[发明专利]薄膜太阳能电池模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池模块及其制造方法。更具体而言，涉及多个薄膜太阳能电池单元串联连接而成的集成型结构的薄膜太阳能电池模块及其制造方法。

背景技术

作为光电转换元件的薄膜类太阳能电池模块，随光电转换层的种类不同而有非晶硅(a-Si)类、多晶硅类等，但这些薄膜硅类太阳能电池中，作为其入射光侧的透明电极层，使用透明导电性氧化物膜。该透明导电性氧化物膜，为了提高光电转换效率，要求低电阻、高透明、且光散射性能大。

薄膜类太阳能电池模块具有在玻璃基板等基体上依次形成有透明电极层、光电转换层、及背面电极层的结构。

如果使薄膜类太阳能电池模块大面积化，则受光面侧的透明电极层的电阻值增加，由此产生的电力损失导致作为模块的效率减小。因此，通过采用在基体上形成多个薄膜太阳能电池单元、使这些单元串联连接而成的集成型结构，可减小受光面侧的透明电极层中的电阻值、减小电力损失，即使在大面积化的情况下也能使作为模块的效率下降变小。

集成型结构的薄膜类太阳能电池模块的制造工艺大致可分为：制作多个薄膜太阳能电池单元串联连接而成的集成型结构的单元制造工序；对于由该工序得到的集成型结构，形成背面保护膜等而制成太阳能电池模块的模块化工序。单元制造工序分为：透明电极层形成、光电转换层形成、背面电极层形成等薄膜形成工序；为了将单元分离成多个而在薄膜上形成分离沟的图案化工序(非专利文献1)。

图案化工序中，实施在透明电极层形成分离沟的透明电极层的图案化、在光电转换层形成分离沟的光电转换层的图案化、以及在背面电极层和光电转换层形成分离沟的背面电极层和光电转换层的图案化。通过将背面电极层嵌入形成于光电转换层的分离沟内，嵌入分离沟的背面电极层与透明电极层电连接，从而成为多个单元串联连接而成的集成型结构。

图案化工序中，通过选择作为对象的薄膜所吸收的波长区域的光线，可在特定的薄膜上选择性地形成分离沟，所形成的分离沟的尺寸精度优异，所以优选使用采用了激光的激光刻划法。

为了保护作为透明电极层的透明导电性氧化物膜免受光电转换层形成时的热及等离子体冲击，有时在透明电极层上形成保护涂膜。作为以该目的形成的保护涂膜，优选使用以氧化钛(TiO₂)作为主成分的膜。

但是，由于氧化钛(TiO₂)是绝缘体，所以在作为保护涂膜使用时，需要通过制成具有氧缺陷的膜、或者将与钛的价数不同的金属掺杂入膜等来赋予导电性。

现有技术文献

非专利文献

[非专利文献1]“薄膜太阳能电池的基础和应用－环境友好的太阳能发电的新进展(薄膜太陽電池の基礎と応用－環境にやさしい太陽光発電の新しい展開)”，太阳能发电技术研究组合监修，株式会社欧姆(株式会社オーム社)发行，平成13年(2001年)3月20日发行

发明内容

发明所要解决的技术问题

如上所述，集成型结构的薄膜类太阳能电池模块及在透明导电层上形成的保护涂膜可提高作为模块的效率，并且本来就是优选的构成。

但是，本申请发明人发现，将两者组合实施的情况下，电阻引起的电力损失反而增加，作为模块的效率下降。

图1(a)～(f)是表示集成型结构的薄膜类太阳能电池模块的制造工艺中的单元制造工序的图。

图1(a)示出在玻璃基板等的基体1上形成透明电极层2，在该透明电极层2上形成保护涂膜3的状态。

图1(b)示出透明电极层2的图案化实施后的状态。图示的形态中，在透明电极层2上形成有保护涂膜3，所以将保护涂膜3与透明电极层2一起图案化，在透明电极层2和保护涂膜3形成第一分离沟P1。

图1(c)示出在保护涂膜3上形成有光电转换层4的状态。这里，光电转换层4也嵌入第一分离沟P1内。

图1(d)示出光电转换层4的图案化实施后的状态。光电转换层4形成有第二分离沟P2。

图1(e)示出在光电转换层4上形成有背面电极层5的状态。这里，背面电极层5也嵌入第二分离沟P2内。

图1(f)示出背面电极层5和光电转换层4的图案化实施后的状态。背面电极层5和光电转换层4形成有第三分离沟P3。

另外，图1(b)示出的透明电极层2和保护涂膜3的图案化、图1(d)示出的光电转换层4的图案化、以及图1(f)示出的背面电极层5和光电转换层4的图案化都采用激光刻划法。