(57)【要約】【課題】量産性を低下させることなく、ニーズに応じて出力電圧、電流を変更することが可能な薄膜太陽電池およびその製造方法を提供することにある。【解決手段】本発明は、電気絶縁性を有する基板１ａの表面に第１電極層１ｂ、光電変換層１ｄおよび第２電極層１ｅが積層されてなるユニットセルＵと、基板１ａの表面と反対側の面に積層される接続電極層Ｅとを少なくとも有する薄膜太陽電池１０において、構成する全ての薄膜を基板１ａ上に形成した後に、必要な出力電圧、電流に対応した位置の接続電極層Ｅの切断部Ｓ２を切断することにより、出力電圧、電流を選択可能に構成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性を有する基板の表面に第１電極層、光電変換層および第２電極層が積層されてなる光電変換部と、前記基板の表面と反対側の面に積層される接続電極層とを少なくとも有する薄膜太陽電池において、構成する全ての薄膜を前記基板上に形成した後に、必要な出力電圧、電流に対応した位置の前記接続電極層の切断部を切断することにより、出力電圧、電流を選択可能に構成したことを特徴とする薄膜太陽電池。
【請求項２】
前記光電変換部および前記接続電極層を互いに位置をずらしてパターニングし、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記基板の表面上で互いにパターニングされて隣り合う前記光電変換部を電気的に接続したことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池。
【請求項３】
前記パターニングによって形成された少なくとも２つ以上の前記光電変換部に対応した１つの前記接続電極層の切断部は、２つ以上の光電変換部に対する２つ以上のユニットセルの集電孔を含む範囲と、一方に隣接して連なる次の２つ以上の別の光電変換部であって、別の次の１つの接続電極層に対応する光電変換層に形成する接続孔部とを含むような屈曲形状に前記１つの接続電極層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜太陽電池。
【請求項４】
前記接続電極層が第３電極層および第４電極層を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜太陽電池。
【請求項５】
電気絶縁性を有する基板の表面に第１電極層、光電変換層および第２電極層を順次積層して光電変換部を形成するとともに、前記基板の表面と反対側の面に接続電極層を積層し、薄膜太陽電池を構成する全ての薄膜を前記基板上に形成した後に、前記光電変換層形成領域に対応して前記接続電極層の切断部の位置を変更することにより、出力電圧、電流が選択可能な薄膜太陽電池を製造することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記基板の裏面に第３電極層および第４電極層を積層して前記接続電極層を形成し、薄膜太陽電池を構成する全ての薄膜を形成した後に、前記第３電極層および前記第４電極層を選択的にパターニングし、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔により、前記基板の表面上で互いにパターニングされて隣り合う前記光電変換部を電気的に接続することを特徴とする請求項５に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記パターニングによって形成された少なくとも２つ以上の前記光電変換部に対応した１つの前記接続電極層では、２つ以上の光電変換部に対する２つ以上のユニットセルの集電孔を含む範囲と、一方に隣接して連なる次の２つ以上の別の光電変換部であって、別の次の１つの接続電極層に対応する光電変換層に形成する接続孔部とを含むような屈曲形状に前記切断部を形成することを特徴とする請求項５または６に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換部（ユニットセル）を複数個直列接続した薄膜太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、無公害であることなどの利点を有することから、注目を集めている。
太陽電池（光電変換装置）の代表例は、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薄膜太陽電池である。
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ものと考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などに取り付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。
【０００３】
従来の薄膜太陽電池は、ガラス基板を用いているものが一般的であった。近年は、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実用化されている。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活用したものとして、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が提案され、これにより大量生産が可能となった。
こうしたフィルム基板を用いた大面積のアモルファスシリコン薄膜太陽電池から効率よく電力を取り出すための構造の一つとして、スルーホールコンタクトを利用して直列接続を形成するＳＣＡＦ構造（Ｓｅｒｉｅｓ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ Ａｐｅｒｔｕｒｅｓ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ ：参照  特許文献１（特開平６−３４７３９４号公報）、特許文献２（特開２００２−１１８２７２号公報））が知られている（特許文献３（特開平６−３４２９２４号公報））。
【０００４】
図６は、従来のＳＣＡＦ型薄膜太陽電池の概略構成を斜視図で示したものである。図６に示すように、基板１ａの表面に形成した単位光電変換素子Ｕと、基板１ａの裏面に形成した接続電極層Ｅ（第３電極層１ｃ，第４電極層１ｆ）とは、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、光電変換素子Ｕのアモルファス半導体部分である光電変換層１ｄで発生した電流は、まず透明電極層（第２電極層）１ｅに集められ、次に当該透明電極層１ｅの領域に形成された集電孔ｈ２を介して裏面の接続電極層Ｅに通じ、さらに当該接続電極層Ｅの領域で光電変換素子Ｕの透明電極層１ｅの領域の外側に形成された直列接続用の接続孔ｈ１を介して上記光電変換素子Ｕ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１ｇに達し、これら両素子の直列接続が行われている。
【０００５】
このようなＳＣＡＦ構造の太陽電池製造工程について、図７（図４のＸ−Ｘ線断面図）（ａ）〜（ｈ）を用いて説明する。基板１ａとしては、本例では、膜厚５０μｍのポリイミドフィルムを用いたが、ＰＥＮ、ＰＥＳ、ＰＥＴまたはアラミドなどの絶縁性プラスチックフィルムを用いることもできる。また、膜厚は、本例では５０μmのものを用いたが、この厚さに限定されるものではない。
【０００６】
先ず、基板１ａの所定の位置に複数個の接続孔ｈ１の列を所定数形成した（図７（ａ））。接続孔ｈ１の形成方法は、金型を用いた方式、レーザーを用いた方式などを用いて行うことができる。本例では、金型を用いた方式を用いたが、これに限定されるものではない。
その後、フィルムに残存している水分などを除去するため、基板温度を２００℃以上となるように加熱しながら、ロールツーロールで巻き取りながら処理を実施する。
本例では、３５０℃で実施したが、加熱温度は高い方が好ましく、２００℃〜４００℃、更に好ましくは３５０℃〜４００℃の範囲であれば良い。高温側の温度は、用いる基板１ａの耐熱温度により決まることになる。
【０００７】
その後、ロールツーロールスパッタリング装置によって第１電極層１ｂ、およびそれと反対側の面に接続電極層の第３電極層１ｃを形成する（図７（ｂ)）。その際、絶縁性基板が送り出される側から順にＡｇターゲット、Ａｇを主成分とする合金ターゲット、透明導電性ターゲットの順でターゲットを配置した（本例中では各２本ずつ）。本例では、Ａｇを主成分とする合金ターゲットには、Ａｌを０．３ｗｔ％含んだターゲットを用い、透明導電性ターゲットには、Ａｌを０．５ｗｔ％含んだＺｎＯターゲットを用いた。この装置により、第１電極層１ｂ、およびそれと反対側の面に第３電極層１ｃとしてトータル厚さ数百ｎｍ厚で形成した（図７（ｂ）参照)。本方法では金属電極薄膜を形成すると、絶縁性基板側にＡｇ薄膜、透明導電性薄膜側にＡｌを０.３ｗｔ％含んだＡｇ合金薄膜という構成になる。
構成および膜厚は、本例中では各々の膜厚を１／２としたが、これに限定されるものではなく、例えば絶縁性基板側からＡｌの添加量を透明導電性薄膜側に増加させていっても良い。また、金属電極材料としては、本例ではＡｌを０．３ｗｔ％含んだＡｇ合金を用いたが、他にＡｌの代わりにＣｒ、Ｔｉをまた同時に含んでも良い。次に添加量は０．０３ｗｔ％〜１ｗｔ％程度が良く、添加量が少ないとその効果が小さく、多すぎるとＡｇ膜自体の反射率の低下、およびＺｎＯ膜への添加元素の拡散などの問題が発生するためである。さらに本例では、透明導電性ターゲットとして、ＺｎＯを用いたがその他の透明導電性物質であれば良く、ＺｎＯに限定されるものではない。第１電極層１ｂ、第３電極層１ｃどちらが先に形成されても良いが、好ましくは第１電極層１ｂが先の方が良い。なお、本例では、電極形成前の熱処理と電極形成装置を別の装置で実施したが、同一真空槽内で熱処理を行い、その後電極形成を実施しても良いということはいうまでもない。
【０００８】
次に、所定の位置に複数個の集電孔ｈ２の列を所定数形成した（図７（ｃ）)。集電孔の形成方法は、金型を用いた方式、レーザーを用いた方式などを用いることができる。本例では、金型を用いた方式を用いたが、これに限定されるものではない。また、この例では集電孔列の間隔を５ｍｍとしたが、この間隔は太陽電池パターンにより任意の値とすることができる。なお、この場合の孔形状は必ずしも円である必要はなく、例えば太陽電池特性を向上させるためには、集電孔ｈ２の面積はできるだけ小さく、しかも周辺の長さができる限り長くなる形状が良い。  
次いで、第１電極層１ｂを切断部Ｓ１で所定の形状に切断する (図 ７（ｄ）参照)。本例では、ＹＡＧの第２高調波レーザーを用いて実施したが、これに限定されるものではなく、他のレーザーも使用できることはいうまでもない。また、レーザー以外の方法についても適用可能である。
【０００９】
こうした工程を経た上で、光電変換層１ｄとして薄膜半導体層を形成した（図７（ｅ）)。本例では通常のグロー放電分解法により堆積される水素化アモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ:Ｈ)系の材料を用いて、1つ以上のｎ−ｉ−ｐ接合を形成した(図７（ｅ）参照)。その後、光電変換層１ｄ上に第２電極層１ｅとして透明電極層を形成した（図７(ｆ) )。この層にはＩＴＯ、ＺｎＯなどの酸化物導電膜を用いることができるが、本例ではスパッタによるＩＴＯ膜を成膜した(図７(ｆ)参照)。この膜形成時に接続孔ｈ１の周辺部をマスクなどで覆うなどして、始めに形成した接続孔ｈ１には膜が形成されないようにする。次に、透明電極層を形成した面とは反対側の基板面に金属膜などからなる接続電極層の第４電極層１ｆを最終的に成膜した。本例では材料としてＮｉを用いたが、Ｎｉに限定されるものではない。成膜方法はスパッタである(図７ｇ）参照)。
以上の成膜工程の終了後、レーザーにより、基板両面の積層を第１電極層１ｂ、光電変換層１ｄおよび第２電極層１ｅの切断部Ｓ１に対応した位置で所定の形状に切断するとともに、第３電極層１ｃおよび第４電極層１ｆの切断部Ｓ２に対応した位置で所定の形状に切断して、基板裏面に接続電極層Ｅを形成し、ユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３の多段直列接続からなる薄膜太陽電池を形成する(図７（ｈ）)参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−３４７３９４号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８２７２号公報
【特許文献３】特開平６−３４２９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このようなＳＣＡＦ構造などのフレキシブルタイプの薄膜太陽電池は、ロールツーロール方式やステッピングロール方式で製造されるため、量産性に優れている。しかしながら、このタイプの薄膜太陽電池においては、薄膜太陽電池の出力電圧を変えるなどの品種変更する場合、ロール毎に変更することは可能であるが、段取り替えなどの工数増加、すべてのパターンに設備を対応させる必要があるなどの点で設備コスト、生産量および量産性を低下させていた。また、ロール内での変更は、その製造方法ゆえに難しく、結果的に量産性を低下させることになっていた。
【００１２】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決し、量産性を低下させることなく、ニーズに応じて出力電圧、電流を変更することが可能な薄膜太陽電池およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明の薄膜太陽電池は、電気絶縁性を有する基板の表面に第１電極層、光電変換層および第２電極層が積層されてなる光電変換部と、前記基板の裏面に積層される接続電極層とを有しており、前記薄膜太陽電池を構成する全ての薄膜を前記基板上に形成した後に、要求される薄膜太陽電池として必要な出力電圧、電流に対応した位置の接続電極層の切断部を切断することによって、薄膜太陽電池の出力電圧、電流を選択可能に構成している。
本発明の薄膜太陽電池は、次のように構成されていることが好ましい。
すなわち、本発明においては、前記光電変換部および前記接続電極層を互いに位置をずらして単位部分にパターニングしており、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記基板の表面上で互いにパターニングされて隣り合う単位光電変換部（ユニットセル）を電気的に直列に接続している。
また、本発明において、２つ以上の前記光電変換部に対応した１つの前記接続電極層の切断部は、２つ以上の光電変換部に対する２つ以上のユニットセルの集電孔を含む範囲と、一方に隣接して連なる次の２つ以上の別の光電変換部であって、別の次の１つの接続電極層に対応する光電変換層に形成する接続孔部とを含むような屈曲形状に前記１つの接続電極層が形成されている。
しかも、本発明においては、前記接続電極層が第３電極層および第４電極層を備えている。
【００１４】
また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、電気絶縁性を有する基板の表面に第１電極層、光電変換層および第２電極層を順次積層して光電変換部を形成するとともに、前記基板の裏面に接続電極層を積層しており、前記薄膜太陽電池を構成する全ての薄膜を前記基板上に形成した後に、前記光電変換層形成領域に対応して前記接続電極層の切断部の位置を変更することにより、要求される出力電圧、電流を選択することが可能な薄膜太陽電池を製造している。
本発明の薄膜太陽電池の製造方法においては、前記基板の裏面に第３電極層および第４電極層を積層して前記接続電極層を形成し、薄膜太陽電池を構成する全ての薄膜を形成した後に、前記第３電極層および前記第４電極層を選択的にパターニングして、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔により、前記基板の表面上で互いにパターニングされて隣り合う前記光電変換部を電気的に接続することが好ましい。
また、本発明において、２つ以上の前記光電変換部に対応した１つの前記接続電極層では、２つ以上の光電変換部に対する２つ以上のユニットセルの集電孔を含む範囲と、一方に隣接して連なる次の２つ以上の別の光電変換部であって、別の次の１つの接続電極層に対応する光電変換層に形成する接続孔部とを含むような屈曲形状に前記切断部を形成している。
【発明の効果】
【００１５】
上述の如く、本発明に係る薄膜太陽電池は、電気絶縁性を有する基板の表面に第１電極層、光電変換層および第２電極層が積層されてなる光電変換部と、前記基板の裏面に積層される接続電極層とを有しており、前記薄膜太陽電池を構成する全ての薄膜を前記基板上に形成した後に、要求される薄膜太陽電池として必要な出力電圧、電流に対応した位置の前記接続電極層の切断部を切断することによって、薄膜太陽電池の出力電圧、電流を選択可能に構成しているので、量産性を低下させることなく、薄膜太陽電池の出力電圧、電流を選択的に変更することができる。したがって、本発明によれば、要求された出力電圧、電流を有する商品価値の高い薄膜太陽電池を安価に提供することができる。
しかも、本発明においては、前記光電変換部および前記接続電極層を互いに位置をずらしてパターニングしており、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔を介して、前記基板の表面上で互いにパターニングされて隣り合う前記光電変換部（ユニットセル）を電気的に直列に接続しているので、薄膜太陽電池として優れた品質を有することができる。
また、本発明において、２つ以上の前記光電変換部に対応した、１つの接続電極層をパターニングする場合の前記接続電極層の切断部は、２つ以上の光電変換部に対する２つ以上のユニットセルの集電孔を含む範囲と、一方に隣接して連なる次の２つ以上の別の光電変換部で、別の次の１つの接続電極層に対応する光電変換層に形成する接続孔部とを含むような屈曲形状に前記１つの接続電極層が形成されているので、隣り合う光電変換部で短絡が生じることはない。
【００１６】
また、本発明に係る薄膜太陽電池の製造方法は、電気絶縁性を有する基板の表面に第１電極層、光電変換層および第２電極層を順次積層して光電変換部を形成するとともに、前記基板の裏面に接続電極層を積層しており、前記薄膜太陽電池を構成する全ての薄膜を前記基板上に形成した後に、前記光電変換層形成領域に対応して前記接続電極層の切断部の位置を変更することにより、要求される出力電圧、電流を選択することが可能な薄膜太陽電池を製造しているので、要求された出力電圧、電流を有する薄膜太陽電池を容易に製造でき、種々のニーズに対応することができる。
しかも、本発明においては、前記基板の裏面に第３電極層および第４電極層を積層して前記接続電極層を形成し、薄膜太陽電池を構成する全ての薄膜を形成した後に、前記第３電極層および前記第４電極層を選択的にパターニングして、前記光電変換層形成領域内に形成した接続孔ならびに集電孔により、前記基板の表面上で互いにパターニングされて隣り合う前記光電変換部を電気的に接続するので、高品質の薄膜太陽電池を提供することができる。
また、本発明において、２つ以上の前記光電変換部に対応した、１つの接続電極層をパターニングする場合の前記接続電極層では、２つ以上の光電変換部に対する２つ以上のユニットセルの集電孔を含む範囲と、一方に隣接して連なる次の２つ以上の別の光電変換部であって、別の次の１つの接続電極層に対応する光電変換層に形成する接続孔部とを含むような屈曲形状に前記切断部を形成しているので、隣り合う光電変換部で短絡が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る薄膜太陽電池を示す平面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る薄膜太陽電池を示す平面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る薄膜太陽電池を示す平面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る薄膜太陽電池を示す平面図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る薄膜太陽電池を示す平面図である。
【図６】従来のＳＣＡＦ構造薄膜太陽電池を示す斜視図である。
【図７】（ａ）〜（ｈ）は従来のＳＣＡＦ構造薄膜太陽電池の製造工程を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る薄膜太陽電池およびその製造方法について、その実施形態に基づき図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の第１実施形態に係るＳＣＡＦ構造薄膜太陽電池の平面図を示している。
本実施形態の薄膜太陽電池１０は、図１に示すように、電気絶縁性を有する基板１ａの表面に第１電極層１ｂ、光電変換層１ｄおよび第２電極層（透明電極層）１ｅを順次積層して形成された光電変換部（光電変換素子）である複数のユニットセルＵと、基板１ａの表面と反対側の裏面に積層される接続電極層Ｅとを少なくとも有している（図６および図７を参酌）。また、接続電極層Ｅは、第３電極層１ｃおよび第４電極層１ｆを備えている。
なお、基板１ａ、光電変換層１ｄ、電極層１ｂ，１ｅ，１ｃ，１ｆ等の材質、厚さ、製造工程などは、図６および図７に示す既述の薄膜太陽電池と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２０】
本実施形態の薄膜太陽電池１０においては、ユニットセルＵおよび接続電極層Ｅがそれぞれ複数の単位ユニットに完全に分離され、図１（ａ）のように、それぞれの分離位置をずらして形成されている。すなわち、基板１ａの表面には、実線で示すように、４つのユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３，Ｕｎ４が１列に平行に並んで形成されており、接続孔ｈ１、集電孔ｈ２、第１電極層１ｂ、光電変換層１ｄおよび第２電極層１ｅの切断部Ｓ１については、図６および図７に示す既述の薄膜太陽電池と同様である。
【００２１】
一方、基板１ａの裏面には、破線で示すように、接続電極層Ｅを構成する第３電極層１ｃおよび第４電極層１ｆの切断部Ｓ２に対応した位置で切断することにより、隣り合う接続電極Ｅｎ１，ｎ２，ｎ３および接続電極Ｅｎ３，ｎ４が平行に並んで形成されている。接続電極Ｅｎ１，ｎ２，ｎ３における接続電極層Ｅの切断部Ｓ２は、ユニットセルＵｎ１とＵｎ２の集電孔ｈ２の設置に対応する部分を含む位置と、ユニットセルＵｎ３とＵｎ４に対応する接続孔ｈ１の位置を含むように設けられている。すなわち、同じパターンの接続電極層Ｅの切断部Ｓ２は、隣り合うユニットセルＵの２つのユニットセルＵｎ３とＵｎ４に対応する接続孔ｈ１と、ユニットセルＵｎ１とＵｎ２の集電孔ｈ２を含むような屈曲形状に形成されている。
【００２２】
すなわち、本実施形態の薄膜太陽電池１０では、屈曲形状の切断部Ｓ２を切断することにより、ユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３，Ｕｎ４および接続電極層Ｅを互いに位置をずらしてパターニングし、光電変換層１ｄの形成領域内に形成した接続孔ｈ１ならびに各ユニットセルＵの集電孔ｈ２を介して、基板１ａの表面上で互いにパターニングされた隣り合うユニットセルＵｎ１とＵｎ２の組と、Ｕｎ３とＵｎ４との組とが、接続電極Ｅｎ１，ｎ２，ｎ３および接続電極Ｅｎ３，ｎ４により電気的に直列接続され、２直列セルとして構成されている。したがって、本実施形態の薄膜太陽電池１０では、構成する全ての薄膜を基板１ａ上に形成した後に、必要な出力電圧、電流に対応した位置の接続電極層Ｅの切断部Ｓ２の位置を選択して切断することにより、出力電圧、電流が選択可能に構成されている。
また、ユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３，Ｕｎ４と接続電極層Ｅとは、図１（ａ）のように互いに位置をずらしてパターニングしても良いが、図１（ｂ）のように、接続孔ｈ１の部分と集電孔ｈ２の部分とでは屈曲させて位置を変えるが、それぞれをユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３，Ｕｎ４に合わせた位置を切断部Ｓ２とすることもできる。
【００２３】
本実施形態の薄膜太陽電池１０において、接続電極Ｅｎ１，ｎ２，ｎ３のパターンにおけるユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２の光電変換層（アモルファス半導体部分）１ｄで発生した電流は、まず第２電極層（透明電極層）１ｅに集められ、次に当該第２電極層１ｅの領域に形成された集電孔ｈ２を介して裏面の接続電極層Ｅに通じ、さらに当該接続電極層Ｅの領域でユニットセルＵｎ３，Ｕｎ４の第２電極層１ｅの領域の外側に形成された直列接続用の接続孔ｈ１を介して、隣接パターンのユニットセルＵｎ３，Ｕｎ４に対応する基板１ａ上の第１電極層１ｂに通じる。そして、ユニットセルＵｎ３，Ｕｎ４の光電変換層１ｄで発生した電流が第２電極層（透明電極層）１ｅに集められ、集電孔ｈ２を介して裏面の接続電極層Ｅに通じるように、直列接続が行われることになる。
【００２４】
このように構成された本発明の第１実施形態によれば、薄膜太陽電池１０を構成する全ての薄膜を基板１ａ上に積層した後に、必要な出力電圧、電流に対応した位置の接続電極層Ｅの屈曲形状の切断部Ｓ２を切断することにより、出力電圧、電流を変更することが可能となり、しかも、製造工程中でのパターン変更がないため、量産性を損ねることなく、ニーズに適合した出力電圧、電流の変更可能な薄膜太陽電池を製造することができる。
【００２５】
図２は本発明の第２実施形態に係るＳＣＡＦ構造薄膜太陽電池の平面図を示している。
この第２実施形態の薄膜太陽電池１０ａにおいては、図２に示すように、上記第１実施形態のユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３，Ｕｎ４が基板１ａの表面の左右両側に平行に並んで形成されており、接続電極層Ｅの切断部Ｓ２は、左右両側のユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３，Ｕｎ４まで連続的に延長して形成され、２列２直列セルとして構成されている。
その他の構成および製造工程は上記第１実施形態と同様であり、これと同一の部材は同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
本発明の第２実施形態によれば、上記第１実施形態の薄膜太陽電池１０と同様の効果を得ることができるとともに、上記第１実施形態の薄膜太陽電池１０とは異なる出力電圧、電流の薄膜太陽電池１０ａを提供することできる。
【００２７】
図３は本発明の第３実施形態に係るＳＣＡＦ構造薄膜太陽電池の平面図を示している。
この第３実施形態の薄膜太陽電池１０ｂにおいては、図３に示すように、上記第１実施形態のユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３，Ｕｎ４に加えて、４つのユニットセルＵｎ５，Ｕｎ６，Ｕｎ７，Ｕｎ８が更に基板１ａの表面に１列に平行に並んで形成されており、これらユニットセルＵに対し接続電極Ｅｎの範囲が大きく構成されている。このため、接続電極Ｅｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４における接続電極層Ｅの切断部Ｓ２は、ユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３の集電孔ｈ２の設置部分およびユニットセルＵｎ４，Ｕｎ５，Ｕｎ６の接続孔ｈ１の設置に対応する部分を含む位置に設けられている。また、接続電極Ｅｎ４，ｎ５，ｎ６，ｎ７における接続電極層Ｅの切断部Ｓ２は、ユニットセルＵｎ４，Ｕｎ５，Ｕｎ６の集電孔ｈ２の設置部分およびユニットセルＵｎ７，Ｕｎ８，次のユニットセルの接続孔ｈ１の設置に対応する部分を含む位置に設けられている。すなわち、同じパターンの接続電極層Ｅの切断部Ｓ２は、隣り合う３つのユニットセルＵの組の接続孔ｈ１および、隣接する別の隣り合う３つのユニットセルＵの組の集電孔ｈ２を含むような屈曲形状に形成されている。これにより、接続電極Ｅｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４と接続電極Ｅｎ４，ｎ５，ｎ６，ｎ７とは、占有するユニットセルＵの面積が同じに形成されている。
その他の構成および製造工程は、接続電極Ｅｎが隣り合う３つのユニットセルＵの各接続孔ｈ１および集電孔ｈ２から構成されている点以外について上記第１実施形態と同様であり、これと同一の部材は同一の符号を付して説明を省略する。
【００２８】
本実施形態の薄膜太陽電池１０ｂにおいて、接続電極Ｅｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４におけるユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３の光電変換層（アモルファス半導体部分）１ｄで発生した電流は、まず第２電極層（透明電極層）１ｅに集められ、次に当該第２電極層１ｅの領域に形成された集電孔ｈ２を介して裏面の接続電極層Ｅに通じ、さらに当該接続電極層Ｅの領域でユニットセルＵｎ４，Ｕｎ５，Ｕｎ６の第２電極層１ｅの領域の外側に形成された直列接続用の接続孔ｈ１を介して、隣接パターンのユニットセルＵｎ４，Ｕｎ５，Ｕｎ６に対応する基板１ａ上の第１電極層１ｂに通じる。そして、ユニットセルＵｎ４，Ｕｎ５，Ｕｎ６の光電変換層１ｄで発生した電流が第２電極層（透明電極層）１ｅに集められ、集電孔２を介して裏面の接続電極層Ｅに通じるというように、直列接続が行われることになる。
本発明の第３実施形態によれば、上記第１実施形態の薄膜太陽電池１０と同様の効果を得ることができるとともに、上記第１実施形態の薄膜太陽電池１０とは異なる出力電圧、電流の薄膜太陽電池１０ｂを提供することできる。
【００２９】
図４は、本発明の第４実施形態に係るＳＣＡＦ構造薄膜太陽電池の基本的な平面図を示している。
この第４実施形態の薄膜太陽電池１０ｃにおいては、図４に示すように、薄膜太陽電池の出力電圧、電流を変更する場合、各製造工程におけるパターン、すなわち接続孔ｈ１、集電孔ｈ２、切断部Ｓ１，Ｓ２などを出力電圧に対応した形で変更する必要がある。これらを変更するためには、それぞれを形成するための設備などを準備する必要がある。例えば、接続孔ｈ１を形成する方法は、金型を用いた方式、レーザーを用いた方式などを用いることが可能であるが、量産性などを考えると金型方式が一般的には用いられている。金型方式の場合、薄膜太陽電池の出力電圧などに対応した金型をパターン毎に準備する必要がある。集電孔ｈ２についても同様である。そのため、設備コストが上昇してしまうことが問題であった。一方、ロール毎に金型の入替えを行い、パターンを変更することは可能であるが、接続孔ｈ１、集電孔ｈ２を形成する金型を交換するために、フィルムを一度全て巻き取るなど工数が増加し、量産性を損ねることになっていた。また、ロール毎で変更する場合でも生産量を合わせるためにロール長を変更する必要があり、量産性を損ねることになっていた。
第４実施形態の薄膜太陽電池１０ｃにおいては、図６に示す薄膜太陽電池の構成で製造することも可能であるが、接続電極層Ｅを構成する第３電極層１ｃおよび第４電極層１ｆの切断部Ｓ２の位置を必要な出力電圧、電流に対応し変更して切断することにより、出力電圧、電流を変更することが可能となっており、接続電極Ｅｎ１，ｎ２、接続電極Ｅｎ２，ｎ３、接続電極Ｅｎ３，ｎ４は、それぞれ対応するユニットセルＵｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４に跨って形成され、４直列セルに構成されている。接続孔ｈ１、集電孔ｈ２、第１電極層１ｂおよび第２電極層１ｅ、光電変換層１ｄの切断部Ｓ１については、図６および図７で示した薄膜太陽電池と同様であり、製造工程などの変更を実施していない。
その他の構成および製造工程は上記第１実施形態と同様であり、これと同一の部材は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本発明の第４実施形態によれば、上記第１実施形態の薄膜太陽電池１０と同様の効果を得ることができるとともに、図６および図７で示した薄膜太陽電池の構成で製造することができる。
【００３１】
図５は本発明の第５実施形態に係るＳＣＡＦ構造薄膜太陽電池の平面図を示している。
この第５実施形態の薄膜太陽電池１０ｄにおいては、図５に示すように、上記第２実施形態と同様、ユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３，Ｕｎ４が基板１ａの表面の左右両側に平行に並んで形成されており、接続電極層Ｅの切断部Ｓ２は、第４実施形態と同様の位置で形成されている。それに加えて、第５実施形態の薄膜太陽電池１０ｄでは、左右両側のユニットセルＵｎ１，Ｕｎ２，Ｕｎ３，Ｕｎ４を分離する接続電極層Ｅの切断部Ｓ２ａが連続的に延長して形成され、２列４直列セルとして構成されている。
その他の構成および製造工程は上記第４実施形態と同様であり、これと同一の部材は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
本発明の第５実施形態によれば、上記第１実施形態の薄膜太陽電池１０と同様の効果を得ることができるとともに、図６および図７で示した薄膜太陽電池の構成で製造することができる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更および変形が可能である。
例えば、本発明は、図１〜図５において示された各実施形態のパターニングに限られず、要求される出力電圧、電流に対応してユニットセルＵに対して接続電極層Ｅの切断部Ｓ２の位置を変更することにより、ニーズに適合した種々の出力電圧、電流を有する薄膜太陽電池を製造することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１ａ  基板
１ｂ  第１電極層
１ｃ  第３電極層
１ｄ  光電変換層
１ｅ  第２電極層（透明電極層）
１ｆ  第４電極層
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  薄膜太陽電池
Ｅ  接続電極層
ｈ１  接続孔
ｈ２  集電孔
Ｓ１  第１電極層、第２電極層および光電変換層の切断部
Ｓ２  接続電極層の切断部
Ｕ  ユニットセル（光電変換部）
【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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