(57)【要約】【課題】中間層５を介した電流リークが抑制され且つ高い光変換効率を有する薄膜太陽光変換モジュール及びその製造方法を提供すること。【解決手段】入射光の一部を反射し、一部を透過させる中間層５と、その中間層５が除去されるか又は変質して導電性を失った中間層分離部４０を有し、中間層分離部４０と透明導電膜３は直接接触しない。これにより、中間層分離部４０の加工時に透明導電膜３を削り加工残さを発生させることなく、中間層５を介した電流リークを抑制することができる。【選択図】図１
2006313872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板と、
前記光透過性基板の上に形成され互いに直列に接続された複数の太陽電池セルと、
を具備し、前記複数の太陽電池セルの各々は、
前記光透過性基板の上に形成された透明導電膜と、
前記透明導電膜の上に形成された第１薄膜光変換ユニットと、
前記第１薄膜光変換ユニットの上に形成された中間層と、
前記中間層の上に形成された第２薄膜光変換ユニットと、
前記第２薄膜光変換ユニットの上に形成された裏面電極と、
前記透明導電膜を分割する第１分離溝と、
前記裏面電極の上部に開口を有し前記第１薄膜光変換ユニット、前記中間層、及び前記第２薄膜光変換ユニットを分割する第２分離溝と、
前記裏面電極と前記第２薄膜光変換ユニットとの界面に開口を有し、前記第１薄膜光変換ユニットと前記透明導電膜との界面に底面を有し、前記裏面電極を構成する材料が充填されている接続溝と、
前記中間層が除去されるか又は変質して導電性を失った中間層分離部と
を有する
薄膜太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
前記中間層分離部の前記裏面電極を含む面への投象は、前記第１分離溝の前記裏面電極を含む面への投象と重なるか、又は、前記第１分離溝の前記裏面電極を含む面への投象と前記第２分離溝との間に存在する
薄膜太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
前記中間層分離部は、前記中間層及び前記第１薄膜光変換ユニットの一部が除去されて前記第２薄膜光変換ユニットを構成する材料で充填されている
薄膜太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
前記中間層分離部は、前記中間層が前記第１薄膜光変換ユニット、及び前記第２薄膜光変換ユニットに溶融し拡散することにより導電性を失っている
薄膜太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
前記中間層分離部は、前記接続溝が貫通するような位置に設けられている
薄膜太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求溝４に記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
前記中間層分離部ににより中間層が導電性を失っている部分の幅は、前記接続溝の面方向の幅の三倍以上である
薄膜太陽電池モジュール。
【請求項７】
光透過性基板上に透明導電膜を形成するステップと、
前記透明導電膜を分割する第１分離溝を形成するステップと、
前記透明導電膜上と前記第１分離溝とに第１薄膜光変換ユニットを形成するステップと、
前記第１薄膜光変換ユニット上に中間層を形成するステップと、
前記第１薄膜光変換ユニットの一部及び前記中間層が除去されるか又は導電性を失っている中間層分離部をレーザー光により形成するステップと、
前記中間層及び前記中間層分離部上に第２薄膜光変換ユニットを形成するステップと、
前記第２薄膜光変換ユニットの上部に開口を有し前記透明導電膜の上部に底面を有する接続溝を形成するステップと、
前記第２薄膜光変換ユニット上と前記接続溝とに裏面電極を形成するステップと、
を具備した
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の薄膜太陽電池モジュール製造方法であって、
前記中間層分離部の前記裏面電極を含む面への投象は、前記第１分離溝の前記裏面電極を含む面への投象と重なるか、又は、前記第１分離溝の前記裏面電極を含む面への投象と前記第２分離溝との間に存在する
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の薄膜太陽電池モジュール製造方法であって、
前記第１薄膜光変換ユニットの一部及び前記中間層が除去されるか又は導電性を失っている中間層分離部をレーザー光により形成するステップは、
ＹＡＧレーザをのパワー密度が９００（ｍＷ／ｃｍ２）以下の条件で前記中間層側から照射させて中間層分離部を形成するステップ、
を備える
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項１０】
請求項７乃至９に記載された薄膜太陽電池モジュール製造方法であって、
前記接続溝は前記中間層分離部を貫通するような位置に設けられた
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載された薄膜太陽電池モジュール製造方法であって、
前記中間層分離部の中間層が導電性を失っている部分の幅は、前記接続溝の面方向の幅の三倍以上である
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項１２】
光透過性基板上に透明導電膜を形成するステップと、
前記透明導電膜を分割する第１分離溝を形成するステップと、
前記透明導電膜上と前記第１分離溝とに第１薄膜光変換ユニットを形成するステップと、
前記第１薄膜光変換ユニット上に中間層を形成するステップと、
前記中間層上に第２薄膜光変換ユニットを形成するステップと、
レーザー光により前記中間層、前記第１薄膜光変換ユニット、及び前記第２薄膜光変換ユニットの溶融物からなり導電性を失った中間層分離部を形成するステップと、
前記第２薄膜光変換ユニットの上部に開口を有し前記透明導電膜の上部に底面を有する
接続溝を形成するステップと、
前記第２薄膜光変換ユニット上と前記接続溝とに裏面電極を形成するステップと、
を具備した
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の薄膜太陽電池モジュール製造方法であって、
レーザー光により前記中間層分離部を形成する際に、
前記第２薄膜光変換ユニット側からＹＡＧレーザを照射することで前記中間層分離部を形成する
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の薄膜太陽電池モジュール製造方法であって、
レーザー光により前記中間層分離部を形成する際に、
前記光透過性基板側からＹＡＧレーザを照射することで前記中間層分離部を形成する
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれかに記載の薄膜太陽電池モジュール製造方法であって、
前記接続溝は前記中間層分離部に含まれる位置に設けられた
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載された薄膜太陽電池モジュール製造方法であって、
前記中間層分離部の中間層が導電性を失っている部分の幅は、前記接続溝の面方向の幅の三倍以上である
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項１７】
請求項１又は２に記載された薄膜太陽電池モジュールであって、
前記中間層分離部は、前記中間層を構成する成分が凝集して不連続となった部分である
薄膜太陽電池モジュール。
【請求項１８】
請求項１７に記載された薄膜太陽電池モジュールであって、
前記中間層分離部は、前記中間層を構成する成分が前記第１薄膜光変換ユニットの上部の成分と溶融し、凝集して不連続となった部分である
薄膜太陽電池モジュール。
【請求項１９】
請求項１７に記載された薄膜太陽電池モジュールであって、
前記中間層分離部は、前記第２分離溝を一端とし、前記接続溝と前記第１分離溝との間に多端として、前記接続溝を挟むように設けられている
薄膜太陽電池モジュール。
【請求項２０】
請求項１又は１７に記載された薄膜太陽電池モジュールであって、
前記中間層分離部から前記裏面電極を含む面の投象は、前記第１分離溝から前記裏面電極含む面の投象と、重なる
薄膜太陽電池モジュール。
【請求項２１】
光透過性基板上に透明導電膜を形成するステップと、
前記透明導電膜を分割する第１分離溝を形成するステップと、
前記透明導電膜上と前記第１分離溝とに第１薄膜光変換ユニットを形成するステップと、
前記第１薄膜光変換ユニット上に中間層を形成するステップと、
レーザー光を前記中間層の上側から照射して、前記中間層を構成する成分が凝集して不連続となった中間層分離部を形成するステップと、
前記中間層及び前記中間層分離部上に第２薄膜光変換ユニットを形成するステップと、
前記第２薄膜光変換ユニットの上部に開口を有し前記透明導電膜の上部に底面を有する
接続溝を形成するステップと、
前記第２薄膜光変換ユニット上と前記接続溝とに裏面電極を形成するステップと、
を具備した
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載された薄膜太陽電池モジュール製造方法であって、
前記中間層分離部を形成するステップは、レーザーの照射によって前記中間層及び前記第１薄膜光変換ユニットの上部を溶融させ、更に凝集させることで前記中間層を構成する成分を不連続とするステップを備える
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項２３】
請求項２１又は２２に記載された薄膜太陽電池モジュール製造方法であって、
前記中間層分離部を形成するステップにおいて、前記中間層分離部は、前記第２分離溝を一端とし、前記接続溝と前記第１分離溝との間を他端として、前記接続溝を挟む位置に形成される
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【請求項２４】
請求項２１又は２２に記載された薄膜太陽電池モジュール製造方法であって、
前記中間層分離部を形成するステップにおいて、前記中間層分離部は、前記裏面電極を含む面への投象が、前記第１分離溝の前記裏面電極を含む面への投象と重なるように、形成される
薄膜太陽電池モジュール製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池は、無尽蔵なクリーンエネルギー装置として注目されている。このような太陽電池として、光透過性基板上に複数の太陽光変換セルが直列接続したａ−Ｓｉ／μｃ−Ｓｉタンデム型太陽電池が知られている。ａ−Ｓｉ／μｃ−Ｓｉタンデム型太陽電池は、光透過性基板へ透明電極層、非晶質シリコン層（ａ−Ｓｉ層）、微結晶シリコン層（μｃ−Ｓｉ層）、及び裏面電極を順次積層することにより形成される。かかるａ−Ｓｉ／μｃ−Ｓｉタンデム型太陽電池は、ａ−Ｓｉ層とμｃ−Ｓｉ層で異なる波長領域の光を吸収するため、入射光を有効に利用できる。また、太陽電池の効率を向上させるために、ａ−Ｓｉ層及びμｃ−Ｓｉの間に中間層を設けることが考えられている。この中間層が入射した光のうちの一部の波長成分をａ−Ｓｉ層へ反射させることで、ａ−Ｓｉ層の実質的な効率を更に向上させると考えられる。
【０００３】
しかしながら、上述の中間層を有するａ−Ｓｉ／μｃ−Ｓｉタンデム型太陽電池モジュールは必ずしも高効率が実現されるわけではない。これは以下に述べる理由によるものである。
【０００４】
ａ−Ｓｉ／μｃ−Ｓｉタンデム型太陽電池モジュールにおいて、複数の太陽光変換セルの各々は裏面電極層が隣接する太陽光変換セルの透明電極層と電気的に接続している。その接続は、ａ−Ｓｉ層、中間層、及びμｃ−Ｓｉ層を貫通する接続溝に裏面電極を構成する成分が充填されることで行なわれる。ここで、中間層を構成する材料は導電性を有している。従って、中間層と接続溝も電気的に接続されることとなり、ａ−Ｓｉ層、及びμｃ−Ｓｉ層で発生した電力が中間層と接続層を介して漏洩するという問題があった。
【０００５】
中間層を介した電流リークを抑制する方法の提供が望まれていた。
【０００６】
上記と関連して、特許文献１には、透明基板上で互いに直列接続された複数のハイブリッド型薄膜光電変換セル１０を有し、それらセル１０は透明電極層３、非晶質光電変換層を備えた薄膜光電変換ユニット４ａ、導電性・光透過性・光反射性を有する中間反射層５、結晶質光電変換層を備えた薄膜光電変換ユニット４ｂ、及び裏面電極層６で構成され、中間反射層の上に開口を有し且つ底面が透明前面電極層の上で構成された分離溝２４が、分離溝２１と接続溝２３との間に分離溝２４が位置するように設けられ、この分離溝２４は薄膜光電変換ユニット４ｂを構成する材料で埋め込まれたことを特徴とする薄膜光電変換モジュールが開示されている。
【０００７】
特許文献１に記載された技術においては、中間反射層の上に開口を有し且つ底面が透明前面電極層の上で構成された分離溝を形成する際に、パワーの大きいレーザー光による加工を必要とし、溝の周囲に残さが飛散し易く、また溝の周辺部の熱変形が生じ易く、モジュール性能を低下させる問題があった。
【０００８】
加工に必要なレーザー光のパワーが抑制され、加工残さや加工による熱変形が生じにくい薄膜太陽電池モジュールの提供が望まれていた。
【特許文献１】特開２００２−２６１３０８号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、中間層を介した電流リークを抑制した薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法が提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の課題は、レーザー光のパワーを抑制し、加工残さや熱変形が生じにくい薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決する為の
手段を説明する。これらの番号・符号は［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態
］の記載との対応関係を明らかにする為に付加されている。但し、付加された番号・符号
は［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１２】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール１は、光透過性基板２と、その光透過性基板２の上に形成され互いに直列に接続された複数の太陽電池セル５０と、を備え、その複数の太陽電池セル５０の各々は、その光透過性基板２の上に形成された透明導電膜３と、その透明導電膜３の上に形成された第１薄膜光変換ユニット４と、その第１薄膜光変換ユニット４の上に形成された中間層５と、その中間層５の上に形成された第２薄膜光変換ユニット６と、その第２薄膜光変換ユニット６の上に形成された裏面電極７と、その透明導電膜３を分割する第１分離溝１０と、その裏面電極７の上部に開口を有しその第１薄膜光変換ユニット４、その中間層５、及びその第２薄膜光変換ユニット６を分割する第２分離溝３０と、その裏面電極７とその第２薄膜光変換ユニット６との界面に開口を有し、その第１薄膜光変換ユニット４とその透明導電膜３との界面に底面を有し、その裏面電極７を構成する材料が充填されている接続溝２０と、その中間層５が除去されるか又は変質して導電性を失った中間層分離部４０とを有する。
【００１３】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールにおいて、その中間層分離部４０のその裏面電極７を含む面への投象は、その第１分離溝１０のその裏面電極７を含む面への投象と重なるか、又は、その第１分離溝１０のその裏面電極７を含む面への投象とその第２分離溝３０との間に存在する。
【００１４】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールにおいて、その中間層分離部４０は、その中間層５及びその第１薄膜光変換ユニット４の一部が除去されてその第２薄膜光変換ユニット６を構成する材料で充填されている。
【００１５】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールにおいて、その中間層分離部４０は、その中間層５がその第１薄膜光変換ユニット４、及びその第２薄膜光変換ユニット６に溶融し拡散することにより導電性を失っている。
【００１６】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールにおいて、その中間層分離部４０は、その接続溝２０が貫通するような位置に設けられている。
【００１７】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールにおいて、その中間層分離部４０により中間層５が導電性を失っている部分の幅は、その接続溝２０の面方向の幅の三倍以上である。
【００１８】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール製造方法は、光透過性基板２上に透明導電膜３を形成するステップと、その透明導電膜３を分割する第１分離溝１０を形成するステップと、その透明導電膜３上とその第１分離溝１０とに第１薄膜光変換ユニット４を形成するステップと、その第１薄膜光変換ユニット４上に中間層５を形成するステップと、その第１薄膜光変換ユニット４の一部及びその中間層５が除去された中間層分離部４０をレーザー光により形成するステップと、その中間層５及びその中間層分離部４０上に第２薄膜光変換ユニット６を形成するステップと、その第２薄膜光変換ユニット６の上部に開口を有しその透明導電膜３の上部に底面を有する接続溝２０を形成するステップと、その第２薄膜光変換ユニット６上とその接続溝２０とに裏面電極７を形成するステップと、を備える。
【００１９】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール製造方法において、その中間層分離部４０のその裏面電極７を含む面への投象は、その第１分離溝１０のその裏面電極７を含む面への投象と重なるか、又は、その第１分離溝１０のその裏面電極７を含む面への投象とその第２分離溝３０との間に存在する。
【００２０】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール製造方法において、その第１薄膜光変換ユニット４の一部及びその中間層５が除去されるか又は導電性を失っている中間層分離部４０をレーザー光により形成するステップは、ＹＡＧレーザをパワー密度が９００（ｍＷ／ｃｍ２）以下の条件でその中間層５側から照射させて中間層分離部４０を形成するステップ、を備える。
【００２１】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール製造方法において、その接続溝２０はその中間層分離部４０を貫通するような位置に設けられる。
【００２２】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール製造方法において、その中間層分離部４０により中間層５が導電性を失っている部分の幅は、その接続溝２０の面方向の幅の三倍以上である。
【００２３】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール製造方法は、光透過性基板７上に透明導電膜３を形成するステップと、その透明導電膜３を分割する第１分離溝２０を形成するステップと、その透明導電膜３上とその第１分離溝２０とに第１薄膜光変換ユニット４を形成するステップと、その第１光変換ユニット４上に中間層５を形成するステップと、その中間層５上に第２薄膜光変換ユニット６を形成するステップと、レーザー光によりその中間層５、その第１光変換ユニット４、及びその第２薄膜光変換ユニット６の溶融物からなり導電性を失った中間層分離部４０を形成するステップと、その第２薄膜光変換ユニット６の上部に開口を有しその透明導電膜３の上部に底面を有する接続溝２０を形成するステップと、その第２薄膜光変換ユニット６上とその接続溝２０とに裏面電極７を形成するステップと、
を備える。
【００２４】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール製造方法において、レーザー光によりその中間層分離部４０を形成する際に、その第２薄膜光変換ユニット６側からＹＡＧレーザを照射することでその中間層分離部４０が形成される。
【００２５】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール製造方法において、レーザー光によりその中間層分離部４０を形成する際に、その光透過性基板７側からＹＡＧレーザを照射することでその中間層分離部４０が形成される。
【００２６】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール製造方法において、その接続溝２０はその中間層分離部４０に含まれる位置に設けられている。
【００２７】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール製造方法において、その中間層分離部４０により中間層５が導電性を失っている部分の幅は、その接続溝２０の面方向の幅の三倍以上であることが好ましい。
【００２８】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールにおいて、その中間層分離部４０は、その中間層５を構成する成分が凝集して不連続となった部分である。
【００２９】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールにおいて、その中間層分離部４０は、その中間層５を構成する成分がその第１薄膜光変換ユニット４の上部の成分と溶融し、凝集して不連続となった部分である。
【００３０】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールにおいて、その中間層分離部４０は、その第２分離溝３０を一端とし、その接続溝２０とその第１分離溝１０との間を他端として、その接続溝２０を挟むように設けられている。第２分離溝３０を一端として、接続溝２０を挟むように中間層分離部４０を形成することは、中間層分離部４０が形成される幅が広くなることを意味する。中間層分離部４０が広い幅で形成される事により、接続溝２０を設ける際に位置の調整が容易となり、より確実に中間層５と接続溝２０とが電気的に寸断される。
【００３１】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールにおいて、その中間層分離部４０からその裏面電極７を含む面の投象は、その第１分離溝１０からその裏面電極７を含む面の投象と、重なる。中間層分離部４０が、第１分離溝１０と重なる位置に設けられている事により、隣り合う薄膜太陽電池セル５０同士を分割する溝群が占める面積を減らす事ができる。
【００３２】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュール製造方法は、光透過性基板２上に透明導電膜３を形成するステップと、その透明導電膜３を分割する第１分離溝１０を形成するステップと、その透明導電膜３上とその第１分離溝１０とに第１薄膜光変換ユニット４を形成するステップと、その第１薄膜光変換ユニット４上に中間層５を形成するステップと、レーザー光をその中間層５の上側から照射して、その中間層５を構成する成分が凝集して不連続となった中間層分離部４０を形成するステップと、その中間層５及びその中間層分離部４０上に第２薄膜光変換ユニット６を形成するステップと、その第２薄膜光変換ユニット６の上部に開口を有しその透明導電膜３の上部に底面を有する接続溝２０を形成するステップと、その第２薄膜光変換ユニット６上とその接続溝２０とに裏面電極７を形成するステップと、を備える。
【００３３】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法においてその中間層分離部４０を形成するステップは、レーザーの照射によってその中間層５及びその第１薄膜光変換ユニット４の上部を溶融させ、更に凝集させることでその中間層５を構成する成分を不連続とするステップを備える。
【００３４】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法において、その中間層分離部４０を形成するステップにおいて、その中間層分離部４０は、その第２分離溝３０を一端とし、その接続溝２０とその第１分離溝１０との間を他端として、前記接続溝を挟む位置に形成される。
【００３５】
本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法において、その中間層分離部４０を形成するステップにおいて、その中間層分離部４０は、その裏面電極７を含む面への投象が、その第１分離溝１０のその裏面電極７を含む面への投象と重なるように、形成される
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、中間層を介した電流リークを抑制した薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法が提供される。
【００３７】
本発明によれば、中間層を介した電流リークを抑制し且つ製造時に必要なレーザー光のパワーが抑制されて加工残さや熱変形が生じにくい薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態における薄膜太陽電池モジュール１の断面を概略的に示す図である。薄膜太陽電池モジュール１は光透過性基板２上で薄膜太陽電池セル５０がタンデム型に直列接続した構造になっている。
【００３９】
薄膜太陽電池セル５０には、ガラス基板である光透過性基板２の上に透明導電膜３が形成されている。透明導電膜３は透明且つ導電性のＴＣＯ（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ）である。透明導電膜３の上には第１薄膜光変換ユニット４が形成されている。第１薄膜光変換ユニット４はｐｉｎ構造を有するアモルファスのシリコンから構成される。第１薄膜光変換ユニット４のｉ層膜厚は３００ｎｍである。第１薄膜光変換ユニット４は絶縁性であり且つ特定の波長域の光から光起電力効果により電力を発生させる。第１薄膜光変換ユニット４の上には５０ｎｍの中間層５が形成されている。中間層５はアルミニウムやガリウムがドープされた酸化亜鉛等から構成され、光透過性基板２側から入射した光の一部を反射し一部を透過させる機能を有する。中間層５の上には第２薄膜光変換ユニット６が形成されている。第２薄膜光変換ユニット６は微結晶シリコン層である。第２薄膜光変換ユニット６のｉ層膜厚は２０００ｎｍである。第２薄膜光変換ユニットは、第１薄膜光変換ユニットが変換する光の波長域とは異なる波長域の光を吸収して電力を発生させる。第２薄膜光変換ユニットは絶縁性を示す。第２薄膜光変換ユニット６の上には裏面電極７が形成されている。裏面電極７は銀やアルミニウムなどの金属材料、或いは、ＩＴＯ、ＺｎＯなどの導電性酸化膜と銀やアルミニウムなどの金属材料の積層構造からなる。
【００４０】
本発明の第１の実施形態における薄膜太陽電池セル５０には、第１分離溝１０、接続溝２０、第２分離溝３０、及び中間分離部４０が設けられている。これらは互いに平行に設けられ、紙面に対して垂直な方向に延在している。
【００４１】
第１分離溝１０は、透明導電膜３を分割している。第１分離溝１０は透明導電膜３の上に開口を有し光透過性基板２の上に底面を有する。第１分離溝１０には第１薄膜光変換ユニットが埋め込まれており、分割された透明導電膜３同士を電気的に絶縁している。
【００４２】
第２分離溝３０は、第１分離溝１０とは別の場所に設けられている。第２分離溝３０は、裏面電極７の表面に開口を有し、透明導電膜と第１薄膜光変換ユニットとの界面に底面を有する。即ち、第２分離溝３０は隣り合う薄膜太陽電池セル間で、第１薄膜光変換ユニット４、中間層５、第２薄膜光変換ユニット６、及び裏面電極７を分割している。第２分離溝３０は隣り合う薄膜太陽電池セル間で、裏面電極７同士及び中間層５同士を電気的に絶縁している。
【００４３】
接続溝２０は、第１分離溝１０と第２分離溝３０の間に設けられている。接続溝２０は裏面電極７と第２薄膜光変換ユニット６との界面に開口を有し、透明導電膜３と第１薄膜光変換ユニット４との界面に底面を有している。接続溝２０は裏面電極７を構成する材料で埋められており、裏面電極７と隣のセルの透明導電膜３とを電気的に接続している。即ち、隣り合う薄膜太陽電池セル５０同士を電気的に直列に接続している。
【００４４】
中間層分離部４０は第１分離溝１０と接続溝２０の間に設けられている。中間層分離部４０は中間層５を分離している。中間層分離部４０は中間層５と第２薄膜光変換ユニット６との界面に開口を有し、第１薄膜光変換ユニットの層内部に底部を有している。即ち中間層分離部４０と透明導電膜３の間には第１薄膜光変換ユニット１が存在しており、直接接してはいない。中間層分離部４０には第２薄膜光変換ユニットを構成する材料が埋め込まれており、分割された中間層５同士を電気的に絶縁している。
【００４５】
本発明の第１の実施形態における太陽電池モジュール１は下記工程によって形成される。まず光透過性基板２上にＴＣＯ層が透明導電膜３として形成される。ＴＣＯ層は蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等により形成することができる。
【００４６】
透明導電膜３が形成された後、ＹＡＧレーザによって所定部分の透明導電膜３が除去されて第１分離溝１０が形成される。第１分離溝１０が形成された後、ｐｉｎ型のアモルファスシリコン層が透明導電膜３上に第１薄膜光変換ユニット４として形成される。その際、第１分離溝１０はｐｉｎ型微結晶シリコン層で埋め込まれる。ｐｉｎ型微結晶シリコン層はプラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。
【００４７】
第１薄膜光変換ユニット４が形成された後、アルミやガリウムがドープされた導電性酸化物層が第１薄膜光変換ユニット４の上に中間層５として形成される。中間層５は蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等により形成することができる。
【００４８】
中間層５が形成された後、ＹＡＧレーザにより中間層及び第１薄膜光変換ユニット４の一部が除去されて中間層分離部４０が形成される。ＹＡＧレーザは中間層５側から照射される。ＹＡＧレーザの加工条件はパワー、繰り返し周波数、及び加工速度を調整して選定される。即ち、中間層５及び第１薄膜光変換ユニット４の一部が除去され且つ透明導電膜３は削られることのない条件で行なわれる。その選定方法の一例を図５に示す。図５は中間層５までを製作したサンプルにレーザ加工を行ったときの顕微鏡写真で、上の写真は基板上部から光を当てて観察した写真（加工面観察）、下の写真が加工面の裏側、即ち基板下部（ガラス側）から光を当てて観察した写真（透過観察）である。またそれぞれの写真で示される５本の加工ラインは、レーザの出力は２８ｍＷで一定の条件で、レーザの焦点の位置を変えることにより加工面でのレーザ光のパワー密度を変化させた結果で、上下の写真でその条件が対応している。加工面写真では、加工跡の幅（直径）が左より徐々に小さくなっているが、これは、右に行くほど照射面での単位面積あたりのパワー密度が増加していることになる。これらの図で、下の透過観察で、白く見える部分は、下部から照射した光が透過している、すなわち第１薄膜光変換ユニット４が除去され、加工が透明導電膜３まで達していることを示している。このような条件では、加工面観察で加工跡の周りに青く広がった部分が見えているが、これらは組成分析により透明導電膜３の加工屑が周囲に飛び散った跡であることを確認している。従って、本実施例では、透過観察で白く見えない条件、すなわち写真で左より１番目及び２番目までが適正な条件と判定される。このような加工テストを行い、加工面から見た加工跡幅をレーザの照射面積とみなしてレーザのパワー密度を計算し、透過観察にて観察される白く見える部分の直径（Ｓｉ除去幅）の関係を調査した。図６はＹＡＧレーザのパワー密度と第１薄膜光変換ユニット４の除去幅との関係を示したデータである。ＹＡＧレーザの加工条件としては、単位面積あたりのパワーを示すパワー密度が９００（Ｗ／ｃｍ２）以下であることが好ましい。パワー密度が９００（Ｗ／ｃｍ２）以下では中間層５及び第１薄膜光変換ユニット４の一部のみが除去されて、透明導電膜３は除去されることがない。一方、パワー密度が９００（ｍＷ／ｃｍ２）以上では中間層５及び第１薄膜光変換ユニット４のみならず、透明導電膜３が除去される傾向にある。尚、図５ではレーザの加工跡は重なっていないが、これは条件を選定するために見やすくした結果で実際にはこれらの加工が重なるように繰り返し周波数と加工速度が選定される。このような条件としては例えば波長が５３２ｎｍ、パワーが６０ｍＷ、加工溝幅が１００μｍ、加工速度が１００ｍｍ／ｓｅｃという条件が挙げられる。
【００４９】
中間層５が形成された後、中間層５の上に微結晶シリコン層が第２薄膜光変換ユニット６として形成される。この際、中間層分離部４０も微結晶シリコン層によって埋め込まれる。
【００５０】
第２薄膜光変換ユニット６が形成された後、ＹＡＧレーザなどにより第１薄膜光変換ユニット４、中間層５、及び第２薄膜光変換ユニット６が除去されて接続溝２０が形成される。接続溝２０は中間層分離部５０と第２分離溝との間に設けられる。接続溝２０が形成された後、裏面電極７が第２薄膜光変換ユニット６の上に形成される。その際、接続溝２０も裏面電極を構成する成分により埋め込まれる。裏面電極７を形成する方法としては、蒸着法やスパッタリング法が挙げられる。
【００５１】
裏面電極７が形成された後、ＹＡＧレーザなどにより、第１薄膜光変換ユニット４、中間層５、第２薄膜光変換ユニット６、及び裏面電極７が除去されて第２分離溝３０が形成される。これにより本実施の形態における太陽電池モジュールの形成が完了する。
【００５２】
本発明の第１の実施形態によれば、中間層分離部４０を設けることにより、第１薄膜光変換ユニット４及び第２薄膜光変換ユニット６が入射光から生成した電力が、中間層５を介してリークすることが無く、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００５３】
また、中間層分離部４０を設ける際に、透明導電膜３をレーザにより削ることが無い。これにより、透明導電膜が削られる際に生じる加工屑の発生を抑えることができ、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。更に、中間層分離部４０を設ける際のレーザ強度は、第１薄膜光変換ユニット４を完全に除去する必要が無い為に低強度に抑えられる。よって、レーザ加工の際の熱の発生が抑制され、中間層分離部４０周辺の材料の熱変形ない。従って、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００５４】
本発明の第１の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの単位面積あたりの短絡電流密度Ｊｓｃは１１．８５（ｍＡ／ｃｍ２）、一段当たりの開放電圧Ｖｏｃは１．３４８（Ｖ）、Ｆ．Ｆは０．７１６、効率は１１．４（％）であった。一方、中間層分離部４０を設けない他は本発明の第１の実施の形態と同様の構成を有する薄膜太陽電池モジュールは、Ｊｓｃが１１．６０（ｍＡ／ｃｍ２）、Ｖｏｃが１．１８５（Ｖ）、Ｆ．Ｆが０．６２９、効率が９．０（％）であった。また、中間層分離部４０の底面が透明導電膜３と第１薄膜光変換ユニット４との界面に存在する他は本発明の第１の実施の形態と同じ構成の薄膜太陽電池モジュールはにおいては、Ｊｓｃが１１．３２（ｍＡ／ｃｍ２）、Ｖｏｃが１．３３０（Ｖ）、Ｆ．Ｆが０．６７８、効率が１０．７（％）であった。即ち、中間層分離部４０が存在しない薄膜太陽電池モジュール及び中間層分離部が第１薄膜光発電ユニットを分割するように設けられている薄膜太陽電池モジュールと比較して、本実施の形態に係る薄膜太陽電池モジュールはＪｓｃ、Ｖｏｃ、Ｆ．Ｆ、及び効率が向上している。
【００５５】
図２は本発明の第２の実施形態における薄膜太陽電池モジュール１の断面を概略的に示す図である。薄膜太陽電池モジュール１は光透過性基板２上で薄膜太陽電池セル５０がタンデム型に直列接続した構造になっている。本発明の第２の実施形態における薄膜太陽電池モジュールの構成は、中間層分離部４０と接続溝２０が設けられた位置関係を除いて、本発明の第１の実施形態における薄膜太陽電池モジュールと同様である。
【００５６】
中間層分離部４０は第１分離溝１０と第２分離溝の間に設けられており、接続溝２０は中間層分離部４０の開口部を貫通する位置に設けられている。よって、中間層５と接続溝２０が直接接することは無い。中間層分離部４０が中間層５を分割する幅は、接続溝２０が第１薄膜光変換ユニット及び第２薄膜光変換ユニットを分割する幅の３倍以上であることが好ましい。
【００５７】
本発明の第２の実施形態における太陽電池モジュール１の製造方法は、接続溝２０が中間層分離部４０を貫通するようにＹＡＧレーザで加工される他は、本発明の第１の実施形態における薄膜太陽電池モジュール１の製造方法と同様である。即ち、第２薄膜光変換ユニット６が形成された後、接続溝２０が中間層分離部４０の開口部を貫通するような位置において、ＹＡＧレーザにより第１薄膜光変換ユニット４、中間層５、及び第２薄膜光変換ユニット６が除去されて接続溝２０が形成される。
【００５８】
本発明の第２の実施形態によれば、中間層分離部４０を設けることにより、第１薄膜光変換ユニット４及び第２薄膜光変換ユニット６が入射光から生成した電力が、中間層５を介してリークすることが無く、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００５９】
また、中間層分離部４０を設ける際に、透明導電膜３をレーザにより削ることが無い。これにより、透明導電膜３が削られる際に生じる加工屑の発生を抑えることができ、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。更に、中間層分離部４０を設ける際のレーザ強度は、第１薄膜光変換ユニット４を完全に除去する必要が無い為に低強度に抑えられる。よって、レーザ加工の際の熱の発生が抑制され、中間層分離部４０周辺の材料の熱変形ない。従って、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００６０】
更に、中間層分離部４０が接続溝２０を含む位置に設けられることにより、光を電力に変換可能な部分の面積が増え、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００６１】
本発明の第２の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの単位面積あたりの電流密度Ｊｓｃ、一段当たりの開放電圧Ｖｏｃ、Ｆ．Ｆ、及び効率は、中間層分離部が存在しない薄膜太陽電池モジュール及び中間層分離部が第１薄膜光発電ユニットを分割するように設けられている薄膜太陽電池モジュールと比較して、向上する。
【００６２】
図３は本発明の第３の実施形態における薄膜太陽電池モジュール１の断面を概略的に示す図である。図１に示すように、薄膜太陽電池モジュール１は光透過性基板２上で薄膜太陽電池セル５０がタンデム型に直列接続した構造になっている。
【００６３】
本発明の第３の実施形態における薄膜太陽電池モジュール１の構成は、中間層分離部４０を構成する材料及び接続溝２０と中間層４０との位置関係を除いて第１の実施形態と同様である。即ち、中間層分離部４０は中間層５を構成する成分が第１薄膜光変換ユニット４及び第２薄膜光変換ユニット６を構成する物質に溶融、拡散し、中間層５を構成する成分よりも高抵抗となった部分である。また、中間層分離部４０は第１の実施形態と同様に第１分離溝１０と接続溝２０との間に設けられてもよいし、第２の実施形態と同様に接続溝２０が中間層分離部を貫通するような位置に設けられてもよい。
【００６４】
本発明の第３の実施形態における太陽電池モジュール１の製造方法を以下に示す。まず、第１の実施形態と同様に中間層５までが形成される。中間層５が形成された後、中間層５の上に微結晶シリコン層が第２薄膜光変換ユニット６として形成される。
【００６５】
第２薄膜光変換ユニット６が形成された後、ＹＡＧレーザが第２薄膜光変換ユニット側より照射され、中間層５、第１薄膜光変換ユニット４、及び第２薄膜光変換ユニット６が溶融する。これによりＹＡＧレーザが照射された部分の中間層５は第２薄膜光変換ユニット又は第１薄膜光変換ユニットを構成する物質内に拡散し、中間層分離部４０が形成される。ＹＡＧレーザの照射は、第１薄膜光変換ユニット及び第２薄膜光変換ユニットが溶融し且つ除去されないパワーにて行なわれる。ＹＡＧレーザの照射は波長が５３２ｎｍ、繰り返し周波数が３ｋＨｚ、パルス幅が３５ｎｍ、レーザスポット径が７０ｍｍφ、出力が１００ｍＷ以下であることが好ましく、出力が６０ｍＷ以下であることがより好ましい。尚、必要なレーザ出力はレーザのパルス幅に依存し、パルス幅が短くなると必要なレーザ出力は小さくなる。さらに、
ＹＡＧレーザにより第１薄膜光変換ユニット４、中間層５、及び第２薄膜光変換ユニット６が除去されて接続溝２０が形成される。接続溝２０は中間層分離部５０と第２分離溝との間に設けられる。接続溝２０が形成された後、裏面電極７が第２薄膜光変換ユニット６の上に形成される。その際、接続溝２０も裏面電極を構成する成分により埋め込まれる。裏面電極７を形成する方法としては、蒸着法やスパッタリング法が挙げられる。
【００６６】
裏面電極７が形成された後、ＹＡＧレーザなどにより、第１薄膜光変換ユニット４、中間層５、第２薄膜光変換ユニット６、及び裏面電極７が除去されて第２分離溝３０が形成され、本実施の形態における太陽電池モジュールの形成が完了する。
【００６７】
本発明の第３の実施形態によれば、中間層分離部４０を設けることにより、第１薄膜光変換ユニット４及び第２薄膜光変換ユニット６が入射光から生成した電力が、中間層５を介してリークすることが無く、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００６８】
また、中間層分離部４０を設ける際に、透明導電膜３をレーザにより削ることが無い。これにより、透明導電膜３が削られる際に生じる加工屑の発生を抑えることができ、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００６９】
本発明の第３の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの単位面積あたりの電流密度Ｊｓｃ、一段当たりの開放電圧Ｖｏｃ、Ｆ．Ｆ、及び効率は、中間層分離部が存在しない薄膜太陽電池モジュール及び中間層分離部が第１薄膜光発電ユニットを分割するように設けられている薄膜太陽電池モジュールと比較して、向上する。
【００７０】
更に、ＹＡＧレーザを照射して中間層分離部４０を形成した後、再びＹＡＧレーザを用いて接続溝２０が形成される為、中間層分離部４０及び接続溝２０を同一工程で形成することができる。即ち、薄膜太陽電池モジュール１の製造工程数が抑えられる為、コスト面で有利である。
【００７１】
図４は本発明の第４の実施形態における薄膜太陽電池モジュール１の断面を概略的に示す図である。本発明の第４の実施形態における薄膜太陽電池モジュール１の構成は、第３の実施形態における薄膜太陽電池モジュール１の構成と同様である。図４に示すように、薄膜太陽電池モジュール１は光透過性基板２上で薄膜太陽電池セル５０がタンデム型に直列接続した構造になっている。
【００７２】
本発明の第４の実施形態における太陽電池モジュール１は第１の実施形態と同様に中間層５までが形成される。中間層５が形成された後、中間層５の上に微結晶シリコン層が第２薄膜光変換ユニット６として形成される。
【００７３】
第２薄膜光変換ユニット６が形成された後、ＹＡＧレーザが第２薄膜光変換ユニット側より照射され、中間層５、第１薄膜光変換ユニット４、及び第２薄膜光変換ユニット６が溶融する。これによりＹＡＧレーザが照射された部分の中間層５は第２薄膜光変換ユニット又は第１薄膜光変換ユニットを構成する物質内に拡散し、中間層分離部４０が形成される。ＹＡＧレーザの照射は、第１薄膜光変換ユニット及び第２薄膜光変換ユニットが溶融し且つ除去されないパワーにて行なわれる。ＹＡＧレーザの照射は、波長が５３２ｎｍ、繰り返し周波数が３ｋＨｚ、５０ｍＷ以下が好ましく、より好ましくは３８ｍＷである。さらに、ＹＡＧレーザにより第１薄膜光変換ユニット４、中間層５、及び第２薄膜光変換ユニット６が除去されて接続溝２０が形成される。接続溝２０は中間層分離部５０と第２分離溝との間に設けられる。接続溝２０が形成された後、裏面電極７が第２薄膜光変換ユニット６の上に形成される。その際、接続溝２０も裏面電極を構成する成分により埋め込まれる。裏面電極７を形成する方法としては、蒸着法やスパッタリング法が挙げられる。
【００７４】
裏面電極７が形成された後、ＹＡＧレーザなどにより、第１薄膜光変換ユニット４、中間層５、第２薄膜光変換ユニット６、及び裏面電極７が除去されて第２分離溝３０が形成され、本実施の形態における太陽電池モジュールの形成が完了する。
【００７５】
本発明の第４の実施形態によれば、中間層分離部４０を設けることにより、第１薄膜光変換ユニット４及び第２薄膜光変換ユニット６が入射光から生成した電力が、中間層５を介してリークすることが無く、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００７６】
本発明の第４の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールの単位面積あたりの電流密度Ｊｓｃ、一段当たりの開放電圧Ｖｏｃ、Ｆ．Ｆ、及び効率は、中間層分離部が存在しない薄膜太陽電池モジュール及び中間層分離部が第１薄膜光発電ユニットを分割するように設けられている薄膜太陽電池モジュールと比較して、向上する。
【００７７】
また、中間層分離部４０を設ける際に、透明導電膜３をレーザにより削ることが無い。これにより、透明導電膜３が削られる際に生じる加工屑の発生を抑えることができ、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００７８】
更に、ＹＡＧレーザを第２薄膜光変換ユニット６側から照射して中間層分離部４０を形成する場合、中間層分離部４０が形成された後再びＹＡＧレーザを用いて接続溝２０が形成される為、中間層分離部４０及び接続溝２０を同一工程で形成することができる。即ち、薄膜太陽電池モジュール１の製造工程数が抑えられる為、コスト面で有利である。
【００７９】
図７は本発明の第５の実施形態における薄膜太陽電池モジュール１の断面を概略的に示す図である。本実施の形態に係る薄膜太陽電池モジュール１の構成は、第１の実施の形態同様に、光透過性基板２上に透明導電膜３、第１光変換ユニット４、中間層５、第２光変換ユニット６、及び裏面電極７が順次積層した構成を備えている。また、第１分離溝１０、接続溝２０、及び第２分離溝３０の位置も第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００８０】
中間層５は、中間層分離部４０によって分割される。中間層分離部４０は、第１分離溝１０と接続溝２０との間に設けられている。中間層分離部４０は、中間層５を構成する成分と、第１薄膜光変換ユニット４の上部の材料が溶融し、且つ凝集する事により、不連続となった部分である。
【００８１】
本発明の第５の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュール１は、第１の実施形態と同様に中間層５までが形成される。中間層５が形成された後、基板の上側（中間層５側）よりＹＡＧレーザが照射される。ＹＡＧレーザの照射により、中間層５と第１薄膜光変換ユニット４の表面部分とが溶融し、更に凝集する。図１０はレーザの照射による中間層５部分の形状の変化を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真で観察した図である。図１０ＡはＹＡＧレーザを照射する前の中間層５を上側から見たときのＳＥＭ写真である。ＹＡＧレーザを照射する前は、中間層５は第１薄膜光変換ユニット４の上部を完全に覆う様に形成されている。図１０Ｂは、ＹＡＧレーザの照射により中間層５が溶融した状態を示すＳＥＭ写真である。中間層５と、第１薄膜光変換ユニット４の表面部分の材料は、ＹＡＧレーザの照射により溶融し、第１薄膜光変換ユニット４が剥き出しとなっている。図１０Ｃは、溶融した部分が凝集したときの状態を示すＳＥＭ写真である。更なるＹＡＧレーザの照射により溶融した部分は、更に凝集する。このように凝集することによって、中間層５を構成する材料は不連続となり、ＹＡＧレーザが照射されていない部分を電気的に分割する。このような不連続となった状態は、ＹＡＧレーザの照射を適正な照射条件下で照射させる事により達成される。このような加工条件としては、波長が５３２ｎｍ、パワーが３０ｍＷ、加工溝幅が１００μｍ、加工速度が１００ｍｍ／ｓｅｃという条件が挙げられる。尚、ＹＡＧレーザの照射条件は、単位面積当たりのパワーを示すパワー密度が２００Ｗ／ｃｍ２以上、９００Ｗ／ｃｍ２以下であることがより好ましく、より好ましくは２００Ｗ／ｃｍ２以上、６００Ｗ／ｃｍ２以下である。パワー密度が２００Ｗ／ｃｍ２より低くなると、中間層の溶融、凝集が不十分となり、十分な絶縁性が得られない場合がある。一方、９００Ｗ／ｃｍ２以上であると、透明導電膜３までもが除去される場合がある。
【００８２】
中間層分離部４０が形成された後に、第２薄膜光変換ユニット６、接続溝２０、裏面電極７、及び第２分離溝３０が順次形成されて薄膜太陽電池モジュール１が作成される。第２薄膜光変換ユニット、接続溝２０、裏面電極７、及び第２分離溝３０の形成方法は、第１の実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００８３】
本発明の第５の実施形態によれば、中間層分離部４０を設けることにより、第１薄膜光変換ユニット４及び第２薄膜光変換ユニット６が入射光から生成した電力が、中間層５を介してリークすることが無く、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００８４】
また、中間層分離部４０を設ける際に、透明導電膜３をレーザにより削ることが無い。これにより、透明導電膜３が削られる際に生じる加工屑の発生を抑えることができ、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。更に、中間層分離部４０を設ける際のレーザ強度は、第１薄膜光変換ユニット４を完全に除去する必要が無い為に低強度に抑えられる。よって、レーザ加工の際の熱の発生が抑制され、中間層分離部４０周辺の材料の熱変形が抑制される。従って、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００８５】
図８は本発明の第６の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュール１の断面を概略的に示す図である。本実施の形態に係る薄膜太陽電池モジュール１の構成は、第１の実施の形態同様に、光透過性基板２上に透明導電膜３、第１光変換ユニット４、中間層５、第２光変換ユニット６、及び裏面電極７が順次積層した構成を備えている。また、第１分離溝１０、接続溝２０、及び第２分離溝３０の位置も第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００８６】
中間層５は、中間層分離部４０によって分割される。中間層分離部４０は、第２分離溝３０を一端とし、接続溝２０と第１分離溝１０との間を他端として、接続溝２０を挟むように設けられている。中間層分離部４０は、中間層５を構成する成分と、第１薄膜光変換ユニット４の上部の材料が溶融し、且つ凝集する事により、不連続となった部分である。
【００８７】
本発明の第６の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュール１は、第１の実施形態と同様に中間層５までが形成される。中間層５が形成された後、基板の上側（中間層５側）よりＹＡＧレーザが照射される。ＹＡＧレーザの照射により、中間層５と第１薄膜光変換ユニット４の表面部分とが溶融し、更に凝集する。図１０はレーザの照射による中間層５部分の形状の変化を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真で観察した図である。図１０ＡはＹＡＧレーザを照射する前の中間層５を上側（中間層５側）から見たときのＳＥＭ写真である。ＹＡＧレーザを照射する前は、中間層５は第１薄膜光変換ユニット４の上部を完全に覆う様に形成されている。図１０Ｂは、ＹＡＧレーザの照射により中間層５が溶融した状態を示すＳＥＭ写真である。中間層５と第１薄膜光変換ユニット４の表面部分の材料とが、ＹＡＧレーザの照射により溶融し、第１薄膜光変換ユニット４が剥き出しとなっている。図１０Ｃは、溶融した部分が更に凝集したときの状態を示すＳＥＭ写真である。ＹＡＧレーザの更なる照射により、溶融した部分が凝集する。このように凝集することによって、中間層５を構成する材料は不連続となり、ＹＡＧレーザが照射されていない部分を分割する中間層分離部４０が形成される。ＹＡＧレーザにより中間層５が分割されている部分の幅は、後工程において形成される接続溝の幅の３倍以上である事が好ましい。このような位置、幅にて中間層分離部４０を形成する事で、中間層分離部４０の導電性がより確実に失われる。このような不連続となった状態は、ＹＡＧレーザの照射を適正な照射条件下で照射させる事により達成される。このような加工条件としては、波長が５３２nm、パワーが３０ｍＷ、加工溝幅が１００μｍ、加工速度が１００ｍｍ/secという条件が挙げられる。尚、ＹＡＧレーザの照射条件において、単位面積当たりのパワーを示すパワー密度は２００Ｗ／ｃｍ２以上、９００Ｗ／ｃｍ２以下であることがより好ましく、より好ましくは２００Ｗ／ｃｍ２以上、６００Ｗ／ｃｍ２以下である。パワー密度が２００Ｗ／ｃｍ２より低くなると、中間層の溶融、凝集が不十分となり、十分な絶縁性が得られない場合がある。一方、９００Ｗ／ｃｍ２以上であると、透明導電膜３までもが除去される場合がある。
【００８８】
中間層分離部４０が形成された後に、第２薄膜光変換ユニット６、接続溝２０、裏面電極７、及び第２分離溝３０が順次形成されて薄膜太陽電池モジュール１が作成される。第２薄膜光変換ユニット、接続溝２０、裏面電極７、及び第２分離溝３０の形成方法は、第１の実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００８９】
本発明の第６の実施形態によれば、中間層分離部４０を設けることにより、第１薄膜光変換ユニット４及び第２薄膜光変換ユニット６が入射光から生成した電力が、中間層５を介してリークすることが無く、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００９０】
また、中間層分離部４０を設ける際に、透明導電膜３をレーザにより削ることが無い。これにより、透明導電膜３が削られる際に生じる加工屑の発生を抑えることができ、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。更に、中間層分離部４０を設ける際のレーザ強度は、第１薄膜光変換ユニット４を完全に除去する必要が無い為に低強度に抑えられる。よって、レーザ加工の際の熱の発生が抑制され、中間層分離部４０周辺の材料の熱変形が抑制される。従って、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００９１】
図９は本発明の第７の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュール１の断面を概略的に示す図である。本実施の形態に係る薄膜太陽電池モジュール１の構成は、第１の実施の形態同様に、光透過性基板２上に透明導電膜３、第１光変換ユニット４、中間層５、第２光変換ユニット６、及び裏面電極７が順次積層した構成を備えている。また、第１分離溝１０、接続溝２０、及び第２分離溝３０の位置も第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００９２】
中間層５は、中間層分離部４０によって分割される。中間層分離部４０は、裏面電極７を含む面（薄膜太陽電池モジュール１と平行な面）への投象が、第１分離溝１０が裏面電極７を含む面への投象と重なるように、形成されている。即ち、裏面電極７側を上側としたときに、中間層分離部４０は第１分離溝１０の真上に設けられている。中間層分離部４０は、中間層５を構成する成分と、第１薄膜光変換ユニット４の上部の材料が溶融し、且つ凝集する事により、不連続となった部分である。
【００９３】
本発明の第７の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュール１は、第１の実施形態と同様に中間層５までが形成される。中間層５が形成された後、基板の上側（中間層５側）よりＹＡＧレーザが照射される。ＹＡＧレーザは、第１分離溝１０の真上部分の中間層５に照射される。ＹＡＧレーザの照射により、中間層５と第１薄膜光変換ユニット４の表面部分とが溶融し、更に凝集する。図１０はレーザの照射による中間層５部分の形状の変化を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真で観察した図である。図１０ＡはＹＡＧレーザを照射する前の中間層５を上側から見たときのＳＥＭ写真である。ＹＡＧレーザを照射する前は、中間層５は第１薄膜光変換ユニット４の上部を完全に覆う様に形成されている。図１０Ｂは、ＹＡＧレーザの照射により中間層５が溶融した状態を示すＳＥＭ写真である。中間層５と、第１薄膜光変換ユニット４の表面部分の材料は、ＹＡＧレーザの照射により溶融し、一部の第１薄膜光変換ユニット４が剥き出しとなっている。図１０Ｃは、溶融した部分が凝集したときの状態を示すＳＥＭ写真である。更なるＹＡＧレーザの照射により、溶融した部分は凝集する。このように凝集することによって、中間層５を構成する材料は不連続となり、ＹＡＧレーザが照射されていない部分を分割する中間層分離部４０が形成される。このように、中間層５が不連続となった状態は、ＹＡＧレーザの照射を適正な照射条件下で照射させる事により形成される。このような加工条件としては、波長が５３２ｎｍ、パワーが３０ｍＷ、加工溝幅が１００μｍ、加工速度が１００ｍｍ／ｓｅｃという条件が挙げられる。尚、ＹＡＧレーザの照射条件は、単位面積当たりのパワーを示すパワー密度が２００Ｗ／ｃｍ２以上、９００Ｗ／ｃｍ２以下であることがより好ましく、より好ましくは２００Ｗ／ｃｍ２以上、６００Ｗ／ｃｍ２以下である。パワー密度が２００Ｗ／ｃｍ２より低くなると、中間層の溶融、凝集が不十分となり、十分な絶縁性が得られない場合がある。一方、９００Ｗ／ｃｍ２以上であると、透明導電膜３までもが除去される場合がある。
【００９４】
中間層分離部４０が形成された後に、第２薄膜光変換ユニット６、接続溝２０、裏面電極７、及び第２分離溝３０が順次形成されて薄膜太陽電池モジュール１が作成される。第２薄膜光変換ユニット、接続溝２０、裏面電極７、及び第２分離溝３０の形成方法は、第１の実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００９５】
本発明の第７の実施形態によれば、中間層分離部４０を設けることにより、第１薄膜光変換ユニット４及び第２薄膜光変換ユニット６が入射光から生成した電力が、中間層５を介してリークすることが無く、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。また、中間層分離部４０は第１分離溝１０の真上に設けられている事により、発電可能な部分の面積が大きくなる。よって、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【００９６】
また、中間層分離部４０を設ける際に、透明導電膜３をレーザにより削ることが無い。これにより、透明導電膜３が削られる際に生じる加工屑の発生を抑えることができ、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。更に、中間層分離部４０を設ける際のレーザ強度は、第１薄膜光変換ユニット４を完全に除去する必要が無い為に低強度に抑えられる。よって、レーザ加工の際の熱の発生が抑制され、中間層分離部４０周辺の材料の熱変形が抑制される。従って、薄膜太陽電池モジュール１の効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図２】図２は本発明の第２の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図３】図３は本発明の第３の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図４】図４は本発明の第４の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図５】図５は本発明の第１の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールを製造する際において、ＹＡＧレーザの加工条件を変えて中間層分離部４０を形成した際の写真である。
【図６】図６はＹＡＧレーザのパワー密度（Ｗ／ｃｍ２）と透明導電膜除去幅（μｍ）の関係を示すデータを表したグラフである。
【図７】図７は本発明の第５の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図８】図８は本発明の第６の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図９】図９は本発明の第７の実施形態に係る薄膜太陽電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図１０Ａ】図１０ＡはＹＡＧレーザを照射する前の中間層のＳＥＭ写真である。
【図１０Ｂ】図１０ＢはＹＡＧレーザの照射によって中間層が溶融した状態を観察したＳＥＭ写真である。
【図１０Ｃ】図１０ＣはＹＡＧレーザの照射によって中間層が溶融、更に凝集した状態を観察したＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
【００９８】
１      薄膜太陽電池モジュール
２      光透過性基板
３      透明導電膜
４      第１薄膜光変換ユニット
５      中間層
６      第２薄膜光変換ユニット
７      裏面電極
１０      第１分離溝
２０      接続溝
３０      第２分離溝
４０      中間層分離部
５０      薄膜太陽電池セル
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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