(57)【要約】【課題】簡素な処理工程で、光電変換装置の出力を向上させることができる製造方法を提供する。【解決手段】基板１上に、第１の発電セル層９１を形成する工程と、該第１の発電セル層９１上に中間コンタクト層５を形成する工程と、該中間コンタクト層５上に第２の発電セル層９２を形成する工程とを備える工程とを備える光電変換装置１００の製造方法であって、前記第１の発電セル層９１を形成した後に、前記基板１を大気中にて室温で５時間以上２５時間以下保持する工程、及び、前記中間コンタクト層５を形成した後に、前記基板１を大気中にて室温２０時間以上５０時間以下保持する工程のうち、少なくとも一方を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１の発電セル層を形成する工程と、該第１の発電セル層上に中間コンタクト層を形成する工程と、該中間コンタクト層上に第２の発電セル層を形成する工程とを備える工程とを備える光電変換装置の製造方法であって、
前記第１の発電セル層を形成した後に、前記基板を大気中にて室温で５時間以上２５時間以下保持する工程、及び、
前記中間コンタクト層を形成した後に、前記基板を大気中にて室温２０時間以上５０時間以下保持する工程のうち、少なくとも一方を備える光電変換装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１の発電セル層を形成した後に、前記基板を大気中にて室温で８時間以上２０時間以下保持する工程、及び、
前記中間コンタクト層を形成した後に、前記基板を大気中にて室温で４０時間以上５０時間以下保持する工程のうち、少なくとも一方を備える請求項１に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項３】
前記基板をクラス１０万以下のクリーンストッカ内にて保持する請求項１または請求項２に記載の光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置に関し、特に発電層を製膜で作製する薄膜系太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置としては、ｐ型シリコン系半導体（ｐ層）、ｉ型シリコン系半導体（ｉ層）及びｎ型シリコン系半導体（ｎ層）からなる光電変換層を備えた薄膜シリコン系太陽電池が知られている。薄膜シリコン系太陽電池の長所としては、大面積化が容易であること、膜厚が結晶系太陽電池の１／１００程度と薄く、材料が少なくて済むことなどが挙げられる。このため、薄膜シリコン系太陽電池は、結晶系太陽電池と比較して低コストでの製造が可能となる。
【０００３】
本技術分野においては、変換効率の向上が重要な課題となっており、基板側から順に非晶質シリコンからなる発層セル層及び結晶質シリコンからなる発電セル層を積層させた光電変換層を有するタンデム型太陽電池が提案されている。タンデム型太陽電池において、非晶質シリコン層と結晶質シリコン層との間でのドーパント相互拡散の抑制、及び、光量配分の調整を目的として、透明導電膜からなる中間コンタクト層が挿入される。中間コンタクト層としては、ＧａドープＺｎＯ（ＧＺＯ）やＡｌドープＺｎＯ（ＡＺＯ）などの透明導電膜を１層設けることが一般的である。
【０００４】
一般に、光電変換層はプラズマＣＶＤ法により形成され、中間コンタクト層はスパッタリング法により形成される。このため、発電セル層の形成と中間コンタクト層の形成との間で、製膜された層が真空雰囲気から一旦、大気雰囲気へと開放される。これにより、発電セル層の表面にシリコン系酸化膜や不純物層が形成される。これが原因となり、光電変換装置の性能が低下すると考えられている。
【０００５】
このような光電変換装置の性能低下を防止するために、種々の手段が講じられている。
例えば特許文献１には、タンデム型太陽電池の製造において、基板上に第１の光電変換ユニット（発電セル層）を形成し、その後大気中に曝露することによって第１の光電変換ユニットの最表面に形成される酸化膜や異物を水素プラズマ処理により除去してから、第２の光電変換ユニットを形成する方法が開示されている。
特許文献２には、中間反射層として導電型非晶質酸素化シリコンを採用することにより、中間反射層と光電変換ユニットとを連続して形成することによって、汚染の影響を回避する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２３７６０８号公報（請求項１、段落[００１８]、［００２２］）
【特許文献２】特開２００５−１３５９８７号公報（請求項１、段落[００５５]、［００７５］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
生産ラインにおいて各処理工程のタクトタイムの調整やメンテナンス時期や各処理工程間の中間品質検査の運用を考慮すると、第１の発電セル層、中間コンタクト層及び第２の発電セル層は、特許文献２のように連続製膜されるよりも、それぞれ別の装置にて製膜されることが好ましい。
また、特許文献１の方法は水素プラズマ処理を実施する必要があり、水素プラズマ処理条件の管理と生産工程が複雑になる上、生産コストも上昇するという問題がある。
【０００８】
本発明は、簡素な処理工程で、光電変換装置の出力を向上させることができる製造方法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】
上記課題を解決するために、本発明は、基板上に、第１の発電セル層を形成する工程と、該第１の発電セル層上に中間コンタクト層を形成する工程と、該中間コンタクト層上に第２の発電セル層を形成する工程とを備える工程とを備える光電変換装置の製造方法であって、前記第１の発電セル層を形成した後に、前記基板を大気中にて室温で５時間以上２５時間以下保持する工程、及び、前記中間コンタクト層を形成した後に、前記基板を大気中にて室温で２０時間以上５０時間以下保持する工程のうち、少なくとも一方を備える。
【００１０】
上記条件で第１の発電セル層形成後に大気中で基板を保持する時間を上記範囲に管理することにより、光電変換装置の出力を効果的に向上させることができる。保持時間が５時間未満では、安定した出力向上効果が得られない。一方、２５時間を超えて保持しても、更なる性能向上が認められない上、生産効率が低下するので好ましくない。
また本発明者らは、鋭意研究の結果、中間コンタクト層の表面に不純物層が形成されることも、光電変換装置の性能が低下する一因であることを見出した。上記条件で中間コンタクト層形成後に大気中で基板を保持する時間を上記範囲に管理することによっても、光電変換装置の出力を効果的に向上させることができる。保持時間が２０時間未満では安定した性能向上効果が得られない。保持時間が５０時間を超えても、更なる性能向上効果が得られず、製造の所要時間が長くなる。
本発明において、第１の発電セル層形成後の保持工程と中間コンタクト層形成後の保持工程とは、組合せて実施しても良い。
【００１１】
本発明の一態様において、前記第１の発電セル層を形成した後に、前記基板を大気中にて室温で８時間以上２０時間以下保持する工程、及び、前記中間コンタクト層を形成した後に、前記基板を大気中にて室温で４０時間以上５０時間以下保持する工程のうち、少なくとも一方を備えることが好ましい。
【００１２】
上記条件で第１の発電セル層形成後に大気中で基板を保持する時間、及び中間コンタクト層形成後に大気中で基板を保持する時間の少なくとも一方を上記範囲に管理することによって、光電変換装置の出力をさらに確実に向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の一態様において、前記基板をクラス１０万以下のクリーンストッカ内にて保持することが好ましい。
【００１４】
基板を保持する環境を、クラス１０万以下のクリーンストッカ内とすることで、長時間の基板保持状態においても基板に製膜した膜面表面に異物が付着しないので、光電変換装置の出力をさらに確実に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように、第１の発電セル層形成後の保持工程や中間コンタクト層形成後の保持工程を管理することにより、光電変換装置の出力を向上させることができる。本発明は、簡素な処理工程により光電変換装置の性能向上を実現できるので、タクトタイムの調整などが容易となるなどの効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の光電変換装置の製造方法により製造される光電変換装置の構成を表す概略図である。
【図２】本発明の光電変換装置の製造方法を用いて太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図３】本発明の光電変換装置の製造方法を用いて太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図４】本発明の光電変換装置の製造方法を用いて太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図５】本発明の光電変換装置の製造方法を用いて太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図６】本発明の光電変換装置の製造方法を用いて太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図７】保持処理工程Ａでの処理時間と、製造した太陽電池モジュールの出力及び短絡電流との関係を示すグラフである。
【図８】保持処理工程Ａでの処理時間と、製造した太陽電池モジュールの開放電圧及び形状因子との関係を示すグラフである。
【図９】保持処理工程Ｂでの処理時間と、製造した太陽電池モジュールの出力及び短絡電流との関係を示すグラフである。
【図１０】保持処理工程Ｂでの処理時間と、製造した太陽電池モジュールの開放電圧及び形状因子との関係を示すグラフである。
【図１１】保持処理工程時間が中間コンタクト層の光学的特性に与える影響を表すグラフである。
【図１２】保持処理工程Ａ及び保持処理工程Ｂを実施した場合について、保持処理工程Ｂでの処理時間と、製造した太陽電池モジュールの出力との関係を示すグラフである。
【図１３】保持処理工程Ａ及び保持処理工程Ｂを実施した場合について、保持処理工程Ｂでの処理時間と、製造した太陽電池モジュールの開放電圧、形状因子、および短絡電流との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の光電変換装置の構成を示す概略図である。光電変換装置１００は、タンデム型シリコン系太陽電池であり、基板１、透明電極層２、太陽電池光電変換層３としての第１の発電セル層９１（非晶質シリコン系）及び第２の発電セル層９２（結晶質シリコン系）、中間コンタクト層５、及び裏面電極層４を備える。なお、ここで、シリコン系とはシリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）やシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を含む総称である。また、結晶質シリコン系とは、非晶質シリコン系以外のシリコン系を意味するものであり、微結晶シリコンや多結晶シリコンも含まれる。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る光電変換装置の製造方法を、太陽電池パネルを製造する工程を例に挙げて説明する。図２から図５は、本実施形態の太陽電池パネルの製造方法を示す概略図である。
【００１９】
（１）図２（ａ）
基板１として、面積が１ｍ２を越える大型のソーダフロートガラス基板（例えば１．４ｍ×１．１ｍ×板厚：３．０ｍｍ〜４．５ｍｍ）を使用する。基板端面は熱応力や衝撃などによる破損防止にコーナー面取りやＲ面取り加工されていることが望ましい。
【００２０】
（２）図２（ｂ）
透明電極層２として、酸化錫（ＳｎＯ２）を主成分とする膜厚約５００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の透明導電膜を、熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜する。この際、透明電極膜の表面には、適当な凹凸のあるテクスチャーが形成される。透明電極層２として、透明電極膜に加えて、基板１と透明電極膜との間にアルカリバリア膜（図示されず）を形成しても良い。アルカリバリア膜は、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）を２０ｎｍ〜５０ｎｍ、熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜処理する。
【００２１】
（３）図２（ｃ）
その後、基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、ＹＡＧレーザーの第１高調波（１０６４ｎｍ）を、図の矢印に示すように、透明電極膜の膜面側から照射する。加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極膜を発電セル７の直列接続方向に対して垂直な方向へ、基板１とレーザー光を相対移動して、溝１０を形成するように幅約６ｍｍから１５ｍｍの所定幅の短冊状にレーザーエッチングする。
【００２２】
（４）図２（ｄ）
第１の発電セル層９１として、非晶質シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層及びｎ層を、プラズマＣＶＤ装置により製膜する。ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスを主原料にして、減圧雰囲気：３０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃にて、透明電極層２上に太陽光の入射する側から非晶質シリコンｐ層３１、非晶質シリコンｉ層３２、非晶質シリコンｎ層３３の順で製膜する。非晶質シリコンｐ層３１は非晶質のＢドープシリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｉ層３２は、膜厚２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｎ層３３は、非晶質シリコンに微結晶シリコンを含有するＰドープシリコンを主とし、膜厚３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｐ層３１と非晶質シリコンｉ層３２の間には、界面特性の向上のためにバッファー層を設けても良い。
【００２３】
第１の発電セル層９１を形成した後、基板をプラズマＣＶＤ装置から搬出する。第１の発電セル層９１の製膜後から中間コンタクト層５の製膜までの間、第１の発電セル層が形成された基板を大気中にて室温（２０℃〜２８℃程度）で保持する（保持処理工程Ａ）。処理時間は、５時間以上２５時間以下、より好ましくは、８時間以上２０時間以下とされる。なお、本工程の処理時間とは、第１の発電セル層９１の製膜直後から中間コンタクト層５の製膜開始までの時間と定義される。
基板を保持する際は、クリーンルーム内（クラス１万〜１０万程度）にてストッカ内に基板を保管するなど、第１の発電セル層表面に異物が付着しないように配慮する。
なお、クラス１万ならびにクラス１０万は、１ｆｔ３の空間にて０．３μｍ以上の粒子数がそれぞれ１万以下、１０万以下であることを示している。また工場全体がクリーンルームでなくても良く、基板を搬送する空間と保持するストッカ内がクラス１万もしくはクラス１０万以下であればよい。
【００２４】
第１の発電セル層９１上に、接触性を改善するとともに電流整合性を取るために半反射膜となる中間コンタクト層５を設ける。中間コンタクト層５として、膜厚：２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＧａまたはＡｌがドープされたＺｎＯ膜を、ターゲット：ＧａドープＺｎＯ焼結体またはＡｌドープＺｎＯ焼結体を用いてスパッタリング装置により製膜する。
【００２５】
中間コンタクト層５を形成した後、基板をスパッタリング装置から搬出する。中間コンタクト層５製膜後から第２の発電セル層９２の製膜までの間、基板を大気中にて室温で保持する（保持処理工程Ｂ）。処理時間は、２０時間以上５０時間以下、好ましくは４０時間以上５０時間以下とされる。なお、本工程における処理時間とは、中間コンタクト層５の製膜直後から第２の発電セル層９２の製膜開始までの時間と定義される。
本工程においても、クリーンルーム内にてストッカ内に基板を保管するなど、中間コンタクト層表面に異物が付着しないように配慮することが好ましい。
【００２６】
本実施形態において、保持処理工程Ａまたは保持処理工程Ｂのみを実施しても良いし、両方実施しても良い。
【００２７】
次に、中間コンタクト層５の上に、プラズマＣＶＤ装置により、減圧雰囲気：３０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃、プラズマ発生周波数：４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、第２の発電セル層９２としての結晶質シリコンｐ層４１、結晶質シリコンｉ層４２、及び、結晶質シリコンｎ層４３を順次製膜する。結晶質シリコンｐ層４１はＢドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。結晶質シリコンｉ層４２は微結晶シリコンを主とし、膜厚は１．２μｍ以上３．０μｍ以下である。結晶質シリコンｎ層４３はＰドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。なお、結晶質シリコンｎ層は、非晶質シリコンｎ層に置換しても良い。
【００２８】
微結晶シリコンを主とするｉ層膜をプラズマＣＶＤ法で形成するにあたり、プラズマ放電電極と基板１の表面との距離ｄは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすることが好ましい。３ｍｍより小さい場合、大型基板に対応する製膜室内の各構成機器精度から距離ｄを一定に保つことが難しくなるとともに、近過ぎて放電が不安定になる恐れがある。１０ｍｍより大きい場合、十分な製膜速度（１ｎｍ／ｓ以上）を得難くなるとともに、プラズマの均一性が低下しイオン衝撃により膜質が低下する。
【００２９】
（５）図２（ｅ）
基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、光電変換層３の膜面側から照射する。パルス発振：１０ｋＨｚから２０ｋＨｚとして、加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層２のレーザーエッチングラインの約１００μｍから１５０μｍの横側を、溝１１を形成するようにレーザーエッチングする。またこのレーザーは基板１側から照射しても良く、この場合は光電変換層３の第１の発電セル層９１で吸収されたエネルギーで発生する高い蒸気圧を利用して光電変換層３をエッチングできるので、更に安定したレーザーエッチング加工を行うことが可能となる。レーザーエッチングラインの位置は前工程でのエッチングラインと交差しないように位置決め公差を考慮して選定する。
【００３０】
（６）図３（ａ）
裏面電極層４としてＡｇ膜／Ｔｉ膜を、スパッタリング装置により、減圧雰囲気、製膜温度：１５０℃から２００℃にて製膜する。本実施形態では、Ａｇ膜：１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、これを保護するものとして防食効果の高いＴｉ膜：１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下を、この順に積層する。あるいは、裏面電極層４を、２５ｎｍから１００ｎｍの膜厚を有するＡｇ膜と、１５ｎｍから５００ｎｍの膜厚を有するＡｌ膜との積層構造としても良い。また、タンデム型太陽電池など６００ｎｍ以上の長波長側反射光が必要なものにおいては、約１００ｎｍ〜４５０ｎｍの膜厚を有するＣｕ膜と、約５ｎｍ〜１５０ｎｍの膜厚を有するＴｉ膜との積層構造としても良い。
ｎ層４３と裏面電極層４との接触抵抗低減と光反射向上を目的に、光電変換層３と裏面電極層４との間に、スパッタリング装置により、膜厚：５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＧａまたはＡｌがドープされたＺｎＯ膜を製膜して設けても良い。
【００３１】
（７）図３（ｂ）
基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、基板１側から照射する。レーザー光が光電変換層３で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層４が爆裂して除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層２のレーザーエッチングラインの２５０μｍから４００μｍの横側を、溝１２を形成するようにレーザーエッチングする。
【００３２】
（８）図３（ｃ）と図４（ａ）
発電領域を区分して、基板端周辺の膜端部をレーザーエッチングし、直列接続部分で短絡することを防止する。基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、基板１側から照射する。レーザー光が透明電極層２と光電変換層３で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層４が爆裂して、裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２が除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、基板１の端部から５ｍｍから２０ｍｍの位置を、図３（ｃ）に示すように、Ｘ方向絶縁溝１５を形成するようにレーザーエッチングする。なお、図３（ｃ）では、光電変換層３が直列に接続された方向に切断したＸ方向断面図となっているため、本来であれば絶縁溝１５位置には裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２の膜研磨除去をした周囲膜除去領域１４に相当する領域がある状態（図４（ａ）参照）が表れるべきであるが、基板１の端部への加工の説明の便宜上、この位置にＹ方向断面を表して形成された絶縁溝をＸ方向絶縁溝１５として説明する。このとき、Ｙ方向絶縁溝は後工程で基板１周囲膜除去領域の膜面研磨除去処理を行うので、設ける必要がない。
【００３３】
絶縁溝１５は基板１の端より５ｍｍから１５ｍｍの位置にてエッチングを終了させることにより、太陽電池パネル端部からの太陽電池モジュール６内部への外部からの水分浸入の抑制に、有効な効果を呈するので好ましい。
【００３４】
尚、以上までの工程におけるレーザー光はＹＡＧレーザーとしているが、ＹＶＯ４レーザーやファイバーレーザーなどが同様に使用できるものがある。
【００３５】
（９）図４（ａ：太陽電池膜面側から見た図、ｂ：受光面の基板側から見た図）
後工程のＥＶＡ等を介したバックシート２４との健全な接着・シール面を確保するために、基板１周辺（周囲膜除去領域１４）の積層膜は、段差があるとともに剥離し易いため、この膜を除去して周囲膜除去領域１４を形成する。基板１の端から５〜２０ｍｍで基板１の全周囲にわたり膜を除去するにあたり、Ｘ方向は前述の図３（ｃ）工程で設けた絶縁溝１５よりも基板端側において、Ｙ方向は基板端側部付近の溝１０よりも基板端側において、裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２を、砥石研磨やブラスト研磨などを用いて除去を行う。
研磨屑や砥粒は基板１を洗浄処理して除去する。
【００３６】
（１０）図５（ａ）（ｂ）
直列に並んだ一方端の発電セル７の裏面電極層４と、他方端部の発電セル７に接続した集電用セルの裏面電極層４とから銅箔を用いて集電して太陽電池パネル裏側の端子箱２３の部分から電力が取出せるように処理する。集電用銅箔は各部との短絡を防止するために銅箔幅より広い絶縁シートを配置する。
集電用銅箔などが所定位置に配置された後に、太陽電池モジュール６の全体を覆い、基板１からはみ出さないようにＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）等による接着充填材シートを配置する。
接着充填材シートの上に、防水効果の高いバックシート２４を設置する。バックシート２４は本実施形態では防水防湿効果が高いようにＰＥＴシート／Ａｌ箔／ＰＥＴシートの３層構造よりなる。
バックシート２４の端子箱２３の取付け部分には、開口貫通窓を設けて集電用銅箔を取出す。この開口貫通窓部分では、バックシート２４と裏面電極層４の間に絶縁材を複数層で設置して外部からの水分などの侵入を抑制する。
バックシート２４までを所定位置に配置したものを、ラミネータ装置により減圧雰囲気で内部の脱気を行い約１５０〜１６０℃でプレスしながら、接着充填材シート（ＥＶＡ）を架橋させて密着させ、密封処理をする。
なお、接着充填材シートはＥＶＡに限定されるものではなく、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）など類似の機能を保有する接着充填材を利用することが可能である。この場合は、圧着する手順、温度や時間など条件を適正化して処理を行う。
【００３７】
（１１）図５（ａ）
太陽電池モジュール６の裏側に端子箱２３を接着剤で取付ける。
（１２）図５（ｂ）
銅箔と端子箱２３の出力ケーブルとをハンダ等で接続し、端子箱２３の内部を封止剤（ポッティング剤）で充填して密閉する。これで太陽電池パネル５０が完成する。
（１３）図５（ｃ）
図５（ｂ）までの工程で形成された太陽電池パネル５０について発電検査ならびに、所定の性能試験を行う。発電検査は、ＡＭ１．５、全天日射基準太陽光（１０００Ｗ／ｍ２）のソーラシミュレータを用いて行う。なお、発電検査は、太陽電池パネル５０が完全に完成した後に行ってもよいし、アルミフレーム枠の取り付け前に行ってもよい。
（１４）図５（ｄ）
発電検査（図５（ｃ））に前後して、外観検査をはじめ所定の性能検査を行う。
【００３８】
（１５）図６
太陽電池モジュール６に強度を付加するとともに取付け座となるアルミフレーム枠を、太陽電池モジュール６の周囲に取り付ける。太陽電池モジュール６とアルミフレーム枠１０３Ｌ，１０３Ｓとの間にはゴム製のガスケット等を介して、弾力性を保持しながら確実に保持することが好ましい。
これで、太陽電池パネル５０が完成する。
【００３９】
（実施例１：保持処理工程Ａの効果）
１．４ｍ×１．１ｍのガラス基板上に、図１に示す積層構造を有する太陽電池モジュールを作製した。各層の膜厚は以下の通りとした。
透明電極層２：８００ｎｍ
第１の発電セル層９１：ｐ層１０〜２０ｎｍ、ｉ層２００ｎｍ、ｎ層３０〜４０ｎｍ
中間コンタクト層（ＧＺＯ膜）５：５０〜９０ｎｍ、Ｇａドープ量０．５質量％
第２の発電セル層９２：ｐ層２０〜３０ｎｍ、ｉ層１．５〜１．８μｍ、ｎ層３０〜４０ｎｍ
裏面電極層（Ａｇ膜）５：２５０ｎｍ
【００４０】
第１の発電セル層９１のｉ層の製膜条件は、高周波電力：０．０６〜０．１０Ｗ／ｃｍ２、水素希釈率（Ｈ２ガス流量／ＳｉＨ４ガス流量）：２〜３倍、製膜圧力：１５０〜２５０Ｐａとした。
第１の発電セル層を製膜した後、保持処理工程Ａを、室温（平均温度：２２〜２７℃）に管理されたクラス１０万以下のクリーンルーム内のストッカ、またはストッカ内部がクラス１０万以下に管理されたクリーンストッカ内にて処理時間：０〜８０時間の条件で実施した。
中間コンタクト層５の製膜条件は、高周波電力：０．２〜０．２５Ｗ／ｃｍ２、酸素ガス導入量：０．５〜１体積％、製膜圧力：０．３〜０．５Ｐａとした。
第２の発電セル層９２のｉ層の製膜条件は、高周波電力１．０〜１．５Ｗ／ｃｍ２、水素希釈率：４５〜６０倍、製膜圧力：１５００〜２５００Ｐａとした。
【００４１】
図７に、保持処理工程Ａでの処理時間と、製造した太陽電池モジュールの出力及び短絡電流との関係を示す。同図において、横軸は処理時間、左縦軸は出力比、右縦軸は短絡電流比を示す。図８に、保持処理工程Ａでの処理時間と、製造した太陽電池モジュールの開放電圧及び形状因子との関係を示す。同図において、横軸は処理時間、左縦軸は開放電圧比、右縦軸は形状因子比である。なお、出力比、短絡電流比、開放電圧比、及び、形状因子比は、処理時間０〜１時間とされた太陽電池モジュールの出力、短絡電流、開放電圧、及び形状因子の各平均値で規格化した値である。
図７及び図８におけるプロットにおいて、処理時間０〜１０時間は１時間毎に区切り、各評価項目の平均値を算出した。処理時間１０時間以上では、１０時間毎に区切り、各評価項目の平均値を算出した。
【００４２】
図７に示されるように、処理時間が５時間までの間は、短絡電流比の増大に伴って出力比も増大する傾向が見られた。処理時間５時間以上では、短絡電流比及び出力比は増大する傾向が減少し、処理時間１０時間以上では、ほとんど変化がなく、処理時間１０時間〜５０時間の結果を参照すると、処理時間を長くしても出力増大の効果が飽和している。また、処理時間が７０時間〜８０時間の出力比及び短絡電流比は、逆に低下する傾向が見られた。処理時間２０〜３０時間の平均値で、出力比は平均１．５％、短絡電流比は平均１．１％向上した。
以上の結果から、処理時間は５時間以上とする必要があると言える。高出力を安定して得るためには、処理時間は８時間以上とすることが好ましい。一連の太陽電池製造完了までの所要時間短縮、または第１の発電セル層を製膜した基板を保持処理するストッカの容量を考慮すると、処理時間は短い方が好ましく、高出力が安定する２５時間以下、好ましくは２０時間以下とするのが良い。
【００４３】
これに対し、図８に示されるように、開放電圧比及び形状因子比は、試験を実施した処理時間でほとんど変化がなかった。
保持処理工程Ａにより太陽電池の短絡電流が増加していることから、第１の発電セル層９１（ｎ層３３）と中間コンタクト層５との間の反射率が増大して、第１の発電セル層９１で発生する電流が増大したと理解することができる。保持処理工程Ａでは、製膜後の大気曝露により第１の発電セル層のｎ層３３表面に極めて薄いシリコンの自然酸化膜が形成されていると推定される。この自然酸化膜が厚い場合には電気抵抗が大きくなるため好ましくない。本実施例のように５〜２５時間の保持処理では、数ｎｍ程度の薄い自然酸化膜が形成されて中間コンタクト層５との界面に酸素が介在することにより、第１の発電セル層９１／中間コンタクト層５界面での反射率向上に有効に作用したと推測される。
この第１の発電セル層９１のｎ層３３表面に極めて薄く、厚くなり過ぎないシリコンの自然酸化膜が形成においては、第１の発電セル層９１が形成された基板を大気中にて室温で所定時間保持する処理工程が確実で簡易な処理方法である。
【００４４】
（実施例２：保持処理工程Ｂの効果）
１．４ｍ×１．１ｍのガラス基板上に、図１に示す積層構造を有する太陽電池モジュールを作製した。
各層の膜厚及び製膜条件は、実施例１と同じとした。実施例２では保持処理工程Ａは実施せず、中間コンタクト層製膜後に、保持処理工程Ｂを、室温（平均温度：２２〜２７℃）に管理されたクリーンルーム内のストッカまたはクリーンストッカ内にて処理時間：０〜６０時間の条件で実施した。
【００４５】
図９に、保持処理工程Ｂでの処理時間と、製造した太陽電池モジュールの出力及び短絡電流との関係を示す。同図において、横軸は処理時間、左縦軸は出力比、右縦軸は短絡電流比を示す。図１０に、保持処理工程Ｂでの処理時間と、製造した太陽電池モジュールの開放電圧及び形状因子との関係を示す。同図において、横軸は処理時間、左縦軸は開放電圧比、右縦軸は形状因子比である。出力比、短絡電流比、開放電圧比、及び、形状因子比の定義は、図７及び図８と同じである。
図９及び図１０におけるプロットにおいて、処理時間０〜１０時間は１時間毎に、１０〜２０時間は２時間毎に、２０〜４０時間は４時間毎に、４０〜６０時間は１０時間毎にそれぞれ区切り、各評価項目の平均値を算出した。
【００４６】
図９に示されるように、処理時間が長くなるほど出力比が増大する。処理時間２０時間までは出力比のばらつきが大きいが、２０時間以上になると出力比は安定する。処理時間が４０時間以上になると更に出力が増大した。出力比は処理時間５０〜６０時間の平均値で２．４％向上した。処理時間が５０時間を超えても、出力比の更なる増大はほとんど見られなかった。また、処理時間が５０時間（２日間以上）を越えると、第２の発電セル層９２までを製膜した基板を保持処理するストッカの容量が大きくなりすぎるので、これ以上の処理時間では、処理時間に対する出力比の向上効果が得られていないと判断した。
処理時間２０時間〜３０時間を境に増加傾向が減少し、処理時間３０〜４０時間までの間で、開放電圧及び形状因子の増大が見られ、開放電圧比は平均０．６％、形状因子比は平均１．０％向上した。しかし、上記処理時間４０時間では短絡電流はほとんど増加しなかった。すなわち、保持処理工程Ｂでは、初期段階において開放電圧及び形状因子の増大が、出力増大に貢献している。
一方、処理時間が３０時間〜４０時間より更に長くなると開放電圧及び形状因子はほとんど変化がないが、処理時間が４０時間以上で短絡電流の増大が見られた。短絡電流比は、処理時間５０〜６０時間の平均値で０．８％増加した。
【００４７】
図１１は、中間コンタクト層５を模擬して、ＧＺＯ膜（Ｇａドープ量０．５質量％）を単独で形成したガラス基板について、保持処理工程Ｂと同じ条件で保持されたときの光学特性の変化を示すグラフである。同図において、横軸は処理時間、縦軸はそれぞれ波長６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍのときの透過率と反射率との和（１００％から吸収率を引いたもので、内部透過率に相当）である。
図１１の結果から、製膜直後では中間コンタクト層は酸素欠損により若干の着色が生じているが、大気開放してから１０時間程度で酸素欠損が回復し始めている。図１１では保持時間が５０時間を超えると、光学特性の変化はほとんど見られなかった。
【００４８】
図９〜図１１の結果から、保持処理工程Ｂにより出力が向上する理由は、処理時間が４０時間までの初期段階では、大気曝露により中間コンタクト層５表面の酸素原子に大気中に存在する酸素が親和性で吸着した酸素吸収層が形成されることにより、第２の発電セル層９２のｐ層４１の製膜に際して水素プラズマなどによる中間コンタクト層の耐還元性が向上するとともに、中間コンタクト層５の表面がより均一な酸化膜となることで、第２の発電セル層９２のｐ層４１の製膜初期段階により均一な膜成長が促進されて、中間コンタクト層５とｐ層４１との界面特性がより均一化したためと推測される。更に、処理時間４０時間以上では、中間コンタクト層５の膜内へと酸素供給が進み、酸素欠損の解消により中間コンタクト層５の透過率が向上したため、第２の発電セル層９２への入射光量が増大したと考えられる。
この中間コンタクト層５の表面に均一な酸素吸着層の形成と、さらには中間コンタクト層５の膜内の欠損した酸素の再供給においては、中間コンタクト層５が形成された基板を大気中にて室温で所定時間保持する処理工程が確実で簡易な処理方法である。
【００４９】
（実施例３：保持処理工程Ａ及び保持処理工程Ｂの組合せ）
１．４ｍ×１．１ｍのガラス基板上に、図１に示す積層構造を有する太陽電池モジュール６を作製した。各層の膜厚及び製膜条件は、実施例１と同じとした。実施例３では、上記条件で保持処理工程Ａ及び保持処理工程Ｂを実施した。
【００５０】
図１２に、保持処理工程Ａの処理時間を０〜１時間または５時間以上（２５時間以下）としたときに分類して太陽電池モジュールの出力と保持処理工程Ｂの処理時間との関係を示す。同図において、横軸は処理時間、縦軸は、出力比である。出力比は、保持処理工程Ａ及びＢの処理時間がそれぞれ０〜１時間のときの平均値で規格化された値である。
図１３に、保持処理工程Ａの処理時間を０〜１時間または５時間以上（２５時間以下）としたときに分類して太陽電池モジュールの開放電圧、形状因子及び短絡電流と、保持処理工程Ｂの処理時間との関係を示す。同図において、横軸は処理時間、左縦軸は、開放電圧比及び形状因子比、右縦軸は、短絡電流比である。開放電圧比、形状因子比、及び、短絡電流比は、保持処理工程Ａ及びＢの処理時間がそれぞれ０〜１時間のときの平均値で規格化された値である。
図１２及び図１３におけるプロットにおいて、処理時間０〜２時間は１時間毎に、１０〜２０時間は２時間毎に、２０〜３６時間は４時間毎にそれぞれ区切り、各評価項目の平均値を算出した。また、２〜５時間、５〜１０時間、３６〜５０時間、及び、５０〜６０時間における各評価項目の平均値を算出した。
【００５１】
図１２を参照すると、出力比は、保持処理工程Ａ：５時間以上、保持処理工程Ｂ：５０〜６０時間の条件で、平均２．８％向上した。このうち、保持処理工程Ａの寄与分（図１２中の（２）に相当）は０．８％、保持処理工程Ｂの寄与分（図１２中の（１）に相当）は２．０％であった。実施例１及び実施例２と比較して、各保持処理工程による出力向上効果は、それぞれ単独で行った場合の各向上値の合算値よりも２０〜５０％程度低いものの、保持処理工程Ａ及び保持処理工程Ｂを組み合わせることにより更なる性能向上が得られる。これは、太陽電池モジュール６に入射する光エネルギーを第１の発電セル層９１と第２の発電セル層９２で発電に利用するための相互分配に当たり、保持処理工程Ｂの効果が保持処理工程Ａの効果へ影響しているためと推定する。
【００５２】
図１３に示すように、短絡電流比は、保持処理工程Ａの処理時間により差が見られた。開放電圧比及び形状因子比は、保持処理工程Ａの影響はほとんどなく、保持処理工程Ｂの処理時間が長くなるほど増加した。これは、実施例１及び実施例２で説明した傾向と一致する。
第１の発電セル層９１のｎ層３３表面に極めて薄いシリコンの自然酸化膜が形成において、またさらには、中間コンタクト層５の表面と膜中への酸素の供給においては、第１の発電セル層９１ならびに中間コンタクト層５が形成された段階での基板を大気中にて室温で所定時間保持する処理工程が確実で簡易な処理方法である。
【００５３】
実施例１から実施例３における保持処理工程Ａおよび保持処理工程Ｂは、処理対象基板を大気中にて室温で所定時間保持する処理工程であるが、所定温度範囲内の室温に限定する必要はない。室温の管理範囲が変化した場合は、その変化した管理範囲の室温に対応する処理時間を適切に再設定すればよい。
また例えば、４０℃〜５０℃の温風のもと室温より少し高い温度を維持したストッカにて処理することで、処理時間を短縮することも可能である。
このとき、雰囲気温度と処理時間は、本発明の主旨内で選定試験により適切な時間を設定することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  基板
２  透明電極層
３  光電変換層
４  裏面電極層
５  中間コンタクト層
６  太陽電池モジュール
７  発電セル
３１  非晶質シリコンｐ層
３２  非晶質シリコンｉ層
３３  非晶質シリコンｎ層
４１  結晶質シリコンｐ層
４２  結晶質シリコンｉ層
４３  結晶質シリコンｎ層
５０  太陽電池パネル
９１  第１の発電セル層
９２  第２の発電セル層
１００  光電変換装置
１０３Ｌ，１０３Ｓ  アルミフレーム枠
【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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