(57)【要約】【課題】機械的に切断された薄膜太陽電池基板の端部の短絡を除去する方法を提供する。【解決手段】本発明の薄膜太陽電池製造方法は、透明基板（１）と、透明電極（２）と、光変換素子（３）と、裏面電極（４）と、を具備する薄膜太陽電池基板の端部を、透明基板（１）と透明電極（２）と光変換素子（３）を概ね溶解せず裏面電極（４）を溶解する薬品（１０）、もしくは、透明基板（１）と透明電極（２）と光変換素子（３）の溶解速度が裏面電極（４）の溶解速度に対して遅い薬品（１０）で、端部の裏面電極（４）を溶解するステップを含む。【選択図】　図１
2004140043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、透明電極と、光変換素子と、裏面電極と、を具備する薄膜太陽電池基板の端部を、前記透明基板と前記透明電極と前記光変換素子を概ね溶解せず前記裏面電極を溶解する薬品、もしくは、前記透明基板と前記透明電極と前記光変換素子の溶解速度が前記裏面電極を溶解する溶解速度に対して遅い薬品で、前記端部の前記裏面電極を溶解するステップを含む、
薄膜太陽電池製造方法。
【請求項２】
透明基板上に、透明電極と、光変換素子と、裏面電極とを成膜して薄膜太陽電池基板を作成するステップと、
前記薄膜太陽電池基板を分断するステップと、
分断された前記薄膜太陽電池基板の周縁から所定の幅を、前記透明基板と前記透明電極と前記光変換素子を概ね溶解せず前記裏面電極を溶解する薬品、もしくは、前記透明基板と前記透明電極と前記光変換素子の溶解速度が前記裏面電極を溶解する溶解速度に対して遅い薬品で、溶解するステップと、を含む、
薄膜太陽電池製造方法。
【請求項３】
前記分断するステップは、カッターにより分断するステップ、もしくは、レーザ光で分断するステップ、もしくは、水圧で分断するステップのいずれかである、
請求項２に記載された薄膜太陽電池製造方法。
【請求項４】
前記所定の幅は、０．５ｍｍ以上、さらに好ましくは１．２ｍｍ以上である、請求項２または３のいずれかに記載された薄膜太陽電池製造方法。
【請求項５】
前記裏面電極は銀を含み、
前記薬品は、硝酸溶液または塩酸溶液である、
請求項１〜４のいずれかに記載された薄膜太陽電池製造方法。
【請求項６】
前記硝酸溶液の濃度は、５〜７６ｖｏｌ％である、
請求項５に記載された薄膜太陽電池製造方法。
【請求項７】
前記塩酸溶液の濃度は、５〜３８ｖｏｌ％である、
請求項５に記載された薄膜太陽電池製造方法。
【請求項８】
さらに、前記裏面電極は酸化インジウムすずを含み、
前記薬品は、王水である、
請求項１〜４のいずれかに記載された薄膜太陽電池製造方法。
【請求項９】
前記透明基板は、ガラス基板であり、
前記透明電極は、酸化すずであり
前記光変換素子は、アモルファスシリコンである、
請求項５〜８のいずれかに記載された薄膜太陽電池製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかの薄膜太陽電池製造方法で製造された、
薄膜太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜太陽電池の製造方法に関し、特に裏面電極まで成膜された薄膜太陽電池基板を、所定の大きさに機械的に分断し、分断部の短絡を防ぐ為に端部の裏面電極を薬品処理により除去する薄膜太陽電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に、裏面電極までが成膜された薄膜太陽電池基板８の概要図が示される。薄膜太陽電池は、ガラスなどの透明基板１にＣＶＤ法やスパッタ法等により、透明電極２、光変換素子３、裏面電極４の層が形成される。各々の層は、各層が形成された後にレーザで部分的に除去され、透明電極２、光変換素子３、裏面電極４を含む複数の電池が、直列に配置されるように形成される。さらに、裏面電極４の上にバスバー（図示なし）や電極（図示なし）が設置され、ＥＶＡなどの充填層（図示なし）および、カバーシート（図示なし）で被覆される。
透明電極２は、ＳｎＯ２に代表され、光を所定の割合で透過する導体である。光変換素子３は、アモルファスシリコンに代表され、光が当ることにより電荷を発生する。
裏面電極４は、Ａｇに代表され、導体である。
光は透明基板１、透明電極２を透過して光変換素子３の層に達し、光変換素子３で発生した電荷が、透明電極２および裏面電極４を通って電流となる。
【０００３】
薄膜太陽電池を製作する場合、薄膜太陽電池基板８の大きさの透明基板１に透明電極２、光変換素子３、裏面電極４が、ＣＶＤ装置やスパッタ装置などの成膜装置で形成される。この為、薄膜太陽電池基板８の大きさは所定の大きさおよび形状であることが、冶具の数を少なくするため、連続的に生産するため、および、成膜装置を性能が良い範囲で効率良く使用するために好ましい。
【０００４】
しかし、近年、太陽電池は、設置される建造物の屋根や壁に形状を合わせて使用されることが望まれている。このため、建材用の薄膜太陽電池基板８の大きさや形を自由に調整できることが好ましい。
【０００５】
要求される大きさや形にするため、裏面電極４まで形成された薄膜太陽電池基板８を、所定の大きさに切断して太陽電池を製作する場合がある。しかし、薄膜太陽電池基板８を機械的に分断すると機械的な分断部で透明電極２と裏面電極４が短絡する場合がある。もしくは、分断部が露出していると短絡する場合がある。
図４（ａ）に機械的に分断された薄膜太陽電池基板８の分断部の例が示される。分断部では、透明電極２と裏面電極４が短絡部分５に示されるように短絡している場合がある。
このような短絡が生じると、太陽電池の発電性能が低下するので、短絡部と発電部を切り離す為、図４（ｂ）に示されるように薄膜太陽電池の端から所定の距離の透明電極２、光変換素子３、および裏面電極４が所定の幅をもって除去され加工溝６が形成される。加工溝６を形成するために透明電極２、光変換素子３、裏面電極４がレーザで除去される。
【０００６】
しかし、レーザ装置は高価で、設備投資が多くなる。このため、多品種少量生産となる建材用の太陽電池を製作する場合に、生産コストが高くなっていた。また太陽電池の寸法の多様性に十分対応できない場合があった。
【０００７】
所定の大きさの薄膜太陽電池基板８を、要求される大きさや形に切断する場合に、端部の短絡を防止する安価な処理が望まれる。さらに、切断される場合に限らず、端部に加工溝６を形成しないと短絡する場合があるので、端部の短絡を防止する安価な処理が望まれる。
【０００８】
薄膜太陽電池の周辺部の光変換素子と裏面電極を機械的または光ビームで除去されていることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの発明がある（例えば、特許文献１または２）。この発明は、薄膜太陽電池の周辺部の絶縁を実現することを課題としている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１５０９４４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６１０１９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、薄膜太陽電池基板の端部の短絡を防止する方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１２】
本発明の薄膜太陽電池製造方法は、透明基板（１）と、透明電極（２）と、光変換素子（３）と、裏面電極（４）と、を具備する薄膜太陽電池基板の端部を、透明基板（１）と透明電極（２）と光変換素子（３）を概ね溶解せず裏面電極（４）を溶解する薬品（１０）、もしくは、透明基板（１）と透明電極（２）と光変換素子（３）の溶解速度が裏面電極（４）の溶解速度に対して遅い薬品（１０）で、端部の裏面電極（４）を溶解するステップを含む。
【００１３】
本発明の薄膜太陽電池製造方法は、以下のステップを含む。
透明基板（１）上に、透明電極（２）と、光変換素子（３）と、裏面電極（４）とを成膜して薄膜太陽電池基板を作成するステップ。
薄膜太陽電池基板を分断するステップ。
分断された薄膜太陽電池基板の周縁から所定の幅を、透明基板（１）と透明電極（２）と光変換素子（３）を概ね溶解せず裏面電極（４）を溶解する薬品（１０）、もしくは、透明基板（１）と透明電極（２）と光変換素子（３）の溶解速度が裏面電極（４）を溶解する溶解速度に対して遅い薬品（１０）で、溶解するステップ。
【００１４】
本発明の薄膜太陽電池製造方法における、分断するステップは、カッターにより分断するステップ、もしくは、レーザ光で分断するステップ、もしくは、水圧で分断するステップのいずれかである。カッターとして、ダイヤモンドカッターが使用される場合がある。
【００１５】
本発明の薄膜太陽電池製造方法における、周縁から所定の幅は、０．５ｍｍ以上、さらに好ましくは１．２ｍｍ以上である。
【００１６】
本発明の薄膜太陽電池製造方法における、裏面電極（４）は銀を含み、薬品（１０）は、硝酸溶液、または塩酸溶液である。
【００１７】
本発明の薄膜太陽電池製造方法において、薬品（１０）として硝酸溶液を使用する場合は、硝酸溶液の濃度は、５〜７６ｖｏｌ％である。
【００１８】
本発明の薄膜太陽電池製造方法において、薬品（１０）として塩酸溶液を使用する場合は、塩酸溶液の濃度は、５〜３８ｖｏｌ％である。
【００１９】
本発明の薄膜太陽電池製造方法において、さらに、裏面電極（４）は酸化インジウムすずを含み、薬品（１０）は、王水である。
【００２０】
本発明の薄膜太陽電池製造方法において、透明基板（１）は、ガラス基板であり、透明電極（２）は、酸化すずであり、光変換素子（３）は、アモルファスシリコンである。
【００２１】
本発明の薄膜太陽電池は上記の薄膜太陽電池製造方法で製造されている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明による分断された薄膜太陽電池基板の端部の短絡を除去する方法の実施の形態を以下に説明する。
【００２３】
薄膜太陽電池の構造は、従来例と同様で、図３に、裏面電極までが成膜された薄膜太陽電池基板８の概要図が示される。
薄膜太陽電池は、ガラスなどの透明基板１にＣＶＤ法やスパッタ法等により、透明電極２、光変換素子３、裏面電極４の層が形成される。各層は、各層が形成された後にレーザで部分的に除去され、透明電極２、光変換素子３、裏面電極４を含む複数の電池が、直列に配置されるように形成される。さらに、裏面電極４の上にバスバー（図示なし）や電極（図示なし）が設置され、ＥＶＡなどの充填層（図示なし）、カバーシート（図示なし）で被覆される。
【００２４】
透明電極２は、ＳｎＯ２に代表され、光を所定の割合で透過する導体である。光変換素子３は、アモルファスシリコンに代表され、光が当ることにより電荷を発生する。
裏面電極４は、Ａｇに代表され、導体である。
光は透明基板１、透明電極２を透過して光変換素子３の層に達し、光変換素子３で発生した電荷が、透明電極２および裏面電極４を通って電流となる。
【００２５】
薄膜太陽電池基板８は、成膜装置などの仕様により、所定の大きさで製作される。薄膜太陽電池基板８が建材用に使用される場合、屋根や壁の形状に合わせて様々な大きさや形状に分断される。分断は、ダイヤモンドカッタを含む刃物による切断や、レーザなどで表面にスクライブ傷を付けて折り割る方法、レーザにより分断する方法、水圧の高い水を放出して分断する方法による場合がある。しかし、薄膜太陽電池基板８を切断すると分断部で透明電極２と裏面電極４が短絡する場合がある。さらに、分断時に分断面が短絡していなくても、分断面が露出している場合は、短絡が発生する場合がある。
図１（ａ）に機械的に切断された薄膜太陽電池基板８の分断部の例が示される。分断部では、透明電極２と裏面電極４が短絡部分５に示されるように短絡している。短絡部分５は、各層の硬度や延性の相違により生じる場合がある。
このような短絡が生じると、太陽電池の発電性能が低下する。
【００２６】
このため、本発明では、図１（ｂ）に示される様に、分断部から所定の幅αで裏面電極４が除去される。除去される裏面電極４が、除去部７として示される。
除去部７が除去されると、図１（ｃ）に示されるように、裏面電極４と透明電極２の露出部分の距離が広がり短絡を除去、もしくは防止することができる。
【００２７】
次に裏面電極４の除去部７が除去される方法が説明される。
透明基板１に透明電極２、光変換素子３、裏面電極４が形成された薄膜太陽電池基板８が製作された後、薄膜太陽電池基板８は所定の形状に分断される。分断された後、薄膜太陽電池基板８の端から所定の幅αの裏面電極４が、裏面電極４を溶解し、透明基板１、透明電極２、光変換素子３を概ね溶解しない薬品、もしくは裏面電極４を溶解する溶解する速度に対して透明基板１、透明電極２、光変換素子３を溶解する速度が遅い薬品で溶解され除去される。
端から所定の幅αは、０．５ｍｍ以上さらに好ましくは１．２ｍｍ以上であることが、短絡を防止する為に、もしくは絶縁を確保する為に好ましい。
【００２８】
裏面電極４がＡｇの場合、裏面電極４を溶解し、透明基板１、透明電極２、光変換素子３を溶解しない薬品、もしくは裏面電極４の溶解速度に対して溶解速度が遅い薬品として、硝酸が用いられる場合がある。硝酸は、裏面電極４の溶解速度に比べ、透明基板１のガラス、透明電極２のＳｎＯ２、光変換素子３のアモルファスシリコンを溶解する速度が十分に遅い。
硝酸の濃度は、５％〜７６％が使用可能で、２０％〜５０％が好ましい。
【００２９】
もしくは、裏面電極４がＡｇの場合、裏面電極４を溶解し、透明基板１、透明電極２、光変換素子３を溶解しない薬品、もしくは裏面電極４の溶解速度に対して溶解速度が遅い薬品として、塩酸が用いられる場合がある。塩酸は、裏面電極４の溶解速度に比べ、透明基板１のガラス、透明電極２のＳｎＯ２、光変換素子３のアモルファスシリコンを溶解する速度が十分に遅い。
塩酸の濃度は、５％〜３８％が使用可能である。
【００３０】
さらに、裏面電極４の一部にＩＴＯ（酸化インジウムすず）を含む場合、裏面電極４を溶解し、透明基板１、透明電極２、光変換素子３を概ね溶解しない薬品、もしくは裏面電極の溶解速度に対して溶解速度が遅い薬品として、王水が用いられる場合がある。王水は、裏面電極４の溶解速度に比べ、透明基板１のガラス、透明電極２のＳｎＯ２、光変換素子３のアモルファスシリコンを溶解する速度が十分に遅い。
【００３１】
使用される薬品は、裏面電極４を溶解し、透明基板１、透明電極２、光変換素子３を概ね溶解しない薬品であれば、硝酸、塩酸、王水に限定されない。また、使用される薬品は各層に使用される材質により好適な薬品が選択される。
【００３２】
裏面電極４の除去部７を溶解する方法が図２に示される。
図２の薄膜太陽電池基板８は、水平方向から表面を見た図が示されている。
薄膜太陽電池基板８を概ね垂直方向に立てて、薄膜太陽電池基板８周辺の除去部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを、槽９に入れられた薬品１０につけることにより、除去部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの裏面電極４が溶解し、除去される。
薬品１０として硝酸が使用される場合、薄膜太陽電池基板８の除去部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを、使用範囲５％〜７６％、もしくは好ましい範囲２０％〜５０％の硝酸に、常温で、概ね６０秒つける事により裏面電極４を除去することができる。薬品に付ける時間は、薬品の種類と濃度、裏面電極４の材質および厚さにより決められる場合がある。
その後、薄膜太陽電池基板８は、純水で洗浄される。
塩酸、王水が使用される場合も同様である。
但し、塩酸の濃度は、５％〜３８％が使用可能である。
【００３３】
上記のように裏面電極４が溶解されて、除去されることにより、薄膜太陽電池基板８周辺部の透明電極２と裏面電極４の短絡を除去する、もしくは防止することができる。さらに、薄膜太陽電池基板８周辺部の絶縁性能を向上することができる。
上記の様に薬品により端部の裏面電極４を除去することにより、レーザなどの高価な装置を使用することなく端部の絶縁をすることができる。
【００３４】
なお、本発明は、分断部に限定されず、太陽電池の周囲を本発明の薬品を使用した処理をすることにより、レーザなどを使用せず短絡を防止することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、薄膜太陽電池基板の端部の短絡を、レーザを使用せず防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】薄膜太陽電池基板の分断部の断面の概要と、裏面電極の除去部の概要を示す図である。
【図２】裏面電極の除去部の除去方法を示す図である。
【図３】薄膜太陽電池基板の概要を示す図である。
【図４】薄膜太陽電池基板の分断部の断面の概要と、レーザによる加工溝の概要を示す図である。
【符号の説明】
１　透明基板
２　透明電極
３　光変換素子
４　裏面電極
５　短絡部分
６　加工溝
７　除去部
８　薄膜太陽電池基板
９　槽
１０　薬品
α　分断部から所定の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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