JP2013219143A - 薄膜太陽電池モジュールおよび薄膜太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塵等によるセルストリング全体の短絡不良発生率を低下することができる薄膜太陽電池モジュールおよび薄膜太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】第１方向とは異なる第２方向に延在する並列分割ラインによって隣り合うセルストリングが分離されており、並列分割ラインの間に位置するセルストリングにおいては、隣り合う薄膜太陽電池セル同士が電気的に絶縁されている薄膜太陽電池モジュールと薄膜太陽電池モジュールの製造方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、薄膜太陽電池モジュールおよび薄膜太陽電池モジュールの製造方法に関する。

太陽光のエネルギを直接電気エネルギに変換する太陽電池の種類としては各種のものが実用化されている。なかでも、アモルファスシリコン薄膜または微結晶シリコン薄膜を用いた薄膜太陽電池は、低温プロセスおよび大面積化が容易であるという特徴から低コストで製造可能であるため開発が進められている。

図１１（ａ）に、特許文献１に記載の薄膜太陽電池モジュールの模式的な拡大平面図を示す。図１１（ａ）に示すように、特許文献１に記載の薄膜太陽電池モジュールにおいては、複数の薄膜太陽電池セル１０３が直列接続されてなるセルストリング１０２が、並列分割ライン１０４で分離されている。

また、それぞれのセルストリング１０２は、表面電極を分離する表面電極分割ライン１１１と、隣り合う薄膜太陽電池セル１０３同士を直列接続するコンタクトライン１１２と、裏面電極を分離する裏面電極分割ライン１１３とを有している。

図１１（ｂ）に、図１１（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂに沿った模式的な断面図を示す。図１１（ｂ）に示すように、個々の薄膜太陽電池セル１０３は、基板１０１上に順次積層された表面電極１１４と、光電変換層１１５と、裏面電極１１６との積層体から構成されている。

図１１（ｃ）に、図１１（ａ）のＸＩｃ−ＸＩｃに沿った模式的な断面図を示す。図１１（ｃ）に示すように、個々のセルストリング１０２においては、コンタクトライン１１２において、表面電極１１４と裏面電極１１６とが電気的に接続されることにより、隣り合う薄膜太陽電池セル１０３が直列接続されている。

特開２００９−２１５１３号公報

しかしながら、図１１（ａ）〜（ｃ）に示される特許文献１に記載の薄膜太陽電池モジュールにおいては、たとえば図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、並列分割ライン１０４にたとえば塵１２１が落ちてしまった場合には、塵１２１を通して矢印１２２の方向に電流が流れてしまい、並列分割ライン１０４で分離されているセルストリング１０２間が短絡して、セルストリング全体の短絡不良発生率が上昇してしまうという問題があった。

なお、図１２（ａ）は図１１（ａ）〜（ｃ）に示される特許文献１に記載の薄膜太陽電池モジュールの並列分割ライン１０４に塵１２１が落ちたときの模式的な拡大平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＸＩＩｂ−ＸＩＩｂに沿った模式的な断面図であり、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＸＩＩｃ−ＸＩＩｃに沿った模式的な断面図である。

このような塵１２１によるセルストリング１０２間の短絡を防止する方法として、並列分割ライン１０４の本数を増やす方法が考えられる。たとえば、並列分割ライン１０４の本数を１本から２本に増やした場合には、セルストリング１０２間が短絡する確率がおよそ２分の１になり、１本から３本に増やした場合には、およそ３分の１になると考えられる。

しかしながら、この場合には、たとえば図１３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、複数の並列分割ライン１０４に塵１２１が落ちて、塵１２１を通して矢印１２２の方向に電流が流れてしまい、セルストリング１０２間が短絡して、セルストリング全体の短絡不良発生率が上昇してしまうという問題があった。

なお、図１３（ａ）は図１１（ａ）〜（ｃ）に示される特許文献１に記載の薄膜太陽電池モジュールの並列分割ライン１０４の本数を増やしたときに並列分割ライン１０４に塵１２１が落ちたときの模式的な拡大平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂに沿った模式的な断面図であり、図１３（ｃ）は図１３（ａ）のＸＩＩＩｃ−ＸＩＩＩｃに沿った模式的な断面図である。

上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、塵等によるセルストリング全体の短絡不良発生率を低下することができる薄膜太陽電池モジュールおよび薄膜太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。

本発明は、透明絶縁基板と、透明絶縁基板上に設けられた複数のセルストリングと、を備え、セルストリングは、複数の薄膜太陽電池セルを有し、薄膜太陽電池セルは、透明絶縁基板上に順次積層された、透明電極層と、半導体光電変換層と、裏面電極層と、を含み、透明電極層は第１方向に延在する第１分離溝によって分離され、裏面電極層は第１方向に延在する第２分離溝によって分離されており、隣り合うセルストリングは、第１方向とは異なる第２方向に延在する並列分割ラインによって分離されており、並列分割ラインの間に位置するセルストリングにおいては、隣り合う薄膜太陽電池セル同士が電気的に絶縁されている薄膜太陽電池モジュールである。

ここで、本発明の薄膜太陽電池モジュールにおいては、並列分割ラインの間に位置していないセルストリングにおいて、隣り合う薄膜太陽電池セル同士を電気的に接続するコンタクトラインが形成されており、並列分割ラインの間に位置するセルストリングにおいてはコンタクトラインが形成されていないことが好ましい。

また、本発明の薄膜太陽電池モジュールにおいて、並列分割ラインの間に位置していないセルストリングは、コンタクトラインが形成されていない領域を有しており、コンタクトラインが形成されていない領域の第１方向の端部からの幅は、集積ピッチの０．５倍以下であることが好ましい。

さらに、本発明は、透明絶縁基板上の透明電極層に第１方向に延在する第１分離溝を形成して透明電極層を分離する工程と、透明電極層上に半導体光電変換層を積層する工程と、半導体光電変換層に第１方向に延在するコンタクトラインを形成して半導体光電変換層を分離する工程と、半導体光電変換層上に裏面電極層を積層する工程と、裏面電極層に第１方向に延在する第２分離溝を形成して裏面電極層を分離する工程と、透明電極層、半導体光電変換層および裏面電極層に第１方向とは異なる第２方向に延在する複数の並列分割ラインを形成して複数のセルストリングを形成する工程と、を含み、半導体光電変換層を分離する工程においては、並列分割ラインの間に位置する半導体光電変換層にはコンタクトラインを形成しない薄膜太陽電池モジュールの製造方法である。

また、本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法において、半導体光電変換層を分離する工程は、並列分割ラインの間となる領域を覆うようにマスクを設置する工程と、レーザ光を照射する工程と、を含み、マスクを設置する工程において、マスクは、並列分割ラインの外側となる領域まで覆うように設置されることが好ましい。

また、本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法においては、マスクを設置する工程において、マスクの並列分割ラインとなる領域からのはみ出し量は、集積ピッチの０．５倍以下であることが好ましい。

本発明によれば、塵等によるセルストリング全体の短絡不良発生率を低下することができる薄膜太陽電池モジュールおよび薄膜太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。

実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの模式的な平面図である。 （ａ）は図１に示す実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの模式的な拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂに沿った模式的な断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＩＩｃ−ＩＩｃに沿った模式的な断面図である。 （ａ）は図１に示す実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの並列分割ラインに塵が落ちたときの模式的な拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂに沿った模式的な断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＩＩＩｃ−ＩＩＩｃに沿った模式的な断面図である。 実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。 実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。 実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。 実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。 実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な拡大平面図である。 実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。 実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。 （ａ）は特許文献１に記載の薄膜太陽電池モジュールの模式的な拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂに沿った模式的な断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＸＩｃ−ＸＩｃに沿った模式的な断面図である。 （ａ）は図１１に示す特許文献１に記載の薄膜太陽電池モジュールの並列分割ラインに塵が落ちたときの模式的な拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＩＩｂ−ＸＩＩｂに沿った模式的な断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＸＩＩｃ−ＸＩＩｃに沿った模式的な断面図である。 （ａ）は図１１に示す特許文献１に記載の薄膜太陽電池モジュールの並列分割ラインの本数を増やしたときに並列分割ラインに塵が落ちたときの模式的な拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂに沿った模式的な断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＸＩＩＩｃ−ＸＩＩＩｃに沿った模式的な断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。

図１に、本発明の薄膜太陽電池モジュールの一例である実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの模式的な平面図を示す。図１に示すように、実施の形態の薄膜太陽電池モジュールは、透明絶縁基板１と、透明絶縁基板１上に設けられたセルストリング２と、を備えている。

ここで、透明絶縁基板１上のセルストリング２は、セルストリング２ａと、セルストリング２ｂと、を含んでおり、第１方向５１に、セルストリング２ｂ、セルストリング２ａおよびセルストリング２ｂの順に配列されている。

また、セルストリング２ａと、セルストリング２ｂとは、第２方向５２に延在する並列分割ライン４によって分離されている。なお、第２方向５２は、第１方向５１とは異なる方向であって、本実施の形態においては、第１方向５１と第２方向５２とは、９０°の角度を為しているが、これに限定されるものではない。

セルストリング２ａおよびセルストリング２ｂは、それぞれ、複数の薄膜太陽電池セル３を有しており、セルストリング２ｂにおいては、隣り合う薄膜太陽電池セル３が第２方向５２に直列に接続されて構成されている。また、セルストリング２ａおよびセルストリング２ｂは、第１方向５１に延在するバスバー５によって電気的に接続されている。

また、薄膜太陽電池モジュールの周縁には、セルストリング２が形成されていない領域である周縁溝６が設けられており、透明絶縁基板１の周縁が露出している。

図２（ａ）に、図１に示す実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの模式的な拡大平面図を示す。ここで、セルストリング２ａ，２ｂは、それぞれ、透明電極層を分離する第１分離溝１１と、裏面電極層を分離する第２分離溝１３とを有している。第１分離溝１１および第２分離溝１３は、それぞれ、第１方向５１に延在している。

また、セルストリング２ｂには、それぞれ、第２方向５２に配列された薄膜太陽電池セル３同士を電気的に接続するコンタクトライン１２が設けられているが、セルストリング２ａにはコンタクトライン１２が設けられていない。なお、セルストリング２ｂのコンタクトライン１２は、第１方向５１に延在している。

図２（ｂ）に、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂに沿った模式的な断面図を示す。図２（ｂ）に示すように、個々の薄膜太陽電池セル３は、透明絶縁基板１上に順次積層された透明電極層１４と、半導体光電変換層１５と、裏面電極層１６との積層体から構成されている。

図２（ｃ）に、図２（ａ）のＩＩｃ−ＩＩｃに沿った模式的な断面図を示す。図２（ｃ）に示すように、並列分割ライン４の間に位置するセルストリング２ａにおいては、隣り合う薄膜太陽電池セル３同士を電気的に接続するコンタクトライン１２が設けられていない。そのため、セルストリング２ａにおいては、第２方向５２に隣り合う薄膜太陽電池セル３同士が電気的に絶縁されている。

したがって、本実施の形態の薄膜太陽電池モジュールにおいては、たとえば図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、並列分割ライン４に、たとえば塵２１が落ちて、塵２１を通して矢印２２の方向に電流が流れてしまった場合でも、並列分割ライン４の間に位置するセルストリング２ａにおいては、隣り合う薄膜太陽電池セル３同士が電気的に絶縁されているため、矢印２３の方向には電流が流れない。

そのため、本実施の形態の薄膜太陽電池モジュールにおいては、塵２１等によるセルストリング２ｂ間の短絡の発生を抑制することができるため、塵２１等によるセルストリング２全体の短絡不良発生率を低下することができる。

なお、図３（ａ）は、図１に示す実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの並列分割ライン４に塵２１が落ちたときの模式的な拡大平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂに沿った模式的な断面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）のＩＩＩｃ−ＩＩＩｃに沿った模式的な断面図である。

以下、図４〜図１０を参照して、実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一例について説明する。まず、図４の模式的断面図に示すように、透明絶縁基板１上に透明電極層１４を積層する。

透明絶縁基板１としては、たとえばガラス基板などを用いることができる。また、透明電極層３としては、たとえばＳｎＯ₂（酸化スズ）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＺｎＯ（酸化亜鉛）からなる層等を用いることができる。

透明電極層１４の積層方法は特に限定されず、たとえば従来から公知のスパッタリング法、蒸着法またはイオンプレーティング法などを用いることができる。

次に、図５の模式的断面図に示すように、透明絶縁基板１上の透明電極層１４に、第１方向５１に延在する第１分離溝１１を形成して透明電極層１４を分離する。

第１分離溝１１の形成方法は特に限定されず、たとえば第１方向５１にレーザ光を移動させながらレーザ光を透明絶縁基板１側から照射して透明電極層１４をストライプ状に除去する方法などを用いることができる。なお、第１分離溝１１の形成に用いられるレーザ光としては、たとえば、ＹＡＧレーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）を挙げることができる。

次に、図６の模式的断面図に示すように、透明電極層１４上に半導体光電変換層１５を積層する。これにより、図６に示すように、半導体光電変換層１５で第１分離溝１１が埋められる。

半導体光電変換層１５としては、たとえばアモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構造、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構造と微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構造とを組み合わせたタンデム構造、またはアモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構造と微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構造との間にＺｎＯ等からなる中間層が挿入された構造などを用いることができる。また、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層およびｉ層と微結晶シリコン薄膜からなるｎ層とを組み合わせた構造のように、ｐ層、ｉ層およびｎ層のうち少なくとも１層をアモルファスシリコン薄膜から構成し、残りの層を微結晶シリコン薄膜から構成して、ｐ層、ｉ層およびｎ層にアモルファスシリコン薄膜からなる層と微結晶シリコン薄膜からなる層とを混在させてもよい。

また、上記において、アモルファスシリコン薄膜としては、シリコンの未結合手（ダングリングボンド）が水素で終端された水素化アモルファスシリコン系半導体（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなる薄膜を用いることができ、微結晶シリコン薄膜としてはシリコンの未結合手（ダングリングボンド）が水素で終端された水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなる薄膜を用いることができる。

また、上記において、半導体光電変換層１５の厚みは、たとえば２００ｎｍ以上５μｍ以下とすることができる。

半導体光電変換層１５の積層方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などを用いることができる。

次に、図７の模式的断面図に示すように、半導体光電変換層１５に第１方向５１に延在するコンタクトライン１２を形成して半導体光電変換層１５を分離する。

コンタクトライン１２の形成方法は特に限定されず、たとえば第１方向５１にレーザ光を移動させながらレーザ光を透明絶縁基板１側から照射して半導体光電変換層１５をストライプ状に除去する方法などを用いることができる。なお、コンタクトライン１２の形成に用いられるレーザ光としては、たとえば、ＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を挙げることができる。

ここで、本実施の形態の薄膜太陽電池モジュールの製造方法においては、並列分割ライン４の間の領域に位置するセルストリング２ａの半導体光電変換層１５の領域にはコンタクトライン１２が形成されない。

したがって、たとえば、図８の模式的拡大平面図に示すように、並列分割ライン４の間となる領域を覆うようにマスク３１を設置し、その後、レーザ光を照射することによってマスク３１で覆われた領域にはコンタクトライン１２を形成しないようにすることができる。

これにより、並列分割ライン４の外側に位置するセルストリング２ｂの半導体光電変換層１５となる領域にはコンタクトライン１２を形成することができるが、並列分割ライン４の間に位置するセルストリング２ａの半導体光電変換層１５となる領域にはコンタクトライン１２が形成されないようにすることができる。

また、マスク３１は、たとえば図８に示すように、並列分割ライン４の外側となる領域まで覆うように設置されることが好ましい。しかしながら、マスク３１が並列分割ライン４の外側となる領域にはみ出しすぎると、セルストリング２ｂの隣り合う薄膜太陽電池セル３間の電気的接続の抵抗が大きくなってしまうため、薄膜太陽電池モジュールの出力の低下に繋がる。

ここで、マスク３１の並列分割ライン４となる領域からのはみ出し量Ｌ（セルストリング２ｂのコンタクトライン１２が形成されていない領域のセルストリング２ｂの第１方向５１における端部からの幅Ｌ）は、集積ピッチの０．５倍以下であることが好ましい。この場合には薄膜太陽電池モジュールの出力の低下を抑えることができる傾向が大きくなる。薄膜太陽電池モジュールの集積ピッチは、電極の抵抗を考慮して決定されているため、マスク３１のはみ出し量Ｌを決定する１つの指標となる。

なお、薄膜太陽電池モジュールの集積ピッチは、隣り合う第１分離溝１１間の間隔、隣り合うコンタクトライン１２間の間隔、および隣り合う第２分離溝１３間の間隔の少なくとも１つの間隔を意味する。

次に、図９の模式的断面図に示すように、半導体光電変換層１５上に裏面電極層１６を積層する。これにより、図９に示すように、裏面電極層１６でコンタクトライン１２が埋められる。

裏面電極層１６としては、たとえば、銀またはアルミニウムからなる金属薄膜と、ＺｎＯ等の透明導電膜との積層体などを用いることができる。ここで、金属薄膜の厚みはたとえば１００ｎｍ以上１μｍ以下とすることができ、透明導電膜の厚みはたとえば２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができる。

裏面電極層１６としては、金属薄膜の単層または複数層のみを用いてもよいが、単層または複数層の金属薄膜からなる裏面電極層１６と半導体光電変換層１５との間にＺｎＯ等の透明導電膜を設置した場合には、金属薄膜からなる裏面電極層１６から半導体光電変換層１５に金属原子が拡散するのを防止することができ、さらに裏面電極層１６による太陽光の反射率が向上する傾向にある点で好ましい。

裏面電極層１６の積層方法は特に限定されないが、たとえばスパッタリング法などを用いることができる。

次に、図１０の模式的断面図に示すように、裏面電極層１６に第１方向５１に延在する第２分離溝１３を形成して裏面電極層１６を分離する。

第２分離溝１３の形成方法は特に限定されず、たとえば第１方向５１にレーザ光を移動させながらレーザ光を透明絶縁基板１側から照射して半導体光電変換層１５および裏面電極層１６をストライプ状に除去する方法などを用いることができる。なお、第２分離溝１３の形成に用いられるレーザ光としては、たとえば、ＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を挙げることができる。

次に、図１に示すように、透明絶縁基板１の周縁に周縁溝６を形成する。
周縁溝６の形成方法は特に限定されず、たとえば透明絶縁基板１の周縁に沿ってレーザ光を移動させながらレーザ光を透明絶縁基板１側から照射して透明電極層１４、半導体光電変換層１５および裏面電極層１６を除去する方法などを用いることができる。なお、周縁溝６の形成に用いられるレーザ光としては、たとえば、ＹＡＧレーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）を挙げることができる。

次に、図１に示すように、第２方向５２に延在する複数の並列分割ライン４を形成して複数のセルストリング２ａ，２ｂを形成する。ここで、並列分割ライン４は、透明電極層１４、半導体光電変換層１５および裏面電極層１６に形成される。

並列分割ライン４の形成方法は特に限定されず、たとえば第２方向５２に第１レーザ光を移動させながらレーザ光を透明絶縁基板１側から照射して半導体光電変換層１５および裏面電極層１６をストライプ状に除去した後に、第１レーザ光の照射領域に沿って第２方向５２に第２レーザ光を移動させながらレーザ光を透明絶縁基板１側から照射して透明電極層１４をストライプ状に除去する方法などを用いることができる。

なお、第１レーザ光としては、たとえば、ＹＡＧレーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を挙げることができる。また、第２レーザ光としては、たとえば、ＹＡＧレーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）またはＹＶＯ₄レーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）を挙げることができる。

上記のようにして、図１および図２に示される形状に、複数の並列分割ライン４を形成することができる。

その後、図１に示されるように、裏面電極層１６上にバスバー５を形成し、裏面電極層１６の表面上に、たとえば、ＥＶＡシートを設置し、ＥＶＡシート上にＰＥＴ（ポリエステル）／Ａｌ（アルミニウム）／ＰＥＴの３層積層フィルムからなる保護フィルムを設置した後に、これらを加熱圧着することによって、図１に示す本実施の形態の薄膜太陽電池モジュールが完成する。

上述したように、本実施の形態の薄膜太陽電池モジュールにおいては、並列分割ライン４の間に位置するセルストリング２ａには、コンタクトライン１２が設けられておらず、隣り合う薄膜太陽電池セル３同士が電気的に絶縁されている。そのため、仮に並列分割ライン４に塵２１等が落ちたとしても、塵２１等によるセルストリング２ｂ間の短絡の発生を抑制することができることから、塵２１等によるセルストリング２全体の短絡不良発生率を低下することができる。

＜実施例１＞
まず、図４に示すように、ＳｎＯ₂からなる透明電極層１４が積層された幅５６０ｍｍ×長さ９２５ｍｍの矩形状の表面を有するガラス基板からなる透明絶縁基板１を用意した。

次に、透明絶縁基板１側からＹＡＧレーザ光の基本波を第１方向５１に移動させながら照射することによって、図５に示すように、透明絶縁基板１上の透明電極層１４に第１方向５０に延在する第１分離溝１１を形成して透明電極層１４を分離した。第１分離溝１１としては、１本当たり０．０８ｍｍの幅の第１分離溝１１を４４本形成した。ここで、第１分離溝１１は、隣接する第１分離溝１１間の距離が等間隔（発電エリアのみ）となるように形成された。そして、純水を用いて、透明絶縁基板１の超音波洗浄を行なった。

次に、プラズマＣＶＤ法により、ボロンがドープされた水素化アモルファスシリコン系半導体（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｐ層、ノンドープの水素化アモルファスシリコン系半導体（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｉ層およびリンがドープされた水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｎ層ならびに水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｐ層、水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｉ層および水素化微結晶シリコン系半導体（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなるｎ層をこの順序で形成して、図６に示すように、透明電極層１４上に半導体光電変換層１５を積層した。これにより、第１分離溝１１が半導体光電変換層１５により埋められた。

続いて、透明絶縁基板１側から、ＹＡＧレーザ光の第２高調波を第１方向５１に移動させながら照射することによって、図７に示すように、半導体光電変換層１５に第１方向５０に延在するコンタクトライン１２を形成して半導体光電変換層１５を分離した。

なお、コンタクトライン１２の際には、図８に示すように、並列分割ライン４の間となる領域を覆うように透明絶縁基板１上にマスク３１を設置し、透明絶縁基板１側からＹＡＧレーザ光の第２高調波を照射することによって、マスク３１で覆われた領域にはコンタクトライン１２が形成されないようにした。

これにより、並列分割ライン４の外側に位置するセルストリング２ｂの半導体光電変換層１５となる領域にはコンタクトライン１２が形成され、並列分割ライン４の間の領域に位置するセルストリング２ａの半導体光電変換層１５となる領域にはコンタクトライン１２が形成されないようにした。

また、マスク３１は、たとえば図８に示すように、並列分割ライン４の外側となる領域まで覆うように設置し、マスク３１の並列分割ライン４となる領域からのはみ出し量Ｌ（セルストリング２ｂのコンタクトライン１２が形成されていない領域のセルストリング２ｂの第１方向５１における端部からの幅Ｌ）は、集積ピッチの０．５倍以下とした。

次に、ＺｎＯからなる透明導電膜および銀からなる金属薄膜をスパッタリング法により順次形成することによって、図９に示すように、半導体光電変換層１５上に裏面電極層１６を形成した。これにより、コンタクトライン１２が裏面電極層１６により埋められた。

次に、透明絶縁基板１側から、ＹＡＧレーザ光の第２高調波を第１方向５１に移動させながら照射することによって、図１０に示すように、半導体光電変換層１５および裏面電極層１６に第１方向５１に延在する第２分離溝１３を形成して、半導体光電変換層１５および裏面電極層１６を分離した。

次に、透明絶縁基板１の周縁に沿ってＹＡＧレーザ光の基本波を移動させながら透明絶縁基板１側から照射して透明電極層１４、半導体光電変換層１５および裏面電極層１６を除去することによって、図１に示すように、透明絶縁基板１の周縁に周縁溝６を形成した。

次に、透明絶縁基板１側から、第２方向５２にＹＡＧレーザ光の第２高調波を移動させながら照射することによって半導体光電変換層１５および裏面電極層１６をストライプ状に除去した。その後、ＹＡＧレーザ光の第２高調波の照射領域に沿って、ＹＡＧレーザ光の第２高調波の照射領域よりも狭い幅で第２方向５２にＹＡＧレーザ光の基本波を移動させながら照射することによって透明電極層１４をストライプ状に除去した。これにより、図１および図２に示す形状に、２本の並列分割ライン４を形成して３つのセルストリング２ｂ，２ａ，２ｂを形成した。

その後、図１に示されるように、裏面電極層１６上にバスバー５を形成し、裏面電極層５の表面上に、ＥＶＡシートを設置し、ＥＶＡシート上にＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴの３層積層フィルムからなる保護フィルムを設置した後に、これらを加熱圧着することによって、実施例１の薄膜太陽電池モジュールを完成させた。

実施例１の薄膜太陽電池モジュールにおいては、３つのセルストリング２ｂ，２ａ，２ｂは、それぞれ、４５個の薄膜太陽電池セル３を有していた。また、２つのセルストリング２ｂにおいては、それぞれ、第２方向５２に薄膜太陽電池セル３が４５段直列に接続されていた。

上記のようにして、実施例１の薄膜太陽電池モジュールを量産したところ、実施例１の薄膜太陽電池モジュールにおけるセルストリング２全体の短絡不良発生率は、０．００２２％であった。

＜実施例２＞
第２方向に延在する並列分割ライン４の本数を３本にしたこと以外は実施例１と同様にして実施例２の薄膜太陽電池モジュールを量産した。その結果、実施例２の薄膜太陽電池モジュールにおけるセルストリング２全体の短絡不良発生率は、０．００００３％であった。

＜比較例１＞
並列分割ライン４の間の領域に位置する半導体光電変換層１５の領域の上方にマスク３１を設置せずにコンタクトライン１２を形成して、セルストリング２ａにもコンタクトライン１２を形成したこと以外は実施例１と同様にして比較例１の薄膜太陽電池モジュールを量産した。その結果、比較例１の薄膜太陽電池モジュールにおけるセルストリング２全体の短絡不良発生率は、０．１％であった。

＜比較例２＞
第２方向に延在する並列分割ライン４の本数を３本にしたこと以外は比較例１と同様にして比較例２の薄膜太陽電池モジュールを量産した。その結果、比較例２の薄膜太陽電池モジュールにおけるセルストリング２全体の短絡不良発生率は、０．０６７％であった。

＜まとめ＞
上記のように、実施例１および実施例２の薄膜太陽電池モジュールにおいては、並列分割ライン４の間に位置するセルストリング２ａにコンタクトライン１２を形成せずに、隣り合う薄膜太陽電池セル３同士が電気的に絶縁されているため、比較例１および比較例２の薄膜太陽電池モジュールと比べて、セルストリング２全体の短絡不良発生率を大幅に低減できたと考えられる。

以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および各実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、薄膜太陽電池モジュールおよび薄膜太陽電池モジュールの製造方法に利用することができる。

１ 透明絶縁基板、２，２ａ，２ｂ セルストリング、３ 薄膜太陽電池セル、４ 並列分割ライン、５ バスバー、６ 周縁溝、１１ 第１分離溝、１２ コンタクトライン、１３ 第２分離溝、１４ 透明電極層、１５ 半導体光電変換層、１６ 裏面電極層、２１ 塵、２２，２３ 矢印、３１ マスク、５１ 第１方向、５２ 第２方向、１０２ セルストリング、１０３ 薄膜太陽電池セル、１０４ 並列分割ライン、１１１ 表面電極分割ライン、１１２ コンタクトライン、１１３ 裏面電極分割ライン、１１４ 表面電極、１１５ 光電変換層、１１６ 裏面電極、１２１ 塵、１２２ 矢印。

Claims (6)

1. 透明絶縁基板と、
   前記透明絶縁基板上に設けられた複数のセルストリングと、を備え、
   前記セルストリングは、複数の薄膜太陽電池セルを有し、
   前記薄膜太陽電池セルは、前記透明絶縁基板上に順次積層された、透明電極層と、半導体光電変換層と、裏面電極層と、を含み、
   前記透明電極層は第１方向に延在する第１分離溝によって分離され、
   前記裏面電極層は前記第１方向に延在する第２分離溝によって分離されており、
   隣り合う前記セルストリングは、前記第１方向とは異なる第２方向に延在する並列分割ラインによって分離されており、
   前記並列分割ラインの間に位置する前記セルストリングにおいては、隣り合う前記薄膜太陽電池セル同士が電気的に絶縁されている、薄膜太陽電池モジュール。
2. 前記並列分割ラインの間に位置していない前記セルストリングにおいては、隣り合う前記薄膜太陽電池セル同士を電気的に接続するコンタクトラインが形成されており、
   前記並列分割ラインの間に位置する前記セルストリングにおいては、前記コンタクトラインが形成されていない、請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュール。
3. 前記並列分割ラインの間に位置していない前記セルストリングは、前記コンタクトラインが形成されていない領域を有しており、
   前記コンタクトラインが形成されていない前記領域の前記第１方向の端部からの幅は、集積ピッチの０．５倍以下である、請求項２に記載の薄膜太陽電池モジュール。
4. 透明絶縁基板上の透明電極層に第１方向に延在する第１分離溝を形成して前記透明電極層を分離する工程と、
   前記透明電極層上に半導体光電変換層を積層する工程と、
   前記半導体光電変換層に前記第１方向に延在するコンタクトラインを形成して前記半導体光電変換層を分離する工程と、
   前記半導体光電変換層上に裏面電極層を積層する工程と、
   前記裏面電極層に第１方向に延在する第２分離溝を形成して前記裏面電極層を分離する工程と、
   前記透明電極層、前記半導体光電変換層および前記裏面電極層に前記第１方向とは異なる第２方向に延在する複数の並列分割ラインを形成して複数のセルストリングを形成する工程と、を含み、
   前記半導体光電変換層を分離する工程においては、前記並列分割ラインの間に位置する前記半導体光電変換層には前記コンタクトラインを形成しない、薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
5. 前記半導体光電変換層を分離する工程は、前記並列分割ラインの間となる領域を覆うようにマスクを設置する工程と、レーザ光を照射する工程と、を含み、
   前記マスクを設置する工程において、前記マスクは、前記並列分割ラインの外側となる領域まで覆うように設置される、請求項４に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
6. 前記マスクを設置する工程において、前記マスクの前記並列分割ラインとなる領域からのはみ出し量は、集積ピッチの０．５倍以下である、請求項５に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法。

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