(57)【要約】【課題】ストリング分離溝を簡易かつ低コストな方法で形成してストリングが複数並列接続された集積型薄膜太陽電池およびその製造方法を提供すること。【解決手段】透光性絶縁基板１の表面に透光性第１電極層２、光電変換層３および第２電極層４が順次積層されてなる薄膜光電変換素子５が複数互いに電気的に直列接続されたストリングＳを備え、ストリングＳは、同一の透光性絶縁基板１上に、直列接続方向Ａに延びる１本以上のストリング分離溝８を挟んで直列接続方向Ａと直交する方向Ｂに複数並列して配置され、ストリング分離溝８は、第１電極層２を除去して形成された第１溝８ａと、光電変換層３および第２電極層４を第１溝８ａの幅よりも広い幅で除去して形成された第２溝８ｂとからなり、複数のストリングＳにおいて、直列接続方向Ａと直交する方向Ｂに隣接する任意の薄膜光電変換素子５ａ、５ｂは、ストリング分離溝８によって一部が除去されかつ残部が繋がって並列接続されていることを特徴とする集積型薄膜太陽電池。【選択図】図２
2010074071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性絶縁基板の表面に透光性第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数互いに電気的に直列接続されたストリングを備え、
前記ストリングは、同一の前記透光性絶縁基板上に、直列接続方向に延びる１本以上のストリング分離溝を挟んで直列接続方向と直交する方向に複数並列して配置され、
前記ストリング分離溝は、第１電極層を除去して形成された第１溝と、光電変換層および第２電極層を前記第１溝の幅よりも広い幅で除去して形成された第２溝とからなり、
複数のストリングにおいて、直列接続方向と直交する方向に隣接する任意の薄膜光電変換素子は、前記ストリング分離溝によって一部が除去されかつ残部が繋がって並列接続されていることを特徴とする集積型薄膜太陽電池。
【請求項２】
前記ストリングは、隣接する２つの薄膜光電変換素子の間に第２電極層および光電変換層が除去されて形成された素子分離溝を有し、
一の薄膜光電変換素子の第１電極層は、その一端が前記素子分離溝を横切って隣接する他の薄膜光電変換素子の領域まで延びた延出部を有し、かつ隣接する薄膜光電変換素子の第１電極層とは電極分離ラインによって電気的に絶縁され、
一の薄膜光電変換素子の第２電極層の一端は、光電変換層を貫通する直列用導電部を介して隣接する薄膜光電変換素子の第１電極層の前記延出部と電気的に接続しており、
ストリングを流れる電流の電流方向の上流側に配置された前記第１溝の端部は、任意の薄膜光電変換素子の下流側に隣接する薄膜光電変換素子の第１電極層よりも上流側に配置され、
電流方向の下流側に配置された前記第２溝の端部は、任意の薄膜光電変換素子の上流側に隣接する薄膜光電変換素子の第２電極層よりも下流側に配置されている請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項３】
電流方向の上流側に配置された前記第２溝の端部は、任意の薄膜光電変換素子の下流側に隣接する薄膜光電変換素子の領域から任意の薄膜光電変換素子側へ所定寸法入り込んだ位置までの範囲内に配置され、
電流方向の下流側に配置された前記第１溝の端部は、任意の薄膜光電変換素子の上流側に隣接する薄膜光電変換素子の領域から任意の薄膜光電変換素子側へ所定寸法入り込んだ位置までの範囲内に配置されている請求項２に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項４】
電流方向の上流側に配置された前記第２溝の端部は、任意の薄膜光電変換素子の下流側に隣接する素子分離溝の領域または任意の薄膜光電変換素子の領域まで達し、
電流方向の下流側に配置された前記第１溝の端部は、任意の薄膜光電変換素子の上流側に隣接する素子分離溝の領域または任意の薄膜光電変換素子の領域まで達している請求項３に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項５】
前記第１溝の全体が前記第２溝の内側領域に配置されている請求項４に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項６】
任意の薄膜光電変換素子の第２電極層上にさらに集電電極が電気的に接合された請求項１〜５のいずれか１つに記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項７】
前記集電電極が、第１集電電極および第２集電電極として、前記ストリングにおける直列接続方向の両端の薄膜光電変換素子の第２電極層上に配置されている請求項６に記載の
集積型薄膜太陽電池。
【請求項８】
前記集電電極が、中間集電電極として、前記ストリングにおける直列接続方向の両端の薄膜光電変換素子の間の１つ以上の薄膜光電変換素子の第２電極層上に配置されている請求項７に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項９】
前記第１溝の溝幅が１０〜１０００μｍであり、前記第２溝の溝幅が２０〜１５００μｍである請求項１〜８のいずれか１つに記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項１０】
少なくとも１本の前記ストリング分離溝によって複数のストリングがグループ毎に完全に分離され、分離されたストリングの各グループが前記第１集電電極および第２集電電極によって並列接続され、並列接続された複数のストリングのグループが直列接続された請求項７に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項１１】
前記ストリングが、同一の前記透光性絶縁基板上に、直列接続方向に延びる１本以上のストリング分離溝を挟んで直列接続方向と直交する方向に複数並列して配置され、
前記第１集電電極、中間集電電極および第２集電電極によって複数のストリングが並列接続され、並列接続された複数のストリングにバイパスダイオードが並列接続され、それらのバイパスダイオードが複数直列接続された請求項８に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項１２】
透光性絶縁基板の表面に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数個互いに電気的に直列接続されたストリングを形成するストリング形成工程と、
前記ストリングにおける複数の薄膜光電変換素子を部分的に光ビームによって除去して直列接続方向に延びるストリング分離溝を１本以上形成して、ストリングを複数に分割するストリング分割工程とを含み、
前記ストリング形成工程が、透光性絶縁基板の表面に前記第１電極層、前記光電変換層および前記第２電極層を順次積層して積層膜を形成する成膜工程と、前記積層膜における第２電極層および光電変換層を除去して直列接続方向と直交する方向に延びる素子分離溝を複数本形成することにより複数の薄膜光電変換素子を形成する工程とを有し、
前記ストリング分離溝は、第１電極層を除去して形成された第１溝と、光電変換層および第２電極層を前記第１溝の幅よりも広い幅で除去して形成された第２溝とからなり、
前記ストリング分割工程において、直列接続方向と直交する方向に延びる任意の薄膜光電変換素子にはその一部のみにストリング分離溝が形成されるよう、前記光ビームによってストリングを部分的に除去することを特徴とする集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記ストリング分割工程が、前記第１電極層、前記光電変換層および前記第２電極層を除去可能な第１溝形成用光ビームを前記透光性絶縁基板側から照射しながら直列接続方向に移動させて前記第１溝を形成する第１段階と、光電変換層３および第２電極層を除去可能な第２溝形成用光ビームを透光性絶縁基板側から照射しながら直列接続方向に移動させて前記第２溝を形成する第２段階とを有し、
前記第１段階において、ストリングを流れる電流の電流方向の上流側に形成される前記第１溝の端部が、任意の薄膜光電変換素子の下流側に隣接する薄膜光電変換素子の第１電極層よりも上流側に配置されるように、前記第１溝形成用光ビームの移動を制御し、
前記第２段階において、電流方向の下流側に形成される前記第２溝の端部が、任意の薄膜光電変換素子の上流側に隣接する薄膜光電変換素子の第２電極よりも下流側に配置されるように、前記第２溝形成用光ビームの移動を制御する請求項１２に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記ストリング分割工程が、光電変換層および第２電極層を除去可能な第２溝形成用光ビームを透光性絶縁基板側から照射しながら直列接続方向に移動させて前記第２溝を形成する第１段階と、第１電極層を除去可能な第１溝形成用光ビームを前記透光性絶縁基板側から照射しながら直列接続方向に移動させて前記第１溝を形成する第２段階とを有し、
前記第１段階において、ストリングを流れる電流の電流方向の下流側に形成される前記第２溝の端部が、任意の薄膜光電変換素子の上流側に隣接する薄膜光電変換素子の第２電極よりも下流側に配置されるように、前記第２溝形成用光ビームの移動を制御し、
前記第２段階において、電流方向の上流側に形成される前記第１溝の端部が、任意の薄膜光電変換素子の下流側に隣接する薄膜光電変換素子の第１電極よりも上流側に配置されるように、前記第１溝形成用光ビームの移動を制御する請求項１２に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
電流方向の上流側に形成される前記第２溝の端部が、任意の薄膜光電変換素子の下流側に隣接する薄膜光電変換素子の領域から任意の薄膜光電変換素子側へ所定寸法入り込んだ位置までの範囲内に配置されるように、前記第２溝形成用光ビームの移動を制御し、
電流方向の下流側に形成される前記第１溝の端部が、任意の薄膜光電変換素子の上流側に隣接する薄膜光電変換素子の領域から任意の薄膜光電変換素子側へ所定寸法入り込んだ位置までの範囲内に配置されるように、前記第１溝形成用光ビームの移動を制御する請求項１３または１４に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
電流方向の上流側に形成される前記第２溝の端部が、任意の薄膜光電変換素子の下流側に隣接する素子分離溝の領域または任意の薄膜光電変換素子の領域まで達するように、前記第２溝形成用光ビームの移動を制御し、
電流方向の下流側に形成される前記第１溝の端部が、任意の薄膜光電変換素子の上流側に隣接する素子分離溝の領域または任意の薄膜光電変換素子の領域まで達するように、前記第１溝形成用光ビームの移動を制御する請求項１５に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記ストリング分割工程において、前記第１溝の全体が前記第２溝の内側領域に配置されるように、前記第１溝形成用光ビームの移動および前記第２溝形成用光ビームの移動を制御する請求項１３〜１６のいずれか１つに記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
第１溝形成用光ビームの径が１０〜１０００μｍであり、第２溝形成用光ビームの径が１０〜１０００μｍである請求項１２〜１７のいずれか１つに記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記任意の薄膜光電変換素子の第２電極層上に集電電極を電気的に接合する工程をさらに含む請求項１２〜１８のいずれか１つに記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積型薄膜太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の集積型薄膜太陽電池として、例えば特許文献１の図２には、透光性絶縁基板の表面に透明電極層、光電変換層および金属電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数個互いに電気的に接続されたストリング（電池列）を、直列接続方向と直交する方向にかつ相互に電気的に絶縁して複数並べて配置した集積型薄膜太陽電池（以下、太陽電池と略称する場合がある）が開示されている。
【０００３】
この太陽電池は、複数のストリングにおいて、直列接続方向両側の薄膜光電変換素子が、直列接続方向と直交する方向に隣接する薄膜光電変換素子と繋がって電気的に並列接続されており、並列接続された直列接続方向両側の薄膜光電変換素子から電力が取り出される。この場合、直列接続方向両側の電力取り出し用の薄膜光電変換素子の金属電極層上に、金属線（例えば銅線）からなる集電電極をろう材を介して電気的に接合し、金属電極層と集電電極とによって大電流を取り出せるように構成することもある。
同一基板上に複数のストリングを形成し、それらを並列接続する理由は、同一基板上に形成されたストリングが１つの場合、ストリング中のいずれかの薄膜光電変換素子内にリーク箇所が１つでも存在すると、ストリング全体（太陽電池全体）の出力が低下するため、ストリングを複数に分割することにより、セルリーク箇所が存在するストリングの出力が低下しても太陽電池全体の出力が低下しないようにするためである。
【０００４】
また、この太陽電池において、隣り合うストリングは、特許文献１の図４に示す断面形状のストリング分離溝（採光用開口溝）によって相互に絶縁されている。このストリング分離溝は、透明電極層を除去した第１溝と、光電変換層および金属電極層を除去した第２溝とからなり、光ビームにて薄膜光電変換素子を除去する際に透明電極層と金属電極層が短絡しないように第１溝の溝幅よりも第２溝の溝幅を広くしている。
このストリング分離溝の場合、まず、透明電極層、光電変換層および金属電極層を一度に除去可能なＹＡＧ基本波光ビームを透光性絶縁基板側から照射して透明電極層から金属電極層まで貫通する第１溝を形成し、その後、光電変換層と金属電極層のみを除去できるよう強度を調整したＹＡＧ基本波光ビームを透光性絶縁基板側から第１溝を内側に含む領域に照射して溝幅の広い第２溝を形成している。
【特許文献１】特開２００２−１２４６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この太陽電池のストリング分離溝は、強度の異なるＹＡＧ基本波光ビームを透光性絶縁基板へ向けて照射しながら直列接続方向に移動させて溝形成が行われている。この際、複数のストリング同士を並列接続する両側の薄膜光電変換素子を分断しないが、これらの間の他の薄膜光電変換素子は確実に分断するように光ビームのＯＮ／ＯＦＦを高精度に制御していた。あるいは、光ビームによって分断しない箇所をマスクで被覆していた。
【０００６】
マスクを用いる方法よりも、光ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御する方法の方が工程として簡易である。
しかしながら、光ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御する方法では、ビーム照射手段を移動機構によって直列接続方向へ移動させながら光ビーム照射をＯＮ／ＯＦＦ制御して光ビームの始点と終点を決定しているため、光ビームの位置検出を高精度に行うことができる精密な移動機構を用いて所定位置にて光ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を高精度に行う必要があった。よって、この場合は、ストリング分離溝の形成コストが嵩むというデメリットがある。
【０００７】
本発明は、ストリング分離溝を簡易かつ低コストな方法で形成してストリングが複数並列接続された集積型薄膜太陽電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かくして、本発明によれば、透光性絶縁基板の表面に透光性第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数互いに電気的に直列接続されたストリングを備え、前記ストリングは、同一の前記透光性絶縁基板上に、直列接続方向に延びる１本以上のストリング分離溝を挟んで直列接続方向と直交する方向に複数並列して配置され、前記ストリング分離溝は、第１電極層を除去して形成された第１溝と、光電変換層および第２電極層を前記第１溝の幅よりも広い幅で除去して形成された第２溝とからなり、複数のストリングにおいて、直列接続方向と直交する方向に隣接する任意の薄膜光電変換素子は、前記ストリング分離溝によって一部が除去されかつ残部が繋がって並列接続されている集積型薄膜太陽電池が提供される。
【０００９】
また、本発明の別の観点によれば、透光性絶縁基板の表面に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数個互いに電気的に直列接続されたストリングを形成するストリング形成工程と、前記ストリングにおける複数の薄膜光電変換素子を部分的に光ビームによって除去して直列接続方向に延びるストリング分離溝を１本以上形成して、ストリングを複数に分割するストリング分割工程とを含み、前記ストリング形成工程が、透光性絶縁基板の表面に前記第１電極層、前記光電変換層および前記第２電極層を順次積層して積層膜を形成する成膜工程と、前記積層膜における第２電極層および光電変換層を除去して直列接続方向と直交する方向に延びる素子分離溝を複数本形成することにより複数の薄膜光電変換素子を形成する工程とを有し、前記ストリング分離溝は、第１電極層を除去して形成された第１溝と、光電変換層および第２電極層を前記第１溝の幅よりも広い幅で除去して形成された第２溝とからなり、前記ストリング分割工程において、直列接続方向と直交する方向に延びる任意の薄膜光電変換素子にはその一部のみにストリング分離溝が形成されるよう、前記光ビームによってストリングを部分的に除去する集積型薄膜太陽電池の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、直列接続方向と直交する方向に隣接する任意の薄膜光電変換素子は、ストリング分離溝によって一部が除去されかつ残部が繋がって並列接続され、その他の同方向に隣接する薄膜光電変換素子はストリング分離溝によって分離されて複数のストリングが構成されている。このとき、ストリング分離溝は、複数のストリングを並列接続させる任意の薄膜光電変換素子の一部を除去するように形成されていればよく、ストリング分離溝の端部の形成許容範囲が広がる。
したがって、ストリング分離溝を形成する際の光ビームの高精度なＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことなく、光ビームをある程度の精度で移動制御するという簡易な方法でストリング分離溝を形成して、ストリングが複数並列接続された集積型薄膜太陽電池を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の集積型薄膜太陽電池は、透光性絶縁基板の表面に透光性第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数互いに電気的に直列接続されたストリングを備え、前記ストリングは、同一の前記透光性絶縁基板上に、直列接続方向に延びる１本以上のストリング分離溝を挟んで直列接続方向と直交する方向に複数並列して配置され、前記ストリング分離溝は、第１電極層を除去して形成された第１溝と、光電変換層および第２電極層を前記第１溝の幅よりも広い幅で除去して形成された第２溝とからなり、複数のストリングにおいて、直列接続方向と直交する方向に隣接する任意の薄膜光電変換素子は、前記ストリング分離溝によって一部が除去されかつ残部が繋がって並列接続されていることを特徴とする。
以下、「集積型薄膜太陽電池」を「太陽電池」と略称し、「薄膜光電変換素子」を「セル」と称する場合がある。
以下、図面を参照しながら本発明の集積型薄膜太陽電池の実施形態を詳しく説明する。なお、実施形態は本発明の一例であり、本発明は実施形態によって限定されるものではない。
【００１２】
（実施形態１）
図１は本発明の集積型薄膜太陽電池の実施形態１を示す平面図である。また、図２(ａ)は図１のＩ−Ｉ線断面図であり、図２（ｂ）は図１の集積型薄膜太陽電池を直列接続方向から見た側面図であり、図２（ｃ）は図１のII−II線断面図である。また、図３（ａ）は図１のIII−III線断面図であり、図３（ｂ）は図１の集積型薄膜太陽電池のストリング分離溝付近を示す平面図である。
【００１３】
この集積型薄膜太陽電池は、四角形の透光性絶縁基板１と、絶縁基板１の表面に透光性第１電極層２、光電変換層３および第２電極層４が順次積層されてなる薄膜光電変換素子５が複数互いに電気的に直列接続されたストリングＳと、ストリングＳにおける直列接続方向Ａの両側の薄膜光電変換素子５ａ、５ｂの第２電極層４上にろう材を介して電気的に接合された１本の第１集電電極６および１本の第２集電電極７とを備える。第１および第２集電電極６、７としては、例えば銅線、はんだメッキ銅線等が用いられる。
さらに、この太陽電池は、ストリングＳが、同一の絶縁基板１上に、直列接続方向Ａに延びる複数（この場合５本）のストリング分離溝８を挟んで直列接続方向と直交する方向Ｂに複数（この場合６個）並列して配置され、かつ複数のストリングＳが並列接続されている。なお、図１と図２（ａ）において、矢印Ｅは電流が流れる方向（電流方向）を表している。
【００１４】
＜ストリング＞
図１および図２（ａ）に示すように、ストリングＳは、隣接する２つのセル（薄膜光電変換素子）５の間に第２電極層４および光電変換層３が除去されて形成された素子分離溝９を有している。この素子分離溝９は、一つのセル５の第２電極４および光電変換層３と、隣接する他のセル５の第２電極４および光電変換層３とを電気的に分離するよう、矢印Ｂ方向に延びて形成されており、その溝幅（矢印Ａ方向）は３０〜８０μｍ程度が好ましい。
【００１５】
このストリングＳにおいて、一つのセル５の第１電極層２は、その一端（電流方向Ｅの下流側端部）が素子分離溝９を横切って隣接する他のセル５の領域まで延びた延出部２ａを有し、かつ隣接する第１電極層２とは電極分離ライン１０によって電気的に絶縁されている。
また、一つのセル５の第２電極層４の一端（電流方向Ｅの上流側端部）は、光電変換層３を貫通する直列用導電部４ａを介して隣接するセル５の第１電極層２の延出部２ａと電気的に接続している。なお、直列用導電部４ａは、第２電極層４と同一工程にて同一材料で一体的に形成することができる。
【００１６】
また、複数のストリングＳにおいて、第１および第２集電電極６、７が接合されたセル５ａ、５ｂは、図１および図２（ｂ）に示すように繋がっている。
この場合、ストリング分離溝８は隣接する２つのストリングＳを完全に分割しておらず、矢印Ａ方向両端のセル５ａ、５ｂは矢印Ｂ方向に長く延びており、そのため、全てのストリングＳの両端はそれぞれ共通の第２電極層４を介して第１および第２集電電極６、７と電気的に並列接続されていることになる。
【００１７】
ストリング分離溝８は、第１電極層２を除去して形成された第１溝８ａと、光電変換層３および第２電極層４を第１溝８ａの幅よりも広い幅で除去して形成された第２溝８ｂとからなる。このストリング分離溝８によって、各セルの第１電極層２と第２電極層４とが短絡すること防止している。この第１溝８ａの溝幅（矢印Ｂ方向）としては１０〜１０００μｍ程度が好ましく、第２溝８ｂの溝幅（矢印Ｂ方向）としては２０〜１５００μｍ程度が好ましい。
【００１８】
また、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、複数のストリングにおいて、直列接続方向（矢印Ａ方向）と直交する方向（矢印Ｂ方向）に延びる任意のセル、つまり、第１および第２集電電極６、７が接合された２つのセル５ａ、５ｂは、ストリング分離溝８によって一部が除去されかつ残部が繋がっていればよい。
【００１９】
具体的には、ストリングＳを流れる電流の電流方向Ｅの上流側に配置された第１溝８ａの端部８ａ1は、セル５ａの下流側に隣接するセル５の第１電極層２よりも上流側に配置されており、これによってセル５ａに隣接する複数（Ｂ方向）のセル５の第１電極層２は第１溝８ａによって完全に絶縁分離される。実施形態１では、第１溝８ａの端部８ａ1は、セル５ａに隣接する素子分離溝９の領域内に位置しているため、セル５ａの第１電極層２の一部が除去されていることになる。なお、第１溝８ａの端部８ａ1の位置は、セル５ａの第１電極層２と隣接するセル５の第１電極層２を絶縁分離する電極分離ライン１０の領域内まで下流側に位置することができる。
【００２０】
また、電流方向Ｅの下流側に配置された第２溝８ｂの端部８ｂ2は、セル５ｂの上流側に隣接するセル５の第２電極層４よりも下流側に配置されており、これによってセル５ｂに隣接する複数（Ｂ方向）のセル５の第２電極層４および光電変換層３は第２溝８ｂによって完全に絶縁分離される。実施形態１では、第２溝８ｂの端部８ｂ2は、セル５ｂの素子分離溝９近傍に位置しているため、セル５ｂの第２電極層４および光電変換層３の一部が除去されていることになる。
なお、図３（ｂ）において、符号Ｐａ1は上流側セル５ａにおいて第１溝８ａの上流側端部８ａ1の形成が許される位置を表し、符号Ｐｂ1は上流側セル５ａにおいて第２溝８ｂの上流側端部８ｂ1の形成が許される位置を表し、符号Ｐａ2は下流側セル５ｂにおいて第１溝８ａの下流側端部８ａ2の形成が許される位置を表し、符号Ｐｂ2は下流側セル５ｂにおいて第２溝８ｂの下流側端部８ｂ2の形成が許される位置を表している。
【００２１】
一方、ストリングＳを流れる電流の電流方向Ｅの上流側に配置された第２溝８ｂの端部８ｂ1は、セル５ａの一部（第２電極層４および光電変換層３）を除去しても除去しなくてもよく、実施形態１では除去しておらず、セル５ａに隣接する素子分離溝９の領域内に位置している。つまり、第２溝８ｂの端部８ｂ1は、セル５ａの下流側に隣接するセル５の領域からセル５ａ側へ所定寸法入り込んだ位置までの範囲内に配置されればよい。なお、第１溝８ａの形成に用いる光ビームとしてＹＡＧレーザの基本波を用いる場合は、第１電極層２のみならず光電変換層３および第２電極層４も除去するため、第２溝８ｂの端部の位置は、少なくとも第１溝８ａの端部と一致し、好ましくは第１溝８ａの端部を包囲する位置とされる。
また、電流方向Ｅの下流側に配置された第１溝８ａの端部８ａ2は、セル５ｂの一部（第１電極層４）を除去しても除去しなくてもよく、実施形態１では除去しておらず、セル５ｂに隣接するセル５の素子分離溝９近傍に位置している。つまり、第１溝８ａの端部８ａ2は、セル５ｂの上流側に隣接するセル５の領域からセル５ｂ側へ所定寸法入り込んだ位置までの範囲内に配置されればよい。
【００２２】
このようにして第１溝８ａおよび第２溝８ｂを形成することにより、上流側のセル５ａに隣接する複数のセル５は、それらの第２電極層４および光電変換層３の一部によって繋がっているが、それらの第１電極層２は絶縁分離されているため、それらのうちの１つのセル５がリークしていても他のセル５は影響を受けることがない。また、下流側のセル５ｂに隣接する複数のセル５は、それらの第１電極層２の一部によって繋がっているが、それらの第２電極層４および光電変換層３は絶縁分離されているため、それらのうちの１つのセル５がリークしていても他のセル５は影響を受けることがない。
【００２３】
このように本発明では、少なくとも、第１溝８ａにて上流側セル５ａに隣接する複数のセル５の第１電極層２を完全に分離し、かつ第２溝８ｂにて下流側セル５ｂに隣接する複数のセル５の第２電極層４および光電変換層３（特に、第２電極層４）を完全に分離すればよい。
そのため、第１溝８ａおよび第２溝８ｂの形成許容範囲、つまり、第１溝８ａおよび第２溝８ｂの両端を形成することができる範囲が広がり、ストリング分離溝を形成する際の光ビームの高精度なＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことなく、光ビームをある程度の精度で移動制御するという簡易な方法でストリング分離溝を形成して、ストリングが複数並列接続された集積型薄膜太陽電池を得ることができる。なお、第１溝８ａおよび第２溝８ｂを形成する際の光ビームの矢印Ａ方向の移動制御およびＯＮ／ＯＦＦ制御について、詳しくは後述する。
【００２４】
例えば、直列接続方向Ａにおいて、上流側のセル５ａの長さが５〜１５ｍｍ、下流側のセル５ｂの長さが３〜５ｍｍ、その他のセル５の長さが５〜１５ｍｍ、第１および第２集電電極６、７の太さが１〜２ｍｍ、素子分離溝９の溝幅が３０〜８０μｍである場合、第１溝８ａの上流側端部８ａ1の形成許容範囲Ｌａとしては０〜１２ｍｍ程度とすることができ、第２溝８ｂの下流側端部８ｂ2の形成許容範囲Ｌｂとしては０〜２ｍｍ程度とすることができる。
なお、第１溝８ａの上流側端部８ａ1の形成許容位置Ｐａ1は、この位置を上回る形成許容位置Ｐｂ1が第１集電電極６の接合箇所に十分届かないようにできる位置であり、第２溝８ｂの下流側端部８ｂ2の形成許容位置Ｐｂ2は第２集電電極７の接合箇所に十分届かない位置である。
【００２５】
このストリングＳにおいて、第２集電電極７側のセル５ｂは、直列接続方向Ａの幅が狭く形成されているため実質的に発電に寄与しておらず、そのため、このセル５ｂの第２電極４は、隣接するセル５の第１電極２の引き出し電極として用いられている。
また、複数のストリングＳは、透光性絶縁基板１の外周端面（四辺の端面）よりも内側に形成されている。つまり、絶縁基板１の表面の外周領域は、第１電極層２、光電変換層３および第２電極層４が形成されていない非導電性表面領域１２とされており、その幅は太陽電池の出力電圧に応じた寸法範囲に設定されている。
【００２６】
〔透光性絶縁基板および第１電極層〕
透光性絶縁基板１としては、以降の膜形成プロセスにおける耐熱性および透光性を有するガラス基板、ポリイミド等の樹脂基板等が使用可能である。
また、第１電極層２は、透明導電膜からなり、好ましくは、ＺｎＯまたはＳｎＯ2を含む材料からなる透明導電膜からなる。ＳｎＯ2を含む材料は、ＳｎＯ2自体であってもよく、ＳｎＯ2と別の酸化物の混合物（例えば、ＳｎＯ2とＩｎ2Ｏ3の混合物であるＩＴＯ）であってもよい。
【００２７】
〔光電変換層〕
光電変換層３を構成する各半導体層の材料は、特に限定されず、例えば、シリコン系半導体、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）化合物半導体、ＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ2）化合物半導体等からなる。以下、各半導体層がシリコン系半導体からなる場合を例にとって説明を進める。「シリコン系半導体」とは、非晶質又は微結晶シリコン、又は非晶質又は微結晶シリコンに炭素やゲルマニウム又はその他の不純物が添加された半導体（シリコンカーバイド、シリコンゲルマニウム等）を意味する。また、「微結晶シリコン」とは、結晶粒径が小さい（数十から千Å程度）結晶シリコンと、非晶質シリコンとの混合相の状態のシリコンを意味する。微結晶シリコンは、例えば、結晶シリコン薄膜をプラズマＣＶＤ法などの非平衡プロセスを用いて低温で作製した場合に形成される。
【００２８】
光電変換層３は、第１電極２側から順にｐ型半導体層、ｉ型半導体層およびｎ型半導体層が積層されてなる。なお、ｉ型半導体層を省略してもよい。
ｐ型半導体層には、ボロン、アルミニウム等のｐ型不純物原子がドープされており、ｎ型半導体層にはリン等のｎ型不純物原子がドープされている。ｉ型半導体層は、完全にノンドープである半導体層であってもよく、微量の不純物を含む弱ｐ型または弱ｎ型で光電変換機能を十分に備えている半導体層であってもよい。なお、本明細書において、「非晶質層」及び「微結晶層」は、それぞれ、非晶質および微結晶の半導体層を意味する。
また、光電変換層３は、ｐｉｎ構造が複数重ねられたタンデム型でもよく、例えば、第１電極２上にa-Si:Ｈｐ層、a-Si:Ｈｉ層、a-Si:Ｈｎ層をこの順に積層した上部半導体層と、上部半導体層上にμc-Si:Ｈｐ層、μc-Si:Ｈｉ層、μc-Si:Ｈｎ層をこの順に積層した下部半導体層とから構成されてもよい。また、ｐｉｎ構造を上部半導体層、中部半導体層および下部半導体層からなる３層構造の光電変換層３としてもよく、例えば、上部および中部半導体層にアモルファスシリコン（a-Si）、下部半導体層に微結晶シリコン（μc-Si）を用いた３層構造でも構わない。光電変換層３の材料および積層構造の組み合わせは、特に限定されるものではない。なお、本願の実施形態および実施例においては、薄膜太陽電池の光入射側に位置する半導体層を上部半導体層とし、光入射側と反対側に位置する半導体層を下部半導体層とし、図２（ａ）〜（ｃ）中の光電変換層３内に記された直線は上部半導体層と下部半導体層との境界を表している。
【００２９】
〔第２電極層〕
第２電極層４の構成や材料は、特に限定されないが、一例では、第２電極４は、透明導電膜と金属膜とが光電変換層上に積層した積層構造を有する。透明導電膜は、ZnO、ITO、SnO2などからなる。金属膜は、銀、アルミニウム等の金属からなる。なお、第２電極層４はAg、Al等の金属膜のみでも良いが、ZnO、ITO、SnO2等の透明導電膜を光電変換層３側に配置した方が、光電変換層３で吸収されなかった光を裏面電極層４で反射する反射率が向上し、高い変換効率の薄膜太陽電池を得ることができる点で好ましい。
【００３０】
〔その他の構成〕
図示しないが、この太陽電池において、透光性絶縁基板１上にはストリングＳおよび非導電性表面領域８を完全に覆うように裏面封止材が接着層を介して積層されている。接着層としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）からなる封止樹脂シートを用いることができる。裏面封止材としては、例えば、ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＥＴの積層フィルムを用いることができる。なお、接着層および裏面封止材には、各集電電極と接続される取り出し線１３の先端を外部へ導出するための小孔が予め形成されている。
また、裏面封止材上には、各取り出し線１３と電気的に接続される出力線および端子を有する端子ボックスが取り付けられる。
また、裏面封止材および接着層にて封止された太陽電池の外周部にはフレーム（例えば、アルミニウム製）が取り付けられる。
【００３１】
＜集積型薄膜太陽電池の製造方法について＞
この集積型薄膜太陽電池は、透光性絶縁基板１の表面に第１電極層２、光電変換層３および第２電極層４が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数個互いに電気的に直列接続されたストリング（分割前のストリング）を形成するストリング形成工程と、ストリングにおける薄膜光電変換素子部分を光ビームによって除去して直列接続方向に延びるストリング分離溝８を１本以上形成して、ストリングを複数に分割するストリング分割工程とを含む製造方法により製造することができる。
以下、図１〜４を参照しながら集積型薄膜太陽電池の製造方法について詳しく説明する。
【００３２】
〔ストリング形成工程〕
ストリング形成工程は、透光性絶縁基板１の表面に第１電極層、光電変換層および第２電極層を順次積層して積層膜を形成する成膜工程と、積層膜における第２電極層および光電変換層を除去して直列接続方向と直交する方向（矢印Ｂ方向）に延びる素子分離溝９を複数本形成することにより複数の薄膜光電変換素子を形成する工程とを有する。
【００３３】
成膜工程では、まず、透光性絶縁基板１の表面全面に、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着等の方法により膜厚600〜1000ｎｍの透明導電膜を形成し、透明導電膜を部分的に光ビームによって除去して電極分離ライン１０を形成することにより所定パターンの第１電極層２を形成する。この際、ＹＡＧレーザの基本波（波長：1064ｎｍ）を透光性絶縁基板１側から照射することにより、透明導電膜は所定幅で短冊状に分離され、電極分離ライン１０が所定間隔で形成される。
【００３４】
この後、得られた基板を純水で超音波洗浄し、その後、ｐ-ＣＶＤにより電極分離ライン１０を完全に埋め込むように光電変換膜を第１電極層２上に形成する。例えば、第１電極２上にa-Si:Ｈｐ層、a-Si:Ｈｉ層（膜厚150nmから300nm程度）、a-Si:Ｈｎ層をこの順に積層して上部半導体層を形成し、上部半導体層上にμc-Si:Ｈｐ層、μc-Si:Ｈｉ層（膜厚1.5μmから3μｍ程度）、μc-Si:Ｈｎ層をこの順に積層して下部半導体層を形成する。
その後、タンデム構造の光電変換膜を部分的に光ビームによって除去して、直列用導電部４ａ、短絡用第１導電部１１ａおよび短絡用第２導電部１１ｂを形成するための、コンタクトラインを形成することにより所定パターンの光電変換層３を形成する。この際、ＹＡＧレーザの第二高調波（波長：532nｍ）を透光性絶縁基板１側から照射することにより、光電変換膜は所定幅で短冊状に分離される。なお、レーザとしてＹＡＧレーザの第二高調波の代りにＹＶＯ4レーザの第二高調波（波長：532ｎｍ）を用いても構わない。
【００３５】
次に、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着等の方法によりコンタクトラインを完全に埋め込むように導電膜を光電変換層３上に形成し、導電膜および光電変換層３を部分的に光ビームによって除去して素子分離溝９を形成することにより所定パターンの第２電極層４を形成する。これにより、透光性絶縁基板１上に複数のセル５が直列用導電部４ａにて直列接続したストリングが形成される。この時点では、ストリングは未だ複数に分割されていないため、１つのセルは矢印Ｂ方向に長く延びている。
【００３６】
この工程では、導電膜を透明導電膜（ZnO、ITO、SnO2等）と金属膜（Ag、Al等）の２層構造にすることができる。透明導電膜の膜厚としては10〜100ｎｍ、金属膜の膜厚としては100〜500ｎｍとすることができる。
また、第２電極層４のパターニングでは、光ビームによる第１電極層２へのダメージを避けるため、第１導電層２に対する透過性が高いＹＡＧレーザの第二高調波またはＹＶＯ4レーザの第二高調波を透光性絶縁基板１側から照射することにより、導電膜は所定幅で短冊状に分離され、素子分離溝９が形成される。この際、第１電極層２へのダメージを最小限に抑え、かつ、第２電極層４の加工後の銀電極のバリ発生を抑制する加工条件を選択することが好ましい。
【００３７】
〔ストリング分割工程〕
ストリング分割工程では、直列接続方向Ａと直交する方向Ｂに延びる任意の薄膜光電変換素子にはその一部のみにストリング分離溝８が形成されるよう、光ビームによってストリングを部分的に除去する。
具体的に、実施形態１では、上流側のセル５ａと下流側のセル５ｂにはその一部のみにストリング分離溝８が形成されるよう、光ビームによってストリングを部分的に除去し、セル５ａ、５ｂによって並列接続された複数のストリングＳを形成する。この際、ストリング分離溝８は、上述のように、第１電極層２を除去して形成された第１溝８ａと、光電変換層３および第２電極層４を第１溝８ａの幅よりも広い幅で除去して形成された第２溝８ｂとからなる。
【００３８】
このストリング分割工程は、第１電極層２、光電変換層３および第２電極層４を除去可能な第１溝形成用光ビームを透光性絶縁基板１側から照射しながら直列接続方向Ａに移動させて第１溝８ａを形成する第１段階と、光電変換層３および第２電極層４を除去可能な第２溝形成用光ビームを透光性絶縁基板１側から照射しながら直列接続方向Ａに移動させて前記第２溝８ｂを形成する第２段階とを有する。
あるいは、ストリング分割工程は、光電変換層３および第２電極層４を除去可能な第２溝形成用光ビームを透光性絶縁基板１側から照射しながら直列接続方向Ａに移動させて前記第２溝８ｂを形成する第１段階と、第１電極層２を除去可能な第１溝形成用光ビームを透光性絶縁基板１側から照射しながら直列接続方向Ａに移動させて前記第１溝８ａを形成する第２段階とを有する。
つまり、第１溝８ａと第２溝８ｂはどちらが先に形成されてもよい。この場合、第１溝形成用光ビームとしてはＹＡＧレーザの基本波を用いることができ、そのビーム径は１０〜１０００μｍ程度とすることができる。また、第２溝形成用光ビームとしては第１導電層２に対する透過性が高いＹＡＧレーザの第二高調波またはＹＶＯ4レーザの第二高調波を用いることができ、そのビーム径は１０〜１０００μｍ程度とすることができる。
【００３９】
＜第１溝の形成＞
第１溝８ａを形成する場合、図３に示すように、電流方向Ｅの上流側に形成される第１溝８ａの端部８ａ1が、任意のセルである上流側のセル５ａの下流側に隣接するセル５の第１電極層２よりも上流側に配置されるように、第１溝形成用光ビームの移動を制御すると共に、第１溝８ａの下流側の端部８ａ2が、別の任意のセルである下流側のセル５ｂの上流側に隣接するセル５の領域からセル５ｂ側へ所定寸法だけ入り込んだ位置Ｐａ2までの範囲内に配置されるように、第１溝形成用光ビームの移動を制御する。実施形態１では、第１溝８ａの端部８ａ1は素子分離溝９の領域内に配置され、第１溝８ａの端部８ａ2は素子分離溝９よりも少し上流側に配置されている。
この際、第１溝形成用光ビームの移動方向は、上流側から下流側に向かう方向でも、下流側から上流側に向かう方向でも、どちらでもよい。つまり、第１溝８ａの上流側の端部８ａ1と下流側の端部８ａ2が上述の範囲内に配置されるように第１溝８ａを形成しさえすれば、第１溝形成用光ビームのＯＮとＯＦＦを第１溝８ａの端部の上流側とするか下流側とするかは、任意に選択することができる。
【００４０】
例えば、セル５ａ側の範囲Ｌａ内でビーム照射手段によって第１溝形成用光ビームを照射開始（ＯＮ）し、光ビームを照射しながらビーム照射手段を移動機構によってセル５ｂ側へ直列接続方向Ａに移動させていき、光ビームがセル５ｂ側の素子分離溝９付近の位置Ｐａ2よりも上流側の位置まで移動したところで移動機構を停止させ、その直後または移動停止と同時に光ビーム照射を停止（ＯＦＦ）させる。これにより、分割前のストリングに第１溝８ａが形成される。なお、このような第１溝８ａの形成は、形成しようとするストリング分離溝８の本数分だけ矢印Ｂ方向に所定間隔で行われる。
【００４１】
このとき、移動機構による光ビームの位置制御の精度にある程度の誤差が含まれるのであれば、その誤差を考慮して、第１溝８ａの端部８ａ1、８ａ2が前記範囲内で形成されるように、光ビームのＡ方向の移動のスタート位置とストップ位置を制御する。
ここで、移動機構としては特に限定されるものではなく、例えば、ビーム照射手段を水平方向に移動可能に支持する可動部を有するリニアガイドの前記可動部を、ボールネジ、ベルト車、シリンダ等の駆動源にて往復移動させる移動機構を用いることができる。
なお、第１溝８ａの上述の形成動作を逆にしてもよいが、第１溝８ａの上流側の端部８ａ1の位置は下流側の端部８ａ2の位置よりも重要であるため、上流側端部８ａ1を形成する位置にビーム照射手段を位置決めした後、第１溝形成用光ビームを照射開始（ＯＮ）して下流側へ移動させる方法が好ましい。また、第１溝８ａの形成に際して、光ビームを移動させる以外にも、光ビームの位置を固定し、基板を移動および停止させてもよく、あるいは光ビームと基板の両方を移動および停止させてもよい。
【００４２】
＜第２溝の形成＞
第２溝８ｂを形成する場合、図３に示すように、電流方向Ｅの上流側に形成される第２溝８ｂの端部８ｂ1が、任意のセルである上流側のセル５ａの下流側に隣接するセル５の領域からセル５ａ側へ所定寸法だけ入り込んだ位置Ｐｂ1までの範囲内に配置されるように、第２溝形成用光ビームの移動を制御すると共に、第２溝８ｂの下流側の端部８ｂ2が、別の任意のセルである下流側のセル５ｂの上流側に隣接するセル５の第２電極層４よりも下流側に配置されるように、第２溝形成用光ビームの移動を制御する。実施形態１では、第２溝８ｂの端部８ｂ1は素子分離溝９の領域内に配置され、第２溝８ｂの端部８ｂ2はセル５ｂの素子分離溝９の近傍位置に配置されている。
この際、第２溝形成用光ビームの移動方向は、上流側から下流側に向かう方向でも、下流側から上流側に向かう方向でも、どちらでもよい。つまり、第２溝８ｂの上流側の端部８ｂ1と下流側の端部８ｂ2が上述の範囲内に配置されるように第２溝８ｂを形成しさえすれば、第２溝形成用光ビームのＯＮとＯＦＦを第２溝８ｂの端部の上流側とするか下流側とするかは、任意に選択することができる。
【００４３】
例えば、セル５ｂ側の範囲Ｌｂ内にビーム照射手段によって第２溝形成用光ビームを照射開始（ＯＮ）し、光ビームを照射しながらビーム照射手段を移動機構によってセル５ａ側へ直列接続方向Ａに移動させていき、光ビームがセル５ａ側の素子分離溝９付近（位置Ｐｂ1よりも下流側）まで移動したところで移動機構を停止させ、その直後または移動停止と同時に光ビーム照射を停止（ＯＦＦ）させる。これにより、分割前のストリングに第２溝８ｂが形成される。
なお、第２溝形成用光ビームの径が、形成しようとする第２溝８ｂの溝幅よりも小さい場合は、ビーム照射手段を直列接続方向Ａに複数回移動させて所望の溝幅の第２溝８ｂを形成する。また、このような第２溝８ｂの形成は、形成しようとするストリング分離溝８の本数分だけ矢印Ｂ方向に所定間隔で行われる。
【００４４】
このとき、第２溝形成用光ビームを移動させる移動機構は、第１溝形成用光ビームを移動させる移動機構と同様の機構を採用することができ、同一の移動機構を兼用してもよい。したがって、移動機構による光ビームの位置制御の精度にある程度の誤差が含まれるのであれば、その誤差を考慮して、第２溝８ｂの端部８ｂ1、８ｂ2が前記範囲内で形成されるように、光ビームのＡ方向の移動のスタート位置とストップ位置を制御する。
なお、第２溝８ｂの上述の形成動作を逆にしてもよいが、第２溝８ｂの下流側の端部８ｂ2の位置は上流側の端部８ｂ1の位置よりも重要であるため、下流側端部８ｂ2を形成する位置にビーム照射手段を位置決めした後、第２溝形成用光ビームを照射開始（ＯＮ）して下流側へ移動させる方法が好ましい。また、第２溝８ｂの形成に際して、光ビームを移動させる以外にも、光ビームの位置を固定し、基板を移動および停止させてもよく、あるいは光ビームと基板の両方を移動および停止させてもよい。
【００４５】
従来では、光ビーム照射のＯＮ／ＯＦＦ制御のみでストリング分離溝の両端の位置制御を行っていたため、光ビームがストリングのどの位置を照射しているかを正確に知る必要があり、光ビームまたはビーム照射手段の位置検出を高精度に行う必要があった。
これに対し、本発明では、光ビーム照射のＯＮ／ＯＦＦ制御でストリング分離溝８（第１溝８ａ、第２溝８ｂ）の両端の位置制御を行うのではなく、上述のように、移動機構の位置精度誤差を考慮した上で、光ビームの直列接続方向Ａの移動を制御して、ストリング分離溝の両端の位置制御をしている。光ビームの照射開始位置と停止位置は、上述の範囲内であればよいため、光ビームまたはビーム照射手段の位置検出を高精度に行う必要はない。それに加え、ビーム照射手段を急停止させるように移動機構を特別精密に構成する必要もないため、移動機構を簡素な構造で低コストにて作製することができる。
【００４６】
〔その他の工程〕
このストリング分割工程の後または前に、透光性絶縁基板１の外周端面から内側へ所定幅で、透光性絶縁基板１の表面の外周部に形成されている薄膜光電変換素子部分である第１電極層２、光電変換層３および第２電極層４を、例えばＹＡＧレーザの基本波を用いて除去して非導電性表面領域１２を全周に形成する。これによって、非導電性表面領域１２に囲まれた複数列のストリングＳが形成される。
【００４７】
次に、各ストリングＳの直列接続方向Ａの両端の第２電極層４上にろう材（例えば、銀ペースト）を塗布し、第１および第２集電電極６、７を加圧接着して電気的に接続して、電流の取り出し部を作製する。
【００４８】
次に、太陽電池の裏面側（非受光面側）に接着層の材料として透明なＥＶＡシートおよび裏面封止材を重ね、真空ラミネート装置を用いて接着層を介して裏面封止材を太陽電池に接着して封止する。この時、裏面封止材として、ＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴの積層フィルムを用いることが好ましい。
その後、前記取り出し線１３を端子ボックスの出力線と電気的に接続し、端子ボックスを裏面封止材に接着し、シリコーン樹脂で端子ボックス内を充填する。そして、薄膜太陽電池の外周部にアルミフレームを取り付けて製品化を完了させる。
【００４９】
（実施形態２）
図４（ａ）は実施形態２の集積型薄膜太陽電池のストリング分割溝付近の直列接続方向の部分的な断面図であり、図４（ｂ）は実施形態２の集積型薄膜太陽電池のストリング分離溝付近の部分的な平面図である。
実施形態２が実施形態１と異なる点は、ストリング分離溝８の第１溝８ａの下流側端部８ａ2が下流側セル５ｂに隣接する素子分離溝９の領域内に配置された点、第２溝８ｂの上流側端部８ｂ1が上流側セル５ａの領域に配置された点、および第１溝８ａの全体が第２溝８ｂの内側領域に配置されている点である。実施形態２におけるこれら以外の構成は、実施形態１と同様である。
【００５０】
実施形態１で説明したように、本発明は少なくとも、第１溝８ａにて上流側セル５ａに隣接する複数のセル５の第１電極層２を完全に分離し、かつ第２溝８ｂにて下流側セル５ｂに隣接する複数のセル５の第２電極層４および光電変換層３（特に、第２電極層４）を完全に分離すればよいため、図４（ａ）、（ｂ）のように第１溝８ａと第２溝８ｂの両端を配置してもよい。
このようにしても、実施形態１と同様に、ストリング分離溝８を形成する光ビームの高精度なＯＮ／ＯＦＦ制御を行わずに、簡易な移動機構による光ビームの移動制御によってストリング分離溝８を形成することができる。さらに、第１溝８ａの全体が第２溝８ｂの内側領域に配置されているため、第１溝８ａの両端の形成時に飛散する導電性材料によって第１電極層２と第２電極層４とが短絡していた場合でも、後で第２溝８ｂを形成することにより短絡箇所が除去される。反対に、先に第２溝８ｂを形成する場合であっても、第２溝８ｂの領域内に第１溝８ａを形成するため、第１溝形成時に飛散する導電性材料によって第１電極層２と第２電極層４が短絡し難い。
【００５１】
（実施形態３）
図５（ａ）は実施形態３の集積型薄膜太陽電池のストリング分割溝付近の直列接続方向の部分的な断面図であり、図５（ｂ）は実施形態３の集積型薄膜太陽電池のストリング分離溝付近の部分的な平面図である。
実施形態３が実施形態１と異なる点は、ストリング分離溝８の第１溝８ａの上流側端部８ａ1が上流側セル５ａの領域に配置された点、第１溝８ａの下流側端部８ａ2が下流側セル５ｂの領域内に配置された点、および第１溝８ａの全体が第２溝８ｂの内側領域に配置されている点である。実施形態３におけるこれら以外の構成は、実施形態１と同様である。
【００５２】
このようにしても、第１溝８ａにて上流側セル５ａに隣接する複数のセル５の第１電極層２を完全に分離し、かつ第２溝８ｂにて下流側セル５ｂに隣接する複数のセル５の第２電極層４および光電変換層３（特に、第２電極層４）を完全に分離することができる。
そして、実施形態３によれば、実施形態１と同様に、ストリング分離溝８を形成する光ビームの高精度なＯＮ／ＯＦＦ制御を行わずに、簡易な移動機構による光ビームの移動制御によってストリング分離溝８を形成することができる上、実施形態２と同様に第１溝８ａと第２溝８ｂの端部での短絡を防止できる。
【００５３】
（実施形態４）
図６は本発明の集積型薄膜太陽電池の実施形態４を示す平面図である。なお、図６中の構成要素において、図１〜図３中の構成要素と同様のものには同一の符号を付している。
実施形態４の太陽電池は、ストリングＳが、同一の透光性絶縁基板１上に、直列接続方向に延びる１本以上のストリング分離溝を挟んで直列接続方向Ａと直交する方向Ｂに複数並列して配置され、少なくとも１本のストリング分離溝によって複数のストリングＳがグループ毎に完全に分離され、分離されたストリングＳの各グループが第１集電電極１６および第２集電電極１７によって並列接続され、並列接続された複数のストリングＳのグループが直列接続されている。
【００５４】
詳しく説明すると、実施形態４の場合、同一の絶縁基板１上に６つのストリングＳが形成され、そのうちの隣接する３つのストリングＳの第１グループと隣接する他の３つのストリングＳの第２グループが、１本のストリング分離溝１８Ａによって完全に分離されている。
また、各グループにおけるストリング分離溝１８Ｂは隣接する２つのストリングＳを完全には分離しておらず、各グループの３つのストリングＳにおける直列接続方向Ａの両側のセル５ａ、５ｂは一体化しており、それらの上に個別に第１および第２集電電極６、７が接合されている。したがって、各グループの３つのストリングＳは電気的に並列接続されているが、第１グループと第２グループは電気的に並列接続されていない。
【００５５】
このように構成された太陽電池は、取り出し線１３ａによって第１グループの第１集電電極６と第２グループの第２集電電極７とが直接または端子ボックスに設けられた接続線と接続されることにより電気的に直列され、残りの第１および第２集電電極６、７は取り出し線１３を介して端子ボックスの出力線と電気的に接続される。
この実施形態２によれば、第１グループおよび第２グループで発生した電流はそれぞれ電流方向Ｅへ流れ、かつ第１グループと第２グループは直列接続されているため、１つの太陽電池で高電圧の電流を出力することができる構成とするのに有効である。
なお、実施形態４において、その他の構成および効果は実施形態１と同様である。
【００５６】
（実施形態５）
図７は本発明の集積型薄膜太陽電池の実施形態５を示す平面図であり、図８（ａ）は実施形態５の集積型薄膜太陽電池のストリング分割溝付近の直列接続方向の部分的な断面図であり、図８（ｂ）は実施形態５の集積型薄膜太陽電池のストリング分離溝付近の部分的な平面図である。なお、図７および図８中の構成要素において、図１〜図３中の構成要素と同様のものには同一の符号を付している。
実施形態５が実施形態１と異なる点は、太陽電池が、第１集電電極６および第２集電電極７が接合された２つのセル５ａ、５ｂの間の１つ以上のセル５ｃの第２電極層４上に接合された中間集電電極１４を備えた点、および中間集電電極１４が形成されたセル５ｃはストリング分離溝１８によって一部が除去されかつ残部が繋がって並列接続されている点であり、その他の構成は実施形態１と同様である。
【００５７】
具体的に説明すると、この太陽電池は、同一の透光性絶縁基板１上に複数個のストリングＳがストリング分離溝１８を挟んで並列され、かつ第１および第２集電電極６、７が直列接続方向Ａ（電流方向Ｅ）の上流側および下流側の各ストリングＳのセル５ａ、５ｂ上に接合されて、各ストリングＳを並列接続している。
さらに、各ストリングＳの直列接続方向Ａのほぼ中間位置のセル５ｃ（以下、中間セル５ｃと称する）は、各ストリング分離溝１８によって分割されず矢印Ｂ方向に延びており、中間セル５ｃ上に１本の中間集電電極１４がろう材を介して接合されている。なお、この各ストリング分離溝１８は、実施形態１と同様の、第１溝１８ａと、第１溝１８ａよりも溝幅の広い第２溝１８ｂとからなる。
【００５８】
なお、図８（ｂ）において、Ｐａ1は上流側セル５ａにおいて第１溝１８ａの上流側端部１８ａ1の形成が許される位置、Ｐｂ1は上流側セル５ａにおいて第２溝１８ｂの上流側端部１８ｂ1の形成が許される位置、Ｐａ2は中間セル５ｃにおいて第１溝１８ａの下流側端部１８ａ2の形成が許される位置、Ｐｂ2は中間セル５ｃにおいて第２溝１８ｂの下流側端部１８ｂ2の形成が許される位置、Ｐａ3は中間セル５ｃにおいて第１溝１８ａの上流側端部１８ａ3の形成が許される位置、Ｐｂ3は中間セル５ｃにおいて第２溝１８ｂの上流側端部１８ｂ3の形成が許される位置、Ｐａ4は下流側セル５ｂにおいて第１溝１８ａの下流側端部１８ａ4の形成が許される位置、Ｐｂ4は下流側セル５ｂにおいて第２溝１８ｂの下流側端部１８ｂ4の形成が許される位置を表している。
【００５９】
実施形態５の場合、上流側セル５ａと下流側セル５ｂに対するストリング分離溝１８の端部の形成位置は、実施形態１と同様であるため、説明を省略する。
中間セル５ｃに対するストリング分離溝１８の端部の形成位置は、実施形態１の上流側セル５ａと下流側セル５ｂに準じて形成される。
中間セル５ｃよりも上流側のストリング分離溝１８において、第１溝１８ａの下流側端部１８ａ2は、中間セル５ｃの上流側に隣接するセル５の領域内から中間セル５ｃにおける位置Ｐａ2までの範囲に形成される。
また、中間セル５ｃよりも上流側のストリング分離溝１８において、第２溝１８ｂの下流側端部１８ｂ2は、中間セル５ｃの上流側に隣接するセル５の第２電極層４よりも下流側であって中間セル５ｃにおける位置Ｐｂ2までの範囲Ｌｂ2内に形成される。
このような中間セル５ｃに対する第１溝１８ａと第２溝１８ｂの下流側端部１８ａ2、１８ｂ2の形成位置は、実施形態１の下流側セル５ｂに対する第１溝８ａおよび第２溝８ｂの下流側端部８ａ2、８ａ2の形成位置と同様である（図３（ａ）参照）。
【００６０】
一方、中間セル５ｃよりも下流側のストリング分離溝１８において、第１溝１８ａの上流側端部１８ａ3は、中間セル５ｃの下流側に隣接するセル５の第１電極層２よりも上流側であって中間セル５ｃにおける位置Ｐａ3までの範囲Ｌａ3内に形成される。
また、中間セル５ｃよりも下流側のストリング分離溝１８において、第２溝１８ｂの上流側端部１８ｂ3は、中間セル５ｃの下流側に隣接するセル５の領域（実質的には第１溝１８ａの上流側端部１８ａ3の位置から中間セル５ｃにおける位置Ｐｂ3までの範囲内に形成される。
このような中間セル５ｃに対する第１溝１８ａと第２溝１８ｂの上流側端部１８ａ3、１８ｂ3の形成位置は、実施形態１の上流側セル５ａに対する第１溝８ａおよび第２溝８ｂの上流側端部８ａ1、８ｂ1の形成位置と同様である（図３（ａ）参照）。
【００６１】
したがって、直列接続方向Ａに並ぶ２本のストリング分離溝１８のうちの上流側のストリング分離溝１８は、第１溝１８ａにて上流側セル５ａに隣接する複数のセル５の第１電極層２を完全に分離し、かつ第２溝８ｂにて中間セル５ｃに隣接する複数のセル５の第２電極層４および光電変換層３を完全に分離している。また、下流側のストリング分離溝１８は、第１溝１８ａにて中間セル５ｃに隣接する複数のセル５の第１電極層２を完全に分離し、かつ第２溝８ｂにて下流側セル５ｂに隣接する複数のセル５の第２電極層４および光電変換層３を完全に分離している。
このようにしても、実施形態１と同様に、ストリング分離溝１８を形成する光ビームの高精度なＯＮ／ＯＦＦ制御を行わずに、簡易な移動機構による光ビームの移動制御によってストリング分離溝１８を形成することができる。
【００６２】
このように構成された実施形態５の太陽電池は、実施形態１に準じてストリング分離溝１８をＡ方向に２本形成し、同様の工程をＢ方向に所定間隔で複数回行うことにより、図７に示すように、第１集電電極６、中間集電電極１４および第２集電電極７によって複数のストリングＳが並列接続された太陽電池を製造することができる。
その後、並列接続された複数のストリングＳに、端子ボックスＴ内に設けられたバイパスダイオードＤが取り出し線１３を介して並列接続され、それらのバイパスダイオードＤが複数直列接続される。このような接続により、ホットスポット耐性を維持しながら高電圧出力の集積型薄膜太陽電池を得ることができる。
なお、実施形態５において、上述のような構成および製造方法以外は、実施形態１と同様である。
【００６３】
（実施形態６）
図９（ａ）は実施形態６の集積型薄膜太陽電池のストリング分割溝付近の直列接続方向の部分的な断面図であり、図９（ｂ）は実施形態６の集積型薄膜太陽電池のストリング分離溝付近の部分的な平面図である。
実施形態６が実施形態５と異なる点は、矢印Ａ方向の２本のストリング分離溝１８の第１溝１８ａの下流側端部１８ａ2、１８ａ4が中間セル５ｃおよび下流側セル５ｂの領域に配置された点、各ストリング分離溝１８の第２溝１８ｂの上流側端部１８ｂ1、１８ｂ3が上流側セル５ａおよび中間セル５ｃの領域に配置された点、および各ストリング分離溝１８の第１溝１８ａの全体が第２溝１８ｂの内側領域に配置されている点である。実施形態６におけるこれら以外の構成は、実施形態５と同様である。
【００６４】
このようにしても、実施形態１と同様に、ストリング分離溝８を形成する光ビームの高精度なＯＮ／ＯＦＦ制御を行わずに、簡易な移動機構による光ビームの移動制御によってストリング分離溝８を形成することができる上、第１溝１８ａの全体が第２溝１８ｂの内側領域に配置されているため、第１溝８ａの両端の形成時に飛散する導電性材料によって第１電極層２と第２電極層４とが短絡することを防止できる。
【００６５】
（他の実施形態）
ストリングの数、集電電極の取り付け位置および数等は、上述の実施形態に限定されず、例えば、中間集電電極を残し、直列接続方向両端の第１および第２集電電極を第１電極層（ｐ側電極、ｎ側電極）に接続してもよい。
また、ストリングの直列接続方向の複数箇所に中間集電電極を設けてもよい。
また、集電電極は全く省略されてもよい。
また、同一の透光性絶縁基板のストリング形成領域を４区画とし、各区画にストリングのグループを形成し、複数のグループを所望の形態に接続してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は本発明の集積型薄膜太陽電池の実施形態１を示す平面図である。
【図２】図２(ａ)は図１のＩ−Ｉ線断面図であり、図２（ｂ）は図１の集積型薄膜太陽電池を直列接続方向から見た側面図であり、図２（ｃ）は図１のII−II線断面図である。
【図３】図３（ａ）は図１のIII−III線断面図であり、図３（ｂ）は図１の集積型薄膜太陽電池のストリング分離溝付近を示す平面図である。
【図４】図４（ａ）は実施形態２の集積型薄膜太陽電池のストリング分割溝付近の直列接続方向の部分的な断面図であり、図４（ｂ）は実施形態２の集積型薄膜太陽電池のストリング分離溝付近の部分的な平面図である。
【図５】図５（ａ）は実施形態３の集積型薄膜太陽電池のストリング分割溝付近の直列接続方向の部分的な断面図であり、図５（ｂ）は実施形態３の集積型薄膜太陽電池のストリング分離溝付近の部分的な平面図である。
【図６】図６は本発明の集積型薄膜太陽電池の実施形態４を示す平面図である。
【図７】図７は本発明の集積型薄膜太陽電池の実施形態５を示す平面図である。
【図８】図８（ａ）は実施形態５の集積型薄膜太陽電池のストリング分割溝付近の直列接続方向の部分的な断面図であり、図８（ｂ）は実施形態５の集積型薄膜太陽電池のストリング分離溝付近の部分的な平面図である。
【図９】図９（ａ）は実施形態６の集積型薄膜太陽電池のストリング分割溝付近の直列接続方向の部分的な断面図であり、図９（ｂ）は実施形態６の集積型薄膜太陽電池のストリング分離溝付近の部分的な平面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  透光性絶縁基板
２、２ｂ  透光性第１電極層
２ａ  延出部
３  光電変換層
４  第２電極層
４ａ  直列用導電部
５、５ａ、５ｂ、５ｃ  薄膜光電変換素子（セル）
６  第１集電電極
７  第２集電電極
８、１８  ストリング分離溝
８ａ、１８ａ  第１溝
８ａ1、８ａ2、１８ａ1、１８ａ2、１８ａ3、１８ａ4  第１溝の端部
８ｂ、１８ｂ  第２溝
８ｂ1、８ｂ2、１８ｂ1、１８ｂ2、１８ｂ3、１８ｂ4  第２溝の端部
９  素子分離溝
１０  電極分離ライン
１４  中間集電電極
Ａ  直列接続方向
Ｂ  直列接続方向と直交する方向
Ｅ  電流方向
Ｄ  バイパスダイオード
Ｌａ、Ｌａ1、Ｌａ3  範囲
Ｌｂ、Ｌｂ2、Ｌｂ4  範囲
Ｓ  ストリング
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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