[發明專利]薄膜太陽能電池模塊及其制造方法

有效

• 申請號: 201280051972.2
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN103907197A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 增茂邦雄;東誠二
• 申請（專利權）人: 旭硝子株式會社
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18;H01L31/046
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 馮雅

技術領域

本發明涉及薄膜太陽能電池模塊及其制造方法。更具體而言，涉及多個薄膜太陽能電池單元串聯連接而成的集成型結構的薄膜太陽能電池模塊及其制造方法。

背景技術

作為光電轉換元件的薄膜類太陽能電池模塊，隨光電轉換層的種類不同而有非晶硅(a-Si)類、多晶硅類等，但這些薄膜硅類太陽能電池中，作為其入射光側的透明電極層，使用透明導電性氧化物膜。該透明導電性氧化物膜，為了提高光電轉換效率，要求低電阻、高透明、且光散射性能大。

薄膜類太陽能電池模塊具有在玻璃基板等基體上依次形成有透明電極層、光電轉換層、及背面電極層的結構。

如果使薄膜類太陽能電池模塊大面積化，則受光面側的透明電極層的電阻值增加，由此產生的電力損失導致作為模塊的效率減小。因此，通過采用在基體上形成多個薄膜太陽能電池單元、使這些單元串聯連接而成的集成型結構，可減小受光面側的透明電極層中的電阻值、減小電力損失，即使在大面積化的情況下也能使作為模塊的效率下降變小。

集成型結構的薄膜類太陽能電池模塊的制造工藝大致可分為：制作多個薄膜太陽能電池單元串聯連接而成的集成型結構的單元制造工序；對于由該工序得到的集成型結構，形成背面保護膜等而制成太陽能電池模塊的模塊化工序。單元制造工序分為：透明電極層形成、光電轉換層形成、背面電極層形成等薄膜形成工序；為了將單元分離成多個而在薄膜上形成分離溝的圖案化工序(非專利文獻1)。

圖案化工序中，實施在透明電極層形成分離溝的透明電極層的圖案化、在光電轉換層形成分離溝的光電轉換層的圖案化、以及在背面電極層和光電轉換層形成分離溝的背面電極層和光電轉換層的圖案化。通過將背面電極層嵌入形成于光電轉換層的分離溝內，嵌入分離溝的背面電極層與透明電極層電連接，從而成為多個單元串聯連接而成的集成型結構。

圖案化工序中，通過選擇作為對象的薄膜所吸收的波長區域的光線，可在特定的薄膜上選擇性地形成分離溝，所形成的分離溝的尺寸精度優異，所以優選使用采用了激光的激光刻劃法。

為了保護作為透明電極層的透明導電性氧化物膜免受光電轉換層形成時的熱及等離子體沖擊，有時在透明電極層上形成保護涂膜。作為以該目的形成的保護涂膜，優選使用以氧化鈦(TiO₂)作為主成分的膜。

但是，由于氧化鈦(TiO₂)是絕緣體，所以在作為保護涂膜使用時，需要通過制成具有氧缺陷的膜、或者將與鈦的價數不同的金屬摻雜入膜等來賦予導電性。

現有技術文獻

非專利文獻

[非專利文獻1]“薄膜太陽能電池的基礎和應用－環境友好的太陽能發電的新進展(薄膜太陽電池の基礎と応用－環境にやさしい太陽光発電の新しい展開)”，太陽能發電技術研究組合監修，株式會社歐姆(株式會社オーム社)發行，平成13年(2001年)3月20日發行

發明內容

發明所要解決的技術問題

如上所述，集成型結構的薄膜類太陽能電池模塊及在透明導電層上形成的保護涂膜可提高作為模塊的效率，并且本來就是優選的構成。

但是，本申請發明人發現，將兩者組合實施的情況下，電阻引起的電力損失反而增加，作為模塊的效率下降。

圖1(a)～(f)是表示集成型結構的薄膜類太陽能電池模塊的制造工藝中的單元制造工序的圖。

圖1(a)示出在玻璃基板等的基體1上形成透明電極層2，在該透明電極層2上形成保護涂膜3的狀態。

圖1(b)示出透明電極層2的圖案化實施后的狀態。圖示的形態中，在透明電極層2上形成有保護涂膜3，所以將保護涂膜3與透明電極層2一起圖案化，在透明電極層2和保護涂膜3形成第一分離溝P1。

圖1(c)示出在保護涂膜3上形成有光電轉換層4的狀態。這里，光電轉換層4也嵌入第一分離溝P1內。

圖1(d)示出光電轉換層4的圖案化實施后的狀態。光電轉換層4形成有第二分離溝P2。

圖1(e)示出在光電轉換層4上形成有背面電極層5的狀態。這里，背面電極層5也嵌入第二分離溝P2內。

圖1(f)示出背面電極層5和光電轉換層4的圖案化實施后的狀態。背面電極層5和光電轉換層4形成有第三分離溝P3。

另外，圖1(b)示出的透明電極層2和保護涂膜3的圖案化、圖1(d)示出的光電轉換層4的圖案化、以及圖1(f)示出的背面電極層5和光電轉換層4的圖案化都采用激光刻劃法。