(57)【要約】【課題】水分が浸入しても、安定した高い発電力を維持する薄膜系太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽電池モジュールは、透明基板１１の光入射側と反対の裏面側に、透明導電膜１２と光電変換層１３及び１４と裏面電極１５とが順次積層して形成される複数の光起電力素子と接着層１６と裏面フィルム１７とが順に配置される。光電変換層１３は、隣接する各光起電力素子の裏面電極１５を電気的に分離する領域において、透明導電膜１２の裏面側の表面を覆っている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の光入射側と反対の裏面側に、第１電極と光電変換層と第２電極とが順次積層されてなる光起電力素子が複数個直列接続されてなる光起電力層と、接着層とが順に配置される太陽電池モジュールであって、
前記光電変換層の少なくとも一部は、隣接する前記各光起電力素子の前記第２電極を電気的に分離する領域において、前記第１電極の前記裏面側の表面を覆っていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記覆っている部分の光電変換層が、非結晶シリコン半導体層である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。
【請求項３】
前記第１の電極は、酸化亜鉛を主成分とする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。
【請求項４】
前記光起電力層は、レーザパターニングにより前記複数の光起電力素子に電気的に分離されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の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、透明基板上に、第１電極と光電変換層と第２電極とが順次積層されてなる光起電力素子と、接着層とを備える太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池の低コスト化、高効率化を両立するために原材料の使用量が少ない薄膜系太陽電池モジュールの開発が精力的に行われている。
【０００３】
従来の薄膜系太陽電池モジュールの断面図を図４及び図５に示す。図５は図４の拡大断面図である。
【０００４】
一般的に、薄膜系太陽電池モジュール５０の光起電力素子は、ガラス等の遮水性の透明基板５１上に透明導電膜５２／光電変換層５３／裏面電極５４を順次基板側からのレーザー照射によりパターニングしながら積層して形成される。また、薄膜系太陽電池モジュールは、当該光起電力素子上にＰＥＴ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）等の裏面フィルム５６をＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ）等の接着層５５によって接着して形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
即ち、従来の薄膜系太陽電池モジュールは、製造効率の向上等を目的として、透明基板５１側からのレーザー照射により裏面電極５４がパターニングされるため、透明導電膜５２上に接着層５５が配置される。
【０００６】
尚、接着層５５は、裏面フィルム５６と光起電力素子との接着剤及び緩衝剤としての機能を有し、裏面フィルム５６は外部からの水分の浸入を防止する機能を有している。
【特許文献１】特開平８−２０４２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的に、太陽電池モジュールは屋外で使用される場合が多く、厳しい気候条件においても安定した高い発電力を維持するための充分な耐候性を備えている必要がある。
【０００８】
特に、薄膜系太陽電池モジュールは、外部からの水分の浸入等により容易に薄膜材料が劣化するおそれがあるため、たとえ水分が浸入したとしても、安定した高い発電力を維持することができる構造を有していなければならない。
【０００９】
しかし、外部からの水分の浸入を防止するためのＰＥＴ等の裏面フィルム５６の材質や構造によっては、水分の浸入を完全には防止することができず、接着層５５中を浸潤してきた水分が透明導電膜５２にまで到達すれば、透明導電膜５２は容易に劣化し、安定した高い発電力を維持することができないという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、水分が浸入しても、安定した高い発電力を維持することができる薄膜系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】
【００１１】
本発明の特徴は、透明基板の光入射側と反対の裏面側に、第１電極と光電変換層と第２電極とが順次積層された複数の光起電力素子が直列接続されてなる光起電力層と、接着層とが順に配置される太陽電池モジュールであって、前記光電変換層は、隣接する前記各光起電力素子の前記第２電極を電気的に分離する領域において、前記第１電極の前記裏面側の表面を覆っていることを要旨とする。
【００１２】
本発明の特徴に係る薄膜系太陽電池モジュールによると、太陽電池モジュールの裏面側から水分が浸入しても、安定した高い発電力を維持することができる。
【００１３】
本発明の特徴に係る薄膜系太陽電池モジュールは、第１電極を覆っている部分の光電変換層が、非結晶シリコン半導体層であることが好ましい。この薄膜系太陽電池モジュールによると、遮水性の高い非結晶シリコン半導体層により、浸潤してきた水分を遮断することができるため、さらに安定した高い発電力を維持することができる。
【００１４】
本発明の特徴に係る薄膜系太陽電池モジュールの第１電極は、酸化亜鉛を主成分としてもよい。本発明の特徴に係る薄膜系太陽電池モジュールによると、光学的、電気的特性及びコスト面において利点を有するものの水分により容易に劣化する特性をも有する酸化亜鉛を透明導電膜材料として好適に使用することができる。
【００１５】
本発明の特徴に係る薄膜系太陽電池モジュールの光起電力層は、レーザパターニングにより複数の光起電力素子に電気的に分離されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水分が浸入しても、安定した高い発電力を維持する薄膜系太陽電池モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１８】
（太陽電池モジュール）
本実施形態に係る薄膜系太陽電池モジュール１０は、図１に示すように、透明基板１１の光入射側と反対の裏面側に、複数の光起電力素子と接着層１６と裏面フィルム１７とが順に配置される。複数の光起電力素子は、透明導電膜１２と光電変換層１３及び１４と裏面電極１５とを順次積層して形成される。
【００１９】
透明基板１１は、太陽電池モジュールの単一基板であり、透明基板１１の光入射側と反対の裏面側には、複数の光起電力素子が形成される。透明基板１１は、ガラス等の光透過性の部材により構成される。
【００２０】
透明導電膜１２（第１電極）は、透明基板１１上を平面視したときに短冊状に形成される。透明導電膜１２は、ＺｎＯ，Ｉｎ2Ｏ３，ＳｎＯ２，ＣｄＯ，ＴｉＯ2 ，ＣｄＩｎ2Ｏ４，Ｃｄ2ＳｎＯ４，Ｚｎ2ＳｎＯ４ にＳｎ，Ｓｂ，Ｆ，Ａｌをドープした金属酸化物の一群より選択された一種類あるいは複数種類の積層体により構成される。なお、ＺｎＯは、高い光透過性、低抵抗性、可塑性を有し、低価格であるため透明伝道膜材料として好適である。本実施形態に係る透明導電膜としてＺｎＯを用いる。
【００２１】
光電変換層１３及び１４は、透明導電膜１２上に短冊状に形成される。光電変換層１３及び１４は、結晶又は非結晶シリコン半導体により構成される。本実施形態に係る光電変換層１３及び１４は、それぞれ非結晶シリコン半導体及び微結晶シリコン半導体により構成される。尚、本明細書において、「微結晶」の用語は、完全な結晶状態のみならず、部分的に非結晶状態を含む状態をも意味するものとする。
【００２２】
裏面電極１５（第２電極）は、光電変換層１３及び１４上に短冊状に形成される。裏面電極１５は、Ａｇ等の導電性部材により構成される。
【００２３】
このように、透明基板１１上に、透明導電膜１２と光電変換層１３及び１４と裏面電極１５とを順次積層することにより、光起電力素子が形成される。
【００２４】
裏面フィルム１７は、接着層１６上に配置される。裏面フィルム１７は、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＶＦ等の樹脂フィルムにより構成される。裏面フィルム１７は、外部からの水分の浸入をなるべく防止する機能を有している。
【００２５】
裏面フィルム１７は、接着層１６によって、光起電力素子上に接着される。接着層１６は、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＰＶＢ、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の樹脂により構成される。接着層１６は、裏面フィルム１７と光起電力素子との接着剤及び緩衝剤としての機能を有する。
【００２６】
（光起電力素子）
次に、本実施形態に係る光起電力素子の構成について、図１を用いて説明する。
【００２７】
本実施形態に係る光起電力素子は、透明基板１１上に、透明導電膜１２と光電変換層１３及び１４と裏面電極１５とが順次積層されて形成される。
【００２８】
ここで、本実施形態に係る光電変換層１３は、p-i-n型の非結晶シリコン半導体を順次積層して形成され、光電変換層１４は、p-i-n型の微結晶シリコン半導体を順次積層して形成される。このような非結晶シリコンと微結晶シリコンを用いたタンデム型太陽電池モジュールは、光吸収波長が異なる二種類の半導体を積層した構造を有し、太陽光スペクトルを有効に利用することができる。
【００２９】
以下、説明を簡単にするため、図１における２つの光起電力素子の左側を第１光起電力素子、右側を第２光起電力素子として説明する。
【００３０】
第１光起電力素子と第２光起電力素子との透明導電膜１２は、電気的に分離されている。第１光起電力素子と第２光起電力素子との裏面電極１５は、電気的に分離されている。第１光起電力素子と第２光起電力素子との光電変換層１３及び１４は、電気的に分離されている。
【００３１】
第１光起電力素子の裏面電極１５は、光電変換層１３及び１４が分離された領域を介して、第２光起電力素子の透明導電膜１２に電気的に接続されている。
【００３２】
このように、第１光起電力素子と第２光起電力素子とを電気的に直列接続することにより、電流は一方向に流れる。
【００３３】
ここで、本実施形態に係る光起電力素子において、第２光起電力素子の光電変換層１３は、裏面電極１５を電気的に分離する領域において、第２光起電力素子の透明導電膜１２の裏面側を覆っている。
【００３４】
具体的には、裏面電極１５を電気的に分離する領域において、第２光起電力素子の光電変換層１４は除去される一方、光電変換層１３は除去されずに残るため、第２光起電力素子の光電変換層１３は、第１光起電力素子の裏面電極１５が第２光起電力素子の透明導電膜１２と接続する部分の側面と接する。換言すれば、裏面電極１５を短冊状に分離する分離溝の底面が、光電変換層１３によって形成されている。
【００３５】
以上、第１光起電力素子と第２光起電力素子とに分けて説明したが、本実施形態に係る薄膜系太陽電池モジュール１０では、透明基板１１上に、上記のような構成を有する光起電力素子が複数接続される。
【００３６】
（太陽電池モジュールの製造方法）
本実施形態に係る薄膜系太陽電池モジュールの製造方法について、図２（a）及び図２（b）を用いて説明する。
【００３７】
図２（a）に示すように、透明基板１１上に、スパッタにより透明導電膜１２を形成する。透明導電膜１２は、ＹＡＧレーザーの照射により短冊状にパターニングされ、各光起電力素子間で電気的に分離される。尚、本実施形態に係る透明導電膜１２には、ＺｎＯ電極を使用する。
【００３８】
次に、プラズマＣＶＤ法により、光電変換層１３及び１４を形成する。具体的には、透明導電膜１２上にp-i-n型の非結晶シリコン半導体を順次積層して光電変換層１３を形成し、当該光電変換層１３上にp-i-n型の微結晶シリコン半導体を順次積層して光電変換層１４を形成する。光電変換層１３及び１４は、透明導電膜１２のパターニング位置から所定間隔の位置にＹＡＧレーザーを照射することにより短冊状にパターニングされる。
【００３９】
次に、裏面電極１５が、光電変換層１４上にスパッタ等により形成される。裏面電極１５は、光電変換層１３及び１４がパターニングにより除去された領域にも形成される。これにより、各光起電力素子が電気的に直列接続される。図２（a）は、光電変換層１４上に裏面電極１５が形成された状態を示している。
【００４０】
次に、図２（ｂ）に示すように、裏面電極１５は、光電変換層１３及び１４のパターニング位置から所定間隔の位置に裏面側からＹＡＧレーザーを照射することにより短冊状にパターニングされた後、所望の深度までドライエッチングされる。なお、本実施形態においては、導電性の高い微結晶シリコン半導体を除去する程度の深度までドライエッチングする。これにより、裏面電極１５は、短冊状に電気的に分離されるとともに、光電変換層１３が、裏面電極１５を電気的に分離する領域において、透明導電膜１２の裏面側を覆った状態となる。具体的には、裏面電極１５を電気的に分離する領域において、光起電力素子の光電変換層１４はレーザー及びエッチングにより除去される一方、光電変換層１３は除去されないため、光電変換層１３は、裏面電極１５が透明導電膜１２と接続する部分の側面と接する状態で残される。換言すれば、裏面電極１５を短冊状に分離する分離溝の底面が、光電変換層１３によって形成されている。なお、図２（ｂ）では、非晶質シリコン半導体の光電変換層１３が、裏面電極１５を電気的に分離する領域において、透明導電膜１２上を覆う状態を示している。
【００４１】
次に、取出し電極を超音波半田と銅箔リードにより取付ける。
【００４２】
次に、光起電力素子上に接着層１６と裏面フィルム１７とを順次配置して、ラミネート装置を用いて真空加熱圧着する。これにより、光起電力素子の裏面側が保護される。
【００４３】
このようにして、図１に示すような、本実施形態に係る薄膜系太陽電池モジュール１０が形成される。尚、当該太陽電池モジュールには、端子ボックス及び取出し電極を接続し、ブチルゴム等によりアルミニウム枠を取付けることができる。
【００４４】
（作用及び効果）
本実施形態に係る薄膜系太陽電池モジュール１０によると、光電変換層１３が、隣接する各光起電力素子の裏面電極１５を電気的に分離する領域において、透明導電膜１２の裏面側の表面を覆っている。
【００４５】
図５に示すように、従来の薄膜系太陽電池モジュールにあっては、製造効率の向上等を目的として、透明基板５１側からのレーザー照射により裏面電極５４がパターニングされたため、透明導電膜５２上に接着層５５が配置されていた。
【００４６】
これに対し、本実施形態に係る薄膜系太陽電池モジュールにあっては、図1に示すように、光電変換層１３が、隣接する各光起電力素子の裏面電極１５を電気的に分離する領域において、透明導電膜１２の裏面側の表面を覆っている。
【００４７】
従って、外部から水分が浸入しても、安定した高い発電力を維持することができる。具体的には、太陽電池モジュールの裏面側から、裏面フィルム１７及び接着層１６中を浸潤してきた水分は、光電変換層１３によって遮断され、透明導電膜１２まで到達しない。これにより、薄膜材料、特に、透明導電膜１２が、外部からの水分の浸入により劣化されることを回避できる。
【００４８】
又、本発明の実施形態のように、透明導電膜１２を覆う光電変換層１３が、遮水性及び低導電性を有する非結晶シリコン半導体である場合には、結晶シリコン半導体である場合に比べて水分が浸入するおそれがなく、かつ、電流がリークするおそれも小さい。
【００４９】
又、本発明の実施形態のように、透明導電膜１２が、ＺｎＯである場合には、他の金属酸化物に比べて水分により容易に劣化するおそれがある。即ち、ＺｎＯは、透明導電膜材料として、光学的、電気的特性及びコスト面において他の金属酸化物に比べて有利であるものの、水分により容易に劣化する特性を有する。
【００５０】
従って、本発明の実施形態のように、光電変換層１３が透明導電膜１２上を覆うことにより水分の浸入を防ぐことができるため、透明導電膜１２の材料としてメリットの大きいＺｎＯを使用することができる。
【００５１】
また、本実施形態に係る薄膜系太陽電池モジュールにおいて、光起電力素子が複数個直列接続されてなる光起電力層は、レーザパターニングにより複数の光起電力素子に電気的に分離することができる。
【００５２】
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５３】
例えば、上記の実施形態では、非結晶シリコン半導体と微結晶シリコン半導体とが順次積層された光電変換層１３及び１４を用いたが、微結晶又は非結晶シリコン半導体の単層又は３層以上の積層体を用いても同様の効果を得ることができる。
【００５４】
又、光電変換層１３のみが、隣接する各光起電力素子の裏面電極１５を電気的に分離する領域において、透明導電膜１２上を覆っているが、光電変換層１４の電気伝導率が低ければ、光電変換層１４が光電変換層１３上を覆っていても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
又、透明導電膜１２として、ＺｎＯを用いたが、本発明はこれに限らず、Ｉｎ2Ｏ３，ＳｎＯ２，ＣｄＯ，ＴｉＯ2 ，ＣｄＩｎ2Ｏ４，Ｃｄ2ＳｎＯ４，Ｚｎ2ＳｎＯ４ にＳｎ，Ｓｂ，Ｆ，Ａｌをドープした金属酸化物の一群より選択された一種類あるいは複数種類の積層体を用いてもよい。
【００５６】
又、上記実施形態では、裏面電極１５の分離加工において、ドライエッチングを使用したが、ウェットエッチング等を用いてもよい。
【００５７】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明に係る薄膜系太陽電池モジュールについて、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
【００５９】
（実施例）
本発明の実施例に係る薄膜系太陽電池モジュールを以下のように製造した。
【００６０】
図１に示すように、４ｍｍ厚のガラス基板１１上に、スパッタにより６００ｎｍ厚のＺｎＯ電極１２を形成した。ＺｎＯ電極１２は、ガラス基板１１の光入射側からＹＡＧレーザーを照射して短冊状にパターニングし、電気的に分離した。当該レーザー分離加工には、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度１３Ｊ／ｃｍ３、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。
【００６１】
次に、プラズマＣＶＤ法により、非結晶シリコン半導体層１３及び微結晶シリコン半導体層１４を形成した。具体的に、非結晶シリコン半導体層１３は、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ4とＣＨ4とＨ２とＢ２Ｈ６との混合ガスから膜厚１０ｎｍのｐ型非結晶シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ２との混合ガスから膜厚３００ｎｍのi型非結晶シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ2とＰＨ4との混合ガスから膜厚２０ｎｍのｎ型非結晶シリコン半導体層を形成し順次積層した。又、微結晶シリコン半導体層１４は、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ4とＨ２とＢ２Ｈ６との混合ガスから膜厚１０ｎｍのｐ型微結晶シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ２との混合ガスから膜厚２０００ｎｍのi型微結晶シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ2とＰＨ4との混合ガスから膜厚２０ｎｍのｎ型微結晶シリコン半導体層を形成し順次積層した。プラズマＣＶＤ法の諸条件の詳細を表1に示す。
【表１】
2008034744.tif 000003
【００６２】
又、非結晶シリコン半導体層１３及び微結晶シリコン半導体層１４を、ＺｎＯ電極１２のパターニング位置から５０μｍ横の位置に光入射側からＹＡＧレーザーを照射することにより短冊状にパターニングした。当該レーザー分離加工には、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ３、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。
【００６３】
次に、２００ｎｍ厚のＡｇ電極１５を、微結晶シリコン半導体層１４上にスパッタにより形成した。Ａｇ電極１５は、非結晶シリコン半導体層１３及び微結晶シリコン半導体層１４がパターニングにより除去された領域にも形成した。
【００６４】
又、Ａｇ電極１５及び微結晶シリコン半導体層１４の一部を、非結晶シリコン半導体層１３及び微結晶シリコン半導体層１４のパターニング位置から５０μｍ横の位置に、裏面側からＹＡＧレーザーを照射することにより短冊状にパターニングした。当該レーザー分離加工には、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ３、パルス周波数４ｋＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。さらに、ＣＦ４によるドライエッチングを数十秒行った。このようにして、Ａｇ電極を電気的に分離する領域において、ＺｎＯ電極１２の裏面側の表面に非結晶シリコン半導体層１３を残した。即ち、非結晶シリコン半導体層１３は、ＺｎＯ電極１２上を覆っている。以上により、ガラス基板１１上に複数の光起電力素子を直列接続したサブモジュールが形成された。
【００６５】
次に、取出し電極を、超音波半田と銅箔リードにより取付けた。
【００６６】
次に、光起電力素子上にＥＶＡ１６とＰＥＴフィルム１７とを順次配置して、ラミネート装置を用いて、１５０℃で３０分加熱処理することで、ＥＶＡ１６を架橋、安定化して真空圧着した。
【００６７】
最後に、端子ボックスを取付けて取出し電極を接続して本発明の一実施例に係る薄膜系太陽電池モジュールを完成した。
【００６８】
（従来例）
従来例に係る薄膜系太陽電池モジュールを以下のように製造した。
【００６９】
図５に示すように、４ｍｍ厚のガラス基板５１上に、スパッタにより６００ｎｍ厚のＺｎＯ電極５２を形成した。ＺｎＯ電極５２は、ガラス基板５１の光入射側からＹＡＧレーザーを照射して短冊状にパターニングし、電気的に分離した。当該レーザー分離加工には、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度１３Ｊ／ｃｍ３、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。
【００７０】
次に、プラズマＣＶＤ法により、微結晶シリコン半導体層５３を形成した。具体的に、微結晶シリコン半導体層５３は、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ4とＨ２とＢ２Ｈ６との混合ガスから膜厚１０ｎｍのｐ型微結晶シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ２との混合ガスから膜厚２０００ｎｍのi型微結晶シリコン半導体層を、ＳｉＨ4とＨ2とＰＨ4との混合ガスから膜厚２０ｎｍのｎ型微結晶シリコン半導体層を形成し順次積層した。プラズマＣＶＤ法の諸条件の詳細は表1と同様である。
【００７１】
又、微結晶シリコン半導体層５３を、ＺｎＯ電極５２のパターニング位置から５０μｍ横の位置に光入射側からＹＡＧレーザーを照射することにより短冊状にパターニングした。当該レーザー分離加工には、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ３、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。
【００７２】
次に、２００ｎｍ厚のＡｇ電極５４を、微結晶シリコン半導体層５３上にスパッタにより形成した。Ａｇ電極５４は、微結晶シリコン半導体層５３がパターニングにより除去された領域にも形成した。
【００７３】
又、Ａｇ電極５４及び微結晶シリコン半導体層５３を、微結晶シリコン半導体層５３のパターニング位置から５０μｍ横の位置に、光入射側側からＹＡＧレーザーを照射することにより短冊状にパターニングした。当該レーザー分離加工には、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ３、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用した。このようにして、Ａｇ電極を電気的に分離する領域において、ＺｎＯ電極１２の裏面側の表面から、微結晶シリコン半導体層５３は除去された。即ち、当該領域では、微結晶シリコン半導体層５３は、ＺｎＯ電極５２上を覆っていない。以上により、ガラス基板１１上に複数の光起電力素子を直列接続したサブモジュールが形成された。
【００７４】
次に、取出し電極を、超音波半田と銅箔リードにより取付けた。
【００７５】
次に、光起電力素子上にＥＶＡ５５とＰＥＴフィルム５６とを順次配置して、ラミネート装置により、１５０℃で３０分加熱処理することで、ＥＶＡを架橋、安定化して、真空圧着した。ここで、Ａｇ電極を電気的に分離する領域にもＥＶＡ５５が充填され、ＺｎＯ電極５２とＥＶＡ５５とが接している。
【００７６】
最後に、端子ボックスを取付けて取出し電極を接続して従来例に係る薄膜系太陽電池モジュールを完成した。
【００７７】
（信頼性評価）
実施例に係る薄膜系太陽電池モジュールと従来例に係る薄膜系太陽電池モジュールとの信頼性を比較するための耐候信頼性評価を行った。具体的には、温度８５℃、湿度８５％の環境における各モジュールの出力特性の変化率を測定する耐湿試験を行った。ここで、出力特性の変化率とは、試験開始時の出力を１．００として出力の時間変動を指数化したものである。
【００７８】
（結果）
測定結果を図３に示す。図3は、各太陽電池モジュールの出力特性の変化率を時系列で示している。
【００７９】
従来例に係る薄膜系太陽電池モジュールでは、試験開始から約１０００時間が経過すると出力が不安定になり、約１５００時間が経過すると急激に出力が低くなった。さらに、約１８００時間が経過すると出力がなくなった。
【００８０】
一方、実施例に係る薄膜系太陽電池モジュールでは、試験開始から２０００時間が経過しても安定した高い出力を維持することができた。
【００８１】
図３に示す結果となった原因を確認するため、試験後の従来例に係る薄膜系太陽電池モジュールについて、光起電力素子毎に出力特性を測定したところ、一部の光起電力素子において電圧が出ない状態にあること、即ち、導通不良を生じていることが確認された。
【００８２】
そこで、導通不良が生じた光起電力素子の内部を顕微鏡観察したところ、ＥＶＡ５５と接しているＺｎＯの外観が明らかに変化しており、当該部分のＺｎＯが水分により劣化したことが確認された。
【００８３】
このように、太陽電池モジュールの出力がなくなった理由は、隣接する各光起電力素子のＡｇ電極５４を電気的に分離する領域において、ＥＶＡ５５中を浸潤してきた水分がＺｎＯ電極５２を劣化させ、一部の光起電力素子において導通不良が生じたためであると推測される。
【００８４】
一方、実施例に係る薄膜系太陽電池モジュールでは、非結晶シリコン半導体層１３が、隣接する各光起電力素子のＡｇ電極１５を電気的に分離する領域において、ＺｎＯ電極１２上を覆っている。
【００８５】
このように、実施例に係る薄膜系太陽電池モジュールでは、非結晶シリコン半導体層１３がＺｎＯ電極１２上を覆っており、ＥＶＡ１６中を浸潤してきた水分がＺｎＯ電極１２に到達しないため、安定した高い出力を維持することができたことが判った。
【００８６】
特に、非結晶シリコン半導体は、多結晶シリコン半導体に比べて遮水性が高く、ＥＶＡ１６中を浸潤してきた水分を遮断することができる。このことが、実施例に係る太陽電池モジュールの安定した高い出力の維持に大きく寄与したものと推測される。
【００８７】
又、ＺｎＯは、透明導電膜材料として大きな利点を有するにも関わらず、水分によって容易に劣化するという特性のために実用化できなかったが、今回の信頼性評価の結果より、実施例の構成を採用することにより十分実用化されうることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本実施形態及び実施例に係る薄膜系太陽電池モジュールの構成を示す拡大断面図である。
【図２】本実施形態に係る薄膜系太陽電池モジュールの製造方法を説明するための断面図である。
【図３】実施例に係る薄膜系太陽電池モジュールと従来例に係る薄膜系太陽電池モジュールとの耐湿試験結果を示す図である。
【図４】従来の薄膜系太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図５】従来の薄膜系太陽電池モジュールの構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０…薄膜系太陽電池モジュール
１１…透明基板
１２…透明導電膜
１３…光電変換層
１４…光電変換層
１５…裏面電極
１６…接着層
１７…裏面フィルム
５０…薄膜系太陽電池モジュール
５１…透明基板
５２…透明導電膜
５３…光電変換層
５４…裏面電極
５５…接着層
５６…裏面フィルム
【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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