(57)【要約】  太陽電池モジュール１０の製造方法は、逆電圧リペア工程において、透明電極層２と金属電極層４との間に逆電圧を印加することによって、樹脂層５に形成されるピンホールＰＨii’内において金属電極層４の一部分を露出させる工程と、樹脂層５をマスクとしてエッチングすることによって金属電極層４の一部分を除去する工程とを備える。
2010029939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の主面上に透明電極層、半導体層及び金属電極層を順次形成する工程と、
前記金属電極層上に樹脂層を形成する工程と、
前記半導体層において発生される光起電力とは逆向きの電圧を、前記透明電極層と前記金属電極層との間に印加することによって、前記樹脂層に形成されるピンホール内において前記金属電極層の一部分を露出させる工程と、
前記樹脂層をマスクとして前記金属電極層の前記一部分をエッチングすることによって、前記金属電極層の前記一部分を除去する工程とを備え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２】
透明基板の主面上に透明電極層、半導体層及び金属電極層を順次形成する工程と、
前記半導体層において発生される光起電力とは逆向きの電圧を、前記透明電極層と前記金属電極層との間に印加することによって、前記金属電極層に第１ピンホールを形成する工程と、
前記金属電極層上及び前記第１ピンホール内に樹脂層を形成する工程と、
前記逆電圧を前記透明電極層と前記金属電極層との間に印加することによって、前記樹脂層に形成される第２ピンホール内において前記金属電極層の一部分を露出させる工程と、
前記樹脂層をマスクとして前記金属電極層の前記一部分をエッチングすることによって、前記金属電極層の前記一部分を除去する工程とを備え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３】
前記半導体層は、前記透明電極上に順次形成された第１半導体層、透光性導電層及び第２半導体層を有しており、
前記第１ピンホールを形成する工程において、前記第１ピンホールは、少なくとも前記金属電極層及び前記第２半導体層を貫通することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆電圧リペア工程を備える太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、薄膜系の太陽電池モジュールは、透明基板上に順次形成された、透明電極、半導体層及び金属電極を備える。【０００３】
例えば、ＣＶＤ法によって半導体層を透明電極上に形成する際、透明電極上に付着した異物が半導体層に取り込まれる場合がある。このような異物が半導体層から外れることによって形成されるピンホールに金属電極材料が充填されると、透明電極と金属電極との間で短絡が発生してしまう。その結果、太陽電池モジュールの出力が低下するという問題があった。【０００４】
そこで、半導体層において発生される光起電力とは逆向きの電圧（以下、「逆電圧」という。）を印加することによって、ピンホールに充填された金属電極材料を蒸発させる手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。一般的に、逆電圧を印加する工程は、逆電圧リペア工程と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】昭６０−４６０８０号公報
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の手法では、透明電極と金属電極との間の微視的な短絡を除去することは困難である。具体的には、微視的な短絡は、半導体層の一部が低抵抗化することによって、或いは小さな異物の混入に伴い微小なピンホールが形成されることによって発生する。このような微視的な短絡の発生箇所に逆電圧を印加したとしても、金属電極材料は蒸発するほど高温に加熱されないため、微視的な短絡を除去することができない。
【０００７】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、透明電極と金属電極との間における微視的な短絡の発生を抑制可能とする太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の特徴に係る太陽電池モジュールの製造方法は、透明基板の主面上に透明電極層、半導体層及び金属電極層を順次形成する工程と、金属電極層上に樹脂層を形成する工程と、半導体層において発生される光起電力とは逆向きの電圧を、透明電極層と金属電極層との間に印加することによって、樹脂層に形成されるピンホール内において金属電極層の一部分を露出させる工程と、樹脂層をマスクとして金属電極層の一部分をエッチングすることによって、金属電極層の一部分を除去する工程とを備えることを要旨とする。
【０００９】
本発明の特徴に係る太陽電池モジュールの製造方法によれば、透明電極層と金属電極層の間に発生している短絡が微視的であるために金属電極層を蒸発させることができない場合であっても、樹脂層の一部を蒸発させることによって除去され、樹脂層にピンホールが形成される。そのため、金属電極層のうち微視的な短絡を発生させている部分を、ピンホール内に露出させることができる。露出した金属電極層、すなわち、金属電極層のうち微視的な短絡を発生させている部分、をエッチングによって除去することによって、透明電極と金属電極との間における微視的な短絡の発生を抑制することができる。
【００１０】
本発明の特徴に係る太陽電池モジュールの製造方法は、透明基板の主面上に透明電極層、半導体層及び金属電極層を順次形成する工程と、半導体層において発生される光起電力とは逆向きの電圧を、透明電極層と金属電極層との間に印加することによって、金属電極層に第１ピンホールを形成する工程と、金属電極層上及び第１ピンホール内に樹脂層を形成する工程と、逆電圧を透明電極層と金属電極層との間に印加することによって、樹脂層に形成される第２ピンホール内において金属電極層の一部分を露出させる工程と、樹脂層をマスクとして金属電極層の一部分をエッチングすることによって、金属電極層の一部分を除去する工程とを備えることを要旨とする。
【００１１】
本発明の特徴において、半導体層は、透明電極上に順次形成された第１半導体層、透光性導電層及び第２半導体層を有しており、第１ピンホールを形成する工程において、第１ピンホールは、少なくとも金属電極層及び第２半導体層を貫通していてもよい。
【００１２】
本発明によれば、透明電極と金属電極との間における微視的な短絡の発生を抑制可能とする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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０の断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０の概観図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０の製造工程を説明するための図である（その１）。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０の製造工程を説明するための図である（その２）。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０の製造工程を説明するための図である（その３）。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール３０の断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール３０の製造工程を説明するための図である（その１）。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール３０の製造工程を説明するための図である（その２）。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール３０の製造工程を説明するための図である（その３）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１５】
［第１実施形態］
（太陽電池モジュールの構成）
以下において、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０の拡大断面図である。
【００１６】
図１に示すように、太陽電池モジュール１０は、透明基板１と、透明電極層２と、半導体層３と、金属電極層４と、樹脂層５とを備える。透明電極層２、半導体層３、金属電極層４及び樹脂層５は、透明基板１の主面上に順次形成される。半導体層３において発生される電流は、第１方向に従って、太陽電池モジュール１０内部を流れる。
【００１７】
透明基板１は、太陽電池モジュール１０の単一基板である。透明基板１としては、透光性を有するガラス、プラスチックなどを用いることができる。
【００１８】
透明電極層２は、透明基板１の主面上に積層されている。透明電極層２は、導電性及び透光性を有する金属酸化物によって構成される。透明電極層２としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、或いは酸化錫（ＳｎＯ２）などを用いることができる。透明電極層２には、フッ素（Ｆ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ニオブ（Ｎｂ）などがドープされていてもよい。
【００１９】
透明電極層２は、図１に示すように、透明基板１上において、第１分離溝Ｈiによって分離されている。第１分離溝Ｈiは、第１方向に略直交する第２方向に沿って形成される。第１分離溝Ｈiの底面は、透明基板１によって構成される。
【００２０】
半導体層３は、透明電極層２上に積層されている。半導体層３は、ｐ型半導体層と、発電層であるｉ型半導体層と、ｎ型半導体層とが透明基板１側から積層されることによって形成されたｐｉｎ接合（不図示）を有する。従って、半導体層３において発生する光起電流は、半導体層３内部を透明電極層２から金属電極層４に向かって流れる。半導体層３としては、例えば、非晶質シリコンや微結晶シリコンなどのシリコン系半導体材料を用いることができる。
【００２１】
半導体層３は、図１に示すように、第１分離溝Ｈiの内部にも形成される。
【００２２】
半導体層３は、図１に示すように、透明電極層２上において、第２分離溝Ｈiiによって分離されている。第２分離溝Ｈiiは、第２方向に沿って形成される。第２分離溝Ｈiiの底面は、透明電極層２によって構成される。
【００２３】
金属電極層４は、半導体層３上に積層されている。金属電極層４としては、例えば、導電性を有する銀（Ａｇ）などの金属材料を用いることができる。
【００２４】
金属電極層４は、図１に示すように、第２分離溝Ｈiiの内部にも形成される。
【００２５】
半導体層３及び金属電極層４は、透明電極層２上において、第３分離溝Ｈiiiによって分離されている。第３分離溝Ｈiiiは、第２方向に沿って形成される。第３分離溝Ｈiiiの底面は、透明電極層２によって構成される。
【００２６】
樹脂層５は、金属電極層４上に積層されている。樹脂層５は、絶縁性を有する樹脂材料によって構成される。樹脂層５としては、例えば、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエステル（ＡＢＳ）、エポキシ（ＥＰ）などを用いることができる。樹脂層５は、金属電極層４が加熱によって蒸発される温度よりも低い温度で蒸発することが好ましい。
【００２７】
樹脂層５は、図１に示すように、第３分離溝Ｈiiiの内部にも形成される。
【００２８】
本実施形態において、太陽電池モジュール１０は、図１に示すように、第１ピンホールＰＨiと第２ピンホールＰＨiiとを有する。
【００２９】
第１ピンホールＰＨiは、半導体層３、金属電極層４及び樹脂層５を貫通する。第２ピンホールＰＨiiは、金属電極層４及び樹脂層５を貫通する。第１ピンホールＰＨi及び第２ピンホールＰＨiiが形成される経緯については後述する。
【００３０】
以上の構成を有する太陽電池モジュール１０は、図２に示すように、封止材６及び裏面側保護材７によって封止された封止体を構成してもよい。この場合、第１ピンホールＰＨi及び第２ピンホールＰＨiiには封止材６が充填される。封止材６としては、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＰＶＢ、シリコーン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の樹脂を用いることができる。裏面側保護材７としては、ＰＥＴ等の樹脂フィルム、Ａｌ箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルムなどを用いることができる。
【００３１】
図２に示すように、封止体は、弾性体８及び枠体９によって外周部を固定することによって補強されてもよい。弾性体８としては、シリコーンゴムやブチルゴムなどを用いることができる。枠体９としては、Ａｌ枠、鉄枠或いはＳＵＳ枠などを用いることができる。
【００３２】
（太陽電池モジュールの製造方法）
第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０の製造方法について、図３乃至図５を参照しながら説明する。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、透明基板１の主面上に、透明電極層２を積層する。積層された透明電極層２にレーザ光を照射することによって、透明電極層２の一部を第２方向に沿って除去する。これにより、図３（ｂ）に示すように、透明電極層２を分離する第１分離溝Ｈiが形成される。第１分離溝Ｈiは、マスクを用いて透明電極層２を積層することによっても形成することができる。
【００３４】
次に、図３（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法などを用いて、透明電極層２上及び第１分離溝Ｈi内部に第１半導体層３を形成する。この場合、図３（ｃ）に示すように、透明電極層２上に異物Ａが付着している場合、異物Ａは半導体層３に取り込まれてしまう。続いて、形成された半導体層３にレーザ光を照射することによって、半導体層３を第２方向に沿って除去する。これにより、図３（ｄ）に示すように、半導体層３を分離する第２分離溝Ｈiiが形成される。半導体層３に取り込まれた異物Ａが半導体層３から外れることによって、半導体層３にはピンホールＰＨi’が形成される。
【００３５】
図３（ｃ）に示すように、半導体層３を形成している際に、半導体層３上に異物Ｂが付着することがある。異物Ｂが半導体層３から外れることによって、半導体層３にはピンホールＰＨii’が形成される。
【００３６】
次に、図４（ａ）に示すように、半導体層３上及び第２分離溝Ｈii内部に金属電極層４を形成する。具体的には、半導体層３上及び第２分離溝Ｈii内部に銀などをスパッタリングする。この場合、金属電極層４は、ピンホールＰＨi’内部及びピンホールＰＨii’内部にも形成される。続いて、第２分離溝Ｈiiを挟んで第１分離溝Ｈiの反対側にレーザ光を照射することによって、半導体層３及び金属電極層４を第２方向に沿って除去する。これにより、図４（ｂ）に示すように、半導体層３及び金属電極層４を分離する第３分離溝Ｈiiiが形成される。
【００３７】
次に、図４（ｃ）に示すように、金属電極層４上及び第３分離溝Ｈiii内部に樹脂層５を形成する。具体的には、スプレー法、スピンコート法、或いは印刷法などによって、有機溶媒によって溶解された樹脂材料を塗布する。金属電極層４上に形成される樹脂層５の厚みは、後述する逆電圧リペア工程における蒸発のしやすさと、後述するエッチング工程における耐エッチング性とを考慮して適宜設定することができる。
【００３８】
本実施形態では、マスクを用いることによって、樹脂層５を貫通する第１コンタクトホールＣＨi及び第２コンタクトホールＣＨiiを形成する。具体的には、図４（ｃ）に示すように、一の金属電極層４の一部が露出するように第１コンタクトホールＣＨiを形成する。隣接する他の金属電極層４の一部が露出するように第２コンタクトホールＣＨiiを形成する。
【００３９】
次に、樹脂層５を約１００℃で１０分程度加熱することによって、樹脂層５を硬化させる。
【００４０】
次に、図５（ａ）に示すように、第１コンタクトホールＣＨiに第１電極２１を挿入する。第２コンタクトホールＣＨiiに第２電極２２を挿入する。半導体層３において発生する光起電力とは逆向きの電圧を、透明電極層２と金属電極層４との間に印加する。具体的には、第１電極２１を高電位にするとともに、第２電極２２を低電位にする。本実施形態では、この逆電圧を印加する工程を「逆電圧リペア工程」と呼ぶ。
【００４１】
この逆電圧リペア工程によって、ピンホールＰＨi’内部に形成された金属電極層４と、ピンホールＰＨii’内部に形成された金属電極層４による微視的な短絡を発生させる部分（以下、「微視的短絡部分」という。）と、が加熱される。
【００４２】
加熱されたピンホールＰＨi’内部に形成された金属電極層４は、蒸発する。これによって、半導体層３、金属電極層４及び樹脂層５を貫通する第１ピンホールＰＨiが形成される。
【００４３】
一方、金属電極層４の微視的短絡部分は、ピンホールＰＨi’内部に形成された金属電極層４に比べると、電流が流れにくいため、金属電極層４の微視的短絡部分は、加熱されにくい。このため、金属電極層４の微視的短絡部分の温度は、金属電極層４の蒸発する温度にまで達しない。しかしながら、金属に比べて樹脂は、蒸発温度が低いため、ピンホールＰＨii’上に形成された樹脂層５は蒸発する。これによって、図５（ｂ）に示すように、樹脂層５のピンホールＰＨii’上にピンホールＰＨii”が形成される。ピンホールＰＨii”の内部には、金属電極層４の一部分が露出する。
【００４４】
次に、図５（ｃ）に示すように、樹脂層５をマスクとしてエッチングすることによって、ピンホールＰＨii”内部に露出された金属電極層４を除去する。具体的には、５％の塩酸水溶液によって、ピンホールＰＨii”内部に露出された金属電極層４を３分程度エッチングする。これによって、金属電極層４及び樹脂層５を貫通する第２ピンホールＰＨiiが形成される。
【００４５】
以上のように製造される太陽電池モジュール１０を封止材６及び裏面側保護材７によって封止する。第１ピンホールＰＨi及び第２ピンホールＰＨiiには封止材６が充填される。
【００４６】
（作用及び効果）
本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１０の製造方法は、逆電圧リペア工程において、透明電極層２と金属電極層４との間に逆電圧を印加することによって、樹脂層５に形成されるピンホールＰＨii”内において金属電極層４の一部分を露出させる工程と、樹脂層５をマスクとしてエッチングすることによって金属電極層４の一部分を除去する工程とを備える。
【００４７】
従って、金属電極層４の微視的短絡部分によって樹脂層５の一部が蒸発し、樹脂層５にピンホールＰＨii”が形成される。すなわち、金属電極層４の微視的短絡部分を、ピンホールＰＨii”内に露出させることができる。従って、金属電極層４の微視的短絡部分をエッチングによって除去することによって、透明電極層２と金属電極層４との間における微視的な短絡を精度良く除去することができる。
【００４８】
金属電極層４の微視的短絡部分をエッチングする工程では、ピンホールＰＨii”が形成された樹脂層５をマスクとして利用することできる。そのため、太陽電池モジュールの生産性を向上させることができる。
【００４９】
なお、微結晶シリコン半導体層と金属電極が接続される構造にあっては、微結晶シリコン粒の間に金属電極層４を構成する金属材料が入る場合がある。この場合、微結晶シリコン半導体層は局部的に低抵抗となり、太陽電池モジュールの出力を低下させることがある。また、レーザ光を照射することによって半導体層を除去する場合があっては、半導体層が局部的に結晶化することがある。この場合、結晶化した半導体層は低抵抗となり、太陽電池モジュールの出力を低下させることがある。本発明は、これらの低抵抗化された半導体層上の金属電極層４の除去にも好適である。この金属電極層４の除去により、太陽電池モジュールの出力の低下を抑制することができる。
【００５０】
［第２実施形態］
（太陽電池モジュールの構成）
以下において、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの構成について、図６を参照しながら説明する。図６は、第２実施形態に係る太陽電池モジュール３０の断面図である。以下においては、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。
【００５１】
図６に示すように、本実施形態に係る第１ピンホールＰＨi’には樹脂層５が充填されている。
【００５２】
また、図６に示すように、半導体層３は、第１半導体層３ａ、透光性導電層３ｂ及び第２半導体層３ｃによって構成される。
【００５３】
第１半導体層３ａは、透明電極層２側から入射する光により光生成キャリアを生成する。また、第１半導体層３ａは、後述する透光性導電層３ｂによって反射される光により光生成キャリアを生成する。第１半導体層３ａは、ｐ型半導体と、ｉ型半導体と、ｎ型半導体とが基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有する（不図示）。ｉ型半導体は、第１半導体層３ａにおける発電層を構成する。第１半導体層３ａにおけるｉ型半導体としては、例えば、ａ−Ｓｉあるいはａ−ＳｉＣなどの非晶質シリコン系半導体を用いることができる。第１半導体層３ａは、第１分離溝Ｈiに充填される。
【００５４】
透光性導電層３ｂは、透光性及び導電性を有する。透光性導電層３ｂは、第１半導体層３ａを透過した光の一部を第２半導体層３ｃ側に透過するとともに、第１半導体層３ａを透過した光の一部を第１半導体層３ａ側に反射する。透光性導電層３ｂとしては、ＺｎＯ、ＩＴＯ、ＴｉＯ２などの金属酸化物を用いることができる。透光性導電層３ｂには、Ａｌなどのドーパントがドープされていてもよい。
【００５５】
第２半導体層３ｃは、透明電極層２側から入射した光のうち、透明電極層２、第１半導体層３ａ及び透光性導電層３ｂを透過した光により光生成キャリアを生成する。第２半導体層３ｃは、ｐ型半導体と、ｉ型半導体と、ｎ型半導体とが透明基板１側から積層されたｐｉｎ接合を有する（不図示）。ｉ型半導体は、第２半導体層３ｃにおける発電層を構成する。第２半導体層３ｃにおけるｉ型半導体層としては、例えば、μｃ−Ｓｉあるいはμｃ−ＳｉＧｅなどの微結晶シリコン系半導体を用いることができる。
【００５６】
（太陽電池モジュールの製造方法）
第２実施形態に係る太陽電池モジュール３０の製造方法について、図７乃至図９を参照しながら説明する。
【００５７】
図７（ａ）に示すように、透明基板１の主面上に、透明電極層２を積層する。積層された透明電極層２にレーザ光を照射することによって、透明電極層２を第２方向に沿って除去する。これにより、図７（ｂ）に示すように、透明電極層２を分離する第１分離溝Ｈiが形成される。
【００５８】
次に、図７（ｃ）に示すように、ＲＦプラズマＣＶＤ法などによって、透明電極層２上に、第１半導体層３ａ、透光性導電層３ｂ及び第２半導体層３ｃを順次形成する。これにより、半導体層３が形成される。第１半導体層３ａ及び第２半導体層３ｃは、プラズマＣＶＤ法によって形成される。透光性導電層３ｂは、スパッタ法などによって形成される。
【００５９】
形成された半導体層３にレーザ光を照射することによって、半導体層３を第２方向に沿って除去する。これにより、図７（ｄ）に示すように、半導体層３を分離する第２分離溝Ｈiiが形成される。本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、半導体層３に取り込まれた異物Ａが半導体層３から外れることによって、半導体層３にピンホールＰＨi’が形成される。
【００６０】
図７（ｃ）に示すように、第２半導体層３ｃを形成している際に、半導体層３上に異物Ｂが付着することがある。異物Ｂが第２半導体層３ｃから外れることによって、第２半導体層３ｃにはピンホールＰＨii’が形成される。
【００６１】
次に、図８（ａ）に示すように、半導体層３上、第２分離溝Ｈii内部及びピンホールＰＨi’内部に金属電極層４を形成する。続いて、金属電極層４にレーザ光を照射することによって、半導体層３及び金属電極層４を第２方向に沿って除去する。これにより、図８（ｂ）に示すように、半導体層３及び金属電極層４を分離する第３分離溝Ｈiiiが形成される。
【００６２】
次に、半導体層３において発生する光起電力の向きとは逆向きの電圧を、透明電極層２と金属電極層４との間に印加する。具体的には、図８（ｃ）に示すように、第１電極２１を高電位にするとともに、第２電極２２を低電位にする。この逆電圧リペア工程によって、ピンホールＰＨi’内部に形成された金属電極層４は、加熱され、蒸発する。これによって、半導体層３及び金属電極層４を貫通する第１ピンホールＰＨiが形成される。一方、ピンホールＰＨii’内部に形成された微視的短絡部分は、加熱されるものの、ピンホールＰＨii’内部に形成された微視的短絡部分の温度は、蒸発温度にまで達しない。従って、ピンホールＰＨii’上は、金属電極層４に覆われたままである。
【００６３】
次に、図８（ｄ）に示すように、金属電極層４上、第３分離溝Ｈiii内部及び第１ピンホールＰＨi内部に樹脂層５を形成する。本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、樹脂層５に第１コンタクトホールＣＨi及び第２コンタクトホールＣＨiiを形成する。
【００６４】
次に、樹脂層５を約１００℃で１０分程度加熱することによって、樹脂層５を硬化させる。
【００６５】
次に、図９（ａ）に示すように、第１コンタクトホールＣＨiに第１電極２１を挿入する。第２コンタクトホールＣＨiiに第２電極２２を挿入する。続いて、透明電極層２と金属電極層４との間に逆電圧を印加する。この逆電圧リペア工程によって、ピンホールＰＨii’内部に形成された金属電極層４の微視的短絡部分は、蒸発温度より低い温度まで加熱される。この加熱により、樹脂層５のうちピンホールＰＨii’上にある樹脂層５は、蒸発する。図９（ｂ）に示すように、樹脂層５のピンホールＰＨii’上にピンホールＰＨii”が形成される。ピンホールＰＨii”内部には、金属電極層４の一部分が露出する。
【００６６】
次に、図９（ｃ）に示すように、樹脂層５をマスクとして金属電極層４をエッチングすることによって、ピンホールＰＨii”内部に露出された金属電極層４を除去する。これによって、金属電極層４及び樹脂層５を貫通する第２ピンホールＰＨiiが形成される。
【００６７】
（作用及び効果）
本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュール３０の製造方法は、樹脂層５を形成する工程の前工程として、逆電圧リペア工程を備える。
【００６８】
従って、当該逆電圧リペア工程において形成される第１ピンホールＰＨiに樹脂層５を充填することができる。そのため、第１ピンホールＰＨiを介して、水分が半導体層３まで到達することを抑制できる。その結果、太陽電池モジュール３０の耐湿性を向上させることができる。ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）又はエポキシ（ＥＰ）は、高温・高湿の環境下においても、水蒸気を透過しにくい。従って、樹脂層５として、ポリエチレンテレフタラート又はエポキシを用いることで、水分が半導体層３まで到達することをより抑制できる。その結果、太陽電池モジュール３０の耐湿性をより向上させることができる。
【００６９】
透光性導電層３ｂが水分によって劣化されることを抑制することによって、太陽電池モジュール３０の信頼性を向上させることができる。
【００７０】
〈その他の実施形態〉
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００７１】
例えば、上述した実施形態では、導電性を有する銀などの金属材料を用いることで、金属電極層を形成したが、これに限定されるものではない。金属電極層として、塗布型電極を用いることもできる。塗布型電極の材料として、銀粒子、アルミニウム粒子（Ａｌ）、銅粒子（Ｃｕ）のいずれか１種、もしくは、２種以上の粒子を樹脂に混合させた金属ペーストを用いることができる。この金属ペーストを半導体層上に塗布する。塗布された金属ペーストを焼成することによって、塗布型電極は形成される。塗布する方法には、スクリーン印刷、スピンコート法、及びスプレー法等が挙げられる。
【００７２】
上述した実施形態では、半導体層３がｐｉｎ接合を含むこととしたが、これに限定されるものではない。半導体層３は、ｐ型半導体とｎ型半導体とによって形成されるｐｎ接合を含んでいてもよい。
【００７３】
上述した第１実施形態では、半導体層３が１つのｐｉｎ接合を含むこととしたが、これに限定されるものではない。半導体層３は、２以上のｐｉｎ接合を含んでいてもよい。
【００７４】
上述した第２実施形態では、半導体層３が２つのｐｉｎ接合を含むこととしたが、これに限定されるものではない。半導体層３は、１又は３以上のｐｉｎ接合を含んでいてもよい。
【００７５】
上述した第１実施形態では、半導体層３は、アモルファスシリコン半導体を主成分としているが、これに限定されるものではない。例えば、半導体層３は、結晶質シリコン半導体を主成分としてもよい。なお、結晶質シリコンには、微結晶シリコンや多結晶シリコンが含まれる。
【００７６】
上述した第２実施形態では、第１半導体層３ａは、アモルファスシリコン半導体を主成分としているが、これに限定されるものではない。例えば、第１半導体層３ａは、結晶質シリコン半導体を主成分としてもよい。
【００７７】
上述した第２実施形態では、第２半導体層３ｃは、微結晶シリコン半導体を主成分としているが、これに限定されるものではない。例えば、第２半導体層３ｃは、アモルファスシリコン半導体を主成分としてもよい。
【００７８】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【実施例】
【００７９】
以下、本発明に係る太陽電池モジュールについて、実施例を挙げて具体的に説明する。本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではない。その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができる。【００８０】
〈実施例〉
以下のようにして、実施例に係る太陽電池モジュールを作製した。【００８１】
ガラス基板上に、ＳｎＯ２層を形成した。【００８２】
次に、ＳｎＯ２層側からＮｄ：ＹＡＧレーザ光を照射することにより、ＳｎＯ２層の一部を除去した。これにより、ＳｎＯ２層を分離する第１分離溝が形成された。Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光としては、波長１０６４ｎｍの基本波を用いた。また、第１分離溝の幅は、４０μｍとした。【００８３】
次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いて、ＳｎＯ２層上にｐ型アモルファスシリコン半導体層と、ｉ型アモルファスシリコン半導体層と、ｎ型アモルファスシリコン半導体層とを順次積層した。ｉ型アモルファスシリコン半導体の厚さは、３００ｎｍとした。【００８４】
次に、ＤＣスパッタリング法を用いて、ｎ型アモルファスシリコン半導体層上に、Ａｌをドーパントとして含むＺｎＯ層を形成した。ＺｎＯ層の厚さは、５０ｎｍとした。【００８５】
次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いて、ＺｎＯ層上にｐ型微結晶シリコン半導体と、ｉ型微結晶シリコン半導体と、ｎ型微結晶シリコン半導体とを順次積層した。ｉ型微結晶シリコン半導体の厚さは、２０００ｎｍとした。【００８６】
ＲＦプラズマＣＶＤ法による各半導体層の形成条件を表１に示す。
【表１】
2010029939.tif 000003
【００８７】
次に、ガラス基板側からＮｄ：ＹＡＧレーザ光を照射することにより、各半導体層及びＺｎＯ層それぞれの一部を除去した。これにより、第２分離溝が形成された。Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光としては、波長５３２ｎｍの第２高調波を用いた。第２分離溝の幅は、５０μｍとした。【００８８】
次に、ＤＣスパッタリング法を用いて、ｎ型微結晶シリコン半導体上にＡｇ層を形成した。Ａｇ層の厚さは、２００ｎｍとした。【００８９】
次に、ガラス基板側から、第２分離溝を挟んで第１分離溝の反対側の位置にＮｄ：ＹＡＧレーザ光を照射することにより、Ａｇ層、各半導体層及びＺｎＯ層それぞれの一部を除去した。これにより、第３分離溝が形成された。Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光としては、波長５３２ｎｍの第２高調波を用いた。また、第３分離溝の幅は５０μｍとした。【００９０】
次に、スプレー法によって、Ａｇ層上に有機溶媒に溶解させたアクリル樹脂を塗布した。これによって、約１５μｍ厚のアクリル樹脂層を形成した。この際、マスクを用いることによって、一対の電極を挿入する一対のコンタクトホールを形成した。【００９１】
次に、各半導体層において発生する光起電力とは逆向きに一つ一つの半導体層に６Ｖの逆電圧がかかるようにＳｎＯ２層とＡｇ層との間に印加した。これによって、アクリル樹脂層の一部が蒸発し、アクリル樹脂層を貫通するピンホールが形成された。ピンホールの内部においてＡｇ層の一部分が露出した。【００９２】
次に、５％の塩酸水溶液によって、ピンホール内部において露出したＡｇ層を３分程度エッチングした。これによって、Ａｇ層及びアクリル樹脂層を貫通するピンホールが形成された。【００９３】
〈比較例１〉
比較例１に係る太陽電池モジュールを作製した。上記実施例との相違点は、アクリル樹脂層の形成工程以降の工程を行わなかった点である。すなわち、比較例１では、逆電圧リペア工程を行わなかった。その他の工程は上記第１実施形態と同様とした。【００９４】
〈比較例２〉
比較例２に係る太陽電池モジュールを作製した。上記実施例との相違点は、アクリル樹脂層の形成工程及びエッチング工程を行わずに、一般的に行われる逆電圧リペア工程を行った点である。その他の工程は上記第１実施形態と同様とした。【００９５】
〈出力特性評価〉
次に、実施例、比較例１及び比較例２に係る太陽電池モジュールについて、開放電圧Ｖｏｃ、短絡電流Ｉｓｃ、曲線因子Ｆ．Ｆ．及び出力値Ｐｍａｘの比較を行った。比較結果を表２に示す。
【表２】
2010029939.tif 000004
【００９６】
表２に示すように、実施例に係る太陽電池モジュールの各特性値は、比較例１及び比較例２に係る太陽電池モジュールの特性値よりも良好であった。【００９７】
これは、ピンホール内部に露出されたＡｇ層をエッチングすることによって、Ａｇ層のうち微視的な短絡を引き起こしていた部分を除去できたためである。従って、実施例に係る太陽電池モジュールの製造方法によれば、微視的短絡を除去することによって、太陽電池モジュールの特性を向上できることが確認された。【００９８】
一方、比較例２に係る太陽電池モジュールでは、一般的な逆電圧リペア工程のみを行ったため、微視的短絡を除去することができなかった。そのため、実施例に係る太陽電池モジュールに比べて低い各特性値が得られた。【００９９】
比較例１に係る太陽電池モジュールでは、一般的な逆電圧リペア工程も行わなかったため、微視的短絡だけでなく、一般的な逆電圧リペア工程で除去される短絡も除去されなかった。そのため、実施例及び比較例２に係る太陽電池モジュールに比べて低い各特性値が得られた。【０１００】
なお、日本国特許出願第２００８−２３１３２１号（２００８年９月９日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上のように、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、透明電極と金属電極との間における微視的な短絡の発生を抑制可能とする太陽電池モジュールを提供することができるため、太陽電池モジュールの製造において有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１…透明基板、２…透明電極層、３…半導体層、３ａ…第１半導体層、３ｂ…透光性導電層、３ｃ…第２半導体層、４…金属電極層、５…樹脂層、６…封止材、７…裏面側保護材、８…弾性体、９…枠体、２１…第１電極、２２…第２電極、１０,３０…太陽電池モジュール、Ａ,Ｂ…異物、Ｈi…第１分離溝、Ｈii…第２分離溝、Ｈiii…第３分離溝
【図１】
2010029939.tif 000005
【図２】
2010029939.tif 000006
【図３】
2010029939.tif 000007
【図４】
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【図５】
2010029939.tif 000009
【図６】
2010029939.tif 000010
【図７】
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【図８】
2010029939.tif 000012
【図９】
2010029939.tif 000013
【国際調査報告】
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