(57)【要約】  この太陽電池モジュールは、基板（１１）と、前記基板（１１）上に順に積層された第一電極層（１３），発電層（１４），及び第二電極層（１５）を有する積層体（１２）によって構成され、２つのセル端部（３０）を有する発電領域（Ａ）と、スクライブ線（２０）によって前記発電領域（Ａ）を区画することによって形成され、電気的に直列に接続された複数の太陽電池セル（２１）と、前記スクライブ線（２０）に交差する方向に延在し、少なくとも前記発電層（１４）及び前記第二電極層（１５）が除去された複数の溝（２２）と、前記セル端部（３０）から前記発電領域（Ａ）の中央に向けて延在し、前記スクライブ線（２０）と平行な方向における前記発電領域（Ａ）の長さの１／４である幅を有する第一エリア（Ａ１）と、前記第一エリア（Ａ１）の間であって前記発電領域（Ａ）の中央に位置する第二エリア（Ａ２）とを含み、前記複数の溝（２２）は、前記第一エリア（Ａ１）に形成されて前記２つのセル端部（３０）に隣接する２本の第１溝（２２ａ）を含み、  前記セル端部（３０）と前記第１溝（２２ａ）との間隔は、前記２本の第１溝（２２ａ）の間隔より小さい。
2011030729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールであって、
基板と、
前記基板上に順に積層された第一電極層，発電層，及び第二電極層を有する積層体によって構成され、２つのセル端部を有する発電領域と、
スクライブ線によって前記発電領域を区画することによって形成され、電気的に直列に接続された複数の太陽電池セルと、
前記スクライブ線に交差する方向に延在し、少なくとも前記発電層及び前記第二電極層が除去された複数の溝と、
前記セル端部から前記発電領域の中央に向けて延在し、前記スクライブ線と平行な方向における前記発電領域の長さの１／４である幅を有する第一エリアと、
前記第一エリアの間であって前記発電領域の中央に位置する第二エリアと、
を含み、
前記複数の溝は、前記第一エリアに形成されて前記２つのセル端部に隣接する２本の第１溝を含み、
前記セル端部と前記第１溝との間隔は、前記２本の第１溝の間隔より小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記複数の溝は、前記第一エリアに形成されて前記２本の第１溝の間に形成された２本の第２溝を含み、
前記セル端部と前記第１溝との間隔もしくは前記第１溝と前記第２溝との間隔は、前記２本の第２溝の間隔より小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記複数の溝は、前記第二エリアに形成された第３溝を含み、
前記セル端部と前記第１溝との間隔もしくは前記第１溝と前記第２溝との間隔は、前記第２溝と前記第３溝との間隔より小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池モジュールであって、
前記複数の溝は、前記第二エリアに形成されて前記第３溝に隣接する第４溝を含み、
前記セル端部と前記第１溝との間隔もしくは前記第１溝と前記第２溝との間隔は、前記第３溝と前記第４溝との間隔より小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記複数の溝は、前記第二エリアに形成された第３溝を含み、
前記セル端部と前記第１溝との間隔は、前記第１溝と前記第３溝との間隔より小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の太陽電池モジュールであって、
前記複数の溝は、前記第二エリアに形成されて第３溝に隣接する第４溝を含み、
前記セル端部と前記第１溝との間隔は、前記第３溝と前記第４溝との間隔より小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記複数の溝は、前記第一エリアに形成された第２溝と、前記第二エリアに形成された第３溝及び第４溝を含み、
前記第１溝と前記第２溝との間隔もしくは前記セル端部と前記第１溝との間隔は、前記第３溝と前記第４溝との間隔の７０％以下である
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の太陽電池モジュールであって、
前記第１溝と前記第２溝との間隔もしくは前記セル端部と前記第１溝との間隔は、前記第３溝と前記第４溝との間隔の５０％以下である
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項９】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記複数の溝は、前記第１溝と前記セル端部との距離よりも大きい距離で前記セル端部から離れて形成された第５溝と、前記第５溝に隣接する第６溝とを含み、
前記第一エリアに形成された複数の溝のうち、前記第１溝は前記セル端部に最も近い位置に形成され、
前記第１溝と前記セル端部との間隔は、前記第５溝と前記第６溝との間隔よりも小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１０】
請求項１に記載の太陽電池モジュールであって、
前記複数の溝は、前記第一電極層，前記発電層，及び前記第二電極層を除去することによって形成されている
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１１】
太陽電池モジュールであって、
基板と、
前記基板上に順に積層された第一電極層，発電層，及び第二電極層を有する積層体によって構成され、セル端部を有する発電領域と、
スクライブ線によって前記発電領域を区画することによって形成され、電気的に直列に接続された複数の太陽電池セルと、
前記スクライブ線に交差する方向に延在し、少なくとも前記発電層及び前記第二電極層が除去された複数の溝と、
を含み、
前記複数の溝は、前記複数の溝の中で最も前記セル端部に近い２つの端部溝を含み、
前記２つの端部溝と前記セル端部との間隔は、前記２つの端部溝の間隔より小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１２】
太陽電池モジュールであって、
基板と、
前記基板上に順に積層された第一電極層，発電層，及び第二電極層を有する積層体によって構成され、セル端部を有する発電領域と、
スクライブ線によって前記発電領域を区画することによって形成され、電気的に直列に接続された複数の太陽電池セルと、
前記スクライブ線に交差する方向に延在し、少なくとも前記発電層及び前記第二電極層が除去された複数の溝と、
を含み、
前記複数の溝は、前記複数の溝の中で最も前記セル端部に近い端部溝と、前記端部溝よりも前記基板の中央に近い位置に形成された内側溝とを含み、
前記端部溝と前記セル端部との間隔は、前記端部溝と前記内側溝との間隔，及び複数の前記内側溝の間隔のいずれか一つより小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記端部溝と前記セル端部との間隔は、前記複数の溝の間隔の中で最も小さい
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１４】
請求項１１又は請求項１２に記載の太陽電池モジュールであって、
前記複数の溝は、前記第一電極層，前記発電層，及び前記第二電極層を除去することによって形成されている
ことを特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の端部におけるホットスポット現象、及びホットスポット現象に起因する基板の割れを防止できる太陽電池モジュールに関する。
本願は、２００９年９月８日に出願された特願２００９−２０７１６８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーの効率的な利用の観点から、近年、太陽電池はますます広く一般に利用されつつある。特に、シリコン単結晶を利用した太陽電池は単位面積当たりのエネルギー変換効率に優れている。しかし、一方でシリコン単結晶を利用した太陽電池は、シリコン単結晶インゴットをスライスしたシリコンウエハを用いるため、インゴットの製造に大量のエネルギーが費やされ、製造コストが高い。特に、屋外などに設置される大面積の太陽電池を実現する場合、シリコン単結晶を利用して太陽電池を製造すると、現状では相当にコストが掛かる。そこで、より安価に製造可能なアモルファス（非晶質）シリコン薄膜を利用した太陽電池が、ローコストな太陽電池として普及している。【０００３】
アモルファスシリコン太陽電池は、光を受けると電子とホールを発生するアモルファスシリコン膜（ｉ型）が、ｐ型およびｎ型のシリコン膜によって挟まれたｐｉｎ接合と呼ばれる層構造の半導体膜を用いている。この半導体膜の両面には、それぞれ電極が形成されている。太陽光によって発生した電子とホールは、ｐ型・ｎ型半導体の電位差によって活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで両面の電極に電位差が生じる。【０００４】
こうしたアモルファスシリコン太陽電池の具体的な構成としては、例えば、ガラス基板にＴＣＯ（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明電極を下部電極として成膜し、この上にアモルファスシリコンからなる半導体膜と、上部電極となるＡｇ薄膜などが形成された構成が採用される。
このような上下電極と半導体膜からなる光電変換体を備えたアモルファスシリコン太陽電池においては、基板上に広い面積で均一に各層を成膜しただけでは電位差が小さく、抵抗値が大きくなる問題がある。そのため、例えば、光電変換体を所定のサイズごとに電気的に区画した太陽電池セルを形成し、互いに隣接する太陽電池セルどうしを電気的に接続することにより、アモルファスシリコン太陽電池が構成されている。
具体的には、基板上に広い面積で均一に形成した光電変換体にレーザー光などを用いてスクライブ線（スクライブライン）と称される溝を形成し、多数の短冊状の太陽電池セルを得て、この太陽電池セルどうしを電気的に直列に接続した構造が採用される。【０００５】
ところで、複数の太陽電池セルが直列に接続されている薄膜系シリコン太陽電池においては、光の入射面にゴミが載ったり入射面が影で覆われたりすることに起因して、複数の太陽電池セルのうち一部の出力が低下すると、薄膜系シリコン太陽電池モジュール全体の出力が著しく低下する。
更に出力が低下した太陽電池セルは、複数の太陽電池セルからなる直列回路における抵抗になり、その太陽電池セルの両端には逆方向に電圧（バイアス電圧）が印加され、局所的に加熱する現象（ホットスポット現象）が起きる。
特に、基板の端部でホットスポット現象が起きると、基板が割れやすいという問題がある。【０００６】
従来、出力の低下とホットスポット現象を回避するために、薄膜シリコン太陽電池モジュール毎にバイパスダイオードを設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、スクライブ線に平行なスクライブ線を部分的に設ける技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、このような従来の技術においては、製造工程の数が増加し、複数のバイパスダイオードを接続するためにコスト上昇につながる等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０６８６９６号公報
【特許文献２】特開２００２−０７６４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来の課題を解決するためになされたものであって、複雑な構造が必要であり、基板の端部におけるホットスポット現象、及びホットスポット現象に起因する基板の割れを防止することができ、信頼性に優れた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１態様の太陽電池モジュールは、基板と、前記基板上に順に積層された第一電極層，発電層，及び第二電極層を有する積層体によって構成され、２つのセル端部を有する発電領域と、スクライブ線によって前記発電領域を区画することによって形成され、電気的に直列に接続された複数の太陽電池セルと、前記スクライブ線に交差する方向に延在し、少なくとも前記発電層及び前記第二電極層が除去された複数の溝と、前記セル端部から前記発電領域の中央に向けて延在し、前記スクライブ線と平行な方向における前記発電領域の長さの１／４である幅を有する第一エリアと、前記第一エリアの間であって前記発電領域の中央に位置する第二エリアとを含む。この構成において、前記複数の溝は、前記第一エリアに形成されて前記２つのセル端部に隣接する２本の第１溝を含み、前記セル端部と前記第１溝との間隔は、前記２本の第１溝の間隔より小さい。【００１０】
本発明の第１態様の太陽電池モジュールにおいては、前記複数の溝は、前記第一エリアに形成されて前記２本の第１溝の間に形成された２本の第２溝を含み、前記セル端部と前記第１溝との間隔もしくは前記第１溝と前記第２溝との間隔は、前記２本の第２溝の間隔より小さいことが好ましい。【００１１】
本発明の第１態様の太陽電池モジュールにおいては、前記複数の溝は、前記第二エリアに形成された第３溝を含み、前記セル端部と前記第１溝との間隔もしくは前記第１溝と前記第２溝との間隔は、前記第２溝と前記第３溝との間隔より小さいことが好ましい。【００１２】
本発明の第１態様の太陽電池モジュールにおいては、前記複数の溝は、前記第二エリアに形成されて前記第３溝に隣接する第４溝を含み、前記セル端部と前記第１溝との間隔もしくは前記第１溝と前記第２溝との間隔は、前記第３溝と前記第４溝との間隔より小さいことが好ましい。【００１３】
本発明の第１態様の太陽電池モジュールにおいては、前記複数の溝は、前記第二エリアに形成された第３溝を含み、前記セル端部と前記第１溝との間隔は、前記第１溝と前記第３溝との間隔より小さいことが好ましい。【００１４】
本発明の第１態様の太陽電池モジュールにおいては、前記複数の溝は、前記第二エリアに形成されて第３溝に隣接する第４溝を含み、前記セル端部と前記第１溝との間隔は、前記第３溝と前記第４溝との間隔より小さいが好ましい。【００１５】
本発明の第１態様の太陽電池モジュールにおいては、前記複数の溝は、前記第一エリアに形成された第２溝と、前記第二エリアに形成された第３溝及び第４溝を含み、前記第１溝と前記第２溝との間隔もしくは前記セル端部と前記第１溝との間隔は、前記第３溝と前記第４溝との間隔の７０％以下であることが好ましい。【００１６】
本発明の第１態様の太陽電池モジュールにおいては、前記第１溝と前記第２溝との間隔もしくは前記セル端部と前記第１溝との間隔は、前記第３溝と前記第４溝との間隔の５０％以下であることが好ましい。【００１７】
本発明の第１態様の太陽電池モジュールにおいては、前記複数の溝は、前記第１溝と前記セル端部との距離よりも大きい距離で前記セル端部から離れて形成された第５溝と、前記第５溝に隣接する第６溝とを含み、前記第一エリアに形成された複数の溝のうち、前記第１溝は前記セル端部に最も近い位置に形成され、前記第１溝と前記セル端部との間隔は、前記第５溝と前記第６溝との間隔よりも小さいことが好ましい。【００１８】
本発明の第１態様の太陽電池モジュールにおいては、前記複数の溝は、前記第一電極層，前記発電層，及び前記第二電極層を除去することによって形成されていることが好ましい。【００１９】
本発明の第２態様の太陽電池モジュールは、基板と、前記基板上に順に積層された第一電極層，発電層，及び第二電極層を有する積層体によって構成され、セル端部を有する発電領域と、スクライブ線によって前記発電領域を区画することによって形成され、電気的に直列に接続された複数の太陽電池セルと、前記スクライブ線に交差する方向に延在し、少なくとも前記発電層及び前記第二電極層が除去された複数の溝とを含む。この構成において、前記複数の溝は、前記複数の溝の中で最も前記セル端部に近い２つの端部溝を含み、前記２つの端部溝と前記セル端部との間隔は、前記２つの端部溝の間隔より小さい。【００２０】
本発明の第２態様の太陽電池モジュールは、基板と、前記基板上に順に積層された第一電極層，発電層，及び第二電極層を有する積層体によって構成され、セル端部を有する発電領域と、スクライブ線によって前記発電領域を区画することによって形成され、電気的に直列に接続された複数の太陽電池セルと、前記スクライブ線に交差する方向に延在し、少なくとも前記発電層及び前記第二電極層が除去された複数の溝とを含む。この構成において、前記複数の溝は、前記複数の溝の中で最も前記セル端部に近い端部溝と、前記端部溝よりも前記基板の中央に近い位置に形成された内側溝とを含み、前記端部溝と前記セル端部との間隔は、前記端部溝と前記内側溝との間隔，及び複数の前記内側溝の間隔のいずれか一つより小さい。【００２１】
本発明の第２態様又は第３態様の太陽電池モジュールにおいては、前記端部溝と前記セル端部との間隔は、前記複数の溝の間隔の中で最も小さいことが好ましい。【００２２】
本発明の第２態様又は第３態様の太陽電池モジュールにおいては、前記複数の溝は、前記第一電極層，前記発電層，及び前記第二電極層を除去することによって形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１態様の太陽電池モジュールにおいては、少なくとも発電層と第二電極層が除去された複数の溝が形成されており、溝の底面には第一電極層が形成され、第一電極層は溝の両側に位置する領域に設けられている。このため、第一電極層は溝の両側に位置する一方の領域と他方の領域とを電気的に接続する。第二電極層が溝で分離されているので、一つの太陽電池セル内の第一電極層と第二電極層との間に抵抗が低い部分（以下、低抵抗部とも呼ぶ）が存在する場合であっても、その太陽電池セルに流れる全電流が低抵抗部に集中することがなく、ホットスポットが発生することを抑制することができる。
更に、前記セル端部と前記第１溝との間隔もしくは前記第１溝と前記第２溝との間隔が、上記溝の間隔よりも小さいので、低抵抗部が存在する場合であっても、太陽電池セルの一部に集中的に流れる電流の量が更に小さくなり、基板の端部におけるホットスポット現象の発生は著しく抑制することが可能となる。これにより、ホットスポット現象に起因する基板の割れを防止することができる。
その結果、本発明では、複雑な構造を必要とせず信頼性に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。【００２４】
また、本発明の第２態様の太陽電池モジュールにおいては、前記複数の溝は、前記複数の溝の中で最も前記セル端部に近い２つの端部溝を含み、前記２つの端部溝と前記セル端部との間隔は、前記２つの端部溝の間隔より小さい。このため、第１態様の太陽電池モジュールと同様の効果が得られる。【００２５】
また、本発明の第３態様の太陽電池モジュールにおいては、複数の溝は、複数の溝の中で最もセル端部に近い端部溝と、端部溝よりも基板の中央に近い位置に形成された内側溝とを含み、端部溝とセル端部との間隔は、端部溝と内側溝との間隔，及び複数の内側溝の間隔のいずれか一つより小さい。このため、第１態様の太陽電池モジュールと同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態の太陽電池モジュールを示す平面図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態の太陽電池モジュールであって、図１に示す太陽電池モジュールの要部を示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態の太陽電池モジュールであって、図２Ａの符号Ｚで示された部分を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の太陽電池モジュールにおいて、構造欠陥が存在している積層体を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の太陽電池モジュールの変形例を示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の太陽電池モジュールを示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の太陽電池モジュールを示す平面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の太陽電池モジュールを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る太陽電池モジュールの最良の形態について、図面に基づき説明する。
また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
本発明の技術範囲は、以下に述べる実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００２８】
（太陽電池モジュールの第１実施形態）
図１は、本発明の第１施形態であるアモルファスシリコン型の太陽電池モジュール１０Ａを示す平面図である。図２Ａは図１の太陽電池モジュール１０Ａの層構成を示す断面図であり、図１中、Ｘ１−Ｘ２線における断面図である。図２Ｂは、図２Ａの符号Ｚで示された部分を示す拡大断面図である。
第１実施形態の太陽電池モジュール１０Ａは、基板１１と、基板１１上に形成された発電領域Ａを有する。発電領域Ａは、積層体１２によって構成されており、スクライブ線２０によって複数の太陽電池セル２１，２１（区画素子）に分割されている。
積層体１２は、基板１１の第一面１１ａ上に順に積層された第一電極層１３，発電層１４，及び第二電極層１５を含む。また、発電層１４及び第二電極層１５は、スクライブ線２０によって除去されており、即ち、スクライブ線２０によって複数に区画された太陽電池セル２１，２１が形成されている。また、互いに隣接する太陽電池セル２１，２１は、図１の符号Ｃに示す方向において直列に電気的に接続されている。上記のように形成された複数の太陽電池セル２１によって、太陽電池モジュール１０Ａは構成されている。
【００２９】
また、太陽電池モジュール１０Ａの発電領域Ａにおいては、太陽電池セル２１，２１…の両側に形成されたスクライブ線２０と交差する方向（符号Ｃで示された方向に平行な方向）に延在する複数の溝２２，２２…が形成されている。複数の溝２２，２２においては、少なくとも発電層１４及び第二電極層１６が除去されている。
発電領域Ａは、符号Ｃで示された方向に平行なセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）を有する。換言すると、このセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）は、発電領域Ａの両辺であり、スクライブ線２０と直交する方向に延在している。
太陽電池モジュール１０Ａの発電領域Ａは、図１に示すように、第一エリアＡ１及び第二エリアＡ２を有する。第一エリアＡ１は、スクライブ線２０が延在する方向に平行な方向において、セル端部３０（３０ａ，３０ｂ）の各々から発電領域Ａの中央に向けて延びる領域であって、発電領域Ａの長さに対して１／４の幅を有する。また、第二エリアＡ２は、２つの第一エリアＡ１の間に形成された領域である。即ち、第二エリアＡ２は、発電領域Ａの長さに対して２／４の幅を有する。
【００３０】
複数の溝２２，２２は、第一エリアＡ１に形成された第１溝２２ａ，第１溝２２ａの隣に位置する（隣接する）第２溝２２ｂ，第二エリアＡ２に形成された第３溝２２ｃ，及び第３溝２２ｃの隣に位置する（隣接する）第４溝２２ｄを含む。また、第１実施形態において、２つのセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）の隣に位置する（隣接する）溝は第１溝２２ａである。即ち、発電領域Ａにおいては、２本の第１溝２２ａが形成されている。また、２本の第１溝２２ａの間には、２本の第２溝２２ｂが形成されている。
【００３１】
また、セル端部３０ａと、セル端部３０ａに近い第１溝２２ａとの間隔は、２本の第１溝２２ａの間隔より小さい。同様に、セル端部３０ｂと、セル端部３０ｂに近い第１溝２２ａとの間隔は、２本の第１溝２２ａの間隔より小さい。
【００３２】
また、セル端部３０ａと、セル端部３０ａに近い第１溝２２ａとの間隔は、２本の第２溝２２ｂの間隔より小さい。同様に、セル端部３０ｂと、セル端部３０ｂに近い第１溝２２ａとの間隔は、２本の第２溝２２ｂの間隔より小さい。また、第１溝２２ａと第２溝２２ｂとの間隔は、２本の第２溝２２ｂの間隔より小さい。
【００３３】
また、セル端部３０ａと、セル端部３０ａに近い第１溝２２ａとの間隔は、第２溝２２ｂと第３溝２２ｃとの間隔より小さい。同様に、セル端部３０ｂと、セル端部３０ｂに近い第１溝２２ａとの間隔は、第２溝２２ｂと第３溝２２ｃとの間隔より小さい。また、第１溝２２ａと第２溝２２ｂとの間隔は、第２溝２２ｂと第３溝２２ｃとの間隔より小さい。
【００３４】
また、セル端部３０ａと、セル端部３０ａに近い第１溝２２ａとの間隔は、第３溝２２ｃと第４溝２２ｄとの間隔より小さい。同様に、セル端部３０ｂと、セル端部３０ｂに近い第１溝２２ａとの間隔は、第３溝２２ｃと第４溝２２ｄとの間隔より小さい。また、第１溝２２ａと第２溝２２ｂとの間隔は、第３溝２２ｃと第４溝２２ｄとの間隔より小さい。
【００３５】
また、セル端部３０ａと、セル端部３０ａに近い第１溝２２ａとの間隔は、第１溝２２ａと第３溝２２ｃとの間隔より小さい。同様に、セル端部３０ｂと、セル端部３０ｂに近い第１溝２２ａとの間隔は、第１溝２２ａと第３溝２２ｃとの間隔より小さい。
【００３６】
また、セル端部３０ａと、セル端部３０ａに近い第１溝２２ａとの間隔は、第３溝２２ｃと第４溝２２ｄとの間隔より小さい。同様に、セル端部３０ｂと、セル端部３０ｂに近い第１溝２２ａとの間隔は、第３溝２２ｃと第４溝２２ｄとの間隔より小さい。
【００３７】
第１実施形態においては、図１に示すように、第一エリアＡ１に２つの溝（２２ａ，２２ｂ）が形成されているが、本発明はこの構造に限定されず、第一エリアＡ１に３つ以上の溝が形成されていてもよい。この場合、第一エリアＡ１に形成された複数の溝のうち任意に選択された溝（第１溝）と、選択された溝に隣接する溝（第２溝）との間隔が、第二エリアＡ２に形成された第３溝２２ｃと、第３溝２２ｃの隣に位置する第４溝２２ｄとの間隔より小さい。
また、第１実施形態においては、第二エリアＡ２に第３溝２２ｃ及び第４溝２２ｄが形成されているが、第３溝２２ｃは、第二エリアＡ２に形成された複数の溝のうち任意に選択された溝であって、第４溝２２ｄは、選択された溝に隣接する溝である。
【００３８】
このような構成を有する第一エリアＡ１及び第二エリアＡ２においては、図２Ａに示すように、溝２２（第１溝，第２溝，第３溝，第４溝）は、発電層１４及び第二電極層１５のみを除去することによって形成された溝である。溝２２の底面には第一電極層１３が配置されており、第一電極層１３は溝２２内の空間に露出している。この第一電極層１３は、溝２２の両側に位置する領域に形成されている。換言すると、第一電極層１３は、発電層１４の下に位置するとともに、溝２２によって隔たれた第１セル領域４１及び第２セル領域４２において、第１セル領域４１から第２セル領域４２に向けて延びるように設けられている。つまり、第一電極層１３は、溝２２の両側に位置する領域４１，４２を電気的に接続している。
また、第１セル領域及び第２セル領域とは、溝２２によって分割された２つの領域を意味する。例えば、図２Ａにおいて、符号４２が第１セル領域である場合には、符号４３が第２セル領域に相当する。
【００３９】
このような構成においては、第二電極層１５が溝２２によって分離されている。このため、例えば、一つの太陽電池セル２１内の第一電極層１３と第二電極層１５との間に、低抵抗部（抵抗が低い部分）が存在する場合であっても、一つの太陽電池セルを流れる全電流が低抵抗部に集中することがなく、電流集中に起因してホットスポットが発生することを抑制することができる。
また、太陽電池セル２１内において、溝２２によって分割されている第１セル領域及び第２セル領域において、第１セル領域に形成されている第一電極層１３と第２セル領域に形成されている第一電極層１３とが電気的に接続されている。このため、例えば、太陽電池セル２１の入射面が部分的に影で覆われた場合、即ち、太陽電池セル２１内の互いに隣接する溝２２，２２の間の領域において第一電極層１３と第二電極層１５との間が絶縁された場合であっても、光電変換によって発生した電流を第１セル領域から溝２２に隣接する第２セル領域に流すことができる。具体的に、複数の太陽電池セル２１が直列に電気的に接続されている構造において、電流方向における上流又は下流に位置する太陽電池セル２１（第１セル領域）において発生した電流を、溝２２を介して第１セル領域に隣接する第２セル領域に導くことができる。
更に、基板の端部領域（第一エリアＡ１）における互いに隣接する溝２２，２２の間隔、若しくはセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）とセル端部３０に隣接する溝２２との間隔が、中央領域（第二エリアＡ２）における互いに隣接する溝２２，２２の間隔よりも小さい。換言すると、第一エリアＡ１におけるセル領域（第１セル領域及び第２セル領域）の幅は、第二エリアＡ２におけるセル領域（第１セル領域及び第２セル領域）の幅よりも小さい。また、第一エリアＡ１においては、セル端部３０に隣接するセル領域２３と、セル領域２３と第二エリアＡ２との間に形成されたセル領域２４とが形成されており、セル領域２３の幅は、セル領域２４の幅より小さい。また、第二エリアＡ２においては、セル領域２３の幅よりも大きい幅を有するセル領域２５が形成されている。
このため、低抵抗部が太陽電池セル２１に存在する場合であっても、太陽電池セル２１の一部に集中的に流れる電流の量が更に小さくなり、基板のセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）に近い位置におけるホットスポット現象の発生を著しく抑制することが可能となる。
従って、上記構成を備えた太陽電池モジュール１０Ａは、ホットスポット現象に起因する基板の割れを防止することができる。
その結果、本発明では、複雑な構造を必要とせず信頼性に優れた太陽電池モジュールを提供することができる。
【００４０】
上記構成においては第１溝２２ａと第２溝２２ｂとの間隔もしくはセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）と第１溝２２ａとの間隔は、第３溝２２ｃと第４溝２２ｄとの間隔の７０％以下であることが好ましい。
この条件を満たすことにより、太陽電池セル２１の一部に集中的に流れる電流の量が更に小さくなるので、前述したホットスポット現象に起因する基板の割れ防止という効果を向上させることができる。
また、第１溝２２ａと第２溝２２ｂとの間隔もしくはセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）と第１溝２２ａとの間隔は、第３溝２２ｃと第４溝２２ｄとの間隔の５０％以下であることが好ましい。この場合、前述したホットスポット現象に起因する基板の割れ防止という効果を更に高めることができる。
但し、溝２２の数を増やすことは、発電面積の低下又は製造工程の数の増加を招く。このため、溝２２の数を増やし、全ての溝２２，２２の間隔を狭くすることは好ましくない。
【００４１】
上記構成において、複数の溝２２，２２…は、第１溝２２ａとセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）との距離（セル領域２３の幅）よりも大きい距離でセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）から離れて形成された第５溝２２ｇと、第５溝２２ｇに隣接する第４溝２２ｄ（第６溝）とを含む。この構成において、第一エリアＡ１に形成された複数の溝のうち第１溝２２ａはセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）に最も近い位置に形成され、第１溝２２ａとセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）との間隔は、第５溝２２ｇと第４溝２２ｄとの間隔よりも小さい。
この条件を満たすことにより、前述したホットスポット現象に起因する基板の割れ防止という効果を更に向上させることができる。
なお、第１実施形態においては、第４溝２２ｄと第６溝とが一致しているが、第二エリアＡ２に形成される溝の本数が図１に示された溝の本数より多い場合には、第４溝２２ｄと第６溝とが一致しない場合がある。
【００４２】
基板１１は、例えば、ガラス又は透明樹脂等、太陽光の透過性に優れ、かつ、耐久性を有する絶縁材料によって構成されている。
この太陽電池モジュール１０Ａにおいては、基板１１の第一面１１ａとは反対側に位置する第二面１１ｂに太陽光Ｓが入射する。
【００４３】
第一電極層１３（下部電極）は、透明な導電材料、例えば、ＴＣＯ、ＩＴＯなどの光透過性の金属酸化物から形成されている。
【００４４】
発電層１４（半導体層）は、例えば、図２Ｂに示すように、ｐ型アモルファスシリコン膜１４ｐとｎ型アモルファスシリコン膜１４ｎとの間にｉ型アモルファスシリコン膜１４ｉが挟まれたｐｉｎ接合構造を構成する。
そして、この発電層１４に太陽光が入射すると、電子及びホールが生じ、ｐ型アモルファスシリコン膜１４ｐとｎ型アモルファスシリコン膜１４ｎとの電位差によって電子及びホールは活発に移動し、これが連続的に繰り返されることで第一電極層（下部電極）１３と第二電極層（上部電極）１５との間に電位差が生じる（光電変換）。
【００４５】
また、本発明においては、発電層１４と、この発電層１４上に配置される第二電極層１５との間にバッファ層（不図示）が配置された構成が採用されてもよい。発電層１４と第二電極層１５との間にバッファ層（不図示）を配置することにより、シリコンが発電層１４から第二電極層１５に拡散することを抑制することができ、シリコンが反応することを抑制することができる。このようなバッファ層（不図示）は、例えばＺｎＯ等によって構成されている。
【００４６】
第二電極層（上部電極）１５は、例えば、Ａｇ（銀）又はＡｌ（アルミニウム）など導電性の光反射膜によって構成されている。この第二電極層１５は、例えばスパッタ法などにより形成することができる。
【００４７】
このような積層体１２によって構成された発電領域Ａにおいては、発電層１４及び第二電極層１５は、スクライブ線２０（スクライブライン）によって部分的に除去されている。これによって、発電領域Ａは、例えば、短冊状の外形を有する多数の太陽電池セル２１，２１…に分割されている。
この太陽電池セル２１，２１…は、互いに電気的に区画されている。互いに隣接する太陽電池セル２１は、電気的に直列に接続されている。
これにより、積層体１２によって構成された発電領域Ａにおいては、太陽電池セル２１，２１…が全て電気的に直列に接続されており、高い電位差の電流を取り出すことができる。
スクライブ線２０は、例えば、基板１１の第一面１１ａに均一に積層体１２を形成した後、レーザー光線などによって発電層１４及び第二電極層１６に所定の間隔で溝を形成することにより形成される。
太陽電池セル２１，２１…が全て電気的に直列に配列され、スクライブ線２０が形成されている構造の例を図３に示す。
なお、図３は、図１に示したＹ１−Ｙ２線に相当する位置の断面図である。
【００４８】
図３に示すように、太陽電池セル２１，２１…においては、例えば、発電層１４にコンタミネーションが混入することによって発生した構造欠陥Ｂ１、又は発電層１４に微細なピンホールが生じることによって発生した構造欠陥Ｂ２などの不具合が発生する場合がある。
こうした構造欠陥Ｂ１，Ｂ２は、第一電極層１３と第二電極層１６との間を局所的に短絡（リーク）させ、発電効率が低下する。
【００４９】
また、スクライブ線２０の形成工程においても、図３に示すように、レーザーが照射される位置が目標の位置からずれてしまうなどに起因して、第二電極層１５を構成する金属が溶融し、溶融した金属がスクライブ線２０の溝内に流下することによって発生した構造欠陥Ｂ３などの不具合が発生する場合がある。
こうした構造欠陥Ｂ３は、第一電極層１３と第二電極層１５との間を局所的に短絡（リーク）させ、発電効率を低下させる。
【００５０】
更に、影などによって第二面１１ｂが覆われることに起因して出力が低下した太陽電池セル２１は、複数の太陽電池セル２１によって構成されている直列回路における抵抗となる。このため、太陽電池セル２１の両端には逆方向に電圧（バイアス電圧）が印加され、上述した欠陥等、抵抗が低い箇所に電圧が集中し、局所的に加熱する現象（ホットスポット現象）が起きる。
特に、従来の太陽電池セルにおいては、幅が狭い太陽電池セル２１が配置されている基板１１の端部に近い領域にてホットスポット現象が起きると、基板１１が割れてしまうという問題があった。
【００５１】
これに対し、第１実施形態の太陽電池モジュール１０Ａにおいては、太陽電池セル２１，２１…のスクライブ線２０と交差する方向に、少なくとも発電層１４及び第二電極層１６が除去された複数の溝２２，２２…が形成されている。更に、太陽電池モジュール１０Ａの発電領域Ａは、上述したように、第一エリアＡ１及び第二エリアＡ２を有する。また、第一エリアＡ１において任意に選択された溝２２と、選択された溝に隣接する溝２２との間隔、及びセル端部３０とセル端部３０に隣接する溝２２との間隔の少なくとも一つが、第二エリアＡ２に形成された任意に選択された溝２２と、選択された溝２２に隣接する溝２２との間隔より小さい。
【００５２】
第１実施形態の太陽電池モジュール１０Ａは、上記構成を備えているので、基板１１の端部領域において電流が集中して流れるという不具合は低減され、ホットスポット現象の発生を抑制することができる。
これにより、ホットスポット現象に起因する基板１１の割れを防止することが可能となる。従って、本発明によれば、複雑な構造を必要とせず信頼性に優れた太陽電池モジュールが得られる。
【００５３】
（太陽電池モジュールの第１実施形態の変形例）
上述した第１実施形態においては、図１に示すように、基板１１のセル端部３０に隣接するセル領域２３（太陽電池セル２１の幅狭領域）が配置されている構造について説明したが、本発明は、この構造に限定されない。例えば、図４に示すように、セル領域２４の幅がセル領域２３の幅より小さくてもよい。即ち、第一エリアＡ１内において、太陽電池セル２１の幅狭領域がセル端部３０から離れている構造が採用されてもよい。
【００５４】
また、第二電極層（上部電極）１５の上に、保護層（不図示）を形成してもよい。このような保護層（不図示）としては、例えばＴｉ等が挙げられる。
【００５５】
（太陽電池モジュールの製造方法）
次に、上述したような構成を有する太陽電池モジュール１０Ａを製造する方法について説明する。
まず、第一電極層１３として透明導電膜が成膜された絶縁性透明基板１１を準備する。次に、図３に示すように、第一電極層１３を分離する第一電極分離溝を形成する。次に、第一電極層１３上に、発電層１４のｐ型アモルファスシリコン膜１４ｐ，ｉ型アモルファスシリコン膜１４ｉ，及びｎ型アモルファスシリコン膜１４ｎの各々をプラズマＣＶＤ反応室内で形成する。
【００５６】
ｐ型アモルファスシリコン膜１４ｐは、個別の反応室においてプラズマＣＶＤ法を用いて形成される。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｐ層を形成する条件として、例えば、基板１１の温度が１８０〜２００℃に設定され、電源周波数が１３．５６ＭＨｚに設定され、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａに設定され、反応ガス流量としてモノシラン（ＳｉＨ４）が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が１８０ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４）が５００ｓｃｃｍに設定された条件が用いられる。
【００５７】
また、ｉ型アモルファスシリコン膜１４ｉは、個別の反応室においてプラズマＣＶＤ法を用いて形成される。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｉ層を形成する条件として、例えば、基板１１の温度が１８０〜２００℃に設定され、電源周波数が１３．５６ＭＨｚに設定され、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａに設定され、反応ガス流量としてモノシラン（ＳｉＨ４）が１２００ｓｃｃｍに設定された条件が用いられる。
【００５８】
更に、ｎ型アモルファスシリコン膜１４ｎは、個別の反応室においてプラズマＣＶＤ法を用いて形成される。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｎ層を形成する条件として、例えば、基板１１の温度が１８０〜２００℃に設定され、電源周波数が１３．５６ＭＨｚに設定され、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａに設定され、反応ガスの流量として水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍに設定された条件が用いられる。
【００５９】
次に、図３に示すように、発電層１４に向けて、例えばレーザー光線などを照射して、発電層分離溝を形成する。
次に、発電層１４上に、第二電極層１５を形成する。第二電極層１５の材料は発電層分離溝に充填され、第一電極層１３は、第二電極層１５に接続される。
第二電極層１５は、例えば、インライン型のスパッタ装置を用いて形成（成膜）される。その後、発電層１４及び第二電極層１５に向けて、例えば、レーザー光線などを照射し、スクライブ線２０を形成する。
これにより、短冊状の多数の太陽電池セル２１、２１…が形成される。
この太陽電池セル２１、２１…は互いに電気的に区画されており、互いに隣接する太陽電池セル２１は、例えば、電気的に直列に接続されている。
更に、図１に示すように、ライブ線２０と垂直な方向に、発電層１４及び第二電極層１５に向けて、例えば、レーザー光線などを照射して溝２２を形成する。これによって、図２Ａに示すように、セル領域４１，４２，４３（第１セル領域及び第２セル領域）が形成される。
その結果、個々の太陽電池セル２１においては、発電層１４及び第二電極層１５が形成されておらず、第一電極層１３が露出している溝部によって、電気的に接続された複数のセル領域に分割される。
これにより、図１，図２Ａ，及び図２Ｂに示すような太陽電池モジュール１０Ａが得られる。
【００６０】
上記した製造方法によれば、基板１１の端部領域において電流が集中して流れるという不具合が低減され、ホットスポット現象の発生を抑制することができる構成を備えた太陽電池モジュール１０Ａを容易にかつ安定して製造することができる。
従って、上記した製造方法は、ホットスポット現象に起因する基板１１の割れを防止することが可能な太陽電池モジュールの製造に寄与する。
【００６１】
また、上述した第１実施形態においては、発電層１４及び第二電極層１６を除去することによって複数の溝２２，２２が形成されている。本発明は、このような溝の構造を限定しておらず、複数の溝２２，２２は、第一電極層１３，発電層１４，及び第二電極層１６を除去することによって形成されてもよい。この場合、第一電極層１３を分離する第一電極分離溝が複数の溝２２，２２のパターンに沿って形成される。
【００６２】
（太陽電池モジュールの第２実施形態）
図５は、本発明の第２施形態であるアモルファスシリコン型の太陽電池モジュール１０Ｃを示す平面図である。
図５において、第１実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
太陽電池モジュール１０Ｃの発電領域Ａにおいては、太陽電池セル２１，２１…の両側に形成されたスクライブ線２０と交差する方向Ｃに延在する複数の端部溝２２ｅ，２２ｅ（２２）が形成されている。端部溝２２ｅ，２２ｅにおいては、少なくとも発電層１４及び第二電極層１６が除去されている。端部溝２２ｅとセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）との間には、複数の端部アレイ５０が方向Ｃに沿って配列されている。複数の端部アレイ５０の各々は、太陽電池セル２１の一部を構成している。また、セル端部３０ａに近い端部アレイ５０とセル端部３０ｂに近い端部アレイ５０との間には、基板１１の中央に位置するように複数の内側アレイ５１が方向Ｃに沿って配列されている。複数の内側アレイ５１の各々は、太陽電池セル２１の一部を構成している。
また、スクライブ線２０が延在する方向に平行な方向における端部アレイ５０の幅は、内側アレイ５１の幅よりも小さい。換言すると、端部溝２２ｅとセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）との間隔は、２つの端部溝２２ｅ，２２ｅの間隔よりも小さい。また、端部溝２２ｅとセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）との間隔は、複数の溝２２の間隔の中で最も小さい。
このような第２実施形態においても、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６３】
（太陽電池モジュールの第３実施形態）
図６は、本発明の第３施形態であるアモルファスシリコン型の太陽電池モジュール１０Ｄを示す平面図である。
図６において、第１実施形態及び第２実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
太陽電池モジュール１０Ｄの発電領域Ａにおいては、セル端部３０ａに近い端部アレイ５０とセル端部３０ｂに近い端部アレイ５０との間には、基板１１の中央に位置するように複数の内側アレイ５１ａ，５１ｂが方向Ｃに沿って配列されている。複数の内側アレイ５１ａ，５１ｂの各々は、太陽電池セル２１の一部を構成している。
また、内側アレイ５１ａと内側アレイ５１ｂとの間には内側溝２２ｆ（２２）が形成されており、内側溝２２ｆは、一つの内側アレイ５１を２つの内側アレイ５１ａ，５１ｂに分割している。即ち、太陽電池モジュール１０Ｄにおいては、１本の内側溝２２ｆが形成されている。
また、スクライブ線２０が延在する方向に平行な方向における端部アレイ５０の幅は、内側アレイ５１ａ，５１ｂの幅よりも小さい。換言すると、端部溝２２ｅとセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）との間隔は、端部溝２２ｅと内側溝２２ｆとの間隔よりも小さい。また、端部溝２２ｅとセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）との間隔は、複数の溝２２の間隔の中で最も小さい。
このような第３実施形態においても、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６４】
（太陽電池モジュールの第４実施形態）
図７は、本発明の第４施形態であるアモルファスシリコン型の太陽電池モジュール１０Ｅを示す平面図である。
図７において、第１実施形態，第２実施形態，及び第３実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
太陽電池モジュール１０Ｅの発電領域Ａにおいては、セル端部３０ａに近い端部アレイ５０とセル端部３０ｂに近い端部アレイ５０との間には、基板１１の中央に位置するように複数の内側アレイ５１ｃ，５１ｄが方向Ｃに沿って配列されている。複数の内側アレイ５１ｃ，５１ｄの各々は、太陽電池セル２１の一部を構成している。
また、セル端部３０ａに近い内側アレイ５１ｄと内側アレイ５１ｃとの間には内側溝２２ｆ（２２）が形成されており、また、セル端部３０ｂに近い内側アレイ５１ｄと内側アレイ５１ｃとの間には内側溝２２ｆ（２２）が形成されている。内側溝２２ｆは、一つの内側アレイ５１を３つの内側アレイ５１ｃ，５１ｄに分割している。即ち、太陽電池モジュール１０Ｅにおいては、２本の内側溝２２ｆが形成されている。
また、スクライブ線２０が延在する方向に平行な方向における端部アレイ５０の幅は、内側アレイ５１ｃの幅よりも小さい。換言すると、端部溝２２ｅとセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）との間隔は、２本の内側溝２２ｆの間隔よりも小さい。また、端部溝２２ｅとセル端部３０（３０ａ，３０ｂ）との間隔は、複数の溝２２の間隔の中で最も小さい。
このような第４実施形態においても、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
以上、本発明の太陽電池モジュールの実施形態について説明してきたが、本発明は上述した例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
上述した第２実施形態，第３実施形態，及び第４実施形態においては、発電層１４及び第二電極層１６を除去することによって複数の溝２２，２２が形成されている。本発明は、このような溝の構造を限定しておらず、複数の溝２２，２２は、第一電極層１３，発電層１４，及び第二電極層１６を除去することによって形成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、太陽電池モジュールに広く適用可能である。
即ち、上記実施形態においては、太陽電池セルがシリコン系薄膜からなる太陽電池モジュールに本発明が適用された例について詳述したが、本発明は、シリコン系薄膜からなる太陽電池セルを限定せず、例えば、化合物系薄膜，有機薄膜，或は結晶シリコンからなる太陽電池セルに本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  太陽電池モジュール、１１  基板、１２  積層体、１３  第一電極層、１４  発電層、１５  第二電極層、２０  スクライブ線、２１  太陽電池セル、２２  溝、２２ａ  第１溝、２２ｂ  第２溝、２２ｃ  第３溝、２２ｄ  第４溝、  Ａ１  第一エリア、Ａ２  第二エリア。
【図１】
2011030729.tif 000003
【図２Ａ】
2011030729.tif 000004
【図２Ｂ】
2011030729.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011030729.tif 000009
【図７】
2011030729.tif 000010
【国際調査報告】
2011030729.tif 000011
2011030729.tif 000012
2011030729.tif 000013
2011030729.tif 000014