(57)【要約】【課題】太陽電池のサイドリークを防止し、モジュール効率を向上することが可能な集積型タンデム接合太陽電池及び集積型タンデム接合太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】基板２と基板２上に設けられ直列接続された複数の発電セル８とを具備する集積型タンデム接合太陽電池を用いる。発電セル８は、第１電極層４と第１発電層１１と第２発電層２１と第２電極層６とをこの順に積層して基板２上に設けられる。第２発電層２１は、第１半導体層２２と第２半導体層２４と第３半導体層２６とを含む。電極溝３１と第１溝３２と第２溝３４と第３溝３６とを備える。電極溝３１は第１電極層４の表面から基板２へ、第１溝３２は第１半導体層２２から第１電極層４へ、第２溝３４は第３半導体層２６から第１電極層４へ、第３溝３は第２電極層６から第１電極層４へそれぞれ延びる。第２電極層６が、第２溝３４を介して第１電極層４と接続される。【選択図】      図１
2005033006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、互いに直列に接続された複数の発電セルと
を具備し、
前記複数の発電セルの各々は、
前記基板上に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層上に設けられ、光により発電する第１発電層と、
前記第１発電層上に設けられ、光により発電する第２発電層と、
前記第２発電層上に設けられた第２電極層と
を備え、
前記第２発電層は、
前記第１発電層上に設けられた第１半導体層と、
前記第１半導体層上に設けられた第２半導体層と、
前記第２半導体層上に設けられた第３半導体層と
を含み、
前記第１電極層の表面から前記基板へ延びる電極溝と、前記第１半導体層の表面から前記第１電極層へ延びる第１溝と、前記第３半導体層の表面から前記第１電極層へ延びる第２溝と、前記第２電極層の表面から前記第１電極層へ延びる第３溝とを備え、
前記第２溝は、前記電極溝に対して前記第１溝と同じ側にあり、前記第３溝は、前記電極溝に対して前記第２溝と同じ側に前記第２溝よりも離れてあり、
前記第２電極層が、前記複数の発電セルのうちの隣接する他の一つに直列接続するように、前記第２溝を介して前記第１電極層と接続されている
集積型タンデム接合太陽電池。
【請求項２】
請求項１に記載の集積型タンデム接合太陽電池において、
前記第１溝は、前記電極溝上に設けられている
集積型タンデム接合太陽電池。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の集積型タンデム接合太陽電池において、
前記第２溝は、前記第２溝の一部が前記第１溝に重なるようにして設けられている
集積型タンデム接合太陽電池。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の集積型タンデム接合太陽電池において、
前記第１発電層は、前記第２発電層と接する側に設けられた導電性の中間層を備える
集積型タンデム接合太陽電池。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の集積型タンデム接合太陽電池において、
前記第１半導体層は、ｐ型及びｎ型のうちのいずれか一方の導電型を有する低抵抗層である
集積型タンデム接合太陽電池。
【請求項６】
請求項５に記載の集積型タンデム接合太陽電池において、
前記第１半導体層は、微結晶シリコンを含む
集積型タンデム接合太陽電池。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の集積型タンデム接合太陽電池において、
前記第２半導体層は、イントリンシック型を有する層であり、
前記第３半導体層は、ｐ型及びｎ型のうちの前記第１半導体層とは異なる導電型を有する層である
集積型タンデム接合太陽電池。
【請求項８】
（ａ）基板上に設けられた第１電極層の表面から前記基板へ延びる電極溝を形成するステップと、
（ｂ）前記第１電極層上に、光により発電する第１発電層と、光により発電する第２発電層のうちの第１半導体層とを、この順に積層するステップと、
（ｃ）前記第１半導体層の表面から前記第１電極層へ延びる第１溝を形成するステップと、
（ｄ）前記第１半導体層及び前記第１溝の上に、前記第２発電層のうちの第２半導体層及び第３半導体層を形成するステップと、
（ｅ）前記第３半導体層の表面から前記第１電極層へ延びる第２溝を形成するステップと、
（ｆ）前記第３半導体層及び第２溝の上に、第２電極層を形成するステップと、
（ｇ）前記第２電極層の表面から前記第１電極層へ延びる第３溝を形成するステップと
を具備し、
前記第２溝は、前記電極溝に対して前記第１溝と同じ側にあり、前記第３溝は、前記電極溝に対して前記第２溝と同じ側に前記第２溝よりも離れてあり、
前記第２電極層は、一方の発電セルが前記第３溝で分離された隣接する他の発電セルに直列接続するように、前記第２溝を介して前記第１電極層と接続されている
集積型タンデム接合太陽電池の製造方法。
【請求項９】
（ｈ）基板上に、第１電極層、光により発電する第１発電層、及び、光により発電する第２発電層のうちの第１半導体層を、この順に積層するステップと、
（ｉ）前記第１半導体層の表面から前記基板へ延びる第１溝を形成するステップと、
（ｊ）前記第１半導体層及び前記第１溝の上に、前記第２発電層のうちの第２半導体層及び第３半導体層を形成するステップと、
（ｋ）前記第３半導体層の表面から前記第１電極層へ延びる第２溝を形成するステップと、
（ｌ）前記第３半導体層及び第２溝の上に、第２電極層を形成するステップと、
（ｍ）前記第２電極層の表面から前記第１電極層へ延びる第３溝を形成するステップと
を具備し、
前記第３溝は、前記第１溝に対して前記第２溝と同じ側に前記第２溝よりも離れてあり、
前記第２電極層は、一方の発電セルが前記第３溝で分離された隣接する他の発電セルに直列接続するように、前記第２溝を介して前記第１電極層と接続されている
集積型タンデム接合太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法において、
前記第２溝は、前記第２溝の一部が前記第１溝に重なるようにして設けられている
集積型タンデム接合太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
請求項８乃至９のいずれか一項に記載の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法において、
前記第１発電層は、前記第２発電層と接する側に設けられた導電性の中間層を備える
集積型タンデム接合太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法において、
前記第１半導体層は、ｐ型及びｎ型のうちのいずれか一方の導電型を有する低抵抗層である
集積型タンデム接合太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法において、
前記第１半導体層は、微結晶シリコンを含む
集積型タンデム接合太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法において、
前記第２半導体層は、イントリンシック型を有する層であり、
前記第３半導体層は、ｐ型及びｎ型のうちの前記第１半導体層とは異なる導電型を有する層である
集積型タンデム接合太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積型タンデム接合太陽電池及び集積型タンデム接合太陽電池の製造方法に関し、特に、太陽電池の効率を向上することが可能な集積型タンデム接合太陽電池及び集積型タンデム接合太陽電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
一般に、薄膜太陽電池は、２つの電極で半導体膜を挟んだ構造をしている。２つの電極のうち光の入射する側に透明電極が、また他方に金属の裏面電極が用いられる。この裏面電極には、低抵抗のＡｌやＡｇが用いられる。一方、透明電極には、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）のような透明導電膜が用いられる。ただし、透明導電膜は、電気抵抗率が約５×１０−４Ω・ｃｍと金属膜より２桁程大きい。そのため、発生した電流が透明電極を流れる間に電力損失が生じる。その電力損失は、基板面積が大きくなるほど顕著となり、外部へ取り出せる電力を減少させる。そのため、損失を小さくするための構造として集積化太陽電池がある。これは上記構造膜からなる太陽電池（単位セル）を１枚の基板上に複数個作成しそれぞれを直列接続したものである。
【０００４】
半導体膜としては、ｐｉｎ（ｐ型−ｉ型−ｎ型半導体を用いる）構成を有する非晶質シリコン薄膜を使用したシングル接合太陽電池、及び、ｐｉｎ構成の非晶質シリコン薄膜とｐｉｎ構成の結晶質シリコン薄膜とを積層した構造を有するタンデム接合太陽電池が一般に知られている。ここで、結晶質シリコン薄膜は、非晶質シリコン相に微結晶シリコン相を含有したものが一般的である。通常、シリコン薄膜を用いた太陽電池では、太陽光が入射する側からｐｉｎの順の各層が配置される。
【０００５】
図１７は、従来のシリコン薄膜を用いた集積型タンデム接合集積化太陽電池の構造を示す断面図（直列接続部分）である。
同図の集積型タンデム接合集積化太陽電池は、スーパーストレート型と称し、ガラス基１０２板側から太陽光が入射する。そして、ガラス基板１０２上に、第１電極である透明電極膜１０４，非晶質シリコン膜からなる第１発電層１１１がｐ層１１２、ｉ層１１４、ｎ層１１６の順に積層されている。さらに、その上に結晶質シリコン膜からなる第２発電層１２１がｐ層１２２、ｉ層１２４、ｎ層１２６の順に積層されている。このとき、発電効率を向上させるために第１発電層１１１と第２発電層１２１との間に透明導電膜からなる中間層１１０を挿入することがある。これは、第１発電層１１１で吸収されなかった比較的短波長の光を第１発電層１１１側に反射して発電に寄与させるためである。さらに、第２発電層１２１の上に第２電極である金属裏面電極膜１０６が積層されている。左側セル１０８−ｉの金属裏面電極膜１０６の一部と右側セル１０８−ｉ＋１の透明電極膜１０４の一部とがそれぞれ延在し、互いに第２開溝１３４位置で重畳接続されている。第１開溝１３２は透明電極膜１０４の分離、第３開溝１３６は金属裏面電極膜１０６の分離のために設けれている。直列接続方向に垂直方向（紙面に垂直方向）にレーザスクライブによって形成される。
【０００６】
従来技術として、特開平９−１２９９０３号公報（特許文献１）及び特開２００２−２６１３０８号公報（特許文献２）に、太陽電池の技術が開示されている。シリコン薄膜を用いたタンデム接合集積化太陽電池では、第１発電層（図１７における１１１、以下、従来の技術の項において同じ）のうちの低抵抗層や透明導電膜からなる低抵抗の中間層（１１０）が、第２開溝（接続溝）（１３４）の側壁にて第２電極物質の金属裏面電極膜（１０６）と接触する。そのため、左側セルの第１発電層（１１１）から電流リークが生じてモジュール効率が低下することが指摘されている。すなわち、通常、第１発電層（１１１）から第２発電層（１２１）へ電子が流れるべきであるが、低抵抗層の存在によって一部電流経路のバイパスが生じる。それに対処するために、特開平９−１２９９０３号公報では、第１開溝（１３２）の形成時に透明電極膜（１０４）及び第１発電層（１１１）を同時に分離することが記されている。また、特開２００２−２６１３０８号公報では、第１発電層（１１１）及び中間層（１１０）を同時に分離した溝を設けることが記されている。
【０００７】
しかし、透明電極膜（１０４）及び第１発電層（１１１）を同時に分離する第１開溝（１３２）を設ける方法でモジュールを作製しても、モジュール効率の向上は不充分であった。これは、第１発電層（１１１）のｎ層（１１６）と同様に、第２発電層（１２１）のｐ層（１２２）にも低抵抗の微結晶膜を使用するため、第２発電層（１２１）のｐ層（１２２）によるサイドリークが生じていたためである。サイドリークを防止する技術が望まれている。プロセスの変更が少なく、低コストでサイドリークを防止し、モジュール効率を向上することが可能な技術が望まれている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１２９９０３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２６１３０８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、太陽電池のサイドリークを防止することが可能な集積型タンデム接合太陽電池及び集積型タンデム接合太陽電池の製造方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、モジュール効率を向上することが可能な集積型タンデム接合太陽電池及び集積型タンデム接合太陽電池の製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、プロセスの変更が少なく、サイドリークの防止及びモジュール効率の向上を低コストで行うことが可能な集積型タンデム接合太陽電池及び集積型タンデム接合太陽電池の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・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］  との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［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。
【００１３】
従って、上記課題を解決するために、本発明の集積型タンデム接合太陽電池は、基板（２、４２）と、基板（２、４２）上に設けられ、互いに直列に接続された複数の発電セル（８、４８）とを具備する。複数の発電セル（８、４８）の各々は、第１電極層（４、４４）と第１発電層（１１、５１）と、第２発電層（２１、６１）と、第２電極層（６、４６）とを備える。第１電極層（４、４４）は、基板（２、４２）上に設けられている。第１発電層（１１、５１）は、第１電極層（４、４４）上に設けられ、光により発電する。第２発電層（２１、６１）は、第１発電層（１１、５１）上に設けられ、光により発電する。第２電極層（６、４６）は、第２発電層（２１、６１）上に設けられている。第２発電層（２１、６１）は、第１半導体層（２２、６２）と、第２半導体層（２４、６４）と、第３半導体層（２６、６６）とを含む。第１半導体層（２２、６２）は、第１発電層（１１、５１）上に設けられている。第２半導体層（２４、６４）は、第１半導体層（２２、６２）上に設けられている。第３半導体層（２６、６６）は、第２半導体層（２４、６４）上に設けられている。
そして、電極溝（３１、７１）と、第１溝（３２、７２）と、第２溝（３４、７４）と、第３溝（３６、７６）とを備える。電極溝（３１、７１）は、第１電極層（４、４４）の表面から基板（２、４２）へ延びる。第１溝（３２、７２）は、第１半導体層（２２、６２）の表面から第１電極層（４、４４）へ延びる。第２溝（３４、７４）は、第３半導体層（２６、６６）の表面から第１電極層（４、４４）へ延びる。第３溝（３６、７６）は、第２電極層（６、４６）の表面から第１電極層（４、４４）へ延びる。第２溝（３４、７４）は、電極溝（３１、７１）に対して第１溝（３２、７２）と同じ側にある。第３溝（３６、７６）は、電極溝（３１、７１）に対して第２溝（３４、７４）と同じ側に第２溝（３４、７４）よりも離れてある。第２電極層（６、４６）が、複数の発電セル（８、４８）のうちの隣接する他の一つに直列接続するように、第２溝（３４、７４）を介して第１電極層（４、４４）と接続されている。
【００１４】
上記の集積型タンデム接合太陽電池において、第１溝（３２、７２）は、電極溝（３１、７１）上に設けられている。
【００１５】
上記の集積型タンデム接合太陽電池において、第２溝（３４、７４）は、第２溝（３４、７４）の一部が第１溝（３２、７２）に重なるようにして設けられている。
【００１６】
上記の集積型タンデム接合太陽電池において、第１発電層（１１、５１）は、第２発電層（２１、６１）と接する側に設けられた導電性の中間層（１０、５０）を備える。
【００１７】
上記の集積型タンデム接合太陽電池において、第１半導体層（２２、６２）は、ｐ型及びｎ型のうちのいずれか一方の導電型を有する低抵抗層である。
【００１８】
上記の集積型タンデム接合太陽電池において、第１半導体層（２２、６２）は、微結晶シリコンを含む。
【００１９】
上記の集積型タンデム接合太陽電池において、第２半導体層（２４、６４）は、イントリンシック（真性）型を有する層である。第３半導体層（２６、６６）は、ｐ型及びｎ型のうちの第１半導体層（２２、６２）とは異なる導電型を有する層である。
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法は、（ａ）から（ｇ）ステップを具備する。（ａ）ステップは、基板（４２）上に設けられた第１電極層（４４）の表面から基板（４２）へ延びる電極溝（７１）を形成する。（ｂ）ステップは、第１電極層（４４）上に、光により発電する第１発電層（５１）と、光により発電する第２発電層（６１）のうちの第１半導体層（６２）とを、この順に積層する。（ｃ）ステップは、第１半導体層（６２）の表面から第１電極層（４４）へ延びる第１溝（７２）を形成する。（ｄ）ステップは、第１半導体層（６２）及び第１溝（７２）の上に、第２発電層（６１）のうちの第２半導体層（６４）及び第３半導体層（６６）を形成する。（ｅ）ステップは、第３半導体層（６６）の表面から第１電極層（４４）へ延びる第２溝（７４）を形成する。（ｆ）ステップは、第３半導体層（６６）及び第２溝（７４）の上に、第２電極層（４６）を形成する。（ｇ）ステップは、第２電極層（４６）の表面から第１電極層（４４）へ延びる第３溝（７６）を形成する。そして、第２溝（７４）は、電極溝（７１）に対して第１溝（７２）と同じ側にある。第３溝（７６）は、電極溝（７１）に対して第２溝（７４）と同じ側に第２溝（７４）よりも離れてある。第２電極層（４６）は、一方の発電セル（４８−ｉ）が第３溝（７６）で分離された隣接する他の発電セル（４８−ｉ＋１）に直列接続するように、第２溝（７４）を介して第１電極層（４４）と接続されている。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法は、（ｈ）から（ｍ）ステップを具備する。（ｈ）ステップは、基板上（２）に、第１電極層（４）、光により発電する第１発電層（１１）、及び、光により発電する第２発電層（２１）のうちの第１半導体層（２２）を、この順に積層する。（ｉ）ステップは、第１半導体層（２２）の表面から基板（２）へ延びる第１溝（３１＋３２）を形成する。（ｊ）ステップは、第１半導体層（２２）及び第１溝（３１＋３２）の上に、第２発電層（２１）のうちの第２半導体層（２４）及び第３半導体層（２６）を形成する。（ｋ）ステップは、第３半導体層（２６）の表面から第１電極層（４）へ延びる第２溝（３４）を形成する。（ｌ）ステップは、第３半導体層（２６）及び第２溝（３４）の上に、第２電極層（６）を形成する。（ｍ）ステップは、第２電極層（６）の表面から第１電極層（４）へ延びる第３溝（３６）を形成する。そして、第３溝（３６）は、第１溝（３１＋３２）に対して第２溝（３４）と同じ側に第２溝（３４）よりも離れてある。第２電極層（６）は、一方の発電セル（８−ｉ）が第３溝（３６）で分離された隣接する他の発電セル（８−ｉ＋１）に直列接続するように、第２溝（３４）を介して第１電極層（４）と接続されている。
【００２２】
上記の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法において、第２溝（３４、７４）は、第２溝（３４、７４）の一部が第１溝（３２、７２）に重なるようにして設けられている。
【００２３】
上記の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法において、第１発電層（１１、５１）は、第２発電層（２１、６１）と接する側に設けられた導電性の中間層（１０、５０）を備える。
【００２４】
上記の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法において、第１半導体層（２２、６２）は、ｐ型及びｎ型のうちのいずれか一方の導電型を有する低抵抗層である。
【００２５】
上記の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法において、第１半導体層（２２、６２）は、微結晶シリコンを含む。
【００２６】
上記の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法において、第２半導体層（２４、６４）は、イントリンシック（真性）型を有する層である。第３半導体層（２６、６６）は、ｐ型及びｎ型のうちの第１半導体層（２２、６２）とは異なる導電型を有する層である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の集積型タンデム接合太陽電池及び集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第１の実施の形態の構成について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第１の実施の形態の構成を示す断面図である。集積型タンデム接合太陽電池は、基板２と、複数の発電セル８とを具備する。
【００２９】
基板２は、ガラスのような透光性を有する。複数の発電セル８−ｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは自然数で発電セルの数）の各々は、基板２上に設けられ、互いに直列に電気的に接続されている。第１電極層４、第１発電層１１、第２発電層２１及び第２電極層６を備える。
【００３０】
第１電極層４は、基板２を覆うように設けられている。熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタ法のような成膜法で形成された透明導電膜である。透明導電膜としては、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）が例示される。本実施の形態では、膜厚０．３〜１μｍ厚のＳｎＯ２である。
【００３１】
第１発電層１１は、第１電極層４上に設けられ、基板２及び第１電極層４を透過した光により発電を行う。太陽光が入射する側からｐ層１２、ｉ層１４、ｎ層１６を備える非晶質シリコン薄膜である。
【００３２】
ｐ層１２は、第１電極層４上に設けられている。ＰＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＣＶＤ）法のような成膜法で形成されたｐ型非晶質半導体膜である。本実施の形態では、ｐ型非晶質半導体膜として、ｐ型ａ−ＳｉＣ（非晶質炭化シリコン）、膜厚５〜２０ｎｍを用いる。
ｉ層１４は、ｐ層１２上に設けられている。ＰＣＶＤ法のような成膜法で形成されたｉ型非晶質半導体膜である。本実施の形態では、ｉ型非晶質半導体膜として、ｉ型ａ−Ｓｉ（非晶質シリコン）、膜厚１５０〜４００ｎｍを用いる。
ｎ層１６は、ｉ層１４上に設けられている。ＰＣＶＤ法のような成膜法で形成されたｎ型微結晶半導体膜である。本実施の形態では、ｎ型微結晶半導体膜として、ｎ型μｃ−Ｓｉ（微結晶シリコン）、膜厚１５〜１００ｎｍを用いる。
【００３３】
第２発電層２１は、第１発電層１１上に設けられ、基板２、第１電極層４及び第１発電層１１を透過した光により発電を行う。太陽光が入射する側からｐ層２２、ｉ層２４、ｎ層２６を備える結晶質シリコン薄膜である。
【００３４】
第１半導体層としてのｐ層２２は、第１発電層１１上に設けられている。ＰＣＶＤ法のような成膜法で形成されたｐ型微結晶半導体膜である。本実施の形態では、ｐ型微結晶半導体膜として、ｐ型μｃ−Ｓｉ、膜厚５〜５０ｎｍを用いる。
第２半導体層としてのｉ層２４は、ｐ層２２の表面を覆い、且つ、第１開溝３２（後述）及び電極用開溝３１（後述）の内面を覆う（又は内面を埋める）ように設けられている。ＰＣＶＤ法のような成膜法で形成されたｉ型微結晶半導体膜である。本実施の形態では、ｉ型微結晶半導体膜として、ｉ型μｃ−Ｓｉ、膜厚１〜５μｍを用いる。
第３半導体層としてのｎ層２６は、ｉ層２４上に設けられている。ＰＣＶＤ法のような成膜法で形成されたｎ型微結晶半導体膜である。本実施の形態では、ｎ型微結晶半導体膜として、ｎ型μｃ−Ｓｉ、膜厚１５〜１００ｎｍを用いる。
【００３５】
第２電極層６は、第２発電層２１の表面を覆い、且つ、第２開溝３４（後述）の内面を覆う（又は内面を埋める）ように設けられている。スパッタ法のような成膜法で形成された導電膜である。第２電極層６は、隣接する他の発電セル８に直列接続するように、第２開溝を介して前記第１電極層と接続されている導電膜としては、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）のような透明導電膜、Ａｇ（銀）やＡｌ（アルミニウム）のような金属膜、又はそれらの組合せが例示される。本実施の形態では、膜厚５０〜１５０ｎｍ厚のＺｎＯと、膜厚０．２〜０．４μｍ厚のＡｇとの積層膜である。
【００３６】
各層には、以下のように、電極用開溝３１、第１開溝３２、第２開溝３４及び第３開溝３６が設けられている。各開溝は、発電セル８の直列接続方向に対して垂直方向（図面に垂直な方向）に、レーザスクライブによって形成される。
【００３７】
電極溝としての電極用開溝３１は、第１電極層４の表面から基板２へ延び、第１電極層４を貫通している。第１電極層４について、隣接する発電セル８同士を分離する。
第１溝としての第１開溝３２は、ｐ層２２の表面から第１電極層４へ延び、ｐ層２２及び第１発電層１１を貫通している。第１開溝３２は、電極用開溝３１上に設けられている。低抵抗層（第１発電層１１の低抵抗層及び第２発電層２１のｐ層１２）における電流の横走り（基板の表面と平行な方向への電流のリーク）を遮断する。
第２溝としての第２開溝３４は、第２発電層２１の表面から第１電極層４へ延び、第２発電層２１及び第１発電層１１を貫通している。第２開溝３４は、電極用開溝３１に対して、隣接する他の発電セル８の側にある。第２電極層６を、隣接する他の発電セル８の第１電極層４へ接続するために用いる。
第３溝としての第３開溝３６は、第２電極層６の表面から第１電極層４へ延び、第２電極層６、第２発電層２１及び第１発電層１１を貫通している。第３開溝３６は、電極用開溝３１に対して、第２開溝３４と同じ側に、第２開溝３４よりも離れて設けられている。隣り合う発電セル８間で第２電極層を分離する目的で設けられる。
【００３８】
次に、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第１の実施の形態の動作について説明する。
図１を参照して、単一の発電セル８において、基板２の側から入射した光により、第１発電層１１及び第２発電層２１において、正孔−電子対が生成する。正孔は、第１電極層４へ向かい、電子は、第２電極層６側へ向かう。これらが、電力として外部に取り出される。集積型タンデム接合太陽電池では、単一の発電セル８が複数個直列に接続された構造となっている。すなわち、一方の発電セル８の第２電極層６は、隣接する他の発電セル８の第１電極層４と接続している。所望の電圧に応じて直列にする発電セル８の数が設定されている。
【００３９】
本発明の集積型タンデム接合太陽電池は、第１開溝３１を、第１発電層１１の上部表面からではなく、第２発電層２１のｐ層２２の上部表面から設けることにより、第１発電層１１の低抵抗層における電流の横走りだけでなく、第２発電層２１のｐ層２２における電流の横走りを遮断することが可能となる。これにより、発電セル８における短絡電流Ｉｓｃや曲線因子ＦＦが改善される。そして、発電セル８の効率が向上し、それにより、集積型タンデム接合太陽電池のモジュール効率を向上することが可能となる。
【００４０】
次に、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第１の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。図２から図３は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第１の製造方法の実施の形態を示す断面図である。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、基板２上に、基板２を覆うように第１電極層４としての膜厚０．５μｍのＳｎＯ２を熱ＣＶＤ法で形成する。続いて、第１電極層４を覆うように、第１発電層１１のｐ層１２／ｉ層１４／ｎ層１６としてのｐ型ａ−ＳｉＣ／ｉ型ａ−Ｓｉ／ｎ型μｃ−Ｓｉをこの順にＰＣＶＤ法で積層する。各膜の膜厚は、それぞれ１０ｎｍ／３００ｎｍ／５０ｎｍである。そして、第１発電層１１を覆うように第２発電層２１のｐ層２２としての膜厚３０ｎｍのｐ型μｃ−ＳｉをＰＣＶＤ法で形成する。
【００４２】
図２（ａ）の状態において、波長５３２ｎｍ（第２高調波）又は波長１０６４ｎｍ（基本波）のＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板２の側から照射する。それにより、第１電極層４、第１発電層１１及びｐ層２２の積層膜に対して、一度に電極用開溝３１及び第１開溝３２を形成する。電極用開溝３１は、第１電極層４を貫通している。第１開溝３２は、ｐ層２２及び第１発電層１１を貫通している。レーザの照射は、ｐ層２２の側から照射しても良い。電極用開溝３１及び第１開溝３２により、低抵抗層であるｎ層１６及びｐ層２２から第２開溝３４への電流経路を断つことが可能となる。この状態が図２（ｂ）である。第１開溝３２の幅と電極用溝３１と幅が一致せずに階段状になっている理由は次のようである。透明導電性酸化物からなる第１電極層４の除去に必要なレーザエネルギー密度は、シリコンからなる第１発電層１１及びｐ層２２の積層膜の除去に必要なレーザエネルギー密度より大きい。ガウス分布状のエネルギー密度を有するレーザビームを照射する場合、レーザビームの周辺部はレーザエネルギー密度が低いので、開溝の端部の第１電極層４は除去されないためである。
【００４３】
図２（ｂ）の状態において、ｐ層２２の表面を覆い、且つ、電極用開溝３１及び第１開溝３２の内面を覆う（又は内面を埋める）ように、第２発電層２１のｉ層２４／ｎ層２６としてのｉ型μｃ−Ｓｉ／ｎ型μｃ−Ｓｉをこの順にＰＣＶＤ法で積層する。各膜の膜厚は、それぞれ２μｍ／５０ｎｍである。この状態が、図２（ｃ）である。
【００４４】
図２（ｃ）の状態において、波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板２の側から照射する。それにより、第１発電層１１及び第２発電層２１の積層膜に対して、第２開溝３４を形成する。第２開溝３４は、第２発電層２１及び第１発電層１１を貫通している。第２開溝３４は、電極用開溝３１に対して、隣接する他の発電セル８の側にある。レーザの照射は、第２発電層２１の側から照射しても良い。この状態が図３（ａ）である。
【００４５】
図３（ａ）の状態において、第２発電層２１の表面を覆い、且つ、第２開溝３４の内面を覆う（又は内面を埋める）ように、第２電極層６としてのＺｎＯ／Ａｇの積層膜をこの順にスパッタ法で形成する。各膜の膜厚は、それぞれ膜厚１００ｎｍ／０．３μｍである。これにより、第２開溝３４において、第２電極層６と、隣接する他の発電セル８の第１電極層４とが電気的に接続される。この状態が図３（ｂ）である。
【００４６】
図３（ｂ）の状態において、波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板２の側から照射する。それにより、第１発電層１１、第２発電層２１及び第２電極層６の積層膜に対して、第３開溝３６を形成する。第３開溝３６は、第２電極層６、第２発電層２１及び第１発電層１１を貫通している。第３開溝３６は、電極用開溝３１に対して、第２開溝３４と同じ側に、第２開溝３４よりも離れて設けられている。この状態が図３（ｃ）（＝図１）である。
【００４７】
第１開溝３１を、ｐ層２２の上部表面から設けることにより、第１発電層１１及びｐ層１２における電流の横走りを遮断することが可能となる。これにより、集積型タンデム接合太陽電池のモジュール効率を向上することが可能となる。
【００４８】
第１開溝３１に、比較的高抵抗のｉ層２４（ｉ型μｃ−Ｓｉ）を充填することで、第１発電層１１の低抵抗層及び第２発電層２１のｐ層２２から第１開溝３２に露出した第１電極層４への電流漏れを大幅に改善することが出来る。
【００４９】
また、大気中でレーザ照射により第１開溝３１を形成するので、ｐ層２２の表面が大気に触れることになる。それにより、その表面が改質され、発電効率を向上させることが可能となる。
その理由は以下の通りである。
ｐ層２２の表面が大気に触れることにより、ｐ層２２の表面の全面又は一部（大気曝露の状態に依存）に非常に薄い酸化シリコン層が形成される。それにより、ｉ層２４（ｉ型μｃ−Ｓｉ）の製膜時に、非晶質シリコンの成長が抑制され、所望の微結晶シリコンを選択的に成長させることができる。従って、発電効率を向上することが可能となる。ｐ層２２上の酸化シリコン層は極めて薄く、ｉ層２４製膜後に酸化シリコン層が残留していたとしても、トンネル電流が容易に流れる程度に薄い。従って、電荷の移動を妨げることは無い。
【００５０】
（第２の実施の形態）
まず、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第２の実施の形態の構成について、添付図面を参照して説明する。図４は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第２の実施の形態の構成を示す断面図である。本実施の形態は、第１発電層１１が中間層１０を更に備える点で第１の実施の形態と異なる。
【００５１】
中間層１０は、第１発電層１１のｎ層１６を覆うように設けられている。イオンプレーティング法やスパッタ法のような成膜法で形成された透明導電膜である。透明導電膜としては、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）が例示される。本実施の形態では、膜厚３０〜２００ｎｍ厚のＺｎＯである。
【００５２】
中間層１０は、第１発電層１１において吸収されずに透過する光を、第１発電層１１の側へ反射する。そして、再度ｉ層１４においてその光を吸収させて発電に寄与させる働きがある。非晶質シリコンは光劣化しやすく、膜厚が大きいほど劣化が大きい。中間層１０を設けることで、反射により電流発生量が増加するので、その分非晶質シリコンの膜厚を薄くすることが出来る。それにより、非晶質シリコンの光劣化を抑制できる。さらに、中間層１０が無い場合、第１発電層１１のｎ層１６と第２発電層２１のｐ層２２とが接合することになる。その場合、ｎｐ接合による逆電位が生じるので、発電電圧が僅からながら減少する。高導電率の中間層１０を挟むことにより、接合部の逆電位の発生を抑制することが出来る。
【００５３】
その他の構成については、第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００５４】
本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第２の実施の形態の動作についても、第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００５５】
次に、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第２の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。図５から図６は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第２の実施の形態を示す断面図である。
【００５６】
集積型タンデム接合太陽電池の製造方法についても、中間層１０を設けるプロセスが加わるほかは、第１の実施の形態と同様である。すなわち、以下のようである。
図５（ａ）に示すように、基板２上に、基板２を覆うように第１電極層４としてのＳｎＯ２を熱ＣＶＤ法で形成する。続いて、第１電極層４を覆うように、第１発電層１１のｐ層１２／ｉ層１４／ｎ層１６としてのｐ型ａ−ＳｉＣ／ｉ型ａ−Ｓｉ／ｎ型μｃ−Ｓｉをこの順にＰＣＶＤ法で積層する。更に、ｎ型μｃ−Ｓｉを覆うように中間層１０としてのＺｎＯをスパッタ法で形成する。そして、中間層１０を覆うように第２発電層２１のｐ層２２としてのｐ型μｃ−ＳｉをＰＣＶＤ法で形成する。各膜の膜厚は、それぞれ０．５μｍ／５ｎｍ／２００ｎｍ／２０ｎｍ／１００ｎｍ／３０ｎｍのである。
【００５７】
図５（ａ）の状態において、波長５３２ｎｍ又は波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板２の側から照射する。それにより、一度に電極用開溝３１及び第１開溝３２を形成する。電極用開溝３１は第１電極層４を貫通し、第１開溝３２はｐ層２２及び第１発電層１１を貫通している。レーザの照射は、ｐ層２２の側から照射しても良い。電極用開溝３１及び第１開溝３２により、低抵抗層であるｎ層１６及びｐ層２２から第２開溝３４への電流経路を断つことが可能となる。この状態が図５（ｂ）である。
【００５８】
図５（ｂ）の状態において、ｐ層２２の表面を覆い、且つ、電極用開溝３１及び第１開溝３２の内面を覆う（又は内面を埋める）ように、第２発電層２１のｉ層２４／ｎ層２６としてのｉ型μｃ−Ｓｉ／ｎ型μｃ−Ｓｉをこの順にＰＣＶＤ法で積層する。各膜の膜厚は、それぞれ２μｍ／５０ｎｍである。この状態が、図５（ｃ）である。
【００５９】
図５（ｃ）の状態において、波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板２の側から照射する。それにより、第２開溝３４を形成する。第２開溝３４は、第２発電層２１及び第１発電層１１を貫通している。第２開溝３４は、電極用開溝３１に対して、隣接する他の発電セル８の側にある。レーザの照射は、第２発電層２１の側から照射しても良い。この状態が図６（ａ）である。
【００６０】
図６（ａ）の状態において、第２発電層２１の表面を覆い、且つ、第２開溝３４の内面を覆う（又は内面を埋める）ように、第２電極層６としてのＺｎＯ／Ａｇの積層膜をこの順にスパッタ法で形成する。各膜の膜厚は、それぞれ膜厚１００ｎｍ／０．３μｍである。これにより、第２開溝３４において、第２電極層６と、隣接する他の発電セルの第１電極層４とが電気的に接続される。この状態が図６（ｂ）である。
【００６１】
図６（ｂ）の状態において、波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板２の側から照射する。それにより、第第３開溝３６を形成する。第３開溝３６は、第２電極層６、第２発電層２１及び第１発電層１１を貫通している。第３開溝３６は、電極用開溝３１に対して、第２開溝３４と同じ側に、第２開溝３４よりも離れて設けられている。この状態が図６（ｃ）（＝図４）である。
【００６２】
本実施の形態により、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。また、低抵抗な中間層１０における電流の横走りを遮断することが可能となる。これにより、集積型タンデム接合太陽電池のモジュール効率を向上することが可能となる。
【００６３】
（第３の実施の形態）
まず、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第３の実施の形態の構成について、添付図面を参照して説明する。図７は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第３の実施の形態の構成を示す断面図である。集積型タンデム接合太陽電池は、基板２４と、複数の発電セル４８−ｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは自然数で発電セルの数）とを具備する。
【００６４】
本実施の形態は、電極用開溝７１と第１開溝７２とが異なる位置に形成されている点で、第１の実施の形態と異なる。そして、第２開溝７４は、電極用開溝７１に対して、第１開溝と同じ側に、第１開溝よりも離れて設けられている。それ以外は第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００６５】
ただし、基板４２、複数の発電セル４８−ｉ、第１電極層４４、第１発電層５１、ｐ層５２、ｉ層５４、ｎ層５６、第２発電層６１、ｐ層６２、ｉ層６４、ｎ層６６、第２電極層４６、電極用開溝７１、第１開溝７２、第２開溝７４及び第３開溝７６は、それぞれ第１の実施の形態における基板２、複数の発電セル８−ｉ、第１電極層４、第１発電層１１、ｐ層１２、ｉ層１４、ｎ層１６、第２発電層２１、ｐ層２２、ｉ層２４、ｎ層２６、第２電極層６、電極用開溝３１、第１開溝３２、第２開溝３４及び第３開溝３６に対応する。
【００６６】
次に、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第３の実施の形態の動作については、第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００６７】
本発明の集積型タンデム接合太陽電池は、第１の実施の形態と同様に、第１開溝７２を、第１発電層５１の上部表面からではなく、第２発電層６１のｐ層６２の上部表面から設けることにより、第１発電層５１の低抵抗層における電流の横走りだけでなく、第２発電層６１のｐ層６２における電流の横走りを遮断することが可能となる。これにより、発電セル４８における短絡電流Ｉｓｃや曲線因子ＦＦが改善される。そして、発電セル４８の効率が向上し、それにより、集積型タンデム接合太陽電池のモジュール効率を向上することが可能となる。
【００６８】
それに加えて、電極用開溝７１と第１開溝７２とを別のプロセスで形成するので、一つの開溝を形成する際に出る飛散物（レーザにより除去された膜及びその分解物）の量が少ない。第１開溝７２周辺の膜上に付着する飛散物が少ないので、第２発電層６１のｐ層６２とｉ層６４との密着性がより良くなる。
【００６９】
次に、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第３の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。図８から図１０は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第３の実施の形態を示す断面図である。
【００７０】
図８（ａ）に示すように、基板４２上に、基板４２を覆うように第１電極層４４としての膜厚０．５μｍのＳｎＯ２を熱ＣＶＤ法で形成する。
【００７１】
図８（ａ）の状態において、波長５３２ｎｍ（第２高調波）又は波長１０６４ｎｍ（基本波）のＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板４２の側から照射する。それにより、第１電極層４４に対して、電極用開溝７１を形成する。電極用開溝７１は、第１電極層４４を貫通している。レーザの照射は、第１電極層４４の側から照射しても良い。この状態が図８（ｂ）である。
【００７２】
図８（ｂ）の状態において、第１電極層４４の表面を覆い、且つ、電極用開溝７１の内面を覆う（又は電極用開溝７１の内面を埋める）ように、第１発電層５１のｐ層５２／ｉ層５４／ｎ層５６としてのｐ型ａ−ＳｉＣ／ｉ型ａ−Ｓｉ／ｎ型μｃ−Ｓｉをこの順にＰＣＶＤ法で積層する。各膜の膜厚は、それぞれ１０ｎｍ／３００ｎｍ／５０ｎｍである。この状態が図８（ｃ）である。
【００７３】
図８（ｃ）の状態において、第１発電層５１を覆うように第２発電層６１のｐ層６２としての膜厚３０ｎｍのｐ型μｃ−ＳｉをＰＣＶＤ法で形成する。この状態が図９（ａ）である。
【００７４】
図９（ａ）の状態において、波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板４２の側から照射する。それにより、第１発電層５１及びｐ層６２の積層膜に対して、第１開溝７２を形成する。第１開溝７２は、ｐ層６２及び第１発電層５１を貫通している。レーザの照射は、ｐ層６２の側から照射しても良い。第１開溝７２により、低抵抗層であるｎ層５６及びｐ層６２から第２開溝７４への電流経路を断つことが可能となる。この状態が図９（ｂ）である。
【００７５】
図９（ｂ）の状態において、ｐ層６２の表面を覆い、且つ、第１開溝７２の内面を覆う（又は内面を埋める）ように、第２発電層６１のｉ層６４／ｎ層６６としてのｉ型μｃ−Ｓｉ／ｎ型μｃ−Ｓｉをこの順にＰＣＶＤ法で積層する。各膜の膜厚は、それぞれ２μｍ／５０ｎｍである。この状態が、図９（ｃ）である。
【００７６】
図９（ｃ）の状態において、波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板４２の側から照射する。それにより、第１発電層５１及び第２発電層６１の積層膜に対して、第２開溝７４を形成する。第２開溝７４は、第２発電層６１及び第１発電層５１を貫通している。第２開溝７４は、電極用開溝７１に対して、第１開溝７２と同じ側に、第１開溝７２よりも離れて設けられている。レーザの照射は、第２発電層６１の側から照射しても良い。この状態が図１０（ａ）である。
【００７７】
図１０（ａ）の状態において、第２発電層６１の表面を覆い、且つ、第２開溝７４の内面を覆う（又は内面を埋める）ように、第２電極層４６としてのＺｎＯ／Ａｇの積層膜をこの順にスパッタ法で形成する。各膜の膜厚は、それぞれ膜厚１００ｎｍ／０．３μｍである。これにより、第２開溝７４において、第２電極層４６と、隣接する他の発電セルの第１電極層４４とが電気的に接続される。この状態が図１０（ｂ）である。
【００７８】
図１０（ｂ）の状態において、波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板４２の側から照射する。それにより、第１発電層５１、第２発電層６１及び第２電極層４６の積層膜に対して、第３開溝７６を形成する。第３開溝７６は、第２電極層４６、第２発電層６１及び第１発電層５１を貫通している。第３開溝７６は、電極用開溝７１に対して、第２開溝７４と同じ側に、第２開溝７４よりも離れて設けられている。この状態が図１０（ｃ）（＝図７）である。
【００７９】
本実施の形態により、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。
それに加えて、電極用開溝７１と第１開溝７２とを別のプロセスで形成するので、第１開溝７２周辺における第２発電層６１のｉ層６４の密着性がより良くなる。
【００８０】
なお、図１０（ａ）において、第２開溝７４は、電極用開溝７１に対して、第１開溝７２と同じ側に、第１開溝７２よりも離れて設けられている。しかし、第２開溝７４を第１開溝７２の中に設けることも可能である。それを示したのが、図１１である。図１１（ａ）は、第２開溝７４を第１開溝７２の中に含まれるように設けている。また、図１１（ｂ）は、第２開溝７４を第１開溝７２の一部に重なるように設けている。いずれの場合にも、少なくとも第１開溝７２内におけるｉ層６４を残している。すなわち、高抵抗なｉ層６４を残すことにより、第１発電層５１の低抵抗層やｐ層６２の電流の横走りを抑制することが可能となる。図１１のような構造は、各開溝を設ける領域が少ない場合に有効である。また、接続に要する領域が少なくなり、発電に寄与する領域を増やすことが出来るので、モジュール全体としての効率を向上させることが出来る。
【００８１】
図１１のような構成は、図示しないが、第１の実施の形態においても同様に適用することが可能である。
【００８２】
（第４の実施の形態）
まず、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第４の実施の形態の構成について、添付図面を参照して説明する。図１２は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第４の実施の形態の構成を示す断面図である。本実施の形態は、第１発電層５１が中間層５０を更に備える点で第３の実施の形態と異なる。
【００８３】
中間層５０は、第１発電層５１のｎ層５６を覆うように設けられている。イオンプレーティング法やスパッタ法のような成膜法で形成された透明導電膜である。透明導電膜としては、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）が例示される。本実施の形態では、膜厚３０〜２００ｎｍ厚のＺｎＯである。
【００８４】
中間層５０の働き及びその効果は、第２の実施の形態における中間層１０と同様であるので、その説明を省略する。
【００８５】
その他の構成については、第３の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００８６】
本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第４の実施の形態の動作についても、第３の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００８７】
次に、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第４の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。図１３から図１５は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第４の実施の形態を示す断面図である。
【００８８】
集積型タンデム接合太陽電池の製造方法についても、中間層５０を設けるプロセスが加わるほかは、第３の実施の形態と同様である。すなわち、以下のようである。
図１３（ａ）に示すように、基板４２上に、基板４２を覆うように第１電極層４４としての膜厚０．５μｍのＳｎＯ２を熱ＣＶＤ法で形成する。
【００８９】
図１３（ａ）の状態において、波長５３２ｎｍ又は波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板４２の側から照射する。それにより、第１電極層４４に対して、電極用開溝７１を形成する。電極用開溝７１は、第１電極層４４を貫通している。レーザの照射は、第１電極層４４の側から照射しても良い。この状態が図１３（ｂ）である。
【００９０】
図１３（ｂ）の状態において、第１電極層４４の表面を覆い、且つ、電極用開溝７１の内面を覆う（又は電極用開溝７１の内面を埋める）ように、第１発電層５１のｐ層５２／ｉ層５４／ｎ層５６としてのｐ型ａ−ＳｉＣ／ｉ型ａ−Ｓｉ／ｎ型μｃ−Ｓｉをこの順にＰＣＶＤ法で積層する。各膜の膜厚は、それぞれ１０ｎｍ／２００ｎｍ／５０ｎｍである。この状態が図１３（ｃ）である。
【００９１】
図１３（ｃ）の状態において、ｎ層５６を覆うように中間層５０としての膜厚１００ｎｍのＺｎＯをスパッタ法で形成する。そして、第１発電層５１を覆うように第２発電層６１のｐ層６２としての膜厚３０ｎｍのｐ型μｃ−ＳｉをＰＣＶＤ法で形成する。この状態が図１４（ａ）である。
【００９２】
図１４（ａ）の状態において、波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板４２の側から照射する。それにより、第１発電層５１及びｐ層６２の積層膜に対して、第１開溝７２を形成する。第１開溝７２は、ｐ層６２及び第１発電層５１を貫通している。レーザの照射は、ｐ層６２の側から照射しても良い。第１開溝７２により、低抵抗層であるｎ層５６及びｐ層６２から第２開溝７４への電流経路を断つことが可能となる。この状態が図１４（ｂ）である。
【００９３】
図１４（ｂ）の状態において、ｐ層６２の表面を覆い、且つ、第１開溝７２の内面を覆う（又は内面を埋める）ように、第２発電層６１のｉ層６４／ｎ層６６としてのｉ型μｃ−Ｓｉ／ｎ型μｃ−Ｓｉをこの順にＰＣＶＤ法で積層する。各膜の膜厚は、それぞれ２μｍ／５０ｎｍである。この状態が、図１４（ｃ）である。
【００９４】
図１４（ｃ）の状態において、波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板４２の側から照射する。それにより、第１発電層５１及び第２発電層６１の積層膜に対して、第２開溝７４を形成する。第２開溝７４は、第２発電層６１及び第１発電層５１を貫通している。第２開溝７４は、電極用開溝７１に対して、第１開溝７２と同じ側に、第１開溝７２よりも離れて設けられている。レーザの照射は、第２発電層６１の側から照射しても良い。この状態が図１５（ａ）である。
【００９５】
図１５（ａ）の状態において、第２発電層６１の表面を覆い、且つ、第２開溝７４の内面を覆う（又は内面を埋める）ように、第２電極層４６としてのＺｎＯ／Ａｇの積層膜をこの順にスパッタ法で形成する。各膜の膜厚は、それぞれ膜厚１００ｎｍ／０．３μｍである。これにより、第２開溝７４において、第２電極層４６と、隣接する他の発電セルの第１電極層４４とが電気的に接続される。この状態が図１５（ｂ）である。
【００９６】
図１５（ｂ）の状態において、波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ又はＹＶＯ４レーザを用いて、大気中で、レーザを基板４２の側から照射する。それにより、第１発電層５１、第２発電層６１及び第２電極層４６の積層膜に対して、第３開溝７６を形成する。第３開溝７６は、第２電極層４６、第２発電層６１及び第１発電層５１を貫通している。第３開溝７６は、電極用開溝７１に対して、第２開溝７４と同じ側に、第２開溝７４よりも離れて設けられている。この状態が図１５（ｃ）（＝図１２）である。
【００９７】
本実施の形態により、第３の実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。
また、低抵抗な中間層５０における電流の横走りを遮断することが可能となる。これにより、集積型タンデム接合太陽電池のモジュール効率を向上することが可能となる。
【００９８】
なお、図１５（ａ）において、第２開溝７４は、電極用開溝７１に対して、第１開溝７２と同じ側に、第１開溝７２よりも離れて設けられている。しかし、第２開溝７４を第１開溝７２の中に設けることも可能である。それを示したのが、図１６である。図１６（ａ）は、第２開溝７４を第１開溝７２の中に含まれるように設けている。また、図１６（ｂ）は、第２開溝７４を第１開溝７２の一部に重なるように設けている。いずれの場合にも、少なくとも第１開溝７２内におけるｉ層６４を残している。すなわち、高抵抗なｉ層６４を残すことにより、第１発電層５１の低抵抗層やｐ層６２の電流の横走りを抑制することが可能となる。図１６のような構造は、各開溝を設ける領域が少ない場合に有効である。また、接続に要する領域が少なくなり、発電に寄与する領域を増やすことが出来るので、モジュール全体としての効率を向上させることが出来る。
【００９９】
図１６のような構成は、図示しないが、第２の実施の形態においても同様に適用することが可能である。
【０１００】
【発明の効果】
本発明により、太陽電池のサイドリークを防止し、モジュール効率を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第１の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第２の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第３の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｂ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第３の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の第４の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第４の実施の形態を示す断面図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第４の実施の形態を示す断面図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第４の実施の形態を示す断面図である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｂ）は、本発明の集積型タンデム接合太陽電池の製造方法の第４の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図１７】図１７は、従来のシリコン薄膜を用いた集積型タンデム接合集積化太陽電池の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１    集積型タンデム接合太陽電池
２    基板
４    第１電極層
６    第２電極層
８（−ｉ：ｉ＝１〜ｎ、ｎは自然数で発電セルの数）    発電セル
１０、５０    中間層
１１、５１    第１発電層
１２、２２、５２、６２    ｐ層
１４、２４、５４、６４    ｉ層
１６、２６、５６、６６    ｎ層
２１、６１    第２発電層
３１、７１    電極用開溝
３２、７２    第１開溝
３４、７４    第２開溝
３６、７６    第３開溝
１０２    ガラス基板
１０４    透明電極膜
１０６    金属裏面電極膜
１１０    中間層
１１１    第１発電層
１１２、１２２    ｐ層
１１４、１２４    ｉ層
１１６、１２６    ｎ層
１２１    第２発電層
１３２    第１開溝
１３４    第２開溝
１３６    第３開溝
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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