(57)【要約】【課題】分割溝の形成により生じるデッドエリアを小さくし、相対的に発電面積を拡大して光電変換効率を向上させる集積型薄膜太陽電池の製造方法等を提供する。【解決手段】本集積型薄膜太陽電池の製造方法は、基板上に第１の電極層、半導体層、及び第２の電極層が順に積層された積層膜を製膜する積層膜製膜工程と、前記積層膜を選択的に除去して前記基板の表面を露出させ、互いに平行な複数の分割溝を形成する分割溝形成工程と、前記複数の分割溝により分割された隣接するセルの一方となる積層膜の第２の電極層と、隣接するセルの他方となる積層膜の第１の電極層とを、前記複数の分割溝を介して導通させる導通工程と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の電極層、半導体層、及び第２の電極層が順に積層された積層膜を製膜する積層膜製膜工程と、
前記積層膜を選択的に除去して前記基板の表面を露出させ、互いに平行な複数の分割溝を形成する分割溝形成工程と、
前記複数の分割溝により分割された隣接するセルの一方となる積層膜の第２の電極層と、隣接するセルの他方となる積層膜の第１の電極層とを、前記複数の分割溝を介して導通させる導通工程と、を有する集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記分割溝形成工程では、互いに平行な第１の分割溝、第２の分割溝、及び第３の分割溝を形成し、
前記導通工程は、
前記第１の分割溝内に露出する前記基板上に、前記第１の電極層の膜厚よりも大きい膜厚の絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記第１の分割溝内に、前記第１の分割溝に隣接する一方の積層膜の第２の電極層と、他方の積層膜の第２の電極層とを導通させる第１の導体層を形成する第１の導体層形成工程と、
前記第２の分割溝内に露出する前記基板上に、前記第１の電極層の厚みと前記半導体層の厚みとを加算した厚みよりも大きい膜厚の第２の導体層を形成する第２の導体層形成工程と、
前記第３の分割溝内に露出する前記基板上に、前記第１の電極層の厚みと前記半導体層の厚みとを加算した厚み未満の膜厚の第３の導体層を形成する第３の導体層形成工程と、を含む請求項１記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記第２の分割溝と第３の分割溝との間には、積層膜が存在する請求項２記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記第２の導体層は、前記第２の分割溝内に導電体を含有する溶液を塗布し、当該溶液を乾燥又はアニールして形成される請求項２又は３記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第３の導体層は、前記第３の分割溝内に導電体を含有する溶液を塗布し、当該溶液を乾燥又はアニールして形成される請求項２乃至４の何れか一項記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記分割溝形成工程では、互いに平行な第１の分割溝及び第２の分割溝を形成し、
前記導通工程は、
前記第１の分割溝内に露出する前記基板上に、前記第１の電極層の膜厚よりも大きい膜厚の絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記第１の分割溝内に、前記第１の分割溝に隣接する一方の積層膜の第２の電極層と、他方の積層膜の第２の電極層とを導通させる第１の導体層を形成する第１の導体層形成工程と、
前記第２の分割溝内に露出する前記基板上に、前記第２の分割溝の前記第１の分割溝側の内壁と接する一端側では前記第１の電極層の厚みと前記半導体層の厚みとを加算した厚みよりも大きい膜厚であり、かつ、前記第２の分割溝の前記第１の分割溝とは反対側の内壁と接する他端側では前記第１の電極層の厚みと前記半導体層の厚みとを加算した厚み未満の膜厚である第４の導体層を形成する第４の導体層形成工程と、を含む請求項１記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記第４の導体層は、前記第２の分割溝内に導電体を含有する所定の粘性の溶液を塗布し、前記一端側から前記他端側に向かって表面が傾斜した状態で当該溶液を乾燥又はアニールして形成される請求項６記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記絶縁層は、前記第１の分割溝内に絶縁物を含有する溶液を塗布し、当該溶液を乾燥又はアニールして形成される請求項２乃至７の何れか一項記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記第１の導体層は、前記絶縁層上に導電体を含有する溶液を塗布し、当該溶液を乾燥又はアニールして形成される請求項２乃至８の何れか一項記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁層は、前記半導体層よりも抵抗値が高い請求項２乃至９の何れか一項記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
基板と、
前記基板上に第１の電極層、半導体層、及び第２の電極層が順に積層された積層膜と、
前記積層膜を選択的に除去して前記基板の表面が露出するように形成された、互いに平行な第１の分割溝、第２の分割溝、及び第３の分割溝と、
前記第１の分割溝内に露出する前記基板上に形成された、前記第１の電極層の膜厚よりも大きい膜厚の絶縁層と、
前記第１の分割溝内に形成され、前記第１の分割溝に隣接する一方の積層膜の第２の電極層と、他方の積層膜の第２の電極層とを導通させる第１の導体層と、
前記第２の分割溝内に露出する前記基板上に形成され、前記第１の電極層の厚みと前記半導体層の厚みとを加算した厚みよりも大きい膜厚の第２の導体層と、
前記第３の分割溝内に露出する前記基板上に形成され、前記第１の電極層の厚みと前記半導体層の厚みとを加算した厚み未満の膜厚の第３の導体層と、を有する集積型薄膜太陽電池。
【請求項１２】
前記第２の分割溝と第３の分割溝との間には、積層膜が存在する請求項１１記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項１３】
基板と、
前記基板上に第１の電極層、半導体層、及び第２の電極層が順に積層された積層膜と、
前記積層膜を選択的に除去して前記基板の表面が露出するように形成された、互いに平行な第１の分割溝及び第２の分割溝と、
前記第１の分割溝内に露出する前記基板上に形成された、前記第１の電極層の膜厚よりも大きい膜厚の絶縁層と、
前記第１の分割溝内に形成され、前記第１の分割溝に隣接する一方の積層膜の第２の電極層と、他方の積層膜の第２の電極層とを導通させる第１の導体層と、
前記第２の分割溝内に露出する前記基板上に形成され、前記第２の分割溝の前記第１の分割溝側の内壁と接する一端側では前記第１の電極層の厚みと前記半導体層の厚みとを加算した厚みよりも大きい膜厚であり、かつ、前記第２の分割溝の前記第１の分割溝とは反対側の内壁と接する他端側では前記第１の電極層の厚みと前記半導体層の厚みとを加算した厚み未満の膜厚である第４の導体層と、を有する集積型薄膜太陽電池。
【請求項１４】
前記第４の導体層は、前記一端側から前記他端側に向かって表面が傾斜している請求項１３記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項１５】
前記絶縁層は、前記半導体層よりも抵抗値が高い請求項１１乃至１４の何れか一項記載の集積型薄膜太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積型薄膜太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜太陽電池の一般的な構造として、基板上に電極や半導体層を含む薄膜を積層し、積層した薄膜を複数のパターン（分割溝）で分割して複数のセルを形成し、各セルを直列に接続した集積構造が知られている。
【０００３】
例えば、図１に示す集積型薄膜太陽電池１００では、基板１１０上に第１の電極層１２０、半導体層１３０、第２の電極層１４０が積層され、積層された薄膜を第１の分割溝３１０、第２の分割溝３２０、及び第３の分割溝３３０で分割して複数のセルを形成している。そして、各セルを直列に接続して集積構造としている。
【０００４】
なお、図１（ａ）は集積型薄膜太陽電池の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線（Ｙ方向）に沿う部分拡大断面図である。図１では、集積型薄膜太陽電池の平面形状が矩形状である場合の例を示し、集積型薄膜太陽電池を平面視した場合（受光面側から視た場合）の長手方向をＸ方向、短手方向をＹ方向、厚さ方向をＺ方向としている（以降の図も同様）。
【０００５】
集積型薄膜太陽電池１００の一般的な製造方法を、図２を参照して説明する。まず、図２（ａ）に示すように、基板１１０上に製膜された第１の電極層１２０は、図中に示す第１の分割溝３１０によって分割される。第１の分割溝３１０は、例えばＸ方向に直線状に形成される。次に、図２（ｂ）に示すように、第１の電極層１２０及び第１の分割溝３１０上に半導体層１３０を形成する。
【０００６】
その後、図２（ｃ）に示すように、第１の分割溝３１０に略平行な第２の分割溝３２０によって、半導体層１３０を分割する。次に、図２（ｄ）に示すように、半導体層１３０及び第２の分割溝３２０上に第２の電極層１４０を製膜する。その後、図２（ｅ）に示すように、第２の分割溝３２０に略平行な第３の分割溝３３０によって、第２の電極層１４０を分割することによって、各セルを直列に接続して集積構造とした集積型薄膜太陽電池１００（図１参照）が形成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１６５８６４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、図２に示す従来の集積構造の形成方法は、第１の分割溝３１０の形成工程と第２の分割溝３２０の形成工程の間、又、第２の分割溝３２０の形成工程と第３の分割溝３３０の形成工程の間において、半導体層１３０や第２の電極層１４０を製膜する工程が存在する。つまり、第１の分割溝３１０、第２の分割溝３２０、第３の分割溝３３０は、それぞれ別工程で形成する必要がある。このため、分割溝の形成工程が３つ必要となり工程が煩雑になるという問題がある。
【０００９】
更に、図２に示す従来の集積構造の形成方法では、第１の分割溝３１０と第２の分割溝３２０の距離や、第２の分割溝３２０と第３の分割溝３３０の距離が大きくなり、結果、発電に寄与しない非発電領域（デッドエリア）が大きくなる。
【００１０】
具体的に説明すると、第１の分割溝３１０を形成した後に半導体層１３０が製膜されると、半導体層１３０の製膜工程における熱処理によって基板１１０が変形し、第１の分割溝３１０にうねりが（図１のＹ方向に）生じる。
【００１１】
この後、第２の分割溝３２０を形成する際は、第１の分割溝３１０のうねりを考慮して、第１の分割溝３１０と第２の分割溝３２０が重なることがないように、第１の分割溝３１０から一定距離離間して第２の分割溝３２０を形成する必要がある。この第１の分割溝３１０から第２の分割溝３２０の間の領域は、発電に寄与しないデッドエリアＤ１（図２（ｅ）参照）となるため、一定距離離間したことによってデッドエリアが一定面積発生する。
【００１２】
又、第２の分割溝３２０と第３の分割溝３３０も同様に、第３の分割溝３３０を形成する際に、第２の分割溝３２０のうねりを考慮して一定距離離間して第３の分割溝３３０を形成する必要がある。ここでも同様に、第２の分割溝３２０と第３の分割溝３３０の間の領域は、発電に寄与しないデッドエリアＤ２（図２（ｅ）参照）となるため、一定距離離間したことによって、ここでもデッドエリアが一定面積発生する。
【００１３】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、分割溝の形成により生じるデッドエリアを小さくし、相対的に発電面積を拡大して光電変換効率を向上させる集積型薄膜太陽電池の製造方法等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本集積型薄膜太陽電池の製造方法は、基板上に第１の電極層、半導体層、及び第２の電極層が順に積層された積層膜を製膜する積層膜製膜工程と、前記積層膜を選択的に除去して前記基板の表面を露出させ、互いに平行な複数の分割溝を形成する分割溝形成工程と、前記複数の分割溝により分割された隣接するセルの一方となる積層膜の第２の電極層と、隣接するセルの他方となる積層膜の第１の電極層とを、前記複数の分割溝を介して導通させる導通工程と、を有することを要件とする。
【発明の効果】
【００１５】
開示の技術によれば、分割溝の形成により生じるデッドエリアを小さくし、相対的に発電面積を拡大して光電変換効率を向上させる集積型薄膜太陽電池の製造方法等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的な集積型薄膜太陽電池を例示する断面図である。
【図２】一般的な集積型薄膜太陽電池の製造工程を例示する図である。
【図３】第１の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池を例示する断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の製造工程を例示する図である。
【図５】第２の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池を例示する断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の製造工程を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１８】
なお、以下の実施の形態では、ＣＩＳ系の集積型薄膜太陽電池を例にとって説明するが、本発明は、ＣＩＳ系の集積型薄膜太陽電池以外にも適用可能である。本発明を適用可能な集積型薄膜太陽電池の一例を挙げれば、アモルファスシリコン系薄膜太陽電池、微結晶シリコン系薄膜太陽電池、ＣＩＳ系以外の化合物系薄膜太陽電池等である。
【００１９】
ＣＩＳ系以外の化合物系薄膜太陽電池とは、例えば、光吸収層が銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、及びカルコゲン元素（セレン（Ｓｅ）又は硫黄（Ｓ））を含有する化合物からなるＣＺＴＳ系薄膜太陽電池や、光吸収層がカドミウム（Ｃｄ）及びテルル（Ｔｅ）を含有する化合物からなるＣｄＴｅ系薄膜太陽電池等である。
【００２０】
〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の構造］
まず、第１の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の構造について説明する。図３は、第１の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池を例示する断面図であり、図１（ｂ）に対応する断面を示している。なお、第１の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の平面図は図１（ａ）と概略同様であるため、図示を省略する。
【００２１】
図３を参照するに、集積型薄膜太陽電池１０は、ＣＩＳ系の集積型薄膜太陽電池であり、基板１１上に、第１の電極層１２、半導体層１３、及び第２の電極層１４が順次積層された積層膜が形成された構造とされている。以下、集積型薄膜太陽電池１０を構成する各要素について説明する。
【００２２】
基板１１は、第１の電極層１２、半導体層１３、及び第２の電極層１４を形成する基体となる部分である。基板１１としては、例えば、青板ガラスや低アルカリガラス等のガラス基板、ステンレス等の金属基板、エポキシ樹脂等の樹脂基板等を用いることができる。基板１１の厚さは、例えば、数十μｍ〜数ｍｍ程度とすることができる。但し、基板１１が導体である場合（例えば、ステンレス等の金属基板である場合）には、絶縁層を介して第１の電極層１２等を積層する必要がある。
【００２３】
第１の電極層１２は、基板１１上に形成されている。第１の電極層１２としては、例えば、モリブデン（Ｍｏ）を用いることができる。第１の電極層１２として、セレン（Ｓｅ）や硫黄（Ｓ）に対する耐食性を有するチタン（Ｔｉ）やクローム（Ｃｒ）等を用いてもよい。第１の電極層１２の厚さは、例えば、数１０ｎｍ〜数μｍ程度とすることができる。第１の電極層１２は、集積型薄膜太陽電池１０の一方の電極層となる層である。
【００２４】
半導体層１３は、ｐ型半導体からなる層であり、第１の電極層１２上に形成されている。半導体層１３は、照射された太陽光等を光電変換する部分である。半導体層１３が光電変換することにより生じた起電力は、例えば、第１の電極層１２及び第２の電極層１４に夫々はんだ等で取り付けられた電極リボン（銅箔リボン）から外部に電流として取り出すことができる。
【００２５】
半導体層１３としては、例えば、銅（Ｃｕ），インジウム（Ｉｎ），セレン（Ｓｅ）からなる化合物や、銅（Ｃｕ），インジウム（Ｉｎ），ガリウム（Ｇａ），セレン（Ｓｅ），硫黄（Ｓ）からなる化合物等を用いることができる。前記化合物の一例を挙げれば、ＣｕＩｎＳｅ２、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ２、Ｃｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）２等である。半導体層１３の厚さは、例えば、数μｍ〜数１０μｍ程度とすることができる。
【００２６】
なお、半導体層１３の表面にバッファ層（図示せず）を形成してもよい。バッファ層は、半導体層１３からの電流の漏出を防止する機能を有する高抵抗の層である。バッファ層の材料としては、例えば、亜鉛化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化インジウム（ＩｎＳ）等を用いることができる。バッファ層の厚さは、例えば、数ｎｍ〜数百ｎｍ程度とすることができる。
【００２７】
第２の電極層１４は、ｎ型半導体からなる透明な層であり、半導体層１３上に形成されている。第２の電極層１４としては、例えば、酸化亜鉛系薄膜（ＺｎＯ）やＩＴＯ薄膜等を用いることができる。酸化亜鉛系薄膜（ＺｎＯ）を用いる場合には、硼素（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等をドーパントとして添加することにより、低抵抗化でき好適である。第２の電極層１４の厚さは、例えば、数百ｎｍ〜数１０μｍ程度とすることができる。半導体層１３と第２の電極層１４とは、ｐｎ接合を形成している。第２の電極層１４は、集積型薄膜太陽電池１０の他方の電極層となる層である。
【００２８】
基板１１上に形成された積層膜（第１の電極層１２、半導体層１３、及び第２の電極層１４が積層された積層膜）は、第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３により分割されている。第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３は、基板１１上に形成された積層膜を選択的に除去して基板１１の表面（基板１１が導体である場合は、絶縁層の表面）が露出するように形成された、Ｘ方向に沿って所定の間隔で並置された互いに平行な３本のパターンである。第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３により分割された部分が夫々セルとなる。第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３の夫々の幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。
【００２９】
なお、ここでいう平行は、厳密な意味での平行ではなく、各分割溝の機能を損なわない範囲内でおおよそ平行であることを意味する。つまり、各分割溝は基板１１上に形成された積層膜を分割できればよいので、一の分割溝に対して他の分割溝が多少傾斜していても機能を損なわないし、各分割溝が完全な直線でなくても機能を損なわない。そのような場合も含めて本願では平行と称するものとする。
【００３０】
第１の分割溝３１と第２の分割溝３２との間には、第１の電極層１２、半導体層１３、及び第２の電極層１４の積層膜が極薄幅で存在している。同様に、第２の分割溝３２と第３の分割溝３３との間には、第１の電極層１２、半導体層１３、及び第２の電極層１４の積層膜が極薄幅で存在している。２カ所の極薄幅の部分は、発電に寄与しないデッドエリアである。デッドエリアの夫々の幅は、例えば、数１０μｍ程度とすることができる。
【００３１】
第１の分割溝３１内に露出する基板１１上には、絶縁層１５が形成されている。絶縁層１５は、第１の分割溝３１に隣接する一方の積層膜の第１の電極層１２と、他方の積層膜の第１の電極層１２とを絶縁するための層である。そのため、絶縁層１５は、第１の電極層１２の膜厚よりも大きい膜厚とされている。絶縁層１５の材料としては、例えば、アクリル樹脂やガラス等を用いることができる。
【００３２】
絶縁層１５は、半導体層１３よりも抵抗値が高い方が好ましい。そのため、隣接するセルの第１の電極層１２間をより確実に絶縁することが可能となり、隣接するセル間に生じるリーク電流を低減できる。例えば、従来の集積型薄膜太陽電池１００（図１（ｂ）参照）では、隣接するセルの第１の電極層１２０間を半導体層１３０により絶縁している。集積型薄膜太陽電池１０では、半導体層１３０（半導体層１３も同等）よりも高抵抗の絶縁層１５を用いることで、従来の集積型薄膜太陽電池１００よりも隣接するセル間に生じるリーク電流を低減できる。
【００３３】
第１の分割溝３１内の絶縁層１５上には、第１の分割溝３１に隣接する一方の積層膜の第２の電極層１４と、他方の積層膜の第２の電極層１４とを導通させる第１の導体層１６が形成されている。第１の導体層１６の材料としては、例えば、銀ペーストやその他の金属ペースト等を用いることができる。
【００３４】
なお、第１の分割溝３１に隣接する第２の電極層１４同士を導通させることができれば、第１の導体層１６の表面は、第２の電極層１４の表面と面一でもよいし、第２の電極層１４の表面より突出してもよいし、第２の電極層１４の表面より窪んでもよい。又、第１の導体層１６は、第２の電極層１４の表面上にはみ出てもよく、この場合、後述の第２の導体層１７と導通してもよい。
【００３５】
第２の分割溝３２内に露出する基板１１上には、第２の導体層１７が形成されている。第２の導体層１７は、第２の分割溝３２に隣接する一方の積層膜の第２の電極層１４と、他方の積層膜の第１の電極層１２とを導通させるための層である。そのため、第２の導体層１７は、第１の電極層１２の厚みと半導体層１３の厚みとを加算した厚みよりも大きい膜厚とされている。第２の導体層１７の材料としては、例えば、銀ペーストやその他の金属ペースト等を用いることができる。
【００３６】
なお、第２の導体層１７の表面は、第２の電極層１４の表面と面一でもよいし、第２の電極層１４の表面より突出してもよいし、第２の電極層１４の表面より窪んでもよい。又、第２の導体層１７は、第２の電極層１４の表面上にはみ出てもよく、この場合、第１の導体層１６と導通してもよい。
【００３７】
第２の導体層１７は、第２の電極層１４よりも抵抗値が低いことが好ましい。そのため、隣接するセルの第２の電極層１４と第１の電極層１２とを低抵抗で接続することが可能となり、集積型薄膜太陽電池１０の発電効率を向上させることができる。例えば、従来の集積型薄膜太陽電池１００（図１（ｂ）参照）では、隣接するセルの一方の第２の電極層１４０を半導体層１３０を貫通するように厚さ方向に延在させて隣接するセルの他方の第１の電極層１２０と接続している。集積型薄膜太陽電池１０では、第２の電極層１４０（第２の電極層１４も同等）よりも低抵抗の第２の導体層１７を用いることで、従来の集積型薄膜太陽電池１００よりも発電効率を向上させることができる。
【００３８】
第３の分割溝３３内に露出する基板１１上には、第３の導体層１８が形成されている。第３の導体層１８は、第３の分割溝３３に隣接する一方の積層膜の第１の電極層１２と、他方の積層膜の第１の電極層１２とを導通させるための層である。但し、第３の導体層１８は、第３の分割溝３３に隣接する第２の電極層１４同士を導通させてはならない。そのため、第３の導体層１８は、第１の電極層１２の厚みと半導体層１３の厚みとを加算した厚み未満の膜厚とされている。第３の導体層１８の材料としては、例えば、銀ペーストやその他の金属ペースト等を用いることができる。
【００３９】
このように、基板１１上に形成された積層膜は、第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３により、複数のセルに分割されている。そして、隣接する一方のセルの第２の電極層１４と他方のセルの第１の電極層１２とは、第１の導体層１６、第２の導体層１７、及び第３の導体層１８を介して導通している。つまり、隣接する各セルは、第１の導体層１６、第２の導体層１７、及び第３の導体層１８を介して導通して直列に接続され、集積型薄膜太陽電池１０を構成している。
【００４０】
［第１の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の製造方法について説明する。図４は、第１の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の製造工程を例示する図である。なお、図４は、図３に対応する断面の一部を示している。
【００４１】
まず、図４（ａ）に示すように、基板１１上に第１の電極層１２、半導体層１３、及び第２の電極層１４が順に積層された積層膜を製膜する。
【００４２】
具体的には、基板１１として、例えば、青板ガラスや低アルカリガラス等のガラス基板、ステンレス等の金属基板、エポキシ樹脂等の樹脂基板等を準備する。そして、基板１１上に、例えばスパッタ法等によりモリブデン（Ｍｏ）等の遷移金属からなる第１の電極層１２を製膜し、第１の電極層１２上に、例えばスパッタ法やセレン化及び硫化法や蒸着法等によりＣＩＳ系の半導体層１３を製膜する。但し、基板１１が導体である場合（例えば、ステンレス等の金属基板である場合）には、絶縁層を介して第１の電極層１２を製膜する必要がある。
【００４３】
更に、半導体層１３上に、例えばＭＯＣＶＤ法やスパッタ法等により、硼素（Ｂ）やガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドーパントとして添加した酸化亜鉛系薄膜（ＺｎＯ）や、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）薄膜等の透明かつ低抵抗な膜を第２の電極層１４として製膜する。なお、必要に応じ、半導体層１３の表面にバッファ層を製膜してもよい。
【００４４】
次に、図４（ｂ）に示すように、基板１１上に製膜された積層膜を選択的に除去して基板１１の表面を露出させ、所定の間隔で並置された互いに平行な３本のパターンである第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３を形成する。但し、基板１１が導体である場合には、積層膜を選択的に除去して基板１１上に形成された絶縁層を露出させ、所定の間隔で並置された互いに平行な３本のパターンである第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３を形成する。絶縁層は基板１１の表面に形成されているため、本願では、基板１１の表面に形成された絶縁層を露出させる場合も含めて『基板の表面を露出させる』と表現するものとする。
【００４５】
具体的には、基板１１上に製膜された積層膜に、例えばＹＡＧレーザ等を用いてレーザ光を照射することにより、レーザ光が照射された部分の積層膜を除去して、第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３を形成する。第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３の夫々の幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。なお、レーザ光の照射に代えて、針を用いたメカニカルスクライブやサンドブラスタを採用してもよい。
【００４６】
ここで重要な点は、基板１１上の積層膜が全て製膜された後に、第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３を形成する点である。具体的に説明すると、第１の分割溝３１と第２の分割溝３２の形成工程の間、更に、第２の分割溝３２と第３の分割溝３３の形成工程の間において、積層膜の一部を製膜するような工程は存在しない。
【００４７】
従って、従来技術のように、第２の分割溝３２の形成時において第１の分割溝３１に大きなうねりが発生していることがない。つまり、第２の分割溝３２を形成するにあたり、第１の分割溝３１の大きなうねりを考慮する必要がなくなるため、第１の分割溝３１と第２の分割溝３２との距離を従来技術の方法に比べて小さくすることが可能となる。その結果、第１の分割溝３１と第２の分割溝３２間に発生するデッドエリアＤ１の幅を小さくすることになり、発電領域Ｇ１及びＧ２の面積を増加させることができる。すなわち、発電効率を向上させることができる。
【００４８】
同様に、第３の分割溝３３の形成についても、従来技術のような第３の分割溝３３の形成時において第２の分割溝３２の大きなうねりを考慮する必要がなくなる。そのため、第２の分割溝３２と第３の分割溝３３との距離を従来技術の方法に比べて小さくすることが可能となる。その結果、第２の分割溝３２と第３の分割溝３３間に発生するデッドエリアＤ２の幅を小さくすることになり、発電領域Ｇ１及びＧ２の面積を増加させることができる。すなわち、発電効率を向上させることができる。なお、デッドエリアＤ１及びＤ２の夫々の幅は、例えば、数１０μｍ程度とすることができる。
【００４９】
なお、第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３を個別に形成してもよいが、第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３を同時に形成する方法を適用してもよい。例えば、第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３の形成用のツール（例えば、レーザヘッド等）を一体化したパターン形成装置を準備することで、第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３を同時に形成できる。
【００５０】
このように、パターン形成装置を用いて第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３を同時に形成することにより、形成時にうねりが発生したとしても、各分割溝の間隔が一定であるため、各分割溝は同じうねりとなる。その結果、各分割溝の間隔を狭くしてデッドエリアを更に減少させることができる。
【００５１】
より詳細に説明すると、第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３を個別に形成する場合は、第１の分割溝３１に形成時のうねり（従来技術における、製膜時の熱処理によるうねりとは異なる）が発生することがある。この場合、第２の分割溝３２の形成には、第１の分割溝３１のうねりを考慮した所定のオフセット（第１の分割溝３１と重ならないための離間距離）を大きくとる必要がある。
【００５２】
これに対して、パターン形成装置を用いて第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３を同時に形成する場合は、各分割溝において同様の箇所に同様のうねりが生じる。このため、個別のうねりを考慮した所定のオフセット（分割溝間の間隔）を小さくすることが可能となり、結果、更なるデッドエリアの減少を実現することができる。
【００５３】
次に、図４（ｃ）に示すように、第１の分割溝３１内に露出する基板１１上に絶縁層１５を形成する。絶縁層１５は、例えば、絶縁物であるアクリル樹脂やガラス等を含有する溶液を第１の分割溝３１内に塗布し、これを乾燥又はアニールして形成することができる。又、他の形成方法としては、アクリル樹脂を含有するフォトレジスト液を第１の分割溝３１内に塗布し、光の照射及び現像して絶縁層１５を形成してもよい。更に他の形成方法としては、光硬化型の樹脂溶液を第１の分割溝３１内に塗布し、この溶液に光を照射して絶縁層１５を形成してもよい。絶縁層１５は、発電領域Ｇ１の第１の電極層１２と、デッドエリアＤ１の第１の電極層１２とを絶縁するために設けられるものである。そのため、絶縁層１５の膜厚は、第１の電極層１２の膜厚よりも大きければよい。
【００５４】
次に、図４（ｄ）に示すように、絶縁層１５上に第１の導体層１６を形成する。第１の導体層１６は、例えば、導体物を含有する溶液（例えば、銀ペースト等）を絶縁層１５上に塗布し、これを乾燥又はアニールして形成することができる。第１の導体層１６は、発電領域Ｇ１の第２の電極層１４と、デッドエリアＤ１の第２の電極層１４とを導通させるために設けられるものである。そのため、導通できていれば、第１の導体層１６の表面は、第２の電極層１４の表面と面一でもよいし、第２の電極層１４の表面より突出してもよいし、第２の電極層１４の表面より窪んでもよい。
【００５５】
次に、図４（ｅ）に示すように、第２の分割溝３２内に露出する基板１１上に第２の導体層１７を形成する。第２の導体層１７は、例えば、導体物を含有する溶液（例えば、銀ペースト等）を第２の分割溝３２内に塗布し、これを乾燥又はアニールして形成することができる。第２の導体層１７は、デッドエリアＤ１の第２の電極層１４と、デッドエリアＤ２の第１の電極層１２とを導通させるために設けられるものである。そのため、第２の導体層１７の膜厚は、第１の電極層１２の膜厚と半導体層１３の膜厚を加算した膜厚よりも大きくする必要がある。言い換えれば、第２の導体層１７が第２の電極層１４に接触するような膜厚に形成する。第２の導体層１７の表面は、第２の電極層１４の表面と面一でもよいし、第２の電極層１４の表面より突出してもよいし、第２の電極層１４の表面より窪んでもよい。
【００５６】
次に、図４（ｆ）に示すように、第３の分割溝３３内に露出する基板１１上に第３の導体層１８を形成する。第３の導体層１８は、例えば、導体物を含有する溶液（例えば、銀ペースト等）を第３の分割溝３３内に塗布し、これを乾燥又はアニールして形成することができる。第３の導体層１８は、デッドエリアＤ２の第１の電極層１２と、発電領域Ｇ２の第１の電極層１２とを導通させるとともに、デッドエリアＤ２の第２の電極層１４と、発電領域Ｇ２の第２の電極層１４とが非導通となるように設けられる。
【００５７】
具体的には、第３の導体層１８は、第１の電極層１２の膜厚と半導体層１３の膜厚とを加算した厚み未満の膜厚にする。これにより、第３の導体層１８は、第３の分割溝３３に隣接する積層膜（デッドエリアＤ２及び発電領域Ｇ２）の第２の電極層１４に接触することなく、デッドエリアＤ２の第１の電極層１２と発電領域Ｇ２の第１の電極層１２とを導通させることができる。
【００５８】
以上の工程により、図３に示した集積型薄膜太陽電池１０が完成する。但し、第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、第３の分割溝３３、絶縁層１５、第１の導体層１６、第２の導体層１７、及び第３の導体層１８を一組とし、これらを必要な組数（セルの数よりも１つ少ない組数）形成する。
【００５９】
なお、上記の図４（ｄ）〜図４（ｆ）の説明では、第１の導体層１６、第２の導体層１７、及び第３の導体層１８を個別に形成する方法を示したが、第１の導体層１６、第２の導体層１７、及び第３の導体層１８を同時に形成してもよい。具体的には、第１の導体層１６、第２の導体層１７、及び第３の導体層１８を形成する部分に、例えば、導体物を含有する溶液（例えば、銀ペースト等）を塗布する。そして、塗布した溶液を一度に乾燥又はアニールすることにより、第１の導体層１６、第２の導体層１７、及び第３の導体層１８を同時に形成できる。
【００６０】
このように、第１の実施の形態では、第１の分割溝、第２の分割溝、及び第３の分割溝の全てが、基板上に積層膜（第１の電極層、半導体層、第２の電極層）が製膜された後、この積層膜を除去して形成される。つまり、第１の分割溝を形成する工程と第２の分割溝を形成する工程との間、更に、第２の分割溝を形成する工程と第３の分割溝を形成する工程との間には、従来技術では存在する製膜の熱処理工程が存在しない。
【００６１】
そのため、第２の分割溝を形成する際、第１の分割溝に従来技術のような大きなうねりが発生していることがないため、第２の分割溝を第１の分割溝に対して、従来技術に比べて近づけて形成できる。この結果、第１の分割溝と第２の分割溝との距離を従来技術に比べて小さくすることが可能となり、デッドエリアを減少させることができる。
【００６２】
同様に、第３の分割溝の形成する際にも、第２の分割溝に従来技術のような大きなうねりが発生していることがないため、第３の分割溝を第２の分割溝に対して、従来技術に比べて近づけて形成できる。この結果、第２の分割溝と第３の分割溝との距離を従来技術に比べて小さくすることが可能となり、デッドエリアを減少させることができる。
【００６３】
更に、第１の分割溝、第２の分割溝、及び第３の分割溝の形成は、全て積層膜を除去する工程であり、除去する膜が同じである。つまり、第１の分割溝、第２の分割溝、及び第３の分割溝の夫々を形成するにあたり、従来のような、夫々の分割溝を除去する工程を別々の方法で行う必要がない。
【００６４】
すなわち、第１の分割溝、第２の分割溝、及び第３の分割溝を、同じ方法で除去可能である。そのため、各分割溝形成のためのツールを１つの装置に合体させて（例えば、各分割溝用のレーザヘッド（積層膜除去用のレーザヘッド）を３つ並べて）、一度に各分割溝を形成可能となる。その結果、各分割溝間の距離をより小さくしてデッドエリアをより削減できるとともに、製造工程を簡略化できる。
【００６５】
更に、発電領域を複数形成する場合には、各分割溝形成のためのツールを合体させた装置を複数準備し、同時に複数の分割溝を形成してもよい。例えば、発電領域をｎ個に分割するためには、ツールを合体させた装置を（ｎ−１）個準備し、これを使って複数の分割溝を形成することにより、一つの工程で発電領域をｎ個に分割することが可能となる。
【００６６】
〈第２実施の形態〉
第１の実施の形態では３本の分割溝を形成する例を示したが、第２の実施の形態では２本の分割溝を形成する例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００６７】
［第２の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の構造］
まず、第２の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の構造について説明する。図５は、第２の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池を例示する断面図であり、図１（ｂ）に対応する断面を示している。なお、第２の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の平面図は図１（ａ）と概略同様であるため、図示を省略する。
【００６８】
図５を参照するに、集積型薄膜太陽電池１０Ａは、分割溝が２本（第１の分割溝３１及び第２の分割溝３４）である点が、分割溝が３本（第１の分割溝３１、第２の分割溝３２、及び第３の分割溝３３）である集積型薄膜太陽電池１０と相違する。
【００６９】
具体的には、集積型薄膜太陽電池１０Ａにおいて、基板１１上に形成された積層膜は、第１の分割溝３１及び第２の分割溝３４により分割されている。第１の分割溝３１及び第２の分割溝３４は、基板１１上に形成された積層膜を選択的に除去して基板１１の表面が露出するように形成された、Ｘ方向に沿って所定の間隔で並置された互いに平行な２本のパターンである。第１の分割溝３１及び第２の分割溝３４の夫々の幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。第１の分割溝３１と第２の分割溝３４とは同一の幅であってもよいし、異なる幅であってもよい。例えば、第２の分割溝３４の幅を第１の分割溝３１の幅より広くしてもよい。
【００７０】
第１の分割溝３１と第２の分割溝３４との間には、第１の電極層１２、半導体層１３、及び第２の電極層１４の積層膜が極薄幅で存在している。極薄幅の部分は、発電に寄与しないデッドエリアである。デッドエリアの幅は、例えば、数１０μｍ程度とすることができる。第１の分割溝３１内には、集積型薄膜太陽電池１０と同様に、絶縁層１５及び第１の導体層１６が形成されている。
【００７１】
第２の分割溝３４内に露出する基板１１上には、第４の導体層１９が形成されている。第４の導体層１９は、第２の分割溝３４に隣接する一方の積層膜の第２の電極層１４と、他方の積層膜の第１の電極層１２とを導通させるための層である。但し、第４の導体層１９は、第２の分割溝３４に隣接する第２の電極層１４同士を導通させてはならない。
【００７２】
そのため、第４の導体層１９は、第２の分割溝３４の第１の分割溝３１側の内壁と接する一端側では第１の電極層１２の厚みと半導体層１３の厚みとを加算した厚みよりも大きい膜厚とされている。そして、第２の分割溝３４の第１の分割溝３１とは反対側の内壁と接する他端側では第１の電極層１２の厚みと半導体層１３の厚みとを加算した厚み未満の膜厚とされている。
【００７３】
又、第４の導体層１９は、第２の分割溝３４の第１の分割溝３１側の内壁と接する一端側から第２の分割溝３４の第１の分割溝３１とは反対側の内壁と接する他端側に向かって表面が傾斜している。第４の導体層１９の材料としては、例えば、銀ペーストやその他の金属ペースト等を用いることができる。なお、第４の導体層１９は、第２の電極層１４の表面上にはみ出てもよく、この場合、第１の導体層１６と導通してもよい。
【００７４】
このように、基板１１上に形成された積層膜は、第１の分割溝３１及び第２の分割溝３４により、複数のセルに分割されている。そして、隣接する一方のセルの第２の電極層１４と他方のセルの第１の電極層１２とは、第１の導体層１６及び第４の導体層１９を介して導通している。つまり、隣接する各セルは、第１の導体層１６及び第４の導体層１９を介して導通して直列に接続され、集積型薄膜太陽電池１０Ａを構成している。
【００７５】
［第２の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の製造方法］
次に、第２の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の製造方法について説明する。図６は、第２の実施の形態に係る集積型薄膜太陽電池の製造工程を例示する図である。なお、図６は、図５に対応する断面の一部を示している。
【００７６】
まず、図６（ａ）に示すように、基板１１上に第１の電極層１２、半導体層１３、及び第２の電極層１４が順に積層された積層膜を製膜する。具体的な内容については図４（ａ）で説明した通りであるため、ここでは説明を省略する。
【００７７】
次に、図６（ｂ）に示すように、基板１１上に製膜された積層膜を選択的に除去して基板１１の表面を露出させ、所定の間隔で並置された互いに平行な２本のパターンである第１の分割溝３１及び第２の分割溝３４を形成する。具体的には、基板１１上に製膜された積層膜に、例えばＹＡＧレーザ等を用いてレーザ光を照射することにより、レーザ光が照射された部分の積層膜を除去して、第１の分割溝３１及び第２の分割溝３４を形成する。第１の分割溝３１及び第２の分割溝３４の夫々の幅は、例えば、数１０〜数１００μｍ程度とすることができる。第２の分割溝３４の幅を第１の分割溝３１の幅よりも広くしてもよい。なお、レーザ光の照射に代えて、針を用いたメカニカルスクライブを採用してもよい。
【００７８】
第１の分割溝３１は第１の実施の形態で示したものと同じであるが、第２の分割溝３４は、第１の実施の形態で示した第２の分割溝３２と第３の分割溝３３を一体化したものに相当し、結果、第１の実施の形態で示したデッドエリアＤ２をなくしたものである。
【００７９】
第１の分割溝３１及び第２の分割溝３４は、基板１１上に積層膜が製膜された後に形成される。従って、第１の実施の形態と同様に、第１の分割溝３１の形成工程と第２の分割溝３４の形成工程との間には、積層膜を製膜するための製膜工程（熱処理工程）が存在しない。
【００８０】
そのため、第１の分割溝３１の製膜工程によるうねりを考慮することなく、言い換えれば、従来技術に比べて第１の分割溝３１に近い位置で第２の分割溝３４を形成することができる。その結果、第１の実施の形態と同様に、第１の分割溝３１と第２の分割溝３４との間のデッドエリアＤ１を従来技術に比べて小さくすることが可能となり、発電領域Ｇ１及びＧ２の面積を増加させることができる。すなわち、発電効率を向上させることができる。
【００８１】
又、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態では存在したデッドエリアＤ２をなくすことができるため、更なるデッドエリアの減少となり、発電効率を一層向上させることができる。
【００８２】
次に、図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、図４（ｃ）及び図４（ｄ）と同様にして、絶縁層１５及び第１の導体層１６を形成する。そして、図６（ｅ）に示すように、第２の分割溝３４内に第４の導体層１９を形成する。第４の導体層１９は、例えば、導体物を含有する溶液（例えば、銀ペースト等）を第２の分割溝３４内に塗布し、これを乾燥又はアニールして形成することができる。
【００８３】
第４の導体層１９は、第１の実施の形態で示した第２の分割溝３２中の第２の導体層１７と、第３の分割溝３３中の第３の導体層１８とを隣接させたものに相当する。より具体的に説明すると、第４の導体層１９は、デッドエリアＤ１の第２の電極層１４と発電領域Ｇ２の第１の電極層１２とを導通させるとともに、デッドエリアＤ１の第２の電極層１４と発電領域Ｇ２の第２の電極層１４とを非導通にするために設けられる。
【００８４】
そのため、第４の導体層１９は、デッドエリアＤ１側では第２の電極層１４に接触する厚みを有するが、発電領域Ｇ２側では第２の電極層１４に接触しない厚みとする必要がある。第４の導体層１９は、デッドエリアＤ１側において、第２の電極層１４の表面と面一でもよいし、第２の電極層１４の表面より突出してもよいし、第２の電極層１４の表面より窪んでもよい。
【００８５】
第４の導体層１９の形成方法としては、導電体を含有するとともに一定の粘性を有する溶液を、発電領域Ｇ２の上側からデッドエリアＤ１の下側に向かって、言い換えれば、紙面上の右上から左下に向かって斜めに塗布する（吹き付ける）。導電体を含有するとともに一定の粘性を有する溶液としては、例えば、銀ペーストやその他の金属ペースト等を用いることができる。
【００８６】
ここで、溶液は一定の粘性を有するため、デッドエリアＤ１の下側から少しずつ溜まっていき、溶液表面がデッドエリアＤ１の第２の電極層１４から発電領域Ｇ２の第１の電極層１２に向かって傾斜する。この溶液表面が傾斜した状態で乾燥又はアニールすることにより、図６（ｅ）に示す第４の導体層１９が形成される。なお、第１の導体層１６と第４の導体層１９とを同時に形成してもよい点は、第１の実施の形態と同様である。
【００８７】
又、第４の導体層１９の別の形成方法としては、導電体を含有するとともに一定の粘性を有する溶液を、第４の導体層１９内のデッドエリアＤ１側に第２の電極層１４に接触する量を塗布し、更に、第２の導体層１９内の発電領域Ｇ２側に第２の電極層１４に接触しない量を塗布する。これにより、溶液表面がデッドエリアＤ１の第２の電極層１４から発電領域Ｇ２の第１の電極層１２に向かって傾斜する。この溶液表面が傾斜した状態で乾燥又はアニールすることにより、図６（ｅ）に示す第４の導体層１９が形成される。
【００８８】
以上の工程により、図５に示した集積型薄膜太陽電池１０Ａが完成する。但し、第１の分割溝３１、第２の分割溝３４、絶縁層１５、第１の導体層１６、及び第４の導体層１９を一組とし、これらを必要な組数（セルの数よりも１つ少ない組数）形成する。
【００８９】
このように、第２の実施の形態では、第１の実施の形態で示した第２の分割溝３２と第３の分割溝３３を一体化した第２の分割溝３４を形成することにより、第１の実施の形態の効果に加えて更に以下の効果を奏する。すなわち、デッドエリアＤ２をなくすことができるため、更なるデッドエリアの減少となり、発電効率を一層向上させることができる。
【００９０】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１０、１０Ａ  集積型薄膜太陽電池
１１  基板
１２  第１の電極層
１３  半導体層
１４  第２の電極層
１５  絶縁層
１６  第１の導体層
１７  第２の導体層
１８  第３の導体層
１９  第４の導体層
３１  第１の分割溝
３２、３４  第２の分割溝
３３  第３の分割溝
【図１】
2015170720.tif 000003
【図２】
2015170720.tif 000004
【図３】
2015170720.tif 000005
【図４】
2015170720.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015170720.tif 000008