(57)【要約】【課題】  電気化学的腐食を改善することで薄膜太陽電池モジュールの信頼性を向上する【解決手段】  透光性ガラス基板１の片方の面に太陽電池セルが形成され、透光性ガラス基板１のもう一方の面には第一の接着剤２１を用いて透明表板２２が接着され、片方の面には第二の接着剤２３を用いて裏板２４が接着されている構造で前記透光性ガラス基板１の側面の全周において第三の接着剤２５に覆われることにより、透光性ガラス基板の側面を含めた全ての面が接着剤層に覆われることで透光性ガラス基板１が連続した接着剤で覆われた構造にして水分などの進入を防止する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射側から、透明表板、第一の接着剤、透光性ガラス基板、透明電極層、光半導体、裏面電極層、第二の接着剤、裏板となるように配置されてなる構成を含む薄膜太陽電池モジュールであって、
透光性ガラス基板の光入射側から遠い方の面上に光入射側から透明電極層、光半導体層、裏面電極層を順次積層されてなる太陽電池セルが形成されてなり、
透光性ガラス基板の光入射側の面上には第一の接着剤を介して透明表板が接着されてなり、
前記透光性ガラス基板の光入射側から遠い方の面上に太陽電池セルが形成されてなる透光性ガラス基板の光入射側から遠い方の面上に第二の接着剤を介して裏板が接着されてなる構造を含む薄膜太陽電池モジュールであって、
前記透光性ガラス基板の側面が、全周において第三の接着剤に覆われてなり、
透光性ガラス基板の側面を含めた全ての面が接着剤層に覆われてなり、
前記の第一の接着剤、第二の接着剤、第三の接着剤が同じ接着剤であり、少なくとも透光性ガラス基板の側面において接着剤が連続していることを特徴とする、薄膜太陽電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の透明表板の大きさと裏板の大きさが、
前記透光性ガラス基板とその側面に設けられた第三の接着剤の厚みを加えた大きさと、
同一か、または、それより大きいことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の透明表板が強化ガラスであ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モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜太陽電池モジュールの信頼性を改善した構造に関し、特に水分の浸食による電気化学的腐食を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電は、ＣＯ２の発生が少なく、環境にやさしいエネルギー源として利用されており、特に薄膜太陽電池モジュールは製造のためのエネルギーや原料資源の消費が少ないことから注目を集めている。
【０００３】
太陽電池モジュールは屋外での使用を前提としており、設置後は例えば２０年以上の長期にわたって連続的に使用される。  しかも、設置場所として極寒地から熱帯、砂漠といった多種の環境が想定されている。このことから、太陽電池モジュールには極めて厳しい耐候性仕様が要求される。
【０００４】
既に結晶系の太陽電池モジュールにおいては、２０年以上の使用実績があり実用上問題無い程度の信頼性があることが確認されているが、薄膜太陽電池モジュールにおいては、１５年程度の実績であり、同モジュールを設置された発電試験プラントで、実用上問題無い程度であるが、いくつかの信頼性の問題が残されている。
【０００５】
典型的な問題として非特許文献１には、太陽電池モジュールで、実用上問題無い程度であるが、電気化学的腐食が観察されていることを開示している。  薄膜太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールの大きさのガラス基板に下地処理をした上で酸化錫（ＳｎＯ２）などの透明電極層を形成し、光半導体層、裏面電極層を積層したデバイス構造を有しており、これらの膜はレーザスクライブ等でパターニングすることで小さな太陽電池セルを直列接続あるいは直並列接続した形に集積し、これらの太陽電池セルをＥＶＡなどの充填材さらに裏側の表層に別のガラス板や単層あるいは複層のフィルムで封止したものに、端子箱やフレームを取り付けた構造を有している。また、ガラス基板の端面から特定の幅の領域においてセルを形成する全ての膜を研磨ホイールやサンドブラストにて除去した周縁露出部を設けている。
【０００６】
この文献によれば、腐食は通常、傾斜させて設置した薄膜太陽電池モジュールの下側辺のフレーム下端から起こり、モジュールへの湿気の侵入に関連したものである。この腐食はまたモジュールに掛かる電圧にも依存し、ガラス表面からのセル構造の消滅あるいは剥離現象となることが示されている。
【０００７】
特許文献１には、透光性基板上に形成された、透明電極層、光半導体層および金属層の少なくとも一部を光ビームによる加工によって複数のセルに分離し、相互に電気的に集積化してなる薄膜太陽電池モジュールであって、前記透光性基板の周縁部における、前記光半導体層および前記金属層は、機械的、または光ビームで除去されていることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールが、開示されている。特許文献１では、絶縁耐圧特性に優れた薄膜太陽電池モジュールを、極めて簡易なプロセスで、高い歩留まりで得ることが可能であることが開示されている。しかしながら、特許文献１であっても、さらなる課題が残されていると認識している。
【０００８】
特許文献２及び３には、ガラス基板の光入射側に強化ガラスを重ね合わせて接着する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２６１０１９号公報
【特許文献２】特開２００３−１１０１２８号公報
【特許文献３】特開２００１−０８５７２６号公報
【非特許文献１】Ｄ．Ｃａｒｌｓｏｎ  他、Ｐｒｏｃ．ＮＣＰＶ  ａｎｄ  Ｓｏｌａｒ  Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ２００３ ｐｐ９４６−９４９、NREL/CD-520-33586 Page 946
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明者らが、特許文献１のような薄膜太陽電池モジュールにおいて、使用条件がある特定の場合などに観察した現象も原理的には、非特許文献１で推定されている現象と、ある程度類似した現象であると思われる。すなわち、フレーム等に残留した水分などが、太陽電池セルが形成されたガラス基板と裏側表層のガラスやフィルムとの間にある充填材そのもの、あるいはガラス基板と充填材の隙間の何れかに、湿気が侵入したものと推定している。その湿気が上記周縁露出部を経由してセル領域にまで到達して、電気化学的反応がその部分で起こったのかもしれないと推定している。
【００１０】
また、ここで記載した太陽電池モジュールの改良構造としては特許文献１に周縁露出部を研磨とレーザスクライブを併用した技術が開示されているが、ここで述べた電気化学的腐食を遅延させることが可能であるが、その効果は僅かであり数倍の期間の抑制については、まだ、課題が残っている。
【００１１】
一方において、薄膜系太陽電池モジュールでは素子を形成するガラス基板の材料として強化ガラスを使用することが難しい。その理由は透明電極をガラス上に製膜するときに６００℃前後の高温が必要であり、強化ガラスをこの温度に曝すと通常のガラスに焼きなまされるからである。
【００１２】
この対策の一つの案として、特許文献２及び３の様に、ガラス基板の光入射側に強化ガラスを重ね合わせて接着する技術が開発された。
【００１３】
ここで図５に示した結晶系の太陽電池モジュールと図４に示す従来の薄膜太陽電池モジュールを比較すると、薄膜太陽電池モジュールでは太陽電池素子が形成される基板の一面のみが樹脂で覆われているのに対して、結晶系の太陽電池モジュール場合、太陽電池素子が形成された基板の側面を含む全ての面に充填材（接着剤）が密着して覆っており、樹脂封入されていることがわかる。ガラスが水分を含むと導電性を示すのに対して、充填材は水分を含んでも絶縁性を維持していることから両者の信頼性の差異はこのことに起因すると思われ、同様のガラス基板を使用するモジュールにおいてこの原理を生かすことができれば、信頼性は大幅に向上することが期待される。
【００１４】
ところが、特許文献２及び３では、この原理を使っていないようである。特許文献２では強度と表面側のガラスの反射を抑制することには成功しているものの、ガラス基板の端の部分は大気に触れている。特許文献３は基板のガラスの全ての面が接着剤（ＥＶＡ）で覆っている実施例を含んでいるが、それらをＥＶＡに隙間が無い様にする工夫がなされておらず、周囲に設けたシリコーンなどのシーリング剤で周囲を保護しており、結晶系太陽電池の様に太陽電池素子基板を密着して連続的に封入することができていない。
【００１５】
以上の通り、従来の薄膜太陽電池モジュールは、結晶系太陽電池モジュールと比較して電気化学的腐食耐性において劣る場合が有る。本発明では、この課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１は、
光入射側から、透明表板、第一の接着剤、透光性ガラス基板、透明電極層、光半導体、裏面電極層、第二の接着剤、裏板となるように配置されてなる構成を含む薄膜太陽電池モジュールであって、
透光性ガラス基板の光入射側から遠い方の面上に光入射側から透明電極層、光半導体層、裏面電極層を順次積層されてなる太陽電池セルが形成されてなり、
透光性ガラス基板の光入射側の面上には第一の接着剤を介して透明表板が接着されてなり、
前記透光性ガラス基板の光入射側から遠い方の面上に太陽電池セルが形成されてなる透光性ガラス基板の光入射側から遠い方の面上に第二の接着剤を介して裏板が接着されてなる構造を含む薄膜太陽電池モジュールであって、
前記透光性ガラス基板の側面が、全周において第三の接着剤に覆われてなり、
透光性ガラス基板の側面を含めた全ての面が接着剤層に覆われてなり、
前記の第一の接着剤、第二の接着剤、第三の接着剤が同じ接着剤であり、少なくとも透光性ガラス基板の側面において接着剤が連続していることを特徴とする、薄膜太陽電池モジュール、である。
【００１７】
本発明は、また、前記の透明表板の大きさと裏板の大きさが、
前記透光性ガラス基板とその側面に設けられた第三の接着剤の厚みを加えた大きさと、
同一か、または、それより大きいことを特徴とする、薄膜太陽電池モジュール、である。
【００１８】
この構成によって、連続した接着剤層が保護される。  本発明は、また、前記に記載の透明表板が強化ガラスであることを特徴とする、薄膜太陽電池モジュール、である。
【００１９】
この透明表板は樹脂フィルムを用いることも可能であるが、強化ガラスを用いることにより更に薄膜太陽電池モジュールに強度を付与することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、透光性ガラス基板を用いる太陽電池の信頼性、特に電気化学的腐食現象に代表される基板の端部からの水分の浸入に関連する信頼性を大幅に改善した薄膜太陽電池モジュールを低コストかつ工業的に効率的な方法で提供することが可能になった。
【００２１】
なお、本発明の構成を従来技術である、強化ガラスを光入射側に設けた薄膜太陽電池モジュールの構成や、表面に意匠性を持たせたフィルムを張付ける構成の技術と組み合わせた場合、それらの特徴である強度の向上や防眩効果をそのまま生かしながら殆ど部材や工程の追加をすることなく、実使用上の耐候性を飛躍的に向上することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の具体的な構成について説明する。
【００２３】
本発明の薄膜太陽電池モジュールにおいて透光性ガラス基板には青板ガラス、白板ガラス、硼ケイ酸ガラスなどの薄膜太陽電池モジュールに一般に用いられているものが用いられる。青板ガラスや白板ガラス等のナトリウム等の半導体に影響がある不純物が含まれるガラスを使用するときはこの片面にはこれらの不純物の拡散を防止するために酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等のアルカリバリア層を形成したり、透明電極層の光散乱を助長するためにシリカビーズなどの下地層を設ける場合があるが、これらについても好適に使用することが可能である。
【００２４】
前記、透光性ガラス基板の片面に透明電極層を製膜する
透明電極層としては、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ等を用いることが出来る。
【００２５】
光半導体層としては、シリコンを主成分とする層、例えばｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層、ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層、およびｎ型微結晶Ｓｉ：Ｈ層の積層構造を用いることが出来る。また、近年においては、ｉ型微結晶Ｓｉ層を発電層とした太陽電池、あるいはａ−Ｓｉと微結晶Ｓｉの太陽電池を積層したタンデム太陽電池、更には、ＣＩＳ，ＣｄＴｅ、ＣＩＧＳ等の化合物半導体などが開発されており、これらを用いた薄膜太陽電池についても本発明を利用することができる。
【００２６】
金属層としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉおよびこれらと金属酸化物との積層体等を用いることが出来る。金属酸化物としては酸化亜鉛（ＺｎＯ）などが有力であるがこれらに限定されるものではない。
【００２７】
これらの層は、レーザスクライブ等の方法により加工され、周知の構造で、集積化される。上記、透明電極層、光半導体層、裏面電極層、集積化された太陽電池セル群の両端には電極取り出し用の配線を形成するための領域があり半田メッキ銅箔が特殊半田にて接続される。
【００２８】
周縁部の機械的なエッチングは、表面研磨法やサンドプラストにて行われる。表面研磨法は金属の回転盤に研磨剤が固着された、あるいは、硬質の金属の表面加工した研磨ホイールを用いて行われる。研磨ホイールの端部を周縁部に沿って移動することにより帯状の周縁露出部を形成することが出来る。サンドブラストは微粒子をノズルから吹き付けて行われる。微粒子の材料は、ガラスビーズやアルミナセラミック等なあり、粒径も各種存在し、所定の加工度合に合せて適宜選択できる。この場合の加工面は磨りガラス状となり、表面に微細な凹凸が形成される。
【００２９】
また、周縁露出部の幅は、適宜設計でなされるものであるが、太陽電池の安全規格であるＩＥＣ６１７３０に適合させる場合では６００Ｖ仕様の太陽電池モジュールで６．４ｍｍ幅以上が必要である。これらの幅は工業規格の他、透光性ガラス基板に対する太陽電池セルの出力に必要な面積の割合、電気化学的腐食を防止するために必要な距離等を各種考慮して適宜選択することが可能である。
【００３０】
以上の工程にて、透光性ガラス基板に太陽電池素子が形成されて、太陽電池素子基板となる。
【００３１】
透光性ガラス基板の光入射側の面（もう一方の面）と透明表板とは第一の接着剤で接着される。
【００３２】
透明表板は、第一の接着剤及び第三の接着剤を紫外線やスクラッチなどの機械的な衝撃から保護する、あるいは更に付加機能として薄膜太陽電池モジュール全体の機械的強度を向上させる役割を果たす。
【００３３】
前者の機能に着目した場合の材料としては、従来技術において光入射側の保護に用いられてきた太陽電池用カバーフィルムあるいはそのフィルムとガラス不織布などの強度改善材を組み合わせたものが使用される。具体的な材料の例としては、ＥＴＦＥ（テトラフロロエチレン／エチレン共重合体）、ＦＥＰ（テトラフロロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロフルオロエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）、対紫外線剤を配合したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が好適に用いられる。
【００３４】
後者の機能に着目した場合の材料としては、従来の多結晶シリコンや単結晶シリコンの太陽電池モジュールで使用されていた強化ガラスや、ポリカーボネートなどが使用される。
【００３５】
太陽電池素子が形成された透光性ガラス基板の片方の面には第二の接着剤により裏板が接着される。実際には、形成された太陽電池素子が発生する電力を取り出すために、銅箔リボン（リード）を、他の接着剤や絶縁用フィルムなどを用いて絶縁し裏板に設けられた開口から銅箔リードを取り出すように配置しながら裏板を接着している。配線の配置方法については従来からの封止技術を利用することが可能であり、以後の封止工程として例えば特開２０００−０７７３８３に記載の方法が適宜用いられる。
【００３６】
裏板は第二の接着剤や太陽電池素子を機械的な衝撃や湿気などから保護する役割を果たす。この部分の材料としては、従来技術でバックカバーフィルムとして用いられたものが好適に使用される。例としては、ＰＥＴ／Ａｌ箔／ＰＶＥ（ポリフッ化ビニル）三層フィルムや、透明表板に用いられてきたフィルムおよびＡｌ箔等と張り合わせたもの、あるいはガラス板があり、適宜選択して用いられる。
【００３７】
第一、第二、第三の接着剤としては、従来の太陽電池で用いられてきた充填材と呼ばれるものから適宜選択できる。液状タイプの充填材としてはシリコーン、シート状で供給されて加熱溶融硬化させるタイプの充填材としてはＥＶＡ（エチレン、酢酸ビニル共重合体）、あるいは熱可塑性のアイオノマー（市販製品例:ＤｕＰｏｎｔ社  Ｓｕｒｌｙｎ）があり、これらを接着剤として使用することができる。それぞれを異なる材料で構成することも可能であるが、第一、第二、第三の接着剤を同じ材料にして一回のプロセスで溶融固化すると３つの部分が完全に一体化したものになり、全く継ぎ目のない接着剤の層で透光性ガラス基板とその片面に形成された太陽電池素子を封入することが可能となる。このようにしてラミネート部を構成する。
【００３８】
実際には、第一、第二、第三の接着剤、透明表板、太陽電池素子基板、裏板、さらに配線のためのインターコネクト材料やそれらの素子との接触を防ぐための絶縁スペーサを一度に組み込むことが困難である場合がある。その場合には、例えば表板、第一の接着剤、第三の接着剤、透光性ガラス基板（太陽電池素子基板）を組み込み、樹脂を溶融させることのみが可能な温度に設定した真空ラミネーターでラミネートしてそれらを仮固定してから、他の部材を追加して組み立て、再び真空ラミネーターで樹脂を溶融させて、全体を架橋させる温度で処理してラミネート部を構成することも可能である。
【００３９】
以上の工程で組み立てたラミネート部に端子箱を取付け、ラミネートの端部はブチルゴムを塗布し、ＥＰＤＭなどのガスケットを嵌め込んで、アルミフレームを取り付けて薄膜太陽電池モジュールが完成する。
【００４０】
以上の説明では、透光性ガラス基板に太陽電池素子が形成された太陽電池素子基板を透光性表板に一枚のみ取り付けた場合について説明したが、一枚の大きな透光性表板に複数の太陽電池素子基板を載置することも可能である。この場合、透光性表板は強化ガラスが好ましい。強化ガラスには多種のものが存在するが、結晶系の太陽電池用に、両面に凹凸のある低鉄分型板強化ガラスが汎用品の太陽電池用カバーガラスとして販売されているので適宜用いられる。  なお、本願の発明の構造を含む薄膜太陽電池モジュールを実現するためには、製造時に、下記の条件で製造することが望ましい。例えばＥＶＡを接着剤として用いる場合には、全構造を組み立ててから樹脂を溶融させて、熱架橋させるか、樹脂が架橋しない温度で溶融させて部分的に組み立てた後、最終的に全体を溶融させて架橋させることが製造上では望ましい。一度、硬化した樹脂に、同じ種類の別の樹脂を重ねて溶融してもその部分には界面ができることが知られている。この界面は例えばプラスチックの射出成型で起こるウェルドラインのごとく、連続した微小な隙間を形成する原因ともなるので、製造上は第一の接着剤、第二の接着剤、第三の接着剤の接着剤層間の界面で両者が溶融する状況を作る必要がありこれが製造上のポイントとなる。そのようにすると特に問題の発生しやすい太陽電池素子基板の側面において硬化した接着剤の袋に密着された状態で封入された状態となり信頼性が確保できる。
【００４１】
なお、本願が、従来技術から発想困難であることについての議論を、下記に述べる。
【００４２】
たしかに、薄膜太陽電池モジュールの信頼性を向上するために、結晶系太陽電池モジュールと同様に充填材の樹脂層で太陽電池素子基板を封入すると、結晶系太陽電池モジュールと同等の電気化学的腐食耐性が得られることが予想される。しかしながら、当業者は、下記の背景により、これまで、薄膜太陽電池モジュールでは、その必要が少なかったと思われる。
【００４３】
従来技術として、結晶太陽電池は結晶シリコンのセルが充填材（接着剤）の中に埋没した構造となっている。その理由は、言うまでも無く、結晶シリコンセルそのものが半導体であり、周囲の汚れ等に対して極めて脆弱なものであるからです。また、金属板の上に形成された太陽電池の場合も同様で、樹脂の中に封じ込める必要があります。
【００４４】
一方において、ガラスを用いるタイプの太陽電池では、少なくとも素子が形成されている面が封止されていれば、周囲の汚れに対して防御されると言われています。現在の多くの太陽電池はその発想であり、基板の端の部分をブチルゴムなどで端面封止することで信頼性の改善も見られています。特許文献２、３の太陽電池ではその範囲で考えられています。
【００４５】
しかしながら、ガラスを用いるタイプの太陽電池の基板として用いられている青板ガラスや低鉄分フロートガラスなどは、内部にイオンを含んでおり、特に高温である程度の導電体となることが知られています。このことは出荷検査で太陽電池モジュールを水没させて絶縁性を調べる絶縁試験で、季節変動があることなどから推察することができるようになりました。従来技術ではこの事実に気がつかなかった・あるいは検出しづらかった可能性が有ります。
【００４６】
さらなる信頼性を向上するという観点で、当業者では想到できなかった「ガラスのある程度の導電性」をも考慮した太陽電池モジュールの構造が必要となるということを、発明者らは、気が付きました。
【００４７】
ＥＶＡは使用温度、湿度の範囲では高抵抗を維持しており絶縁体であり続ける。また、既に数十年の封止材料としての実績がある。この様な高抵抗体で太陽電池の基板全体を覆うことが素子部分の絶縁をより確実なものとし、かつ、水分の進入経路を絶つことが可能であると考え、しかも、従来から実用とされてきた構造を少し改良することで実現することが可能なものとして本発明に至った。
【００４８】
本願は、この課題解決を実現する手段を提供して結果として薄膜太陽電池モジュールの信頼性を向上した。
【００４９】
なお、従来の薄膜太陽電池モジュールで、３枚の透光性の板を使わなかった理由として、正極・負極の端子取り出しが煩雑となり、構造上難しいなどの阻害要因が有ったためであるとも、推定している。  従来技術である「結晶系」太陽電池は結晶シリコンの複数のセルが充填材（接着剤）の中に埋没した構造である。従い、複数のセルが横方向に存在している観点から、正極・負極の端子取り出しも、横方向となる傾向が有るようである。そこで、３枚ガラスを使うような形状は、容易であった。
【００５０】
一方、従来の「薄膜」太陽電池モジュールで、３枚の透光性の板を使わなかった理由として、正極・負極の端子取り出しが煩雑となり、構造上難しいなどの阻害要因が有ったためであるとも、推定している。
【００５１】
すなわち、薄膜太陽電池モジュールでは、正極・負極の端子取り出しは、基板の垂直方向等に取り出すことが容易であり、一般的である。従い、３枚ガラスを使う本発明のような構成では、正極・負極の端子取り出しが煩雑となり、構造上難しいような阻害要因が有るため、わざわざ、本願のような３枚ガラスの構成にすることは、当業者は容易に想到できない、と考える。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明の実施の形態に係る種々の実施例について説明する。
【００５３】
（実施例１）
図１は、本発明の一実施例に係る薄膜太陽電池モジュールを示す断面図である。
【００５４】
なお、本願の各図において、図面の明瞭化と簡略化のために寸法関係は適宜に変更されていて実際の寸法関係を反映しておらず、他方、同一の参照符号は、特に断らない限り同一部分を表している。
【００５５】
図１に示す太陽電池モジュールは、次のように製造される。まず、面積９１．５ｃｍ×４５．５ｃｍ、厚さ４ｍｍ（透光性ガラス基板の厚み４ｍｍ）の低鉄分ソーダライムガラスからなる透光性ガラス基板１上に、熱ＣＶＤ法により酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のバリア層（厚さ１０００Å）、酸化錫層（厚さ８０００Å）を形成した。複数のセルを集積化するため、この酸化錫層をレーザスクライブでパターニングし、透明電極２とした。なお、参照符号３は、透明電極スクライブ線を示す。
【００５６】
なお、基板の周囲から５ｍｍの位置に、全周にわたり周辺部（周縁部）と太陽電池活性部を電気的に分離するために、図２に示すように、ストリング分離用の加工部１２の他に、レーザスクライブによるパターニングを施した。参照符号１３は、それによって形成されたレーザ絶縁分離線を示す。
【００５７】
パターニング方法としては、基板１をＸＹテーブル上にセットし、ＱスイッチＹＡＧレーザを用いて、分離加工を行った。レーザの運転条件は、第２高調波５３２ｎｍを用い、パルス幅３ｋＨｚ、平均出力５００ｍｗ、パルス幅１０ｎｓｅｃであった。分離幅は５０μｍ、ストリング（個別太陽電池）の幅は約１０ｍｍである。
【００５８】
また、半田メッキ銅箔を用いて電極取り出し用の配線を形成するための領域８を、両端にあるストリング１１ａ，１１ｂの外側に、３．５ｍｍの幅で残した。
このようにしてパターニングされた酸化錫膜２の上に、分離形成型装置のプラズマＣＶＤ室内において、ａ−Ｓｉ層４をプラズマＣＶＤ法により形成した。即ち、２００℃で、ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ半導体層、ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ半導体層、およびｎ型微結晶Ｓｉ：Ｈ半導体層を順次堆積して、ＰＩＮ接合を構成する積層ａ−Ｓｉ層４を形成した。各層を形成するためには、流量がそれぞれ１００ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍのシラン（ＳｉＨ４）を用い、ｐ型半導体層とｎ型半導体層を形成する場合にはそれぞれ１０００ｐｐｍに水素希釈したＢ２Ｈ６とＰＨ３を２０００ｓｃｃｍ混入させた。
【００５９】
また、ｐ型半導体層の形成には、３０ｓｃｃｍのＣＨ４も混入させることにより、炭素合金化を行った。各層を形成するための投入パワーは、それぞれ２００Ｗ、５００Ｗ、３ｋＷであり、反応圧力はそれぞれ１ｔｏｒｒ、０．５ｔｏｒｒ、１ｔｏｒｒであった。形成した層の膜厚は、製膜時間からそれぞれ１５０Å、３２００Å、３００Åと推定される。
このようにして光半導体各層の製膜を行った後、基板１をＸ−Ｙテーブル上にセットして、ＱスイッチＹＡＧレーザーを用いて、ａ−Ｓｉ層４を、ＳｎＯ2層２のパターニング位置から１００μｍづつ左にずらしてパターニングを行った。レーザの運転条件は、第２高調波５３２ｎｍを用い、パルス幅３ｋＨｚ、平均出力５００ｍ
ｗ、パルス幅１０ｎｓｅｃであった。なお、焦点位置をずらすこととで、分離幅を１００μｍにした。参照符号５は、半導体スクライブ線を示す。
【００６０】
その後、マグネトロンスパッタ法により、ＲＦ放電で酸化亜鉛（ＺｎＯ）ターゲットを用いて、パターニングされたａ−Ｓｉ層４上に、１０００Åの膜厚のＺｎＯ層（図示せず）を形成した。スパッタ条件は、アルゴンガス圧力２ｍｔｏｒｒ、放電パワー２００Ｗ、製膜温度２００℃であった。
【００６１】
次に、ＺｎＯ層上に、同じマグネトロンスパッタ装置のＡｇターゲットを用いることにより、直流放電および室温で、２０００Åの膜厚の裏面電極層６を形成した。スパッタ条件は、アルゴンガス圧力２ｍｔｏｒｒ、放電パワー２００Ｗであった。
【００６２】
最後に、マグネトロンスパッタ装置から基板１を取り出して、Ｘ−Ｙテ−ブル上にセットして、ＱスイッチＹＡＧレーザを用いてＡｇ層およびａ−Ｓｉ層４をパターニングして、半導体スクライブ線５から１００μｍ離れた位置に裏面電極スクライブ線７を形成した。レーザの運転条件は、ａ−Ｓｉ層４の加工条件と全く同じであった。分離幅は７０μｍ、ストリング幅は約１０ｍｍである。
【００６３】
また、酸化錫膜２のときと同様に、基板の周囲から５ｍｍの位置に全周にわたり周辺部（周縁部）と太陽電池活性部を電気的に分離するために、ストリング分離用の加工部の他にレーザによるパターニングを施した。分割幅は１５０μｍで酸化錫膜２の分離部１３を包括するように加工した。
【００６４】
次に、このパターニングラインの外側０．５ｍｍのさらに外側の部分を全周にわたって、サンドブラスト装置を用いて研磨幅７ｍｍ、約２μｍの深さで研磨を行った。即ち、金属電極層６、酸化亜鉛（ＺｎＯ）層、ａ−Ｓｉ層４および酸化錫膜２の膜厚全体を除去するとともに、ガラス基板１の表面部分を除去して周縁露出部９を形成し太陽電池素子基板を形成した。
【００６５】
その後、バスバー配線用の位置８に特殊半田１４にて半田メッキ銅箔からなるバスバー電極１０を半田付けして、電極取り出しのための配線を行った。この電極１０はストリングに平行となっている。
【００６６】
透光性ガラス基板の素子を形成しなかった面（光入射側の面）に、透明表板２２として接着性改善加工したＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）のフィルム（商品名：ＤｕＰｏｎｔ社  Ｔｅｆｌｏｎ  ＦＥＰ  Ｆｉｌｍ）を第一の接着剤２１としてＥＶＡを用いて取りつけた。この場合ＰＴＦＥの厚みは３００μｍ（透明表板の厚み３００μｍ）、大きさは９２ｃｍ×４６ｃｍである。また、ＥＶＡの大きさはＰＴＦＥの大きさと同じ９２ｃｍ×４６ｃｍで厚みは６００μｍ（第１の接着剤の厚み６００μｍ）である。  このとき１０ｍｍ幅の短冊状のＥＶＡシートを上記第一の接着剤のＥＶＡの辺に沿って内側に配置して透明表板の端部周辺に配置されるＥＶＡの量が多くなる様にしている。透光性ガラス基板の周囲に２ｍｍ以上の幅が確保されるように均等配置して真空ラミネーターにて１２０℃の１０分の設定にて張り合わせた。こうすることにより透光性ガラス基板の側面に配置する第三の接着剤２５の一部を充填している。正確に基板の配置する目的と接着剤の厚みを保持するために、ＰＴＦＥフィルムの大きさを内のりとした離型性加工済みのＰＴＦＥ枠（商品名：ＤｕＰｏｎｔ社  Ｔｅｆｌｏｎ）を設置した状態で真空ラミネート処理をしている。枠の厚みは透明表板、第一の接着剤、透光性ガラス基板の設計上の厚みの合計である４．９ｍｍとした（４ｍｍ＋６００μｍ＋３００μｍ）。
【００６７】
次は透光性ガラス基板１の、素子面側について第二の接着剤としてＥＶＡシート２３と裏板２４としてＰＶＦ／Ａｌ／ＰＥＴを真空ラミネータを用いて被覆して封止し、端子箱を取り付ける工程である。ＰＥＴ面はＥＶＡと接着するようにしている。透光性ガラス基板の周囲の部分には同じく１０ｍｍの幅の短冊状のＥＶＡシートを乗せた。設計上は基板１の側面に設ける第三の接着剤２５の後半を形成するものである。極めて幅の狭い領域に接着剤を配置するのは困難であるために、短冊状のＥＶＡをガラス基板の周囲に取り付けてラミネート工程で溶融することで図示２５の領域を充填して同等の効果を得ることを狙っている。
【００６８】
この上にＥＶＡシート２３を載せて、裏板２４をこの順で重ねた。裏板２４の大きさは透明表板と同じ９２ｃｍ×４６ｃｍであり、同じ位置となる様に辺が重なるように位置合わせを行い。再び、真空ラミネーターにて今度は１５０℃３０分の条件で溶融、真空脱泡、押圧、架橋のステップを行い、封止工程を完了した。ここで、ＥＶＡの厚みは６００μｍ（第二の接着剤の厚み６００μｍ）である。ここで再びＰＴＦＥフィルムの大きさを内のりとした離型性加工済みのＰＴＦＥ枠（商品名：ＤｕＰｏｎｔ社  Ｔｅｆｌｏｎ）（裏板の厚み３００μｍ）を設置した状態で真空ラミネート処理をしている。枠の厚みは、透明表板（厚み３００μｍ）、第一の接着剤（厚み６００μｍ）、透光性ガラス基板（厚み４ｍｍ）、第二の接着剤（厚み６００μｍ）、裏板（厚み３００μｍ）の設計上の厚みの合計である５．８ｍｍとした。
【００６９】
このようにして２回の真空ラミネート工程を経て図１、図２の構造を完成させた。もちろん１回のラミネート工程で完成させることも可能であるが、位置合わせを容易にするためにこのようなプロセスを経て実施している。
【００７０】
裏板２４に設けた穴より、リード線を立ち上げて、端子箱を経由してケーブルを取り付けた。また、アルミフレームをガスケットを介して取り付けた。ここでモジュールの信頼性を得るためには、更にブチルゴムをガラスの側面に対応する重ね合せ体の周囲に隙間無く塗布してからガスケットに組み込むことが好ましいが、ここでは比較例との差異を明確にするためにわざと塗布しなかった。
【００７１】
（実施例２）
透明表板２２として、厚さ３．２ｍｍ、大きさ９２ｃｍ×４６ｃｍの低鉄分強化ガラス板を用いた他は実施例１と同様である。ガラスによる熱容量の増加を考慮して真空ラミネーターの処理時間は実施例１よりも長めの時間に調整した。具体的には４５分である。アルミフレーム、ガスケットは厚みの増加を考慮した若干の設計変更を行った。
【００７２】
（実施例３）
透明表板２２として、厚さ３．２ｍｍ、大きさ９２ｃｍ×９２ｃｍの低鉄分強化ガラス板に、面積９１．５ｃｍ×４５．５ｃｍ、厚さ４ｍｍの低鉄分ソーダライムガラスからなる透光性ガラス基板１に太陽電池素子を形成した太陽電池素子基板を２枚、図３の様に配置した。他の条件は実施例２と同様であるが、この場合は２枚の太陽電池素子基板を並列に電気接続している。また、２枚の透光性ガラス基板の間に５ｍｍの隙間が存在するが、この隙間を充填するために、この隙間に沿って１０ｍｍ幅のＥＶＡシートを第一の接着剤のＥＶＡと第二の接着剤のＥＶＡに重ねて負真空ラミネート工程を実施している。図３にその概略を示す。素子の上にＥＶＡで挟んだ絶縁シート２７を載せ、その上にバスバー電極と接続した銅箔リボン２６を配置する。その上にＥＶＡと裏板を重ねる。ＥＶＡには線を通すための切込みが、裏板には穴が設けられている。裏板（ＰＶＦ／Ａｌ／ＰＥＴ）２４には穴が設けられている。穴には絶縁体シートを重ねて裏板に含まれるＡｌと銅箔リボンとの接触を防止している。
【００７３】
なお、実施例１，２及び比較例についても同様に配線を行っているが、それらの方法については特開２０００−０７７３８３に記載されているので本願にては説明を省略する。
【００７４】
（比較例１）
図４の様に透光性ガラス基板１の素子を形成しなかった面に、透明表板２２を設ける構成を省略し、第二の接着剤２３と裏板２４を透光性ガラス基板１の大きさと同じにした以外は、実施例１と同じ構造のものを得た。
【００７５】
実施例１、実施例２、比較例１の太陽電池モジュールについて、電気化学的腐食測定試験を実施した。なお、実施例３は太陽電池モジュールのサイズは大きいために試験を実施できないが、実質的には実施例２の構造と同じであるため同様の結果が期待される。
【００７６】
接続端子のプラスマイナス両極を電気的に短絡させ、その端子とフレーム間に直流電圧１００Ｖを、セル部の電位が負になる様に印加し、５０℃の温湯に太陽電池モジュール浸漬させて電気化学的腐食の経過を観察した。
【００７７】
比較例の場合は、およそ３０日で太陽電池素子の端の部分で透明電極の剥離の開始が見られたのに対して、実施例１、実施例２ともに６０日を経過しても剥離は見られなかった。また、場合により局所的に基板端部の半導体層が透明化して金属色が観察されるケースがあるが、比較例では４０日でその傾向が見られたのに対して実施例の場合８０日でも変色はない。
【００７８】
実施例の場合、電気化学的腐食による変化を短期間に調べるために、ブチルゴムをガラスの側面に対応する重ね合せ体の周囲に隙間無く塗布する工程を省略したが、ブチルゴムを塗布した場合では寿命は３倍から６倍延びるので、常時、水没した場合でも１年以上太陽電池が保護される。実際の使用にて常に水没する状況はないので、太陽電池の寿命といわれている２５年程度の信頼性保証は可能と思われる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の薄膜太陽電池モジュールの断面図
【図２】本発明の薄膜太陽電池モジュールの上面図
【図３】実施例３による透光性表板が強化ガラスで、それに２枚の太陽電池素子基板を載置した本発明の薄膜太陽電池モジュール
【図４】従来技術の薄膜太陽電池モジュールの断面図
【図５】結晶系の太陽電池モジュール（従来技術）
【符号の説明】
【００８０】
１    透光性ガラス基板
２    透明電極層（酸化錫層）
３    透明電極層スクライブ線
４    光半導体層（ａ−Ｓｉ層）
５    光半導体層スクライブ線
６    裏面電極層
７    裏面電極層スクライブ線
８    バスバー配線
９    周縁露出部
１０    バスバー電極
１１ａ，１１ｂ    両端にあるストリング
１２    ストリング分離用の加工部
１３    レーザ絶縁分離線
１４    特殊半田
２１    第一の接着剤
２２    透明表板
２３    第二の接着剤
２４    裏板
２５    第三の接着剤
２６    銅箔リボン
２７    ＥＶＡで挟んだ絶縁シート
【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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