(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ことができる薄膜系太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】薄膜系太陽電池モジュールは、透明基板１１上に、透明導電膜１２と光電変換層と裏面電極１５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１６とが順に配置される。又、隣接する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の接着層１６側の表面には金属膜１８が配置されている。【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、
隣接する前記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電極の前記接着層側の表面には金属膜が配置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２】
前記金属膜は、光起電力素子の第１電極と当該光起電力素子に隣接する光起電力素子の第２電極とが接続する部分にまで配置されてい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】
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、
隣接する前記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、前記透明基板の前記接着層側の表面には金属膜が配置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４】
前記金属膜は、前記透明基板の前記接着層側の表面から前記接着層に接するまで配置されていることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記金属膜は、１７００℃以上の高融点を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記第１電極は、ＺｎＯを含むことを特徴とする請求項１〜５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。このような薄膜系太陽電池モジュールの断面図の一例を、図６及び図７に示す。
【０００３】
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）。
【０００４】
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】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
しかしながら、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。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、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】
【０００９】
本発明の第１の特徴は、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、隣接する光起電力素子の第２電極を電気的に分離する領域において、第１電極の接着層側の表面には金属膜が配置されている太陽電池モジュールであることを要旨とする。
【００１０】
第１の特徴に係る太陽電池モジュールによると、金属膜を設けることで、水分が浸入して、この部分の第１電極が劣化した場合においても、第１電極と第２電極との接続部分の電気接続を良好に保つことができ、安定した高い発電力を維持することができる。
【００１１】
第１の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、金属膜は、光起電力素子の第１電極と当該光起電力素子に隣接する光起電力素子の第２電極とが接続する部分にまで配置されていてもよい。
【００１２】
この太陽電池モジュールによると、金属膜と第１電極とが接続することにより、接続部の抵抗を低くすることができる。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、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、隣接する光起電力素子の第２電極を電気的に分離する領域において、透明基板の接着層側の表面には金属膜が配置されている太陽電池モジュールであることを要旨とする。
【００１４】
第２の特徴に係る太陽電池モジュールによると、金属膜を設けることで、水分が浸入して、この部分の第１電極が劣化した場合においても、金属膜が電気伝導をするため、電気抵抗が低下せず、安定した高い発電力を維持することができる。
【００１５】
又、第２の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、金属膜は、透明基板の接着層側の表面から接着層に接するまで配置されていてもよい。
【００１６】
この太陽電池モジュールによると、分離する領域に第１電極が存在しないため、第１電極の劣化が起こりにくい。
【００１７】
又、第１及び第２の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、金属膜は、１７００℃以上の高融点を有することが好ましい。
【００１８】
この太陽電池モジュールによると、通常の第１電極以上の融点を有することとなり、レーザ等により溶融することがないという利点がある。
【００１９】
又、第１及び第２の特徴に係る太陽電池モジュールにおいて、第１電極は、ＺｎＯを含んでいてもよい。ＺｎＯは、水に溶けやすい性質を有するため、本発明を適用することにより、特に効果が得られやすい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（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上に、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。又、図１では、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とが順に配置されている。
【００２３】
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。
【００２４】
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導電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。
【００２５】
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、それぞれ非晶質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。
【００２６】
ここで、本実施形態に係る光電変換層１３は、p-i-n型の非晶質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。このような非晶質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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＦ、ＰＣ等の樹脂フィルムにより構成される。その他、裏面フィルム１７は、樹脂フィルムなどが金属箔を挟んだ構造及び単体やＳＵＳ、ガルバリウムなどの金属（鋼板）でもよい。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
第１光起電力素子と第２光起電力素子の透明導電膜１２は、互いに電気的に分離されている。第１光起電力素子と第２光起電力素子の裏面電極１５は、互いに電気的に分離されている。第１光起電力素子と第２光起電力素子の光電変換層１３及び１４は、互いに電気的に分離されている。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。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、金属膜１８は、隣接する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の接着層１６側の表面に配置される。ここで、「金属膜」とは、金属単体の他、合金や金属を含んだ樹脂ペースト等を含む。又、金属膜１８は、１７００℃以上の高融点を有することが好ましい。このような高融点金属としては、Ｃｒ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｐｔ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｔｈ，Ｗ，Ｚｒ等が挙げられる。
【００３４】
上記において、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。
【００３５】
次に、本実施形態に係る太陽電池モジュールの他の構造について、図２〜５を用いて説明する。
【００３６】
図２に示す太陽電池モジュールは、金属膜１８が、隣接する光起電力素子の裏面電極１５を電気的に分離する領域から、光起電力素子（第１光起電力素子）の裏面電極１５と当該光起電力素子に隣接する光起電力素子（第２の光起電力素子）の透明導電膜１２とが接続する部分にまで配置されている。
【００３７】
又、図３に示す太陽電池モジュールは、金属膜１８が、隣接する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、透明基板１１の接着層１６側の表面に配置されている。
【００３８】
又、図４に示す太陽電池モジュールは、金属膜１８が、透明基板１１の接着層１６側の表面から接着層１６に接するまで配置されている。
【００３９】
（作用及び効果）
図６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。
【００４０】
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、金属膜１８は、隣接する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の接着層１６側の表面に配置される。
【００４１】
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、金属層１８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。
【００４２】
又、図６に示すように、従来の太陽電池モジュールは、裏面電極１５と透明導電膜１２とが電気的に接続されていた。これに対し、本実施形態に係る太陽電池モジュールは、図２に示すように、金属膜１８が、隣接する光起電力素子の裏面電極１５を電気的に分離する領域から、光起電力素子（第１光起電力素子）の裏面電極１５と当該光起電力素子に隣接する光起電力素子（第２の光起電力素子）の透明導電膜１２とが接続する部分にまで配置されている。
【００４３】
従って、裏面電極１５と透明導電膜１２とが金属層１８を介して、電気的に接続される。このため、金属接合部の抵抗が低くなるとともに、面積が大きい金属層１８で透明導電膜１２とのコンタクトを保つので、より抵抗を低くすることができる。
【００４４】
又、本実施形態に係る太陽電池モジュールは、図３に示すように、金属膜１８が、隣接する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、透明基板１１の接着層１６側の表面に配置されている。
【００４５】
従って、水分が浸入して、透明導電膜１２が劣化した場合においても、金属膜１８が電気伝導をするため、電気抵抗が低下しない。又、透明導電膜１２の形成の前に金属膜１８を形成するため、それ以降のプロセスが簡略化できる。
【００４６】
又、本実施形態に係る太陽電池モジュールは、図４に示すように、金属膜１８が、透明基板１１の接着層１６側の表面から接着層１６に接するまで配置されている。
【００４７】
従って、分離する領域に透明導電膜１２が存在しないため、透明導電膜１２の劣化が起こらない。又、透明導電膜１２の周辺も水分によって若干劣化する場合があるが、金属膜１８が左右の透明導電膜１２に対する水分をブロックする効果があるため、より信頼性が高い。
【００４８】
又、金属膜１８は、１７００℃以上の高融点を有することが好ましい。この太陽電池モジュールによると、通常の透明導電膜１２以上の融点を有することとなり、パターニング時のレーザ等により溶融することがないという利点がある。このため、裏面電極１５のパターニングが確実に行うことができる。
【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、金属層１８を配置することにより、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】
（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。
【００５２】
例えば、上記の実施形態では、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。
【００５３】
又、例えば、上記の実施形態では、非晶質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、微結晶又は非晶質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、裏面電極１５の分離加工は、ドライエッチングを使用してもよく、その他、ウェットエッチング等を使用してもよい。
【００５５】
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】
【００５６】
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。
【００５７】
（実施例１）
本発明の実施例１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。
【００５８】
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。次に、マスクを用いて、Ａｇからなる金属膜１８を短冊状に１００μｍ幅で１００ｎｍの厚みに形成する。
【００５９】
この後、ガラス基板１１のＺｎＯ電極１２側からＹＡＧレーザを照射して、ＺｎＯ電極１２を、金属層１８の約１５０μｍ横の位置で短冊状にパターニングする。当該レーザ分離加工には、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度１３Ｊ／ｃｍ3、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザを使用した。
【００６０】
次に、プラズマＣＶＤ法により、非晶質シリコン半導体層１３及び微結晶シリコン半導体層１４を形成した。具体的に、非晶質シリコン半導体層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型非晶質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型非晶質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型非晶質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】
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【００６１】
又、非晶質シリコン半導体層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ＺｎＯ電極１２側からＹＡＧレーザ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レーザを使用した。
【００６２】
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、非晶質シリコン半導体層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。
【００６３】
又、Ａｇ電極１５及び微結晶シリコン半導体層１４の一部を、非晶質シリコン半導体層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レーザを使用した。更に、ＣＦ4によるドライエッチングを数十秒行った。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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
（実施例２）
本発明の実施例２として、図２に示す太陽電池モジュールを作製した。実施例２では、金属層１８の形成幅を１７０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様の工程を行った。
【００６８】
（実施例３）
本発明の実施例３として、図３に示す太陽電池モジュールを作製した。実施例３では、ガラス基板上にマスクを用いて、スパッタ法で金属層１８を２００μｍ幅で１００ｎｍ形成した後、ＺｎＯ電極１２を６００ｎｍ形成したこと以外は、実施例１と同様の工程を行った。
【００６９】
（実施例４）
本発明の実施例４として、図４に示す太陽電池モジュールを作製した。実施例４では、実施例１と同様にＺｎＯ電極１２のレーザーパターニングを行った後、更に２００μｍ横を同様にレーザにより、ＺｎＯ電極１２を１５０μｍ幅で除去する。このときのレーザ条件は、最初のパターニングと同じである。次に、スパッタ法を用いて、マスクにより除去したＺｎＯ電極１２部分にＡｇからなる金属膜１８を形成する。このときの幅は、ＺｎＯ電極１２の除去部分よりやや太くするほうが良い。留技に、プラズマＣＶＤ法で、光電変換層を形成するが、これ以降の工程は、実施例１と同様であった。
【００７０】
（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。
【００７１】
図７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ＺｎＯ電極５２側からＹＡＧレーザ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レーザを使用した。
【００７２】
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。
【００７３】
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横の位置に微結晶シリコン半導体層５３側からＹＡＧレーザ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レーザを使用した。
【００７４】
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。
【００７５】
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、光入射側からＹＡＧレーザ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。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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
（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。
【００８０】
（結果）
測定結果を図５に示す。図５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。
【００８１】
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。
【００８２】
一方、実施例１〜４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、９５％以上の値を示し、安定した高い出力を維持することが分かった。
【００８３】
図５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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
一方、実施例１〜２に係る薄膜系太陽電池モジュールでは、金属層１８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を覆っている。又、実施例３〜４に係る薄膜系太陽電池モジュールでは、金属層１８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中に配置されている。
【００８７】
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、金属層１８によって、水分がＥＶＡ１６中を浸潤してきた場合でもＺｎＯ電極１２を劣化させないため、安定した高い出力を維持することができたことが分かった。
【００８８】
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分かった。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本実施形態及び実施例１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】本実施形態及び実施例２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３】本実施形態及び実施例３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４】本実施形態及び実施例４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５】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６】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７】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】
【００９０】
１０、５０…薄膜系太陽電池モジュール
１１、５１…透明基板
１２、５２…透明導電膜
１３、１４、５３…光電変換層
１５、５４…裏面電極
１６、５５…接着層
１７、５６…裏面フィルム
１８…金属層
【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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