(57)【要約】【課題】薄膜太陽電池モジュールの製造効率を改善する。【解決手段】複数の帯状太陽電池が直列に接続された太陽電池モジュールの製造方法であって、２つの電極層に挟まれた発電層を有する薄膜太陽電池１００を巻出ロール１１から繰り出し供給する供給工程と、供給工程により供給された薄膜太陽電池１００を搬送方向と略平行に裁断し複数の帯状太陽電池２００を形成する裁断工程と、裁断工程により形成された複数の帯状太陽電池２００を搬送方向に対し所定の角度で傾斜させ、且つ複数の帯状太陽電池２００が直列に接続するように、第１の帯状太陽電池の第１の電極層の一部と隣接する第２の帯状太陽電池の第２の電極層の一部とを重ねつつ可撓性基板上に圧着し一体成形する圧着工程と、圧着工程により可撓性基板上に圧着した複数の帯状太陽電池の接続体を巻き取りロール４０に連続的に巻き取る巻き取り工程と、を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。【選択図】図２
2011166075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の帯状太陽電池が直列に接続された太陽電池モジュールの製造方法であって、
２つの電極層に挟まれた発電層を有する薄膜太陽電池を巻出ロールから繰り出し供給する供給工程と、
前記供給工程により供給された前記薄膜太陽電池を搬送方向と略平行に裁断し複数の帯状太陽電池を形成する裁断工程と、
前記裁断工程により形成された複数の前記帯状太陽電池を搬送方向に対し所定の角度で傾斜させ、且つ複数の当該帯状太陽電池が直列に接続するように、第１の帯状太陽電池の第１の電極層の一部と隣接する第２の帯状太陽電池の第２の電極層の一部とを重ねつつ可撓性基板上に圧着し一体成形する圧着工程と、
前記圧着工程により前記可撓性基板上に圧着した複数の前記帯状太陽電池の接続体を巻き取りロールに連続的に巻き取る巻き取り工程と、
を有す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】
前記薄膜太陽電池の前記発電層は、ＩＢ族元素、ＩＩＩＢ族元素、ＶＩＢ族元素から選ばれるいずれか１種を含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記発電層は、カルコパイライト構造を有するＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系半導体を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
２つの電極層に挟まれた発電層を有する薄膜太陽電池がロール状に巻回された巻出ロールから当該薄膜太陽電池を引き出し供給する供給手段と、
前記供給手段から供給された前記薄膜太陽電池を刃物部により当該薄膜太陽電池の搬送方向と略平行に裁断し複数の帯状太陽電池を形成する裁断手段と、
前記裁断手段により裁断された複数の前記帯状太陽電池が直列に接続するように、第１の帯状太陽電池の第１の電極層の一部と隣接する第２の帯状太陽電池の第２の電極層の一部とを重ねつつ可撓性基板上に圧着する圧着手段と、
前記圧着手段により前記可撓性基板上に圧着した複数の前記帯状太陽電池の接続体を巻き取りロールに連続的に巻き取る巻き取り手段と、
を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項５】
前記圧着手段は、前記裁断手段により形成された複数の前記帯状太陽電池の各々を搬送方向に対し所定の角度で傾斜させる傾斜ガイドロール群と、粘着剤を塗布した粘着シートを供給する粘着シートロールと、複数の当該帯状太陽電池を当該粘着シートに圧着する一対の圧着ロールと、を有することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法により製造された太陽電池モジュールが巻き取りロールに巻回されたことを特徴とするロール状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、太陽電池モジュールの製造方法、太陽電池モジュールの製造装置及びロール状太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜型の太陽電池は、パターニングにより基板上に複数の太陽電池セルが分割形成され、これらを直列に接続した集積型構造を形成する製造方法が採用されている。近年、複数の帯状太陽電池が直列接続されてなる薄膜太陽電池が報告されている（特許文献１参照）。この薄膜太陽電池は、一本の幅狭の帯状太陽電池を、円柱体表面に巻いた絶縁性薄膜の上に縁部が重なるように螺旋状に巻付け、重なり部分に導電性樹脂が介在するようにした後、切開いて円柱体より離脱させることにより製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０２−２４４７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、薄膜太陽電池の従来の製造方法には、さらに改善すべき課題が挙げられる。例えば、１）幅狭な帯状太陽電池を形成した後、これを巻き取る工程が必要である。２）一本の帯状太陽電池を円柱体表面に巻き付ける工程に一定の時間を要し、生産性が低い。３）一枚の薄膜太陽電池を製造するには、一定の長さの帯状太陽電池が必要となり、コストが増大する。４）一枚の薄膜太陽電池を製造する毎に、切開いて円柱体より離脱させる工程が必要となる。５）薄膜太陽電池は所定の長さに切断されるため、後工程における生産性が向上しない、等である。
本発明の目的は、薄膜太陽電池モジュールの製造効率を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かくして、以下の［１］〜［６］に係る発明が提供される。
［１］複数の帯状太陽電池が直列に接続された太陽電池モジュールの製造方法であって、２つの電極層に挟まれた発電層を有する薄膜太陽電池を巻出ロールから繰り出し供給する供給工程と、前記供給工程により供給された前記薄膜太陽電池を搬送方向と略平行に裁断し複数の帯状太陽電池を形成する裁断工程と、前記裁断工程により形成された複数の前記帯状太陽電池を搬送方向に対し所定の角度で傾斜させ、且つ複数の当該帯状太陽電池が直列に接続するように、第１の帯状太陽電池の第１の電極層の一部と隣接する第２の帯状太陽電池の第２の電極層の一部とを重ねつつ可撓性基板上に圧着し一体成形する圧着工程と、前記圧着工程により前記可撓性基板上に圧着した複数の前記帯状太陽電池の接続体を巻き取りロールに連続的に巻き取る巻き取り工程と、を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
［２］前記薄膜太陽電池の前記発電層は、ＩＢ族元素、ＩＩＩＢ族元素、ＶＩＢ族元素から選ばれるいずれか１種を含むことを特徴とする［１］に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
［３］前記発電層は、カルコパイライト構造を有するＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系半導体を含むことを特徴とする［１］又は［２］に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【０００６】
［４］２つの電極層に挟まれた発電層を有する薄膜太陽電池がロール状に巻回された巻出ロールから当該薄膜太陽電池を引き出し供給する供給手段と、前記供給手段から供給された前記薄膜太陽電池を刃物部により当該薄膜太陽電池の搬送方向と略平行に裁断し複数の帯状太陽電池を形成する裁断手段と、前記裁断手段により裁断された複数の前記帯状太陽電池が直列に接続するように、第１の帯状太陽電池の第１の電極層の一部と隣接する第２の帯状太陽電池の第２の電極層の一部とを重ねつつ可撓性基板上に圧着する圧着手段と、前記圧着手段により一体成形された複数の前記帯状太陽電池の接続体を巻き取りロールに連続的に巻き取る巻き取り手段と、を有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
［５］前記圧着手段は、前記裁断手段により形成された複数の前記帯状太陽電池の各々を搬送方向に対し所定の角度で傾斜させる傾斜ガイドロール群と、粘着剤を塗布した粘着シートを供給する粘着シートロールと、複数の当該帯状太陽電池を当該粘着シートに圧着する一対の圧着ロールと、を有することを特徴とする［４］に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
［６］前記［１］乃至［３］のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法により製造された太陽電池モジュールが巻き取りロールに巻回されたことを特徴とするロール状太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来の製造方法と比較して、薄膜太陽電池モジュールの製造効率が改善される。
具体的には、１）薄膜太陽電池を幅狭の複数の帯状太陽電池に裁断後、幅方向の一部を重ね、これをリールに巻き取ることなく粘着シートに圧着することができる。２）１本のテープ状太陽電池を用いる製造方法と比較して、１００倍程度の速度で集積化モジュールの製造が可能となる。３）１本のテープ状太陽電池を用いる製造方法と比較して、製造の際に不要となる端材の量が減少する。４）１本のテープ状太陽電池を粘着シートが貼り付けられたロールに巻き取る製造方法と比較して、円柱体表面に巻き付けた集積化モジュールを円柱体から一旦剥がす工程が不要となり、長尺の薄膜太陽電池モジュールの製造が可能となる。５）本発明により得られる長尺の薄膜太陽電池モジュールは、巻き取りロールに巻き取ったロール形状として取り扱うことができ、例えば、強化ガラスとの貼り合わせ等の後工程における操作性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態が適用される太陽電池モジュールの製造装置の一例を説明する断面概略図である。
【図２】本実施の形態が適用される太陽電池モジュールの製造装置の一例を説明する概略斜視図である。
【図３】傾斜ガイドロール群を説明する図である。
【図４】太陽電池モジュールの構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。
【００１０】
＜太陽電池モジュールの製造装置＞
図１は、本実施の形態が適用される太陽電池モジュールの製造装置の一例を説明する断面概略図である。図１に示す太陽電池モジュールの製造装置は、ウェブ状の薄膜太陽電池１００が供給される供給部１と、供給部１から搬送された薄膜太陽電池１００を複数の幅狭の帯状太陽電池２００に裁断する裁断部２と、裁断部２で裁断された複数の帯状太陽電池２００と粘着シート３００とを圧着し一体成形する圧着部３と、圧着部３で粘着シート３００と一体成形された太陽電池モジュール４００を連続的に巻き取る巻き取り部４とから構成されている。ここで、薄膜太陽電池１００は、２つの電極層に挟まれた発電層を有している。
【００１１】
供給部１は、供給手段として、薄膜太陽電池１００がロール状に巻回された巻出ロール１１と、巻出ロール１１から薄膜太陽電池１００を引き出し搬送する搬送ロール１２とを有している。裁断部２は、薄膜太陽電池１００を複数の幅狭の帯状太陽電池２００に裁断する裁断手段として、回転刃２１と回転受刃２２とから構成されている刃物部（スリッター）２０を有している。薄膜太陽電池１００は、巻出ロール１１が矢印Ａ方向に回転し、搬送ロール１２により矢印Ｂ方向に搬送される。
【００１２】
圧着部３は、圧着手段として、刃物部２０により形成された複数の幅狭の帯状太陽電池２００の各々を搬送方向に対し所定の角度で傾斜させる傾斜ガイドロール群３０と、粘着剤を塗布した粘着シート３００を供給する粘着シートロール３１と、複数の幅狭の帯状太陽電池を粘着シート３００に圧着し一体成形する一対のロール３２１，３２２からなる圧着ロール３２と、を有している。
【００１３】
巻き取り部４は、巻き取り手段として圧着部３で粘着シート３００と一体成形された太陽電池モジュール４００を連続的に巻き取る巻き取りロール４０を有している。巻き取りロール４０は、矢印Ｃ方向に回転し太陽電池モジュール４００を連続的に巻き取る。
【００１４】
図２は、本実施の形態が適用される太陽電池モジュールの製造装置の一例を説明する概略斜視図である。
図２に示すように、巻出ロール１１から引き出した薄膜太陽電池１００を裁断する裁断部２の刃物部２０（スリッター）は、回転駆動される薄円盤状の複数の回転刃２１と受け刃としてローラ状に形成された複数の回転受刃２２とから構成されている。幅広な薄膜太陽電池１００は、上下一対の回転刃２１と回転受刃２２との間を通過する際に、複数の幅狭の帯状太陽電池２００に裁断される。回転刃２１及び回転受刃２２を構成する刃の間隔（ピッチ）は特に限定されないが、本実施の形態では、４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内で適宜選択される。
【００１５】
圧着部３の傾斜ガイドロール群３０は、複数の幅狭の帯状太陽電池２００を搬送方向に対し所定の角度で傾斜させるとともに、隣り合う帯状太陽電池２００同士の幅方向の側縁部（エッジ）の一部が重なるように間隔を狭めている。粘着シートロール３１は、可撓性基板としての可撓性シートの表面に粘着材を塗布した粘着シート３００を、粘着材が帯状太陽電池２００の第１の電極層側と対向するように供給する。圧着ロール３２は、傾斜ガイドロール群３０により幅方向の端部（エッジ）の一部が重なった複数の帯状太陽電池２００と粘着シート３００とを、一対のロール３２１，３２２の間を通過させる際に圧着している。
【００１６】
＜傾斜ガイドロール群３０＞
図３は、傾斜ガイドロール群３０を説明する図である。図３（ａ）は、傾斜ガイドロール群３０の概略図である。図３（ｂ）は、図２中の傾斜ガイドロール群３０の部分を矢印３ｂの方向から見た概略図である。
図３（ａ）に示すように、傾斜ガイドロール群３０は、共通の支軸３０４と、支軸３０４に対し所定の角度をなすように形成された複数の回転軸３０３（３０３１，・・・３０３ｉ）と、各回転軸３０３にそれぞれ取り付けられた複数の傾斜ガイドロール３０１（３０１１，・・・３０１ｉ）とから構成されている。傾斜ガイドロール３０１（３０１１，・・・３０１ｉ）に両端にはガイド３０２（３０２１，・・・３０２ｉ）が設けられている。尚、傾斜ガイドロール３０１の内部にはベアリング等が設けられても良い。
【００１７】
図３（ｂ）に示すように、刃物部２０により裁断された複数の帯状太陽電池２００（２００１，・・・２００ｉ）は、傾斜ガイドロール群３０の傾斜ガイドロール３０１により、それぞれが搬送方向に対し所定の角度で傾斜するとともに、隣接する帯状太陽電池２００同士の間隔が狭められる。そして、互いに側縁部の一部が重なる接続部２１０（２１０１，・・・２１０ｉ）が形成される。
隣接する帯状太陽電池２００の側縁部が重なる接続部２１０（２１０１，・・・２１０ｉ）は、後述するように、２つの電極層とこれらに挟まれた発電層とを有する帯状太陽電池２００において、第１の帯状太陽電池２００１の第１の電極層の一部と隣接する第２の帯状太陽電池２００２の第２の電極層の一部とが重ねられている。
【００１８】
＜太陽電池モジュール４００の製造方法＞
次に、本実施の形態が適用される太陽電池モジュールの製造装置（図１、図２及び図３参照）を用いて太陽電池モジュールを製造する方法について説明する。
まず、ロール状に巻回された巻出ロール１１から薄膜太陽電池１００を繰り出し、刃物部２０に供給する（供給工程）。ここで、本実施の形態で使用する薄膜太陽電池１００は、一般に、第１の電極層となるシート状の導電性基板上に発電層を構成する半導体層を成膜し、この半導体層上に透明電極層等を第２の電極層として成膜した広範なウェブである。ウェブ状の薄膜太陽電池１００の全幅寸法は５０ｃｍ〜１００ｃｍであり、長さは特に限定されないが、通常、１０，０００ｍ以下である。本実施の形態では、薄膜太陽電池１００は、透明電極層等の第２の電極層を表面になるように巻出ロール１１に巻回されている。第１の電極層、半導体層及び第２の電極層の具体例については後述する。
【００１９】
次に、巻出ロール１１から供給された薄膜太陽電池は、刃物部２０において、上下一対の回転刃２１と回転受刃２２との間を通過する際に、搬送方向と略平行に裁断され、複数の幅狭の帯状太陽電池２００が形成される（裁断工程）。
【００２０】
続いて、形成された複数の帯状太陽電池２００のそれぞれを、傾斜ガイドロール群３０により搬送方向に対し所定の角度で傾斜させる。傾斜ガイドロール群３０を通過した帯状太陽電池２００は、隣接する帯状太陽電池２００同士の間隔が狭められ、互いに側縁部の一部が重なる接続部２１０（２１０１，・・・２１０ｉ）が形成される。次いで、側縁部の一部が重なった複数の帯状太陽電池２００と粘着シートロール３１から供給された粘着シート３００とを圧着ロール３２により圧着することにより一体成形し、太陽電池モジュール４００を形成する（圧着工程）。太陽電池モジュール４００は、複数の帯状太陽電池２００が直列に接続された接続体として形成される。
【００２１】
最後に、粘着シート３００と一体成形された太陽電池モジュール４００は、巻き取りロールに連続的に巻き取られる（巻き取り工程）。
【００２２】
＜太陽電池モジュール４００の構造＞
図４は、太陽電池モジュール４００の構造を説明する図である。図４（ａ）は、図２における４ａ−４ａ断面であり、太陽電池モジュール４００の構造を説明する概略断面図である。図４（ｂ）は、巻き取りロール４０に巻回されたロール状太陽電池モジュール５００の図である。
図４（ａ）に示す太陽電池モジュール４００は、前述した粘着シートロール３１（図１参照）から供給された粘着シート３００を構成する可撓性フィルム３１０と、可撓性フィルム３１０表面に塗布された粘着材層３２０と、粘着材層３２０により可撓性フィルム３１０に圧着された複数の帯状太陽電池２００とから構成されている。
【００２３】
複数の帯状太陽電池２００は、各々、粘着材層３２０側の第１の電極層としての裏面電極層２１１と、裏面電極層２１１上に成膜された発電層としての半導体層２１２と、表面側に形成された第２の電極層としての透明電極層２１３とから構成されている。図４（ａ）に示すように、複数の帯状太陽電池２００は、裏面電極層２１１の一部と隣接する帯状太陽電池２００の透明電極層２１３の一部とが重なって接続部２１０（２１０１，・・・２１０ｉ）を形成している。これにより、幅狭な複数の帯状太陽電池２００は接続部２１０を介して直列に接続し、幅広の太陽電池モジュール４００が形成される。
【００２４】
ここで、粘着シート３００を構成する可撓性基板としての可撓性フィルム３１０の材料は、本実施の形態では、耐侯性、耐湿性に優れた可塑性フィルムが望ましく、特に限定されない。具体的には、例えば、基材であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にフッ素系樹脂材料がコーティングされている一般的な太陽電池用バックシート、複数のフィルムを積層したラミネート型フィルム等が挙げられる。ここで、ラミネート型フィルムに使用するフィルムとしては、例えば、ＰＥＴフィルム、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）フィルム、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）フィルム、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）フィルム等が挙げられる。
【００２５】
粘着シート３００を構成する粘着材層３２０の材料としては、例えば、シリコーン系、ＥＶＡ系、フッ素系等の粘接着剤が挙げられる。本実施の形態では、粘着シート３００は、予め粘着ロールシートとして製品化されたものを使用し、圧着ロール３２により帯状太陽電池２００と粘着シート３００とを圧着し、これらを一体成形している。
また、製品化された粘着ロールシート以外のものを使用する場合は、例えば、所定のバックシート等の表面に圧着ロール３２の直前で粘接着材を塗布し、これらと帯状太陽電池２００とを圧着ロール３２で圧着することもできる。この方法は、粘着材層３２０と可撓性フィルム３１０及び帯状太陽電池２００の裏面電極層２１１との密着性を向上させるため、粘接着材の粘度を減少させる必要がある場合に有効である。
【００２６】
本実施の形態では、帯状太陽電池２００の片側（すなわち、裏面電極層２１１側）にのみ粘着シート３００を圧着しているが、透明なフロントシートを、太陽電池モジュール４００の表面側（すなわち、透明電極層２１３側）に圧着することも可能である。この場合、フロントシートとしては、耐侯性、耐湿性に優れた可塑性フィルムを用いることが重要である。さらに、フロントシートとして太陽電池モジュール４００の表面に配置するため、透明性、耐衝撃性、防汚性が重要になる。フロントシートの具体例としては、例えば、これらの性能に優れた複数のフィルムを積層したラミネート型フィルム等が挙げられる。ここで、積層された複数のフィルムとしては、例えば、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）フィルム、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）フィルム等が挙げられる。また、防湿性向上のため、ＳｉＯ２あるいはガラス薄膜等の無機材料薄膜をラミネートフィルム内に真空製膜しておいても良い。
【００２７】
太陽電池モジュール４００を構成する１本の帯状太陽電池２００の幅Ｗは特に限定されないが、本実施の形態では、４ｍｍ〜３０ｍｍの範囲である。幅Ｗが過度に広いと、帯状太陽電池２００の数を減らすことができるが、直列抵抗成分が増加する傾向がある。
隣接する帯状太陽電池２００同士の接続部２１０の幅ｗは特に限定されないが、本実施の形態では、０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲である。幅ｗが適度に広いほうが、接続部２１０におけるインターコネクト抵抗が低減し、また、帯状太陽電池２００同士をオーバーラップさせる際に精度が要求されない。しかし、接続部２１０の部分は発電には寄与しないため、単位発電量当りの材料費が上昇する傾向がある。また、太陽電池モジュール４００全体の重量も上昇してしまうため、軽量化のためには、接続部２１０の幅ｗをできるだけ狭くしたほうが良い。
【００２８】
帯状太陽電池２００１上の透明電極層２１３に存在する電子は、隣接する帯状太陽電池２００２の裏面電極２１１と接することにより、隣接した帯状太陽電池２００２に伝送される。ここで、通常、透明電極層２１３の電気抵抗は、裏面電極層２１１の電気抵抗と比較して数桁高いため、隣接した帯状太陽電池２００２に電子が伝送される前に、透明電極層２１３内で損失してしまう問題がある。この問題を解決するためには、例えば、特許文献１にも記載されているように、あらかじめ、帯状太陽電池２００に集電用の電極を製膜すれば良い。
【００２９】
次に、図４（ｂ）に示すように、本実施の形態において製造された太陽電池モジュール４００は、巻き取りロール４０に巻回されたロール状太陽電池モジュール５００として得られる。これにより、複数の幅狭な帯状太陽電池２００が直列に接続することにより集積化した太陽電池モジュール４００をロールとして取り扱うことができる。ロール状太陽電池モジュール５００の幅Ｍは特に限定されないが、本実施の形態では、１０ｃｍ〜１００ｃｍの範囲である。巻き取りロール４０に巻回された太陽電池モジュール４００の長さは特に限定されないが、本実施の形態では、１００ｍ〜１０，０００ｍの範囲である。
【００３０】
本発明が適用される太陽電池モジュールの製造方法は、一般に薄膜太陽電池として分類される太陽電池を用いる場合に適用することができる。このような薄膜太陽電池としては、例えば、水素化アモルファスシリコンを用いる薄膜シリコン型太陽電池、アモルファスと単結晶シリコンを組み合わせたＨＩＴ太陽電池、増感色素を担持した半導体層を有する色素増感太陽電池、化合物半導体を用いる化合物太陽電池等が挙げられる。
これらの中でも、化合物太陽電池としては、ＧａＡｓ系太陽電池、ＣＩＳ系（カルコパイライト系）太陽電池、Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４（ＣＺＴＳ）太陽電池、ＣｄＴｅ−ＣｄＳ系太陽電池等が挙げられる。
【００３１】
特に、ＣＩＳ系（カルコパイライト系）太陽電池は、光吸収層の材料として、シリコンの代わりに、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｅ、Ｓ等から成るカルコパイライト系と呼ばれるＩＢ−ＩＩＩＢ−ＶＩＢ族化合物を用いる。代表的なものとしては、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）２、ＣｕＩｎＳ２等が挙げられ、それぞれＣＩＧＳ、ＣＩＧＳＳ、ＣＩＳと略称される。
ＣＩＳ系（カルコパイライト系）太陽電池は、製造法や材料の組み合わせが豊富であり、また多結晶であるため、大面積化や量産化に好適であり、フレキシブルな製品が得られやすい。以下、太陽電池モジュール４００として、薄膜太陽電池の一つであるＣＩＳ系（カルコパイライト系）太陽電池を用いた場合の薄膜太陽電池１００及び薄膜太陽電池１００（図１参照）を裁断して得られた幅狭の帯状太陽電池２００の構成要素について説明する。
【００３２】
＜帯状太陽電池２００の構成要素＞
第１の電極層としての裏面電極層２１１を構成する材料としては、金属が好ましく、例えば、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、ＣｕおよびＰｔから選択された少なくとも１つの金属またはこれらの合金が挙げられる。裏面電極層２１１は、本実施の形態では、厚さ０．３μｍ程度の金属薄膜である。裏面電極層２１１は、例えば、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法（化学気相成長法：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等によって所定の基板上に成膜された後、後述するようにパターニングにより分割形成される。
【００３３】
発電層としての半導体層２１２は、例えば、周期表ＩＢ族、ＩＩＩＢ族、ＶＩＢ族の元素を含むカルコパイライト型化合物半導体が挙げられる。本実施の形態では、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）及びセレン（Ｓｅ）を含むカルコパイライト構造を有するＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系半導体材料により構成されることが好ましい。半導体層２１２の厚さは、本実施の形態では、０．３μｍ〜５μｍの範囲内である。
【００３４】
第２の電極層としての透明電極層２１３を構成する金属材料は特に限定されず、例えば、Ｉｎ２Ｏ３にＳｎをドーパントとして添加したＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の酸化インジウム系金属材料；ドーパントを添加したＳｎＯ２等の酸化スズ系金属材料；ＺｎＯにＡｌをドーパントとして添加したＡＺＯ、ＺｎＯにＧａをドーパントとして添加したＧＺＯ、ＺｎＯにＩｎをドーパントとして添加したＩＺＯ等の酸化亜鉛系金属材料等が挙げられる。本実施の形態では、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯから選択された少なくとも１つを含む金属材料を用い、スパッタリングまたは蒸着法により成膜することが好ましい。透明電極層２１３の厚さは、本実施の形態では、約０．６μｍである。
【００３５】
尚、本実施の形態では、半導体層２１２と透明電極層２１３との間に誘電体層としてのバッファー層を設けることもできる。この場合、バッファー層を構成する材料は特に限定されないが、本実施の形態では、ＩｎＳ３、ＺｎＳ等の硫化物を用いることが好ましい。半導体層２１２と透明電極層２１３の間にバッファー層を設けることにより、半導体層２１２と透明電極層２１３との界面で発生する欠陥を抑制することができる。
【００３６】
裏面電極層２１１は、通常、例えば、金属フィルム等からなる基板上にスパッタリングにより連続的に成膜し、続いて、裏面電極層２１１上に半導体層２１２を成膜した後、次に、半導体層２１２上に透明電極層２１３を成膜して調製する。
本実施の形態では、半導体層２１２は、複数のｐ型半導体形成用前駆体層とｎ型半導体形成用前駆体層とを積層させて成膜することが好ましい。即ち、本実施の形態では、化合物半導体としてＣｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系半導体材料を採用し、裏面電極層２１１側にｐ型半導体を形成しやすいＣｕとＳｅとの混合物からなるｐ型半導体形成用前駆体層を成膜し、次に、透明電極層２１３側にｎ型半導体を形成しやすいＩｎとＳｅとの混合物からなるｎ型半導体形成用前駆体層を成膜することが好ましい。ｐ型半導体形成用前駆体層とｎ型半導体形成用前駆体層とは、加熱処理工程において相互に溶融拡散することにより、良好な結晶性を有する半導体からなる半導体層２１２が生成し、ｐｎ接合を形成させることができる。
【００３７】
尚、以上の説明は、本発明の実施の形態を説明するための一例に過ぎず、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。
本発明は複数の元素から構成される半導体層と、これを挟む２つの電極層を備える光発電素子や、このような構造を有する光発電素子の製造方法に応用することができる。例えば、Ｃｄ−Ｔｅ系に代表されるＩＩＩ−Ｖ族半導体、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｓｅ系に代表されるＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族半導体、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｓｎ−Ｓ系化合物に代表されるＩ−ＩＩ−ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＩ−ＩＶ−Ｖ族半導体、Ｓｉ−Ｇｅ系等の２種類以上の元素からなるＩＶ族半導体に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１…供給部、２…裁断部、３…圧着部、４…巻き取り部、１１…巻出ロール、１２…搬送ロール、２０…刃物部（スリッター）、２１…回転刃、２２…回転受刃、３０…傾斜ガイドロール群、３１…粘着シートロール、３２…圧着ロール、４０…巻き取りロール、１００…薄膜太陽電池、２００…帯状太陽電池、２１０…接続部、２１１…裏面電極層、２１２…半導体層、２１３…透明電極層、３００…粘着シート、３０１…傾斜ガイドロール、４００…太陽電池モジュール、５００…ロール状太陽電池モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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