層４はＣＶＤ法によって堆積される。光電変換層４を多接合型とする場合、たとえば、第１の光電変換層４ａとして水素化アモルファスシリコン薄膜の薄膜半導体層、次いで中間層４ｍとして不純物ドーピングを行った酸化シリコン膜、その上に第２の光電変換層４ｂとして微結晶シリコン薄膜の薄膜半導体層の各層を堆積する。光電変換層４は単層であっても良いし、多層の接合構造としても良い。半導体材料として化合物半導体など他の材料層としてもよい。
　工程Ｈの第１分離溝３４はレーザスクライブ法を用いて形成できる。シリコンを主成分とする光電変換層４の場合、光源としてＮｄ：ＹＡＧレーザの２次高調波を用いることにより、底部に透明電極２を露出した溝を比較的容易に形成することができる。この溝はセル１０の長手方向に延在するように形成されて、この溝により光電変換層４がセル１０毎に分離される。
　次いで、図３（ｃ）のように第１分離溝３４内に白色で電気絶縁性の顔料粒子を含有する白色塗料を塗布して第１の白色反射材１６を形成する工程Ｉを行う。第１の白色反射材１６は白色顔料として酸化チタンの微粒子を含有する白色塗料を裏面電極分離溝３３に塗布すること形成する。塗料として、たとえば平均粒径が０．２～０．３ミクロンの二酸化チタン粒子を１０～４０質量％、合成樹脂を１０～３０質量％、炭化水素系、エステル系、アルコール系、ケトン系、エーテル系等の揮発性の良好な溶剤を３０～８０質量％の白色インクを使用すると生産性が良い。
　工程Ｉの白色塗料の塗布は第１分離溝３４内のみ、またはその溝を含む近傍に限定して行われるように局所的に行う。このような白色塗料の溝への局所的な塗布には、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷を用いた方法で行うことができる。なお、図では第１の白色反射材１６は分離溝３４を完全に埋めたように示されているが、分離溝３４内の光電変換層４の側面と底面に付着していれば必ずしも溝を完全に埋める必要はない。また、第１の白色反射材１６は塗布の際に分離溝３４から、その近傍の裏面電極６の上に部分的にはみ出していてもよい。塗布後に熱処理などにより白色塗料に含まれる溶剤などの揮発成分を除去する。
　次いで、図３（ｄ）のようにセル接続用の開口部としてその底部が下層の透明電極２に達するように光電変換層４を除去してセル接続溝３２を形成する工程Ｄを行う。セル接続溝３２は透明電極分離溝３１と後で形成される裏面電極分離溝３３とに挟まれる領域に形成され、白色反射材１６の近傍であって透明電極分離溝３１と反対側に形成される。このセル接続溝３２も第１分離溝３４と同様にレーザスクライブ法を用いることができる。
　次いで、図３（ｅ）のように光電変換層４の上に裏面電極６を形成する工程Ｅを行う。裏面電極６はセル接続溝３２の内面にも被覆されて、その底部の透明電極２と接する。これによりセル接続溝３２の内部で隣接する一方のセル１０の裏面電極６と他方のセル１０の透明電極２とを電気的に接続する工程Ｆが工程Ｅとともに行われる。工程Ｆは必ずしも工程Ｅと同時に行わなくても良く、例えば導電ペーストなどを用いて別の工程で行っても良い。
　工程Ｅで用いる裏面電極６には、半導体層に接する面側から酸化物透明導電膜と金属膜の順に積層された構造の裏面電極６を形成することが望ましい。酸化物透明導電膜の材料には例えばアルミニウムが添加された酸化亜鉛が用いられ薄膜を形成する。成膜方法としては、例えばスパッタリング法を用いることができるが、これに限らず、ＣＶＤ法や塗布法などの他の方法を用いてもよい。次に、金属膜として光の反射率が高い、例えば銀を用いた金属薄膜を成膜し、裏面電極６を形成する。成膜方法としては、例えばスパッタリング法を用いることができるが、これに限らず、電子ビームタイプ蒸着法や塗布法などの他の方法を用いてもよい。酸化物透明導電膜は、半導体層と金属膜とが直接接することで相互拡散などが生じて劣化することを防止できる。シリコンを主成分とする半導体層と銀を主成分とする金属膜との組み合わせの場合にその効果が顕著である。また、酸化物透明導電膜の厚みを光学干渉膜の厚みとすることで光電変換層４を通過した光を再び光電変換層４側に反射する反射率を高めることができる。
　次いで、図４（ｆ）のように裏面電極６をセル間で分離する裏面電極分離溝３３を形成する工程Ｇを行う。この裏面電極分離溝３３はセル接続溝３２に隣接して透明電極分離溝３１と反対側の位置に形成される。この裏面電極分離溝３３はセル間の裏面電極６だけでなく透明電極２の上の光電変換層４も分離する。裏面電極分離溝３３が第２分離溝も兼ねているので、セル接続溝３２から裏面電極分離溝３３までの間に前記光電変換層が除去された第２分離溝を形成する工程Ｊが工程Ｇとともに行われる。裏面電極分離溝３３はセル１０の長手方向に延在して透明電極２の表面から透明電極２にまで達する溝となっている。このような溝を形成する方法として、レジストマスクを用いたエッチング法やレーザスクライブ法を使用できる。工程Ｇと工程Ｊとを別の工程で行ってもよいが、たとえば透光性絶縁基板１の表面側からレーザを照射するレーザスクライブ法によって、光電変換層４とともに裏面電極６を剥離する方法を用いると工程Ｇと工程Ｊとが同時に行えるので加工が容易である。
　次に、図３（ｅ）のように工程Ｊで形成された第２分離溝である裏面電極分離溝３３に、第２の白色反射材１５を形成する工程Ｋを行う。第２の白色反射材１５は第１の白色反射材１６と同様に白色顔料を含有する塗料を塗布して形成する。塗布後に加熱乾燥して溶剤を蒸発させて塗膜とする。
　塗膜中の樹脂成分に対する白色顔料成分の質量比率がたとえば４０％以上などとなるような白色顔料成分の割合の高い材料が塗料として好ましい。白色顔料成分の比率を高めるとたとえば１～１０ミクロン程度の薄膜であっても反射特性に優れる白色反射材１６、１５となる。
　白色顔料として種々の材料を用いることができるが光学的な屈折率が高い材料が好ましい。光学的な乱反射は微細な粒子表面が周囲と屈折率差を有することによって生じるため、塗膜内の透明樹脂に比べて屈折率差の大きい酸化チタンが優れている。なお、酸化チタンのうちアナターゼ型の粒子は反射特性に優れるが、紫外線によって樹脂を分解する作用があるので長期使用にはルチル型の物を使用することが望ましい。
　このような塗料の塗布はスプレーやローラによってセル１０の上の全面に塗布する方法でも、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷などで裏面電極分離溝３３内に塗料を充填するように局所的に塗布する方法でも良い。セル１０を保護する観点ではセル１０の上の全面を一様に覆うことが望ましく、使用物質を低減するという観点からは局所的に塗布するとことが望ましい。アクリル系の塗料を塗布後に１００～１５０℃の温度で焼付処理を行ってもよく、耐久性に優れ、長期的に劣化の少ない塗膜が得られる。塗料の塗布後に１００～１５０℃で加熱する工程や減圧処理工程等を行うと、溶剤成分を除去する速度が高まり、製造を早めることができる。
　以上の工程を経て、基本的な薄膜太陽電池モジュールが完成する。図には示さないが、この後さらに、透光性絶縁基板１の上に封止シート等の保護部材を接着剤などで接着する封止工程を経て屋外で長期使用される薄膜太陽電池モジュールとなる。
　以上のように、本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、透光性絶縁基板１の上に、透光性絶縁基板１の上に透明電極２を形成する工程Ａと、透明電極２をセル間で分離する透明電極分離溝３１を形成する工程Ｂと、透明電極２の上に光電変換層４を形成する工程Ｃと、光電変換層４が除去されて底部が透明電極２に達するセル接続開口部（セル開口溝３２）を形成する工程Ｄと、光電変換層４の上に裏面電極６を形成する工程Ｅと、セル接続開口部（セル開口溝３２）内部で一方のセル１０の裏面電極６と他方のセル１０の透明電極２とを電気的に接続する工程Ｆと、裏面電極２をセル間で分離する裏面電極分離溝３３を形成する工程Ｇとを有している。本実施の形態１ではさらに、セル接続開口部（セル開口溝３２）から透明電極分離溝３１までの間に光電変換層４が除去された第１分離溝３４を形成する工程Ｈと、工程Ｈで形成された前記第１分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して第１の白色反射材１６を形成する工程Ｉと、セル接続開口部（セル開口溝３２）から裏面電極分離溝３３までの間に光電変換層４が除去された第２分離溝（裏面電極分離溝３３）を形成する工程Ｊと、工程Ｊで形成された第２分離溝（裏面電極分離溝３３）に白色顔料を含有する塗料を塗布して第２の白色反射材１５を形成する工程Ｋとを有している。このように、セル工程Ｈと工程Ｊとによって接続開口部の両側に光電変換層４の分離溝を設ける。これらの分離溝は発電領域１１の光電変換層４の両端となり、この両端に工程Ｉと工程Ｋとによって第１および第２の白色反射材１６、１５を設ける。なお、各工程は不都合が生じない範囲で順序を変更したり、複数の工程を１つの工程で行ったり、１つの工程を複数の工程に分けて行ったりしてもかまわない。
　工程Ｉと工程Ｋとは白色の絶縁性粒子を含有する塗料を塗布して光の白色反射材を形成するので、セル接続構造部分の光を背面側に通過する光を高い反射率で光電変換層に導く高効率の薄膜太陽電池を容易に製造することができる。また、光反射率の封止シートや反射成分を有する接着剤に比べて薄い塗膜で高い光反射率を実現できるので使用物質を低減できる。裏面側に封止シート等を接着する際も接着剤に光学的な反射特性や透過特性が不要であり低価格の接着剤を選択できるため、低コスト化にも有利である。
　＜実施の形態２．＞
　図５は本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図であり、実施の形態１の図２に相当する位置の断面図である。本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールは、セル接続溝３２の一方と他方との両セルの光電変換層４の側面に白色反射材がある点で実施の形態１と同様であるが、本実施の形態２ではセル接続溝３２が白色反射材の内部に形成されている点で異なる。光電変換層４がセル間に１つの分離溝３５を有し、その分離溝３５内に形成された白色反射材内にセル接続溝３２と裏面電極分離溝３３とが形成されている。
　図６は本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの部分斜視図である。図のＸ方向（矩形の短辺方向）には透光性絶縁基板１の上に矩形のセル１０が多数配列され、セル１０間に光電変換層４の分離溝３５がＸ方向に直交するＹ方向（矩形の長辺方向）に延在する。セル間の光電変換層４を分離するために形成される溝はこの１本のみである。分離溝３５内には白色反射材１７が形成され、この白色反射材１７内にセル接続溝３２と裏面電極分離溝３３とがある。セル接続溝３２と裏面電極分離溝３３とは光電変換層４の側面から少しずれた位置に形成される。このため、分離溝３５内には光電変換層４の一方の側面に接する部分白色反射材１７ａと、他方の側面に接する部分白色反射材１７ｃとが分かれて存在する。また、セル接続溝３２をセル１０の長手方向に連続する溝として形成した場合は、部分白色反射材１７ａ、１７ｃ間に部分白色反射材１７ｂができる。裏面電極６は金属膜などからなる第１裏面電極６ａと裏面電極６は透明導電膜などからなる第２裏面電極６ｂとからなる。第２裏面電極６ｂは光電変換層４と第１裏面電極６ａとの間に接して挟まれる。図８では部分白色反射材１７ａ、１７ｃはその一部が第２裏面電極６ｂの上にも形成される場合を示しているが、図５で示したように溝内のみに形成されていても良い。また、裏面電極６を複数層にすることは必須ではなく単層としても良い。
　このように本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールは、セル接続溝３２から透明電極分離溝３１側の光電変換層４の一部が除去されて部分白色反射材１７ａが挿入され、セル接続溝３２から裏面電極分離溝３３側の光電変換層４の一部が除去されて部分白色反射材１７ｃが挿入されている。つまり、実施の形態１と同様にセル１０の長手方向の両側に光電変換層４側面に接する白色反射材１７が形成されている。部分白色反射材１７ａは実施の形態１の第１の白色反射材１６に相当し、部分白色反射材１７ｃは第２の白色反射材１５に相当する。このため、実施の形態１と同様に光電変換効率を向上し、また、リーク電流を防止する効果がある。また、分離溝３５内の白色反射材１７にセル接続開口部としてのセル接続溝３２とセル分離用の裏面電極分離溝３３を形成したので、セル１０間の光電変換層４に形成される溝が分離溝３５の１本のみとなり、接続領域１２の幅を狭くすることに効果がある。
　次に、本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法について説明する。図７および図８は本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。まず、図７（ａ）のように透光性絶縁基板１上に透明電極分離溝３１で分割された透明電極２を形成する点は実施の形態１の工程Ａ、工程Ｂと同様である。
　次に実施の形態１の工程Ｃと同様に透明電極２の上に半導体からなる光電変換層４を形成する。さらに、図７（ｂ）のようにこの光電変換層４の上にスパッタ法などで透明導電膜からなる第２裏面電極６ｂを形成したのち、光電変換層４と第２裏面電極６ｂとに底部が透明電極２に達する分離溝３５を形成する。分離溝３５は実施の形態１の工程Ｈと同様にレーザスクライブ法で形成することができる。この分離溝３５は実施の形態１の工程Ｄで形成されるセル接続開口部と、工程Ｈで形成される第１分離溝と、工程Ｊで形成される第２分離溝とを兼ねた溝である。このような溝をセル間に１本形成することによって、分離溝３５の形成によって工程Ｄ、工程Ｈ、工程Ｊの光電変換層４の除去が同時に行われる。
　次に図７（ｃ）のようにこの分離溝３５に白色で絶縁性の顔料粒子を含有する白色塗料を充填して白色反射材１７を形成する。この白色反射材１７は実施の形態１の工程Ｉで形成される第１の白色反射材１６と工程Ｋで形成される第２の白色反射材１５とを兼ねたものである。白色反射材１７の形成によって工程Ｉと工程Ｋとの白色反射材の形成が同時に行われる。
　白色塗料の溝への局所的な塗布には、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷を用いた方法で行うことができる。なお、図では白色反射材１７は分離溝３５を完全に埋めたように示されているが、分離溝３４内の光電変換層４の側面と底面に付着していれば必ずしも溝を完全に埋める必要はない。また、白色反射材１７は塗布の際に分離溝３５から、図６に示したように、その近傍に部分的にはみ出していてもよい。
　次に図７（ｄ）のように分離溝３５の白色反射材１７内にセル接続溝３２を形成する工程Ｄを行う。このセル接続溝３２は透明電極分離溝３１に近接する側の光電変換層４の側面からわずかに距離をあけて白色反射材１７内に形成される。セル接続溝３２は透明電極２に達する白色反射材１７の溝である。このようなセル接続溝３２に白色反射材１７を形成する方法として、レジストマスクを用いて加工する方法や、レーザスクライブ法を使用することができる。
　レーザスクライブ法を使用する場合には、工程Ｉおよび工程Ｋで形成する白色反射材１７の成分や使用するレーザの波長を適切に選ぶことが望ましい。ポリイミド樹脂を含有する白色反射材１７として、透光性絶縁基板１の表面から波長４００～４５０ｎｍのパルスレーザを照射するレーザスクライブで形成すると、溝の加工が容易である。このようなレーザとして、たとえば基本波１３４２ｎｍのＮｄ：ＹＶＯ４レーザの３次高調波波長４４７ｎｍのレーザが適している。ポリイミド樹脂は可視光の波長域で透明であるが、波長が４５０ｎｍ以下のなると急激に吸収が増加するものが多い。そのようなポリイミド系樹脂に４５０ｎｍ以下の高エネルギーのレーザ光を照射すると、樹脂は分解して下地との接着力を失った上にアブレーションを生じて含有する顔料粒子とともに剥離する。このような加工はＮｄ：ＹＡＧの３次高調波のような波長が３５５ｎｍのパルスレーザを照射することでも可能であるが、波長が４００ｎｍより短くなると透明電極２内の吸収が増加するため、透明電極２が比較的厚い場合に使用が難しくなる。従って、白色反射材１７内に波長４００ｎｍ以上の波長で吸収が比較的大きい樹脂材料を含有させておいて、その樹脂材料が吸収する波長のレーザで加工を行うとよい。また、可視光領域で透過率が高く、近赤外領域に大きな吸収を有する樹脂を白色反射材１７の成分として加え、その吸収波長の近赤外レーザでレーザ加工する方法としても良い。近赤外領域に吸収の大きな樹脂として例えば芳香族系の樹脂を用いるとよい。
　次いで実施の形態１の工程Ｅと工程Ｆと同様に、図８（ｅ）のようにスパッタ法などを使用してセル接続溝３２内面と第２裏面電極６ｂの上を金属膜からなる第１裏面電極６ａで被覆する。さらに図８（ｆ）のように、白色反射材１７内に裏面電極分離溝３３を形成して、セル間の第１裏面電極６ａを分離する工程Ｇを行う。裏面電極分離溝３３は透明電極分離溝３１から遠い側の光電変換層４の側面からわずかに距離をあけて白色反射材１７内に形成される。この裏面電極分離溝３３は、工程Ｄの説明で述べたようなレーザスクライブ法を使用して、底部に透明電極２を残しながら、その上の白色反射材１７と第１裏面電極６ａとをともに除去することで形成できる。以上のようにして本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールが完成するが、さらに裏面電極分離溝３３内を白色反射材で埋める処理を行っても良い。
　以上のように、本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、工程Ａ、工程Ｂ、工程Cによって透明電極２の上に光電変換層４を形成した後に、セル間に底面が透明電極２を露出するようにその光電変換層４に分離溝３５を１本形成する工程Ｈと工程Ｊとを同時に行う工程と、この分離溝３５の底部と溝内の光電変換層４の側面とに白色の絶縁性物質を含有する白色反射材１７を形成して工程Ｉと工程Ｋとを同時に行う工程と、この白色反射材１７にセル接続溝３２を形成する工程Ｄと、工程Ｄの後に裏面電極２を形成する工程Ｅと、セル接続溝３２を介して隣接する一方のセルの第１裏面電極６ａと他方のセルの透明電極２とを電気的に接続する工程Ｆと、分離溝３５内の白色反射材１７の一部とともにその白色反射材１７の上の裏面電極６を除去して裏面電極分離溝３３を形成してセル間の第１裏面電極６ａを分離する工程Ｇと、を有する。
　これにより、隣接するセル間に形成される光電変換層４の溝が分離溝３５の１本で良いため製造が容易となる。また、セル１０の長手方向の両側に白色反射材１７を形成する工程が、一回の塗布工程で実現できるため製造が容易となる。また、分離溝３５に内に接続開口部であるセル接続溝３２と裏面電極分離溝３３を形成とを形成する際に、白色反射材１７の樹脂が吸収するレーザ光を照射して加工することで、無機材料の加工よりも低エネルギーで分解するのでエネルギー密度の小さなレーザで加工でき、加工速度も高速化できる。また、分離溝３５の形成前に光電変換層４の上に透明導電膜からなる第２裏面電極６ｂを形成しているので、光電変換層４の汚染や劣化を防止できる。
　＜実施の形態３．＞
　図９は本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図であり、実施の形態１の図２や実施の形態２の図５に相当する位置の断面図である。本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールは、実施の形態１に類似するが、透光性絶縁基板１の垂直方向で白色顔料の濃度が異なる白色反射材１９を有している点で異なる。
　さらに本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールは光電変換層４の分離溝の位置が実施の形態１や２と異なり、透明電極２と光電変換層４とを同時に分離する分離溝３６となっている。その分離溝３６内に第１の白色反射材１９が形成されている。実施の形態１の構造の透明電極分離溝３１と第１分離溝３４とが１つの分離溝３６として連通する構造である。この分離溝３６に、第１の白色反射材１９が透明電極分離溝３６内にほぼ平行にセル１０の長手方向に沿って形成されている。第１の白色反射材１９はセル接続溝３２より透明電極分離溝３１側にあり、実施の形態１の第１の白色反射材１６に相当する。この第１の白色反射材１９は、実施の形態１で述べたものと基本的には同様で、白色の絶縁性物質によって構成されているが、受光面側より白色顔料の濃度が順に漸増する複数の層で構成される。つまり、本実施の形態３では、隣接するセル間の透明電極２の分離溝３６に光電変換層４の片方の側面に接する第１の白色反射材１９が白色の濃度の異なる光散乱層として形成されている。
　次に、本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの製造方法について説明する。図１０（ａ）～（ｅ）および図１１（ｆ）～（ｇ）は本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。まず、図１０（ａ）のように工程Ａで透光性絶縁基板１上に透明電極２を形成する。実施の形態１等と違い、透明電極２をセルごとに分割する工程Ｂをこの時点では行わない。
　次に実施の形態１等と同様に透明電極２の上に薄膜半導体層からなる光電変換層４を積層する工程Ｃを行う。さらに、図１０（ｂ）のように、透明電極２と光電変換層４とを同時に、レーザスクライブ法などで削除して分離溝３６を形成する。レーザスクライブ法で透明電極２と光電変換層４とを同時に加工するにはＹＡＧレーザの基本波を使用すると良い。分離溝３６は透明電極を分離する溝であり、セル１０の長手方向に沿って形成されている。分離溝３６の底部は透光性基板１である。分離溝３６は実施の形態１の第１分離溝３４と同様に光電変換層４を分離する溝でもある。つまり、透明電極２をセル間で分離する透明電極分離溝を形成する工程Ｂと、セル接続溝３２から透明電極分離溝までの間に光電変換層が除去された第１分離溝を形成する工程Ｈとが同時に行われる。
　次に、図１０（ｃ）のように形成した分離溝３６に白色の絶縁性物質を埋め込む工程Ｉを行う。透光性絶縁基板１側から裏面電極６側になるにつれて順に白色の反射率が高くなるように、用いる白色の絶縁性物質は、顔料濃度が裏面側になるに連れて漸増する複数の層とした。顔料濃度は塗膜に含まれる顔料成分の質量割合であり、塗布する白色塗料中に含まれる顔料成分の割合によって決まる。透光性絶縁基板１側の白色顔料の濃度は裏面電極６側の白色顔料の濃度に比べて低い。
　図は第１の白色反射材１９として、顔料濃度の低い白色反射材１９ａと顔料濃度の高い白色反射材１９ｂとを２層に形成した場合を示している。濃度の異なる層数は２層より多くしても良く、また、層の境界が明確でない濃度傾斜層としてもよい。顔料濃度の低い白色反射材１９ａの厚みは図のように透明電極２の厚みよりも厚くすることが望ましい。このような濃度の違いにより受光面側の反射率が低く、裏面側の反射率を高めることができる。白色の絶縁性物質は白色の顔料粒子が透明樹脂に分散された物であるので、光透過率の点では受光面である透光性絶縁基板１側が高く半透過性となり、裏面電極６側では低くなる。たとえば、白色反射材１９ａの白色塗膜を構成する樹脂１００質量部に対して白色顔料粒子が１～２０質量部含有するようにして、裏面側の白色反射材１９ｂは白色顔料粒子が２１～２００質量部含有するようにしてもよい。最も受光側に位置する白色反射材の顔料濃度が最も裏面側に位置する白色反射材の顔料濃度の１／１００～１／５以下などとしてもよい。
　白色塗料の溝への局所的な塗布には、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷を用いた方法で行うことができる。濃度の異なる層を複数回塗布して重ねることで、前述のような濃度傾斜を構成することができる。図では白色反射材１９は分離溝３６を完全に埋めたように示したが、すくなくとも分離溝３６の底面と透明電極２の側面と光電変換層４の側面の一部とに付着していれば必ずしも溝を完全に埋める必要はない。また、第１の白色反射材１９は塗布の際に分離溝３６から、その近傍の透明電極２の上に部分的にはみ出していてもよい。このように第１の白色反射材１９を、溝内部のみ、または溝と溝近傍のみに局所的に塗布を行って光電変換層４の上はほとんど覆わないようにする。
　次いで、その後の工程は実施の形態１と同様に、図１０（ｄ）のようにセル接続溝３２を形成する工程Ｄの後、図１０（ｅ）のように光電変換層４の上の全面とセル接続溝３２内を被覆するように金属膜を形成して裏面電極６を形成する工程Ｅと工程Ｆとを行う。その後、図１１（ｆ）のように裏面電極６と光電変換層４とをセル間で分離する裏面電極分離溝３３を形成する工程Ｇと工程Ｊとを行う。そして、最後に図１１（ｇ）のように裏面電極分離溝３３内に第２の白色反射材１５を形成する工程Ｋを行う。図は第２の白色反射材１５を単一の白色濃度の白色反射材とした場合であるが、第２の白色反射材１５についても白色反射材１９と同様に白色顔料の含有量を変えて形成してもよい。
　以上のように本実施の形態３はセル接続溝３２の両側近傍に白色の絶縁性物質を含有する第１および第２の白色反射材１９、および１５が形成されている。つまり、セルの発電領域１１の長手方向両側面に光の乱反射面を有しつつ、かつ、透明電極分離溝に相当する分離溝３６の透明電極分離溝部分に入射した光をセル内部で散乱光として利用できる。
　また、第１の白色反射層１９は顔料濃度の低い白色反射材１９ａによって、少なくとも透光性絶縁基板１のすぐ上の透明電極２の厚みより厚い部分が、光透過性とするよい。本実施の形態３では分離溝３６の底部が透光性絶縁基板１に達するので第１の白色反射材１９が光電変換層４よりも光入射側に突出するが、透明電極２の厚みまで光透過性とすると突出部が斜めから入射した場合も光電変換層４に入射する光を完全に遮らず、光の利用効率が高まる。光透過性として、白色反射材１９ａの厚みの層を通過する可視光の減衰量が１／２以下となるようにすると好ましい。本実施の形態３では白色反射材１９ａに光透過性と光散乱性とを合わせ持つように、少量の白色顔料を含有するようにしたが、光透過性がより重要である場合には白色顔料を含有せず完全に透明な層としても良い。白色反射材１９ａの厚みを透明電極２とほぼ同一として、白色反射材１９ａの代わりに白色顔料をほとんど有さない透明な樹脂層としてもよい。その場合、たとえば白色反射材１９ｂに含まれるものと同じ樹脂材料を用いると良い。
　また、セル接続溝３２の両側だけでなく、透明電極の間の溝内にも絶縁性の層ができるので、発電領域１１で発生した電流がセル接続溝３２内で光電変換層４の側面に形成される導電物質を介しての横リーク、および隣接する透明電極部分同士の横リークを抑制することによって起きる変換効率の劣化も防止できる。
　なお、上記は分離溝３６に濃度の異なる第１の白色反射材１９を設けたが、裏面電極分離溝３３の内部の白色反射材１５も濃度の異なるようにしても良い。たとえば、白色顔料の濃度が低く、接着力の高い薄い半透明層を形成した後に白色反射材１５を形成して白色反射材１５の接着力を高めるようにしても良い。実施の形態２についても同様に白色濃度の異なる構造としても良い。
　以上のいずれかの実施の形態で述べた一部の構成を、技術的な矛盾が生じなければ他の実施の形態に置き換えたり組み合わせたりしても良い。また、一部の構成要素が抜けていても、効果が得られることがある。本発明はセル間を後方に通過する光を再利用して高効率化を行うために、白色の絶縁性物質を含有する光の白色反射材を設けたが、たとえば実施の形態２のような薄膜太陽電池モジュールの構造や製法において、白色反射材のかわりに顔料を有さない透明または不透明な樹脂層を設けてもよい。その場合も製造が容易であってかつ接続領域１２の狭く、リークを抑制した高効率の薄膜太陽電池モジュールとなる。
　本発明は、高性能の薄膜太陽電池モジュールを実現でき、またその製造を容易とすることができる。
１　透光性絶縁基板、２　透明電極、４　光電変換層、６　裏面電極、６ａ　第１裏面電極、６ｂ　第２裏面電極、１０　単位太陽電池セル（セル）、１１　発電領域、１２　接続領域、１５　第２の白色反射材、１６　第１の白色反射材、１７　白色反射材、１９　第１の白色反射材、３１　透明電極分離溝、３２　セル接続溝、３３　裏面電極分離溝（第２分離溝）、３４　第１の光電変換層分離溝（第１分離溝）、３５、３６　分離溝。

Claims (8)

  1. 透光性絶縁基板の上に、透明電極、光電変換層および裏面電極が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールであって、
    隣接するセル間に、前記透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝と、前記裏面電極をセル間で分離する裏面電極分離溝と、前記透明電極分離溝と前記裏面電極分離溝との間に一方のセルの前記裏面電極と他方のセルの前記透明電極とを電気的に接続するセル接続開口部と、を備え、
    前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間および前記セル接続開口部から前記裏面電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された光電変換層分離溝を有し、前記光電変換層分離溝の内部に絶縁性の白色反射材が形成されている薄膜太陽電池モジュール。
  2. 請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
    隣接するセル間に前記光電変換層を分離する分離溝が１本のみであって、前記分離溝内に前記白色反射材が形成され、前記白色反射材内に隣接するセル間を電気的に接続する開口部と前記裏面電極分離溝が形成されていることを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
  3. 請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
    前記白色反射材は白色顔料を含有し、前記透光性絶縁基板側の前記白色顔料の濃度が前記裏面電極側の前記白色顔料の濃度に比べて低いことを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
  4. 請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
    前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間の前記光電変換層が除去された光電変換層分離溝が、前記透明電極とともに前記光電変換層を分離する分離溝であって、
    該分離溝内に形成される前記白色反射材は白色顔料を有して、前記透光性絶縁基板側の前記白色顔料の濃度が前記裏面電極側の前記白色顔料の濃度に比べて低く、前記透光性絶縁基板のすぐ上に前記透明電極の厚みより厚い部分が光透過性であることを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
  5. 透明電極、光電変換層および裏面電極が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
    透光性絶縁基板の上に透明電極を形成する工程Ａと、
    前記透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝を形成する工程Ｂと、
    前記透明電極の上に光電変換層を形成する工程Ｃと、
    前記光電変換層が除去されて底部が前記透明電極に達するセル接続開口部を形成する工程Ｄと、
    前記光電変換層の上に裏面電極を形成する工程Ｅと、
    前記セル接続開口部内部で一方のセルの前記裏面電極と他方のセルの前記透明電極とを電気的に接続する工程Ｆと、
    前記裏面電極をセル間で分離する裏面電極分離溝を形成する工程Ｇと、を有し、
    前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された第１の光電変換層分離溝を形成する工程Ｈと、
    前記工程Ｈで形成された前記第１の光電変換層分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成する工程Ｉと、
    前記セル接続開口部から前記裏面電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された第２の光電変換層分離溝を形成する工程Ｊと
    前記工程Ｊで形成された前記第２の光電変換層分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成する工程Ｋと、
    を有する薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
  6. 請求項５に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記工程Ａ、前記工程Ｂ、および前記工程Cの後に前記第１の前記光電変換層分離溝と前記第２の前記光電変換層分離溝とを兼ねる１本の前記光電変換層分離溝をセル間に形成することにより前記工程Ｈと前記工程Ｊとが同時に行われ、
    前記セル間の１本の前記光電変換層分離溝に前記白色反射材を形成して前記工程Ｉと前記工程Ｋとが同時に行われ、
    前記工程Ｉと前記工程Ｋとの後に、前記白色反射材の一部を除去することにより前記セル接続開口部を形成する前記工程Ｄが行われ、
    前記工程Ｄ後に前記工程Ｅと前記工程Fとが行われ、
    前記工程Gは前記白色反射材の一部とともに該白色反射材の上の前記裏面電極を除去する工程であることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
  7. 請求項６に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記工程Ｉと前記工程Ｋとで形成される前記白色反射材はポリイミド樹脂を含有し、
    前記工程Ｄまたは前記工程Gにおける前記白色反射材の除去は波長４００～４５０ｎｍのレーザ光を照射して除去する方法によることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
  8. 請求項５に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記工程Ｂと前記工程Ｈとが同時に行われて、前記透明電極分離溝と前記第１の光電変換層分離溝を兼ねた溝が形成され、該溝に前記工程Ｉにおいて白色顔料の含有濃度が異なる白色塗料を積層することにより、前記白色反射材の前記透光性絶縁基板側の前記白色顔料の濃度が前記裏面電極側の前記白色顔料の濃度に比べて低くしたことを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
PCT/JP2011/001109 2010-03-02 2011-02-25 薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法 WO2011108241A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011800115419A CN102782867A (zh) 2010-03-02 2011-02-25 薄膜太阳能电池模块及其制造方法
US13/581,868 US20120318326A1 (en) 2010-03-02 2011-02-25 Thin film solar cell module and manufacturing method thereof
JP2012503004A JP5225511B2 (ja) 2010-03-02 2011-02-25 薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-045243 2010-03-02
JP2010045243 2010-03-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011108241A1 true WO2011108241A1 (ja) 2011-09-09

Family

ID=44541911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/001109 WO2011108241A1 (ja) 2010-03-02 2011-02-25 薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120318326A1 (ja)
JP (1) JP5225511B2 (ja)
CN (1) CN102782867A (ja)
WO (1) WO2011108241A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012017742A1 (ja) * 2010-08-06 2012-02-09 三菱電機株式会社 薄膜太陽電池およびその製造方法
JP2013110341A (ja) * 2011-11-24 2013-06-06 Kyocera Corp 光電変換装置
US20130340804A1 (en) * 2012-06-22 2013-12-26 Lg Electronics Inc. Solar cell module and ribbon assembly applied to the same
US20140137931A1 (en) * 2012-11-22 2014-05-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Solar cell and method of manufacturing the same
JP2017143100A (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 三菱電機株式会社 光電変換装置および光電変換装置の製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9412702B2 (en) * 2013-03-14 2016-08-09 Intel Corporation Laser die backside film removal for integrated circuit (IC) packaging
JP6311911B2 (ja) * 2013-09-25 2018-04-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池、太陽電池モジュールおよび太陽電池の製造方法
WO2015045242A1 (ja) * 2013-09-25 2015-04-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池、太陽電池モジュールおよび太陽電池の製造方法
CN108594348B (zh) * 2018-04-27 2021-10-12 京东方科技集团股份有限公司 偏光片及其制作方法、触控显示装置
CN109065644A (zh) * 2018-08-15 2018-12-21 汉能新材料科技有限公司 一种太阳能电池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007317868A (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Honda Motor Co Ltd カルコパイライト型太陽電池およびその製造方法
JP2007317885A (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Honda Motor Co Ltd 太陽電池およびその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4872925A (en) * 1987-10-29 1989-10-10 Glasstech, Inc. Photovoltaic cell fabrication method and panel made thereby
US4849029A (en) * 1988-02-29 1989-07-18 Chronar Corp. Energy conversion structures
US5656098A (en) * 1992-03-03 1997-08-12 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic conversion device and method for producing same
JP2008034744A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
JP4425296B2 (ja) * 2007-07-09 2010-03-03 三洋電機株式会社 光起電力装置
US20090314338A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-24 Renewable Energy Corporation Asa Coating for thin-film solar cells

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007317868A (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Honda Motor Co Ltd カルコパイライト型太陽電池およびその製造方法
JP2007317885A (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Honda Motor Co Ltd 太陽電池およびその製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012017742A1 (ja) * 2010-08-06 2012-02-09 三菱電機株式会社 薄膜太陽電池およびその製造方法
JP5430764B2 (ja) * 2010-08-06 2014-03-05 三菱電機株式会社 薄膜太陽電池の製造方法
US9293618B2 (en) 2010-08-06 2016-03-22 Mitsubishi Electric Corporation Thin-film solar battery and manufacturing method thereof
JP2013110341A (ja) * 2011-11-24 2013-06-06 Kyocera Corp 光電変換装置
US20130340804A1 (en) * 2012-06-22 2013-12-26 Lg Electronics Inc. Solar cell module and ribbon assembly applied to the same
US20140137931A1 (en) * 2012-11-22 2014-05-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Solar cell and method of manufacturing the same
JP2017143100A (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 三菱電機株式会社 光電変換装置および光電変換装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5225511B2 (ja) 2013-07-03
CN102782867A (zh) 2012-11-14
JPWO2011108241A1 (ja) 2013-06-20
US20120318326A1 (en) 2012-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5225511B2 (ja) 薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法
WO2012046319A1 (ja) 太陽電池モジュール、光起電力装置、及び太陽電池モジュールの製造方法
WO2007040065A1 (ja) 太陽電池及び太陽電池モジュール
US20120153416A1 (en) Photoelectric conversion element
JP2010526430A (ja) 改良型電極層を備えた透明基材
AU2005225062A1 (en) Tandem thin film solar cell
US8809676B2 (en) Thin film solar cell and method of manufacturing the same
US20100013037A1 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
US20100059103A1 (en) Thin-film type solar cell module having a reflective media layer and fabrication method thereof
JP2010123944A (ja) 反射構造を有する太陽電池
TW201133899A (en) Thin film solar cell and manufacturing method thereof
JP2011018683A (ja) 薄膜太陽電池およびその製造方法
JP2009289817A (ja) 光電変換装置およびその製造方法
JP2011165754A (ja) 太陽電池モジュール
WO2012035780A1 (ja) 光電変換装置
US20120174980A1 (en) Solar cell with double groove diffraction grating
JP2008305945A (ja) 薄膜太陽電池用基板とその製造方法および薄膜太陽電池の製造方法
JP2007266096A (ja) 太陽電池及びその製造方法
TWI495136B (zh) 太陽能電池及其製造方法
JP2010287715A (ja) 薄膜太陽電池およびその製造方法
JP5225415B2 (ja) 太陽電池モジュール
US20110259398A1 (en) Thin film solar cell and method for manufacturing the same
KR20220050965A (ko) 광기전 디바이스 및 그 준비 방법
US20110308612A1 (en) Thin film solar cell and method for manufacturing the same
JP2011138951A (ja) 薄膜太陽電池およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180011541.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11750354

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012503004

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13581868

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11750354

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1