(57)【要約】【課題】本発明の目的は、透明電極層の有効面積を広げて薄膜太陽電池の出力を増加させるとともに、第２の貫通孔における絶縁性を確保して薄膜太陽電池を製造する際の不良率を低下させることが可能な薄膜太陽電池及びその製造方法を提供することにある。【解決手段】本発明の薄膜太陽電池１では、第２の貫通孔８の内部には、絶縁性樹脂１１が配置され、絶縁性樹脂１１には、絶縁性基板２の一方の面２ａ側から光電変換層４と透明電極層５とが積層されるとともに、絶縁性基板２の他方の面２ｂ側から第２の背面電極６が積層され、透明電極層５と第２の背面電極層６とが、第２の貫通孔８において絶縁性樹脂１１により電気的に絶縁されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板の一方の面には、裏面電極層と光電変換層と透明電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の他方の面には、第１の背面電極層と第２の背面電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成することにより前記絶縁性基板が複数のユニットセルに分割され、前記透明電極層と前記第２の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第１の貫通孔を介して電気的に接続され、前記裏面電極層と前記第１の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第２の貫通孔を介して電気的に接続され、隣接するユニットセルが直列接続されている薄膜太陽電池において、
前記第２の貫通孔の内部には、絶縁性樹脂が配置され、前記絶縁性樹脂には、前記絶縁性基板の前記一方の面側から前記光電変換層と前記透明電極層とが積層されるとともに、前記絶縁性基板の前記他方の面側から前記第２の背面電極層が積層され、前記透明電極層と前記第２の背面電極層とが、前記第２の貫通孔において前記絶縁性樹脂により電気的に絶縁されていることを特徴とする薄膜太陽電池。
【請求項２】
前記絶縁性樹脂が、ポリアミドイミド又はポリイミドペーストであることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池。
【請求項３】
前記絶縁性樹脂が、紫外線硬化型のアクリル樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池。
【請求項４】
前記絶縁性基板が、フィルム材料から形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池。
【請求項５】
前記フィルム材料が、ポリイミド又はポリアミドイミド又はポリエチレンナフタレートの耐熱性フィルムであることを特徴とする請求項４に記載の薄膜太陽電池。
【請求項６】
前記光電変換層が、アモルファス半導体或いは微結晶を含むアモルファス半導体、色素増感形太陽電池、有機太陽電池のなかのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池。
【請求項７】
絶縁性基板に第２の貫通孔を形成するステップと、
前記絶縁性基板の一方の面に裏面電極層を形成するとともに、前記絶縁性基板の他方の面に第１の背面電極層を形成するステップと、
前記裏面電極層及び前記第１の背面電極層を形成した後に、前記絶縁性基板に第１の貫通孔を形成するステップと、
前記第２の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置するステップと、
前記第２の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置した後に、前記絶縁性基板の一方の面側から光電変換層と透明電極層とを当該順で積層するとともに、前記絶縁性基板の他方の面側から第２の背面電極層を積層するステップと、
前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成して、前記絶縁性基板を複数のユニットセルに分割するステップと
を含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記第２の貫通孔の内部に前記絶縁性樹脂を配置した後で且つ前記前記絶縁性基板の一方の面側から前記光電変換層を積層する前に、前記絶縁性基板の両面側を、前記光電変換層を積層する際の温度以上の温度で加熱することを特徴とする請求項７に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記絶縁性樹脂が、ポリアミドイミド又はポリイミドペーストであることを特徴とする請求項７又は８に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁性樹脂が、紫外線硬化型のアクリル樹脂であることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記絶縁性基板が、フィルム材料から形成されていることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記フィルム材料が、ポリイミド又はポリアミドイミド又はポリエチレンナフタレートの耐熱性フィルムであることを特徴とする請求項１１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記第２の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置するステップは、前記フィルム材料をロールに巻きつけた状態で前記第２の貫通孔に前記絶縁性樹脂を流し込み、その後、前記絶縁性樹脂を加熱又は紫外線硬化によって硬化するステップであることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁性樹脂を加熱又は紫外線硬化によって硬化する際に、前記フィルム材料における前記第１及び第２の背面電極層が形成された面に沿って前記絶縁性樹脂の面を平坦化することを特徴とする請求項１３に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム基板上に金属電極層と光電変換層と透明電極層とを積層してなる薄膜太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の薄膜太陽電池の平面図である。また、図９は、図８のＡ−Ａ線断面図であり、図１０は、図８のＢ−Ｂ線断面図である。
図９及び図１０に示すように、従来の薄膜太陽電池２１は、絶縁性基板２２を備えている。絶縁性基板２２の両面２２ａ，２２ｂには、金属電極層２３が形成されている。ここで、絶縁性基板２２の一方の面２２ａ上の金属電極層２３は、裏面電極層２３ａとして機能し、絶縁性基板２２の他方の面２２ｂ上の金属電極層２３は、第１の背面電極層２３ｂとして機能する。
【０００３】
また、図９及び図１０に示すように、裏面電極層２３ａには、光電変換層２４と透明電極層２５とが当該順で積層されている。一方、第１の背面電極層２３ｂには、第２の背面電極層２６が積層されている。
また、図９及び図１０に示すように、絶縁性基板２２には、絶縁性基板２２を貫通する第１の貫通孔２７が設けられ、透明電極層２４と第２の背面電極層２６とが、第１の貫通孔２７を介して電気的に接続されている。また、図９及び図１１に示すように、絶縁性基板２２には、絶縁性基板２２を貫通する第２の貫通孔２８が設けられ、裏面電極層２３ａと第１の背面電極層２３ｂとが、第２の貫通孔２８を介して電気的に接続されている。
【０００４】
図８に示すように、絶縁性基板２２の一方の面２２ａに積層された層は、第１のパターニングライン２９で分割され、絶縁性基板２２の他方の面２２ｂに積層された層は、第２のパターニングライン３０で分割されている。これにより、絶縁性基板２２上の積層された層が、複数のユニットセルに分割される。
ここで、第１のパターニングライン２９及び第２パターニングライン３０は、絶縁性基板２２において互い違いに配置されている。絶縁性基板２２の両面２２ａ，２２ｂの電極層の分離位置を互いにずらし、且つ絶縁性基板２２の両面２２ａ，２２ｂの電極層を第２の貫通孔２８で接続することにより、隣接するユニットセルが直列で接続される構造となっている。
【０００５】
一方、特許文献１には、従来の薄膜太陽電池の別の例が開示されている。特許文献１の薄膜太陽電池において、電気絶縁性樹脂からなるフィルム基板の一方の面には、第１電極層と、光電変換層と、第２電極層とが積層され、フィルム基板の反対側（裏面）には、第３電極層と、第４電極層とが積層されている。
【０００６】
また、特許文献２には、従来の薄膜太陽電池の更に別の例が開示されている。特許文献２の薄膜太陽電池においては、接続孔が、導電性の材料からなる印刷電極で塞がれている（特に、段落００３５及び図２７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２９８２０３号公報
【特許文献２】特開平６−３４２９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の図８ないし図１０の構成では、以下のような問題が生じる。
従来の構成では、第２の貫通孔２８において透明電極層２５と第２の背面電極層２６とが接触しないように、透明電極層２６を形成する際には、第２の貫通孔２８の近傍にマスク処理を行っていた。したがって、図１０（ｂ）に示すように、第２の貫通孔２８の近傍には、透明電極層２５が形成されないので、従来の構成では、透明電極層２５の有効面積が制限されていた。第２の貫通孔２８は、第１及び第２の背面電極層２３ｂ，２６の電気抵抗を考慮して一定間隔をあけて配置されるので、絶縁性基板２２上において透明電極層２５が形成できない領域が一定の間隔で設けられることになる。したがって、透明電極層２５の有効面積が小さくなり、これに比例して薄膜太陽電池２１の出力も低下してしまうという問題があった。
【０００９】
また、第２の貫通孔２８の近傍をマスク処理するので、絶縁性基板２２上の透明電極層２５などとマスクとが接触することにより絶縁性基板２２上の透明電極層２５などが損傷する可能性があった。このように絶縁性基板２２上にある層が損傷すると、リーク電流などが増加することになり、薄膜太陽電池２１を製造する際の不良率が増加してしまうという問題もあった。
【００１０】
また、特許文献２に開示された技術では、接続孔を導電性のある材料で塞いでいるので、接続孔における絶縁性が十分でなく、リーク電流が増加してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、透明電極層の有効面積を広げて薄膜太陽電池の出力を増加させるとともに、第２の貫通孔における絶縁性を確保して薄膜太陽電池を製造する際の不良率を低下させることが可能な薄膜太陽電池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】
【００１２】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、絶縁性基板の一方の面には、裏面電極層と光電変換層と透明電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の他方の面には、第１の背面電極層と第２の背面電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成することにより前記絶縁性基板が複数のユニットセルに分割され、前記透明電極層と前記第２の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第１の貫通孔を介して電気的に接続され、前記裏面電極層と前記第１の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第２の貫通孔を介して電気的に接続され、隣接するユニットセルが直列接続されている薄膜太陽電池において、前記第２の貫通孔の内部には、絶縁性樹脂が配置され、前記絶縁性樹脂には、前記絶縁性基板の前記一方の面側から前記光電変換層と前記透明電極層とが積層されるとともに、前記絶縁性基板の前記他方の面側から前記第２の背面電極層が積層され、前記透明電極層と前記第２の背面電極層とが、前記第２の貫通孔において前記絶縁性樹脂により電気的に絶縁されている。
【００１３】
また、本発明の薄膜太陽電池によれば、前記絶縁性樹脂が、ポリアミドイミド又はポリイミドペーストである。
【００１４】
また、本発明の薄膜太陽電池によれば、前記絶縁性樹脂が、紫外線硬化型のアクリル樹脂である。
【００１５】
また、本発明の薄膜太陽電池によれば、前記絶縁性基板が、フィルム材料から形成されている。
【００１６】
また、本発明の薄膜太陽電池によれば、前記フィルム材料が、ポリイミド又はポリアミドイミド又はポリエチレンナフタレートの耐熱性フィルムである。
【００１７】
また、本発明の薄膜太陽電池によれば、前記光電変換層が、アモルファス半導体或いは微結晶を含むアモルファス半導体、色素増感形太陽電池、有機太陽電池のなかのいずれかである。
【００１８】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、絶縁性基板に第２の貫通孔を形成するステップと、前記絶縁性基板の一方の面に裏面電極層を形成するとともに、前記絶縁性基板の他方の面に第１の背面電極層を形成するステップと、前記裏面電極層及び前記第１の背面電極層を形成した後に、前記絶縁性基板に第１の貫通孔を形成するステップと、前記第２の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置するステップと、前記第２の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置した後に、前記絶縁性基板の一方の面側から光電変換層と透明電極層とを当該順で積層するとともに、前記絶縁性基板の他方の面側から第２の背面電極層を積層するステップと、前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成して、前記絶縁性基板を複数のユニットセルに分割するステップとを含む。
【００１９】
また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記第２の貫通孔の内部に前記絶縁性樹脂を配置した後で且つ前記前記絶縁性基板の一方の面側から前記光電変換層を積層する前に、前記絶縁性基板の両面側を、前記光電変換層を積層する際の温度以上の温度で加熱する。
【００２０】
また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記絶縁性樹脂が、ポリアミドイミド又はポリイミドペーストである。
【００２１】
また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記絶縁性樹脂が、紫外線硬化型のアクリル樹脂である。
【００２２】
また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記絶縁性基板が、フィルム材料から形成されている。
【００２３】
また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記フィルム材料が、ポリイミド又はポリアミドイミド又はポリエチレンナフタレートの耐熱性フィルムである。
【００２４】
また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記第２の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置するステップは、前記フィルム材料をロールに巻きつけた状態で前記第２の貫通孔に前記絶縁性樹脂を流し込み、その後、前記絶縁性樹脂を加熱又は紫外線硬化によって硬化するステップである。
【００２５】
また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記絶縁性樹脂を加熱又は紫外線硬化によって硬化する際に、前記フィルム材料における前記第１及び第２の背面電極層が形成された面に沿って前記絶縁性樹脂の面を平坦化する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る薄膜太陽電池によれば、絶縁性基板の一方の面には、裏面電極層と光電変換層と透明電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の他方の面には、第１の背面電極層と第２の背面電極層とが当該順で積層され、前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成することにより前記絶縁性基板が複数のユニットセルに分割され、前記透明電極層と前記第２の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第１の貫通孔を介して電気的に接続され、前記裏面電極層と前記第１の背面電極層とが、前記絶縁性基板を貫通する第２の貫通孔を介して電気的に接続され、隣接するユニットセルが直列接続されている薄膜太陽電池において、前記第２の貫通孔の内部には、絶縁性樹脂が配置され、前記絶縁性樹脂には、前記絶縁性基板の前記一方の面側から前記光電変換層と前記透明電極層とが積層されるとともに、前記絶縁性基板の前記他方の面側から前記第２の背面電極層が積層され、前記透明電極層と前記第２の背面電極層とが、前記第２の貫通孔において前記絶縁性樹脂により電気的に絶縁されているので、第２の貫通孔の絶縁性樹脂上にも透明電極層が積層されることになり、透明電極層の有効面積を広げて薄膜太陽電池の出力を増加させることができる。しかも、第２の貫通孔において透明電極層と第２の背面電極層との間に絶縁性樹脂が配置されるので、第２の貫通孔における絶縁性も確保することができる。
【００２７】
また、本発明に係る薄膜太陽電池によれば、前記絶縁性樹脂が、ポリアミドイミド又はポリイミドペーストであるので、絶縁性樹脂を第２の貫通孔に配置する際、絶縁性樹脂を溶剤によって溶融し、その後、乾燥させて硬化させることができ、短時間で絶縁性樹脂の配置を行うことができる。
【００２８】
また、本発明に係る薄膜太陽電池によれば、前記絶縁性樹脂が、紫外線硬化型のアクリル樹脂であるので、絶縁性樹脂を第２の貫通孔に配置する際、絶縁性樹脂を流入した後で紫外線を用いて硬化させればよく、短時間で絶縁性樹脂の配置を行うことができる。
【００２９】
また、本発明の薄膜太陽電池によれば、前記絶縁性基板が、フィルム材料から形成されているので、搬送用のロールで絶縁性基板を搬送する方式（例えば、ロールツーロール（Roll to Roll）方式）で製造することができ、効率的に薄膜太陽電池の製造を行うことができる。
【００３０】
また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法によれば、絶縁性基板に第２の貫通孔を形成するステップと、前記絶縁性基板の一方の面に裏面電極層を形成するとともに、前記絶縁性基板の他方の面に第１の背面電極層を形成するステップと、前記裏面電極層及び前記第１の背面電極層を形成した後に、前記絶縁性基板に第１の貫通孔を形成するステップと、前記第２の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置するステップと、前記第２の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置した後に、前記絶縁性基板の一方の面側から光電変換層と透明電極層とを当該順で積層するとともに、前記絶縁性基板の他方の面側から第２の背面電極層を積層するステップと、前記絶縁性基板の両面に積層した層に対して互い違いにパターニングラインを形成して、前記絶縁性基板を複数のユニットセルに分割するステップとを含むので、従来のように第２の貫通孔の近傍にマスク処理を行う必要がなくなり、薄膜太陽電池の製造時の歩留まりが向上する。加えて、第２の貫通孔の近傍にマスク処理を行う必要がなくなるので、マスクと基板上の層とが接触して基板上の層が損傷することもなくなる。これにより、薄膜太陽電池においてリーク電流が増加することもなくなり、薄膜太陽電池を製造する際の不良率を低下させることができる。
また、第２の貫通孔の絶縁性樹脂上にも透明電極層が積層されることになるので、透明電極層の有効面積を広げて薄膜太陽電池の出力を増加させることができる。しかも、第２の貫通孔において透明電極層と第２の背面電極層との間に絶縁性樹脂が配置されるので、第２の貫通孔における絶縁性も確保することができる。
【００３１】
また、本発明に係る薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記第２の貫通孔の内部に前記絶縁性樹脂を配置した後で且つ前記前記絶縁性基板の一方の面側から前記光電変換層を積層する前に、前記絶縁性基板の両面側を、前記光電変換層を積層する際の温度以上の温度で加熱するので、絶縁性樹脂を配置するステップ以降のステップにおいて形成される各層の剥離を防止することができる。
【００３２】
また、本発明に係る薄膜太陽電池の製造方法によれば、前記第２の貫通孔の内部に絶縁性樹脂を配置するステップは、前記フィルム材料をロールに巻きつけた状態で前記第２の貫通孔に前記絶縁性樹脂を流し込み、その後、前記絶縁性樹脂を加熱又は紫外線硬化によって硬化するステップであるので、フィルム材料がロールによって保持されて安定した状態となり、絶縁性樹脂の配置をより容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る薄膜太陽電池の平面図である。
【図２】（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣの拡大図である。
【図３】（ａ）は、図１のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＤの拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る薄膜太陽電池の平面図である。
【図５】（ａ）は、図４のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣの拡大図である。
【図６】（ａ）は、図４のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＤの拡大図である。
【図７】本発明の実施形態に係る薄膜太陽電池を製造する際のフローチャートである。
【図８】従来の薄膜太陽電池の平面図である。
【図９】（ａ）は、図８のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣの拡大図である。
【図１０】（ａ）は、図８のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＤの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態に係る薄膜太陽電池を、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る薄膜太陽電池の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣの拡大図である。また、図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＤの拡大図である。
【００３５】
［第１実施形態］
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る薄膜太陽電池１は、絶縁性基板２を備えている。この絶縁性基板２は、フィルム材料から形成されており、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンナフタレート、あるいはアルミド等の材料から形成されている。
【００３６】
図２に示すように、絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂには、Ａｇ／ＺｎＯ等の金属からなる金属電極層３が形成されている。ここで、絶縁性基板２の一方の面２ａ上の金属電極層３は、裏面電極層３ａとして機能し、絶縁性基板２の他方の面２ｂ上の金属電極層３は、第１の背面電極層３ｂとして機能する。
【００３７】
また、図２に示すように、絶縁性基板２の一方の面２ａ上にある裏面電極層３ａには、光電変換層４と透明電極層５とが当該順で積層されている。ここで、光電変換層４としては、アモルファス半導体やアモルファス化合物半導体、色素増感形太陽電池、又は有機太陽電池を用いることができる。一方、絶縁性基板２の他方の面２ｂ上にある第１の背面電極層３ｂには、第２の背面電極層６が積層されている。
【００３８】
図１に示すように、絶縁性基板２の一方の面２ａ上に積層された層（裏面電極層３ａ、光電変換層４、透明電極層５）は、レーザ加工による第１のパターニングライン９により複数に分割されている。
また、図１及び図３に示すように、絶縁性基板２の他方の面２ｂ上に積層された層（第１の背面電極層３ｂ、第２の背面電極層６）も同様に、レーザ加工による第２のパターニングライン１０により複数に分割されている。ここで、第１のパターニングライン９及び第２パターニングライン１０は、絶縁性基板２において互い違いに配置されている。
【００３９】
図１及び図２に示すように、絶縁性基板２には、絶縁性基板２を貫通する第１の貫通孔７が設けられている。透明電極層５と第２の背面電極層６とは、第１の貫通孔７の側壁部７ａ上で互いに重なり合うような形で接続している。これにより、絶縁性基板２の一方の面２ａ上の各層と他方の面２ｂ上の各層とからなるユニットセル（単位太陽電池）が形成されている。
【００４０】
また、図１及び図３に示すように、絶縁性基板２には、絶縁性基板２を貫通する第２の貫通孔８が設けられている。裏面電極層３ａと第１の背面電極層３ｂとは、第２の貫通孔８の側壁部８ａを介して電気的に接続されている。すなわち、隣接し合うユニットセルが第２の貫通孔８により電気的に接続されている。詳細には、第１及び第２の貫通孔７，８は、第１及び第２の背面電極層３ｂ，６→第１の貫通孔７→透明電極層５→光電変換層４→裏面電極層３ａ→第２の貫通孔８→第１の背面電極層３ｂの順に接続するために利用されている。
以上のように、隣接し合うユニットセルを電気的に直列接続することにより、薄膜太陽電池１が構成されている。
【００４１】
本実施形態の特徴としては、図３に示すように、第２の貫通孔８の内部には、絶縁性樹脂１１が配置されている。絶縁性樹脂１１の一方の面１１ａには、光電変換層４と透明電極層５とが積層されている。また、絶縁性樹脂１１の他方の面１１ｂには、第２の背面電極層６が積層されている。絶縁性樹脂１１の他方の面１１ｂは、絶縁性基板２の他方の面２ｂに沿って平坦化されている。
以上のような構成から、透明電極層５と第２の背面電極層６とは、第２の貫通孔８において絶縁性樹脂１１により電気的に絶縁されている。
【００４２】
なお、第２の貫通孔８に配置する絶縁性樹脂１１としては、ポリアミドイミド、ポリイミドペーストを用いることができる。これらポリアミドイミド及びポリイミドペーストの材料は、比較的低分子の材料の溶剤を使用することによって溶融し、これを乾燥することで、短時間でタックフリーの状態を形成することができる。具体的には、ソルピー工業株式会社が開発している６，６−ＰＩや日立化成のワニス等の材料を使用することができる。
また、これ以外の材料として、紫外線硬化型のアクリル樹脂を用いることができる。
【００４３】
次に、本発明の実施形態に係る薄膜太陽電池の製造方法について図面を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る薄膜太陽電池１を製造する際のフローチャートである。
【００４４】
本実施形態に係る薄膜太陽電池１は、絶縁性基板２として上述したようなフィルム材料を用いる。薄膜太陽電池１を製造する方法としては、ロールツーロール方式やインクジェットによる印刷技術を用いる。例えば、ロールツーロール方式は、フィルム材料の基板が複数のロール（搬送手段）によって搬送され、連続して配置された成膜室内において基板上に連続的に薄膜を成膜する方式である。
【００４５】
薄膜太陽電池１を製造する際には、図７に示すように、まずステップＳ１において、絶縁性基板２の前処理を行う。具体的には、絶縁性基板２をプラズマ中に曝す事によって表面を洗浄する等の前処理を行なう。
【００４６】
次に、ステップＳ２において、絶縁性基板２に第２の貫通孔８を形成する。第２の貫通孔８はパンチング（穿孔法）により形成する。第２の貫通孔８の形状としては、直径が１ｍｍの円形としている。第２の貫通孔８は、円形の直径を０．０５−１ｍｍの範囲で設定され、この直径の範囲は、絶縁性樹脂１１を埋め込む際の調整パラメータとなる。また、第２の貫通孔８の穿孔数は設計に応じて調整することができる。
【００４７】
次に、ステップＳ３において、スパッタリング処理を行うことにより絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂに裏面電極層３ａ及び第１の背面電極層３ｂを形成する。この際、裏面電極層３ａ及び第１の背面電極層３ｂが第２の貫通孔８を介して電気的に接続することになる。
その後、ステップＳ４において、絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂに形成した層をレーザ加工により直線状に除去して１次パターングライン（図示せず）を形成する。この際、絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂに形成するラインは、互いにずらして形成される。
そして、ステップＳ５において、絶縁性基板２に第１の貫通孔７を形成する。第１の貫通孔７はパンチングにより形成する。
【００４８】
次に、ステップＳ６において、第２の貫通孔８の内部に絶縁性樹脂１１を塗布又は注入する。第２の貫通孔８に絶縁性樹脂１１を配置する方法としては、印刷法やディスペンサ法で印刷、塗布する方法がある。本実施形態では、絶縁性基板２を搬送用のロールに巻きつけることにより形状を安定化させて、この状態で絶縁性樹脂１１を埋め込む方法をとっている。
絶縁性樹脂１１は、絶縁性基板２の他方の面２ｂの位置まで落ちて安定化する場合と、第２の貫通孔８の周辺の表面及び内周面に固着する場合がある。これは、第２の貫通孔８の形状と使用する樹脂のペースト粘度に大きく依存する。
第２の貫通孔８に絶縁性樹脂１１を埋め込む際、フィルム状の絶縁性基板２を搬送用のロールに巻きつけた状態で、第２の貫通孔８の内部へ絶縁性樹脂１１を流し込む。その後、搬送用のロールを加熱または紫外線の照射を行うことによって絶縁性樹脂１１を硬化させる。また、この際、絶縁性樹脂１１の面１１ｂ（絶縁性基板２の他方の面２ｂ側の面）を絶縁性基板２の他方の面２ｂに沿うように平坦化する。
印刷法を用いる場合、印刷条件を調整することにより、絶縁性基板２の他方の面２ｂに沿うように平坦化することができる。また、ディスペンサ法の場合は、塗布量を調整することにより、平坦化する。
また、いずれの方法を用いた場合でも、搬送用のロールを絶縁性樹脂の表面に押し付けるか、または２つの搬送用のロール間を通過させることでも、平坦化は可能である。
【００４９】
次に、ステップＳ７において、裏面電極層３ａ及び第１の背面電極層３ｂや絶縁性樹脂１１が形成された絶縁性基板２を乾燥炉などによって乾燥させる。
【００５０】
なお、ステップＳ６（絶縁性樹脂１１の塗布又は注入ステップ）の後で、且つステップＳ８（光電変換層４を形成するステップ）の直前に、絶縁性基板２を、後段のステップ（光電変換層４や透明電極層５を形成するステップ）で使用される温度以上に加熱する。具体的には、２５０℃以上に、好ましくは、３００℃以上に加熱する。これにより、以降のステップにおいて形成される各層の剥離を防止することができる。
【００５１】
そして、ステップＳ８において、絶縁性基板２の裏面電極層３ａ上に光電変換層４を形成し、その後、ステップＳ９において、光電変換層４上に更に透明電極層５を形成する。この際、図３（ｂ）に示すように、絶縁性樹脂１１の一方の面１１ａにも、光電変換層４と透明電極層５とが積層されることになる。
【００５２】
次に、ステップＳ１０において、絶縁性基板２の第１の背面電極層３ｂ上に第２の背面電極層６を形成する。この際、図３（ｂ）に示すように、絶縁性樹脂１１の他方の面１１ｂに第２の背面電極層６が積層されることになる。
【００５３】
次に、ステップＳ１１において、ステップＳ４で形成した１次パターニングライン上の光電変換層４及び透明電極層５を、レーザ加工により再度直線状に除去して第１のパターニングライン９を形成する。
さらに、ステップＳ１２において、ステップＳ４で形成した１次パターニングライン上の第２の背面電極層６を、レーザ加工により再度直線状に除去して第２のパターニングライン１０を形成する。これら第１及び第２のパターニングライン９，１０により絶縁性基板２上の層が複数のユニットセルに分離され、薄膜太陽電池１の直列接続が完成する。
【００５４】
本発明の第１実施形態に係る薄膜太陽電池１によれば、絶縁性基板２の一方の面２ａには、裏面電極層３ａと光電変換層４と透明電極層５とが当該順で積層され、絶縁性基板２の他方の面２ｂには、第１の背面電極層３ｂと第２の背面電極層６とが当該順で積層され、絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂに積層した層に対して互い違いに第１及び第２のパターニングライン９，１０を形成することにより絶縁性基板２が複数のユニットセルに分割され、透明電極層５と第２の背面電極層６とが、絶縁性基板２を貫通する第１の貫通孔７を介して電気的に接続され、裏面電極層３ａと第１の背面電極層３ｂとが、絶縁性基板２を貫通する第２の貫通孔８を介して電気的に接続され、隣接するユニットセルが直列接続されている薄膜太陽電池１において、第２の貫通孔８の内部には、絶縁性樹脂１１が配置され、絶縁性樹脂１１には、絶縁性基板２の一方の面２ａ側から光電変換層４と透明電極層５とが積層されるとともに、絶縁性基板２の他方の面２ｂ側から第２の背面電極層６が積層され、透明電極層５と第２の背面電極層６とが、第２の貫通孔８において絶縁性樹脂１１により電気的に絶縁されているので、第２の貫通孔８の絶縁性樹脂１１上にも透明電極層５が積層されることになり、透明電極層５の有効面積を広げて薄膜太陽電池１の出力を増加させることができる。しかも、第２の貫通孔８において透明電極層５と第２の背面電極層６との間に絶縁性樹脂１１が配置されるので、第２の貫通孔８における絶縁性も確保することができる。
【００５５】
本発明の第１実施形態に係る薄膜太陽電池１の製造方法によれば、絶縁性基板２に第２の貫通孔８を形成するステップと、絶縁性基板２の一方の面２ａに裏面電極層３ａを形成するとともに、絶縁性基板２の他方の面２ｂに第１の背面電極層３ｂを形成するステップと、裏面電極層３ａ及び第１の背面電極層３ｂを形成した後に、絶縁性基板２に第１の貫通孔７を形成するステップと、第２の貫通孔８の内部に絶縁性樹脂１１を配置するステップと、第２の貫通孔８の内部に絶縁性樹脂１１を配置した後に、絶縁性基板２の一方の面２ａ側から光電変換層４と透明電極層５とを当該順で積層するとともに、絶縁性基板２の他方の面２ｂ側から第２の背面電極層６を積層するステップと、絶縁性基板２の両面２ａ，２ｂに積層した層に対して互い違いに第１及び第２のパターニングライン９，１０を形成して、絶縁性基板２を複数のユニットセルに分割するステップとを含むので、従来のように第２の貫通孔の近傍にマスク処理を行う必要がなくなり、薄膜太陽電池１の製造時の歩留まりが向上する。
加えて、第２の貫通孔８の近傍にマスク処理を行う必要がなくなるので、マスクと絶縁性基板２上の層とが接触して絶縁性基板２上の層が損傷することもなくなる。これにより、薄膜太陽電池１においてリーク電流が増加することもなくなり、薄膜太陽電池１を製造する際の不良率を低下させることができる。
【００５６】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態に係る薄膜太陽電池１を、図面を参照しながら説明する。図４は、第２実施形態に係る薄膜太陽電池の平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣの拡大図である。また、図６は、図４のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＤの拡大図である。なお、前述した実施形態で説明したものと同様の部分については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５７】
この第２実施形態においては、図４に示すように、第２の貫通孔８が、絶縁性基板２の幅方向に間隔をおいて複数形成されている。
図８〜１０の従来例では、透明電極層２５を部分的に形成していたため、第２の貫通孔２８は、絶縁性基板２２の幅方向の両端部にのみ設けられ、絶縁性基板２２の幅方向に分散して配置することができなかった。
この第２実施形態の薄膜太陽電池１によれば、第２の貫通孔８を絶縁性基板２の幅方向に分散して配置でき、第２の貫通孔８の間隔を小さくすることができる。これにより、基板の幅方向でのジュールロスが低下して、薄膜太陽電池１の出力を改善させることができる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【００５９】
上述の実施形態では、第２の貫通孔８を設ける際に、型を用いたパンチング（穿孔法）が利用されているが、レーザを用いて第２の貫通孔８内に段差を設けて、絶縁性樹脂１１を第２の貫通孔８の内部に埋め易くすることもできる。
【００６０】
上述の実施形態では、絶縁性樹脂１１を塗布又は注入するステップは、第２の貫通孔８を形成した直後に行っているが、第２の貫通孔８を形成した後で且つ透明電極層５を形成する前であれば、どの工程でも適用することが可能である。ただし、図７で示すフローチャートの順で行うと、薄膜太陽電池１の良品率がより改善する。
【符号の説明】
【００６１】
１  薄膜太陽電池
２  絶縁性基板
３  金属電極層
３ａ  裏面電極層
３ｂ  第１の背面電極層
４  光電変換層
５  透明電極層
６  第２の背面電極層
７  第１の貫通孔
８  第２の貫通孔
９  第１のパターニングライン
１０  第２のパターニングライン
１１  絶縁性樹脂
【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５】
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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１０】
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