(57)【要約】【課題】新たな製造工程を含む太陽電池の製造方法、ならびに新たな構造から成る太陽電池を提供して技術の豊富化を図ること。【解決手段】この太陽電池の製造方法では、まず、導電材料１０を中間に介在させつつ複数の光透過シート１１を積層して積層材１２を形成する。次に、積層材１２をその積層方向にスライスして、導電材料１０を集電電極１０ａとする集電電極シート１７を形成する。そして、光の照射により発電する太陽電池基板２０上に、集電電極１０ａを導通させつつ集電電極シート１７を配置して太陽電池１を製造する。【選択図】　　　図１
2004111836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材料を中間に介在させつつ複数の光透過シートを積層して積層材を形成する積層材形成ステップと、
前記積層材をその積層方向にスライスして、前記導電材料を集電電極とする集電電極シートを形成する積層材切断ステップと、
光の照射により発電する半導体層その他の光発電層上に、前記集電電極を導通させつつ前記集電電極シートを配置する集電電極層形成ステップと、
を含む太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記積層材形成ステップは、前記光透過シートを積層する間隔ならびに前記積層材をスライスする厚さを調整することにより前記集電電極のアスペクト比を調整しつつ行われる請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
さらに、前記導電材料を相互に導通させる結合材料を、前記積層材に設置する結合材料設置ステップを含み、且つ、
前記結合材料が、前記積層材切断ステップにて、前記導電材料間の導通を維持しつつ前記積層材と共にスライスされる請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
集電電極シートを構成する光透過部に複数の溝を形成すると共に、当該溝に導電材料を充填して集電電極を形成する集電電極形成ステップと、
光の照射により発電する半導体層その他の光発電層上に、前記集電電極を導通させつつ前記集電電極シートを配置する集電電極層形成ステップと、
を含む太陽電池の製造方法。
【請求項５】
さらに、前記溝の幅および深さを調整することにより前記集電電極の断面形状を規制して、前記集電電極のアスペクト比を調整する請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
さらに、前記集電電極シートに、前記溝を相互に結合する結合溝を設けると共に、当該結合溝に導電材料を充填して結合電極を形成する結合電極形成ステップを含む請求項４または５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
導電材料を中間に介在させつつ複数の光透過シートを積層して積層材を形成し、当該積層材をその積層方向にスライスして成ると共に、前記導電材料を集電電極とする集電電極層と、
前記導電材料に導通しつつ前記集電電極層に積層されると共に、光の照射により発電する半導体層その他の光発電層と、
を含む太陽電池。
【請求項８】
光を透過する光透過部を有すると共に、当該光透過部に形成された複数の溝に導電材料を充填されて形成された集電電極を有する集電電極層と、
前記導電材料に導通しつつ前記集電電極層に積層されると共に、光の照射により発電する半導体層その他の光発電層と、
を含む太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽電池の製造方法、ならびに太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽電池の製造方法には、例えば、特許文献１〜特許文献３に記載される技術が知られている。特許文献１に記載される太陽電池の製造方法は、金属ワイヤに導電性接着剤から成る被覆層を設け、この金属ワイヤを太陽電池基板上に接着して集電電極を設ける工程を含む。また、特許文献２に記載される太陽電池の製造方法は、導電ペーストを太陽電池基板上に印刷して集電電極を形成する工程を含む。また、特許文献３に記載される太陽電池の製造方法は、太陽電池基板を強酸でエッチングした後にＩＴＯ膜をスパッタリングして集電電極を形成する工程を含む。
【０００３】
【特許文献１】
特許２９９２４６４号
【特許文献２】
特開平１０−０４１５３２号公報
【特許文献３】
特開平１１−０６８１３１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、太陽電池については、より新しい製造方法を開発し、技術の豊富化を図るべき要請がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、新たな製造工程を含む太陽電池の製造方法、ならびに新たな構造から成る太陽電池を提供して技術の豊富化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明にかかる太陽電池の製造方法は、導電材料を中間に介在させつつ複数の光透過シートを積層して積層材を形成する積層材形成ステップと、前記積層材をその積層方向にスライスして、前記導電材料を集電電極とする集電電極シートを形成する積層材切断ステップと、光の照射により発電する半導体層その他の光発電層上に、前記集電電極を導通させつつ前記集電電極シートを配置する集電電極層形成ステップとを含む。
【０００７】
この発明では、まず、導電材料を中間に介在させつつ複数の光透過シートを積層して積層材を形成する。次に、この積層材をその積層方向、すなわち、その平面と略垂直な方向にスライスして、導電材料を集電電極とする集電電極シートを形成する。そして、この集電電極シートを、集電電極を導通させつつ光発電層上に配置して集電電極層を形成する。かかる工程を含む太陽電池の製造方法は従来知られておらず、したがって、この発明は、太陽電池の製造方法にかかる技術の豊富化の観点から高い有用性を有する。なお、光透過シートには、例えば、太陽光を透過する透明な樹脂や、ガラス板が含まれる。また、導電材料には、例えば、導電ペースト、金属箔、金属シートが含まれる。また、光発電層には、例えば、シリコン層その他の半導体層が含まれる。
【０００８】
また、この発明にかかる太陽電池の製造方法は、前記積層材形成ステップは、前記光透過シートを積層する間隔ならびに前記積層材をスライスする厚さを調整することにより前記集電電極のアスペクト比を調整しつつ行われる。
【０００９】
この発明では、光透過シートを積層する間隔、ならびに積層材をスライスする厚さを調整することにより集電電極のアスペクト比を調整する。これにより、任意のアスペクト比を有する集電電極を形成できるので、集電効率の高い太陽電池を製造できる利点がある。なお、集電電極のアスペクト比とは、集電電極の断面形状の縦横比をいうものとし、例えば、光透過シートの積層間隔と積層材のスライス厚さとの比が該当する。
【００１０】
また、この発明にかかる太陽電池の製造方法は、さらに、前記導電材料を相互に導通させる結合材料を、前記積層材に設置する結合材料設置ステップを含み、且つ、前記結合材料が、前記積層材切断ステップにて、前記導電材料間の導通を維持しつつ前記積層材と共にスライスされる。
【００１１】
この発明では、光透過シート間の導電材料を導通させる結合材料を積層材に設け、この結合材料を、導電材料間の導通を維持しつつ積層材と共にスライスする。スライスされた結合材料は、集電電極シートにおいて、集電電極間を結合する結合電極となる。これにより、結合電極を、集電シートと同時に形成できるので、別工程にてスライスした集電電極シートごとに結合電極を形成する手間を省略できる利点がある。なお、導電材料の結合には、例えば、積層材の側部にさらに導電材料を設けて行う場合が含まれる。
【００１２】
また、この発明にかかる太陽電池の製造方法は、集電電極シートを構成する光透過部に複数の溝を形成すると共に、当該溝に導電材料を充填して集電電極を形成する集電電極形成ステップと、光の照射により発電する半導体層その他の光発電層上に、前記集電電極を導通させつつ前記集電電極シートを配置する集電電極層形成ステップとを含む。
【００１３】
この発明では、集電電極シートの光透過部に溝を形成し、この溝に導電材料を充填して集電電極を構成する。そして、この集電電極シートを、集電電極を導通させつつ光発電層上に配置して集電電極層を形成する。かかる工程を含む太陽電池の製造方法は従来知られておらず、したがって、この発明は、太陽電池の製造方法にかかる技術の豊富化の観点から高い有用性を有する。なお、光透過部には、例えば、太陽光を透過する透明な樹脂部や、ガラス板部が含まれる。
【００１４】
また、この発明にかかる太陽電池の製造方法は、さらに、前記溝の幅および深さを調整することにより前記集電電極の断面形状を規制して、前記集電電極のアスペクト比を調整する。
【００１５】
この発明では、溝の幅および深さを調整することにより集電電極の断面形状を規制して、集電電極のアスペクト比を調整する。これにより、任意のアスペクト比を有する集電電極を形成できるので、集電効率の高い太陽電池を製造できる利点がある。なお、集電電極のアスペクト比とは、集電電極の断面形状の縦横比をいうものとし、例えば、溝の幅と深さの比が該当する。
【００１６】
また、この発明にかかる太陽電池の製造方法は、さらに、前記集電電極シートに、前記溝を相互に結合する結合溝を設けると共に、当該結合溝に導電材料を充填して結合電極を形成する結合電極形成ステップを含む。
【００１７】
この発明では、集電電極シートに結合溝を設け、この結合溝に導電材料を充填して結合電極を形成する。これにより、結合電極を、上記太陽電池の製造方法にて、集電電極と共に形成できる利点がある。
【００１８】
また、この発明にかかる太陽電池は、導電材料を中間に介在させつつ複数の光透過シートを積層して積層材を形成し、当該積層材をその積層方向にスライスして成ると共に、前記導電材料を集電電極とする集電電極層と、前記導電材料に導通しつつ前記集電電極層に積層されると共に、光の照射により発電する半導体層その他の光発電層とを含む。
【００１９】
この発明では、導電材料を中間に介在させつつ複数の光透過シートを積層して積層材を形成し、この積層材をその積層方向にスライスして、導電材料を集電電極とする集電電極層を構成する。そして、光発電層を、導電材料に導通させつつ集電電極層に積層して太陽電池を構成する。かかる太陽電池は、従来知られておらず、したがって、この発明は、太陽電池にかかる技術の豊富化の観点から高い有用性を有する。
【００２０】
また、この発明にかかる太陽電池は、光を透過する光透過部を有すると共に、当該光透過部に形成された複数の溝に導電材料を充填されて形成された集電電極を有する集電電極層と、前記導電材料に導通しつつ前記集電電極層に積層されると共に、光の照射により発電する半導体層その他の光発電層とを含む。
【００２１】
この発明では、光透過部から成る集電電極シートに複数の溝を形成し、この溝に導電材料を充填して集電電極を形成して集電電極層を構成する。そして、光発電層を、この集電電極層に、導電材料に導通させつつ積層して太陽電池を構成する。かかる太陽電池は、従来知られておらず、したがって、この発明は、太陽電池にかかる技術の豊富化の観点から高い有用性を有する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。
【００２３】
（実施の形態１）
図１および図２は、この発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法を示す説明図（図１）およびフローチャート（図２）である。この太陽電池の製造方法では、まず、中間に導電材料１０を介在させつつ複数の光透過シート１１を平面方向に積層して固着し、ブロック状の積層材１２を形成する（ＳＴ１）（図１（ａ）参照）。この光透過シート１１は、透明樹脂やガラス材等の光透過材料から成り、略長方形の平面形状を有する。導電材料１０には、ＩＴＯ等の導電ペーストを用いるが、金属泊や、金属シートにより代用しても良い。次に、この積層材１２の側面に、結合材料１５を貼り付ける（ＳＴ２）（図１（ｂ）参照）。結合材料１５は、積層された導電材料１０に結合して、これらを相互に導通させる。
【００２４】
次に、積層材１２を、結合材料１５と共に、積層した方向すなわち平面方向と垂直に所定間隔でスライスして、集電電極シート１７を形成する（ＳＴ３）（図１（ｃ）参照）。これにより、集電電極シート１７は、導電材料１０と光透過材料１１とを略縞状に配列した板状形状となり、その一辺に結合材料１５を有する構造となる。なお、導電材料１０から成る集電電極シート１７の部分１０ａは、集電電極シート１７の集電電極１０ａとして機能する。また、結合材料１５から成る部分１５ａは、集電電極シート１７の結合電極１５ａとして機能する。次に、この集電電極シート１７を、その集電電極１０ａを光発電層に導通させつつ太陽電池基板２０上に配置する（ＳＴ４）（図１（ｄ）参照）。太陽電池基板２０は、光の照射により発電する光発電層を含み構成され、集電電極シート１７は、光発電層に生じた電荷を集電電極１０ａにて集電し、結合電極１５ａに集約して外部の負荷２１に送る。なお、集電シート１７上には、通常、フッ素樹脂等が熱圧着されてラミネートが施される（図示省略）。
【００２５】
ところで、集電電極１０ａは、▲１▼外部から太陽電池基板２０への光の通路を遮らず、また、▲２▼集電した電荷を集約する際の損失が少ない構成が好ましい。一般に、▲１▼については、断面形状の幅が細く、高さが低いほど好ましく、また、▲２▼については、断面積が大きく電気抵抗が小さいほど好ましい。ただし、これらは相反するため、通常、集電電極１０ａのアスペクト比、すなわち断面形状の縦横比は、所定の基準値に保持されることが好ましい。しかしながら、例えば、特許文献２や特許文献３に記載される方法により製造される太陽電池では、集電電極が導電ペーストにより形成されるため、導電ペースト１００が垂れて集電電極の幅が増大し、アスペクト比を所定の基準値に維持できないという問題点がある（図７参照）。この点において、この実施の形態１では、集電電極１０ａが、光透過材料１１ａ、１１ａ間に挟まれて断面形状を規制され、一定のアスペクト比に保持される。したがって、積層材１２の形成工程（ＳＴ１）およびスライス工程（ＳＴ２）にて、光透過シート１１の積層間隔ならびに積層材１２のスライス厚さを調整することにより、集電電極１０ａの断面形状の幅ならびに高さを容易に調整できる。これにより、集電電極１０ａのアスペクト比を所定の基準値に維持できる利点がある。
【００２６】
また、隣接する集電電極１０ａ、１０ａの間隔は、太陽電池基板２０上に生じた電荷を拾い易くする観点から、狭いほど好ましい。この点において、この実施の形態１では、積層材１２をスライスして集電電極シート１７を形成するので、例えば、金属ワイヤを集電電極として太陽電池基板上に配列する特許文献１にかかる太陽電池の製造方法と比較して、集電電極１０ａをより狭い間隔にて太陽電池基板２０上に配列できる利点がある。特に、金属ワイヤのハンドリングは困難であり、その設備も一般に高価である。この点において、この実施の形態１では、かかる金属ワイヤを使用しないため、簡易かつ安価に集電電極１０ａを形成できる利点がある。また、特許文献３にかかる太陽電池の製造方法と比較しても、高価なエッチング設備を要しない分だけ、安価に集電電極１０ａを形成できる利点がある。
【００２７】
なお、この実施の形態１では、積層材１２の側面全面を覆い結合材料１５を貼り付けたが（図１（ｂ）参照）、これに限らず、結合材料１５は、積層材１２を集電電極シート１７にスライスした段階にて、各集電電極１０ａが結合電極１５ａに導通するように設けられれば足りる。また、結合材料１５を設ける工程（ＳＴ２）を省略し、集積材１２のみをスライスした後に結合電極１５ａを設けて集電電極シート１７を形成しても良い。かかる工程によっても、同様な集電電極シート１７を形成できる利点がある。また、施工が早く、導電ペーストの歩留まりが良いという利点もある。
【００２８】
（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２にかかる太陽電池の製造方法を示す説明図である。同図において、上記実施の形態１の太陽電池の製造方法と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この太陽電池の製造方法では、集電電極シート３１を製造する工程にて、光透過シート３１に溝を切り、この溝に導電材料を充填して集電電極３２および結合電極３３を設ける点に特徴を有する（図１（ａ）参照）。光透過シート３１は、透明樹脂やガラス材等の光透過材料から成り、略正方形を有する。導電材料には、ＩＴＯ等の導電ペーストを用いる。集電電極３２は、光透過シート３１上に略長方形断面に切られた溝に充填され、複数本を略縞状に配列して設けられる。結合電極３３は、光透過シート３１の一つの辺際に切られると共にこれらの集電電極３２の溝と直交する溝に、導電材料を充填して設けられる。これにより、結合電極３３は、集電電極３２と光透過シート３１上にて導通する。
【００２９】
集電電極シート３１は、溝を切り集電電極３２を形成した面を太陽電池基板２０側に向け、集電電極３１を光発電層と導通させつつ太陽電池基板２０上に固定設置される。これにより、この太陽電池２は、太陽電池基板２０上に配置される集電電極３２と、この集電電極３２を覆う光透過シート３１とを含む構成となる。また、光透過シート３１上には、ラミネートが施され（図示省略）、結合電極２１には、外部負荷２１が結合される。この太陽電池２では、集電電極３２が光の照射により太陽電池基板２０上に生じた電荷を集め、この電荷を結合電極３３にて集約して、外部負荷２１に送る。
【００３０】
図５は、この実施の形態２にかかる太陽電池の要部を示す側断面図である。この太陽電池２は、光透過シート３１に略長方形断面の溝を切り、この溝に導電材料を充填して集電電極３２を形成されるので、集電電極３２の断面形状がこの溝に拘束されて一定の幅および高さを有する。したがって、この実施の形態２によれば、溝の断面形状を調整することにより、集電電極３２のアスペクト比を最適かつ容易に調整できる利点がある。
【００３１】
なお、この実施の形態２では、光透過シート３１に形成する溝を、カッターで切削して形成しても良いし、エッチング工程にて形成しても良い。カッターで切削する場合には、例えば、特許文献３にかかる太陽電池の製造方法と比較して、高度なエッチング工程を要しない分、簡易な製造装置にて簡易かつ安価に太陽電池を製造できる利点がある。また、溝を鋭角に切削できるので、シャープな断面形状を有する集電電極３２を形成できる利点がある。
【００３２】
また、この実施の形態２では、集電電極３２の断面形状を略長方形状としたが、これに限らず、底辺を太陽電池基板２０側に向ける略三角形状としても良いし（図６参照）、その他当業者任意の断面形状としても良い。集電電極３２の断面形状を略三角形状とした場合には、集電電極３２が太陽電池基板２０上につくる影が減少するので、太陽電池２の発電効率を高められる利点がある。また、このように集電電極３２の断面形状を変形する場合には、光透過シート３１に形成する溝の形状を変形すればよい。具体的には、溝を切るカッターの形状を変えれば良いので、簡易かつ安価に集電電極３２の断面形状を変形できる利点がある。
【００３３】
また、この実施の形態２では、結合電極３３を、光透過シート３１に形成した溝に導電材料を充填して設けたが、これは、結合電極３３を集電電極３２と近似する工程にて一時に形成できる点で好ましい。しかし、これに限らず、結合電極３３を、別工程にて貼り付けて設けてもよい（図示省略）。具体的には、集電電極３２のみを形成した集電電極シート３０に、その集電電極３２に導通させつつ金属泊等の導電材料を貼り付け、これを結合電極３３としても良い。
【００３４】
また、この実施の形態２では、導電部材に導電ペーストを用いたが、これは、光透過シート３１の溝に充填し易く、かつ、溝の形状に沿った集電電極３２を形成できる点で好ましい。しかし、これに限らず、導電部材に軟性金属や金属ワイヤを用いても良い。かかる場合にも、太陽電池を構成できる利点がある。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる太陽電池の製造方法では、導電材料を中間に介在させつつ複数の光透過シートを積層して積層材を形成し、この積層材をその積層方向にスライスして、導電材料を集電電極とする集電電極シートを形成し、この集電電極シートを、集電電極を導通させつつ光発電層上に配置して集電電極層を形成する。かかる工程を含む太陽電池の製造方法は従来知られておらず、したがって、この発明は、太陽電池の製造方法にかかる技術の豊富化の観点から高い有用性を有する。
【００３６】
また、この発明にかかる太陽電池の製造方法によれば、光透過シートを積層する間隔、ならびに積層材をスライスする厚さを調整することにより集電電極のアスペクト比を調整するので、任意のアスペクト比を有する集電電極の形成が可能となり、集電効率の高い太陽電池を製造できる利点がある。
【００３７】
また、この発明にかかる太陽電池の製造方法によれば、光透過シート間の導電材料を導通させる結合材料を積層材に設け、この結合材料を、導電材料間の導通を維持しつつ積層材と共にスライスするので、結合電極を、集電シートと同時に形成できる利点がある。
【００３８】
また、この発明にかかる太陽電池の製造方法では、集電電極シートの光透過部に溝を形成し、この溝に導電材料を充填して集電電極を構成し、この集電電極シートを、集電電極を導通させつつ光発電層上に配置して集電電極層を形成する。かかる工程を含む太陽電池の製造方法は従来知られておらず、したがって、この発明は、太陽電池の製造方法にかかる技術の豊富化の観点から高い有用性を有する。
【００３９】
また、この発明にかかる太陽電池の製造方法によれば、溝の幅および深さを調整することにより集電電極の断面形状を規制して、集電電極のアスペクト比を調整するので、任意のアスペクト比を有する集電電極を形成できるので、集電効率の高い太陽電池を製造できる利点がある。
【００４０】
また、この発明にかかる太陽電池の製造方法によれば、集電電極シートに結合溝を設け、この結合溝に導電材料を充填して結合電極を形成するので、結合電極を、上記太陽電池の製造方法にて、集電電極と共に形成できる利点がある。
【００４１】
また、この発明にかかる太陽電池では、導電材料を中間に介在させつつ複数の光透過シートを積層して積層材を形成し、この積層材をその積層方向にスライスして、導電材料を集電電極とする集電電極層を構成し、光発電層を、導電材料に導通させつつ集電電極層に積層して太陽電池を構成する。かかる太陽電池は、従来知られておらず、したがって、この発明は、太陽電池にかかる技術の豊富化の観点から高い有用性を有する。
【００４２】
また、この発明にかかる太陽電池では、光透過部から成る集電電極シートに複数の溝を形成し、この溝に導電材料を充填して集電電極を形成して集電電極層を構成し、光発電層を、この集電電極層に、導電材料に導通させつつ積層して太陽電池を構成する。かかる太陽電池は、従来知られておらず、したがって、この発明は、太陽電池にかかる技術の豊富化の観点から高い有用性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法を示す説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】この実施の形態１にかかる太陽電池の要部を示す側断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２にかかる太陽電池の製造方法を示す説明図である。
【図５】この実施の形態２にかかる太陽電池の要部を示す側断面図である。
【図６】この実施の形態２にかかる太陽電池の要部の変形例を示す側断面図である。
【図７】従来の太陽電池の要部を示す側断面図である。
【符号の説明】
１、２，３　太陽電池
１０ａ、３２、３５　集電電極
１２　積層材
１５ａ、３３　結合電極
２０　太陽電池基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004111836.tif 000006
【図５】
2004111836.tif 000007
【図６】
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【図７】
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