JP5165799B2 - 太陽電池の評価方法及び評価装置 - Google Patents
太陽電池の評価方法及び評価装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5165799B2 JP5165799B2 JP2011547569A JP2011547569A JP5165799B2 JP 5165799 B2 JP5165799 B2 JP 5165799B2 JP 2011547569 A JP2011547569 A JP 2011547569A JP 2011547569 A JP2011547569 A JP 2011547569A JP 5165799 B2 JP5165799 B2 JP 5165799B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- evaluation
- electrode layer
- groove
- solar cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 200
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 172
- 238000000034 method Methods 0.000 description 70
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 70
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 53
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 47
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 43
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 29
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 21
- 239000010408 film Substances 0.000 description 19
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 14
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 13
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 9
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 9
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000009828 non-uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
- H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
本願は、2009年12月22日に出願された特願2009−290985号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
このような上下電極と半導体膜からなる光電変換体を備えたアモルファスシリコン太陽電池においては、基板上に広い面積で均一に各層を成膜しただけでは電位差が小さく、また抵抗値が大きくなる問題がある。そのため、例えば、光電変換体を所定のサイズごとに電気的に区画した区画素子を形成し、互いに隣接する区画素子を電気的に接続することにより、アモルファスシリコン太陽電池が構成されている。具体的には、基板上に広い面積で均一に形成された光電変換体に、レーザ光などでスクライブ線(スクライブライン)と称される溝を形成して多数の短冊状の区画素子を得て、この区画素子が電気的に直列に接続された構造が採用される。
更に、薄膜太陽電池の大型化に伴い、成膜条件又は成膜装置の状態に起因して、薄膜面に平行な方向において不均一な光電変換効率の分布が生じ易く、太陽電池の品質にばらつきが生じ易い。
そこで、光電変換効率を精度良く測定でき、不均一な光電変換効率の分布が生じている場合には、不均一な分布を生じさせている箇所を精度良く特定できる技術の開発が望まれている。
まず、図8Aに示すように、光透過性を有する基板11’上に第一電極層13(下部電極)及び半導体層14’をこの順に積層する。
次いで、図8Bに示すように、半導体層14’上に、所望のパターンを有する第二電極層15’(上部電極)を形成するために用いられるマスク91をパターニングによって半導体層14’上に形成する。マスクを形成する方法としては、例えば、半導体層14’上にフォトレジストを積層し、露光及び現像を行うなど、公知のパターニング方法が用いられる。
次いで、図8Cに示すように、マスク91がパターニングされた半導体層14’上に、第二電極層15’を積層する。その後、図8Dに示すように、マスク91を除去し、第二電極層15’をパターニングする。
次いで、図8Eに示すように、マスク91の除去により露出されている半導体層14’の一部を除去し、除去部を形成する。その後、図8Fに示すように、除去部の一部において、第一電極層13及び半導体層14’に接触するように、且つ第二電極層15’に接触しないように、導電層92を設ける。この方法によって、基板11’と第二電極層15’とが電気的に接続して、ミニセル10aが作製される。導電層92の材料としては、例えば、はんだを用いることができる。図9は、このようなミニセル10aを備えた太陽電池10’の概略平面図を示す。
本発明の技術範囲は、以下に述べる実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図1Aは、本発明の第1実施形態の評価方法が適用される太陽電池を示す概略断面図である。図1Bは、図1Aの符号Aで示された部分を示す拡大断面図である。
太陽電池10は、基板11の第1面11aに、少なくとも第一電極層13(下部電極),半導体層14,及び第二電極層15(上部電極)がこの順に積層された光電変換体12を備える。
第1実施形態においては、光電変換体12を構成する第二電極15上に、更に絶縁性の樹脂等からなる保護層(図示略)が形成されていてもよい。
このようなタンデム型の半導体層の場合、太陽電池に照射される光の波長帯域に応じて、光電変換が行われる層(膜厚、膜材料の種類等)を調節することができる。
以下、評価方法の各工程について、図1A及び図1Bに例示する太陽電池の場合について、図2A〜図3Dを引用しながら順次説明する。
図2A〜図3Dは、本発明の第1実施形態の評価方法を説明する図であり、図2A〜図2Dはミニセルを作製する工程を説明する概略断面図、図3A〜図3Dは概略平面図である。
本発明の第1実施形態の評価方法においては、まず、図2A及び図3Aに示すように、基板11の第1面11a上に第一電極層13及び半導体層14をこの順に積層する。その後、所定の評価領域を囲むように半導体層14を除去し、第一の溝140aを形成する工程(第一の溝形成工程)を行う。ここで、所定の評価領域とは、図2Aにおける第一の溝140aの間に位置する領域であり、図3Aにおける第一の溝140aで囲まれた領域である。
第一電極層13及び半導体層14を形成する方法としては、公知の方法が用いられる。また、第一電極層13及び半導体層14の厚さは、従来の太陽電池の層構造における厚さと同様でよい。
レーザーの波長としては、波長が500〜560nm程度の範囲内であることが好ましく、通常、532nmの緑色レーザーを用いることが好ましい。
レーザーの照射方法としては、基板11の第2面11b(第一電極層13が形成される面とは反対の面)に向けてレーザーを照射することが好ましい。
ただし、容易に溝を形成することができる点で、第一の溝140aの幅Waが全体にわたって同じである構造が、最も好ましい。
本発明の第1実施形態においては、第一電極層13が除去されていない構造が例示されているが、本発明の効果を妨げない範囲において、半導体層14に近い第一電極層13の一部が除去されていてもよい。
通常、領域Raの表面積は、36〜225mm2程度であることが好ましく、64〜144mm2程度であることがより好ましい。
領域Raの表面形状が、例えば、図3Aに示すように略四角形である場合には、その一辺の長さは6〜15mm程度であることが好ましく、8〜12mm程度であることがより好ましい。
また、領域Raは、このような複数の形状のうち二種以上の形状が組み合わされた複合形状で形成されてもよく、更にこのような複数の形状のいずれにも属さない不定形状で形成されてもよい。
ただし、容易に領域Raを形成することができる点で、領域Raが多角形状、特に略四角形状で形成されていることが最も好ましい。
本発明の第1実施形態の評価方法においては、第一の溝形成工程の後に、図2B及び図3Bに示すように、第一の溝140aが形成された基板11上の面に第二電極層15を積層させ、第一の溝140aに第二電極層15を埋没させる(第二電極層形成工程)。第二電極層15を形成する方法としては、公知の方法が用いられる。
また、第二電極層15の厚さは、第一の溝140aに埋没している第二電極層15の厚さを除いて、従来の太陽電池の層構造における厚さと同様でよい。
第二電極層形成工程を行うことにより、第一の溝140aに埋没されている第二電極層15の部位を通じて、第二電極層15と第一電極層13とを電気的に接触させることが可能になる。
本発明の第1実施形態の評価方法においては、第二電極層形成工程の後に、図2C及び図3Cに示すように、基板11に平行な方向における第一の溝140aによって囲まれた内側領域において、半導体層14及び第二電極層15を除去することによって、第二の溝140bを形成する(第二の溝形成工程)。この工程によって、周辺領域から電気的に絶縁された評価領域が形成される。
第二の溝140bを形成することによって、第二の溝140bによって囲まれて、領域Raから絶縁された評価領域Rbを含むミニセル10aが形成された太陽電池10が得られる。
ただし、容易に溝を形成することができる点で、第二の溝140bの幅Wbが全体にわたって同じである構造が、最も好ましい。
本発明の第1実施形態においては、第一電極層13が除去されていない構造が例示されているが、本発明の効果を妨げない範囲において、半導体層14に近い第一電極層13の一部が除去されていてもよい。
通常、評価領域Rbの表面積は、1〜100mm2程度であることが好ましく、9〜49mm2程度であることがより好ましい。
評価領域Rbの表面形状が、例えば、図3Aに示すように略四角形状である場合には、その一辺の長さは1〜10mm程度であることが好ましく、3〜7mm程度であることがより好ましい。
また、評価領域Rbは、このような複数の形状のうち二種以上の形状が組み合わされた複合形状で形成されてもよく、更にこのような複数の形状のいずれにも属さない不定形状で形成されてもよい。
ただし、容易に評価領域Rbを形成することができる点で、評価領域Rbが多角形状、特に略四角形状で形成されていることが最も好ましい。
本発明の第1実施形態の評価方法においては、第二の溝形成工程の後に、図2D及び図3Dに示すように、半導体層14及び第二電極層15を除去して第三の溝140cを形成する工程(第三の溝形成工程)を行うことが好ましい。この工程においては、基板11に平行な方向にて、第二電極層15が埋没されている第一の溝140aの外側領域(第一の溝140aによって囲まれた内側領域の外に位置する領域)に第三の溝140cが形成される。この工程によって、第一の溝140a全体を含む領域が周辺領域から電気的に絶縁される。換言すると、第三の溝形成工程を行うことで、第三の溝140cによって囲まれた領域Rcが周辺領域から電気的に絶縁され、評価領域Rbにおける光電変換効率を一層高精度に評価することができる。ここで領域Rcは、評価領域Rbを含む領域Raを包含している。
第三の溝140cの幅Wcは、領域Rcが周辺領域から電気的に絶縁される限り、特定の幅に限定されない。幅Wcは、第二の溝140bの幅Wbと同様でよい。
第二の溝140bが存在しないと仮定した場合において、図3Dの平面図における領域Rcの表面積は、平面図における領域Raの表面積よりも大きくなるように任意に設定できる。例えば、光電変換効率を評価する時に使用する電流電圧測定器等のプローブ間の距離等を考慮して、領域Rcの表面積を設定することが好ましい。
第二の溝140bが存在しないと仮定した場合において、平面図における領域Rcの形状は、領域Ra又は評価領域Rbの形状と同様でよい。
第三の溝140cの形態(構造)は、第二の溝140bと同様でよい。
本発明の第1実施形態の評価方法においては、第一電極層13が除去されていない状態が例示されているが、本発明の効果を妨げない範囲内において、半導体層14に近い第一電極層13の一部が除去されていてもよい。
本発明の第1実施形態の評価方法においては、第三の溝形成工程の後に、又は第三の溝形成工程を行わない場合には第二の溝形成工程の後に、周辺領域から絶縁された評価領域を含む領域に光を照射する(照射工程)。
例えば、図2A〜図3Dに示すミニセル10aが形成された後の太陽電池10に光を照射する場合、光が照射される領域は、評価領域Rbを含んでいればよく、評価領域Rbの外側に位置する領域に光が照射されてもよい。図4Aに示すように、光は、太陽電池10の基板11に照射され、基板11を通じて半導体層14に入射する。
ミニセル10aにおいては、評価領域Rbが周辺領域から電気的に絶縁されているので、照射工程を行う際に遮光板等で光が照射される領域を限定する工程が不要であり、照射工程を簡便に行うことできる。
本発明の第1実施形態の評価方法においては、次いで、評価領域を含む領域に光が照射されている時の評価領域における電流電圧特性を測定する(測定工程)。
例えば、図2A〜図3Dに示す太陽電池10の電流電圧特性を測定する場合、図4A及び図4Bに例示するように測定工程は行われる。
図4A及び図4Bは、第1実施形態の測定工程における電流電圧特性の測定方法を説明する図であり、図4Aは概略断面図であり、図4Bは概略平面図である。
また、図4A及び図4Bに示された矢印は、測定時の電流を表している。
図4A及び図4Bに示すミニセル10aにおいては、評価領域Rbに形成されている第二電極層15に第1プローブ330A(電流電圧特性測定部、測定部)が接触配置される。基板11に平行な方向における第二の溝140bよりも外側(第二の溝140bによって囲まれた領域の外側)に位置しかつ第一の溝140aに近い位置に形成されている第二電極層15に第2プローブ330B(電流電圧特性測定部、測定部)が接触配置される。第1プローブ330Aから第2プローブ330Bに向けて電流が流れることにより、ミニセル10aの電流電圧特性が測定される。ここで、第二電極層15は、光が照射される太陽電池10の面とは反対に位置する面に形成されている。
このように電流電圧特性を測定することによって、周辺領域から絶縁された評価領域Rbを囲むと共に第一の溝140aに埋没されている第二電極層15を介して、電流電圧特性を測定できる。
この時、評価領域Rbは、その他の領域(周辺領域)から確実に絶縁されているので、その他の領域の影響を受けることがない。
例えば、図4Aに示すように、このような第一の溝140aの真上に第二電極層15の凹状部150aが形成されている場合、凹状部150aを跨ぐようにして、二つの第2プローブ330Bが配置されてもよい。また、二つの第2プローブ330Bの両方が、基板に平行な方向における凹状部150aと第二の溝140bとの間の位置(内側位置)に配置されてもよい。また、二つの第2プローブ330Bの両方が、基板に平行な方向における凹状部150aと第三の溝140cとの間の位置(外側位置)に配置されてもよい。また、二つの第2プローブ330Bのいずれか一方又は両方が凹状部150a上に配置されてもよい。
なお、本発明の第1実施形態の評価方法においては、プローブ330A,330Bを用いることによって、ミニセル10aに電圧を印加し、ミニセル10aに流れる電流(または抵抗)を測定してもよい。例えば、ミニセル10aに光が照射されていない状態で、第一電極層13と第二電極層15との間に電圧を印加してミニセル10aの電極間の抵抗を測定する場合、電流電圧特性を測定する前にミニセル10aに欠陥があるか否かを検出することができる。
また、ミニセル10aの電極間の抵抗と電流電圧特性との関係も測定することができる。
また、大型太陽電池の光電変換効率を評価する場合であっても、基板に平行な方向における中央部に近い近傍領域の光電変換効率を測定するために要求される、太陽電池を複数個に分割する工程も不要である。更に、遮光板等で光が照射される領域を限定する工程も不要である。
このように、太陽電池の所定領域における光電変換効率を簡便かつ高精度に評価することができる点で、本発明の第1実施形態の評価方法は従来の評価方法よりも顕著に優れる。
本発明の第1実施形態の太陽電池の評価装置は、上述した評価方法に用いられる。この評価装置は、基板上に第一電極層及び半導体層をこの順に積層する第一の積層装置と、所定の評価領域を囲むように前記半導体層を除去することによって第一の溝を形成する第一の除去装置と、前記第一の溝が形成された前記半導体層上に第二電極層を積層することによって、前記第一の溝に前記第二電極層を埋没させる第二の積層装置と、前記基板に平行な方向における前記第一の溝によって囲まれた内側領域において、前記半導体層及び前記第二電極層を除去することによって第二の溝を形成し、前記評価領域を周辺領域から電気的に絶縁する第二の除去装置と、前記周辺領域から電気的に絶縁された前記評価領域を含む領域に光を照射する光照射部と、前記評価領域を含む領域に光が照射されている時の前記評価領域における電流電圧特性を測定する測定部とを含む。
ここで、評価領域とは、例えば、図2A〜図3Dに示すミニセル10aが形成された後の太陽電池10に光を照射することによって評価される評価領域Rbを意味する。
光照射装置の構造としては、光源を一つ備えた構造が採用されてもよいし、二つ以上の光源を備えた構造が採用されてもよい。
二つ以上の光源を備える構造においては、複数の光源は互いに同じでもよいし、複数の光源のうち一つが他の光源とは異なっていてもよく、複数の光源の全てが互いに異なっていてもよい。
ここで「光源が異なる」とは、例えば、複数の光源から照射される光の波長が互いに異なることを意味する。
具体的に、電流電圧測定器の構造としては、電圧プローブと電流プローブとが別々に設けられた一組のプローブを2組備えているいわゆる四端子型の構造、電圧プローブと電流プローブとが一体に設けられたプローブを二つ備えている構造等が採用できる。
更に、二つのプローブを備えた構造以外に、2n(nは2以上の整数を表す)個のプローブを備えた構造も採用できる。
このような電流電圧測定器を用いることにより、複数の所定領域における電流電圧特性を同時に測定したり、一つの所定領域について複数個のプローブを用いて同時に電流電圧特性を測定したりすることができる。
この場合、評価装置は、レーザ光源,光源,及びプローブの少なくとも一つを所定領域上に移動させる第一固定部を備えることが好ましい。この場合、第一固定部に設けられた装置(レーザ光源,光源,及びプローブ)が移動可能である。
また、複数の第一固定部を評価装置に設け、第一固定部がレーザ光源,光源,及びプローブの各々に独立して設けられてもよい。この場合、複数の第一固定部によって、レーザ光源,光源,及びプローブの各々を独立して移動させ、所望の位置に停止させ、位置決めを行うことが可能になる。
また、このような第一固定部には、第一固定部と電気的に接続されたコンピュータ等からなる第一制御部が設けられていることが好ましい。この場合、第一制御部は、第一固定部の動きを自動的に制御することが可能になる。
更に、本実施形態の評価装置においては、評価される太陽電池が固定されると共に、太陽電池を移動させ、所望の位置に停止させ、位置決めを行う第二固定部が設けられていることが好ましい。
また、このような第二固定部には、第二固定部と電気的に接続されたコンピュータ等からなる第二制御部が設けられていることが好ましい。この場合、第二制御部は、第二固定部の動きを自動的に制御することが可能になる。
また、第一制御部及び第二制御部は、一体に構成されてもよい。なお、ここで、レーザ光源等が移動する「太陽電池上」とは、「太陽電池の基板上」又は「光電変換体上」であってもよい。
ただし、上述した実施形態は、本発明の一例であり、状況に応じた実施形態が採用される。
太陽電池の製造装置中に評価装置が組み込まれている場合においては、例えば、太陽電池の製造装置における、電極層又は半導体層等を積層させる装置(例えば、成膜装置)が、第一の積層装置及び第二の積層装置の機能を有する。
また、このような評価装置においては、上述した工程(評価方法)の自動化を好適に行うこともできる。そして、大量のサンプル(ミニセル)も短時間で処理(評価)できる。
例えば、電流電圧特性が測定された複数の領域において、他の領域とは光電変換効率が大きく異なる領域が存在することが見出された場合、その領域中に構造欠陥が存在すると判断できる。
一方、本発明の第1実施形態の評価方法を適用しない場合には、得られた測定結果が、構造欠陥の影響を受けているか否を正確に判断することが困難である。
このように、本発明は、太陽電池の薄膜に平行な方向における光電変換効率の分布を簡便かつ高精度に評価し、分布が生じている場合には、その箇所を簡便かつ高精度に特定する装置及び方法を提供する。
第2実施形態においては、上記第1実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
ミニセルを作製した後に周辺領域から絶縁された評価領域の電流電圧特性を測定することで局所的な光電変換効率を評価する第2実施形態の方法としては、以下に示す方法が挙げられる。
図5A〜図6Eは、本発明の第2実施形態の評価方法を説明する図であり、図5A〜図5Eはミニセルを作製する工程を説明する概略断面図、図6A〜図6Eは概略平面図である。
具体的には、図5A及び図6Aに示すように、光透過性を有する基板11上に第一電極層23及び半導体層24をこの順に積層する。次いで、所望のパターンを有する第二電極層25を形成するために用いられるマスク91を半導体層24上にパターニングする。
マスクの形成方法としては、例えば、半導体層24上にフォトレジストを積層した後に露光及び現像を行うなど、公知のパターニング方法が用いられる。
これにより、後の工程で評価領域Rdとなる領域に沿って、第二電極層25が除去され、半導体層24の一部が露出されている第一の除去部240aが形成される。
本発明の第2実施形態の評価方法においては、平面図における第一の除去部240aの外形は、四角形である。
これにより、第一の除去部240a及び第二の除去部240bからなる階段状の溝240と、評価領域Rdが形成される。
本発明の第2実施形態の評価方法においては、半導体層24と、半導体層24に近い第一電極層23の一部とが除去された構造が例示されているが、第一電極層23は除去されていなくてもよい。
具体的には、図5E及び図6Eに示すように、第二の除去部240bを埋めるように、且つ第二電極層25に接触しないように、評価領域Rdに沿って導電層92を形成する。これによって、導電層92と第二電極層25とが電気的に接続されたミニセル20aが形成された太陽電池20が得られる。
導電層92は、溝240に沿って形成されており、導電層92の形状は、平面図において四角形である。導電層92は、例えば、はんだを用いて形成できる。
図5E及び図6Eに示す太陽電池20は、ミニセル20aが形成されていることを除いて、図1に示す太陽電池10と同様の構造を有する。
また、評価領域Rdの大きさ又は形状は、図2A〜図3Dにおける評価領域Rbの大きさ又は形状と同様である。
また、第二の除去部240bの幅又は形状は、図2A〜図3Dにおける第一の溝140aの幅又は形状と同様である。
第一の除去部240aの幅又は形状は、評価領域Rdの大きさ又は形状等に応じて適宜調節される。
図7A及び図7Bは、第2実施形態の測定工程における電流電圧特性の測定方法を説明する図であり、図7Aは概略断面図であり、図7Bは概略平面図である。また、図7A及び図7Bに示された矢印は、測定時の電流を表している。
具体的には、図5A〜図6Eに示された工程によって得られた太陽電池20において、図7A及び図7Bに例示するように、遮光板93を基板11の光照射面(第一電極層23,半導体層24,及び第二電極層25が形成されていない面)に設ける。遮光板93は開口部を有しており、開口部を通じて基板11に照射された光のみが太陽電池20に入射する。一方、遮光板93によって覆われた、開口部が形成されていない基板11の部分には光が照射されない。また、図7Aに示すように、開口部の幅は、例えば、評価領域に形成された第二電極層25の幅に一致している。このように遮光板93を用いることにより、ミニセル20aのみに局所的に光を照射して、局所的な光電変換効率が測定される。
図7A及び図7Bに示された符号330A,330Bは、電流電圧測定器等のプローブ(電流電圧特性測定部、測定部)を表している。ミニセル20a内の評価領域Rdに第1プローブ330Aが接触配置される。導電層92に第2プローブ330Bが接触配置される。
第1プローブ330Aから第2プローブ330Bに向けて電流が流れることにより、ミニセル20aの電流電圧特性が局所的に測定される。
次に、図5A〜図7Bで説明した評価方法において使用する太陽電池の評価装置について説明する。本発明の第2実施形態の太陽電池の評価装置は、基板上に第一電極層及び半導体層をこの順に積層する積層装置と、前記半導体層上に第二電極層を形成する第二電極形成部と、所定の評価領域に沿うように第一の除去部を前記第二電極層に形成する第一除去装置と、前記第一の除去部において、前記第一の除去部に沿って前記半導体層及び前記第一電極層の一部を除去することによって、第二の除去部を形成する第二除去装置と、前記第二電極層に接触しないように、かつ、前記評価領域に沿うように、前記第二の除去部を埋没させる導電層を形成する導電層形成部と、前記評価領域を周辺領域から電気的に絶縁する絶縁部と、前記周辺領域から電気的に絶縁された前記評価領域のみに光を照射する光照射部と、前記評価領域に光が照射されている時に前記評価領域及び前記導電層にプローブを接触配置して、前記評価領域における電流電圧特性を測定する測定部とを含む。
なお、このような評価装置は、更に評価領域に沿って第二電極層を除去する装置を備えていてもよい。その場合、このような評価装置は、太陽電池の製造装置が配置されている位置とは異なる位置に配置されてもよいし、太陽電池の製造装置の中に組み込まれてもよい。
Claims (6)
- 太陽電池の評価方法であって、
少なくとも第一電極層及び半導体層がこの順に積層された基板を準備し、
光電変換効率が評価される所定の評価領域を囲むように前記半導体層を除去することによって第一の溝を形成し、
前記第一の溝が形成された前記半導体層上に第二電極層を積層することによって、前記第一の溝に前記第二電極層を埋没させ、
前記基板に平行な方向における前記第一の溝によって囲まれた内側領域において、前記半導体層及び前記第二電極層を除去することによって第二の溝を形成し、前記評価領域を周辺領域から電気的に絶縁し、
前記周辺領域から電気的に絶縁された前記評価領域を含む領域に光を照射し、
前記評価領域を含む領域に光が照射されている時の前記評価領域における電流電圧特性を測定する
ことを特徴とする太陽電池の評価方法。 - 請求項1に記載の太陽電池の評価方法であって、
前記基板及び前記第一電極層は、光透過性を有し、
前記第一電極層が形成されている面とは反対の前記基板の面にレーザーを照射することにより、前記第一の溝及び前記第二の溝を形成する
ことを特徴とする太陽電池の評価方法。 - 太陽電池の評価方法であって、
少なくとも第一電極層及び半導体層がこの順に積層された基板を準備し、
前記半導体層上に第二電極層を形成し、
光電変換効率が評価される所定の評価領域に沿うように第一の除去部を前記第二電極層に形成し、
前記第一の除去部において、前記第一の除去部に沿って前記半導体層及び前記第一電極層の一部を除去することによって、第二の除去部を形成し、
前記第二電極層に接触しないように、かつ、前記評価領域に沿うように、前記第二の除去部を埋没させる導電層を形成し、
前記評価領域を周辺領域から電気的に絶縁し、
前記周辺領域から電気的に絶縁された前記評価領域のみに光を照射し、
前記評価領域に光が照射されている時に前記評価領域及び前記導電層にプローブを接触配置して、前記評価領域における電流電圧特性を測定する
ことを特徴とする太陽電池の評価方法。 - 太陽電池の評価装置であって、
基板上に第一電極層及び半導体層をこの順に積層する第一の積層装置と、
所定の評価領域を囲むように前記半導体層を除去することによって第一の溝を形成する第一の除去装置と、
前記第一の溝が形成された前記半導体層上に第二電極層を積層することによって、前記第一の溝に前記第二電極層を埋没させる第二の積層装置と、
前記基板に平行な方向における前記第一の溝によって囲まれた内側領域において、前記半導体層及び前記第二電極層を除去することによって第二の溝を形成し、前記評価領域を周辺領域から電気的に絶縁する第二の除去装置と、
前記周辺領域から電気的に絶縁された前記評価領域を含む領域に光を照射する光照射部と、
前記評価領域を含む領域に光が照射されている時の前記評価領域における電流電圧特性を測定する測定部と、
を含むことを特徴とする太陽電池の評価装置。 - 請求項4に記載の太陽電池の評価装置であって、
前記第一の除去装置及び前記第二の除去装置はレーザ光源を備え、
前記光照射部は光源を備え、
前記測定部は電流又は電圧を検出するプローブを備え、
前記レーザ光源,前記光源,及び前記プローブのいずれか一つ以上は、太陽電池の上方を独立して移動する
ことを特徴とする太陽電池の評価装置。 - 太陽電池の評価装置であって、
基板上に第一電極層及び半導体層をこの順に積層する積層装置と、
前記半導体層上に第二電極層を形成する第二電極形成部と、
所定の評価領域に沿うように第一の除去部を前記第二電極層に形成する第一除去装置と、
前記第一の除去部において、前記第一の除去部に沿って前記半導体層及び前記第一電極層の一部を除去することによって、第二の除去部を形成する第二除去装置と、
前記第二電極層に接触しないように、かつ、前記評価領域に沿うように、前記第二の除去部を埋没させる導電層を形成する導電層形成部と、
前記評価領域を周辺領域から電気的に絶縁する絶縁部と、
前記周辺領域から電気的に絶縁された前記評価領域のみに光を照射する光照射部と、
前記評価領域に光が照射されている時に前記評価領域及び前記導電層にプローブを接触配置して、前記評価領域における電流電圧特性を測定する測定部と、
を含むことを特徴とする太陽電池の評価装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011547569A JP5165799B2 (ja) | 2009-12-22 | 2010-12-21 | 太陽電池の評価方法及び評価装置 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009290985 | 2009-12-22 | ||
JP2009290985 | 2009-12-22 | ||
JP2011547569A JP5165799B2 (ja) | 2009-12-22 | 2010-12-21 | 太陽電池の評価方法及び評価装置 |
PCT/JP2010/073012 WO2011078171A1 (ja) | 2009-12-22 | 2010-12-21 | 太陽電池の評価方法及び評価装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5165799B2 true JP5165799B2 (ja) | 2013-03-21 |
JPWO2011078171A1 JPWO2011078171A1 (ja) | 2013-05-09 |
Family
ID=44195698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011547569A Expired - Fee Related JP5165799B2 (ja) | 2009-12-22 | 2010-12-21 | 太陽電池の評価方法及び評価装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5165799B2 (ja) |
TW (1) | TW201140086A (ja) |
WO (1) | WO2011078171A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110299296A (zh) * | 2018-03-23 | 2019-10-01 | 成都晔凡科技有限公司 | 对用于叠瓦组件的电池片进行测试的方法和系统 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5920870A (ja) * | 1982-07-27 | 1984-02-02 | Sharp Corp | 太陽電池アレ−の試験方法 |
JP2000252502A (ja) * | 1999-03-02 | 2000-09-14 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光電変換装置およびその製造方法 |
JP2000269526A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力素子の検査方法及び検査装置 |
JP2001274447A (ja) * | 2000-03-23 | 2001-10-05 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 集積型薄膜太陽電池の製造方法 |
JP2006245507A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
WO2009020073A1 (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | 薄膜光電変換モジュールの製造方法および製造装置 |
JP2009195968A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Mitsubishi Electric Corp | レーザスクライブ装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5669870A (en) * | 1979-11-13 | 1981-06-11 | Fuji Electric Co Ltd | Amorphous semiconductor photoelectric converting device |
JP2001111085A (ja) * | 1999-10-14 | 2001-04-20 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 太陽電池モジュールの製造方法 |
-
2010
- 2010-12-21 WO PCT/JP2010/073012 patent/WO2011078171A1/ja active Application Filing
- 2010-12-21 JP JP2011547569A patent/JP5165799B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-22 TW TW099145315A patent/TW201140086A/zh unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5920870A (ja) * | 1982-07-27 | 1984-02-02 | Sharp Corp | 太陽電池アレ−の試験方法 |
JP2000252502A (ja) * | 1999-03-02 | 2000-09-14 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光電変換装置およびその製造方法 |
JP2000269526A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力素子の検査方法及び検査装置 |
JP2001274447A (ja) * | 2000-03-23 | 2001-10-05 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 集積型薄膜太陽電池の製造方法 |
JP2006245507A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
WO2009020073A1 (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | 薄膜光電変換モジュールの製造方法および製造装置 |
JP2009195968A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Mitsubishi Electric Corp | レーザスクライブ装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011078171A1 (ja) | 2011-06-30 |
JPWO2011078171A1 (ja) | 2013-05-09 |
TW201140086A (en) | 2011-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6665166B2 (ja) | 太陽電池モジュールおよびその製造方法 | |
CN101425550A (zh) | 用于薄膜光电装置的工艺测试器和测试方法 | |
TWI404223B (zh) | 太陽電池之製造方法 | |
JP5144747B2 (ja) | 太陽電池の製造方法,太陽電池の製造装置,及び太陽電池 | |
JP2013247165A (ja) | 薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法 | |
US8319513B2 (en) | Inspecting apparatus for solar cell and inspecting method using the same | |
JP5297840B2 (ja) | 積層体、薄膜光電変換素子、集積型薄膜太陽電池およびそれらの製造方法 | |
JP5165799B2 (ja) | 太陽電池の評価方法及び評価装置 | |
WO2012036197A1 (ja) | 太陽電池の評価方法および評価装置 | |
WO2011024750A1 (ja) | 太陽電池の評価方法及び評価装置 | |
CN102903791B (zh) | 薄膜太阳能电池的制作方法及系统 | |
WO2011052426A1 (ja) | 太陽電池の評価装置及び評価方法 | |
US20130249580A1 (en) | Apparatus and method for evaluating characteristics of a photovoltaic device | |
TWI478362B (zh) | 薄膜太陽能電池之雷射切割裝置及其測量方法 | |
WO2012046691A1 (ja) | 太陽電池の評価方法 | |
KR101262482B1 (ko) | 태양전지 및 그의 제조방법 | |
CN217086584U (zh) | 包括中间极的薄膜太阳能电池 | |
JP2014038921A (ja) | 太陽電池の評価方法及び評価装置 | |
JP2012134226A (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
JP5134075B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
JP4986087B2 (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
TW201005976A (en) | Method and apparatus for manufacturing solar battery | |
WO2013042222A1 (ja) | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 | |
KR20110012955A (ko) | 태양 전지 모듈의 리페어 방법 및 이를 사용한 태양 전지 모듈의 제조 방법 | |
CN102456757A (zh) | 多层堆栈结构的半导体元件 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121219 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151228 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5165799 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |