(57)【要約】＜課題＞  薄膜太陽電池の光の利用効率を向上するとともに、その製造が容易となる薄膜太陽電池モジュールを実現する。＜解決手段＞  透明電極２、光電変換層４および裏面電極６が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールであって、セル接続開口部３２から透明電極分離溝３１までの間およびセル接続開口部３２から裏面電極分離溝３３までの間に光電変換層が除去された第１分離溝３４と裏面電極分離溝３３とを有し、それらの溝の内部に絶縁性の白色反射材１６、１５が形成されている薄膜太陽電池モジュールとした。
2011108241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性絶縁基板の上に、透明電極、光電変換層および裏面電極が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールであって、
隣接するセル間に、前記透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝と、前記裏面電極をセル間で分離する裏面電極分離溝と、前記透明電極分離溝と前記裏面電極分離溝との間に一方のセルの前記裏面電極と他方のセルの前記透明電極とを電気的に接続するセル接続開口部と、を備え、
前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間および前記セル接続開口部から前記裏面電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された光電変換層分離溝を有し、前記光電変換層分離溝の内部に絶縁性の白色反射材が形成されてい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、
隣接するセル間に前記光電変換層を分離する分離溝が１本のみであって、前記分離溝内に前記白色反射材が形成され、前記白色反射材内に隣接するセル間を電気的に接続する開口部と前記裏面電極分離溝が形成されていることを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
前記白色反射材は白色顔料を含有し、前記透光性絶縁基板側の前記白色顔料の濃度が前記裏面電極側の前記白色顔料の濃度に比べて低いことを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間の前記光電変換層が除去された光電変換層分離溝が、前記透明電極とともに前記光電変換層を分離する分離溝であって、
該分離溝内に形成される前記白色反射材は白色顔料を有して、前記透光性絶縁基板側の前記白色顔料の濃度が前記裏面電極側の前記白色顔料の濃度に比べて低く、前記透光性絶縁基板のすぐ上に前記透明電極の厚みより厚い部分が光透過性であることを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
【請求項５】
透明電極、光電変換層および裏面電極が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
透光性絶縁基板の上に透明電極を形成する工程Ａと、
前記透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝を形成する工程Ｂと、
前記透明電極の上に光電変換層を形成する工程Ｃと、
前記光電変換層が除去されて底部が前記透明電極に達するセル接続開口部を形成する工程Ｄと、
前記光電変換層の上に裏面電極を形成する工程Ｅと、
前記セル接続開口部内部で一方のセルの前記裏面電極と他方のセルの前記透明電極とを電気的に接続する工程Ｆと、
前記裏面電極をセル間で分離する裏面電極分離溝を形成する工程Ｇと、を有し、
前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された第１の光電変換層分離溝を形成する工程Ｈと、
前記工程Ｈで形成された前記第１の光電変換層分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成する工程Ｉと、
前記セル接続開口部から前記裏面電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された第２の光電変換層分離溝を形成する工程Ｊと
前記工程Ｊで形成された前記第２の光電変換層分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成する工程Ｋと、
を有する薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記工程Ａ、前記工程Ｂ、および前記工程Cの後に前記第１の前記光電変換層分離溝と前記第２の前記光電変換層分離溝とを兼ねる１本の前記光電変換層分離溝をセル間に形成することにより前記工程Ｈと前記工程Ｊとが同時に行われ、
前記セル間の１本の前記光電変換層分離溝に前記白色反射材を形成して前記工程Ｉと前記工程Ｋとが同時に行われ、
前記工程Ｉと前記工程Ｋとの後に、前記白色反射材の一部を除去することにより前記セル接続開口部を形成する前記工程Ｄが行われ、
前記工程Ｄ後に前記工程Ｅと前記工程Fとが行われ、
前記工程Gは前記白色反射材の一部とともに該白色反射材の上の前記裏面電極を除去する工程であることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記工程Ｉと前記工程Ｋとで形成される前記白色反射材はポリイミド樹脂を含有し、
前記工程Ｄまたは前記工程Gにおける前記白色反射材の除去は波長４００〜４５０ｎｍのレーザ光を照射して除去する方法によることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項５に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記工程Ｂと前記工程Ｈとが同時に行われて、前記透明電極分離溝と前記第１の光電変換層分離溝を兼ねた溝が形成され、該溝に前記工程Ｉにおいて白色顔料の含有濃度が異なる白色塗料を積層することにより、前記白色反射材の前記透光性絶縁基板側の前記白色顔料の濃度が前記裏面電極側の前記白色顔料の濃度に比べて低くしたことを特徴とする薄膜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、薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光のエネルギーを直接電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールとして、基板上に薄膜からなる複数の光電変換セルが電気的に直列接続された薄膜太陽電池モジュールがある。このモジュールは、基板上に表面電極層、半導体光電変換層、裏面電極を積層して、これらの層に溝を形成して単位セルに分離して、その溝等を利用してセル間を電気的に接続して製造される。【０００３】
例えば、特許文献１では以下のような手順でモジュールが製造される。まず、裏面電極から表面電極まで分離する第１の分離溝によって単位セルに分離する。次に、裏面電極から光電変換層まで分離する第２の分離溝を形成する。次に、第１および第２の分離溝に絶縁膜を埋めるとともに、その絶縁膜の一部に裏面電極が露出する接続溝を設ける。次に、第１の分離溝と第２の分離溝との間に、絶縁膜から光電変換層までを除去した接続溝を形成する。最後に、絶縁膜の上に接続溝から接続溝まで繋がる導電性材料を形成して隣接する単位セル間の接続を行うとともに、導電性材料を単位セル間で分離する第３の分離溝を設ける。接続溝と光電変換層とが第１の分離溝と第２の分離溝とによって分離されるので横方向リークが防止される。【０００４】
また、特許文献２では、透光性絶縁基板上に透明な表面電極、光電変換層、裏面電極を積層し、光電変換層と裏面電極とを除いた部分を形成する。この部分に白色塗料や反射膜を形成して、光電変換層を通過せずにそのまま透過してしまう入射光を白色塗料や反射膜によって光電変換層に導き、入射光の利用効率を向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６００１３号公報
【特許文献２】特開２００４−０２２９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のような薄膜太陽電池モジュールの構造ではセル間のセル接続部分に光発電に寄与しない非発電領域が存在する。光電変換層と裏面電極とを取り除き、単位セルに分離する分離溝も非発電領域である。分離溝では透光性基板より入射した光が光電変換層へ入らずに裏面側へと通過したり、光電変換層に一度入射して吸収されなかった光が分離溝に出射した後に裏面側へと通過したりする。【０００７】
特許文献２では光電変換層と裏面電極とを除いた部分に反射材料を形成しているが、その部分は発電領域の光電変換層の一方の側面のみであり、光電変換層の他方の側面は裏面電極で覆われていた。発電領域の光電変換層と裏面電極とが近接するとリーク電流が増加するので他方の側面が発電領域から十分に距離を隔てて形成されていた。このため、他方の側面から裏面側に透過する光を発電領域に戻すことが難しく、光の利用効率が低かった。【０００８】
そこで、本発明は、薄膜太陽電池の光の利用効率を向上するとともに、その製造が容易となる薄膜太陽電池モジュールを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の薄膜太陽電池モジュールは、透光性絶縁基板の上に、透明電極、光電変換層および裏面電極が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールであって、
隣接するセル間に、前記透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝と、前記裏面電極をセル間で分離する裏面電極分離溝と、前記透明電極分離溝と前記裏面電極分離溝との間に一方のセルの前記裏面電極と他方のセルの前記透明電極とを電気的に接続するセル接続開口部と、を備え、
前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間および前記セル接続開口部から前記裏面電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された光電変換層分離溝を有し、前記光電変換層分離溝の内部に絶縁性の白色反射材が形成されている薄膜太陽電池モジュールとした。【００１０】
また、本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、透明電極、光電変換層および裏面電極が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
透光性絶縁基板の上に透明電極を形成する工程Ａと、
前記透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝を形成する工程Ｂと、
前記透明電極の上に光電変換層を形成する工程Ｃと、
前記光電変換層が除去されて底部が前記透明電極に達するセル接続開口部を形成する工程Ｄと、
前記光電変換層の上に裏面電極を形成する工程Ｅと、
前記セル接続開口部内部で一方のセルの前記裏面電極と他方のセルの前記透明電極とを電気的に接続する工程Ｆと、
前記裏面電極をセル間で分離する裏面電極分離溝を形成する工程Ｇと、を有し、
前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された第１の光電変換層分離溝を形成する工程Ｈと、
前記工程Ｈで形成された前記第１の光電変換層分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成する工程Ｉと、
前記セル接続開口部から前記裏面電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された第２の光電変換層分離溝を形成する工程Ｊと
前記工程Ｊで形成された前記第２の光電変換層分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成する工程Ｋと、
を有する薄膜太陽電池モジュールの製造方法とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の薄膜太陽電池モジュールによれば、隣接するセル間を電気的に接続するセル接続開口部の両側の光電変換層に白色反射材が形成されるので、非発電領域を裏面側に通過する光を効率よく光電変換層に導くことができ、薄膜太陽電池の光の利用効率を向上することができる。また本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法によれば白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成するので製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの部分斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの部分斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる薄膜太陽電池モジュールおよびその製造方法の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。さらに、実施の形態において同じ構成要素は同じ符号を付し、ある実施の形態において説明した構成要素については、別の実施の形態においてその詳細な説明を略すものとする。
【００１４】
＜実施の形態１．＞
図１は本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの構成例を示す平面図である。また、図２は本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図であり、図１のＡ−Ａ間の断面の一部である。図１に示すように、実施の形態１のモジュールは、透光性絶縁基板１上に複数の細長い矩形状の単位太陽電池セル１０が矩形の短辺方向に配列されている。各単位太陽電池セル１０（以下、単位太陽電池セルを単にセルと略す。）は、主として発電を行う発電領域１１と、主としてセル間を電気的に接続する接続領域１２とが短辺方向に所定の間隔で交互に並ぶ。セル１０のそれぞれは、隣接するセル１０との間の接続領域１２内で電気的に直列接続される。セル１０は、図２に示すように、透光性絶縁基板１の上に透明電極２、光電変換層４および裏面電極６が順に積層された構成を有する。各層と反対側の面である透光性絶縁基板１の表面から入射した光は、透明電極２を経て光電変換層４に入射して光電変換される。光電変換層４で発生した電力は透明電極２と裏面電極６とから取り出される。図２の光電変換層４は第１の光電変換層４ａと、第１の光電変換層４ａと光電変換の波長依存性の異なる第２の光電変換層４ｂとが積層されたタンデム型の構造である。第１の光電変換層４ａと第２の光電変換層４ｂとの間に透光性でかつ導電性の中間層４ｍを有する。光電変換層４はタンデム型でなく単層の構造でも、さらに多層の構造であっても良い。
【００１５】
接続領域１２は隣り合うセル間で共有する部分である。接続領域１２において、透明電極２、光電変換層４および裏面電極６は、それぞれにセルの矩形の長辺方向に連続する溝が形成されて隣接するセル間で分離されている。透明電極２にはセル間で分離する透明電極分離溝３１が形成され、その上の光電変換層４にはセル接続溝３２と裏面電極分離溝３３とが形成されている。セル接続溝３２は連続する開口部としたが、不連続な開口部としてもよい。裏面電極分離溝３３はセル間の裏面電極６とともにセル間の光電変換層４を分離する連続した溝である。なお、セル間で光電変換層４を分離する溝と裏面電極６を分離する溝の位置は互いにずれていても良い。
【００１６】
隣接する一方のセルの裏面電極６と他方のセルの透明電極２とはセル接続溝３２を介して電気的に直列接続される。セル接続溝３２は透明電極分離溝３１と裏面電極分離溝３３とに挟まれた領域に形成される。本実施の形態１では、セル接続溝３２内に裏面電極６が形成されて、セル接続溝３２の底部の透明電極２に直接に裏面電極６が接する構造とした。この直列接続は裏面電極６のかわりに別の電気接続材料を介してもかまわない。
【００１７】
透明電極分離溝３１から裏面電極分離溝３３までの接続領域１２の間は、主にセル間を接続する機能を有する接続領域１２であって、光電変換への寄与が小さい非発電領域である。この非発電領域を減少して光電変換効率を向上するため、これらの溝間は溝の形成されない発電領域１１に比べてなるべく狭くする。たとえば透光性絶縁基板１の主面に垂直な方向からみた場合、透明電極分離溝３１と裏面電極分離溝３３とを近接して平行に配置して、その狭い間にセル接続溝３２が位置する構造とする。
【００１８】
他方のセル１０の透明電極２は光電変換層４の下部から少なくとも接続溝３２の底部まで延在する。従ってセル間の光電変換層４を分離する裏面電極分離溝３３はその底部が透明電極２に達するように形成されても、透明電極２を完全に分断してしまわないように形成される。基板をその主面から垂直方向からみると、接続領域１２はセルを構成する導電層が分離されるとともに、一方のセルの裏面電極６と他方のセルの透明電極２とが互いに発電領域１１から延びて、重なりあった部分で電気的に接続された構造となっている。
【００１９】
本実施の形態１では、電気的な接続に利用される開口部のセル接続溝３２の一方のセル側に光電変換層４が除去された第１の光電変換層分離溝３４（以下、第１分離溝と略す。）と、他方のセル側に光電変換層が除去された第２の光電変換層分離溝（以下、第２分離溝と略す。）として裏面電極分離溝３３がある。つまり、セル接続溝３２から透明電極分離溝３１までの間に光電変換層４が除去された第１分離溝３４があり、セル接続溝３２から裏面電極分離溝３３までの間に光電変換層が除去された第２分離溝としての裏面電極分離溝３３がある。これらの２つの光電変換層分離溝の内部に電気絶縁性の第１の白色反射材１６と第２の白色反射材１５とが形成されている。
【００２０】
第１分離溝３４は透明電極分離溝３１とセル接続溝３２との間にある。この溝は透明電極分離溝３１とほぼ平行にセル１０の長手方向に沿って形成されている。この溝は、レーザスクライブ法などで光電変換層４を削除した溝であり、そのセル間の光電変換層４を分離するとともにその底部は透明電極２となっている。隣接する一方のセル１０の裏面電極６は第１分離溝３４の第１の白色反射材１６の上をわたってセル接続溝３２内で他方のセル１０の透明電極２に接続されている。
【００２１】
また、第２分離溝である裏面電極分離溝３３もレーザスクライブ法などで光電変換層４を削除してセル１０の長手方向に沿って形成された溝であり、その底部は透明電極２となっている。図は白色反射材１５が裏面電極分離溝３３内と裏面電極６の上とを含んでセル１０の裏面全体を覆うように形成された場合を示すが、材料の使用量削減のために裏面電極６の上をほとんど覆わずに裏面電極分離溝３３内のみ、または溝内とその近傍のみなどのように局所的に形成されていてもよい。第１分離溝３４内に形成される第１の白色反射材１６と裏面電極分離溝３３内に形成される第２の白色反射材１５とは同じ材料とするのが好ましいが、反射率等の特性が異なるものを使用しても良い。
【００２２】
これらの第１および第２の白色反射材１６、１５として、白色の絶縁性微粒子と透明な絶縁性樹脂とを混合した物を使用することができる。その場合、白色の絶縁性微粒子は裏面電極分離溝３３の深さよりも小さい粒径のものを使用するとよい。白色の絶縁性微粒子の材料としてたとえば白色顔料として知られる、酸化チタンや酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム粉末などを使用することができる。特に可視光領域において高い反射率を持った白色を呈する顔料を用いると良い。また、これらの粒径は０．１〜２ミクロンであるとよい。これらの範囲から、裏面電極分離溝３３の深さよりも小さな適当なものを選択するとさらに良く、裏面電極分離溝３３の深さが１〜数ミクロンである場合には、平均粒径を０．２〜０．５ミクロンとするとよい。このような微小な粒径はレーザ回折／散乱式の粒子径分布測定装置で測定できる。透明な絶縁性樹脂としてアクリル系樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ビニル樹脂、フッ素系樹脂を使用することができる。この樹脂成分は結合剤であり、白色の絶縁性微粒子どうしを固定するとともにこれらを下地に固定する。白色反射材１６、１５として、各種の白色顔料を主成分に可視光線領域から赤外線領域において高反射率を有する白色塗料を用いることができる。特に太陽光の地表におけるエネルギーが高い４００〜６００ｎｍの波長域で高い反射が得られるように、顔料は白色のみとして、白色以外の着色顔料を含まないことが望ましい。白色塗料として、例えば、酸化チタンなどの白色顔料粒子を１０〜４０質量％、透明樹脂を１０〜３０質量％、有機溶剤を３０〜８０質量％、その他の添加剤をあわせて１００質量％としたものを用いて白色反射材１５を形成することができる。白色塗膜を構成する樹脂１００質量部に対して白色顔料粒子が２０〜２００質量部含有するようにしてもよい。白色反射材１５が形成される裏面電極分離溝３３や、以下で述べる他の白色反射材が形成される溝は幅が１０ミクロンなどと小さい場合があるが、そのように狭い場合でも、顔料の質量比率を高めて、１０ミクロンの厚みで塗膜とした場合に４００〜６００ｎｍの波長域で反射率が６０％以上、望ましくは７０％以上となる材料を反射材に使用するとよい。
【００２３】
このような第１および第２の白色反射材１６、１５は白色の顔料粒子が透明な樹脂中に分散する。樹脂と顔料粒子とは屈折率が異なって、それらの微小な界面がランダムな方向に多数存在して反射面となるのでので、白色反射材に入射した光は乱反射される。つまり第１および第２の白色反射材１６、１５は光の乱反射材料である。
【００２４】
透明電極２は、例えば、ＺｎＯ、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）、ＳｎＯ2などの透明導電性酸化膜、あるいはＺｎＯにアルミニウムやガリウムなどの金属材料を添加した膜などによって構成される。
【００２５】
光電変換層４は、ＰＮ接合またはＰＩＮ接合を有し、薄膜太陽電池の光の入射側の面（図２では下側の面）に入射する入射光によって発電を行う薄膜半導体層が１層または複数層積層されて構成される。薄膜半導体層としては、例えば、水素化アモルファスシリコン、微結晶シリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、微結晶シリコンゲルマニウム、アモルファス炭化シリコン、微結晶炭化シリコンなどを用いることができる。また、複数の薄膜半導体層を積層して光電変換層４を構成する場合には、薄膜半導体層間に、ＩＴＯやＺｎＯなどの透明導電性膜、あるいは不純物をドーピングして導電性を向上させた酸化シリコンや窒化シリコンなどのシリコン化合物膜を中間層４ｍとして挿入してもよい。
【００２６】
裏面電極６は、半導体層に接する面側から透明導電膜と金属膜の順に積層された構造とすることが望ましい。半導体層と金属膜との間に透明導電膜を挿入することによって、金属膜成分が半導体層中に拡散して太陽電池のセル特性を低下させる現象を抑制することができる。また透明導電膜を挿入することで、太陽電池の効率の効率向上に有効な光閉じ込め効果を増進させる作用を持たせることができる。透明導電膜材料には上述のＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｎＯなどを用いることができる。金属膜材料には導電率が高く、且つ光反射率の高い材料で構成されるのが望ましい。例えば、銀や金、アルミニウム、クロム、チタン、ニッケルなどの金属膜材料を用いることができる。
【００２７】
以上のように、本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールは、セル接続開口部であるセル接続溝３２の両側に光電変換層が除去された光電変換層分離溝３４および裏面電極分離溝３３を有し、これらの内部に絶縁性の第１および第２の白色反射材１６、１５が形成されている。発電領域１１の一方の端で第２の白色反射材１５が光電変換層４の側面に接するだけでなく、セル接続溝３２よりも発電領域１１に近い領域に第１分離溝３４が設けられ、その内部で光電変換層４の側面に第１の白色反射材１６が接しているので発電領域１１に入射した光を有効に利用出来る。
【００２８】
また、光電変換層分離溝３４と裏面電極分離溝３３はいずれも底部が透明電極２であり、第１および第２の白色反射材１６、１５が底部の透明電極２に形成されている。白色反射材１６、１５が乱反射材料であるので接続領域１２に直接入射した光は、その一部が白色反射材１６、１５の底部で乱反射されて透光性絶縁基板１の表面に浅い角度で反射される。透光性絶縁基板１の表面で再び反射されて光電変換層４側に入射するので光を有効に利用出来る。さらに白色反射材１６、１５とも底面の基板からの高さが光電変換層４と同じであり、光電変換層４よりも入射側に突出しないので、発電領域１１に斜めから光電変換層４に入射する光を遮ることがない。
【００２９】
また、セル接続溝３２と光電変換層４とが第１分離溝３４と第２分離溝である裏面電極分離溝３３とによって両側が電気的に分離されるので横方向リークが防止される。リーク防止のためセル接続溝３２を発電領域１１から距離を開ける必要がなく、透明電極分離溝３１とセル接続溝３２とをより接近させることが可能となり、非発電領域である接続領域１２の幅を狭くできる。
【００３０】
また、光電変換層４の側面が絶縁性の材料で覆われていることにより、この溝に導電性のゴミが入るなどで生じるリーク電流の発生も防止できる。また、本実施の形態１では第２の白色反射材１５は光電変換層４の溝だけでなく、裏面電極６の上の全面を覆うようにしたことにより、裏面電極６を機械的や化学的に保護する効果もある。
【００３１】
以下では、本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する。図３および図４は本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。まず図３（ａ）のように白板ガラスなどからなる透光性絶縁基板１の上に透明電極分離溝３１でセル１０ごとに分割された透明電極２を形成する。つまり、透明電極を形成する工程Ａとその透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝を形成する工程Ｂとを行う。その方法として透明電極分離溝３１の部分に付着しないようにマスクを使用して透明電極２を基板上に堆積する工程Ａと工程Ｂとを同時に行う方法や、透明電極２を透光性絶縁基板１の全面に形成して工程Ａを行った後に透明電極２を加工して透明電極分離溝３１を形成する工程Ｂを行う方法などがある。透明電極２はたとえばアルミニウムを添加したＺｎＯ膜をスパッタリング法等で形成することができる。また、透明電極分離溝３１を形成する透明電極２の加工方法として、レーザスクライブ法やレジストマスクを使用したウェットエッチング法がある。透光性絶縁基板１が矩形の場合に、透明電極分離溝３１は透光性絶縁基板１の辺に対して所定の間隔を有して平行に並んで形成されるとよい。
【００３２】
次いで、図３（ｂ）のように透明電極２の上に半導体材料からなる光電変換層４を形成する工程Cを行う。そしてこの光電変換層４の一部を除去して第１分離溝３４を形成する工程Ｈを行う。第１分離溝３４はその底に透明電極２が残るように加工される。第１分離溝３４は、透明電極分離溝３１からわずかにずれた近傍の位置に形成される。その位置は後の工程で形成されるセル接続溝３２から透明電極分離溝３１までの間の領域内である。
【００３３】
工程Cの光電変換層４はＣＶＤ法によって堆積される。光電変換層４を多接合型とする場合、たとえば、第１の光電変換層４ａとして水素化アモルファスシリコン薄膜の薄膜半導体層、次いで中間層４ｍとして不純物ドーピングを行った酸化シリコン膜、その上に第２の光電変換層４ｂとして微結晶シリコン薄膜の薄膜半導体層の各層を堆積する。光電変換層４は単層であっても良いし、多層の接合構造としても良い。半導体材料として化合物半導体など他の材料層としてもよい。
【００３４】
工程Ｈの第１分離溝３４はレーザスクライブ法を用いて形成できる。シリコンを主成分とする光電変換層４の場合、光源としてＮｄ：ＹＡＧレーザの２次高調波を用いることにより、底部に透明電極２を露出した溝を比較的容易に形成することができる。この溝はセル１０の長手方向に延在するように形成されて、この溝により光電変換層４がセル１０毎に分離される。
【００３５】
次いで、図３（ｃ）のように第１分離溝３４内に白色で電気絶縁性の顔料粒子を含有する白色塗料を塗布して第１の白色反射材１６を形成する工程Ｉを行う。第１の白色反射材１６は白色顔料として酸化チタンの微粒子を含有する白色塗料を裏面電極分離溝３３に塗布すること形成する。塗料として、たとえば平均粒径が０．２〜０．３ミクロンの二酸化チタン粒子を１０〜４０質量％、合成樹脂を１０〜３０質量％、炭化水素系、エステル系、アルコール系、ケトン系、エーテル系等の揮発性の良好な溶剤を３０〜８０質量％の白色インクを使用すると生産性が良い。
【００３６】
工程Ｉの白色塗料の塗布は第１分離溝３４内のみ、またはその溝を含む近傍に限定して行われるように局所的に行う。このような白色塗料の溝への局所的な塗布には、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷を用いた方法で行うことができる。なお、図では第１の白色反射材１６は分離溝３４を完全に埋めたように示されているが、分離溝３４内の光電変換層４の側面と底面に付着していれば必ずしも溝を完全に埋める必要はない。また、第１の白色反射材１６は塗布の際に分離溝３４から、その近傍の裏面電極６の上に部分的にはみ出していてもよい。塗布後に熱処理などにより白色塗料に含まれる溶剤などの揮発成分を除去する。
【００３７】
次いで、図３（ｄ）のようにセル接続用の開口部としてその底部が下層の透明電極２に達するように光電変換層４を除去してセル接続溝３２を形成する工程Ｄを行う。セル接続溝３２は透明電極分離溝３１と後で形成される裏面電極分離溝３３とに挟まれる領域に形成され、白色反射材１６の近傍であって透明電極分離溝３１と反対側に形成される。このセル接続溝３２も第１分離溝３４と同様にレーザスクライブ法を用いることができる。
【００３８】
次いで、図３（ｅ）のように光電変換層４の上に裏面電極６を形成する工程Ｅを行う。裏面電極６はセル接続溝３２の内面にも被覆されて、その底部の透明電極２と接する。これによりセル接続溝３２の内部で隣接する一方のセル１０の裏面電極６と他方のセル１０の透明電極２とを電気的に接続する工程Ｆが工程Ｅとともに行われる。工程Ｆは必ずしも工程Ｅと同時に行わなくても良く、例えば導電ペーストなどを用いて別の工程で行っても良い。
【００３９】
工程Ｅで用いる裏面電極６には、半導体層に接する面側から酸化物透明導電膜と金属膜の順に積層された構造の裏面電極６を形成することが望ましい。酸化物透明導電膜の材料には例えばアルミニウムが添加された酸化亜鉛が用いられ薄膜を形成する。成膜方法としては、例えばスパッタリング法を用いることができるが、これに限らず、ＣＶＤ法や塗布法などの他の方法を用いてもよい。次に、金属膜として光の反射率が高い、例えば銀を用いた金属薄膜を成膜し、裏面電極６を形成する。成膜方法としては、例えばスパッタリング法を用いることができるが、これに限らず、電子ビームタイプ蒸着法や塗布法などの他の方法を用いてもよい。酸化物透明導電膜は、半導体層と金属膜とが直接接することで相互拡散などが生じて劣化することを防止できる。シリコンを主成分とする半導体層と銀を主成分とする金属膜との組み合わせの場合にその効果が顕著である。また、酸化物透明導電膜の厚みを光学干渉膜の厚みとすることで光電変換層４を通過した光を再び光電変換層４側に反射する反射率を高めることができる。
【００４０】
次いで、図４（ｆ）のように裏面電極６をセル間で分離する裏面電極分離溝３３を形成する工程Ｇを行う。この裏面電極分離溝３３はセル接続溝３２に隣接して透明電極分離溝３１と反対側の位置に形成される。この裏面電極分離溝３３はセル間の裏面電極６だけでなく透明電極２の上の光電変換層４も分離する。裏面電極分離溝３３が第２分離溝も兼ねているので、セル接続溝３２から裏面電極分離溝３３までの間に前記光電変換層が除去された第２分離溝を形成する工程Ｊが工程Ｇとともに行われる。裏面電極分離溝３３はセル１０の長手方向に延在して透明電極２の表面から透明電極２にまで達する溝となっている。このような溝を形成する方法として、レジストマスクを用いたエッチング法やレーザスクライブ法を使用できる。工程Ｇと工程Ｊとを別の工程で行ってもよいが、たとえば透光性絶縁基板１の表面側からレーザを照射するレーザスクライブ法によって、光電変換層４とともに裏面電極６を剥離する方法を用いると工程Ｇと工程Ｊとが同時に行えるので加工が容易である。
【００４１】
次に、図３（ｅ）のように工程Ｊで形成された第２分離溝である裏面電極分離溝３３に、第２の白色反射材１５を形成する工程Ｋを行う。第２の白色反射材１５は第１の白色反射材１６と同様に白色顔料を含有する塗料を塗布して形成する。塗布後に加熱乾燥して溶剤を蒸発させて塗膜とする。
【００４２】
塗膜中の樹脂成分に対する白色顔料成分の質量比率がたとえば４０％以上などとなるような白色顔料成分の割合の高い材料が塗料として好ましい。白色顔料成分の比率を高めるとたとえば１〜１０ミクロン程度の薄膜であっても反射特性に優れる白色反射材１６、１５となる。
【００４３】
白色顔料として種々の材料を用いることができるが光学的な屈折率が高い材料が好ましい。光学的な乱反射は微細な粒子表面が周囲と屈折率差を有することによって生じるため、塗膜内の透明樹脂に比べて屈折率差の大きい酸化チタンが優れている。なお、酸化チタンのうちアナターゼ型の粒子は反射特性に優れるが、紫外線によって樹脂を分解する作用があるので長期使用にはルチル型の物を使用することが望ましい。
【００４４】
このような塗料の塗布はスプレーやローラによってセル１０の上の全面に塗布する方法でも、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷などで裏面電極分離溝３３内に塗料を充填するように局所的に塗布する方法でも良い。セル１０を保護する観点ではセル１０の上の全面を一様に覆うことが望ましく、使用物質を低減するという観点からは局所的に塗布するとことが望ましい。アクリル系の塗料を塗布後に１００〜１５０℃の温度で焼付処理を行ってもよく、耐久性に優れ、長期的に劣化の少ない塗膜が得られる。塗料の塗布後に１００〜１５０℃で加熱する工程や減圧処理工程等を行うと、溶剤成分を除去する速度が高まり、製造を早めることができる。
【００４５】
以上の工程を経て、基本的な薄膜太陽電池モジュールが完成する。図には示さないが、この後さらに、透光性絶縁基板１の上に封止シート等の保護部材を接着剤などで接着する封止工程を経て屋外で長期使用される薄膜太陽電池モジュールとなる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、透光性絶縁基板１の上に、透光性絶縁基板１の上に透明電極２を形成する工程Ａと、透明電極２をセル間で分離する透明電極分離溝３１を形成する工程Ｂと、透明電極２の上に光電変換層４を形成する工程Ｃと、光電変換層４が除去されて底部が透明電極２に達するセル接続開口部（セル開口溝３２）を形成する工程Ｄと、光電変換層４の上に裏面電極６を形成する工程Ｅと、セル接続開口部（セル開口溝３２）内部で一方のセル１０の裏面電極６と他方のセル１０の透明電極２とを電気的に接続する工程Ｆと、裏面電極２をセル間で分離する裏面電極分離溝３３を形成する工程Ｇとを有している。本実施の形態１ではさらに、セル接続開口部（セル開口溝３２）から透明電極分離溝３１までの間に光電変換層４が除去された第１分離溝３４を形成する工程Ｈと、工程Ｈで形成された前記第１分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して第１の白色反射材１６を形成する工程Ｉと、セル接続開口部（セル開口溝３２）から裏面電極分離溝３３までの間に光電変換層４が除去された第２分離溝（裏面電極分離溝３３）を形成する工程Ｊと、工程Ｊで形成された第２分離溝（裏面電極分離溝３３）に白色顔料を含有する塗料を塗布して第２の白色反射材１５を形成する工程Ｋとを有している。このように、セル工程Ｈと工程Ｊとによって接続開口部の両側に光電変換層４の分離溝を設ける。これらの分離溝は発電領域１１の光電変換層４の両端となり、この両端に工程Ｉと工程Ｋとによって第１および第２の白色反射材１６、１５を設ける。なお、各工程は不都合が生じない範囲で順序を変更したり、複数の工程を１つの工程で行ったり、１つの工程を複数の工程に分けて行ったりしてもかまわない。
【００４７】
工程Ｉと工程Ｋとは白色の絶縁性粒子を含有する塗料を塗布して光の白色反射材を形成するので、セル接続構造部分の光を背面側に通過する光を高い反射率で光電変換層に導く高効率の薄膜太陽電池を容易に製造することができる。また、光反射率の封止シートや反射成分を有する接着剤に比べて薄い塗膜で高い光反射率を実現できるので使用物質を低減できる。裏面側に封止シート等を接着する際も接着剤に光学的な反射特性や透過特性が不要であり低価格の接着剤を選択できるため、低コスト化にも有利である。
【００４８】
＜実施の形態２．＞
図５は本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図であり、実施の形態１の図２に相当する位置の断面図である。本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールは、セル接続溝３２の一方と他方との両セルの光電変換層４の側面に白色反射材がある点で実施の形態１と同様であるが、本実施の形態２ではセル接続溝３２が白色反射材の内部に形成されている点で異なる。光電変換層４がセル間に１つの分離溝３５を有し、その分離溝３５内に形成された白色反射材内にセル接続溝３２と裏面電極分離溝３３とが形成されている。
【００４９】
図６は本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの部分斜視図である。図のＸ方向（矩形の短辺方向）には透光性絶縁基板１の上に矩形のセル１０が多数配列され、セル１０間に光電変換層４の分離溝３５がＸ方向に直交するＹ方向（矩形の長辺方向）に延在する。セル間の光電変換層４を分離するために形成される溝はこの１本のみである。分離溝３５内には白色反射材１７が形成され、この白色反射材１７内にセル接続溝３２と裏面電極分離溝３３とがある。セル接続溝３２と裏面電極分離溝３３とは光電変換層４の側面から少しずれた位置に形成される。このため、分離溝３５内には光電変換層４の一方の側面に接する部分白色反射材１７ａと、他方の側面に接する部分白色反射材１７ｃとが分かれて存在する。また、セル接続溝３２をセル１０の長手方向に連続する溝として形成した場合は、部分白色反射材１７ａ、１７ｃ間に部分白色反射材１７ｂができる。裏面電極６は金属膜などからなる第１裏面電極６ａと裏面電極６は透明導電膜などからなる第２裏面電極６ｂとからなる。第２裏面電極６ｂは光電変換層４と第１裏面電極６ａとの間に接して挟まれる。図８では部分白色反射材１７ａ、１７ｃはその一部が第２裏面電極６ｂの上にも形成される場合を示しているが、図５で示したように溝内のみに形成されていても良い。また、裏面電極６を複数層にすることは必須ではなく単層としても良い。
【００５０】
このように本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールは、セル接続溝３２から透明電極分離溝３１側の光電変換層４の一部が除去されて部分白色反射材１７ａが挿入され、セル接続溝３２から裏面電極分離溝３３側の光電変換層４の一部が除去されて部分白色反射材１７ｃが挿入されている。つまり、実施の形態１と同様にセル１０の長手方向の両側に光電変換層４側面に接する白色反射材１７が形成されている。部分白色反射材１７ａは実施の形態１の第１の白色反射材１６に相当し、部分白色反射材１７ｃは第２の白色反射材１５に相当する。このため、実施の形態１と同様に光電変換効率を向上し、また、リーク電流を防止する効果がある。また、分離溝３５内の白色反射材１７にセル接続開口部としてのセル接続溝３２とセル分離用の裏面電極分離溝３３を形成したので、セル１０間の光電変換層４に形成される溝が分離溝３５の１本のみとなり、接続領域１２の幅を狭くすることに効果がある。
【００５１】
次に、本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法について説明する。図７および図８は本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。まず、図７（ａ）のように透光性絶縁基板１上に透明電極分離溝３１で分割された透明電極２を形成する点は実施の形態１の工程Ａ、工程Ｂと同様である。
【００５２】
次に実施の形態１の工程Ｃと同様に透明電極２の上に半導体からなる光電変換層４を形成する。さらに、図７（ｂ）のようにこの光電変換層４の上にスパッタ法などで透明導電膜からなる第２裏面電極６ｂを形成したのち、光電変換層４と第２裏面電極６ｂとに底部が透明電極２に達する分離溝３５を形成する。分離溝３５は実施の形態１の工程Ｈと同様にレーザスクライブ法で形成することができる。この分離溝３５は実施の形態１の工程Ｄで形成されるセル接続開口部と、工程Ｈで形成される第１分離溝と、工程Ｊで形成される第２分離溝とを兼ねた溝である。このような溝をセル間に１本形成することによって、分離溝３５の形成によって工程Ｄ、工程Ｈ、工程Ｊの光電変換層４の除去が同時に行われる。
【００５３】
次に図７（ｃ）のようにこの分離溝３５に白色で絶縁性の顔料粒子を含有する白色塗料を充填して白色反射材１７を形成する。この白色反射材１７は実施の形態１の工程Ｉで形成される第１の白色反射材１６と工程Ｋで形成される第２の白色反射材１５とを兼ねたものである。白色反射材１７の形成によって工程Ｉと工程Ｋとの白色反射材の形成が同時に行われる。
【００５４】
白色塗料の溝への局所的な塗布には、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷を用いた方法で行うことができる。なお、図では白色反射材１７は分離溝３５を完全に埋めたように示されているが、分離溝３４内の光電変換層４の側面と底面に付着していれば必ずしも溝を完全に埋める必要はない。また、白色反射材１７は塗布の際に分離溝３５から、図６に示したように、その近傍に部分的にはみ出していてもよい。
【００５５】
次に図７（ｄ）のように分離溝３５の白色反射材１７内にセル接続溝３２を形成する工程Ｄを行う。このセル接続溝３２は透明電極分離溝３１に近接する側の光電変換層４の側面からわずかに距離をあけて白色反射材１７内に形成される。セル接続溝３２は透明電極２に達する白色反射材１７の溝である。このようなセル接続溝３２に白色反射材１７を形成する方法として、レジストマスクを用いて加工する方法や、レーザスクライブ法を使用することができる。
【００５６】
レーザスクライブ法を使用する場合には、工程Ｉおよび工程Ｋで形成する白色反射材１７の成分や使用するレーザの波長を適切に選ぶことが望ましい。ポリイミド樹脂を含有する白色反射材１７として、透光性絶縁基板１の表面から波長４００〜４５０ｎｍのパルスレーザを照射するレーザスクライブで形成すると、溝の加工が容易である。このようなレーザとして、たとえば基本波１３４２ｎｍのＮｄ：ＹＶＯ４レーザの３次高調波波長４４７ｎｍのレーザが適している。ポリイミド樹脂は可視光の波長域で透明であるが、波長が４５０ｎｍ以下のなると急激に吸収が増加するものが多い。そのようなポリイミド系樹脂に４５０ｎｍ以下の高エネルギーのレーザ光を照射すると、樹脂は分解して下地との接着力を失った上にアブレーションを生じて含有する顔料粒子とともに剥離する。このような加工はＮｄ：ＹＡＧの３次高調波のような波長が３５５ｎｍのパルスレーザを照射することでも可能であるが、波長が４００ｎｍより短くなると透明電極２内の吸収が増加するため、透明電極２が比較的厚い場合に使用が難しくなる。従って、白色反射材１７内に波長４００ｎｍ以上の波長で吸収が比較的大きい樹脂材料を含有させておいて、その樹脂材料が吸収する波長のレーザで加工を行うとよい。また、可視光領域で透過率が高く、近赤外領域に大きな吸収を有する樹脂を白色反射材１７の成分として加え、その吸収波長の近赤外レーザでレーザ加工する方法としても良い。近赤外領域に吸収の大きな樹脂として例えば芳香族系の樹脂を用いるとよい。
【００５７】
次いで実施の形態１の工程Ｅと工程Ｆと同様に、図８（ｅ）のようにスパッタ法などを使用してセル接続溝３２内面と第２裏面電極６ｂの上を金属膜からなる第１裏面電極６ａで被覆する。さらに図８（ｆ）のように、白色反射材１７内に裏面電極分離溝３３を形成して、セル間の第１裏面電極６ａを分離する工程Ｇを行う。裏面電極分離溝３３は透明電極分離溝３１から遠い側の光電変換層４の側面からわずかに距離をあけて白色反射材１７内に形成される。この裏面電極分離溝３３は、工程Ｄの説明で述べたようなレーザスクライブ法を使用して、底部に透明電極２を残しながら、その上の白色反射材１７と第１裏面電極６ａとをともに除去することで形成できる。以上のようにして本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールが完成するが、さらに裏面電極分離溝３３内を白色反射材で埋める処理を行っても良い。
【００５８】
以上のように、本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、工程Ａ、工程Ｂ、工程Cによって透明電極２の上に光電変換層４を形成した後に、セル間に底面が透明電極２を露出するようにその光電変換層４に分離溝３５を１本形成する工程Ｈと工程Ｊとを同時に行う工程と、この分離溝３５の底部と溝内の光電変換層４の側面とに白色の絶縁性物質を含有する白色反射材１７を形成して工程Ｉと工程Ｋとを同時に行う工程と、この白色反射材１７にセル接続溝３２を形成する工程Ｄと、工程Ｄの後に裏面電極２を形成する工程Ｅと、セル接続溝３２を介して隣接する一方のセルの第１裏面電極６ａと他方のセルの透明電極２とを電気的に接続する工程Ｆと、分離溝３５内の白色反射材１７の一部とともにその白色反射材１７の上の裏面電極６を除去して裏面電極分離溝３３を形成してセル間の第１裏面電極６ａを分離する工程Ｇと、を有する。
【００５９】
これにより、隣接するセル間に形成される光電変換層４の溝が分離溝３５の１本で良いため製造が容易となる。また、セル１０の長手方向の両側に白色反射材１７を形成する工程が、一回の塗布工程で実現できるため製造が容易となる。また、分離溝３５に内に接続開口部であるセル接続溝３２と裏面電極分離溝３３を形成とを形成する際に、白色反射材１７の樹脂が吸収するレーザ光を照射して加工することで、無機材料の加工よりも低エネルギーで分解するのでエネルギー密度の小さなレーザで加工でき、加工速度も高速化できる。また、分離溝３５の形成前に光電変換層４の上に透明導電膜からなる第２裏面電極６ｂを形成しているので、光電変換層４の汚染や劣化を防止できる。
【００６０】
＜実施の形態３．＞
図９は本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図であり、実施の形態１の図２や実施の形態２の図５に相当する位置の断面図である。本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールは、実施の形態１に類似するが、透光性絶縁基板１の垂直方向で白色顔料の濃度が異なる白色反射材１９を有している点で異なる。
【００６１】
さらに本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールは光電変換層４の分離溝の位置が実施の形態１や２と異なり、透明電極２と光電変換層４とを同時に分離する分離溝３６となっている。その分離溝３６内に第１の白色反射材１９が形成されている。実施の形態１の構造の透明電極分離溝３１と第１分離溝３４とが１つの分離溝３６として連通する構造である。この分離溝３６に、第１の白色反射材１９が透明電極分離溝３６内にほぼ平行にセル１０の長手方向に沿って形成されている。第１の白色反射材１９はセル接続溝３２より透明電極分離溝３１側にあり、実施の形態１の第１の白色反射材１６に相当する。この第１の白色反射材１９は、実施の形態１で述べたものと基本的には同様で、白色の絶縁性物質によって構成されているが、受光面側より白色顔料の濃度が順に漸増する複数の層で構成される。つまり、本実施の形態３では、隣接するセル間の透明電極２の分離溝３６に光電変換層４の片方の側面に接する第１の白色反射材１９が白色の濃度の異なる光散乱層として形成されている。
【００６２】
次に、本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの製造方法について説明する。図１０（ａ）〜（ｅ）および図１１（ｆ）〜（ｇ）は本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。まず、図１０（ａ）のように工程Ａで透光性絶縁基板１上に透明電極２を形成する。実施の形態１等と違い、透明電極２をセルごとに分割する工程Ｂをこの時点では行わない。
【００６３】
次に実施の形態１等と同様に透明電極２の上に薄膜半導体層からなる光電変換層４を積層する工程Ｃを行う。さらに、図１０（ｂ）のように、透明電極２と光電変換層４とを同時に、レーザスクライブ法などで削除して分離溝３６を形成する。レーザスクライブ法で透明電極２と光電変換層４とを同時に加工するにはＹＡＧレーザの基本波を使用すると良い。分離溝３６は透明電極を分離する溝であり、セル１０の長手方向に沿って形成されている。分離溝３６の底部は透光性基板１である。分離溝３６は実施の形態１の第１分離溝３４と同様に光電変換層４を分離する溝でもある。つまり、透明電極２をセル間で分離する透明電極分離溝を形成する工程Ｂと、セル接続溝３２から透明電極分離溝までの間に光電変換層が除去された第１分離溝を形成する工程Ｈとが同時に行われる。
【００６４】
次に、図１０（ｃ）のように形成した分離溝３６に白色の絶縁性物質を埋め込む工程Ｉを行う。透光性絶縁基板１側から裏面電極６側になるにつれて順に白色の反射率が高くなるように、用いる白色の絶縁性物質は、顔料濃度が裏面側になるに連れて漸増する複数の層とした。顔料濃度は塗膜に含まれる顔料成分の質量割合であり、塗布する白色塗料中に含まれる顔料成分の割合によって決まる。透光性絶縁基板１側の白色顔料の濃度は裏面電極６側の白色顔料の濃度に比べて低い。
【００６５】
図は第１の白色反射材１９として、顔料濃度の低い白色反射材１９ａと顔料濃度の高い白色反射材１９ｂとを２層に形成した場合を示している。濃度の異なる層数は２層より多くしても良く、また、層の境界が明確でない濃度傾斜層としてもよい。顔料濃度の低い白色反射材１９ａの厚みは図のように透明電極２の厚みよりも厚くすることが望ましい。このような濃度の違いにより受光面側の反射率が低く、裏面側の反射率を高めることができる。白色の絶縁性物質は白色の顔料粒子が透明樹脂に分散された物であるので、光透過率の点では受光面である透光性絶縁基板１側が高く半透過性となり、裏面電極６側では低くなる。たとえば、白色反射材１９ａの白色塗膜を構成する樹脂１００質量部に対して白色顔料粒子が１〜２０質量部含有するようにして、裏面側の白色反射材１９ｂは白色顔料粒子が２１〜２００質量部含有するようにしてもよい。最も受光側に位置する白色反射材の顔料濃度が最も裏面側に位置する白色反射材の顔料濃度の１／１００〜１／５以下などとしてもよい。
【００６６】
白色塗料の溝への局所的な塗布には、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷を用いた方法で行うことができる。濃度の異なる層を複数回塗布して重ねることで、前述のような濃度傾斜を構成することができる。図では白色反射材１９は分離溝３６を完全に埋めたように示したが、すくなくとも分離溝３６の底面と透明電極２の側面と光電変換層４の側面の一部とに付着していれば必ずしも溝を完全に埋める必要はない。また、第１の白色反射材１９は塗布の際に分離溝３６から、その近傍の透明電極２の上に部分的にはみ出していてもよい。このように第１の白色反射材１９を、溝内部のみ、または溝と溝近傍のみに局所的に塗布を行って光電変換層４の上はほとんど覆わないようにする。
【００６７】
次いで、その後の工程は実施の形態１と同様に、図１０（ｄ）のようにセル接続溝３２を形成する工程Ｄの後、図１０（ｅ）のように光電変換層４の上の全面とセル接続溝３２内を被覆するように金属膜を形成して裏面電極６を形成する工程Ｅと工程Ｆとを行う。その後、図１１（ｆ）のように裏面電極６と光電変換層４とをセル間で分離する裏面電極分離溝３３を形成する工程Ｇと工程Ｊとを行う。そして、最後に図１１（ｇ）のように裏面電極分離溝３３内に第２の白色反射材１５を形成する工程Ｋを行う。図は第２の白色反射材１５を単一の白色濃度の白色反射材とした場合であるが、第２の白色反射材１５についても白色反射材１９と同様に白色顔料の含有量を変えて形成してもよい。
【００６８】
以上のように本実施の形態３はセル接続溝３２の両側近傍に白色の絶縁性物質を含有する第１および第２の白色反射材１９、および１５が形成されている。つまり、セルの発電領域１１の長手方向両側面に光の乱反射面を有しつつ、かつ、透明電極分離溝に相当する分離溝３６の透明電極分離溝部分に入射した光をセル内部で散乱光として利用できる。
【００６９】
また、第１の白色反射層１９は顔料濃度の低い白色反射材１９ａによって、少なくとも透光性絶縁基板１のすぐ上の透明電極２の厚みより厚い部分が、光透過性とするよい。本実施の形態３では分離溝３６の底部が透光性絶縁基板１に達するので第１の白色反射材１９が光電変換層４よりも光入射側に突出するが、透明電極２の厚みまで光透過性とすると突出部が斜めから入射した場合も光電変換層４に入射する光を完全に遮らず、光の利用効率が高まる。光透過性として、白色反射材１９ａの厚みの層を通過する可視光の減衰量が１／２以下となるようにすると好ましい。本実施の形態３では白色反射材１９ａに光透過性と光散乱性とを合わせ持つように、少量の白色顔料を含有するようにしたが、光透過性がより重要である場合には白色顔料を含有せず完全に透明な層としても良い。白色反射材１９ａの厚みを透明電極２とほぼ同一として、白色反射材１９ａの代わりに白色顔料をほとんど有さない透明な樹脂層としてもよい。その場合、たとえば白色反射材１９ｂに含まれるものと同じ樹脂材料を用いると良い。
【００７０】
また、セル接続溝３２の両側だけでなく、透明電極の間の溝内にも絶縁性の層ができるので、発電領域１１で発生した電流がセル接続溝３２内で光電変換層４の側面に形成される導電物質を介しての横リーク、および隣接する透明電極部分同士の横リークを抑制することによって起きる変換効率の劣化も防止できる。
【００７１】
なお、上記は分離溝３６に濃度の異なる第１の白色反射材１９を設けたが、裏面電極分離溝３３の内部の白色反射材１５も濃度の異なるようにしても良い。たとえば、白色顔料の濃度が低く、接着力の高い薄い半透明層を形成した後に白色反射材１５を形成して白色反射材１５の接着力を高めるようにしても良い。実施の形態２についても同様に白色濃度の異なる構造としても良い。
【００７２】
以上のいずれかの実施の形態で述べた一部の構成を、技術的な矛盾が生じなければ他の実施の形態に置き換えたり組み合わせたりしても良い。また、一部の構成要素が抜けていても、効果が得られることがある。本発明はセル間を後方に通過する光を再利用して高効率化を行うために、白色の絶縁性物質を含有する光の白色反射材を設けたが、たとえば実施の形態２のような薄膜太陽電池モジュールの構造や製法において、白色反射材のかわりに顔料を有さない透明または不透明な樹脂層を設けてもよい。その場合も製造が容易であってかつ接続領域１２の狭く、リークを抑制した高効率の薄膜太陽電池モジュールとなる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、高性能の薄膜太陽電池モジュールを実現でき、またその製造を容易とすることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  透光性絶縁基板、２  透明電極、４  光電変換層、６  裏面電極、６ａ  第１裏面電極、６ｂ  第２裏面電極、１０  単位太陽電池セル（セル）、１１  発電領域、１２  接続領域、１５  第２の白色反射材、１６  第１の白色反射材、１７  白色反射材、１９  第１の白色反射材、３１  透明電極分離溝、３２  セル接続溝、３３  裏面電極分離溝（第２分離溝）、３４  第１の光電変換層分離溝（第１分離溝）、３５、３６  分離溝。
【図１】
2011108241.tif 000003
【図２】
2011108241.tif 000004
【図３】
2011108241.tif 000005
【図４】
2011108241.tif 000006
【図５】
2011108241.tif 000007
【図６】
2011108241.tif 000008
【図７】
2011108241.tif 000009
【図８】
2011108241.tif 000010
【図９】
2011108241.tif 000011
【図１０】
2011108241.tif 000012
【図１１】
2011108241.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月4日(2012.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性絶縁基板の上に、透明電極、光電変換層および裏面電極が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールであって、
隣接するセル間に、前記透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝と、前記裏面電極をセル間で分離する裏面電極分離溝と、前記透明電極分離溝と前記裏面電極分離溝との間に一方のセルの前記裏面電極と他方のセルの前記透明電極とを電気的に接続するセル接続開口部と、を備え、
前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間および前記セル接続開口部から前記裏面電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された光電変換層分離溝を有し、前記光電変換層分離溝の内部に絶縁性の白色反射材が形成されてい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、
隣接するセル間に前記光電変換層を分離する分離溝が１本のみであって、前記分離溝内に前記白色反射材が形成され、前記白色反射材内に隣接するセル間を電気的に接続する開口部と前記裏面電極分離溝が形成されていることを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
前記白色反射材は白色顔料を含有し、前記透光性絶縁基板側の前記白色顔料の濃度が前記裏面電極側の前記白色顔料の濃度に比べて低いことを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールであって、
前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間の前記光電変換層が除去された光電変換層分離溝が、前記透明電極とともに前記光電変換層を分離する分離溝であって、
該分離溝内に形成される前記白色反射材は白色顔料を有して、前記透光性絶縁基板側の前記白色顔料の濃度が前記裏面電極側の前記白色顔料の濃度に比べて低く、前記透光性絶縁基板のすぐ上に前記透明電極の厚みより厚い部分が光透過性であることを特徴とする薄膜太陽電池モジュール。
【請求項５】
透明電極、光電変換層および裏面電極が順に積層された複数のセルが配列された薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
透光性絶縁基板の上に透明電極を形成する工程Ａと、
前記透明電極をセル間で分離する透明電極分離溝を形成する工程Ｂと、
前記透明電極の上に光電変換層を形成する工程Ｃと、
前記光電変換層が除去されて底部が前記透明電極に達するセル接続開口部を形成する工程Ｄと、
前記光電変換層の上に裏面電極を形成する工程Ｅと、
前記セル接続開口部内部で一方のセルの前記裏面電極と他方のセルの前記透明電極とを電気的に接続する工程Ｆと、
前記裏面電極をセル間で分離する裏面電極分離溝を形成する工程Ｇと、を有し、
前記セル接続開口部から前記透明電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された第１の光電変換層分離溝を形成する工程Ｈと、
前記工程Ｈで形成された前記第１の光電変換層分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成する工程Ｉと、
前記セル接続開口部から前記裏面電極分離溝までの間に前記光電変換層が除去された第２の光電変換層分離溝を形成する工程Ｊと
前記工程Ｊで形成された前記第２の光電変換層分離溝に白色顔料を含有する塗料を塗布して白色反射材を形成する工程Ｋと、
を有する薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記工程Ａ、前記工程Ｂ、および前記工程Ｃの後に前記第１の光電変換層分離溝と前記第２の光電変換層分離溝とを兼ねる１本の光電変換層分離溝をセル間に形成することにより前記工程Ｈと前記工程Ｊとが同時に行われ、
前記セル間の１本の前記光電変換層分離溝に前記白色反射材を形成して前記工程Ｉと前記工程Ｋとが同時に行われ、
前記工程Ｉと前記工程Ｋとの後に、前記白色反射材の一部を除去することにより前記セル接続開口部を形成する前記工程Ｄが行われ、
前記工程Ｄ後に前記工程Ｅと前記工程Ｆとが行われ、
前記工程Ｇは前記白色反射材の一部とともに該白色反射材の上の前記裏面電極を除去する工程であることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記工程Ｉと前記工程Ｋとで形成される前記白色反射材はポリイミド樹脂を含有し、
前記工程Ｄまたは前記工程Ｇにおける前記白色反射材の除去は波長４００〜４５０ｎｍのレーザ光を照射して除去する方法によることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項５に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記工程Ｂと前記工程Ｈとが同時に行われて、前記透明電極分離溝と前記第１の光電変換層分離溝を兼ねた溝が形成され、該溝に前記工程Ｉにおいて白色顔料の含有濃度が異なる白色塗料を積層することにより、前記白色反射材の前記透光性絶縁基板側の前記白色顔料の濃度が前記裏面電極側の前記白色顔料の濃度に比べて低くしたことを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの部分斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの製造方法を説明する部分断面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
このような第１および第２の白色反射材１６、１５は白色の顔料粒子が透明な樹脂中に分散する。樹脂と顔料粒子とは屈折率が異なって、それらの微小な界面がランダムな方向に多数存在して反射面となるので、白色反射材に入射した光は乱反射される。つまり第１および第２の白色反射材１６、１５は光の乱反射材料である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
裏面電極６は、半導体層に接する面側から透明導電膜と金属膜の順に積層された構造とすることが望ましい。半導体層と金属膜との間に透明導電膜を挿入することによって、金属膜成分が半導体層中に拡散して太陽電池のセル特性を低下させる現象を抑制することができる。また透明導電膜を挿入することで、太陽電池の効率向上に有効な光閉じ込め効果を増進させる作用を持たせることができる。透明導電膜材料には上述のＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｎＯなどを用いることができる。金属膜材料は導電率が高く、且つ光反射率の高い材料で構成されるのが望ましい。例えば、銀や金、アルミニウム、クロム、チタン、ニッケルなどの金属膜材料を用いることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
次いで、図３（ｃ）のように第１分離溝３４内に白色で電気絶縁性の顔料粒子を含有する白色塗料を塗布して第１の白色反射材１６を形成する工程Ｉを行う。第１の白色反射材１６は白色顔料として酸化チタンの微粒子を含有する白色塗料を裏面電極分離溝３３に塗布することで形成する。塗料として、たとえば平均粒径が０．２〜０．３ミクロンの二酸化チタン粒子を１０〜４０質量％、合成樹脂を１０〜３０質量％、炭化水素系、エステル系、アルコール系、ケトン系、エーテル系等の揮発性の良好な溶剤を３０〜８０質量％の白色インクを使用すると生産性が良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
工程Ｉの白色塗料の塗布は第１分離溝３４内のみ、またはその溝を含む近傍に限定して行われるように局所的に行う。このような白色塗料の溝への局所的な塗布は、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷を用いた方法で行うことができる。なお、図では第１の白色反射材１６は分離溝３４を完全に埋めたように示されているが、分離溝３４内の光電変換層４の側面と底面に付着していれば必ずしも溝を完全に埋める必要はない。また、第１の白色反射材１６は塗布の際に分離溝３４から、その近傍の光電変換層４の上に部分的にはみ出していてもよい。塗布後に熱処理などにより白色塗料に含まれる溶剤などの揮発成分を除去する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
次いで、図４（ｆ）のように裏面電極６をセル間で分離する裏面電極分離溝３３を形成する工程Ｇを行う。この裏面電極分離溝３３はセル接続溝３２に隣接して透明電極分離溝３１と反対側の位置に形成される。この裏面電極分離溝３３はセル間の裏面電極６だけでなく透明電極２の上の光電変換層４も分離する。裏面電極分離溝３３が第２分離溝も兼ねているので、セル接続溝３２から裏面電極分離溝３３までの間に前記光電変換層が除去された第２分離溝を形成する工程Ｊが工程Ｇとともに行われる。裏面電極分離溝３３はセル１０の長手方向に延在して裏面電極６の表面から透明電極２にまで達する溝となっている。このような溝を形成する方法として、レジストマスクを用いたエッチング法やレーザスクライブ法を使用できる。工程Ｇと工程Ｊとを別の工程で行ってもよいが、たとえば透光性絶縁基板１の表面側からレーザを照射するレーザスクライブ法によって、光電変換層４とともに裏面電極６を剥離する方法を用いると工程Ｇと工程Ｊとが同時に行えるので加工が容易である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
このような塗料の塗布はスプレーやローラによってセル１０の上の全面に塗布する方法でも、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷などで裏面電極分離溝３３内に塗料を充填するように局所的に塗布する方法でも良い。セル１０を保護する観点ではセル１０の上の全面を一様に覆うことが望ましく、使用物質を低減するという観点からは局所的に塗布することが望ましい。アクリル系の塗料を塗布後に１００〜１５０℃の温度で焼付処理を行ってもよく、耐久性に優れ、長期的に劣化の少ない塗膜が得られる。塗料の塗布後に１００〜１５０℃で加熱する工程や減圧処理工程等を行うと、溶剤成分を除去する速度が高まり、製造を早めることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
以上のように、本実施の形態１の薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、透光性絶縁基板１の上に透明電極２を形成する工程Ａと、透明電極２をセル間で分離する透明電極分離溝３１を形成する工程Ｂと、透明電極２の上に光電変換層４を形成する工程Ｃと、光電変換層４が除去されて底部が透明電極２に達するセル接続開口部（セル接続溝３２）を形成する工程Ｄと、光電変換層４の上に裏面電極６を形成する工程Ｅと、セル接続開口部（セル接続溝３２）内部で一方のセル１０の裏面電極６と他方のセル１０の透明電極２とを電気的に接続する工程Ｆと、裏面電極２をセル間で分離する裏面電極分離溝３３を形成する工程Ｇとを有している。本実施の形態１ではさらに、セル接続開口部（セル接続溝３２）から透明電極分離溝３１までの間に光電変換層４が除去された第１分離溝３４を形成する工程Ｈと、工程Ｈで形成された前記第１分離溝３４に白色顔料を含有する塗料を塗布して第１の白色反射材１６を形成する工程Ｉと、セル接続開口部（セル接続溝３２）から裏面電極分離溝３３までの間に光電変換層４が除去された第２分離溝（裏面電極分離溝３３）を形成する工程Ｊと、工程Ｊで形成された第２分離溝（裏面電極分離溝３３）に白色顔料を含有する塗料を塗布して第２の白色反射材１５を形成する工程Ｋとを有している。このように、工程Ｈと工程Ｊとによって接続開口部の両側に光電変換層４の分離溝を設ける。これらの分離溝は発電領域１１の光電変換層４の両端となり、この両端に工程Ｉと工程Ｋとによって第１および第２の白色反射材１６、１５を設ける。なお、各工程は不都合が生じない範囲で順序を変更したり、複数の工程を１つの工程で行ったり、１つの工程を複数の工程に分けて行ったりしてもかまわない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
工程Ｉと工程Ｋとは白色の絶縁性粒子を含有する塗料を塗布して光の白色反射材を形成するので、セル接続構造部分を背面側に通過する光を高い反射率で光電変換層に導く高効率の薄膜太陽電池を容易に製造することができる。また、光反射性の封止シートや反射成分を有する接着剤に比べて薄い塗膜で高い光反射率を実現できるので使用物質を低減できる。裏面側に封止シート等を接着する際も接着剤に光学的な反射特性や透過特性が不要であり低価格の接着剤を選択できるため、低コスト化にも有利である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図６は本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの部分斜視図である。図のＸ方向（矩形の短辺方向）には透光性絶縁基板１の上に矩形のセル１０が多数配列され、セル１０間に光電変換層４の分離溝３５がＸ方向に直交するＹ方向（矩形の長辺方向）に延在する。セル間の光電変換層４を分離するために形成される溝はこの１本のみである。分離溝３５内には白色反射材１７が形成され、この白色反射材１７内にセル接続溝３２と裏面電極分離溝３３とがある。セル接続溝３２と裏面電極分離溝３３とは光電変換層４の側面から少しずれた位置に形成される。このため、分離溝３５内には光電変換層４の一方の側面に接する部分白色反射材１７ａと、他方の側面に接する部分白色反射材１７ｃとが分かれて存在する。また、セル接続溝３２をセル１０の長手方向に連続する溝として形成した場合は、部分白色反射材１７ａ、１７ｃ間に部分白色反射材１７ｂができる。裏面電極６は金属膜などからなる第１裏面電極６ａと透明導電膜などからなる第２裏面電極６ｂとからなる。第２裏面電極６ｂは光電変換層４と第１裏面電極６ａとの間に接して挟まれる。図６では部分白色反射材１７ａ、１７ｃはその一部が第２裏面電極６ｂの上にも形成される場合を示しているが、図５で示したように溝内のみに形成されていても良い。また、裏面電極６を複数層にすることは必須ではなく単層としても良い。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
白色塗料の溝への局所的な塗布は、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷を用いた方法で行うことができる。なお、図では白色反射材１７は分離溝３５を完全に埋めたように示されているが、分離溝３４内の光電変換層４の側面と底面に付着していれば必ずしも溝を完全に埋める必要はない。また、白色反射材１７は塗布の際に分離溝３５から、図６に示したように、その近傍に部分的にはみ出していてもよい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
次に図７（ｄ）のように分離溝３５の白色反射材１７内にセル接続溝３２を形成する工程Ｄを行う。このセル接続溝３２は透明電極分離溝３１に近接する側の光電変換層４の側面からわずかに距離をあけて白色反射材１７内に形成される。セル接続溝３２は透明電極２に達する白色反射材１７の溝である。このようなセル接続溝３２を白色反射材１７に形成する方法として、レジストマスクを用いて加工する方法や、レーザスクライブ法を使用することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
レーザスクライブ法を使用する場合には、工程Ｉおよび工程Ｋで形成する白色反射材１７の成分や使用するレーザの波長を適切に選ぶことが望ましい。ポリイミド樹脂を含有する白色反射材１７として、透光性絶縁基板１の表面から波長４００〜４５０ｎｍのパルスレーザを照射するレーザスクライブで形成すると、溝の加工が容易である。このようなレーザとして、たとえば基本波１３４２ｎｍのＮｄ：ＹＶＯ４レーザの３次高調波波長４４７ｎｍのレーザが適している。ポリイミド樹脂は可視光の波長域で透明であるが、波長が４５０ｎｍ以下になると急激に吸収が増加するものが多い。そのようなポリイミド系樹脂に４５０ｎｍ以下の高エネルギーのレーザ光を照射すると、樹脂は分解して下地との接着力を失った上にアブレーションを生じて含有する顔料粒子とともに剥離する。このような加工はＮｄ：ＹＡＧの３次高調波のような波長が３５５ｎｍのパルスレーザを照射することでも可能であるが、波長が４００ｎｍより短くなると透明電極２内の吸収が増加するため、透明電極２が比較的厚い場合に使用が難しくなる。従って、白色反射材１７内に４００ｎｍ以上の波長で吸収が比較的大きい樹脂材料を含有させておいて、その樹脂材料が吸収する波長のレーザで加工を行うとよい。また、可視光領域で透過率が高く、近赤外領域に大きな吸収を有する樹脂を白色反射材１７の成分として加え、その吸収波長の近赤外レーザでレーザ加工する方法としても良い。近赤外領域に吸収の大きな樹脂として例えば芳香族系の樹脂を用いるとよい。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
以上のように、本実施の形態２の薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、工程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃによって透明電極２の上に光電変換層４を形成した後に、セル間に底面が透明電極２を露出するようにその光電変換層４に分離溝３５を１本形成する工程Ｈと工程Ｊとを同時に行う工程と、この分離溝３５の底部と溝内の光電変換層４の側面とに白色の絶縁性物質を含有する白色反射材１７を形成して工程Ｉと工程Ｋとを同時に行う工程と、この白色反射材１７にセル接続溝３２を形成する工程Ｄと、工程Ｄの後に裏面電極６を形成する工程Ｅと、セル接続溝３２を介して隣接する一方のセルの第１裏面電極６ａと他方のセルの透明電極２とを電気的に接続する工程Ｆと、分離溝３５内の白色反射材１７の一部とともにその白色反射材１７の上の裏面電極６を除去して裏面電極分離溝３３を形成してセル間の第１裏面電極６ａを分離する工程Ｇと、を有する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
これにより、隣接するセル間に形成される光電変換層４の溝が分離溝３５の１本で良いため製造が容易となる。また、セル１０の長手方向の両側に白色反射材１７を形成する工程が、一回の塗布工程で実現できるため製造が容易となる。また、分離溝３５内に接続開口部であるセル接続溝３２と裏面電極分離溝３３とを形成する際に、白色反射材１７の樹脂が吸収するレーザ光を照射して加工することで、無機材料の加工よりも低エネルギーで分解するのでエネルギー密度の小さなレーザで加工でき、加工速度も高速化できる。また、分離溝３５の形成前に光電変換層４の上に透明導電膜からなる第２裏面電極６ｂを形成しているので、光電変換層４の汚染や劣化を防止できる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
＜実施の形態３．＞
図９は本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールの部分断面図であり、実施の形態１の図２や実施の形態２の図５に相当する位置の断面図である。本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールは、実施の形態１に類似するが、透光性絶縁基板１の垂直方向で白色顔料の濃度が異なる第１の白色反射材１９を有している点で異なる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
さらに本実施の形態３の薄膜太陽電池モジュールは光電変換層４の分離溝の位置が実施の形態１や２と異なり、透明電極２と光電変換層４とを同時に分離する分離溝３６となっている。その分離溝３６内に第１の白色反射材１９が形成されている。実施の形態１の構造の透明電極分離溝３１と第１分離溝３４とが１つの分離溝３６として連通する構造である。この分離溝３６内に、第１の白色反射材１９が分離溝３６に、ほぼ平行にセル１０の長手方向に沿って形成されている。第１の白色反射材１９はセル接続溝３２より発電領域１１と接続領域１２を隔てる位置にあり、実施の形態１の第１の白色反射材１６に相当する。この第１の白色反射材１９は、実施の形態１で述べたものと基本的には同様で、白色の絶縁性物質によって構成されているが、受光面側より白色顔料の濃度が順に漸増する複数の層で構成される。つまり、本実施の形態３では、隣接するセル間の透明電極２の分離溝３６に光電変換層４の片方の側面に接する第１の白色反射材１９が白色の濃度の異なる光散乱層として形成されている。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
白色塗料の溝への局所的な塗布には、ディスペンサ、インクジェット、スクリーン印刷を用いた方法で行うことができる。濃度の異なる層を複数回塗布して重ねることで、前述のような濃度傾斜を構成することができる。図では第１の白色反射材１９は分離溝３６を完全に埋めたように示したが、すくなくとも分離溝３６の底面と透明電極２の側面と光電変換層４の側面の一部とに付着していれば必ずしも溝を完全に埋める必要はない。また、第１の白色反射材１９は塗布の際に分離溝３６から、その近傍の光電変換層４の上に部分的にはみ出していてもよい。このように第１の白色反射材１９を、溝内部のみ、または溝と溝近傍のみに局所的に塗布を行って光電変換層４の上はほとんど覆わないようにする。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
次いで、その後の工程は実施の形態１と同様に、図１０（ｄ）のようにセル接続溝３２を形成する工程Ｄの後、図１０（ｅ）のように光電変換層４の上の全面とセル接続溝３２内を被覆するように金属膜を形成して裏面電極６を形成する工程Ｅと工程Ｆとを行う。その後、図１１（ｆ）のように裏面電極６と光電変換層４とをセル間で分離する裏面電極分離溝３３を形成する工程Ｇと工程Ｊとを行う。そして、最後に図１１（ｇ）のように裏面電極分離溝３３内に第２の白色反射材１５を形成する工程Ｋを行う。図は第２の白色反射材１５を単一の白色濃度の白色反射材とした場合であるが、第２の白色反射材１５についても第１の白色反射材１９と同様に白色顔料の含有量を変えて形成してもよい。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
また、第１の白色反射材１９は顔料濃度の低い白色反射材１９ａによって、少なくとも透光性絶縁基板１のすぐ上の透明電極２の厚みより厚い部分が、光透過性とするよい。本実施の形態３では分離溝３６の底部が透光性絶縁基板１に達するので第１の白色反射材１９が光電変換層４よりも光入射側に突出するが、透明電極２の厚みまで光透過性とすると突出部が斜めから入射した場合も光電変換層４に入射する光を完全に遮らず、光の利用効率が高まる。光透過性として、白色反射材１９ａの厚みの層を通過する可視光の減衰量が１／２以下となるようにすると好ましい。本実施の形態３では白色反射材１９ａに光透過性と光散乱性とを合わせ持つように、少量の白色顔料を含有するようにしたが、光透過性がより重要である場合には白色顔料を含有せず完全に透明な層としても良い。白色反射材１９ａの厚みを透明電極２とほぼ同一として、白色反射材１９ａの代わりに白色顔料をほとんど有さない透明な樹脂層としてもよい。その場合、たとえば白色反射材１９ｂに含まれるものと同じ樹脂材料を用いると良い。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
また、セル接続溝３２の両側だけでなく、透明電極の間の溝内にも絶縁性の層ができるので、発電領域１１で発生した電流がセル接続溝３２内で光電変換層４の側面に形成される導電物質を介しての横リーク、および隣接する透明電極部分同士の横リークを抑制することによって変換効率の劣化も防止できる。
【国際調査報告】
2011108241.tif 000014
2011108241.tif 000015