专利名称：太阳能电池模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有多个太阳能电池被形成在一块基板上的电池(cell)的太阳能电池模块。
技术背景黄铜矿(chalcopyrite )型太阳能电池是具有标记为Cu (InGa ) Se的黄铜矿化合物(以下，也称为CIGS)作为光吸收层的太阳能电 池，由于具有能量转换效率高、几乎不会发生由老化引起的光劣化、 耐放射线特性优良、光吸收波长区域宽、以及光吸收系数大等各种优 点而^咅受注目。如图5所示，将多个这种黄铜矿型太阳能电池1单片式地形成在 一块玻璃基板2上，由此构成电池3。并且，各太阳能电池l是通过 在玻璃基板2上依次设置例如由Mo构成的第一电极层4、由CIGS 构成的光吸收层5、由CdS、 ZnO、 InS中任意一种构成的緩冲层6、 以及由ZnO/Al构成的透明的第二电极层7而形成的。太阳能电池1通过在设置上述的各层时适当地进行基于三次划线 (scribe)的分割来进行制造。即，第一次划线在形成了由Mo构成的 第一电极层4后进行，第二次划线在形成緩沖层6后进行。进而，在 形成了透明的第二电极层7之后实施第三次划线。太阳能电池1的宽 度方向尺寸通过设定进行划线的间隔来确定。并且，如图6所示，通过利用未图示的树脂材料在外壳8内对这 样构成的电池3进行密封，从而形成太阳能电池模块9。也可以在外 壳8中收容多个电池3。作为太阳能电池模块9的电压，通过调整划分电池3的间隔，变 更各个太阳能电池l的串联级数，可产生数十伏 数百伏的高压(例
如，参照专利文献l)。另外，如专利文献2所记载的那样，分割是根 据在划线装置中所编程的数据来进行的，使得成为相等间隔。其结果 如图6所示，太阳能电池1的宽度方向尺寸相同。专利文献1:日本特开平11-312815号公报 专利文献2:日本特开2004-115356号公报发明内容然而，在使太阳能电池模块大型化时，大多认为该太阳能电池模 块的发电性能比从太阳能电池的面积所推测的发电性能弱。本发明人对其原因进行调查，得到了如下见解，即在如图6所示 那样的太阳能电池模块9中，位于端部的太阳能电池的起电电流比其 他的太阳能电池小。即，太阳能电池模块的起电性能显著地依赖于位 于端部的太阳能电池的起电电流，当这些太阳能电池的起电电流较小 时，即使其他的太阳能电池的起电电流大，作为太阳能电池模块整体 也不能得到足够的起电性能。因此，考虑到为了使太阳能电池模块的起电性能提高而使位于端 部的太阳能电池的起电电流增大。并且，为了实现该目的，考虑在制 造太阳能电池时，抑制成为光吸收层的前体(precursor)、透明的第 二电极层的膜厚和组成的偏差。这是因为当这些层的膜厚和组成不同 时会对起电电流产生影响。另外，也考虑在设置光吸收层时，在对上述前体进行硒化的步骤 中抑制硒化炉的温度分布的偏差，在形成缓冲层的步骤中减小化学浴 沉积法(Chemical Bath Deposition: CBD)中使用的溶液在玻璃基板 中央部和端部的流速差。但是，在使太阳能电池模块大型化的情况下，由于玻璃基板也变 大，因此难以在以溅射设置前体、第二电极层时抑制膜厚、组成的偏 差，难以抑制硒化炉的温度分布的偏差，难以减小CBD法中使用的 溶液在玻璃基板中央部和端部的流速差。本发明人根据以上的见解反复进行各种专心研究而完成了本发 明。本发明的 一 般目的是提供 一 种各太阳能电池的起电电流大致恒 定的太阳能电池模块。本发明的主要目的是提供一种即使大型化后也具有优良的起电 性能的太阳能电池模块。根据本发明的一个实施方式，提供一种太阳能电池模块，在一块 基板上具有多个太阳能电池，并且具有1个以上上述太阳能电池彼此 相互电串联连接而构成的电池，上述太阳能电池在该 一 块基板的上部从靠近基板一侧开始依次配置有第一电极层、p型光吸收层、n型緩冲层、以及透明的第二电极层，上述太阳能电池具有多种电池面积。即，在本发明中存在电池面积不同的太阳能电池。通过这样地使 电池面积不同，能够使各太阳能电池的起电电流大致恒定。这样，在本发明中，将使由相同面积的太阳能电池构成的太阳能 电池模块起电时起电电流较小的太阳能电池制作为电池面积较大的 太阳能电池来增大起电电流，使各太阳能电池的起电电流大致恒定。 结果提高作为太阳能电池模块整体的转换效率。由此，提高太阳能电 池模块整体的起电性能。换言之，能够得到起电特性优良的太阳能电 池模块。在太阳能电池的电池面积全部相同的情况下，一^t殳地，起电电流 较小的是端部的太阳能电池。因此，优选的是，在端部配置电池面积 较大的太阳能电池，由此，增大该端部的太阳能电池的起电电流。换 言之，优选的是，配置在太阳能电池模块的端部的太阳能电池的电池 面积比配置在中央部的上述太阳能电池的电池面积大。在此，当太阳能电池的总个数为偶数个时，中央部由2个构成。 即，例如在由10个太阳能电池构成电池时，中央部是从左端数第5 个、第6个这两个太阳能电池。电池面积例如通过将太阳能电池的长度方向尺寸设为彼此相同、 且将宽度方向尺寸设为不同来使之不同即可。在此，所谓长度方向是 指俯视太阳能电池时尺寸长的方向，所谓宽度方向是指与长度方向垂
直的方向。
图1是本实施方式的太阳能电池模块的概略整体俯视说明图。 图2是构成图1的太阳能电池模块的电池的宽度方向主要部分放 大纵向剖视图。图3是表示太阳能电池的宽度方向尺寸Wl相对于W2的倍率和 转换效率的关系的图表。图4是另一实施方式的太阳能电池模块的概略整体俯视说明图。图5是多个太阳能电池单片式地形成在l块玻璃基板上而构成的 电池的宽度方向主要部分方丈大纵向剖视图。图6是现有技术的太阳能电池模块的概略整体俯视说明图。
具体实施方式
以下，列举本发明的太阳能电池模块的最佳实施方式，参照附图 进行详细i兌明。图1表示本实施方式的太阳能电池才莫块的概略整体俯视说明图。 在这种情况下，太阳能电池模块10是IO个太阳能电池14a 14j彼此 相邻排列的电池15被收容在外壳16中而构成的。在外壳16内模制 有未图示的树脂，据此来保护太阳能电池14a 14j。图2示出沿着其中的太阳能电池14h、14i附近的宽度方向的纵向 剖面。电池15的宽度方向的结构与图5所示的电池3大致相同。即， 该电池15通过在一块玻璃基板2上单片式地形成太阳能电池14a~ 14j而构成，太阳能电池14a~ 14j例如通过在玻璃基^反2上依次设置 由Mo构成的第一电极层4、由CIGS构成的光吸收层5、由CdS、ZnO、 InS中任意一种构成的緩冲层6、由ZnO/Al构成的透明的第二电极层 7而形成。在此，如图l和图2所示，在太阳能电池模块10中，位于两端 的太阳能电池14a、 14j以及与该太阳能电池14a、 14j相邻的太阳能
电池14b、14i的宽度尺寸Wl被设定得比其余的太阳能电池14c ~ 14h 的宽度尺寸W2大。具体而言，Wl相对于W2大概长10%~25%左 右，换言之，设定成宽幅。当对这样构成的太阳能电池模块10照射太阳光等光时，在各太 阳能电池14a~ 14j的光吸收层5产生电子和空穴对。而且，在p型半 导体CIGS制的光吸收层5和n型半导体第二电极层7的接合界面， 电子向第二电极层7 (n型侧)的界面集中，并且空穴向光吸收层5 (p型侧)的界面集中。通过产生这种现象，在光吸收层5和第二电 极层7之间产生电动势。由该电动势产生的电能作为电流从构成电池 15的与太阳能电池14a的第一电极层4电连接的未图示的第一电极、 和与太阳能电池14j的第二电极层7电连接的未图示的第二电招j皮耳又 出。此时，由于从太阳能电池14a到太阳能电池14j为串联连接，因 此，电流例如/人太阳能电池14a向太阳能电池14j流动，此时的电动 势为各太阳能电池14a~ 14j的电动势的总和。在此，使宽度方向尺寸Wl相对于宽度方向尺寸W2的倍率发生 变化，图3示出此时测得的端部和与其相邻的4个太阳能电池14a、 14b、 14i、 14j的转换效率、中间部的6个太阳能电池14c~ 14h的转 换效率、作为太阳能电池模块IO整体的转换效率。如根据该图3所理解的那样，通过将各端部及其相邻的太阳能电 池14a、 14b、 14i、 14j的宽度方向尺寸Wl设定得比其他太阳能电池 14c~ 14h的宽度方向尺寸W2大，换言之，通过将各端部及其相邻的 太阳能电池14a、 14b、 14i、 14j的面积设定得比中间部的太阳能电池 14c~ 14h的面积大，乂人而能够^吏端部及其附近的太阳能电池14a、14b、 14i、14j的起电电流与中间部的太阳能电池14c~ 14h的起电电流大致 相同。换言之，能够避免端部及其附近的太阳能电池14a、 14b、 14i、 14j的起电电流降低，因此能够避免作为太阳能电池模块IO整体的转 换效率降低。结果与全部太阳能电池为相同宽度的现有技术的太阳能 电池模块9 (参照图6)相比，转换效率增大。 其理由是在太阳能电池14a、 14b、 14i、 14j中，宽度方向尺寸 Wl大于其余的太阳能电池14c~ 14h的宽度方向尺寸W2,因此电池 面积大，所以产生电流量增大。由此，太阳能电池14a、 14b、 14i、 14j的起电电流和太阳能电池14c~ 14h的起电电流大致相等。即，在 从太阳能电池14a到太阳能电池14j的全部太阳能电池14a 14j中， 起电电流大致恒定，因此作为太阳能电池模块IO的转换效率提高。为了^吏太阳能电池14a、 14b、 14i、 14j的宽度方向尺寸不同，只 要使进行划线时的分割间隔不同即可。即，例如只要变更在划线装置 中进行编程的数据即可。这样，能够容易地制造宽度方向尺寸不同的太阳能电池14a、 14b、 14i、 14j,因此也不会随着使太阳能电池14a、 14b、 14i、 14j的宽度 方向尺寸不同而增加制造成本。在上述的实施方式中，通过使宽度方向尺寸不同而使面积不同， 但也可以如图4所示那样，通过使长度方向尺寸不同而使面积不同。在任一种情况下，只要太阳能电池的个数为3个以上即可，并不 特别限定于10个。另外，也可以将多个电池15收容在外壳16中来 构成太阳能电池模块。在这种情况下，能够通过在外壳16内串联或 并耳关地内部连一妻多个电池15来调整成所希望的电压。
权利要求
1.一种太阳能电池模块(10)，其特征在于在一块基板(2)上具有多个太阳能电池(14a～14j)，并且具有1个以上上述太阳能电池(14a～14j)彼此相互电串联连接而构成的电池(15)，上述太阳能电池(14a～14j)在该一块基板(2)的上部从靠近基板(2)一侧开始依次配置有第一电极层(4)、p型光吸收层(5)、n型缓冲层(6)、以及透明的第二电极层(7)，上述太阳能电池(14a～14j)具有多种电池面积。
2. 根据权利要求1所述的太阳能电池模块(10)，其特征在于 配置在上述太阳能电池模块(IO)的端部的上述太阳能电池(14a、14b、 14i、 14j )的电池面积比配置在中央部的上述太阳能电池 (14c 14h)的电池面积大。
3. 根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块(10),其特征在于通过使多个上述太阳能电池(14a 14j )的长度方向尺寸彼此相同 且宽度方向尺寸不同，而使多个上述太阳能电池(14a 14j )的电池面 积不同。
全文摘要
太阳能电池模块(10)具有10个太阳能电池(14a～14j)。其中，配置在端部的太阳能电池(14a、14j)和与该太阳能电池(14a、14j)分别邻接的太阳能电池(14b、14i)的宽度方向尺寸W1被设定得比其余的太阳能电池(14c～14h)的宽度方向尺寸W 2长10～25％左右(1.1～1.25倍)，由此，太阳能电池(14a、14b、14i、14j)的电池面积被设定得比其余的太阳能电池(14c～14h)大。
文档编号H01L31/04GK101213673SQ20068002397
公开日2008年7月2日 申请日期2006年6月29日 优先权日2005年7月1日
发明者岩仓正 申请人:本田技研工业株式会社