(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料からなるフィルム基板の表面に下電極層としての第１電極層、光電変換層、透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にレーザ加工法によりパターニングしてなり、前記透明電極層形成領域外に形成した電気的直列接続用の接続孔および前記透明電極層形成領域内に形成した集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池において、前記基板は、基板と前記第１電極層または第３電極層との付着力向上のために、その表面および裏面の両面を凹凸化処理して接触面積を増大させたものとし、かつ前記表面または裏面の内、形成された凹凸が大きく接触面積が多い側の面に、前記光電変換部を形成したことを特徴とする薄膜太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、薄膜太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。同一基板上に形成された複数の太陽電池素子が、直列接続されてなる太陽電池（光電変換装置）の代表例は、薄膜太陽電池である。
【０００３】
薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一般住宅用にも需要が広がってきている。
【０００４】
従来の薄膜太陽電池はガラス基板を用いていたが、軽量化、施工性、量産性においてプラスチックフィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽電池の研究開発が進められている。さらに、フレキシブルな金属材料に絶縁被覆したフィルム基板を用いたものも開発されている。このフレキシブル性を生かし、ロールツーロール方式やステッピングロール方式の製造方法により大量生産が可能となった。
【０００５】
上記の薄膜太陽電池は、フレキシブルな電気絶縁性フィルム基板上に第１電極（以下、下電極ともいう）、薄膜半導体層からなる光電変換層および第２電極（以下、透明電極ともいう）が積層されてなる光電変換素子（またはセル）が複数形成されている。ある光電変換素子の第１電極と隣接する光電変換素子の第２電極を電気的に接続することを繰り返すことにより、最初の光電変換素子の第１電極と最後の光電変換素子の第２電極とに必要な電圧を出力させることができる。例えば、インバータにより交流化し商用電力源として交流１００Ｖを得るためには、薄膜太陽電池の出力電圧は１００Ｖ以上が望ましく、実際には数１０個以上の素子が直列接続される。
【０００６】
このような光電変換素子とその直列接続は、電極層と光電変換層の成膜と各層のパターニングおよびそれらの組み合わせ手順により形成される。上記太陽電池の構成および製造方法の一例は、例えば特開平１０−２３３５１７号公報や特願平１１−１９３０６号に記載されている。
【０００７】
図４は、上記特開平１０−２３３５１７号公報に記載された薄膜太陽電池の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）における線ＡＢＣＤおよびＢＱＣに沿っての断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＥＥ断面図を示す。
【０００８】
電気絶縁性でフレキシブルな樹脂からなる長尺のフィルム基板上に、順次、第１電極層、光電変換層、第２電極層が積層され、フィルム基板の反対側（裏面）には第３電極層、第４電極層が積層され、裏面電極が形成されている。光電変換層は例えばアモルファスシリコンのpin接合である。フィルム基板用材料としては、ポリイミドのフィルム、例えば厚さ５０μｍのフィルムが用いられている。
【０００９】
フィルムの材質としては、他に、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリエーテルサルフォン（PES）、ポリエチレンテレフタレート（PET）、またはアラミド系のフィルムなどを用いることができる。
【００１０】
次に、製造工程の概要につき以下に説明する。
【００１１】
先ず、フィルム基板にパンチを用いて、接続孔ｈ１を開け、基板の片側（表側とする）に第１電極層として、スパッタにより銀を、例えば１００ｎｍの厚さに成膜し、これと反対の面（裏側とする）には、第３電極層として、同じく銀電極を成膜する。接続孔ｈ１の内壁で第１電極層と第３電極層とは重なり、導通する。
【００１２】
電極層としては、銀（Ag）以外に、Al，Cu，Ti等の金属をスパッタまたは電子ビーム蒸着等により製膜しても良く、金属酸化膜と金属の多層膜を電極層としても良い。
【００１３】
成膜後、表側では、第１電極層を所定の形状にレーザ加工して、下電極ｌ１〜ｌ６をパターニングする。下電極ｌ１〜ｌ６の隣接部は一本の分離線ｇ２を、二列の直列接続の光電変換素子間および周縁導電部ｆとの分離のためには二本の分離線ｇ２を形成し、下電極ｌ１〜ｌ６は分離線により囲まれるようにする。再度パンチを用いて、集電孔ｈ２を開けた後、表側に、光電変換層ｐとしてa-Si層をプラズマＣＶＤにより成膜する。マスクを用いて幅Ｗ２の成膜とし、レーザ加工により二列素子の間だけに第１電極層と同じ分離線を形成する。
【００１４】
さらに第２電極層として表側に透明電極層（ＩＴＯ層）を成膜する。但し、二つの素子列の間とこれに平行な基板の両側端部にはマスクを掛け接続孔ｈ１には成膜しないようにし、素子部のみに成膜する。透明電極層としては、ITO（インシ゛ウムスス゛オキサイト゛）以外に、SnO2、ZnOなどの酸化物導電層を用いることができる。
【００１５】
次いで裏面全面に第４電極層として銀電極を成膜する。第４電極の成膜により、集電孔ｈ２の内壁で第２電極と第４電極とが重なり、導通する。表側では、レーザ加工により下電極と同じパターンの分離線を入れ、個別の第２電極ｕ１〜ｕ６を形成し、裏側では第３電極と第４電極とを同時にレーザ加工し、接続電極ｅ１２〜ｅ５６、および電力取り出し電極ｏ１，ｏ２を個別化し、基板の周縁部では表側の分離線ｇ３と重なるように分離線ｇ２を形成し、隣接電極間には一本の分離線を形成する。
【００１６】
なお、裏面の接続電極を低出力のレーザで加工するために、第４電極の材料を、比較的低反射率の材料とすることも、しばしば行われる。低反射率の材料としては、Ni，ＩＴＯ，Cuなどが用いられる。
【００１７】
全ての薄膜太陽電池素子を一括して囲う周縁、および二列の直列接続太陽電池素子の隣接する境界には（周縁導電部ｆの内側）分離線ｇ３がある。分離線ｇ３の中にはどの層も無い。裏側では、全ての電極を一括して囲う周縁、および二列の直列接続電極の隣接する境界には（周縁導電部ｆの内側）分離線ｇ２がある。分離線ｇ２の中にはどの層も無い。
【００１８】
こうして、電力取り出し電極ｏ１−集電孔ｈ２−上電極ｕ１、光電変換層、下電極ｌ１−接続孔ｈ１−接続電極ｅ１２−上電極ｕ２、光電変換層、下電極ｌ２−接続電極ｅ２３−・・・−上電極ｕ６、光電変換層、下電極ｌ６−接続孔ｈ１−電力取出し電極ｏ２の順の光電変換素子の直列接続が完成する。
【００１９】
なお、第３電極層と第４電極層は電気的には同一の電位であるので、以下の説明においては説明の便宜上、併せて一層の接続電極層として扱うこともある。
【００２０】
図５は、構造の理解の容易化のために、薄膜太陽電池の構成を簡略化して斜視図で示したものである。図５において、基板６１の表面に形成した単位光電変換素子６２および基板６１の裏面に形成した接続電極層６３は、それぞれ複数の単位ユニットに完全に分離され、それぞれの分離位置をずらして形成されている。このため、素子６２のアモルファス半導体部分である光電変換層６５で発生した電流は、まず透明電極層６６に集められ、次に該透明電極層領域に形成された集電孔６７（ｈ２）を介して背面の接続電極層６３に通じ、さらに該接続電極層領域で素子の透明電極層領域の外側に形成された直列接続用の接続孔６８（ｈ１）を介して上記素子と隣り合う素子の透明電極層領域の外側に延びている下電極層６４に達し、両素子の直列接続が行われている。
【００２１】
上記薄膜太陽電池の簡略化した製造工程を図６（a）から（g）に示す。プラスチックフィルム７１を基板として（工程（a））、これに接続孔７８を形成し（工程（b））、基板の両面に第１電極層（下電極）７４および第３電極層（接続電極の一部）７３を形成（工程（c））した後、接続孔７８と所定の距離離れた位置に集電孔７７を形成する（工程（d））。次に、第１電極層７４の上に、光電変換層となる半導体層７５および第２電極層である透明電極層７６を順次形成するとともに（工程（e）および工程（f））、第３電極層７３の上に第４電極層（接続電極層）７９を形成する（工程（g））。この後、レーザビームを用いて、基板７１の両側の薄膜を分離加工して図５に示すような直列接続構造を形成する。
【００２２】
なお、図６においては、集電孔ｈ２内における透明電極層７６と第４電極層７９との接続をそれぞれの層を重ねて２層で図示しているが、前記図４および図５においては、電気的に一層として扱い、１層で図示している。
【００２３】
前記薄膜太陽電池の製造工程において、接続孔７８を形成する工程（b）および集電孔７７を形成する工程（d）は、パンチを用いる打抜き加工によっている（特開平８−１３９３５２号公報参照）。パンチを用いた打抜き加工に関して、本件出願人は、量産性に富む連続開孔加工装置を提案した（特開平８−１３９３５２号公報参照）。この連続開孔加工装置は、基板搬送手段と貫通孔加工手段と加工位置検出孔加工手段とを備え、巻出しロールから送り出された基板は、順次、加工位置検出用の孔開孔部、集電孔開孔部、および接続孔開孔部により、所定位置に所定数の加工位置検出孔、集電孔および接続孔が開けられ、洗浄装置で洗浄された後、巻取りロールに巻き取られる。各種の孔位置に対応して、加工位置検出用の孔を基準として、基板の搬送方向および搬送距離が制御される。
【００２４】
図７は、基板の位置検出用孔ｈ３と接続孔ｈ１及び集電孔ｈ２の配置の一例を示す平面図である。基板１ａに設けた位置検出孔ｈ３は、太陽電池の所定のユニットパターンの長さ間隔に開けられ、基板の搬送の位置決めに用いられる。
【００２５】
ところで、上記においては、基板に樹脂フィルムを用いた例について主に説明したが、４００℃以上で半導体層が形成可能な耐熱性を備えた薄膜太陽電池とその製造方法を提供することを目的として、金属等の導電性基材を用いたものが提案されている（特願平１１−１３３６４７号参照）。
【００２６】
上記薄膜太陽電池は、導電性基材に接続孔を形成し、基材主面と接続孔内周面に耐熱性高分子樹脂の電気絶縁層を形成し、この電気絶縁性基板表面及び接続孔内周面に薄膜太陽電池の第１電極層を形成し、さらに基板の裏面及び接続孔内周面に第３電極層を形成することにより、接続孔を介して第１電極層と第３電極層とを電気的に接続する。その後、集電孔を形成し、第１電極層が形成された基板表面側および集電孔内周面に、光電変換層，透明電極層を順次形成する。その後、前記第３電極層が形成された基板裏面側および透明電極層が形成された集電孔内周面に第４接続電極を形成することにより、集電孔を介して透明電極層と第４接続電極層とを電気的に接続するものであるが、製造方法の基本的な部分は、前記の方法と同様である。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の薄膜太陽電池とその製造方法においては、下記のような問題があった。
【００２８】
レーザ光を透過する基板を用いた薄膜太陽電池では、接続電極層パターニング時に、基板を透過したレーザ光が接続電極層とは反対側の面の光電変換部に熱影響を与え、膜剥がれや薄膜太陽電池の短絡が発生するといった問題があった。
【００２９】
上記問題を解消するために、基板に着色剤を添加してレーザ光の透過率を下げ、レーザ光を吸収する基板を用いることもあるが、このような薄膜太陽電池においても、接続電極層パターニング時に、レーザ光を吸収した基板材料の着色剤が蒸発して、接続電極層とは反対側の面の光電変換部にダメージを与える問題が生じていた。
【００３０】
さらに、基板と第１電極層または第３電極層との付着力向上のために、その表面および裏面の両面を凹凸化処理して接触面積を増大させた基板を用いることもあるが、この場合にも、しばしば、光電変換部にダメージを与える問題が生じていた。
【００３１】
さらにまた、マイグレーションによる短絡を防止し、薄膜太陽電池の信頼性を高めるために、接続電極層の加工ライン幅、即ちパターニング分離溝の幅を広くすることも行なわれる。この場合、レーザ加工ラインを複数本重ねる必要があるが、レーザ加工ラインを重ねると、その重なりあった部分の光電変換部がダメージを受ける問題があった。
【００３２】
この発明は、前述の基板に前記凹凸化処理をした基板を用いた薄膜太陽電池に関し、上記のような問題点を解消するためになされたもので、この発明の課題は、レーザパターニングの際に発生する薄膜の損傷防止を図り、良好な太陽電池特性を有する薄膜太陽電池を提供することにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、この発明においては、樹脂材料からなるフィルム基板の表面に下電極層としての第１電極層、光電変換層、透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にレーザ加工法によりパターニングしてなり、前記透明電極層形成領域外に形成した電気的直列接続用の接続孔および前記透明電極層形成領域内に形成した集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池において、前記基板は、基板と前記第１電極層または第３電極層との付着力向上のために、その表面および裏面の両面を凹凸化処理して接触面積を増大させたものとし、かつ前記表面または裏面の内、形成された凹凸が大きく接触面積が多い側の面に、前記光電変換部を形成する。
【００３４】
上記凹凸化処理は、高周波プラズマエッチングにより行なうが、基板表面と裏面とで凹凸化の程度が異なり、高周波電極に対向する面程、凹凸が大きくなる。形成された凹凸が小さく接触面積が少ない面は、基板と薄膜電極層との付着力が弱いので、膜剥離が生じ易いためと考えられ、そのため、上記発明の構成を採用することにより、ダメージが生ずる問題が抑制できると考えられる。
【００３５】
なお、上記発明に関わる参考的な解決手段として、前述の［発明が解決しようとする課題］の項に記載した問題点を解決するための諸手段（参考手段１〜４）を以下に述べ、これらの実施態様に関しても参考例として後述する。まず、参考手段１としては、透光性樹脂材料からなるフィルム基板の表面に下電極層としての第１電極層、光電変換層、透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にレーザ加工法によりパターニングしてなり、前記透明電極層形成領域外に形成した電気的直列接続用の接続孔および前記透明電極層形成領域内に形成した集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池において、前記第１電極層および第３電極層の材料は、銀またはアルミニウムの単一金属もしくは合金等の少なくとも前記第４電極層よりは高い反射率を有する材料とし、前記第４電極層の材料は、ニッケル，ITO（インジウム錫オキサイド），銅等の少なくとも前記第３電極層よりは低い反射率を有する材料とし、かつ前記第１電極層の膜厚は、前記第３電極層の膜厚と同等もしくはそれ以上とする（参考手段１）。また、前記参考手段１に記載の薄膜太陽電池において、前記透光性樹脂材料からなるフィルム基板の前記レーザ波長に対する光の透過率は、６０％以上とする（参考手段２）。
【００３６】
上記参考手段１によれば、第４電極層を低い反射率を有する材料としてレーザ光の投入効率を向上し、さらに第１電極層の膜厚を、第３電極層よりも厚くすることにより、接続電極層の加工に必要なレーザ出力を第１電極層に比べて低出力とすることができ、接続電極層のレーザ加工時に第１電極層がレーザで加工されないようにすることができる。これにより、光電変換部への熱影響を抑制することができ、膜剥がれや薄膜太陽電池の短絡が発生する問題が解消する。これは、参考手段２において特に有効である。
【００３７】
さらに、基板に着色剤を添加した基板を用いた薄膜太陽電池においては、下記の参考手段３が好適である。即ち、パターニングに用いるレーザ光の透過を防止するために樹脂材料に着色剤を添加したフィルム基板の表面に下電極層としての第１電極層、光電変換層、透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にレーザ加工法によりパターニングしてなり、前記透明電極層形成領域外に形成した電気的直列接続用の接続孔および前記透明電極層形成領域内に形成した集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池において、前記基板における着色剤濃度が低い側の面に、前記光電変換部を形成する。
【００３８】
前記参考手段３が有効である理由は、下記による。着色剤を基板樹脂に添加する場合に、着色剤を樹脂の厚さ方向に均一に添加することは難しく、基板の厚さ方向に着色剤の濃度差ができる。前述のように、光電変換部にダメージが生ずるのは、レーザ光を吸収した基板材料の着色剤が蒸発することに起因するが、着色剤の濃度が高い面に第１電極層を形成すると、着色剤の蒸気により基板上に形成された第１電極層が比較的吹き飛ばされやすくなる。そこで、基板の両面を比較して、着色剤の濃度が低い面に、第１電極層を含む光電変換部を形成することにより、ダメージが生ずる問題が抑制できる。
【００３９】
さらに、前述のように、パターニング分離溝の幅を広くした薄膜太陽電池の製造方法としては、下記参考手段４が好適である。即ち、樹脂材料または電気絶縁被覆された金属材料からなるフィルム基板の表面に、下電極層としての第１電極層、光電変換層、透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にレーザ加工法によりパターニングしてなり、前記透明電極層形成領域外に形成した電気的直列接続用の接続孔および前記透明電極層形成領域内に形成した集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池の製造方法において、前記パターニングは、レーザ加工ラインを複数本重ねてパターニング分離溝を形成するパターニング方法とし、前記レーザ加工ラインにおけるレーザパルスの重複幅寸法は、このレーザパルスのスポット径寸法の半分以下とする。
【００４０】
前記参考手段４により、後に詳述するように、レーザパルスの照射回数を４パルス以下に限定することができ、光電変換部のダメージが解消できる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
図面に基づき、この発明の実施の形態について以下に述べる。また、参考手段１〜４の実施の形態に関しても参考例として述べる。
【００４２】
（参考例１：参考手段１，２の形態）
表１は、基板に板厚25μｍの耐熱性高分子のアラミド樹脂を用い、その上に第１電極層として銀を300℃の製膜温度でスパッタ形成したサンプルを作製し、基板側からYAGレーザの第２高調波を入射したときのレーザ加工出力と第１電極層ダメージの関係を示したものである。このときのレーザ波長に対する基板の透過率は60％であり、第１電極層膜厚は、0.1〜0.3μｍとした。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１から、第１電極層ダメ−ジが発生するレーザ加工出力は、第１電極膜厚が厚いほど高出力になるのがわかる。後述するように、第３電極層（銀0.2μｍ）と第４電極層（Ni 300〜500ｎｍ）からなる接続電極層を加工除去するためには、0.8mJ/pulse以上必要なので、この場合、第１電極層膜厚は0.2μｍ以上であることが望ましいことがわかる。
【００４５】
図１は、上記結果を踏まえて作製した薄膜太陽電池の製造工程を示す図である。以下に、図１により、参考手段１に関わる薄膜太陽電池の製造方法を説明する。
【００４６】
まず、板厚38μｍアラミド基板１０にパンチを用いて接続孔ｈ１を形成した。その上に、銀等の高反射金属からなる第１電極層Ｌを0.2μｍ、これと反対側の主面には第１電極層と同材質の第３電極層ｂを0.2μｍの膜厚でスパッタ法により形成した。このときの電極形成温度は共に300℃であった。本工程の結果、直列接続孔ｈ１を介して第１電極層Ｌと第３電極層ｂとを電気的に接続した。
【００４７】
この第１電極層ＬをYAGレーザの第２高調波を用いてパターニングし、複数個のユニットに分割した。
【００４８】
その後、パンチを用いて集電孔ｈ２を形成し、第１電極層上に、ａ−Ｓｉ層から成る光電変換層ａをプラズマＣＶＤ法で、光入射側の透明電極層ｕ及びこれとは反対側の主面には、光反射率の低いニッケルからなる第４電極層ｅをスパッタ法を用いて順次形成した。本工程の結果、集電孔ｈ２を介して透明電極層ｕと第４電極層ｅが電気的に接続された。第４電極層ｅの厚さは300〜500ｎｍである。
【００４９】
そして最後に、第１電極層パターニングライン内の透明電極層ｕと光電変換層ａ、これと反対側の第３電極層ｂおよび第４電極層ｅからなる接続電極層をYAGレーザの第２高調波を用いてパターニングし、複数個の薄膜太陽電池素子が直列に接続された薄膜太陽電池を形成した。
【００５０】
この参考例によれば、第１電極層膜厚を0.2μｍにすることにより、接続電極層加工時の光電変換部ダメージを無くすことができた。
【００５１】
（参考例２：参考手段３の形態、および本発明の実施例）
表２は、厚さ50μｍの耐熱性高分子のポリイミド樹脂に着色剤を添加した基板を用い、その上に第１電極層として銀を300℃の製膜温度で0.2μｍスパッタ形成したサンプルを作製し、基板側からYAGレ−ザの第２高調波を入射したときのレーザ加工出力と第１電極層ダメージの関係を示したものである。このときのレーザ波長に対する基板の透過率は20％以下であり、ほとんどのレーザ光が基板に吸収される。
【００５２】
【表２】
【００５３】
表２から、第１電極層ダメージが発生するレーザ加工出力は、基板の表裏で異なることがわかる。これは、着色剤を樹脂に厚さ方向に均一に添加することは難しく、着色剤の濃度が高い面に第１電極層を形成すると、レーザ光の照射により着色剤が蒸発し、その蒸気で基板上に形成された第１電極層が吹き飛ぶからと考えられる。
【００５４】
上記結果を踏まえ、着色剤を添加した板厚38μｍのポリイミド基板を用いて、図１と同様の手順により、薄膜太陽電池を製作した。但し、この場合、参考例１のように、第１電極層の膜厚を第３電極層の膜厚と同等以上にする必要はない。
【００５５】
これにより、接続電極層加工時の光電変換部ダメージを無くすことができた。
【００５６】
本参考例（参考手段３）では、基板厚さ方向の着色剤の濃度差に関わる基板表裏の使い分けについて記載したが、基板表裏面の表面凹凸化処理の程度差に関わる基板表裏の使い分けによっても同様に、ダメ−ジを受けづらい面に光電変換部を形成することにより、本参考例と同じ効果が得られる。
【００５７】
（参考例３：参考手段４の形態）
図２は、参考手段４に関わる薄膜太陽電池平面図を示し、図３は、接続電極層レーザ加工ラインの重ね合わせイメージを模式的に示す。
【００５８】
図２は、耐熱性高分子基板上に７直列の薄膜太陽電池を３つ並列に形成した薄膜太陽電池の平面図である。図２（ａ）は、光電変換部が形成された表面、図２（ｂ）は、接続電極層が形成された裏面を示す。図２において、前記図１と同一部材または同一機能部分には、同一の記号を付して説明を省略する。
【００５９】
図２（ａ）に示すように、この薄膜太陽電池においては、第１電極層の上に形成された光電変換層ａは、分離部ｓにより３つの領域に分けられ、また透明電極層ｕは、前記光電変換層ａ上に３つの領域に分けて形成されている。この３つの透明電極形成領域が発電領域である。また裏面は、図２（ｂ）に示すように、接続電極層ｅが分離部ｓにより３つの領域に分けられ、取出し電極ｔが、両端部の接続電極層にそれぞれ接続されている。図２において、分離部ｓは、幅広いパターニング分離溝としており、レーザ加工ラインを複数本重ねてパターニング分離溝を形成するパターニング方法を採用している。
【００６０】
参考手段４では、図３に示すように、マイグレーションなどによる接続電極の短絡を防ぐため、幅0.2μｍのレーザ加工ラインを３本重ね合わせて幅0.4μｍの接続電極層パターニング幅にしている。このときのレーザ加工ラインを構成するレーザパルスの重複幅はレーザスポット径の半分の0.1μｍであり、レーザ加工ラインの重複幅と同じである。
【００６１】
このように、レーザパルスの重複幅やレーザ加工ラインの重複幅がレーザスポット径の半分以下であると、接続電極層レーザ加工部に照射されるレーザパルスを４パルス以下にすることができる。
【００６２】
次に、参考手段４の薄膜太陽電池の製造工程について説明する。本参考手段４では、基板に膜厚20μｍのアラミド樹脂を用い、前記アラミド基板１にパンチを用いて接続孔ｈ１を形成した。その上に、銀等の高反射金属からなる第１電極層を0.2μｍ、これと反対側の主面には第３電極層を0.2μｍの膜厚でスパッタ法により形成した。このときの電極形成温度は共に300℃であった。本工程の結果、直列接続孔ｈ１を介して第１電極層と第３電極層を電気的に接続した。
【００６３】
この第１電極層をYAGレーザの第２高調波を用いてパターニングし、複数個のユニットに分割した。
【００６４】
その後、パンチを用いて集電孔ｈ２を形成し、第１電極層上に、ａ−Ｓｉ層から成る光電変換層をプラズマＣＶＤ法で、光入射側の透明電極層及びこれとは反対側の主面には、光反射率の低い酸化インジウムからなる第４電極層をスパッタ法を用いて順次形成した。本工程の結果、集電孔ｈ２を介して透明電極層と第４電極層が電気的に接続された。
【００６５】
そして最後に、第１電極層パターニングライン内の透明電極層と光電変換層、これと反対側の第３電極層および第４電極層からなる接続電極層のパターニングに前述の方法を適用し、複数個の薄膜太陽電池素子が直列に接続された薄膜太陽電池を形成した。
【００６６】
上記のように、レーザパルスの照射回数を４パルス以下にすることにより、接続電極層のレーザパターニング時に発生する光電変換部ダメージを低減することができた。
【００６７】
【発明の効果】
この発明によれば前述のように、樹脂材料からなるフィルム基板の表面に下電極層としての第１電極層、光電変換層、透明電極層（第２電極層）を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層としての第３電極層および第４電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にレーザ加工法によりパターニングしてなり、前記透明電極層形成領域外に形成した電気的直列接続用の接続孔および前記透明電極層形成領域内に形成した集電孔を介して、前記表面上の互いにパターニングされて隣合う単位光電変換部分を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池において、前記基板は、基板と前記第１電極層または第３電極層との付着力向上のために、その表面および裏面の両面を凹凸化処理して接触面積を増大させたものとし、かつ前記表面または裏面の内、形成された凹凸が大きく接触面積が多い側の面に、前記光電変換部を形成することにより、レーザパターニングの際に発生する薄膜の損傷を防止して、良好な太陽電池特性を有する薄膜太陽電池が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施例および参考例に関わる薄膜太陽電池の製造方法の一例を示す図
【図２】  この発明の異なる参考例に関わる薄膜太陽電池の製造方法の一例を示す図
【図３】  この発明の異なる参考例に関わるレーザ加工ラインの重ね合わせイメージの模式図
【図４】  従来の薄膜太陽電池の構成および製造方法の詳細の一例を示す図
【図５】  従来の薄膜太陽電池の概略構成を示す斜視図
【図６】  従来の薄膜太陽電池の製造工程の概略を示す図
【図７】  従来の基板の位置検出用孔，接続孔及び集電孔の配置の一例を示す平面図
【符号の説明】
１０：基板、ａ：光電変換層、ｂ：第３電極層、ｅ：第４電極層、ｈ１：接続孔、ｈ２：集電孔、Ｌ：第１電極層、ｔ：取出し電極、ｕ：透明電極層。
【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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