(57)【要約】【課題】歩留まりの改善及び発電効率の向上を図ることができる薄膜太陽電池、及び薄膜太陽電池の製造方法を得る。【解決手段】透光性基板２の基板面２ａには、透明電極４が、凹凸領域４ａと平坦領域４ｂとに分けられた電極面を透光性基板２とは反対側に向けて重なっている。平坦領域４ｂには、透光性膜７が凹凸領域４ａを避けて重なっている。凹凸領域４ａには、光電変換部５が重なっている。互いに隣り合う光電変換セル３のそれぞれの透明電極４は、基板面２ａの一部を底面とする第１の分離溝１１で互いに分離されている。互いに隣り合う光電変換セル３のそれぞれの光電変換部５及び裏面電極６は、平坦領域４ｂの一部を底面とする第２の分離溝１４で互いに分離されている。【選択図】図２
2016201486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板面が形成された透光性基板、及び
前記基板面に設けられた複数の光電変換セル
を備え、
互いに隣り合う前記光電変換セルは、
凹凸領域と平坦領域とに分けられた電極面を前記透光性基板とは反対側に向けて前記基板面に重なる透明電極と、
前記凹凸領域に重なる光電変換部と、
前記光電変換部に重なる裏面電極と
を有し、
前記平坦領域には、透光性膜が前記凹凸領域を避けて重なっており、
互いに隣り合う前記光電変換セルのそれぞれの前記透明電極は、前記基板面の一部を底面とする第１の分離溝で互いに分離され、
互いに隣り合う前記光電変換セルのそれぞれの前記光電変換部及び前記裏面電極は、前記透明電極の前記平坦領域の一部を底面とする第２の分離溝で互いに分離されている薄膜太陽電池。
【請求項２】
前記透光性膜は、可視光領域のエネルギ吸収率が前記透明電極よりも高い材料で構成されている請求項１に記載の薄膜太陽電池。
【請求項３】
基板面が形成された透光性基板、及び
前記基板面に設けられた複数の光電変換セル
を備え、
互いに隣り合う前記光電変換セルは、
凹凸領域と平坦領域とに分けられた電極面を前記透光性基板とは反対側に向けて前記基板面に重なる透明電極と、
前記凹凸領域に重なる光電変換部と、
前記光電変換部に重なる裏面電極と
を有し、
前記平坦領域には、透光性膜が前記凹凸領域を避けて重なっており、
互いに隣り合う前記光電変換セルのそれぞれの前記透明電極は、前記基板面の一部を底面とする第１の分離溝で互いに分離され、
互いに隣り合う前記光電変換セルのそれぞれの前記光電変換部及び前記裏面電極は、前記透光性膜の面の一部を底面とする第２の分離溝で互いに分離されている薄膜太陽電池。
【請求項４】
前記透光性膜は、可視光領域のエネルギ吸収率が前記光電変換部よりも低い材料で構成されている請求項３に記載の薄膜太陽電池。
【請求項５】
前記透光性膜のキャリア濃度は、前記透明電極のキャリア濃度よりも高くなっている請求項３又は請求項４に記載の薄膜太陽電池。
【請求項６】
前記透光性膜は、前記第１の分離溝を覆っている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の薄膜太陽電池。
【請求項７】
透光性基板の基板面に透明導電層を形成する透明導電層工程、
前記透明導電層工程後、前記基板面を底面とする第１の分離溝を前記透明導電層に形成することにより前記透明導電層を複数の透明電極に分離する第１の分離溝工程、
前記第１の分離溝工程後、前記透明電極の前記基板面と反対側の面である電極面の一部に重なる透光性膜を形成する透光性膜工程、
前記透光性膜工程後、前記透明電極及び前記透光性膜に対して表面処理を行うことにより、前記電極面のうち、前記透光性膜が形成されている領域が平坦領域となり、前記平坦領域以外の領域が凹凸領域となる表面処理工程、
前記表面処理工程後、前記凹凸領域、前記透光性膜及び前記第１の分離溝をまとめて覆う光電変換層を形成する光電変換層工程、
前記光電変換層工程後、前記平坦領域の一部を底面とする接続用溝をレーザビームの照射によって前記光電変換層及び前記透光性膜に形成する接続用溝工程、
前記接続用溝工程後、前記光電変換層に重なる裏面電極層を形成するとともに、前記裏面電極層から前記透明電極の前記平坦領域に達する接続導電部を前記接続用溝内に形成する裏面電極層工程、及び
前記裏面電極層工程後、前記光電変換層、前記裏面電極層及び前記透光性膜に、前記平坦領域の一部を底面とする第２の分離溝をレーザビームの照射によって形成することにより、前記光電変換層を複数の光電変換部に分離し、かつ前記裏面電極層を複数の裏面電極に分離する第２の分離溝工程
を備えている薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項８】
透光性基板の基板面に透明導電層を形成する透明導電層工程、
前記透明導電層工程後、前記基板面を底面とする第１の分離溝を前記透明導電層に形成することにより前記透明導電層を複数の透明電極に分離する第１の分離溝工程、
前記第１の分離溝工程後、前記透明電極の前記基板面と反対側の面である電極面の一部に重なる透光性膜を形成する透光性膜工程、
前記透光性膜工程後、前記透明電極及び前記透光性膜に対して表面処理を行うことにより、前記電極面のうち、前記透光性膜が形成された領域が平坦領域となり、前記平坦領域以外の領域が凹凸領域となる表面処理工程、
前記表面処理工程後、前記凹凸領域、前記透光性膜及び前記第１の分離溝をまとめて覆う光電変換層を形成する光電変換層工程、
前記光電変換層工程後、前記透光性膜の面の一部を底面とする接続用溝をレーザビームの照射によって前記光電変換層に形成する接続用溝工程、
前記接続用溝工程後、前記光電変換層に重なる裏面電極層を形成するとともに、前記裏面電極層から前記透光性膜に達する接続導電部を前記接続用溝内に形成する裏面電極層工程、及び
前記裏面電極層工程後、前記光電変換層及び前記裏面電極層に、前記透光性膜の面の一部を底面とする第２の分離溝をレーザビームの照射によって形成することにより、前記光電変換層を複数の光電変換部に分離し、かつ前記裏面電極層を複数の裏面電極に分離する第２の分離溝工程
を備えている薄膜太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、透光性基板に複数の光電変換セルが設けられている薄膜太陽電池、及び薄膜太陽電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の光電変換セルを透明絶縁基板上に形成するために、透明電極層、光電変換ユニット層及び裏面電極層を透明絶縁基板上に順次積層した後、透明絶縁基板側からスクライブ用レーザビームを照射して光電変換ユニット層及び裏面電極層に分離溝を形成する集積型薄膜太陽電池の製造方法が知られている（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２００１−２６７６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示されている従来の集積型薄膜太陽電池の製造方法では、透明電極層の表面に凹凸が存在すると、透明絶縁基板側から光電変換ユニット層へ照射されたスクライブ用レーザビームが透明電極層の表面の凹凸で散乱してしまい、スクライブ用レーザビームのエネルギの分布に偏りが生じてしまう。これにより、ビームのエネルギが弱い箇所では光電変換ユニット層を十分に除去することができず、ビームの強い箇所では光電変換ユニット層を除去するに留まらず透明電極層に熱的なダメージを与えてしまう。従って、分離溝の加工精度が低下してしまったり、集積型薄膜太陽電池の特性が低下したりしてしまう。
【０００５】
一方、透明電極層の表面に凹凸が存在すれば、発電用の光が透明電極層から光電変換ユニット層へ入射するときに光が透明電極層の凹凸によって散乱及び屈折し、光電変換ユニット層内での実質的な光路長を長くすることができ、光電変換ユニット層における光の吸収量を増加させることができる。これにより、集積型薄膜太陽電池の発電効率を向上させることができる。従って、スクライブ用レーザビームによる加工の不具合をなくすために透明電極層の表面の凹凸をなくしてしまうと、集積型薄膜太陽電池の発電効率の向上を図ることができなくなってしまう。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、歩留まりの改善及び発電効率の向上を図ることができる薄膜太陽電池、及び薄膜太陽電池の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による薄膜太陽電池は、基板面が形成された透光性基板、及び基板面に設けられた複数の光電変換セルを備え、互いに隣り合う光電変換セルは、凹凸領域と平坦領域とに分けられた電極面を透光性基板とは反対側に向けて基板面に重なる透明電極と、凹凸領域に重なる光電変換部と、光電変換部に重なる裏面電極とを有し、平坦領域には、透光性膜が凹凸領域を避けて重なっており、互いに隣り合う光電変換セルのそれぞれの透明電極は、基板面の一部を底面とする第１の分離溝で互いに分離され、互いに隣り合う光電変換セルのそれぞれの光電変換部及び裏面電極は、透明電極の平坦領域の一部を底面とする第２の分離溝で互いに分離されている。
【０００８】
この発明による薄膜太陽電池の製造方法は、透光性基板の基板面に透明導電層を形成する透明導電層工程、透明導電層工程後、基板面を底面とする第１の分離溝を透明導電層に形成することにより透明導電層を複数の透明電極に分離する第１の分離溝工程、第１の分離溝工程後、透明電極の基板面と反対側の面である電極面の一部に重なる透光性膜を形成する透光性膜工程、透光性膜工程後、透明電極及び透光性膜に対して表面処理を行うことにより、透明電極の電極面のうち、透光性膜が形成されている領域が平坦領域となり、平坦領域以外の領域が凹凸領域となる表面処理工程、表面処理工程後、凹凸領域、透光性膜及び第１の分離溝をまとめて覆う光電変換層を形成する光電変換層工程、光電変換層工程後、平坦領域の一部を底面とする接続用溝をレーザビームの照射によって光電変換層及び透光性膜に形成する接続用溝工程、接続用溝工程後、光電変換層に重なる裏面電極層を形成するとともに、裏面電極層から透明電極の平坦領域に達する接続導電部を接続用溝内に形成する裏面電極層工程、及び裏面電極層工程後、光電変換層、裏面電極層及び透光性膜に、平坦領域の一部を底面とする第２の分離溝をレーザビームの照射によって形成することにより、光電変換層を複数の光電変換部に分離し、かつ裏面電極層を複数の裏面電極に分離する第２の分離溝工程を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明による薄膜太陽電池、及び薄膜太陽電池の製造方法によれば、平坦領域を通過したレーザビームで第２の分離溝を形成することができる。これにより、レーザビームの散乱等を抑制することができ、第２の分離溝の加工精度を向上させることができる。従って、第２の分離溝の加工精度の向上を図ることができ、薄膜太陽電池の歩留まりの改善を図ることができる。また、第２の分離溝の幅寸法の狭小化を図ることができるとともに、光電変換部に入射する光の凹凸領域による散乱及び屈折によって光電変換部での光の吸収量を多くすることができる。これにより、薄膜太陽電池の発電効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による薄膜太陽電池を示す模式的な斜視図である。
【図２】図１の光電変換セルの要部を示す拡大正面図である。
【図３】図２の透光性基板を示す拡大正面図である。
【図４】図３の透光性基板の基板面に透明導電層が設けられた状態を示す拡大正面図である。
【図５】図４の透明導電層に第１の分離溝が形成された状態を示す拡大正面図である。
【図６】図５の透明電極の電極面の一部に透光性膜が設けられた状態を示す拡大正面図である。
【図７】図６の透明電極の電極面に凹凸領域と平坦領域とが形成された状態を示す拡大正面図である。
【図８】図７の透明電極、透光性膜及び第１の分離溝を覆う光電変換層が形成された状態を示す拡大正面図である。
【図９】図８の透光性膜及び光電変換層に接続用溝が設けられた状態を示す拡大正面図である。
【図１０】図９の光電変換層に裏面電極層が重なり、接続用溝に接続導電部が設けられた状態を示す拡大正面図である。
【図１１】図１０の透光性膜、光電変換層及び裏面電極層に第２の分離溝が形成された状態を示す拡大正面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２による薄膜太陽電池の光電変換セルの要部を示す正面図である。
【図１３】この発明の実施の形態３による薄膜太陽電池の光電変換セルの要部を示す正面図である。
【図１４】この発明の実施の形態４による薄膜太陽電池の光電変換セルの要部を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による薄膜太陽電池を示す模式的な斜視図である。図において、薄膜太陽電池１は、基板面２ａが形成された透光性基板２と、透光性基板２の基板面２ａに設けられた複数の光電変換セル３とを有している。
【００１２】
透光性基板２は、電気絶縁性を持つ基板である。透光性基板２を構成する材料としては、例えばガラス、透光性樹脂、プラスチック、石英等が用いられている。また、透光性基板２の基板面２ａは、平坦面になっている。各光電変換セル３は、透光性基板２の基板面２ａに並べて設けられている。この例では、各光電変換セル３の形状が、基板面２ａと直交する方向に沿って光電変換セル３を見たとき、短冊のような概ね細長い矩形状になっている。また、この例では、各光電変換セル３が並ぶ方向が各光電変換セル３の矩形状の短辺方向と一致している。薄膜太陽電池１では、互いに隣り合う光電変換セル３が互いに電気的に接続されることにより、各光電変換セル３が直列接続されている。
【００１３】
薄膜太陽電池１のサイズとしては種々のサイズが可能である。屋外に設置する薄膜太陽電池１では、例えば一辺が１ｍ〜２ｍの正方形の透光性基板２が用いられ、例えば短辺が５ｍｍ〜１０ｍｍの細長い矩形状の光電変換セル３が用いられる。また、薄膜太陽電池１は、複数の光電変換セル３をまとめて覆う透湿性の低い樹脂製のシート等（図示せず）が複数の光電変換セル３上に接着されることにより一体のモジュールとなっている。
【００１４】
各光電変換セル３は、基板面２ａに重なる透明電極４と、透明電極４に重なる光電変換部５と、光電変換部５に重なる裏面電極６とを有している。
【００１５】
図２は、図１の光電変換セル３の要部を示す拡大正面図である。各透明電極４は、透光性基板２の基板面２ａに重なっている。また、各透明電極４は、導電性材料で構成されている。これにより、各透明電極４は、光電変換セル３の集電電極としての役割を持ち、透光性基板２の基板面２ａに沿った方向への導電性を有している。また、この例では、近赤外線領域のエネルギ吸収率が透光性基板２よりも高い材料で透明電極４が構成されている。互いに隣り合う光電変換セル３のそれぞれの透明電極４は、基板面２ａの一部を底面とする第１の分離溝１１で互いに分離されている。
【００１６】
各透明電極４には、凹凸領域４ａと平坦領域４ｂとに分けられた電極面が形成されている。また、各透明電極４は、凹凸領域４ａと平坦領域４ｂとに分けられた電極面を透光性基板２と反対側に向けて基板面２ａに重なっている。凹凸領域４ａは、平坦領域４ｂよりも広い領域である。また、凹凸領域４ａは複数の凹凸が形成された凹凸面とされ、平坦領域４ｂは平坦面とされている。平坦領域４ｂである平坦面には、完全に平らな面だけでなく、凹凸領域４ａの凹凸よりも小さい微小な凹凸が形成されている面も含まれる。各透明電極４は、透光性基板２から入射した光を凹凸領域４ａで散乱させて光電変換部５へ透過させる。
【００１７】
各透明電極４の平坦領域４ｂには、透光性膜７が重なっている。透光性膜７は、凹凸領域４ａには重なっておらず凹凸領域４ａを避けて平坦領域４ｂにのみ重なっている。また、この例では、可視光領域のエネルギ吸収率が透明電極４よりも高い材料で透光性膜７が構成されている。
【００１８】
光電変換部５は、透光性基板２及び透明電極４を通過した光を電力に変換する発電部となっている。各光電変換セル３では、透明電極４の凹凸領域４ａに光電変換部５が重なっている。また、各光電変換部５は、互いに隣り合う透明電極４に跨って形成されている。これにより、互いに隣り合う光電変換セル３のうち、一方の光電変換セル３において透明電極４の凹凸領域４ａに重なる光電変換部５が、他方の光電変換セル３の透明電極４にも透光性膜７を介して重なっている。さらに、各光電変換部５は、第１の分離溝１１内にも充填されている。
【００１９】
裏面電極６は、光電変換部５を通過した光を反射する反射率を持つ導電性材料で構成されている。この例では、光電変換部５の透明電極４側と反対側の面の全体に裏面電極６が重なっている。
【００２０】
光電変換部５及び透光性膜７には、平坦領域４ｂの一部を底面とする接続用溝１２が形成されている。接続用溝１２の内面には、導電性材料で構成された接続導電部１３が設けられている。これにより、接続導電部１３は、一方の光電変換セル３の裏面電極６から一方の光電変換セル３の光電変換部５と透光性膜７とを貫通して、他方の光電変換セル３の透明電極４の平坦領域４ｂに達している。互いに隣り合う光電変換セル３は、一方の光電変換セル３の裏面電極６から他方の光電変換セル３の平坦領域４ｂに達する接続導電部１３を介して、互いに電気的に接続されている。
【００２１】
また、互いに隣り合う光電変換セル３のそれぞれの光電変換部５及び裏面電極６は、平坦領域４ｂの一部を底面とする第２の分離溝１４で互いに分離されている。第２の分離溝１４は、裏面電極６の光電変換部５側とは反対側の露出面で開放され、裏面電極６、光電変換部５及び透光性膜７のそれぞれの積層位置を通って透明電極４の平坦領域４ｂに達する溝である。第２の分離溝１４の深さ方向は、裏面電極６、光電変換部５及び透光性膜７の厚さ方向と一致している。共通の透明電極４の平坦領域４ｂにそれぞれ達している接続用溝１２及び第２の分離溝１４は、基板面２ａに沿った方向について互いに異なる位置に形成されている。この例では、可視光領域のエネルギ吸収率が透光性基板２及び透明電極４よりも高い材料で透光性膜７、光電変換部５及び裏面電極６が構成されている。
【００２２】
即ち、互いに隣り合う光電変換セル３は、第１の分離溝１１及び第２の分離溝１４によって互いに分離され、かつ、一方の光電変換セル３の裏面電極６から他方の光電変換セル３の透明電極４に達する接続導電部１３を介して互いに電気的に接続されている。
【００２３】
次に、動作について説明する。透光性基板２に発電用の光が入射すると、光は、透光性基板２から透明電極４を通過した後、凹凸領域４ａ及び平坦領域４ｂが形成された電極面に達する。凹凸領域４ａに達した光は、凹凸領域４ａの位置で散乱及び屈折して光電変換部５に入射する。凹凸領域４ａを通って光電変換部５に入射した光は、散乱及び屈折により光電変換部５で吸収されやすくなり、光電変換部５によって効率良く電力に変換される。一方、平坦領域４ｂに達した光は、散乱及び屈折が抑制されたまま透光性膜７に入射した後、透光性膜７で一部が吸収されながら光電変換部５に入射することになるが、光電変換部５のうち、透光性膜７を介して平坦領域４ｂに重なる領域の大部分は、接続導電部１３及び第２の分離溝１４が設けられた非発電領域となっている。従って、平坦領域４ｂを通過する光の大部分は元々光電変換部５の非発電領域に入射する光に相当するため、平坦領域４ｂを形成することは発電量の低下には寄与しない。
【００２４】
次に、薄膜太陽電池１の製造方法について説明する。図３〜図１１は、図２の光電変換セル３を製造するときの手順を示す拡大正面図である。薄膜太陽電池１を製造するときには、図３に示すように、平坦な基板面２ａが形成された透光性基板２を準備する。
【００２５】
（透明導電層工程）
この後、図４に示すように、透光性基板２の基板面２ａに透明導電層２１を形成する。透明導電層２１を構成する材料としては、例えばＺｎＯ、ＳｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３等の導電性酸化物を単独で用いた材料、又はこれらの導電性酸化物を混合してできた材料が用いられる。また、これらの材料に導電性を持つドーピング材料を添加した材料を、透明導電層２１を構成する材料とすることもできる。ＺｎＯに添加するドーピング材料としては例えばＡｌ、Ｇａ、Ｂ、Ｐ、Ｓｂ、Ｆ、Ｉｎ等が挙げられ、ＳｎＯに添加するドーピング材料としては例えばＦ等が挙げられ、Ｉｎ２Ｏ３に添加するドーピング材料としては例えばＳｎ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｃｅ等が挙げられる。
【００２６】
透明導電層２１は、公知の方法で基板面２ａに形成する。具体的には、例えばスパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法、ＰＬＤ法等の方法によって、透明導電層２１を基板面２ａに形成する。特に、これらの方法のうち、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法、イオンプレーティング法は、大面積化が容易であるため好ましい。透明導電層２１を基板面２ａに形成する各方法における条件は、特に限定されず、使用する原料等の種類に応じて適宜設定される。
【００２７】
（第１の分離溝工程）
この後、図５に示すように、基板面２ａの一部を底面とする第１の分離溝１１を透明導電層２１に形成する。これにより、透明導電層２１が第１の分離溝１１によって複数の透明電極４に分離される。第１の分離溝１１は、レーザビームを用いたレーザスクライブ法によって透明導電層２１に形成する。即ち、透明導電層２１にレーザビームを照射して透明導電層２１の一部を除去することにより、レーザビームの照射で除去された部分を第１の分離溝１１として透明導電層２１に形成する。このとき、基板面２ａの位置まで透明導電層２１を除去する必要があるため、透光性基板２側から透明導電層２１へレーザビームを照射することが好ましい。
【００２８】
第１の分離溝１１を形成するときに照射されるレーザビームとしては、透光性基板２にとって透明で透明導電層２１が吸収を持つ波長のレーザビームを用いる。具体的には、第１の分離溝１１の形成のために照射されるレーザビームとして、例えば１０００ｎｍ以上の波長を持つ近赤外線レーザビーム等を用い、好ましくは波長が１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザビームを用いる。これにより、透光性基板２及び透明導電層２１にレーザビームを照射すると、透明導電層２１ではレーザビームのエネルギの吸収量が透光性基板２よりも多くなり、透光性基板２及び透明導電層２１のうち、透明導電層２１のレーザビーム照射部分のみを除去することができる。第１の分離溝１１の幅寸法は、１０μｍ〜１００μｍとし、より好ましくは２０μｍ〜５０μｍとする。また、各第１の分離溝１１同士の間隔は、１０ｍｍ程度が好ましい。
【００２９】
（透光性膜工程）
この後、図６に示すように、基板面２ａに形成された透明電極４の電極面の一部にのみ透光性膜７を形成する。透光性膜７は、第１の分離溝１１を避けて透明電極４の電極面に形成する。また、透光性膜７を形成する範囲は、後の工程で形成される図２の接続用溝１２及び第２の分離溝１４のそれぞれの底面が収まる範囲とする。透光性膜７は、透明電極４の電極面に凹凸領域４ａと平坦領域４ｂとを作り分けるために形成される。透光性膜７を構成する材料としては、可視光領域にエネルギの吸収領域を持ち、後の工程での表面処理に対する耐性が透明電極４よりも高い材料であればよく、例えばアモルファス（即ち、非晶質）のシリコン（Ｓｉ）及び微結晶化したシリコン等が挙げられる。また、シリコン単体の代わりに、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）、酸化シリコン（ＳｉＯ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等を、透光性膜７を構成する材料として用いてもよい。
【００３０】
図２の薄膜太陽電池１では、透光性膜７に重なる光電変換部５の領域の大部分が非発電部分になる。従って、透光性膜７の範囲が広すぎると、透光性膜７への光のエネルギの吸収量が多くなったり、凹凸領域４ａが狭くなることによる光散乱性能の低下が生じたりして、各光電変換セル３の発電効率が低下してしまう。一方、透光性膜７の範囲が狭すぎると、接続用溝１２及び第２の分離溝１４を形成することが困難になってしまう。このようなことから、第１の分離溝１１の幅方向と同じ方向ついての透光性膜７の寸法、即ち透光性膜７の幅寸法は、７０μｍ〜１ｍｍとし、好ましくは１００μｍ〜３００μｍとする。透光性膜７の幅寸法がこの範囲内であれば、透光性膜７の形成による発電効率への影響を無視することができ、接続用溝１２及び第２の分離溝１４の形成も可能になる。
【００３１】
透光性膜７の形成方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、スパッタリング法又は蒸着法等を用いてもよいし、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、スパッタリング法又はイオンプレーティング法にマスクパターニングを合わせた方法等を用いてもよい。また、上記の形成方法で透明電極４の電極面の全面に透光性膜層を形成し、透光性膜層のうち透光性膜７として残す部分をレーザの照射によりアニールして結晶化させた後、アモルファス部分をエッチングにより除去する方法を、透光性膜７の形成方法として用いてもよい。さらに、レーザ転写法、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法等を透光性膜７の形成方法として用いてもよい。大面積で精度の高い製膜を行うためには、レーザ転写法又はインクジェット印刷法が好ましい。
【００３２】
（表面処理工程）
この後、図７に示すように、透明電極４及び透光性膜７に対して表面処理を行う。これにより、透明電極４の電極面にテクスチャ構造が形成される。即ち、透明電極４及び透光性膜７に対して表面処理を行うことにより、透明電極４の電極面のうち、透光性膜７が形成された領域を平坦領域４ｂとし、平坦領域４ｂ以外の領域を凹凸領域４ａとする。
【００３３】
透明電極４及び透光性膜７に対する表面処理としては、特に限定されず、例えば酸又はアルカリ溶液によるウェットエッチング処理、ドライエッチング処理、ブラスト処理、又はこれらを組み合わせた処理等を用いる。特に、透明電極４及び透光性膜７に対するエッチング処理を行う場合、透明電極４を構成する材料と比較してエッチングレートが遅い材料を、透光性膜７を構成する材料として用いることにより、エッチング処理による透光性膜７の凹凸面の形成を抑制しながら、透明電極４の電極面のうち、透光性膜７で保護された平坦面の領域を平坦領域４ｂとして残し、透光性膜７で保護されずにエッチング処理で凹凸面となった領域を凹凸領域４ａとして残すことができる。
【００３４】
具体的には、透明電極４を構成する材料としてＺｎＯ系材料（例えばＺｎＯ等）を用いるとともに、透光性膜７を構成する材料としてＳｉ系材料（例えばアモルファスのＳｉ等）を用い、エッチング液であるＨＣｌ溶液によって透明電極４及び透光性膜７に対してウェットエッチング処理を行うことにより、透光性膜７の凹凸面の形成を抑制しながら、透明電極４の電極面に凹凸領域４ａと平坦領域４ｂとを容易に形成することができる。
【００３５】
（光電変換層工程）
この後、図８に示すように、凹凸領域４ａ、透光性膜７及び第１の分離溝１１をまとめて覆う光電変換層２２を形成する。光電変換層２２は、薄膜半導体層が１層以上積層されて構成されている。光電変換層２２に含まれる薄膜半導体層は、ｐｎ接合又はｐｉｎ接合を有し、薄膜半導体層に入射する光により発電する。
【００３６】
光電変換層２２が単一の薄膜半導体層である場合、Ｓｉ系薄膜、例えばアモルファスのＳｉ薄膜又は微結晶のＳｉ薄膜等を、光電変換層２２として用いる。アモルファスのＳｉ薄膜は、未結合手に水素を結合させた水素化アモルファスのＳｉ薄膜である。また、微結晶のＳｉ薄膜は、アモルファスのＳｉを部分的に含む微細な結晶質のＳｉ薄膜である。光電変換層２２を構成する薄膜半導体層の材料としては、これらの他に、例えばＣＩＳ、ＣＩＧＳ、ＧａＡｓ、ＣｄＴｅ等の化合物系材料、又は有機系材料等を用いてもよい。
【００３７】
光電変換層２２が複数の薄膜半導体層を積層して構成される場合には、バンドギャップの異なる複数の薄膜半導体層を積層することにより、より幅広い光スペクトルを高効率に光電変換可能な光電変換層２２を得ることができる。なお、光電変換層２２が複数の薄膜半導体層を積層して構成される場合には、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の導電性酸化物材料を含む中間層を、互いに異なる薄膜半導体層間に挿入して、互いに異なる薄膜半導体層間の電気的及び光学的な接続状態を改善してもよい。
【００３８】
光電変換層２２の形成方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、プラズマＣＶＤ法又は熱ＣＶＤ法等が光電変換層２２の形成方法として用いられる。
【００３９】
また、光電変換層２２における各層の接合特性を改善するために、ｐ型半導体層とｉ層との間、ｉ層とｎ型半導体層との間のそれぞれに、各層のバンドギャップの中間又は同等の大きさのバンドギャップを持つ非単結晶Ｓｉ層、非単結晶ＳｉＣ層、非単結晶ＳｉＯ層又は非単結晶ＳｉＧｅ層等の半導体層を介在させてもよい。
【００４０】
（接続用溝工程）
この後、図９に示すように、透明電極４の平坦領域４ｂの一部を底面とする接続用溝１２を、レーザスクライブ法によって透光性膜７及び光電変換層２２に形成する。即ち、透光性膜７及び光電変換層２２にレーザビームを照射して透光性膜７及び光電変換層２２のそれぞれの一部を除去することにより、レーザビームで除去された部分を接続用溝１２として透光性膜７及び光電変換層２２に形成する。このとき、第１の分離溝工程と同様に、透光性基板２側から透光性膜７及び光電変換層２２へレーザビームを照射する。接続用溝１２は、第１の分離溝１１の幅方向について第１の分離溝１１と異なる位置に形成する。
【００４１】
透光性基板２側から照射されたレーザビームは、平坦領域４ｂを通過した後、透光性膜７及び光電変換層２２に順次入射する。レーザビームが凹凸領域４ａではなく平坦領域４ｂを通過するため、透光性膜７及び光電変換層２２に入射したレーザビームの散乱及び屈折が抑制される。これにより、透光性膜７及び光電変換層２２の中の接続用溝１２を形成する部分にレーザビームが集束しやすくなる。
【００４２】
接続用溝１２を形成するときに照射されるレーザビームとしては、透光性基板２及び透明電極４にとって透明で透光性膜７及び光電変換層２２が吸収を持つ波長のレーザビームを用いる。具体的には、接続用溝１２を形成するためのレーザビームとして、例えば３５０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長を持つ可視光レーザビーム等を用い、好ましくは波長が５３２ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波のビームを用いる。これにより、透光性基板２側から透明電極４、透光性膜７及び光電変換層２２にレーザビームを照射すると、透光性膜７及び光電変換層２２ではレーザビームのエネルギの吸収量が透光性基板２及び透明電極４よりも多くなり、透光性基板２、透明電極４、透光性膜７及び光電変換層２２のうち、透光性膜７及び光電変換層２２のそれぞれのレーザビーム照射部分のみを除去することができる。接続用溝１２の幅寸法は、１０μｍ〜１００μｍとし、より好ましくは２０μｍ〜５０μｍとする。また、第１の分離溝１１と接続用溝１２との中心線間距離は、３０μｍ〜５００μｍとし、より好ましくは５０μｍ〜２００μｍとする。
【００４３】
（裏面電極層工程）
この後、図１０に示すように、光電変換層２２に重なる裏面電極層２３を形成する。このとき、裏面電極層２３を構成する材料と同じ材料で接続導電部１３を接続用溝１２内に形成する。これにより、裏面電極層２３には接続導電部１３の一端部が接続され、透明電極４には接続導電部１３の他端部が接続される。裏面電極層２３及び接続導電部１３を構成する材料は、光を反射する高い反射率を持ちかつ導電性を持つ材料である。裏面電極層２３及び接続導電部１３を構成する材料としては、例えばＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｒ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等から選択される少なくとも１以上の元素又は合金等が挙げられる。また、裏面電極層２３及び接続導電部１３のそれぞれの形成方法としては、特に限定されず、公知の方法が用いられる。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、印刷法、塗布法等が、裏面電極層２３及び接続導電部１３の形成方法として用いられる。
【００４４】
また、裏面電極層２３は、導電性を持つ透明層と、光を反射する反射層との積層体であってもよい。透明層は、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうち少なくとも１つを主材料とする層である。反射層は、上記の元素又は合金からなる層である。この場合、透明層を光電変換層２２に接触させた状態で裏面電極層２３が光電変換層２２に重なる。
【００４５】
裏面電極層２３が積層体である場合、透明層の形成方法としては、特に限定されず、公知の方法が用いられる。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、原子層堆積法、ＣＶＤ法、低圧ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、ゾルゲル法、印刷法、塗布法等が、裏面電極層２３の透明層の形成方法として用いられる。
【００４６】
また、裏面電極層２３の透明層には、ドーピング材料として、例えばＡｌ、Ｇａ、Ｂ、Ｐ、Ｓｂ、Ｆ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｃｅ等から選択される少なくとも１種以上の元素を添加してもよい。さらに、裏面電極層２３の透明層のシート抵抗が２０Ω／□以下である場合、裏面電極層２３の反射層は高反射率を有していればよく、反射層には導電性がなくてもよい。
【００４７】
裏面電極層２３の反射層の代わりに、例えばＴｉＯ２、ＺｎＯ又はＳｉＯ２等の微粒子を主材料とする白色塗料等によって塗膜を透明層に形成してもよい。このようにすれば、光を反射する機能だけでなく、光を散乱させる機能も裏面電極層２３に持たせることができ、薄膜太陽電池１での光電変換部５の光吸収率を高めることができる。
【００４８】
（第２の分離溝工程）
この後、図１１に示すように、透明電極４の平坦領域４ｂの一部を底面とする第２の分離溝１４を、レーザスクライブ法によって透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３に形成する。即ち、透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３にレーザビームを照射して透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３のそれぞれの一部を除去することにより、レーザビームで除去された部分を第２の分離溝１４として透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３に形成する。これにより、光電変換層２２が複数の光電変換部５に分離され、かつ裏面電極層２３が複数の裏面電極６に分離される。このとき、第１の分離溝工程及び接続用溝工程と同様に、透光性基板２側から、透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３へレーザビームを照射する。
【００４９】
第２の分離溝１４を形成するときにも、接続用溝１２の形成時と同様に、レーザビームが凹凸領域４ａではなく平坦領域４ｂを通過するため、透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３に入射したレーザビームの散乱及び屈折が抑制される。これにより、透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３の中の第２の分離溝１４を形成する部分にレーザビームが集束しやすくなる。
【００５０】
第２の分離溝１４を形成するときに照射されるレーザビームとしては、透光性基板２及び透明電極４にとって透明で透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３が吸収を持つ波長のレーザビームを用いる。この例では、接続用溝工程で用いたレーザビームと同じレーザビームを用いる。即ち、第２の分離溝１４を形成するためのレーザビームとして、例えば３５０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長を持つ可視光レーザビーム等を用い、好ましくは波長が５３２ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波のビームを用いる。これにより、透光性基板２側から透明電極４、透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３にレーザビームを照射すると、透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３ではレーザビームのエネルギの吸収量が透光性基板２及び透明電極４よりも多くなり、透光性基板２、透明電極４、透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３のうち、透光性膜７、光電変換層２２及び裏面電極層２３のそれぞれのレーザビーム照射部分のみを除去することができる。第２の分離溝１４の幅寸法は、１０μｍ〜１００μｍとし、より好ましくは２０μｍ〜５０μｍとする。また、接続用溝１２と第２の分離溝１４との中心線間距離は、３０μｍ〜５００μｍとし、より好ましくは５０μｍ〜２００μｍとする。このようにして、透光性基板２の基板面２ａに複数の光電変換セル３を設け、薄膜太陽電池１を製造する。
【００５１】
このような薄膜太陽電池１では、透明電極４の電極面が凹凸領域４ａと平坦領域４ｂとに分けられ、互いに隣り合う光電変換セル３のそれぞれの光電変換部５及び裏面電極６が、平坦領域４ｂの一部を底面とする第２の分離溝１４で互いに分離されているので、第２の分離溝１４を形成するためのレーザビームを平坦領域４ｂに通過させることができる。これにより、レーザビームの散乱及び屈折を抑制することができ、第２の分離溝１４を形成する位置にレーザビームをより確実に集束させることができる。従って、第２の分離溝１４の加工精度の向上を図ることができ、薄膜太陽電池１の歩留まりの改善を図ることができる。また、第２の分離溝１４の幅寸法の狭小化を図ることもでき、光電変換部５のうちの非発電領域の縮小化を図ることができる。さらに、光電変換部５に入射する光を凹凸領域４ａによって散乱及び屈折させることができ、光電変換部５での光の吸収量を多くすることができる。このようなことから、薄膜太陽電池１の発電効率の向上を図ることができる。
【００５２】
また、互いに隣り合う光電変換セル３は、一方の光電変換セル３の裏面電極６から他方の光電変換セル３の透明電極４の平坦領域４ｂに達する接続導電部１３を介して互いに電気的に接続されているので、各光電変換セル３を容易に直列接続することができる。
【００５３】
また、透明電極４の平坦領域４ｂの一部を底面とする接続用溝１２が光電変換部５に形成され、接続導電部１３が接続用溝１２内に設けられているので、接続用溝１２を形成するためのレーザビームを平坦領域４ｂに通過させることができ、接続用溝１２を形成する位置にレーザビームをより確実に集束させることができる。これにより、薄膜太陽電池１の歩留まりの改善と、光電変換部５のうちの非発電領域の縮小化とをさらに図ることができる。
【００５４】
また、透明電極４の平坦領域４ｂに重なる透光性膜７は、可視光領域のエネルギ吸収率が透明電極４よりも高い材料で構成されているので、接続用溝１２及び第２の分離溝１４を可視光レーザビームで形成することにより、接続用溝１２及び第２の分離溝１４を透光性膜７にも形成することができる。
【００５５】
また、このような薄膜太陽電池１の製造方法では、透明電極４の平坦領域４ｂの一部を底面とする第２の分離溝１４を光電変換層２２及び裏面電極層２３にレーザビームの照射によって形成することにより、光電変換層２２を複数の光電変換部５に分離し、かつ裏面電極層２３を複数の裏面電極６に分離するので、第２の分離溝１４を形成するときに、レーザビームを平坦領域４ｂに通過させることができる。これにより、レーザビームの散乱を抑制することができ、第２の分離溝１４を形成する位置にレーザビームをより確実に集束させることができる。このようなことから、第２の分離溝１４の加工精度の向上を図ることができ、薄膜太陽電池１の歩留まりの改善と、薄膜太陽電池１の発電効率の向上とを図ることができる。
【００５６】
実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２による薄膜太陽電池の光電変換セル３の要部を示す正面図である。本実施の形態では、接続用溝１２及び第２の分離溝１４のそれぞれの底面が、透光性膜７の透明電極４とは反対側の面の一部となっている。即ち、接続用溝１２及び第２の分離溝１４のそれぞれは、透光性膜７を貫通しておらず、透明電極４の平坦領域４ｂに達していない。
【００５７】
これにより、互いに隣り合う光電変換セル３のそれぞれの光電変換部５及び裏面電極６は、透光性膜７の面の一部を底面とする第２の分離溝１４で互いに分離されている。また、透光性膜７の面の一部を底面とする接続用溝１２内には、裏面電極６から光電変換部５を貫通して透光性膜７に達する接続導電部１３が設けられている。接続導電部１３は、透光性膜７を介して透明電極４に電気的に接続されている。即ち、互いに隣り合う光電変換セル３は、一方の光電変換セル３の裏面電極６から他方の光電変換セル３の平坦領域４ｂに重なる透光性膜７に達する接続導電部１３を介して互いに電気的に接続されている。
【００５８】
透光性膜７は、可視光領域のエネルギ吸収率が光電変換部５及び裏面電極６よりも低い材料で構成されている。透光性膜７を構成する材料としては、例えばＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＴｉＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＭｏＯ等の酸化物材料が用いられている。また、透光性膜７のキャリア濃度は、透明電極４のキャリア濃度よりも高くなっている。これにより、透光性膜７の導電性が透明電極４の導電性よりも高くなっている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５９】
本実施の形態で薄膜太陽電池１を製造するときの各工程は、接続用溝工程での接続用溝１２を形成する範囲と、第２の分離溝工程での第２の分離溝１４を形成する範囲とが実施の形態１と異なることを除いて、実施の形態１と同様である。
【００６０】
本実施の形態では、可視光領域のエネルギ吸収率が光電変換層２２及び裏面電極層２３よりも低い材料で透光性膜７が構成されていることから、接続用溝工程では、透光性基板２側からのレーザビームの照射により、光電変換層２２のレーザビーム照射部分が除去され、透光性膜７は除去されずに残る。これにより、レーザビームで除去された部分が接続用溝１２として光電変換層２２に形成され、透光性膜７の透明電極４とは反対側の面の一部が接続用溝１２の底面となる。従って、接続用溝１２は透光性膜７には形成されず、接続用溝工程後の裏面電極工程で接続用溝１２内に形成される接続導電部１３は、裏面電極層２３から透光性膜７に達するが、透明電極４の平坦領域４ｂには達しない。
【００６１】
また、第２の分離溝工程でも、透光性基板２側からのレーザビームの照射により、光電変換層２２及び裏面電極層２３のレーザビーム照射部分が除去され、透光性膜７は除去されずに残る。これにより、レーザビームで除去された部分が第２の分離溝１４として光電変換層２２及び裏面電極層２３に形成され、透光性膜７の透明電極４とは反対側の面の一部が第２の分離溝１４の底面となる。従って、第２の分離溝１４も透光性膜７には形成されない。即ち、第２の分離溝工程では、透光性膜７の面の一部を底面とする第２の分離溝１４を光電変換層２２及び裏面電極層２３にレーザビームの照射によって形成することにより、光電変換層２２を複数の光電変換部５に分離し、かつ裏面電極層２３を複数の裏面電極６に分離する。
【００６２】
このような薄膜太陽電池では、互いに隣り合う光電変換セル３のそれぞれの光電変換部５及び裏面電極６が、透光性膜７の面の一部を底面とする第２の分離溝１４で互いに分離されているので、第２の分離溝１４を形成するためのレーザビームを平坦領域４ｂに通過させてレーザビームの散乱を抑制することができる。これにより、第２の分離溝１４の加工精度の向上を図ることができ、薄膜太陽電池１の歩留まりの改善を図ることができる。また、第２の分離溝１４の幅寸法の狭小化により光電変換部５のうちの非発電領域の縮小化を図ることができるとともに、凹凸領域４ａによる光の散乱及び屈折により光電変換部５での光の吸収量を多くすることができることから、薄膜太陽電池１の発電効率の向上を図ることができる。さらに、透明電極４と第２の分離溝１４との間に透光性膜７が介在しているので、第２の分離溝１４を形成するときのレーザビームによる加熱から透明電極４を透光性膜７で保護することができる。これにより、第２の分離溝１４を形成するときの透明電極４の熱的なダメージを抑制することができ、薄膜太陽電池１の特性の低下を抑制することができる。
【００６３】
また、透光性膜７の可視光領域のエネルギ吸収率は、光電変換部５の可視光領域のエネルギ吸収率よりも高いので、可視光を透光性膜７で吸収しにくくすることができる。これにより、薄膜太陽電池１の使用時に、透光性膜７を通過して光電変換部５へ入射する光の量を増加させることができ、薄膜太陽電池１の発電効率の向上を図ることができる。
【００６４】
また、透光性膜７のキャリア濃度は、透明電極４のキャリア濃度よりも高いので、透光性膜７の抵抗を透明電極４の抵抗よりも低くすることができる。これにより、接続導電部１３と透明電極４の平坦領域４ｂとが互いに直接接続される場合よりも、接続導電部１３と透明電極４との間での接続抵抗を低減させることができ、各光電変換セル３間の接続抵抗を低減させることができる。
【００６５】
また、このような薄膜太陽電池の製造方法では、透光性膜７の面の一部を底面とする第２の分離溝１４を光電変換層２２及び裏面電極層２３にレーザビームの照射によって形成することにより、光電変換層２２を複数の光電変換部５に分離し、かつ裏面電極層２３を複数の裏面電極６に分離するので、第２の分離溝１４を形成するときに、レーザビームの散乱を抑制することができ、第２の分離溝１４を形成する位置にレーザビームをより確実に集束させることができる。これにより、第２の分離溝１４の加工精度の向上を図ることができ、薄膜太陽電池１の歩留まりの改善と、薄膜太陽電池１の発電効率の向上とを図ることができる。また、第２の分離溝１４を形成するときの透明電極４の熱的なダメージを透光性膜７によって抑制することができ、薄膜太陽電池１の特性の低下を抑制することができる。
【００６６】
実施の形態３．
図１３は、この発明の実施の形態３による薄膜太陽電池の光電変換セル３の要部を示す正面図である。各透明電極４の電極面には、第１の分離溝１１の幅方向両側で平坦領域４ｂが第１の分離溝１１に連続して形成されている。透光性膜７は、平坦領域４ｂだけでなく、第１の分離溝１１も覆っている。透光性膜７を構成する材料としては、光電変換部５よりも導電性の低い材料が用いられる。例えば、透光性膜７を構成する材料として実施の形態１で挙げられている材料のうち導電性の低い材料が、透光性膜７を構成する材料として用いられる。透光性膜７の電気伝導率は、１Ｓ／ｃｍ以下とされ、より好ましくは１０−１Ｓ／ｃｍとされる。透光性膜７の幅寸法は、１００μｍ〜１．５ｍｍとされ、より好ましくは１００μｍ〜５００μｍとされる。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００６７】
本実施の形態で薄膜太陽電池１を製造するときの各工程は、透光性膜工程での透光性膜７を形成する範囲が実施の形態１と異なることを除いて、実施の形態１と同様である。
【００６８】
本実施の形態の透光性膜工程では、透明導電層２１の一部と第１の分離溝１１とをまとめて覆う透光性膜７を形成する。透光性膜７を形成する範囲は、接続用溝１２及び第２の分離溝１４のそれぞれの底面と第１の分離溝１１とがすべて収まる範囲とする。この後の工程は、実施の形態１と同様である。
【００６９】
このような薄膜太陽電池では、透光性膜７が第１の分離溝１１を覆っているので、互いに隣り合う透明電極４間に透光性膜７を介在させることができ、第１の分離溝１１の位置において光電変換部５と透明電極４との接触を防止することができる。これにより、例えば光電変換部５のｐ型半導体層に導電性の高い材料（例えば微結晶のＳｉ等）を用いた場合でも、透光性膜７の導電性を光電変換部５よりも低くすることにより、互いに隣り合う透明電極４間で電流が第１の分離溝１１を通ってリークすることを抑制することができる。このようなことから、シャント抵抗の優れた薄膜太陽電池を得ることができる。
【００７０】
実施の形態４．
図１４は、この発明の実施の形態４による薄膜太陽電池の光電変換セル３の要部を示す正面図である。本実施の形態では、接続用溝１２及び第２の分離溝１４のそれぞれが形成される範囲が実施の形態２と同様であり、その他の構成は実施の形態３と同様である。従って、接続用溝１２及び第２の分離溝１４のそれぞれの底面が、透光性膜７の透明電極４側とは反対側の面の一部となっている。即ち、接続用溝１２及び第２の分離溝１４のそれぞれは、透光性膜７を貫通しておらず、透明電極４の平坦領域４ｂに達していない。
【００７１】
互いに隣り合う光電変換セル３のそれぞれの光電変換部５及び裏面電極６は、透光性膜７の面の一部を底面とする第２の分離溝１４で互いに分離されている。また、透光性膜７の面の一部を底面とする接続用溝１２内には、裏面電極６から光電変換部５を貫通して透光性膜７に達する接続導電部１３が設けられている。接続導電部１３は、透光性膜７を介して透明電極４に電気的に接続されている。即ち、互いに隣り合う光電変換セル３は、一方の光電変換セル３の裏面電極６から透光性膜７に達する接続導電部１３を介して互いに電気的に接続されている。
【００７２】
透光性膜７は、可視光領域のエネルギ吸収率が光電変換部５及び裏面電極６よりも低くかつ光電変換部５よりも導電性の低い材料で構成されている。透光性膜７を構成する材料としては、例えばＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＴｉＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＭｏＯ等の酸化物材料が用いられている。
【００７３】
透光性膜７は、透光性膜７の膜厚方向へ結晶が成長することにより形成されている。これにより、透光性膜７では、透光性膜７の膜厚方向、即ち結晶成長方向の導電性が、膜厚方向に直交する面方向の導電性よりも高くなっている。また、透光性膜７の面方向の電気伝導率は、１Ｓ／ｃｍ以下とされ、より好ましくは１０−１Ｓ／ｃｍとされている。さらに、透光性膜７の膜厚寸法は、５ｎｍ〜１００ｎｍとされ、より好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍとされている。従って、透光性膜７の膜厚寸法がこの範囲内であれば、透光性膜７が透明電極４と接続導電部１３との間に介在していても接続抵抗の影響は小さい。他の構成は実施の形態３と同様である。
【００７４】
本実施の形態で薄膜太陽電池１を製造するときの各工程は、透光性膜工程での透光性膜７を形成する範囲が実施の形態２と異なることを除いて、実施の形態２と同様である。
【００７５】
本実施の形態の透光性膜工程では、透明電極４の電極面の一部と第１の分離溝１１とをまとめて覆う透光性膜７を形成する。透光性膜７を形成する範囲は、接続用溝１２及び第２の分離溝１４のそれぞれの底面と第１の分離溝１１とがすべて収まる範囲とする。この後の工程は、実施の形態２と同様である。
【００７６】
このような薄膜太陽電池では、互いに異なる光電変換セル３のそれぞれの光電変換部５及び裏面電極６が、透光性膜７の面の一部を底面とする第２の分離溝１４で互いに分離され、透光性膜７が第１の分離溝１１を覆っているので、第２の分離溝１４を形成するときの透明電極４の熱的なダメージを透光性膜７によって抑制することができるとともに、互いに隣り合う透明電極４間で電流が第１の分離溝１１を通ってリークすることを抑制することができる。これにより、薄膜太陽電池１の特性の低下を抑制することができるとともに、シャント抵抗の優れた薄膜太陽電池を得ることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  薄膜太陽電池、２  透光性基板、２ａ  基板面、３  光電変換セル、４  透明電極、４ａ  凹凸領域、４ｂ  平坦領域、５  光電変換部、６  裏面電極、７  透光性膜、１１  第１の分離溝、１４  第２の分離溝、２１  透明導電層、２２  光電変換層、２３  裏面電極層。
【図１】
2016201486.tif 000003
【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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