(57)【要約】【課題】欠陥によるホットスポットの発生を抑制することができる薄膜太陽電池の製造方法を提供すること。【解決手段】絶縁基板の表面上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数個互いに電気的に直列接続されてなるストリングを形成する工程（Ａ）と、前記ストリングを部分的に除去して前記直列接続の方向である第１方向に延びる分割溝を形成することによって、第１方向と直交する第２方向に相互に絶縁分離されて並んだ複数本の分割ストリングを形成する工程（Ｂ）とを備え、前記工程（Ａ）は、前記第１電極層、前記光電変換層および前記第２電極層のうちの少なくとも１つの層の欠陥面内分布を測定する欠陥検査処理を含み、前記工程（Ｂ）は、前記欠陥面内分布の測定結果に基づいて、前記複数本の分割溝の溝形成位置を決定する処理と、各溝形成位置に前記複数本の分割溝を形成する処理とを含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の表面上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数個互いに電気的に直列接続されてなるストリングを形成する工程（Ａ）と、
前記ストリングを部分的に除去して前記直列接続の方向である第１方向に延びる分割溝を形成することによって、第１方向と直交する第２方向に相互に絶縁分離されて並んだ複数本の分割ストリングを形成する工程（Ｂ）とを備え、
前記工程（Ａ）は、前記第１電極層、前記光電変換層および前記第２電極層のうちの少なくとも１つの層の欠陥面内分布を測定する欠陥検査処理を含み、
前記工程（Ｂ）は、前記欠陥面内分布の測定結果に基づいて、前記複数本の分割溝の溝形成位置を決定する処理と、各溝形成位置に前記複数本の分割溝を形成する処理とを含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記工程（Ｂ）において、前記欠陥面内分布に基づいて、多数の欠陥が存在する領域を含む分割ストリングの第２方向の幅を狭く、少数の欠陥が存在する領域を含む分割ストリングの第２方向の幅を広くするように、前記溝形成位置を決定する請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記工程（Ｂ）において、溝形成位置が固定された固定溝形成位置と、前記固定溝形成位置に対して平行に第２方向に位置を調整できる調整溝形成位置とを設定し、前記欠陥面内分布に基づいて前記調整溝形成位置の位置を調整し、調整した調整溝形成位置および前記固定溝形成位置に前記分割溝を形成する処理を含む、請求項２に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記工程（Ｂ）において、第２方向に等間隔に並んだ複数の溝形成予定位置を設定し、前記欠陥面内分布に基づいて、前記複数の溝形成予定位置の中から形成する分割溝の数に応じて溝形成予定位置を選択し、選択した溝形成予定位置に前記分割溝を形成する処理を含む、請求項２に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
逆バイアス処理手段を用いて前記分割ストリングにおける各薄膜光電変換素子に逆バイアス電圧を印加して逆バイアス処理する工程（Ｃ）をさらに含み、
前記逆バイアス処理手段は、複数の分割ストリングに対応する複数の電圧印加ユニットを有し、
前記電圧印加ユニットは、分割ストリングにおける隣接する２つの薄膜光電変換素子の第２電極層に接触可能な２つのピン形電極を有し、
複数の前記溝形成位置は、その後に形成される複数の分割ストリングに各電圧印加ユニットのピン形電極が接触できるような位置に決定される、請求項１〜４のいずれか１つに記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記工程（Ａ）は、前記第１電極層の欠陥面内分布を測定する第１欠陥検査処理と、前記光電変換層の欠陥面内分布を測定する第２欠陥検査処理と、前記第２電極層の欠陥面内分布を測定する第３欠陥検査処理とを含む請求項１〜５のいずれか１つに記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項７】
絶縁基板の表面上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が互いに電気的に直列接続された分割ストリングが、分割溝を介して直列接続方向と直交する方向に複数並列してなり、欠陥数が多い分割ストリングの直列接続方向と直交する方向の幅は狭く形成され、欠陥数が少ない分割ストリングの直列接続方向と直交する方向の幅は広く形成されたことを特徴とする薄膜太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列接続された複数の薄膜光電変換素子を有する薄膜太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガスを原料としてプラズマＣＶＤ法により形成される薄膜太陽電池が注目されている。この薄膜太陽電池の例として、シリコン系薄膜からなるシリコン系薄膜太陽電池やＣＩＳあるいはＣＩＧＳ化合物薄膜太陽電池等が挙げられ、開発および生産量の拡大が進められている。
これらの薄膜太陽電池は、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法または真空蒸着法等により、基板上に透明電極、光電変換層および裏面電極を積層して形成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９２８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の薄膜太陽電池の製造方法では、絶縁透光性基板の第１主面上に透明電極、光電変換層および裏面電極を含む積層して積層膜を形成した後、基板外周部の積層膜をレーザスクライブ工程によって除去する前に、積層膜付き基板を洗浄して異物を除去している。
しかしながら、例えば、基板搬入時に保護のために基板間に挟んでいた紙シートに含まれていた糊成分が基板の第１主面上に固着した異物や、ＣＶＤ成膜装置内の電極や内壁面に付着していた堆積物の粉が成膜前または成膜中に基板の第１主面上に落下して積層膜内に取り込まれた膜内異物などは、洗浄によって除去し難いため、洗浄後も基板に残留する異物が存在し、それらによって積層膜内に欠陥が発生してしまう。
そして、薄膜太陽電池の発電時に発電電流が欠陥に流れると、その欠陥が電気抵抗となって局所的に発熱するホットスポットが発生し、それによって薄膜太陽電池の発電性能が劣化し、さらには故障する場合もある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、欠陥によるホットスポットの発生を抑制することができる薄膜太陽電池の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】
【０００６】
かくして、本発明によれば、絶縁基板の表面上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数個互いに電気的に直列接続されてなるストリングを形成する工程（Ａ）と、
前記ストリングを部分的に除去して前記直列接続の方向である第１方向に延びる分割溝を形成することによって、第１方向と直交する第２方向に相互に絶縁分離されて並んだ複数本の分割ストリングを形成する工程（Ｂ）とを備え、
前記工程（Ａ）は、前記第１電極層、前記光電変換層および前記第２電極層のうちの少なくとも１つの層の欠陥面内分布を測定する欠陥検査処理を含み、
前記工程（Ｂ）は、前記欠陥面内分布の測定結果に基づいて、前記複数本の分割溝の溝形成位置を決定する処理と、各溝形成位置に前記複数本の分割溝を形成する処理とを含む薄膜太陽電池の製造方法が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、絶縁基板の表面上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が互いに電気的に直列接続された分割ストリングが、分割溝を介して直列接続方向と直交する方向に複数並列してなり、欠陥数が多い分割ストリングの直列接続方向と直交する方向の幅は狭く形成され、欠陥数が少ない分割ストリングの直列接続方向と直交する方向の幅は広く形成された薄膜太陽電池が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、欠陥の多い分割ストリングに流れる電流を小さく、欠陥の少ない分割ストリングに流れる電流を大きくすることにより、欠陥抵抗による発熱を抑えてホットスポットの発生を抑制すると共に、薄膜太陽電池の発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１の薄膜太陽電池を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１の薄膜太陽電池の製造方法を説明する工程フロー図である。
【図３】本発明の実施形態１の薄膜太陽電池の製造方法を説明する図であって、分割ストリング形成前の薄膜太陽電池を示す概略斜視図である。
【図４】図４は図１または図３に示す薄膜太陽電池を第１方向に切断した概略断面図である。
【図５】実施形態１におけるＳ１１３での溝形成位置を決定する工程の一例である。
【図６】図１で示した薄膜太陽電池を第２方向に切断した概略断面図である。
【図７】実施形態１における逆バイアス処理工程およびこの工程で使用する逆バイアス処理手段を説明する概略図である。
【図８】本発明の実施形態１における溝形成位置を決定する処理を示す別の説明図である。
【図９】本発明の実施形態２の薄膜太陽電池の製造方法における溝形成位置を決定する処理を説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態３の薄膜太陽電池の製造方法を説明する図であって、逆バイアス処理工程およびこの工程で使用する逆バイアス処理手段を説明する概略図である。
【図１１】実施形態３における逆バイアス処理工程で使用可能な逆バイアス処理手段を示す概略斜視図である。
【図１２】実施形態３における逆バイアス処理手段の電源を示す概念図である。
【図１３】実施形態３における逆バイアス処理手段の移動機構の一例を示す概略構成図である。
【図１４】実施形態３における分割ストリングの形成を説明する図である。
【図１５】比較例としての分割ストリングの形成を説明する図である。
【図１６】実施形態４の逆バイアス処理手段を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、絶縁基板上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数集積された構造を備えた薄膜太陽電池を製造する方法である。
光電変換層としてはｐｎ接合型、ｐｉｎ接合型、ヘテロ接合型、ｐｎまたはｐｉｎ接合が複数重ねられたタンデム構造型等が挙げられる。
また、本発明は絶縁基板として透明基板を使用したスーパーストレート型の薄膜太陽電池と、不透明基板を使用したサブストレート型の薄膜太陽電池の両方に適用可能である。
【００１０】
この薄膜太陽電池の製造方法は、絶縁基板の表面上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる薄膜光電変換素子が複数個互いに電気的に直列接続されてなるストリングを形成する工程（Ａ）と、
膜除去手段を用いて前記ストリングを部分的に除去して前記直列接続の方向である第１方向に延びる分割溝を形成することによって、第１方向と直交する第２方向に相互に絶縁分離されて並んだ複数本の分割ストリングを形成する工程（Ｂ）とを備える。
【００１１】
前記工程（Ａ）は、前記第１電極層、前記光電変換層および前記第２電極層のうちの少なくとも１つの層の欠陥面内分布を測定する欠陥検査処理を含む。
前記工程（Ｂ）は、前記欠陥面内分布の測定結果に基づいて、前記複数本の分割溝の溝形成位置を決定する処理と、各溝形成位置に前記膜除去手段によって前記複数本の分割溝を形成する処理とを含む。
【００１２】
前記欠陥検査処理において、ストリングの欠陥面内分布を測定する方法は特に限定されず、例えば、電圧印加によるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）発光を利用した検査、電圧印加により発生する磁界を利用した検査、マイクロスコープやＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）、光の反射、透過や干渉を利用した検査等、測定する面の膜の種類に応じた欠陥検査方法を適宜採用することができる。
【００１３】
これらの検査方法の中でも、後述する実施形態１では、ＥＬ発光検査を採用しており、詳しくは、特開２００９−１０５１１２号公報、特開２００９−１６４１６５号公報および特開２０１０−５４３６５号公報に記載されている。
ＥＬ発光検査は、各薄膜光電変換素子に順方向の電流を流すことによってＥＬ発光させ、基板面内における発光強度分布を観察することで、欠陥面内分布を測定することができる。すなわち、発光強度が弱い領域に欠陥が存在し、発光強度の特に弱い領域が電気的な抵抗値が大きい欠陥を有している領域として識別される。従って、ＥＬ発光検査を用いることで欠陥数だけでなく欠陥の抵抗値も識別することができる。
【００１４】
工程（Ｂ）において、欠陥検査処理にて測定された欠陥面内分布の結果に基づいて、分割溝の溝形成位置を決定する際、複数の分割ストリングのうち、多数の欠陥が存在する領域を含む分割ストリングの第２方向の幅を狭く、少数の欠陥が存在する領域を含む分割ストリングの第２方向の幅を広くするように、前記溝形成位置を決定することが好ましい。
このようにすれば、幅の狭い分割ストリングに流れる電流値は小さくなるため、この分割ストリング内の欠陥による発熱が低減され、ホットスポットの発生を効果的に抑えることができ、ホットスポットによる薄膜太陽電池の発電量低減や不良の発生を抑制することができる。
【００１５】
工程（Ｂ）は、具体的には次の（Ｉ）または（ＩＩ）のように行うことができる。
（Ｉ）前記工程（Ｂ）の前記溝形成位置を決定する処理において、溝形成位置が固定された固定溝形成位置と、前記固定溝形成位置に対して平行に第２方向に位置を調整できる調整溝形成位置とを設定し、前記欠陥面内分布に基づいて前記調整溝形成位置の位置を調整し、調整した調整溝形成位置および前記固定溝形成位置に前記分割溝を形成する。
この場合、多数の欠陥が存在する領域を含む分割ストリングの幅を狭く、少数の欠陥が存在する領域を含む分割ストリングの幅を広くするように、前記調整溝形成位置の位置を調整する。
【００１６】
（ＩＩ）前記工程（Ｂ）の前記溝形成位置を決定する工程において、第２方向に等間隔に並んだ複数の溝形成予定位置を設定し、前記欠陥面内分布に基づいて、前記複数の溝形成予定位置の中から形成する分割溝の数に応じて溝形成予定位置を選択し、選択した溝形成予定位置に前記分割溝を形成する。
この場合、多数の欠陥が存在する領域を含む分割ストリングの幅を狭く、少数の欠陥が存在する領域を含む分割ストリングの幅を広くするように、前記溝形成予定位置を選択する。
【００１７】
前記（Ｉ）または（ＩＩ）によれば、領域毎の欠陥分布の算出、欠陥分布に応じた溝形成位置の決定プロセス、および溝形成位置に分割溝を形成する膜除去手段の移動制御を簡略化することができる。なお、この点について詳しくは後述の実施形態１および２で説明する。
【００１８】
膜除去手段としては、レーザ光を照射するヘッド部（例えば、ＹＡＧレーザおよび／またはＹＶＯ4レーザ）と、該ヘッド部を第１方向および第２方向へ移動させる移動機構とを備えたレーザスクライブ装置を用いることができる。
このレーザスクライブ装置は、前記（Ｉ）または（ＩＩ）のように工程（Ｂ）を行うのに適している。また、これらのレーザによれば、絶縁基板を傷付けることなく薄膜光電変換素子のみを容易かつ高精度に分割することができる。
また、前記レーザスクライブ装置はメタルマスクを備えていてもよい。つまり、レーザにて直列方向の分割溝を各ストリングに複数本形成する際、ストリングの両端の第１および第２電極層の一部をメタルマスクにてマスクすることにより、マスクした箇所はレーザにて切断されないため、互いに電気的に並列接続された複数の分割ストリングを高速に形成することができる。
【００１９】
この薄膜太陽電池の製造方法は、逆バイアス処理手段を用いて前記分割ストリングにおける各薄膜光電変換素子に逆バイアス電圧を印加して逆バイアス処理する工程（Ｃ）をさらに含んでもよい。
この逆バイアス処理手段は、例えば、複数の分割ストリングに対応する複数の電圧印加ユニットを有し、前記電圧印加ユニットは、分割ストリングにおける隣接する２つの薄膜光電変換素子の第２電極層に接触可能な２つのピン形電極を有するものを用いることができる。
この場合、工程（Ｂ）において、複数の前記溝形成位置は、分割溝によって形成された複数の分割ストリングに、逆バイアス処理手段の各電圧印加ユニットのピン形電極が正常に接触できる位置に制限されることが好ましい。
【００２０】
逆バイアス処理手段としては、複数の分割ストリングに対応する複数の電圧印加ユニットと、各電圧印加ユニットを第１方向（直列接続方向）に移動させる移動機構（第１移動機構）を備え、前記電圧印加ユニットは、電源と、該電源と電気的に接続されて同一の分割ストリングにおける隣接する２つの薄膜光電変換素子の前記第２電極層に接触して異なった電位を同時に付与する２つのピン形電極と、該２つのピン形電極を相互に電気的に絶縁した状態で連結して各ピン形電極を昇降させる昇降駆動部と、該昇降駆動部を保持する保持部とを有するものを用いることができる。
さらに、この逆バイアス手段は、各電圧印加ユニットを第１方向と直交する第２方向に移動させる移動機構（第２移動機構）を備えていてもよい。
【００２１】
薄膜光電変換素子に逆バイアス電圧を印加することにより、欠陥に起因する短絡部に電流が流れ、その際に発生したジュール熱により短絡部が飛散して除去される、あるいは短絡部が酸化して絶縁される。
これによって、隣接光電変換素子間が短絡することによる発電電圧の低下や、短絡部に電流が集中することによるホットスポットの発生を抑えることができる。
本発明によって、分割ストリングの幅を薄膜太陽電池薄膜の欠陥分布に応じて可変させることにより単位セル内の膜中異物などの欠陥によるホットスポットの発生を抑えると共に、逆バイアス処理にてセル間でホットスポット要因となる短絡部を除去できることから、従来の薄膜太陽電池と比較してホットスポットの発生をより抑え、発電量低下を抑制できる。
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の薄膜太陽電池の製造方法の実施形態について詳しく説明する。なお、図面や以下の記述中で示す内容は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。以下、スーパーストレート型構造の薄膜太陽電池を例に挙げて説明を進めるが、以下の説明は、サブストレート型構造の薄膜太陽電池についても基本的に当てはまる。但し、サブストレート型構造の場合、第１電極、光電変換層および第２電極を形成する順序が逆転し、第２電極、光電変換層および第１電極がこの順序で絶縁基板上に形成される。スーパーストレート型構造の場合は基板側が表面側となり、サブストレート型構造の場合は基板側が裏面側となる。
【００２３】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１の薄膜太陽電池を示す概略斜視図である。
この薄膜太陽電池（分割ストリング形成後の薄膜太陽電池）２００は、透明絶縁基板１０１上に、透明電極層としての第１電極層１０２、光電変換層１０３、および裏面電極層としての第２電極層１０４がこの順序で積層された薄膜光電変換素子Ｑ２、Ｑ３を複数個備えている。
また、第１方向Ｘに並ぶ複数個の薄膜光電変換素子Ｑ２は電気的に直列接続しており、それによって分割ストリングを構成している。
実施形態１では、４本の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｄが分割溝１０５を挟んで相互に絶縁状態で並列して形成される場合を例示している。
以下、薄膜光電変換素子をセルと称する。
【００２４】
図１に示すように、例えば、分割ストリング１０６ｄにおいて、透明電極層１０２は、光電変換層１０３で埋められた第１分離溝１０７によって分離されており、光電変換層１０３および裏面電極層１０５は第２分離溝１０８によって分離されている。そして、レーザ光等を用いたパターンニングによって光電変換層１０３が除去された部分であるコンタクトライン１０９を通って、一のセルＱ２の第２電極層１０４が隣接する他のセルＱ２またはセルＱ３の第１電極層１０２に接続されることにより、複数のセルＱ２が第１方向Ｘに電気的に直列に接続されている。
他の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｃも同様である。
【００２５】
透明絶縁基板１０１としては、以降の膜形成プロセスにおける耐熱性及び透光性を有するガラス基板、ポリイミド等の樹脂基板等が使用可能である。また、第１電極層１０２は、透明導電膜からなり、例えば、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｎＯなどが用いられる。
【００２６】
ｐ型半導体層には、ボロン、アルミニウム等のｐ型不純物原子がドープされており、ｎ型半導体層にはリン等のｎ型不純物原子がドープされている。ｉ型半導体層は、完全にノンドープである半導体層であってもよく、微量の不純物を含む弱ｐ型又は弱ｎ型で光電変換機能を十分に備えている半導体層であってもよい。なお、本明細書において、「非晶質層」及び「微結晶層」は、それぞれ、非晶質及び微結晶の半導体層を意味する。
光電変換層を構成する各半導体層の材料は、特に限定されず、例えば、シリコン系半導体、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）化合物半導体、ＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ2）化合物半導体等からなる。以下、各半導体層がシリコン系半導体からなる場合を例にとって説明を進める。「シリコン系半導体」とは、非晶質又は微結晶シリコン、又は非晶質又は微結晶シリコンに炭素やゲルマニウム又はその他の不純物が添加されたシリコンを含む半導体（シリコンカーバイド、シリコンゲルマニウム等）を意味する。また、「微結晶シリコン」とは、結晶粒径が小さい（数十から千Å程度）結晶シリコンと、非晶質シリコンとの混合相の状態のシリコンを意味する。微結晶シリコンは、例えば、結晶シリコン薄膜をプラズマＣＶＤ法などの非平衡プロセスを用いて低温で作製した場合に形成される。
【００２７】
第２電極層１０４の構成や材料は、特に限定されないが、一例では、第２電極１０４は、透明導電膜と金属膜とが光電変換層上に積層した積層構造を有する。透明導電膜は、ＳｎＯ2、ＩＴＯ、ＺｎＯなどからなる。金属膜は、銀、アルミニウム等の金属からなる。
透明導電膜と金属膜は、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着等の方法により形成することができる。
【００２８】
次に、本発明の薄膜太陽電池の製造方法について説明する。
図２は本発明の実施形態１の薄膜太陽電池の製造方法を説明する工程フロー図であり、図３は本発明の実施形態１の薄膜太陽電池の製造方法を説明する図であって、分割ストリング形成前の薄膜太陽電池を示す概略斜視図であり、図４は図１または図３に示す薄膜太陽電池を第１方向Ｘに切断した概略断面図である。
実施形態１の薄膜太陽電池の製造方法は、絶縁基板１０１の表面上に第１電極層１０２、光電変換層１０３および第２電極層１０４が順次積層されてなる帯状セルＱ１が互いに電気的に直列接続されたストリング（分割ストリング形成前の薄膜太陽電池）１００を形成する工程（Ａ）と、膜除去手段を用いて第１電極層１０２と第２電極層１０４を電気的に絶縁分離する直列接続方向（第１方向Ｘ）に延びる分割溝１０５を形成することによってストリング１００を複数に分割して、複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｄを形成する工程（Ｂ）と、逆バイアス処理手段を用いて分割ストリング１０６ａ〜１０６ｄにおける各セルＱ２に逆バイアス電圧を印加して逆バイアス処理する工程（Ｃ）とを備える。
【００２９】
図２において、Ｓ１０３〜Ｓ１１２は工程（Ａ）に含まれ、Ｓ１１３は工程（Ｂ）に含まれ、Ｓ１１５は工程（Ｃ）に含まれる。ここで符号のＳはステップの意味であり、薄膜太陽電池の製造プロセスに含まれる処理の単位を表している。
工程（Ａ）は、第１電極層１０２、光電変換層１０３および第２電極層１０４のうちの少なくとも１つの層を形成した後に、その層の欠陥面内分布を測定する欠陥検査処理を含んでおり、この欠陥検査処理はＳ１０６、Ｓ１０８およびＳ１１２で行われる。
さらに、工程（Ｂ）は、欠陥検査処理にて測定された欠陥面内分布の結果に基づいて、分割溝１０５の溝形成位置を決定し、この溝形成位置に沿って膜除去手段を駆動させて分割溝１０５を形成する処理を含んでいる。
膜除去手段としては、前記レーザスクライブ装置を用いることができる。
【００３０】
この薄膜太陽電池の製造方法では、まず、図３に示した分割ストリング形成前の薄膜太陽電池１００を以下のようにして作製する。
まず、Ｓ１０１において、主面に予め透明導電膜（例えば、厚さ５００〜１０００ｎｍのＳｎＯ2膜）が積層された絶縁基板１０１を基板搬入装置を用いて製造ライン内に搬入する。
なお、透明導電膜付き絶縁基板を用いない場合は、Ｓ１０１またはＳ１０２の後に、熱ＣＶＤ法、スパッタ法等により、絶縁基板１０１上に第１電極層１０２を膜厚５００〜１０００ｎｍ程度で積層する処理を実施する。
【００３１】
次に、Ｓ１０２において、絶縁基板１０１を第１の基板洗浄装置を用いて洗浄する。
次に、Ｓ１０３において、レーザスクライブ法によって、透明導電膜の一部を所定間隔（７〜１８ｍｍ程度）で除去して複数の第１分離溝１０７を形成することにより、複数の第１電極層１０２を形成する。
【００３２】
続いて、Ｓ１０４において、レーザスクライブ法によって、絶縁基板１０１の周縁部に位置する第１電極層１０２の一部を除去することによって、製造すべき薄膜太陽電池の製造ライン内での管理番号、ＱＲコード等のマーキングを形成する。
次に、Ｓ１０５において、第１電極層付き絶縁基板１０１を第２の基板洗浄装置を用いて洗浄する。
【００３３】
次に、Ｓ１０６において、例えばＣＣＤカメラなどの撮像装置を用いて、第１分離溝１０７の位置と形状、第１電極層１０２上の表面異物や傷の有無等を観測する第１外観検査を行う。
さらに、第１外観検査の後または前に、第１欠陥検査処理を行って第１電極層１０２の欠陥面内分布を測定してもよい。この第１欠陥検査処理では検査対象膜は透明導電膜であり、マイクロスコープやＳＥＭ、光の反射、透過や干渉を利用した欠陥検査等により行うことができる。なお、第１欠陥検査処理を前記第１外観検査と同じ検査手段を用いることで、共通の装置で外観検査と欠陥検査を行うことも可能である。
【００３４】
続いて、Ｓ１０７において、プラズマＣＶＤ法等により、第１分離溝１０７で分離された第１電極層１０２を覆うように光電変換層１０３を膜厚３００〜３０００ｎｍ程度で積層する。光電変換層１０３は、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層およびｎ型半導体層を順次第１電極１０２上に積層する。
次に、Ｓ１０８において、例えば、半導体膜厚検査装置を用いて、光電変換層１０３の膜厚を検査する。
ここで、膜厚検査の前後に前記ＥＬ発光や磁界を利用した検査、マイクロスコープやＳＥＭ、光の反射や干渉を利用した検査等により、第２欠陥検査処理を行って光電変換層１０３の欠陥面内分布を測定することができる。
【００３５】
次に、Ｓ１０９において、レーザスクライブ法により、光電変換層１０３の一部を所定間隔（７〜１８ｍｍ程度）で除去することによって、複数のコンタクトライン１０９を形成する。
続いて、Ｓ１１０において、スパッタ法、蒸着法等により、光電変換層１０３を覆うように透明導電層と金属層をこの順で積層して第２電極層１０４を形成する。これにより、コンタクトライン１０９が第２電極層１０４で埋められる。
次に、Ｓ１１１において、レーザスクライブ法によって、光電変換層１０３および第２電極層１０４の一部を所定間隔（７〜１８ｍｍ程度）で除去することによって分離して、複数の第２分離溝１０８を形成する。
なお、第１分離溝１０７、コンタクトライン１０９および第２分離溝１０８を形成するレーザスクライブ法は、各溝を形成する際に除去すべき層に吸収される波長に調整したＹＡＧレーザやＹＶＯ4レーザを用いることができる。
以上により、図３および図４に示すように、透明絶縁基板１０１上に複数の帯状セルＱ１が互いに直列接続された薄膜太陽電池１００が形成される。
【００３６】
次に、Ｓ１１２において、例えば、ＣＣＤカメラを用いて、第２分離溝１０８の位置と形状、第２電極層１０４上の表面異物や傷の有無等を観測する第３外観検査を行う。
さらに、この第３外観検査の後または前または同時に、第２欠陥検査処理と同様に、第３欠陥検査処理を行って第２電極層１０４の欠陥面内分布を測定してもよい。第１〜第３の各欠陥検査処理によって得られたデータを合わせることにより、詳細な欠陥面内分布データを得ることができる。
本実施形態では第１〜３欠陥検査を実施しているが、本発明はこれに限定されず、少なくともＳ１０４のストリング分割の前までに欠陥検査を実施すればよい。また、各欠陥検査を実施するステップについて本実施形態は例示であり、各処理ステップ間の任意の位置で実施することができる。
また、ホットスポットになる欠陥が多数発生する可能性が高いのは、成膜装置の堆積物が光電変換層に取り込まれる膜中異物であるので、本発明においては光電変換層の欠陥検査を実施することが好ましい。
【００３７】
例えば、ＥＬ発光検査において、基板面内における発光強度分布は、表示部の画面上で欠陥マップとして表示され、制御部による解析によって欠陥個数として検出される。
この欠陥マップと欠陥個数の測定データは、欠陥検査装置より図示しない生産ライン全体を制御するサーバーを経由して、または直接欠陥検査装置より、後述するＳ１１３のストリング分割処理装置に通信され、ストリング分割処理装置はこの測定データに基づいて分割溝の形成位置を設定することができるようになる。
ここまでが、分割ストリング形成前の薄膜太陽電池１００を形成する工程（Ａ）であり、その後、分割ストリングを形成する工程（Ｂ）が行われる。
【００３８】
工程（Ｂ）ではまず、Ｓ１１３のストリング分割処理が実施される。
工程（Ｂ）Ｓ１１３では、まず、欠陥検査結果に基づいて溝形成位置を決定する処理が行われる。
図５は実施形態１におけるＳ１１３での溝形成位置を決定する工程の一例である。このとき、図５の左図に示すように、分割ストリング形成前の薄膜太陽電池１００を第２方向Ｙに等間隔で区分した単位領域ａ〜ｆ毎に面内欠陥分布を区分することで、１単位領域当たりの欠陥密度を算出することができる。
例えば、各単位領域に含まれる欠陥数について、領域ａは１０個、領域ｂは２０個、領域ｃは４０個、領域ｄは３０個、領域ｅは９９９個、領域ｆは１０個であるとすると、各個数が各領域における欠陥密度となる。
そして、欠陥密度の大きい領域に含まれる単位領域数を少なく、欠陥密度の小さい領域に含まれる単位領域数を多くするように溝形成位置を決定することで、多数の欠陥が存在する領域を含む分割ストリングの幅を狭く、少数の欠陥が存在する領域を含む分割ストリングの幅を広くするように溝形成位置を決定する。
図５の左図の場合、領域ｅの欠陥密度は９９９個／領域と大幅に高くなっているため、領域ｅを幅の狭い分割ストリングとすべく、図５の右図に示すように、領域ｄとｅの間および領域ｅとｆの間を溝形成位置（太線部分）として決定することで、領域ｅを最小幅の分割ストリングとしている。
【００３９】
形成すべき分割ストリングの数が３本であれば溝形成位置は前記の２本でよいが、形成すべき分割ストリングの数が４本であれば溝形成位置は３本であるため、溝形成位置をもう１本決定する。図５の右図の場合、領域ｂとｃの間も溝形成位置（太線部分）として決定している。
ちなみに、形成すべき分割ストリング数は、製造する薄膜太陽電池の仕様などによって決定されており、処理条件として事前にストリング分割処理装置に情報が送信されている。
このように３本の溝形成位置を決定することにより、領域ａとｂが統合された領域の欠陥密度は１５個／領域[＝（１０＋２０）／２]、領域ｃとｄが統合された領域では３５個／領域、領域ｅでは９９９個／領域、領域ｆでは１０個／領域に確定される。
なお、図５では、薄膜太陽電池１００を単位領域ａ〜ｆに区分して各領域における欠陥密度を検出する場合を例示したが、単位領域の区分数をさらに増加して１つの領域の幅（第２方向Ｙ）をさらに狭くすることで、より細かい分割ストリング幅の調整が可能となる。
【００４０】
次に、決定された溝形成位置に沿って薄膜太陽電池１００に分割溝１０５を形成することにより、図１、図５の右図および図６で示すように、複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｄを形成する。なお、図６は図１で示した薄膜太陽電池を第２方向Ｙに切断した概略断面図である。
この薄膜太陽電池２００は、前記Ｓ１１２で決定された溝形成位置に分割溝１０５を形成することによって、図６に示すような、幅の異なる分割ストリング１０６ａ〜１０６ｄを有する。
【００４１】
分割溝１０５の形成工程の一例を以下に説明する。
まず、透明絶縁基板１０１側からレーザ光を照射しながら第１方向Ｘ（帯状セルＱ１の長手方向と直交する方向）に移動させるレーザスクライブ法によって、光電変換層１０３および第２電極層１０４の一部を所定間隔（75〜250ｍｍ程度）で除去して第１分割溝１０５ａを形成する。照射するレーザ光は、第１電極層（透明電極層）１０２でほとんど吸収されないＹＡＧレーザ第２高調波（波長５３２ｎｍ）を用いることができる。
次に、第１分割溝１０５ａの中央部付近に、透明絶縁基板１０１側からレーザ光を照射しながら第１方向Ｘに移動させて、第１電極層１０２を除去し、第２分割溝１０５ｂを形成する。照射するレーザ光は、第１電極層１０２で吸収されるＹＡＧレーザ基本波（波長１．０６μｍ）を用いることができる。
【００４２】
このように、第１分割溝１０５ａおよび第２分割溝１０５ｂからなる分割溝１０５を形成することによって各帯状セルＱ１（図３参照）を複数に分割して電気的に絶縁することにより、複数の単位セルＱ２（図１および図６参照）が第１方向Ｘに電気的に直列接続された分割ストリング１０６ａ〜１０６ｄを複数並列して有する薄膜太陽電池２００を作製することができる。
なお、図１と図４に示すように、各分割ストリングのＸ方向の端部側のセルＱ３は、他の単位セルＱ２よりも第１方向Ｘの寸法が短く形成されており、これらのセルＱ３は光電変換素子としてではなく、後述の逆バイアス処理時の電極として各セルＱ３の第２電極１０４が使用される。
【００４３】
ところで、図１では、複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｄが分割溝１０５によって電気的に絶縁されて並列してなる薄膜太陽電池２００を図示しているが、複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｄを電気的に並列接続した薄膜太陽電池を作製してもよい（図示省略）。この場合、透明絶縁基板１側からレーザ光を照射する前に、図３に示す薄膜太陽電池１００の第１方向Ｘの両端側の２つの帯状セルＱ１にレーザ光が照射されないように、透明絶縁基板１０１の外面にメタルマスクを配置する。そして、メタルマスクを配置した状態で、上述のように透明絶縁基板１側からレーザ光を照射して第１分割溝１０５ａおよび第２分割溝１０５ｂを形成して分割溝１０５を形成する。メタルマスクはレーザ光を透過させないため、メタルマスクにて覆われた部分の第１電極１０２、光電変換層１０３および第２電極１０４は残存する。このメタルマスクとしては、厚さ１〜３ｍｍ程度のアルミニウム、ステンレス等からなる金属シートを用いることができる。
これにより、複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｄの第１方向Ｘの一端側にある各単位セルＱ２の第１電極１０２および第２電極１０４はそれぞれ共通電極によって並列接続されると共に、複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｄの第１方向Ｘの他端側にある各セルＱ３の第１電極１０２および第２電極１０４はそれぞれ共通電極によって並列接続される。
【００４４】
次に、Ｓ１１４において、薄膜太陽電池２００における透明絶縁基板１０１の外周部に位置する部分にレーザ光を照射して除去することにより、図示しないトリミング領域を形成する。このトリミング領域は、薄膜太陽電池に必要な絶縁耐電圧性を付与する絶縁領域である。
【００４５】
次に、Ｓ１１５において、薄膜太陽電池２００の各単位セルＱ２に逆バイアス電圧を印加して逆バイアス処理する工程が行われる。
単位セルＱ２における光電変換層１０３に形成されたピンホールを通じて第１電極１０２と第２電極１０４とが接触した短絡部が存在する場合、この逆バイアス処理によって短絡部の除去、短絡部の分類および修復状況を判断することができる。
【００４６】
図７は実施形態１における逆バイアス処理工程およびこの工程で使用する逆バイアス処理手段を説明する概略図である。
この逆バイアス処理手段５１２は、一定電圧を出力する出力端子５０１を有する電源５０２と、出力端子５０１を薄膜太陽電池２００の各第２電極層に接続する導電性部材５０５とを備えている。
出力端子５０１は、一対の出力端子５０１ａ、５０１ｂからなり、本実施形態１においては、一方の出力端子５０１ａに正電位、他方の出力端子５０１ｂに０Ｖの電位を出力できるようにしている。出力端子５０１ａに出力する正電位は任意の値に制御可能である。導電性部材５０５は、電極接続部５０５ａおよび配線部５０５ｂから構成されている。
なお、実施形態１における逆バイアス処理工程で使用可能な具体的な逆バイアス処理手段の構成については後述する。
【００４７】
図４は、例えば、実施形態１における薄膜太陽電池２００の分割ストリング１０６ｄを第１方向Ｘに切断した概略断面図であり、分割ストリング１０６ｄの各単位セルＱ２およびセルＱ３における第１電極に102f1〜102f5の符号を付すと共に、第２電極に104f1〜104f6の符号を付している。
以下、図４と図７を参照しながら逆バイアス処理工程を説明する。
逆バイアス処理工程では、まず、逆バイアス処理手段の一対のピン形電極505a1、505a2を、例えば分割ストリング１０６ｆにおける端部側の隣り合う第２電極層104f1、104f2に接触させる。一方の単位セルＱ２の第２電極層104f1は、光電変換層１０３のｎ半導体層側の裏面電極である。また、他方の単位セルＱ２の第２電極層104f2は、一方の単位セルＱ２における光電変換層１０３のｐ半導体層側の透明電極層である第１電極層102f1と接続されている。したがって、一方の第２電極層104f1に正電位を付与し、他方の第２電極層104f2に０Ｖを付与すれば、一方の単位セルＱ２の光電変換層１０３に逆方向電圧が印加され、逆バイアス処理が行われる。
【００４８】
具体的には、例えば、出力端子５０１ａに＋３Ｖの電位、出力端子５０１ｂに０Ｖの電位を出力し、第２電極層104f1、104f2間に３Ｖの電圧を１秒間印加する。これにより、光電変換層１０３に３Ｖの逆方向電圧（逆バイアス電圧）が１秒間印加される。
この電圧印加により電流がほとんど流れない場合には、その単位セルＱ２には短絡部が存在しないと判断して逆バイアス処理を終了し、一対のピン形電極505a1、505a2を一つずれた位置の第２電極層104f2と104f3に接触させて次の単位セルＱ２の逆バイアス処理を行う。
一方、電圧印加時に所定値以上の電流が流れ、電圧印加期間１秒内に電流が減少しない場合には、出力端子１０１ａの電位を５Ｖに変更し、さらに１秒間逆バイアス電圧を印加する。それでも電流が減少しない場合には、逆バイアス処理できないと判断して処理を終了し、次の単位セルＱ２の逆バイアス処理を行う。ここで、出力端子５０１ａに出力する電位が大きすぎると、単位セルＱ２のｐｉｎ接合が破壊されるため、単位セルＱ２に印加される電圧は耐電圧以下とする必要がある。
【００４９】
上記手順により、一列の分割ストリング１０６ｄの全ての単位セルＱ２を順次逆バイアス処理する。なお、最後に出力端子505a2を接触させる第２電極104f6の部分のセルＱ３は光電変換素子として使用はしないので、このセルＱ３の逆バイアス処理は省略される。
そして、一列の分割ストリング１０６ｄの全ての単位セルＱ２についての逆バイアス処理が終了すれば、同様の手順で、隣接する次の分割ストリング１０６ｃの全ての単位セルＱ２を順次逆バイアス処理し、このように薄膜太陽電池２００における全ての単位セルＱ２を逆バイアス処理する。
このようにして各単位セルＱ２の逆バイアス処理時に取得したデータにより、上述のように短絡の程度を分類することができる。また、先の欠陥検査処理で欠陥面内分布を調べているため、薄膜太陽電池のどの部分に欠陥が発生し易いかを解析することができることに加え、逆バイアス処理によって短絡発生箇所の確認ができる。これらの解析結果をフィードバックすることにより、第１電極層、光電変換層および第２電極層の成膜処理の改善に利用することができ、成膜装置側の問題点を把握し易くなり、早期対応が可能となる。
【００５０】
また、一般的な薄膜太陽電池において、分割ストリングの一部の単位セルが射影により発電しなくなると、他の単位セルで発生した電圧が、発電しなくなった単位セルのｐｎ接合に逆方向に印加される。逆方向に電圧印加された単位セル中に短絡部が存在すると、その短絡部分に電流が集中して流れ、ジュール熱により発熱して局所的に温度が上昇し、電極と光電変換層の間で膜剥離が発生したり、基板が割れたりする、いわゆる「ホットスポット現象」が発生する可能性がある。
実施形態１によれば、発電時に比較的大電流が流れ難い幅の狭い分割ストリング106a、106fに多くの短絡部（欠陥）が収まるように分割溝１０５を形成しているため、発電時の電気抵抗によるホットスポットは生じ難くなっており、それに加えて、逆バイアス処理によって短絡部の除去も行うため、射影時のホットスポットの発生も低減することで、従来の薄膜太陽電池よりホットスポットの発生をより抑制できる。
【００５１】
その後、当該分野で通常行われているように、Ｓ１１６において絶縁検査を行い、Ｓ１１７において特性検査を行い、Ｓ１１８において基板搬出処理を行って、薄膜太陽電池の完成品が得られる。
【００５２】
図８は実施形態１の薄膜太陽電池の製造方法における溝形成位置を決定する処理を示す別の説明図である。なお、図８において、図１中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
ここでは、具体的にかつ容易に溝形成位置を決定することができる方法を説明する。
図８の上図は、Ｓ１１２の後に得られた薄膜太陽電池１００を示している。この薄膜太陽電池１００は、多数の欠陥が集まった領域Ｒ１、Ｒ２を有している。
【００５３】
この場合の溝形成位置の決定方法は、前記（ＩＩ）の方法であり、図８の上図に示すように、まず、第２方向Ｙに等間隔に並んだ点線で示す複数の予定溝形成位置Ｌ３を予め設定する。図８では、第２方向Ｙに等分割する１７本の予定溝形成位置Ｌ３が設定されている。この場合、各領域Ｒ１、Ｒ２の近傍を予定溝形成位置Ｌ３が３本ずつ通っている。
【００５４】
次に、多数の欠陥を有する分割ストリングの第２方向Ｙの幅が狭くなり、少数の欠陥を有する分割ストリングの第２方向Ｙの幅が広くなるように、複数の予定溝形成位置Ｌ３の中から１つ以上（この場合、６本）の予定溝形成位置Ｌ３を選択し、それによって、図８の下図に示すように、実線で示す最終的な６本の溝形成位置Ｌが決定される。
そして、これらの溝形成位置Ｌに分割溝を形成することにより、多数の欠陥が収まった幅の狭い分割ストリング（４本）と、少数の欠陥が収まった幅の広い分割ストリング（３本）が形成される。
この場合も、ヘッド部の第２方向Ｙへの移動のピッチ幅に制限があるレーザスクライブ装置を用いる場合に有効である。
【００５５】
本発明によれば、ストリングを形成する工程（Ａ）において、前記第１電極層、前記光電変換層および前記第２電極層のうちの少なくとも１つの膜を形成した後に、前記絶縁基板の表面上に積層された膜の欠陥面内分布を測定する欠陥検査処理が行われる。
この欠陥検査工程によって、形成したストリングの面内のどの位置に、抵抗値大の欠陥と抵抗値小の欠陥がどの程度存在しているのかを知ることができる。
そして、複数の分割ストリングを形成する工程（Ｂ）において、抵抗値大の欠陥が比較的多い領域の近傍に第１方向の分割溝を形成することにより、多くの抵抗値大の欠陥を有する分割ストリングを第２方向の幅を狭くして形成することが可能となる。つまり、幅の狭い特定の分割ストリング内に抵抗値大の欠陥が多く収まり、この特定の分割ストリング内には抵抗値小の欠陥が極力含まれないように区画することが可能となる。
この結果、得られた薄膜太陽電池の発電時において、各分割ストリングの電圧は幅に関係なく一様であるが、幅の狭い分割ストリングの電流値は、幅の狭い分割ストリングの電流値よりも小さくなるため、幅の狭い分割ストリングの抵抗値大の欠陥に大きな電流が流れてホットスポットが発生するという不具合を抑制することができる。
【００５６】
（実施形態２）
図９は本発明の実施形態２の薄膜太陽電池の製造方法における溝形成位置を決定する工程を説明する図である。なお、実施形態１と共通の要素については同一の符号を付しており、共通の事項については説明を省略する場合がある。
この実施形態２では、分割ストリングを形成する工程（Ｂ）において、具体的にかつ容易に溝形成位置を決定することができる方法を説明する。
図９の上図は、Ｓ１１２の後に得られた薄膜太陽電池１００を示している。この薄膜太陽電池１００は、例えば、多数の欠陥が集まった領域Ｒ１、Ｒ２（多数のドット部分）を有しており、このことは先の欠陥検査処理によって得られた欠陥面内分布の測定データから分かっている。なお、その他の領域には少数の欠陥が分散しているか、あるいは欠陥が見当たらない。
【００５７】
実施形態２の溝形成位置の決定方法は、前記（Ｉ）の方法であり、図９の上図に示すように、まず、溝形成位置が固定された一点鎖線で示す固定溝形成位置Ｌ１と、この固定溝形成位置Ｌ１に対して第２方向Ｙに平行に位置を調整される二点鎖線で示す調整溝形成位置Ｌ２とを予め設定する。
図９では、６本の分割ストリングを形成する場合であって、初期状態として第２方向Ｙに等分割する５本の溝形成位置が設定され、それらの内、中心および両側が調整溝形成位置Ｌ２に設定され、残りが固定溝形成位置Ｌ１に設定された場合を例示している。この場合、一方の固定溝形成位置Ｌ１は一方の領域Ｒ１内を通り、他方の固定溝形成位置Ｌ１は他方の領域Ｒ２の近傍を通っている。
【００５８】
次に、形成すべき複数（この場合、６本）の分割ストリングのうち、多数の欠陥が集まった領域Ｒ１、Ｒ２を含む分割ストリングの第２方向Ｙの幅が狭くなるように、調整溝形成位置Ｌ２の位置を調整する。
例えば、図９の下図に示すように、一方の領域Ｒ１に近い両側の調整溝形成位置Ｌ２を、一方の固定溝形成位置Ｌ１との平行を維持しながら、一方の領域Ｒ１に接近するよう位置調整すると共に、他方の領域Ｒ２に近い調整溝形成位置Ｌ２を、他方の固定溝形成位置Ｌ１との平行を維持しながら、他方の領域Ｒ２に接近するよう位置調整する。
【００５９】
このように、各調整溝形成位置Ｌ２の位置調整を行うことにより、図９の下図に示すように、実線で示す最終的な５本の溝形成位置Ｌが決定される。
そして、これらの溝形成位置Ｌに分割溝を形成することにより、多数の欠陥が収まった幅の狭い分割ストリング（３本）と、少数の欠陥が収まった幅の広い分割ストリング（３本）が形成される。
ここで、実施形態２では固定溝形成位置Ｌ１が２つ、調整溝形成位置Ｌ２が３つの形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｌ１とＬ２の数は製造する薄膜太陽電池の仕様より決められている分割溝の数の範囲で、それぞれ任意に設定できる。
また、全ての位置が調整溝形成位置Ｌ２に設定されることで、より最適な溝形成位置を決めることができる。
なお、実施形態２の薄膜太陽電池の製造方法において、その他は実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００６０】
（実施形態３）
図１０は本発明の実施形態３の薄膜太陽電池の製造方法を説明する図であって、逆バイアス処理工程およびこの工程で使用する逆バイアス処理手段を説明する概略図であり、図１１は実施形態３における逆バイアス処理工程で使用可能な逆バイアス処理手段を示す概略斜視図であり、図１２は実施形態３における逆バイアス処理手段の電源を示す概念図である。なお、実施形態１〜３と共通の要素については同一の符号を付しており、共通の事項については説明を省略する場合がある。
実施形態３は、逆バイアス処理工程が実施形態１とは異なると共に、実施形態１および２よりも溝形成位置が制限される場合に適用される。以下、実施形態３における逆バイアス処理工程を主に説明する。なお、実施形態３では、６本の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆを有し、第２方向Ｙの外側へ向かうほど分割ストリングの幅が狭くなった薄膜太陽電池２００Ａを用いた場合を例示している。
【００６１】
実施形態３では、各分割ストリング毎に異なる電源５０２ａ〜５０２ｆを用いて、各分割ストリング内の単位セルＱ２を順次逆バイアス処理する。つまり、実施形態３の逆バイアス処理手段は、図７で説明した実施形態１の逆バイアス処理手段を複数備えている。
したがって、実施形態３の逆バイアス処理工程では、各分割ストリングの単位セルＱ２を同時に逆バイアス処理することができ、薄膜太陽電池２００の逆バイアス処理時間をより短縮化することができる。なお、分割ストリングの各単位セルを順次逆バイアス処理する手順は、実施形態１と同様である。
【００６２】
この場合、各分割ストリング間は分割溝１０５（図１参照）により電気的に分離されており、他の分割ストリングの第２電極に付与される電位の影響を受けることなく、各分割ストリングを個別に逆バイアス処理することができる。また、各分割ストリングが電気的に並列接続されていても、他の分割ストリングの第２電極に付与される電位の影響を受けることはない。
また、複数電源の正負いずれかの端子（例えば負側端子）を短絡して（共通の配線を利用して）同電位としても、他方の端子（例えば正側の端子）が短絡されていなければ、他の分割ストリングに付与される電圧の影響を受けることなく、各分割ストリングを個別に逆バイアス処理することができる。
【００６３】
この逆バイアス処理手段は、図７で説明した出力端子５０１ａ、５０１ｂを有する複数の電源５０２（５０２ａ〜５０２ｆ）に加えて、各分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆにおける２つの薄膜光電変換素子（単位セルＱ２）に電位を付与する複数の電圧印加ユニットＵ１と、各電圧印加ユニットＵ１を第１方向Ｘに移動させる移動機構Ｔとをさらに備える。
【００６４】
電圧印加ユニットＵ１は、分割ストリングにおける２つの薄膜光電変換素子の第２電極層に接触可能な２つのピン形電極５０５ａ１、５０５ａ２と、２つの電極５０５ａ１、５０５ａ２を相互に電気的に絶縁した状態で連結して各電極５０５ａ１、５０５ａ２を昇降させる昇降駆動部６０１と、昇降駆動部６０１を保持する保持部６０２とを有する。
【００６５】
具体的には、保持部６０２は、例えば下方開口部を有するボックスからなる。また、昇降駆動部６０１は、例えば伸縮可能なエアーシリンダからなり、エアーシリンダのロッド部がボックスの下方開口部側へ上下方向に移動可能なように、エアーシリンダの本体部がボックスの内面に固定されている。なお、この場合、移動機構Ｔ１は、図示しないエアー供給源と、エアー供給源と各エアーシリンダとを接続して各エアーシリンダに圧縮エアーを供給する可撓性エアーチューブ等を備える。
【００６６】
また、例えば、エアーシリンダのロッド部下端には平板６０３が水平状に取り付けられ、この平板６０３の下面に２枚の導電性板材６０４が間隔を置いて取り付けられ、各導電性板材６０４の下面に電極５０５ａ１、５０５ａ２が一体化されている。この２枚の導電性板材６０４は、電源５０２の出力端子５０１ａ、５０１ｂに配線部５０５ｂ、５０５ｂを介して電気的に接続されている。
また、２枚の導電性板材６０４の電気的絶縁性および２つの電極５０５ａ１、５０５ａ２の電気的絶縁性が確保されるように、例えば、平板６０３を絶縁材料にて構成し、各導電性板材６０４を平板６０３にボルト・ナット結合している。
【００６７】
なお、配線部５０５ｂ、５０５ｂおよび上述のエアーチューブは、各電圧印加ユニットＵ１のＸ方向への移動を妨げないようにして移動機構Ｔ１の基盤７０１の下面側に配置されている。あるいは、基盤７０１の複数箇所に第１方向Ｘに延びるスリットを形成し、このスリットに配線部５０５ｂ、５０５ｂおよびエアーチューブを通して外部ヘ引き出すことにより、基盤７０１の下面側のスペースに移動機構Ｔの部材のみを配置させてもよい。
【００６８】
図１３はボールネジ機構を採用して複数の電圧印加ユニットＵ１を連動させる移動機構Ｔ１を示している。
この移動機構Ｔ１は、基盤７０１（図１１参照）と、基盤７０１の下面の第１方向Ｘの両側に固定された平行な一対の固定片７０２と、一対の固定片７０２に回転可能に枢着された複数のスクリューシャフト７０３と、各スクリューシャフト７０３に螺着されたナット部７０４と、各スクリューシャフト７０３の後端に取り付けられた第１笠歯車７０５と、一対の固定片７０２に固定された複数のガイドシャフト７０６と、各スクリューシャフト７０３の後端側に配置されて基盤７０１の下面に回転可能に取り付けられたメインスクリューシャフト７０７と、メインスクリューシャフト７０７を回転させるモータＭと、メインスクリューシャフト７０７に取り付けられて各第１笠歯車７０５と噛合する複数の第２笠歯車７０８とを備えている。
【００６９】
複数のスクリューシャフト７０３と複数のガイドシャフト７０６は交互にかつ平行に配置されており、１本のスクリューシャフト７０３と１本のガイドシャフト７０６との１組が１つの電圧印加ユニットＵ１に対応している。
電圧印加ユニットＵ１は、その保持部であるボックスの上壁が、図示しない取付部材を介して移動機構Ｔ１のナット部７０４に固定されかつガイドシャフト７０６にスライド可能に取り付けられている。
【００７０】
このように構成された移動機構Ｔ１に、上述のように各電圧印加ユニットＵ１が取り付けられているため、移動機構Ｔ１のモータＭによってメインスクリューシャフト７０７と共に各第２笠歯車７０８が回転すると、各第１笠歯車７０５と共に各スクリューシャフト７０３が回転し、それによって各ナット部と共に各電圧印加ユニットＵ１が同時に第１方向Ｘに移動する。
この移動機構Ｔ１を備えた逆バイアス処理手段によれば、電圧印加ユニットＵ１の電極接続部５０１ａ１を分割ストリングの逆バイアス処理すべき単位セルＱ２上に移動させたところで、昇降駆動部６０１にて電極５０５ａ１、５０５ａ２を降下させて２つの単位セルＱ２の第２電極層に接触させ、実施形態１で説明した逆バイアス処理を行う。処理後、電極５０５ａ１、５０５ａ２を上昇させ、同様に移動、降下、逆バイアス処理、上昇を繰り返して、全ての単位セルＱ２の逆バイアス処理を行う。
【００７１】
この逆バイアス処理手段によれば、このような逆バイアス処理を複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆについて並行して行うことができる。なお、各電圧印加ユニットＵ１に対応する複数の電源５０２ａ〜５０２ｆを独立してＯＮ／ＯＦＦ制御することができ、かつ各電圧印加ユニットＵ１を独立して昇降させることができるため、各分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆの単位セルＱ２によって逆バイアス処理の時間に差がある場合は、処理が済んだ単位セルＱ２に対応する電源から順次ＯＦＦし、かつ電圧印加ユニットＵ１を上昇させてもよい。このようにすれば、電力の省エネルギー化を図り、かつ次の単位セルＱ２を逆バイアス処理するために待機させておくことができる。
【００７２】
なお、本実施形態での移動機構Ｔはボールネジ機構を用いた形態を例示したが、複数の電圧印加ユニットＵ１の保持部６０２と連結されて、各保持部６０２を連動してまたは独立して第１方向Ｘに移動可能に構成されていれば、本発明において具体的な機構は前記に限定されず、例えばベルト車機構（プーリー機構）、チェーン・スプロケット機構等を採用することができる。
【００７３】
前記の各種逆バイアス処理手段の移動機構Ｔにおいて、各電圧印加ユニットＵ１は第１方向Ｘへ移動可能であるが第２方向Ｙへは移動できない。つまり、各電圧印加ユニットＵ１の電極５０５ａ１、５０５ａ２の異なる隣り合ったユニット間の第２方向Ｙの間隔は一定に固定されている。
そのため、逆バイアス処理工程より前の分割ストリングを形成する工程において、次の点を考慮する必要がある。
図１４は実施形態３における分割ストリングの形成を説明する図である。さらに詳しくは、図１４（Ａ）は複数の分割ストリングを同じ幅で形成する比較例の場合の各分割ストリングと各電圧印加ユニットＵ１の電極５０５ａ１、５０５ａ２との位置関係を示し、図１４（Ｂ）は複数の分割ストリングを異なる幅で形成する本発明の実施形態３の場合の各分割ストリングと各電圧印加ユニットＵ１の電極５０５ａ１、５０５ａ２との位置関係を示している。なお、図１４（Ａ）および（Ｂ）において、多数のドットの領域は、多数の欠陥が集まった領域Ｒ１、Ｒ２を示している。
【００７４】
図１４（Ａ）の左図と図１４（Ｂ）の左図は、分割前のストリングＡを示している。
比較例の場合、図１４（Ａ）の右図に示すように、ストリングＡを同じ幅で分割している為、等間隔に固定された各電圧印加ユニットＵ１の電極５０５ａ１、５０５ａ２が、各分割ストリングＢ１の隣接する２つのセルＱＢ１の幅方向中間と接触できる。このとき、領域Ｒ１、Ｒ２の幅を考慮することなく分割ストリングＢ１を形成しているため、ホットスポットが発生し易い。
【００７５】
また、図１５に示すように、逆バイアス処理装置を考慮せず、領域Ｒ１、Ｒ２の幅を狭くするように分割ストリングを形成した場合、全ての分割ストリングに対して一括で全ての電圧印加ユニットＵ１の電極５０５ａ１、５０５ａ２を降ろすことができなくなる。この場合、一部の電極５０５ａ１、５０５ａ２を降ろして一部の単位セルのみ逆バイアス処理し、その後基板または移動機構Ｔ全体を第２方向Ｙにずらして未処理の単位セルに電極を下ろせる位置に合わせ、再度電極５０５ａ１、５０５ａ２を未処理の単位セルに降ろして逆バイアス処理を実施する必要がある。そのため、移動回数が増えることによって逆バイアス処理装置の処理能力が低下する。
また、基板または移動機構Ｔの位置が第２方向Ｙに任意に制御して移動できない場合は、逆バイアス処理そのものができなくなり、逆バイアス処理装置を一旦停止して手動で電極または基板の位置を合わせをしなければならず、装置の稼働率が低下する。
なお、図１５は比較例としての分割ストリングの形成を説明する図であり、図１５中の符号Ｂ３は分割ストリング、ＱＢ３はセルを示し、図１４（Ａ）および（Ｂ）と同様の要素には同一の符号を付している。
【００７６】
よって、実施形態３においては、図１４（Ｂ）の右図に示すように、領域Ｒ１、Ｒ２の幅を考慮しながら、各電圧印加ユニットＵ１の電極５０５ａ１、５０５ａ２が各分割ストリングＢ２の隣接する２つのセルＱＢ２と接触できるよう、ストリングＡを分割することが好ましい。そのため、領域Ｒ１、Ｒ２を有する分割ストリングＢ１の幅は領域Ｒ１、Ｒ２の幅と同等に狭くなっており、その結果、逆バイアス処理装置の処理能力や稼働率を落とすことなく、図１４（Ａ）の右図と比べて前記ホットスポットが発生し難い薄膜太陽電池を製造することができる。なお、電圧印加ユニットＵ１の電極５０５ａ１、５０５ａ２は、分割ストリングＢ２の隣接する２つのセルＳＢ２と接触し、かつ隣接する分割ストリングＢ２と接触していなければ、接触位置は幅方向中間よりも端側でもよい。
【００７７】
（実施形態４）
図１６は実施形態４の逆バイアス処理手段を示す概略斜視図である。なお、図１６において、図１１中の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
図１１で示す実施形態３の逆バイアス処理装置は、各電圧印加ユニットＵ１が第２方向Ｙ（分割ストリングの幅方向）に移動できない移動機構を備えるものであったが、図１６で示す実施形態４の逆バイアス処理装置は、各電圧印加ユニットＵ１が第２方向Ｙに移動できる移動機構を備えている。
以下、実施形態４における実施形態３と異なる点について主に説明する。
【００７８】
実施形態４のバイアス処理手段は、４本の脚部９０１および天板９０２とを有する基台９００と、複数の電圧印加ユニットＵ１を個別に第１方向Ｘに移動させる複数の第１方向移動機構ＸＭと、各第１方向移動機構ＸＭを個別に第２方向Ｙに移動させる複数の第２方向移動機構ＹＭとを備える。
【００７９】
第１方向移動機構ＸＭは、ボールネジ機構またはベルト車機構と、ボールネジ機構またはベルト車機構を駆動可能に収納し保持する下方開口直方体形のケース９２０とを備える。
第２方向移動機構ＹＭは、基台９００の第２方向に並ぶ二対の脚部９０１をそれぞれ連結する一対のガイドシャフト９１１と、各第１方向移動機構ＸＭのケース９２０の上面２箇所に固定されかつ一対のガイドシャフト９１１が挿通する一対の筒体９１２と、基台９００の天板９０２に第２方向に形成されたスリット９１３と、各ケース９２０の上面１箇所に固定されかつスリット９１３を通って上方へ突出する突出片９１４と、基台９００の天板９０２の上面におけるスリット９１３の近傍に固定された各突出片９１４に対応する正逆回転可能なモータ９１５と、各突出片９１４と各モータ９１５との間に設けられた動力伝達機構部９１６とを備える。
【００８０】
動力伝達機構部９１６は、例えば、突出片９１４の上面に固定されたラック部材９１６ａと、モータ９１５の駆動軸の先端に固定されてラック部材９１６ａと噛合するピニオン部材９１６ｂとからなる。
第２方向移動機構ＹＭによれば、モータ９１５の駆動軸と共にピニオン部材９１６ｂが正方向または逆方向に回転することにより、各筒体９１２が各ガイドシャフト９１１を摺動しながら、ラック部材９１６ａと共にケース９２０が第２方向に移動し、電圧印加ユニットＵ１が第２方向に移動する。すなわち、電圧印加ユニットＵ１の電極５０５ａ１、５０５ａ２が第２方向に移動する。このとき、電圧印加ユニットＵ１の第２方向への移動可能な範囲は、ラック部材９１６ａの第２方向の長さよりも少し短い距離である。
【００８１】
実施形態４によれば、各電圧印加ユニットＵ１の電極５０５ａ１、５０５ａ２が第２方向にも移動できるため、実施形態３（図１４（Ｂ））のように、各電圧印加ユニットＵ１の電極５０５ａ１、５０５ａ２の第２方向の位置が固定されている形態より分割溝１０５の形成位置の調整範囲がより拡大する。
したがって、本実施形態は実施形態３と比較して基板上に形成されたストリングの欠陥分布に対してより適した位置に分割溝１０５を形成することができ、ホットスポットをより効果的に抑えることが可能となる。
【００８２】
（他の実施形態）
１．本発明においては、１つの電圧印加ユニットＵ２で２つの分割ストリングを逆バイアス処理するよう構成してもよく、あるいは１つの電圧印加ユニットＵ２で３つ〜全ての分割ストリングを逆バイアス処理するよう構成してもよい。すなわち、第１方向Ｘに電圧印加ユニットを延伸し、電極数をさらに増やすことができる。このようにすれば、逆バイアス印加時の昇降動作回数を更に減らすことができ、逆バイアス処理にかかるプロセスタイムをより短縮することができる。また、電圧印加ユニットおよび移動機構の構成部品をさらに削減することができ、作製コストをより低減することができる。この場合、昇降駆動部の数、電源の数および電源と電圧印加ユニットとの接続形態等も適宜選択することができる。
２．薄膜太陽電池において、分割ストリングの数、１本の分割ストリング内の単位セルの数は製造する太陽電池の仕様に応じて任意に設定することができる。また、それに対応して、レーザスクライブ装置および逆バイアス処理装置を含む各処理装置が適宜設定変更されることが好ましい。
【符号の説明】
【００８３】
１０１ 絶縁基板（透明絶縁基板）
１０２ 第１電極層（透明電極層）
１０３ 光電変換層
１０４ 第２電極層（裏面電極層）
１００ 薄膜太陽電池（ストリング）
１０５ 分割溝
１０６ａ〜１０６ｆ  分割ストリング
２００ 分割ストリング形成前の薄膜太陽電池
５１２、１５１２、２５１２  逆バイアス処理手段
Ｑ１  帯状セル（薄膜光電変換素子）
Ｑ２  単位セル
Ｑ３  セル
Ｔ、Ｔ１  移動機構
Ｕ１、Ｕ２  電圧印加ユニット
ＹＭ  第２方向移動機構
ＸＭ  第１方向移動機構
【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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