WO2013136752A1 - 薄膜太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の単位太陽電池を直列接続した構造を有する薄膜太陽電池において、集電孔と直列孔の形成位置が制限されることを防止するとともに、従来に比べて電力損失の低減を図ることのできる薄膜太陽電池を提供する。 【解決手段】絶縁性基板２全体に透明電極層５を形成し、薄膜太陽電池１の幅方向に、第２の貫通孔（接続孔）８を複数並べて形成し、領域全体に第１の貫通孔（集電孔）７を分散配置するように構成する。

Description

薄膜太陽電池

　本発明は、フィルム基板上に金属電極層と光電変換層と透明電極層とを積層してなる薄膜太陽電池に関するものである。

　図１４は、従来の薄膜太陽電池の平面図である。また、図１５は、図１４のＡ－Ａ線断面図であり、図１５（ａ）のＣ部拡大図を図１５（ｂ）に示す。図１６は、図１４のＢ－Ｂ線断面図であり、図１６（ａ）のＤ部拡大図を図１６（ｂ）に示す。

　図１５及び図１６に示すように、従来の薄膜太陽電池２１は、絶縁性基板２２を備えている。そして、薄膜太陽電池２１の受光面側をＦとし、非受光面側をＲとすると、絶縁性基板２２の受光面側Ｆと非受光面側Ｒとの両面には、金属電極層２３が形成されている。

　ここで、絶縁性基板２２の受光面側Ｆの一方の面上の金属電極層２３は、裏面電極層２３ａとして機能し、絶縁性基板２２の非受光面側Ｒである他方の面上の金属電極層２３は、第１の背面電極層２３ｂとして機能する。

　また、図１５及び図１６に示すように、裏面電極層２３ａには、光電変換層２４と透明電極層２５とが当該順で積層されている。一方、第１の背面電極層２３ｂには、第２の背面電極層２６が積層されている。

　また、図１５に示すように、絶縁性基板２２には、絶縁性基板２２を貫通する第１の貫通孔（集電孔）２７が設けられ、透明電極層２５と第２の背面電極層２６とが、第１の貫通孔２７を介して電気的に接続されている。また、図１６に示すように、絶縁性基板２２には、絶縁性基板２２を貫通する第２の貫通孔（接続孔）２８が設けられ、裏面電極層２３ａと第１の背面電極層２３ｂとが、第２の貫通孔２８を介して電気的に接続されている。

　図１４に示すように、絶縁性基板２２の受光面側Ｆの一方の面に積層されたすべての層（裏面電極層２３ａ、光電変換層２４、透明電極層２５）は、第１のパターニングライン２９で分割され、絶縁性基板２２の非受光面側Ｒである他方の面に積層されたすべての層（第１の背面電極層２３ｂ、第２の背面電極層２６）は、第２のパターニングライン３０で分割されている。これにより、絶縁性基板２２上の積層された層が、光電変換部の単位部分（以下「単位光電変換部」という）と、背面電極層の単位部分（以下「単位背面電極部」という）とからなる複数のユニットセル（ＵＣ、単位太陽電池）として分割形成される。

　ここで、第１のパターニングライン２９及び第２パターニングライン３０は、絶縁性基板２２において互い違いに配置されている。絶縁性基板２２の受光面側Ｆと非受光面側Ｒとの両面の電極層の分離位置を互いにずらし、且つ絶縁性基板２２の両面の電極層を第２の貫通孔２８で接続することにより、隣接するユニットセルが直列で接続される構造となっている。

　なお、このような太陽電池の構造は、ＳＣＡＦ（Series-Connection through
Apertures formed on Film）構造と呼ばれている。
　一方、特許文献１には、従来の薄膜太陽電池の更に別の例が開示されている。特許文献１の薄膜太陽電池においては、接続孔が、導電性の材料からなる印刷電極で塞がれている（特に、特許文献１の段落００３５及び図２７参照）。

　図１４に示した従来の薄膜太陽電池２１は、第２の貫通孔２８が配置されている薄膜太陽電池２１幅方向（図１６（ａ）断面の方向）の両側には、透明電極層２５が成膜されておらず、発電に寄与しない領域がある。
　そこで、特許文献２には、全体に透明電極層（第二電極層）を成膜し、接続孔（図１４の第２の貫通孔）を薄膜太陽電池の幅方向に複数形成して、その接続孔群の周囲全体を線状に透明電極層を除去し、この線状の透明電極層除去で囲まれた領域内に、絶縁性基板を介して反対の面（非受光面側）の第三電極層と第四電極層（図１４の背面電極層）に形成した第二線状除去部の屈曲部を位置させるようにした構成が記載されている（特に特許文献２の図６、図８及び段落００６０～００６３参照）。

　また、特許文献３には、第２の貫通孔の内部に、絶縁性樹脂を配置（孔を埋め）し、透明電極層と背面電極層とが、第２の貫通孔を埋めている絶縁性樹脂で電気的に絶縁する構成と、そして、第２の貫通孔が、絶縁基板の幅方向に間隔をおいて、複数形成されていることが記載されている（特に特許文献３の段落００４１、００５７、図４及び図６参照）。

特開平６－３４２９２４号公報 特開２０１１－２４３９３８号公報 特開２０１１－１９８９３５号公報

　上記従来の薄膜太陽電池は、各ユニットセルにおいて、透明電極層である第二電極層と、背面電極層とが、集電孔を通じて電気的に接続されており、高抵抗である透明電極層における電力損失（集電ロス）が、ある程度低減されている。

　しかし、上記従来の薄膜太陽電池においては、図１４に示すように、各ユニットセル（ＵＣ）を構成する単位光電変換部と、単位背面電極層とが、ユニットセルの配列方向（図の上下方向）にずれており、各ユニットセル（ＵＣ）における集電孔及び接続孔の形成位置が、制限されていた。

　また、接続孔（第２の貫通孔２８）を形成するためには、絶縁基板の幅方向の両側には、透明電極層２５が成膜されずに、発電に寄与しない領域が存在しており、太陽電池面積全体を効率良く発電に寄与できる構造ではなかった（図１４～図１６、特許文献１、特許文献２の図１）。

　そこで、特許文献２の図６と図８のように、全体に透明電極層（第二電極層）を成膜して、発電寄与部の面積を薄膜太陽電池の絶縁基板全体とした上で、接続孔群全体の周囲の透明電極層（第二電極層）を分離して、接続孔では、第一電極層（図１４の裏面電極層２３ａ）と第三電極層と第四電極層（図１４の背面電極層２３ｂ、２６）のみが電気的に接続されるように構成した。

　しかし、接続孔での電流集中を防ぐために接続孔を複数形成し、その周囲の透明電極層を分離すると、その分離した領域内は発電に寄与しない領域になってしまうという問題がある。

　また、複数の集電孔（図１４の第１の貫通孔２７）での電流の流れの均一性が向上して電力損失を大幅に低減するために、特許文献２のように、各単位太陽電池の透明電極層（第二電極層）の全体にわたって集電孔を分散配置するようにすれば、電流が高抵抗の透明電極層（第二電極層）を流れる経路を短縮するように構成できるが、絶縁性基板の非受光面側に成膜した第三電極層と第四電極層（図１４の背面電極層）に形成する第二線状除去部（図１４の第２パターニングライン３０）を屈曲形状とする必要がある。この第二線状除去部は、レーザパターニングで形成するが、屈曲部でレーザ照射が過剰になり、絶縁性基板を介して、光電変換層に結晶化や損傷の影響を与えて、リークが発生する。そこで、この屈曲部を接続孔群周囲の透明電極層を分離した領域内で形成する構成とすれば、光電変換層が結晶化や損傷をしても、その上の透明電極層は、分離された発電に寄与せず、電気的に接続されている部分ではないので、リークにはならない。

　しかし、第二線状除去部の屈曲部分を、透明電極層の分離領域に位置されるために、透明電極層の分離領域が広くなり、発電に寄与しない透明電極層の分離部がさらに広くなるという問題がある。

　特許文献２に記載の、第二線状除去部に屈曲部を設けず、図１４のように第２パターニングライン３０を直線として、かつ絶縁性基板２２の全面に透明電極層を形成するようにするため、特許文献３のように、第２の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置して、透明電極層と背面電極層とを第２の貫通孔を埋めた絶縁性樹脂により電気的に絶縁するようにし、第２の貫通孔を絶縁性基板の幅方向に分散配置する構成とした。

　しかし、第２の貫通孔を絶縁性樹脂で埋めて、その後に成膜する透明電極層２５と第２の背面電極層２６とを確実に絶縁するためには、第２の貫通孔、その第２の貫通孔内に配置する絶縁性樹脂に隙間が無いようにする必要があり、リークを防ぐために第２の貫通孔より広い範囲に絶縁性樹脂を塗布あるいは充填すると、第２の貫通孔の間隔を小さくできないという問題がある。また、絶縁性樹脂を、第２の貫通孔に塗布あるいは充填する製造工程が複雑かつ非効率な作業であり、第２の貫通孔の数が増えるほど、その作業には、時間と労力を要するという問題がある。

　本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、薄膜太陽電池において、集電孔や接続孔の形成位置が制限されることを防止するとともに、薄膜太陽電池を形成する絶縁性基板全体が発電面積となるようにして、発電面積ロスをなくし、さらに、複数の接続孔と集電孔での電流の流れの均一性を向上して電力損失を大幅に低減するようにした、高効率な薄膜太陽電池を提供することを目的とする。

　上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、絶縁性基板（２）の一方の面には、裏面電極層（３ａ）と光電変換層（４）と透明電極層（５）とが当該順で積層された積層体と、該積層体を、積層の一方向全体を分離する第一のパターニングライン（９，９ａ，９ｂ）とを形成し、絶縁性基板（２）の他方の面には、背面電極層（３ｂ，６）と、背面電極層（３ｂ，６）の一方向全体でかつ前記第一のパターニングライン（９，９ａ，９ｂ）に平行な方向に分離する第二のパターニングライン（１０，１０ａ，１０ｂ）を形成し、第一のパターニングライン（９，９ａ，９ｂ）と第二のパターニングライン（１０，１０ａ，１０ｂ）とが、絶縁性基板（２）を介して、互い違いに形成することにより絶縁性基板（２）の両面に形成（積層）した層が複数のユニットセル（ＵＣ）に分割され、透明電極層（５）と背面電極層（３ｂ，６）とが、絶縁性基板（２）を貫通する第１の貫通孔（集電孔７）を介して電気的に接続され、裏面電極層（３ａ）と背面電極層（３ｂ，６）とが、絶縁性基板（２）を貫通する第２の貫通孔（接続孔８）を介して電気的に接続され、隣接するユニットセルが直列接続されている薄膜太陽電池において、第一のパターニングライン（９，９ａ，９ｂ）と第二のパターニングライン（１０，１０ａ，１０ｂ）との間に、第２の貫通孔（接続孔８）を第一のパターニングライン（９，９ａ，９ｂ）形成方向に複数配置する第一の領域を設け、隣接する第一のパターニングライン（９，９ａ，９ｂ）と第二のパターニングライン（１０，１０ａ，１０ｂ）との間に、複数の第１の貫通孔（集電孔７）を分散配置する第二の領域を設け、　この第一の領域と第二の領域が交互に設けられており、すべてのそれぞれの第２の貫通孔（接続孔８）の周囲を、少なくとも囲む透明電極層（５）が除去されてなる分離領域を設けている構成とする。

　そして、第一の領域には、第２の貫通孔（接続孔８）が一列に複数個等間隔に配置され、第２の貫通孔（接続孔８）に接しない幅で第一の領域を形成するように第一のパターニングライン（９，９ｂ）と第二のパターニングライン（１０，１０ｂ）を形成してなり、第二の領域全体に、複数の第１の貫通孔（集電孔７）が分散配置する構成とすることができる（例えば図１，図４）。

　さらに、一列に複数個等間隔に配置され第２の貫通孔（接続孔８）の間に、第１の貫通孔（集電孔７）を有し、第一の領域に第２の貫通孔（接続孔８）のみが存在するように、第一のパターニングライン（９ｂ）または第二のパターニングライン（１０ｂ）のいずれかを屈曲させるように構成することもできる（例えば図７，図８）。

　また、第一の領域には、第２の貫通孔（接続孔８ａ）が複数個等間隔に複数列配置され、複数列の両側の第２の貫通孔（接続孔８ａ）に接しない幅で第一の領域を形成するように第一のパターニングライン（９ａ）と第二のパターニングライン（１０ａ）を形成してなり、第二の領域全体に、複数の第１の貫通孔（集電孔７）が分散配置する構成とする（例えば図５，図６）。

　そして、第一の領域の複数列配置された第２の貫通孔（接続孔８）は、互いに千鳥状に配置するように構成することもできる。
　また、第二の領域全体分散配置する複数の第１の貫通孔（集電孔７）が、複数列をなした等間隔の千鳥状に配置するか、あるいは、複数列をなした等間隔の格子状に配置しているように構成することもできる。

　本発明による薄膜太陽電池によれば、絶縁性基板２全体に透明電極層５を形成し、薄膜太陽電池１の幅方向に、第２の貫通孔（接続孔）８を複数並べて形成し、領域全体に第１の貫通孔（集電孔）７を分散配置するようにすることで、発電面積ロスを最小化したうえで、本実施形態による第２の貫通孔（接続孔）８の配置により、発生電流を効率よく分散させ、かつ電流経路を短くすることができるため、直列抵抗成分を低減することができ、本実施形態による第１の貫通孔（集電孔）７配置構成で、抵抗の高い透明電極層５で電流が流れる経路を大幅に短縮することでき、透明電極層５における電力損失（集電ロス）を低減できるので、太陽電池としての出力向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態による薄膜太陽電池の平面図である。 本発明に係る図１の断面図であり、（ａ）はＥ－Ｅ線断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＨの拡大図である。 本発明に係る図１の断面図であり、（ａ）はＧ－Ｇ線断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＪの拡大図（第１実施形態）である。 本発明の第２実施形態による薄膜太陽電池の平面図である。 本発明の第３実施形態による薄膜太陽電池の平面図である。 本発明の第４実施形態による薄膜太陽電池の平面図である。 本発明の第５実施形態による薄膜太陽電池の平面図である。 本発明の第６実施形態による薄膜太陽電池の平面図である。 本発明の第２実施形態の変形例による薄膜太陽電池の平面図である。 本発明の第４実施形態の第１変形例による薄膜太陽電池の平面図である。 本発明の第４実施形態の第２変形例による薄膜太陽電池の平面図である。 本発明の第４実施形態の第３変形例による薄膜太陽電池の平面図である。 本発明の第４実施形態の第４変形例による薄膜太陽電池の平面図である。 従来の薄膜太陽電池の平面図である。 （ａ）は図１４のＡ－Ａ線断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣの拡大図である。 （ａ）は図１４のＢ－Ｂ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＤの拡大図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係る薄膜太陽電池の平面図であり、図１の（ａ）は受光面側から見た平面図で、（ｂ）は非受光面（裏面）側から見た平面図である。また、図２の（ａ）は、図１のＥ－Ｅ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＨ部の拡大図である。そして、図３の（ａ）は、図１のＧ－Ｇ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＪの拡大図である。

　図１に示すように、本発明の実施形態に係る薄膜太陽電池１は、複数の第１の貫通孔（集電孔）７と、第２の貫通孔（接続孔）８が設けられており、薄膜太陽電池１の表面側（受光面側）が第１のパターニングライン９で、複数に分割した単位太陽電池を形成している。この第１のパターニングライン９は、第１の貫通孔７と第２の貫通孔８とのまとまりで区切るように、構成している。また、第１のパターニングライン９で区切られた位置に対して、第２の貫通孔８の列を挟んで対向する位置の薄膜太陽電池１の裏面側（非受光面側）に、第２パターニングライン１０が設けられて分割する構成となっている。

　本実施形態の特徴として、図１で示す本発明の実施形態に係る薄膜太陽電池１と、従来の図１４に示す薄膜太陽電池２１との平面図での相違点は、図１４では、薄膜太陽電池２１の両側に透明電極層２５を成膜しない領域が存在したが、図１においては、そのような箇所は無く、全面に透明電極層（５）が存在する点にある。

　そして、従来の図１４に示す薄膜太陽電池２１では、第２の貫通孔（接続孔）２８が、薄膜太陽電池２１の幅方向（図１６（ａ）断面の方向）の両側の、透明電極層２５が成膜されていない領域で、第１のパターニングライン２９と第２のパターニングライン３０で囲まれた位置のみに配置しているが、図１においては、第２の貫通孔（接続孔）８は、薄膜太陽電池１の幅方向（図３（ａ）断面の方向）に、一列に並んで複数配置されており、この領域には、透明電極層５が成膜されている点である。

　さらに、従来の図１４に示す薄膜太陽電池２１では、第１の貫通孔（集電孔）７が、透明電極層２５が成膜されている発電領域で、薄膜太陽電池２１の幅方向（図１５（ａ）断面の方向）に一列に並んで複数配置されているが、図１においては、第１のパターニングライン９と第２のパターニングライン１０で区切られた領域で、第２の貫通孔（接続孔）８が形成されていない領域全体に、第１の貫通孔（集電孔）７を分散配置されている点である。

　このように、絶縁性基板２全体に透明電極層５を形成し、薄膜太陽電池１の幅方向に、第２の貫通孔（接続孔）８を複数並べて形成し、領域全体に第１の貫通孔（集電孔）７を分散配置するようにすることで、発電面積ロスを最小化したうえで、本実施形態による第２の貫通孔（接続孔）８の配置により、発生電流を効率よく分散させ、かつ電流経路を短くすることができるため、直列抵抗成分を低減することができ、本実施形態による第１の貫通孔（集電孔）７配置構成で、抵抗の高い透明電極層５で電流が流れる経路を大幅に短縮することでき、透明電極層５における電力損失（集電ロス）を低減できるので、太陽電池としての出力向上を図ることができる。

　図１の第１実施形態では、それぞれの第２の貫通孔（接続孔）８の周囲を取り巻くように、透明電極層除去部１６が形成されている。すなわち、図３（ｂ）の断面図に示すように、第２の貫通孔（接続孔）８の周囲は、透明電極層５が除去された構成となっているが、詳細は図３の説明で述べる。

　次に、本発明の第１実施形態による薄膜太陽電池１の断面構造について、図２と図３により、説明する。
　本実施形態の薄膜太陽電池１は、絶縁性基板２を備えている。この絶縁性基板２は、フィルム材料から形成されており、例えば、ポリイミドやポリアミドイミド又はポリエチレンナフタレート、あるいはアラミド等の材料から形成されている。

　図２に示すように、絶縁性基板２の両面（受光面側と非受光面側）には、Ａｇ等の金属からなる金属電極層３が形成されている。ここで、絶縁性基板２のＦ側である受光側面上の金属電極層３は、裏面電極層３ａとして機能し、絶縁性基板２のＲ側である非受光側面上の金属電極層３は、第１の背面電極層３ｂとして機能する。

　そして、裏面電極層３ａ上には、光電変換層４と透明電極層５を当該順で積層し、絶縁性基板２の他方の面上の第１の背面電極層３ｂ上には、第２の背面電極層６を積層する。
　図２（ｂ）の第１の貫通孔（集電孔）７においては、その孔の内面（側壁部）において、透明電極層５と第２の背面電極層６が電気的に接続している。

　次に、第２の貫通孔（接続孔）８においては、図３に示すように、絶縁性基板２のＦ側である受光側面上にある裏面電極層３には、光電変換層４と透明電極層５とが当該順で積層されている。そして、第２の貫通孔（接続孔）８の外周において、透明電極層５が除去された透明電極層除去部１６を設ける。この透明電極層除去部１６は、透明電極層５に接してあるいは図示しない界面層を介して積層されている光電変換層４の一部までを除去することで、導電性を有する透明電極層５を完全に取り除くように構成している。

　本発明の第１実施形態による薄膜太陽電池１おいては、図１（ａ）のように、透明電極層除去部１６が、第２の貫通孔（接続孔）８の周囲を取り巻くように、第２の貫通孔８（接続孔）と同心円状の範囲を除去してなる形状をしているが、これに限定されるものでなく、第２の貫通孔（接続孔）８とは中心が異なる円や楕円、正方形、矩形あるいは多角形のような形状からなる範囲を除去するように構成してもよく、特に形成形状は限定されない。また、第２の貫通孔（接続孔）８の孔内面や、第２の貫通孔（接続孔）８の周囲の透明電極層５を、レーザあるいは、ブラストによって除去しても良いし、マスクをして部分的に成膜されない領域を形成しても良いし、酸素プラズマによって、透明電極層５を高抵抗化しても良い。

　すなわち、図３（ｂ）の構成によって、絶縁性基板２のＦ側で、第２の貫通孔８周囲の透明電極層５と、第２の貫通孔（接続孔）８の孔の内面（側壁部）から絶縁性基板２のＲ側である非受光側面上につながって形成されている、第２の背面電極層６と、電気的に絶縁分離する。

　また、図１の第１実施形態では、分散配置している複数の第１の貫通孔（集電孔）７は、各ユニットセル（ＵＣ）内の第１の貫通孔（集電孔）７配置領域内に、千鳥格子状に配置されている。この場合、薄膜太陽電池１の幅方向に一定間隔で並ぶ第１の貫通孔（集電孔）７の列を、該幅方向に直交する方向に一定間隔で複数設けるとともに、奇数列と偶数列とを前記幅方向に前記一定間隔の半分だけずらずことによって複数の第１の貫通孔（集電孔）７を千鳥格子状に配置するのが好ましい。
（第２実施形態）
　複数の第１の貫通孔（集電孔）７の分散配置は、各ユニットセル（ＵＣ）内の第１の貫通孔（集電孔）７配置領域内に、ほぼ一定間隔で格子状に配置することもできる。この第２実施形態による薄膜太陽電池の平面図を、図４に示す。図４は、薄膜太陽電池１１を、受光面から見た平面図であり、第１の貫通孔（集電孔）７が格子状に配置されている以外は、図１の第１実施形態と同じである。
（第３実施形態）
　次に、別の実施形態として、本発明の第３実施形態による薄膜太陽電池の平面図を図５に示す。ここで、図５の（ａ）は受光面側から見た平面図で、（ｂ）は非受光面（裏面）側から見た平面図である。

　第３実施形態と、図１の第１実施形態の相違点は、図５に示す薄膜太陽電池１２の幅方向に配置する第２の貫通孔（接続孔）８ａを、２列とし、それぞれの列で、複数一定間隔で並んだ第２の貫通孔（接続孔）８ａを、列間で半分だけずらずことによって、複数の第２の貫通孔（接続孔）８ａを千鳥格子状に配置した例である。
　それぞれの第２の貫通孔（接続孔）８ａは、第１実施形態や第２実施形態と同様に、その周囲を取り巻くように、透明電極層除去部１６ａが形成されている。
　この複数の第２の貫通孔（接続孔）８ａは、絶縁性基板２の受光面側に形成する第１のパターニングライン９ａと、絶縁性基板２の非受光面側に形成する第２のパターニングライン１０ａとの間の領域に形成し、複数の第２の貫通孔（接続孔）８ａが形成されていない、第１のパターニングライン９ａと第２のパターニングライン１０ａの間の領域に、複数の第１の貫通孔（集電孔）７を千鳥格子状に分散配置するものである。

　この複数の第１の貫通孔（集電孔）７を千鳥格子状に分散配置することで、発生電流を、効率よく分散させて、電流経路も短くすることができるため、直列抵抗成分を低減できる。
（第４実施形態）
　図５の第３実施形態の薄膜太陽電池１２における、千鳥格子状に分散配置した複数の第１の貫通孔（集電孔）７が、格子状に配置した例を、本発明の第４実施形態による薄膜太陽電池の平面図として、図６に示す。

　図６は、薄膜太陽電池１３を、受光面から見た平面図であり、第１の貫通孔（集電孔）７が格子状に配置されている以外は、図５の第３実施形態と同じである。
（第５実施形態）
　次に、別の実施形態として、本発明の第５実施形態による薄膜太陽電池の平面図を図７に示す。ここで、図７の（ａ）は受光面側から見た平面図で、（ｂ）は非受光面（裏面）側から見た平面図である。

　第５実施形態と、図１の第１実施形態の相違点は、図７に示す薄膜太陽電池１４の幅方向に複数一定間隔で並んだ第２の貫通孔（接続孔）８の間の同一列上の中間に、第１の貫通孔（集電孔）７を配置し、次の列は、第１の貫通孔（集電孔）７のみを配置して、第２の貫通孔（接続孔）８を配置した列の第２の貫通孔（接続孔）８間の第１の貫通孔（集電孔）７に対して、千鳥格子状に分散配置するように構成したことである。

　図７の配置でも、複数の第２の貫通孔（接続孔）８は、絶縁性基板２の受光面側に形成する第１のパターニングライン９ｂと絶縁性基板２の非受光面側に形成する第２のパターニングライン１０ｂとの間の領域に形成する必要があるが、本発明の第５実施形態（図５）では、等間隔に一列に並んだ第２の貫通孔（接続孔）８同士の間に、第１の貫通孔（集電孔）７が配置されているので、第２のパターニングライン１０ｂは、第１の貫通孔（集電孔）７と第２の貫通孔（接続孔）８の間を屈曲させてジグザグなパターンとして形成する必要がある。しかしながら、このような構成とすることで、第１実施形態～第４実施形態よりも、抵抗の高い透明電極層５で電流が流れる経路を、さらに大幅に短縮することでき、透明電極層５における電力損失（集電ロス）の一層の低減が図れる。
（第６実施形態）
　図７の第５実施形態の薄膜太陽電池１４における、千鳥格子状に分散配置した複数の第１の貫通孔（集電孔）７が、格子状に配置した例を、第６実施形態による薄膜太陽電池の平面図として、図８に示す。

　図８の（ａ）は、薄膜太陽電池１５を、受光面から見た平面図であり、（ｂ）は非受光面（裏面）側から見た平面図である。ここで、第１の貫通孔（集電孔）７が格子状に配置されている構成であることと、第２のパターニングライン１０ｂの屈曲部に対応する受光面側に、分離部１７を設けている点以外は、図７の第５実施形態と同じである。

　屈曲部を複数有する第２のパターニングライン１０ｂは、レーザパターニングで形成するが、この第２のパターニングライン１０ｂ形成時に、屈曲部では、レーザ照射部のスキャンが、瞬間的に遅くなるか止まることになるので、レーザ照射が過剰になり、絶縁性基板２を介して、光電変換層４に結晶化や損傷の影響を与える可能性が高い。そして、光電変換層４に結晶化や損傷が発生すると、透明電極層５と裏面電極層３ａの間が導通してリークが起こる。

　このため、絶縁性基板２の非受光面側に形成する第２のパターニングライン１０ｂの屈曲部に対応する、絶縁性基板２を介して受光面側に形成している、裏面電極層３ａと光電変換層４と透明電極層５のうち、少なくとも透明電極層５を分離部１７として除去することで、その箇所の光電変換層が結晶化や損傷をしても、その上の透明電極層は、分離された発電に寄与せず、電気的に接続されている部分ではないので、リークにはならない。

　この分離部１７は、全体を掘り込む除去をしても良いし、線状の除去であっても良く、図８では、円として記載したが、その形状は限定されず、三角形や四角形など、様々な形状とすることができる。

　次に、それぞれの第２の貫通孔（接続孔）８，８ａの周囲を取り巻くように、透明電極層除去部１６，１６ａを形成する時の透明電極層除去領域の変形例について説明する。
　透明電極層除去領域は、第２の貫通孔（接続孔）８，８ａの周囲全体を除去対象とすることが必要であるが、その除去面積は、小さい方が発電効率が高くなる。しかし、第２の貫通孔（接続孔）８，８ａの数は多く、その周囲のみを除去することは、その正確性と処理時間による製造コストが課題となる可能性がある。そこで、複数の第２の貫通孔（接続孔）８，８ａを、１つの透明電極層除去領域内に位置させ、製造コストを抑えるようにすることもできる。

　まず、本発明の第２実施形態（図４）の変形例による薄膜太陽電池１１ａを、図９に示す。この図９に示す変形例では、２つの第２の貫通孔（接続孔）８ｂ，８ｃを、透明電極層除去部１６ｂ内に位置するようにグループ化した例である。

　次に、第２の貫通孔（接続孔）８ａを２列とした本発明の第４実施形態（図６）に対する４つの変形例を、図１０～図１３に示す。
　第１変形例（図１０）では、２つの第２の貫通孔（接続孔）８ｄ，８ｅを、１つの透明電極層除去部１６ｃ内に位置するようにグループ化している。

　そして、第２変形例（図１１）では、第２の貫通孔（接続孔）８ｄと８ｇ、第２の貫通孔（接続孔）８ｅと８ｆとが、それぞれ同列で隣接して並び、第２の貫通孔（接続孔）８ｄ，８ｅと第２の貫通孔（接続孔）８ｆ，８ｇとは、並びの傾斜方向が互いに対称となって配置している。そして、第２の貫通孔（接続孔）８ｄ，８ｅが透明電極層除去部１６ｃに、第２の貫通孔（接続孔）８ｆ，８ｇが透明電極層除去部１６ｅによって、グループ化している。

　また、第３変形例（図１２）では、第２の貫通孔（接続孔）８ｈと８ｉ、第２の貫通孔（接続孔）８ｊと８ｋとが、それぞれ同列で隣接して並び、そして、第２の貫通孔（接続孔）８ｈと８ｉが透明電極層除去部１６ｅの領域内に位置し、第２の貫通孔（接続孔）８ｊと８ｋが透明電極層除去部１６ｆの領域内に位置するようにグループ化している。

　さらに、第４変形例（図１３）では、４つの第２の貫通孔（接続孔）８ｍ，８ｎ，８ｐ，８ｑが、正方形をなすように配置しており、透明電極層除去部１６ｇ内に配置するようにグループ化した例である。

１，１１，１１ａ，１２，１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１４，１５，２１ 薄膜太陽電池
２，２２ 絶縁性基板
３，２３ 金属電極層
３ａ，２３ａ 裏面電極層
３ｂ，２３ｂ 第１の背面電極層
４，２４ 光電変換層
５，２５ 透明電極層
６，２６ 第２の背面電極層
７，２７ 第１の貫通孔（集電孔）
８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈ，８ｉ，８ｊ，８ｋ，８ｍ，８ｎ，８ｐ，８ｑ，２８， 第２の貫通孔（接続孔）
９，９ａ，９ｂ，２９ 第１のパターニングライン
１０，１０ａ，１０ｂ，３０ 第２のパターニングライン
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ透明電極層除去部
１７　分離部
　

Claims (7)

1. 　絶縁性基板の一方の面には、裏面電極層と光電変換層と透明電極層とが当該順で積層された積層体と、該積層体を、積層の一方向全体を分離する第一のパターニングラインとを形成し、
   　前記絶縁性基板の他方の面には、背面電極層と、
   　該背面電極層の一方向全体でかつ前記第一のパターニングラインに平行な方向に分離する第二のパターニングラインを形成し、
   　前記第一のパターニングラインと前記第二のパターニングラインとが、前記絶縁性基板を介して、互い違いに形成することにより前記絶縁性基板の両面に形成した層が複数のユニットセルに分割され、
   　前記透明電極層と前記背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第１の貫通孔を介して電気的に接続され、前記裏面電極層と前記背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第２の貫通孔を介して電気的に接続され、隣接するユニットセルが直列接続されている薄膜太陽電池において、
   　前記第一のパターニングラインと前記第二のパターニングラインとの間に、前記第２の貫通孔を前記第一のパターニングライン形成方向に複数配置する第一の領域を設け、
   　隣接する前記第一のパターニングラインと前記第二のパターニングラインとの間に、複数の前記第１の貫通孔を分散配置する第二の領域を設け、
   　前記第一の領域と前記第二の領域が交互に設けられており、
   　すべてのそれぞれの前記第２の貫通孔の周囲を、少なくとも囲む前記透明電極層が除去されてなる分離領域を設けている
   ことを特徴とする薄膜太陽電池。
2. 　前記第一の領域には、前記第２の貫通孔が一列に複数個等間隔に配置され、
   　前記第２の貫通孔に接しない幅で前記第一の領域を形成するように前記第一のパターニングラインと前記第二のパターニングラインを形成してなり、
   　前記第二の領域全体に、複数の前記第１の貫通孔が分散配置する構成である
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池。
3. 　一列に複数個等間隔に配置され前記第２の貫通孔の間に、前記第１の貫通孔を有し、前記第一の領域に前記第２の貫通孔のみが存在するように、前記第一のパターニングラインまたは前記第二のパターニングラインのいずれかを屈曲させてなることを特徴とする請求項２に記載の薄膜太陽電池。
4. 　前記第一の領域には、前記第２の貫通孔が複数個等間隔に複数列配置され、
   　前記複数列の両側の前記第２の貫通孔に接しない幅で前記第一の領域を形成するように前記第一のパターニングラインと前記第二のパターニングラインを形成してなり、
   　前記第二の領域全体に、複数の前記第１の貫通孔が分散配置する構成である
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池。
5. 　前記第一の領域の複数列配置された前記第２の貫通孔は、互いに千鳥状に配置していることを特徴とする請求項４に記載の薄膜太陽電池。
6. 　前記第二の領域全体分散配置する複数の前記第１の貫通孔が、複数列をなした等間隔の千鳥状に配置していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜太陽電池。
7. 　前記第二の領域全体分散配置する複数の前記第１の貫通孔が、複数列をなした等間隔の格子状に配置していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜太陽電池。

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