(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が照射されると発電する半導体薄膜光活性層と、前記半導体薄膜光活性層の一方の面に積層された第１電極層と、前記半導体薄膜光活性層の他方の面に積層された第２電極層とを有し、前記半導体薄膜光活性層に発生する電力が、前記第１電極層と前記第２電極層から出力される光起電力装置において、
切断部分に沿って、前記第１電極層と前記第２電極層に、交互に貫通孔を設け、前記貫通孔によって、前記第１電極層と前記第２電極層とが、互いに対向しないように配設されてなる事を特徴とした光起電力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造後に所定の位置で切断できる光起電力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光起電力装置は、用途に適した大きさに工場生産される。しかしながら、全ての用途において、工場生産したそのままの形状では使用できないことがある。このような場合、薄い光起電力装置は、工場生産した後に、施工現場等で一部を切断して、用途に最適な形状に加工できる。たとえば、個人住宅用の屋根のように、建造物に設置される光起電力装置は、建造物の形状等に合わせて、光起電力装置の一部を切断できると便利に施工できる。
【０００３】
しかしながら、光起電力装置を切断すると、切断縁で対向して配設される電極が互いにショートすることがある。それは、光起電力装置が、第１電極層と第２電極層の間に、１／１０００ｍよりもさらに薄い半導体薄膜光活性層を挟着する構造をしているからである。たとえば、図１に示すように、光起電力装置を刃物９でカットすると、切断縁が、図２に示すように、刃物９の切断方向に湾曲して、第１電極層２と第２電極層３とがショートすることがある。
【０００４】
この弊害を解消する技術が、特開平４−３５５９７３号公報に記載される。この公報に記載される方法は、切断した光起電力装置を、熱処理し、あるいは、エッチングしてショートを防止する。熱処理は、図２に示すように、切断して湾曲していた光起電力装置の切断縁を、平らに修正する。熱処理される光起電力装置は、両面に樹脂層１０を積層しているので、この樹脂層１０を、たとえば、５０〜１００℃に６０分加熱し、その後に冷却する熱処理によって、軟化し、熱膨張と熱収縮とを繰り返して、湾曲していた部分を平に修正できる。この処理によって、第１電極層２と第２電極層３のショートが解消される。
【０００５】
エッチングによる方法は、切断して湾曲した部分を、たとえば数１００〜数１０００μｍにわたって除去する。湾曲してショートしていた部分を除去して、ショートを解消する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の方法で、切断部分のショートを解消する方法は、簡単に処理できない欠点がある。たとえば、光起電力装置を設置する施工現場で、切断した後に、ショートを解消する特別な処理をするのは非常に難しい。それは、熱処理するために熱処理炉を必要とし、また、エッチングするには、エッチング槽を必要とするからである。さらに、熱処理にしても、エッチングにしても、手間と時間がかかるので、迅速に処理できない欠点がある。さらに、熱処理やエッチングを完全にできないと、切断部分のショートを確実に解消できない欠点もある。
【０００７】
本発明は、さらにこのような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、光起電力装置をショートさせることなく切断でき、切断後のショートを解消する処理を省略できる光起電力装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光起電力装置は、光が照射されると発電する半導体薄膜光活性層１の両面に、第１電極層２と第２電極層３とを積層している。半導体薄膜光活性層１に発生する電力は、第１電極層２と第２電極層３から出力される。さらに、本発明の請求項１の光起電力装置は、切断部分６において、第１電極層２と第２電極層３を、互いに対向しないように配設している。
【０００９】
本発明の請求項２の光起電力装置は、切断部分６を直線状に配設している。
本発明の請求項３の光起電力装置は、切断部分６を複数列に設けている。
本発明の請求項４の光起電力装置は、切断部分６に、第１電極層２と第２電極層３を、断続的に設けて、互いに対向しないように配設している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための光起電力装置を例示するものであって、本発明は光起電力装置を以下のものに特定しない。
【００１１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１２】
図３の平面図と、図４ないし図６の断面図に示す光起電力装置は、光が照射されると発電する半導体薄膜光活性層１の両面に、第１電極層２と第２電極層３とを積層しており、半導体薄膜光活性層１に発生する電力を、第１電極層２と第２電極層３から出力するように構成している。
【００１３】
図の光起電力装置は、基板４の表面に、第１電極層２と半導体薄膜光活性層１と第２電極層３とを積層して固定している。基板４は、可撓性を有するポリイミド等の耐熱性樹脂からなる、約１０〜２０００μｍの厚さのフィルム、あるいはステンレス等の金属板、あるいはまた、可撓性のない硬いプラスチック板である。
【００１４】
第１電極層２は金属箔である。第１電極層２に使用する金属箔は、厚さを約０．１〜１．０μｍとする、アルミニウム、チタン、ニッケル、鋼等の薄膜である。また、第１電極層２は、基板４側より、アルミニウム／チタンの積層構造、または、タングステン／アルミニウム／チタンの積層構造等の金属膜膜とすることもできる。
【００１５】
半導体薄膜光活性層１は、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイド、アモルファスシリコンゲルマニウム等を、ｐｎまたはｐｉｎに積層した薄膜である。半導体薄膜光活性層１の膜厚は、約０．１〜１．０μｍである。
【００１６】
第２電極層３は透明導電膜である。第２電極層３に使用する透明導電膜には、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）等が使用できる。
【００１７】
さらに、光起電力装置は、図４の図５の鎖線で示すように、第２電極層３の全面に、フィルム状の透明な保護樹脂膜５を形成して表面を保護することができる。また、基板４の背面の全面に保護樹脂膜５を設けて背面を保護することもできる。保護樹脂膜５には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、またはフッ素樹脂材料等が使用できる。保護樹脂膜５は、厚さを、約２５〜１０００μｍとするフィルムを積層、接着して設けられる。保護樹脂膜５は、熱可塑性樹脂からなる接着層を片面に被着したフィルムとして、簡単に積層して接着できる。このフィルムは、熱ローラ間を通過させることによって、基板４と第２電極層３の表面に積層して接着できる。保護樹脂膜５は、熱ローラーを使用するラミネート法に代わって、加熱しながら真空中で圧着する真空熱圧着法を用いて積層、接着することもできる。保護樹脂膜５を接着する接着層として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等の熱可塑性のプラスチックが利用できる。
【００１８】
図に示す光起電力装置は、二点鎖線で示す位置で切断できるように、この部分を切断部分６としている。切断部分６は、ここで切断したときに、第１電極層２と第２電極層３とがショートしないように、第１電極層２と第２電極層３を、互いに対向しないように配設している。
【００１９】
図に示す光起電力装置は、直線状の切断部分６に沿って、第１電極層２と第２電極層３とに貫通孔７を開口して、第１電極層２と第２電極層３とが互いに対向しないように配設している。第１電極層２と第２電極層３の貫通孔７は、切断部分６の縦方法に細長い長方形で、第２電極層３の貫通孔７の幅を、第１電極層２の貫通孔７よりも広くしている。さらに、貫通孔７は、図６に示すように、第１電極層２と第２電極層３が互いに対向しないように、両端部をラップさせる形状で設けている。
【００２０】
以上の図に示す光起電力装置は、１列に切断部分６を設けている。ただ、本発明の光起電力装置は、図７に示すように、２列の切断部分６を設けることもでき、また、図示しないが、３列以上の切断部分を設けることもできる。複数列に切断部分を設けた光起電力装置は、切断される位置が１カ所に特定されず、複数の位置で最適な形状に切断できる特長がある。
【００２１】
さらに、図に示す光起電力装置は、直線状の切断部分６を設けているが、切断部分は曲線とすることもできる。
【００２２】
第１電極層２は、基板４の表面に積層した後、レーザービームを照射し、あるいはエッチングして貫通孔７を設ける。貫通孔７の幅は、切断するときに貫通孔７で正確に裁断できるように、たとえば、１〜２０ｍｍ、好ましくは約１〜１０ｍｍ、さらに好ましくは１〜５ｍｍとされる。貫通孔７の幅を狭くすると、半導体薄膜光活性層１の実質的な発電面積を大きくできる。また、貫通孔７の幅を広くすると、切断する位置を多少変更できる特長がある。
【００２３】
第１電極層２の貫通孔７には、絶縁ペースト８を塗布する。絶縁ペースト８には、ポリイミド樹脂、あるいは、フェノール系のバインダーにシリカ等の無機材料の微粉末（粒径約１．５〜７．０μｍ）を含むものが使用される。絶縁ペースト８は、スクリーン印刷法によりパターニングして塗布された後、２５０〜３００℃で焼成して付着される。
【００２４】
第２電極層３も、第１電極層２と同じようにレーザービームを照射し、あるいはエッチングして貫通孔７を開口する。第２電極層３の貫通孔７も、第１電極層２と同じように、絶縁ペースト８を塗布して、その表面に保護樹脂膜５を積層する。
【００２５】
以上の構造の光起電力装置を切断部分で切断した状態を図８と図９に示す。図８は、図４に示す光起電力装置の切断部分６における断面を、図９は、図５に示す光起電力装置の切断部分６における断面を示している。これ等の図で示すように、光起電力装置は、第１電極層２、あるいは、第２電極層３の貫通孔７の部分で切断されるので、第１電極層２と第２電極層３とをショートさせることなく切断できる。さらに、光起電力装置は、図６に示すように、第１電極層２と第２電極層３の貫通孔７を、互いに両端部をラップさせた状態で設けているので、切断縁は、少なくとも何れか一方の貫通孔７を含む状態となって、第１電極層２と第２電極層３がショートするのを確実に防止できる。
【００２６】
以上の図に示す光起電力装置は、単一の発電領域を有するものであるが、本発明の光起電力装置は、互いに直列に接続され、あるいは並列に接続された、複数の発電領域を有するものとすることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の光起電力装置は、ショートさせることなく切断できる優れた特長がある。それは、本発明の光起電力装置が、半導体薄膜光活性層の両面に積層される第１電極層と第２電極層とを、その切断部分において、互いに対向しないように配設しているからである。切断部分において、互いに対向しない第１電極層と第２電極層は、切断縁が湾曲しても、これ等が接触することなく、切断部分におけるショートを確実に防止できる。
【００２８】
さらに、本発明の光起電力装置は、切断した状態でショートが発生しないので、従来のように、施工現場で、切断後に手間と時間をかけて、熱処理やエッチング等によるショートを解消する特別な処理をする必要がない。すなわち、本発明の光起電力装置は、切断後のショートを解消する処理を省略して、施工現場で簡単に加工でき、施工にかかる時間を短縮できると共に、経費を削減できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光起電力装置の断面図
【図２】図１に示す光起電力装置を切断した状態を示す断面図
【図３】本発明の実施例の光起電力装置の平面図
【図４】図３に示す光起電力装置のＡ−Ａ線断面図
【図５】図３に示す光起電力装置のＢ−Ｂ線断面図
【図６】図３に示す光起電力装置のＣ−Ｃ線断面図
【図７】本発明の他の実施例の光起電力装置の平面図
【図８】図４に示す光起電力装置を切断部分で切断した状態を示す断面図
【図９】図５に示す光起電力装置を切断部分で切断した状態を示す断面図
【符号の説明】
１…半導体薄膜光活性層
２…第１電極層
３…第２電極層
４…基板
５…保護樹脂膜
６…切断部分
７…貫通孔
８…絶縁ペースト
９…刃物
１０…樹脂層
【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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【図８】
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【図９】
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