(57)【要約】【課題】複雑な構造を必要とせず、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを提供すること。【解決手段】本発明に係る太陽電池モジュール１０は、基板１１上に第一電極層１３、発電層１４、第二電極層１６を順に重ねてなる積層体１２が、スクライブ線２０により区画されて複数の太陽電池セル２１とされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成される太陽電池モジュールであって、前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位１６ａと、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位１６ｂとを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成される太陽電池モジュールであって、
前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、
前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第二電極層において、前記第一部位の膜厚が１５０ｎｍ以上、かつ、前記第二部位の膜厚が５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成され、前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されている太陽電池モジュールの製造方法であって、
所望のプロセスガス雰囲気中にて、前記第二電極層の母材をなすターゲットにスパッタ電圧を印加しつつ、該ターゲットの表面に水平磁界を発生させてスパッタを行い、第二電極層を形成する工程を含み、
前記工程において、前記第一電極層及び前記発電層が既に作製され、かつスクライブ線も形成された前記基板を用い、該基板と前記ターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを配置し、該マスクを介して前記ターゲットから叩き出されたスパッタ粒子を前記基板上に付着させることにより前記第二電極層を形成することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成され、前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されている太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記第一電極層及び前記発電層が既に作製され、かつスクライブ線も形成された前記基板を用い、該基板上に前記第二電極層を形成する成膜空間内において、前記基板と前記ターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを備えたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール、及びその製造方法並びに製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーの効率的な利用の観点から、近年、太陽電池はますます広く一般に利用されつつある。特に、シリコン単結晶を利用した太陽電池は単位面積当たりのエネルギー変換効率に優れている。しかし一方でシリコン単結晶を利用した太陽電池は、シリコン単結晶インゴットをスライスしたシリコンウエハを用いるため、インゴットの製造に大量のエネルギーが費やされ、製造コストが高い。特に屋外などに設置される大面積の太陽電池をシリコン単結晶を利用して実現しようとすると、相当にコストが掛かるのが現状である。そこで、より安価に製造可能なアモルファス（非晶質）シリコン薄膜を利用した太陽電池が、ローコストな太陽電池として普及している。
【０００３】
アモルファスシリコン太陽電池は、光を受けると電子とホールを発生するアモルファスシリコン膜（ｉ型）を、ｐ型およびｎ型のシリコン膜ではさんだｐｉｎ接合と呼ばれる層構造の半導体膜を用いて、この半導体膜の両面にそれぞれ電極を形成したものである。太陽光によって発生した電子とホールは、ｐ型・ｎ型半導体の電位差によって活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで両面の電極に電位差が生じる。
【０００４】
こうしたアモルファスシリコン太陽電池の具体的な構成としては、例えば、受光面側となるガラス基板にＴＣＯなどの透明電極を下部電極として成膜し、この上にアモルファスシリコンからなる半導体膜と、上部電極となるＡｇ薄膜などを形成してなる。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、抵抗値の問題もあるため、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太陽電池セルを形成し、互いに隣接する太陽電池セルどうしを電気的に接続してなる。具体的には、基根上に広い面積で均一に形成した光電変換体に、レーザー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太陽電池セルとし、この太陽電池セルどうしを電気的に直列に接続した構造とする。
【０００５】
ところで、薄膜系シリコン太陽電池において、一部の太陽電池セルがパーティクルや電極の不均一性、電極不良もしくは光の入射面にゴミが載るもしくは影を形成して出力が低下した場合、直列構造をなす薄膜系シリコン太陽電池モジュール全体の出力は著しく低下する。さらに出力が低下した太陽電池セルは、回路上の抵抗となり、その太陽電池セルの両端には逆方向に電圧（バイアス電圧）が印加され、局所的に加熱する現象（ホットスポット現象）が起きる。
【０００６】
従来、出力の低下とホットスポット現象を回避するために、薄膜シリコン太陽電池モジュールごとにバイパスダイオードを設ける（例えば、特許文献１参照）、もしくは、スクライブ線に平行な部分的スクライブ線を設けること（例えば、特許文献２参照）等の技術が知られている。
しかしながら、これらの技術では、製造工程が増加したり、バイパスダイオードのコスト上昇につながる等の問題があった。
【特許文献１】特開２００１−０６８６９６号公報
【特許文献２】特開２００２−７６４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、複雑な構造を必要とせず、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、工程を増やすことなく、既設の装置に追加することが可能であり、かつコストを削減することができ、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを製造することが可能な太陽電池モジュールの製造方法を提供することを第二の目的とする。
また、本発明は、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを製造することが可能な太陽電池モジュールの製造装置を提供することを第三の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の太陽電池モジュールは、基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成される太陽電池モジュールであって、前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の太陽電池モジュールは、請求項１において、前記第二電極層において、前記第一部位の膜厚が１５０ｎｍ以上、かつ、前記第二部位の膜厚が５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の太陽電池モジュールの製造方法は、基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成され、前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されている太陽電池モジュールの製造方法であって、所望のプロセスガス雰囲気中にて、前記第二電極層の母材をなすターゲットにスパッタ電圧を印加しつつ、該ターゲットの表面に水平磁界を発生させてスパッタを行い、第二電極層を形成する工程を含み、前記工程において、前記第一電極層及び前記発電層が既に作製され、かつスクライブ線も形成された前記基板を用い、該基板と前記ターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを配置し、該マスクを介して前記ターゲットから叩き出されたスパッタ粒子を前記基板上に付着させることにより前記第二電極層を形成することを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造装置は、基板上に第一電極層、発電層、第二電極層を順に重ねてなる積層体が、スクライブ線により区画されて複数の太陽電池セルとされ、隣接する位置にある該太陽電池セル同士を直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成され、前記第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されている太陽電池モジュールの製造装置であって、前記第一電極層及び前記発電層が既に作製され、かつスクライブ線も形成された前記基板を用い、該基板上に前記第二電極層を形成する成膜空間内において、前記基板と前記ターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の太陽電池モジュールでは、第二電極層が、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有しており、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されている。これにより、ある一つの太陽電池セルに不具合が生じたとしても、膜厚が薄い第二部位によって電流を流すことができるため、他の太陽電池セルに及ぼす影響を抑えることができる。その結果、本発明では複雑な構成を必要とせず、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。
【００１０】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法では、スパッタを行い第二電極層を形成する工程において、基板とターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを配置し、該マスクを介して前記ターゲットから叩き出されたスパッタ粒子を前記基板上に付着させることにより前記第二電極層を形成している。
これにより、得られる太陽電池モジュールにおいて、第二電極層は、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有し、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されたものとなる。その結果、本発明では、工程を増やすことなく、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを製造することが可能な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。
【００１１】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造装置では、基板上に前記第二電極層を形成する成膜空間内において、前記基板と前記ターゲットの間に、前記スクライブ線と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを備えている。
この製造装置を用いることにより得られる太陽電池モジュールは、第二電極層が、膜厚が厚い第一部位と、該第一部位に比べて膜厚が薄い第二部位とを有し、前記第一部位と前記第二部位は何れも、前記スクライブ線に交差するように、かつ交互に配されたものとなる。その結果、本発明では、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを製造することが可能な太陽電池モジュールの製造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る太陽電池モジュール、及びその製造方法並びに製造装置の最良の形態について、図面に基づき説明する。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１３】
図１は、本発明のアモルファスシリコン型の太陽電池モジュールの一例を示す要部拡大斜視図である。また、図２は図１の太陽電池モジュールの層構成を示す断面図であり、（ａ）は図１中、Ｘ１−Ｘ２線における断面図であり、（ｂ）は図１中、Ｙ１−Ｙ２線における断面図である。
本発明の太陽電池モジュール１０は、基板１１の一面１１ａ上に第一電極層１３、発電層１４、バッファ層１５、第二電極層１６を順に重ねてなる積層体１２が、スクライブ線２０により区画されて複数の太陽電池セル（区画素子）２１，２１・・・とされ、隣接する位置にある該太陽電池セル２１，２１・・・どうしを直列に接続し、複数段の該太陽電池セルから構成される太陽電池モジュールである。
【００１４】
そして本発明の太陽電池モジュール１０は、前記第二電極層１６は、膜厚が厚い第一部位１６ａと、該第一部位１６ａに比べて膜厚が薄い第二部位１６ｂとを有しており、前記第一部位１６ａと前記第二部位１６ｂは何れも、前記スクライブ線２０に交差するように、かつ交互に配されていることを特徴とする。
【００１５】
基板１１は、たとえば、ガラスや透明樹脂等、太陽光の透過性に優れ、かつ、耐久性のある絶縁材料からなる。この太陽電池モジュール１０では、基板１１の他面１１ｂ側から太陽光Ｓを入射させる。
【００１６】
積層体１２は、基板１１側から順に第一電極層（下部電極）１３、発電層（半導体層）１４、バッファ層１５、第二電極層（上部電極）１６を積層してなる。
第一電極層（下部電極）１３は、透明な導電材料、例えば、ＳｎＯ２  、ＩＴＯ、ＺｎＯなどの光透過性の金属酸化物から形成されていればよい。
【００１７】
発電層（半導体層）１４は、例えば、図２（ａ）の上部に示すように、ｐ型アモルファスシリコン膜１４ｐとｎ型アモルファスシリコン膜１４ｎとの間にｉ型アモルファスシリコン膜１４ｉを挟んだｐｉｎ接合構造を成す。そして、この発電層１４に太陽光が入射すると電子とホールが生じて、ｐ型アモルファスシリコン膜１４ｐとｎ型アモルファスシリコン膜１４ｎとの電位差によって活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで第一電極層（下部電極）１３と第二電極層（上部電極）１６との間に電位差が生じる（光電変換）。
【００１８】
発電層１４と、該発電層１４上に配される第二電極層１６との間にバッファ層１５が配されていることが好ましい。
発電層１４と第二電極層１６との間にバッファ層１５を配することにより、第二電極層１６から発電層１４中のシリコンへの拡散・反応を抑制することができる。このようなバッファ層１５は、例えばＺｎＯ等からなる。
【００１９】
第二電極層（上部電極）１６は、Ａｇ（銀）やＡｌ（アルミニウム）など導電性の光反射膜によって構成されれば良い。この第二電極層１６は、たとえばスパッタ法などにより形成することができる。
【００２０】
このような積層体１２は、スクライブ線（スクライブライン）２０によって、例えば外形が短冊状の多数の太陽電池セル２１，２１・・・に分割されている。この太陽電池セル２１，２１・・・は互いに電気的に区画されるとともに、互いに隣接する太陽電池セル２１どうしの間で、例えば電気的に直列に接続される。これにより、積層体１２は、太陽電池セル２１，２１・・・を全て電気的に直列に繋いだ形態となり、高い電位差の電流を取り出すことができる。スクライブ線２０は、例えば、基板１１の一面に均一に積層体１２を形成した後、レーザー光線などによって積層体１２に所定の間隔で溝を形成することにより形成すれば良い。
【００２１】
そして特に、本発明の太陽電池モジュール１０では、図１及び図２（ｂ）に示すように、第二電極層１６が、膜厚が厚い第一部位１６ａと、該第一部位１６ａに比べて膜厚が薄い第二部位１６ｂとを有しており、前記第一部位１６ａと前記第二部位１６ｂは何れも、前記スクライブ線２０に交差するように、かつ交互に配されている。
【００２２】
ここで、例えば図３に示すように、発電層１４にコンタミネーションが混入する構造欠陥Ａ１や、発電層１４に微細なピンホールが生じる構造欠陥Ａ２などの不具合が発生する場合がある。こうした構造欠陥Ａ１，Ａ２は、第一電極層１３と第二電極層１６との間を局所的に短絡（リーク）させ、発電効率を低下させる。
【００２３】
また、スクライブ線２０の形成途上でも、図３に示すように、レーザー照射位置のズレなどによって第二電極層１６をなす金属が溶融してスクライブ線２０の溝内に流下する構造欠陥Ａ３などの不具合が発生する場合がある。こうした構造欠陥Ａ３は、第一電極層１３と第二電極層１６との間を局所的に短絡（リーク）させ、発電効率を低下させる。
【００２４】
このような構造欠陥や短絡（リーク）により出力が低下した場合、直列構造をなす太陽電池モジュール全体の出力は著しく低下する。
短絡が発生した場合、第二部位１６ｂを形成しないと、長手方向のセルを流れる電流が全て短絡に集中するので、その長手方向のセルは発電に寄与しなくなる。しかし、第二部位１６ｂを形成すると、第二部位１６ｂの抵抗が高いため長手方向のセルの電流が全て部分的な短絡部分には集中せず、発電効率の低下を抑えることができる。
さらに影などにより出力が低下した太陽電池セルは、回路上の抵抗となり、その太陽電池セルの両端には逆方向に電圧（バイアス電圧）が印加され、このバイアス電圧により局所的に加熱する現象（ホットスポット現象）が起きる。しかし、第二部位１６ｂを形成すると、第二部位１６ｂが抵抗となり、長手方向のセルの逆電圧が全て局所に集中することを抑えることができる。これにより、ホットスポットの形成を抑制できる。
なお、第二部位１６ｂの位置で第二電極を分離することでも短絡部への電流の集中や、逆電圧の局所への集中を防止することができる。しかし、この場合、この太陽電池は複数の直列の電池が並列に並べられた構造になる。この場合に、一の直列の系の一のセルが影やゴミなどにより出力が低下し、高抵抗のセルが発生した場合その直列の系全てが発電に寄与しなくなる。しかし、第二部位１６ｂを設けることで、高抵抗となったセルを避けるように第二部位１６ｂから他の直列の系に電流が流れるので、完全に第二部位１６ｂ部分で横手方向に分離する場合より発電効率の低下を抑えることができる。
このように第二部位１６ｂは、短絡やホットスポットに集中する比較的大きな電流には抵抗として作用し、部分的に抵抗となったセルを避ける比較的小さな電流には電極として作用するので、全体として発電効率を維持できる。
【００２５】
しかしながら、本発明の太陽電池モジュール１０では、第二電極層１６は、膜厚が厚い第一部位１６ａと、該第一部位１６ａに比べて膜厚が薄い第二部位１６ｂとを有し、前記第一部位１６ａと前記第二部位１６ｂは何れも、前記スクライブ線２０に交差するように、かつ交互に配されている。
これにより、ある一つの太陽電池セルに上述したような不具合が生じたとしても、膜厚が薄い第二部位１６ｂによって電流を流すことができる。そのため、他の太陽電池セルに及ぼす影響を抑えることができる。その結果、太陽電池モジュール１０は、複雑な構成を必要とせず、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れたものとなる。
【００２６】
第２部位１６ｂの幅としては、特に限定されるものではないが、例えば１〜１０ｍｍ程度である。
第二電極層１６の一部を除去してしまうのではなく、膜厚の薄い第二部位１６ｂとすることにより、第二電極層１６における反射性能の低下（ロス）を防止することができる。
【００２７】
第二電極層１６において、前記第一部位１６ａの膜厚が１５０ｎｍ以上、かつ、前記第二部位１６ｂの膜厚が５０ｎｍ以下であることが好ましい。第一部位１６ａの膜厚が１５０ｎｍ以上であることで、低抵抗でかつ反射性能をもち、かつ長期間の使用に対して耐候性に優れたものとなる。また、第二部位１６ｂの膜厚が５０ｎｍ以下であることで、導電性を保ちつつ出力やホットスポット現象が起きた場合、バイパス電極の機能をもち、かつ反射性能を有するものとなる。
【００２８】
なお、第二電極層１６（上部電極）１５の上に、保護層１７を形成するのが好ましい。このような保護層１７は、例えばＴｉ等からなる。
【００２９】
次に、上述したような構成の太陽電池モジュール１０を製造するための製造方法及び製造放置について説明する。
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、所望のプロセスガス雰囲気中にて、前記第二電極層１６の母材をなすターゲットにスパッタ電圧を印加しつつ、該ターゲットの表面に水平磁界を発生させてスパッタを行い、第二電極層１６を形成する工程を含む。
そして本発明は、前記工程において、前記第一電極層１３及び前記発電層１４が既に作製され、かつスクライブ線２０も形成された前記基板１１を用い、該基板１１と前記ターゲット４２の間に、前記スクライブ線２０と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスクを配置し、該マスクを介して前記ターゲットから叩き出されたスパッタ粒子を前記基板１１上に付着させることにより前記第二電極層１６を形成することを特徴とする。
【００３０】
これにより、得られる太陽電池モジュール１０において、第二電極層１６は、膜厚が厚い第一部位１６ａと、該第一部位１６ａに比べて膜厚が薄い第二部位１６ｂとを有し、前記第一部位１６ａと前記第二部位１６ｂは何れも、前記スクライブ線２０に交差するように、かつ交互に配されたものとなる。その結果、本発明では、工程を増やすことなく、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュール１０を製造することが可能である。
以下、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法を工程順に説明する。
【００３１】
まず、第一電極層１３として透明導電膜が成膜された絶縁性透明基板１１を準備する。
次いで、第一電極層１３上に、発電層１４のｐ型アモルファスシリコン膜１４ｐ、ｉ型アモルファスシリコン膜１４ｉ、ｎ型アモルファスシリコン膜１４ｎと、を各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する。
【００３２】
ｐ型アモルファスシリコン膜１４ｐは、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｐ層を、基板温度が１８０−２００℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４）が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が１８０ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４）が５００ｓｃｃｍの条件で成膜することができる。
【００３３】
また、ｉ型アモルファスシリコン膜１４ｉは、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｉ層を、基板温度が１８０〜２００℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａ、反応ガス流量はモノシラン（ＳｉＨ４）が１２００ｓｃｃｍの条件で成膜することができる。
【００３４】
さらに、ｎ型アモルファスシリコン膜１４ｎは、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｎ層を、基板温度が１８０〜２００℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａ、反応ガスの流量は、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で成膜することができる。
【００３５】
次に、第一電極層１３及び発電層１４に向けて、例えばレーザー光線などを照射して、スクライブ線（スクライブライン）２０を形成する。これにより、積層体１２は短冊状の多数の太陽電池セル２１，２１・・・に分割される。この太陽電池セル２１，２１・・・は互いに電気的に区画されるとともに、互いに隣接する太陽電池セル２１同士の間で、例えば電気的に直列に接続される。
【００３６】
次に、前記発電層１４上に、バッファ層１５、第二電極層１６、保護層１７を順に形成する。
これらバッファ層１５、第二電極層１６及び保護層１７は、例えばインライン型のスパッタ装置を用いて、同一装置内で連続して形成（成膜）される。
【００３７】
ここで、バッファ層１５、第二電極層１６及び保護層１７の形成に用いられる、本発明の太陽電池モジュールの製造装置について説明する。
図４は、本実施形態における太陽電池モジュールの製造装置の概略構成図（側面図）である。また、図５は、図４に示す製造装置におけるスパッタ室の概略構成図（側面図）である。
図４に示すように、製造装置３０は、基板１１を水平保持して搬送するインライン式のスパッタ装置であって、基板１１の仕込室３１と、加熱室３２と、スパッタ室３３と、隔離室３４と、取出室３５とを備え、それぞれが連通可能に構成されている。
【００３８】
スパッタ装置３０内には、基板１１の搬送方向（図５矢印Ｆ−Ｆ’方向）に沿って複数の搬送ローラ（搬送手段）３６が配列されている。搬送ローラ３６の回転軸は、基板１１の搬送方向と直交するように配置され、回転軸には複数のローラ本体３７が基板１１の搬送方向に並んで配置されている。そして、回転軸が回転することにより、ローラ本体３７上に保持された基板１１が搬送される。本実施形態のスパッタ装置３０では、基板１１が水平に保持された状態で搬送される。
【００３９】
仕込室３１、加熱室３２、スパッタ室３３及び隔離室３４はそれぞれ、ターボ分子ポンプ等の真空排気手段３８を備えている。真空引きされた仕込室３１内に基板１１が搬送される。
【００４０】
スパッタ室３３は、開口部が矩形状に形成され、スパッタ室３３内の天井側には、基板１１の表面と略平行に複数のスパッタカソード機構４０ａ〜４０ｃ（例えば、図５では３個）が配置されている。
なお、スパッタカソード機構４０ａ〜４０ｃは、それぞれ同様の構成とされているので、以下の説明では、スパッタカソード機構４０ａ〜４０ｃをまとめてスパッタカソード機構４０として記す場合がある。また、スパッタカソード機構４０ａ〜４０ｃの構成部材についても同様である。
【００４１】
スパッタカソード機構４０は、ターゲット４２と、防着部材４４とを備えている。
ターゲット４２は、平面視矩形状のものであり、その短手方向を基板１１の搬送方向に一致させて、複数のターゲット４２が配列されている。つまり、基板１１は搬送手段により、ターゲット４２の配列方向に沿って搬送される。各ターゲット４２は、その表面と基板１１の表面との間に所定の間隔を空けて基板１１に対向配置されている。
【００４２】
スパッタ室３３において太陽電池のバッファ層１５、第二電極層１６及び保護層１７を形成する場合、スパッタ室３３のターゲット４２ａは、バッファ層１５となるＺｎＯ系膜の成膜材料を備えている。また、ターゲット４２ｂは、第二電極層１６となるＡｇ系膜の成膜材料を備えている。また、ターゲット４２ｃは、保護層１７となるＴｉ系膜の成膜材料を備えている。
【００４３】
なお、ターゲット４２は、背面プレート４６にロウ材でポンディングされている。そして、ターゲット４２は、背面プレート４６を介して外部電源（電源）に接続され、負電位に保持されている。スパッタ室３３の外方には、背面プレート４６の裏面に沿って、ターゲット４２の表面に水平な磁界を発生させる図示しない磁気回路が配置されている。
【００４４】
防着部材４４は、側面視Ｌ宇状の部材が対向したものであり、各ターゲット４２の長手方向に沿う両側方を各々囲むように設けられている。したがって、各ターゲット間は、防着部材４４により遮られている。防着部材４４は、ターゲット４２から叩き出された粒子の飛散範囲を規制して、粒子が基板１１の表面以外の箇所（例えば、スパッタ室３３の壁面等）に付着することを防ぐものである。また、基板１１に対する粒子の入射角度を所定角度範囲に制限するものである。
【００４５】
ターゲット４２の近傍であって、防着部材４４に囲まれた内側には、各スパッタカソード機構４０に対応してガス供給手段４７が接続されている。このガス供給手段４７は、Ａｒ等の不活性ガス（スパッタガス）や，Ｏ２  等の反応ガスをスパッタ室３３に供給するものである。
【００４６】
スパッタ室３３の搬出側には、スパッタ室３３に連通して隔離室３４及び取出室３５が設けられている。この取出室３５には、ターボ分子ポンプ等の真空排気手段３９が設けられており、取り出し室３５を真空引きすることで隔離室３４及びスパッタ室３３も真空引きされるように構成されている。
【００４７】
そして特に、本発明の太陽電池モジュールの製造装置３０では、基板１１上に前記第二電極層１６を形成する成膜空間内において、前記基板１１と前記ターゲット４２の間に、前記スクライブ線２０と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスク５０を備えている。
この製造装置３０を用いることにより得られる太陽電池モジュール１０は、第二電極層１６が、膜厚が厚い第一部位１６ａと、該第一部位１６ａに比べて膜厚が薄い第二部位１６ｂとを有し、前記第一部位１６ａと前記第二部位１６ｂは何れも、前記スクライブ線２０に交差するように、かつ交互に配されたものとなる。その結果、本発明の製造装置では、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュール１０を製造することが可能である。
【００４８】
次に、このような製造装置３０を用いての、バッファ層１５、第二電極層１６、保護層１７の形成方法について説明する。
まず、スパッタ室３３において、ターゲット４２を背面プレート４６にインジウム材等でボンディングして固定する。ここで、ターゲット４２ａとしては、バッファ層１５となるＺｎＯ系膜の成膜材料を備えている。また、ターゲット４２ｂとしては、第二電極層１６となるＡｇ系膜の成膜材料を備えている。また、ターゲット４２ｃとしては、保護層１７となるＴｉ系膜の成膜材料を備えている。
【００４９】
そして、基板１１を仕込室３１に収納した状態で、仕込３１及びスパッタ室３３を真空排気手段３８で粗真空引きし、仕込室３１及びスパッタ室３３が所定の真空度、となった後に、基板１１を仕込室３１からスパッタ室３３に搬入する。
基板１１を位置Ａまで搬送し、基板１１をターゲット４２ａに対向させて配する。
【００５０】
次いで、スパッタ室３３を真空排気手段３８で高真空引きし、スパッタ室３３が所定の高真空度となった後に、スパッタ室３３に、スパッタガス導入手段１５によりＡｒ等のスパッタガスを導入し、スパッタ室３３内を所定の圧力（スパッタ圧力）とする。
【００５１】
次いで、電源によりターゲット４２ａにスパッタ電圧、例えば、直流電圧に高周波電圧を重畳したスパッタ電圧を印加する。スパッタ電圧印加により、基板１１上にプラズマが発生し、このプラズマにより励起されたＡｒ等のスパッタガスのイオンがターゲット４２ａに衝突し、このターゲット４２ａから構成原子を飛び出させ、基板１１の発電層１４上にＺｎＯからなるバッファ層１５を成膜する。
【００５２】
バッファ層１５を成膜した後、基板１１を位置Ｂまで搬送し、基板をターゲット４２ｂに対向させて配する。
次いで、電源によりターゲット４２ｂにスパッタ電圧を印加することによりターゲット４２ｂから構成原子を飛び出させ、発電層１４上にＡｇからなる第二電極層１６を成膜する。
【００５３】
ここで本発明では、スパッタを行い第二電極層１６を形成する工程において、基板１１とターゲット４２の間に、前記スクライブ線２０と交差する方向に延設された部位を所望の数だけ有するマスク５０を配置する。このマスク５０は、例えばワイヤ状のものであってもよい。
そして、マスク５０を介して前記ターゲット４２ｂから叩き出されたスパッタ粒子を前記基板１１（バッファ層１５）上に付着、堆積させる。
【００５４】
このとき、スパッタ粒子の付着がマスク５０により阻害された部分では、該スパッタ粒子は薄く堆積し、それ以外の部分ではスパッタ粒子は厚く堆積する。
これにより、形成された第二電極層１６は、膜厚が厚い第一部位１６ａと、該第一部位１６ａに比べて膜厚が薄い第二部位１６ｂとを有し、前記第一部位１６ａと前記第二部位１６ｂは何れも、前記スクライブ線２０に交差するように、かつ交互に配されたものとなる。
【００５５】
第二電極層１６を成膜した後、基板１１を位置Ｃまで搬送し、基板をターゲット４２ｃに対向させて配する。
次いで、電源によりターゲット４２ｃにスパッタ電圧を印加することによりターゲット４２ｃから構成原子を飛び出させ、第二電極層１５上にＴｉからなる保護層１７を成膜する。
【００５６】
以上のようにして基板１１上にバッファ層１５、第二電極層１６、保護層１７を成膜した後、この基板１１をスパッタ室３３から隔離室３４／取出室３５へと搬送し、この取出室３５の真空を破り、このバッファ層１５、第二電極層１６、保護層１７が形成された基板１１を取り出す。
これにより、図１及び図２に示すような太陽電池モジュール１０が得られる。
【００５７】
このようにして製造された太陽電池モジュール１０では、ある一つの太陽電池セルに不具合が生じたとしても、膜厚が薄い第二部位１６ｂによって電流を流すことができるため、他の太陽電池セルに及ぼす影響を抑えることができる。その結果、太陽電池モジュール１０は、出力低下やホットスポット現象を防止することができ、信頼性に優れたものとなる。
【００５８】
以上、本発明の太陽電池モジュール、及びその製造方法並びに製造装置について説明してきたが、本発明は上述した例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、太陽電池モジュール、及びその製造方法並びに製造装置に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの一例を示す斜視図。
【図２】図１に示す太陽電池モジュールの要部を示す断面図。
【図３】積層体において、構造欠陥の存在を示す断面図。
【図４】本発明に係る製造装置の一例を模式的に示す図。
【図５】図４においてスパッタ室の一例を示す側面図。
【符号の説明】
【００６１】
１０  太陽電池モジュール、１１  基板、１２  積層体、１３  第一電極層、１４  発電層、１５  バッファ層、１６  第二電極層、１６ａ  第一部位、１６ｂ  第二部位、２０  スクライブ線、２１  太陽電池セル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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